Полупроводниковый материал на основе германия

 

(>593345

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29.01.76 (21) 2318732/22-26

2 (5l) M. Кл

B 01 D 17/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Госудзрстоокний коиктст

Совета Икнкстроо СССР оо долам взооРотоккЙ и откриткк (53) УДК 621.315, .592 (088.8) (43) Опубликовано 25,10,78.Бюллетень №39

{46) Дата опубликования описания 07.09.78

Л. A. Гончаров, Т. Н, Достходжаев, В. В. Емцев, Т. В, Машовец н С. М. Рывкнн (72) Автори изобретения

Ордена Ленина физико-технический институт нм. A. Ф. Иоффе и Государственный ордена Октябрьской революции научно-нсслецовательский и проектный институт редкометаллической пром ь|шленностн "Гнрадмет (71) Заявители (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МАТЕРИАЛ

HA ОСНО ВЕ ГЕРМАН ИЯ

Изобретение относится к области металлургии полупроводников н может использоваться прн получении легированного германия, применяемого для изготовления полупроводниковых приборов, работающих в условиях высокого уровня радиации, Известен полупроводниковый материал на основе германия электронного типа проводимости с прнмесными добавками элементов Д А группы $1)

Однако полупроводниковый материал на основе германия с примесными добавками элементов g(A группы оказываются по своим электрическим параметрам неустойчивым к воздействию ядерных излучений. Неустойчивость проявляется в уменьшении концентрации свободньх носителей заряда и характеризуется величиной скорости их уменьшения.

Введение примесного элемента П А группы цополнительно к элементу у А группы увеличивает устойчивость германия к воздействию гамма-лучей.

Известен полупроводниковый материал на основе германия электронного типа проводимости, содержащий прим есную добавку элемента Д А группы с концентрацией большей 1 10 ат. 7 н прнмесную добавку элемента П А группы с концентрацией меньшей 1 ° 10 ат, % (2, 5 Облучение такого материала на гаммаустановке сCO с мощностью дозы

500 P/c показывает, что скорость уменьшэния электронов проводимости составляет 2,4. 0 см > . .Германий с ука10 занным содержанием примесных добавок элементов А и П А групп, является неустойчивым к возцействию гамма-лучей при работе в условиях высокого уровня радиации.

15 С целью повышения устойчивости к воздействию гамма-лучей, предложен материал на основе германия, содержаший добавку. элементов g А группы в количестве 1 ° 10 т — 4 10 ат, Ъ и эле-5 В мента П А группы в количестве 1.10

4,10-4 а, П р н м е р 1. На установке «Редмет-4" в расплав германия весом 1000г вводят 1,00 г висмута и 0,5 г бария.

593345

Составитель В, Безбородова

Редактор Л, Письман Техрец И. Андрейчук Корректор Е, Паап

Заказ 6107/51 Тираж 922 Поцписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий:

113035, Москва, Ж-35, Рвушская наб„д, 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная. 4

Вь>ращивание осуществляют по способу

Чохральскосо, в атмосфере спектрально чистого гелия со скоростью 1,5 мм/мин, Тигель вращают со скоростью 10 об/Mин., а затравку — 70 об/мин, Измерение алектрических параметров поквзьввет, что полученный монокриствлл германия имеет электронный тип проводимости, с концентрацией доноров 1,1 ° 10 ат, Ъ, Химико-спектральный анализ показывает >0 наличие в данном монокристалле германия примеси бария в концентрации (2-4) 10 вт, %. Плотность дислокаций в полученном материале составляет (3-6) 10 3 см Z малоугловые границь»5 не обнаружены.

Далее из полученного монокристалла германия были изготовлены образць размером 2x2xl2 мм и подвергнуть гаммао облучению при температуре 283 К нв 20 ьо гамма-установке 0 с м ощностью дозы 500 Р/с, Электрические измерения облученных образцов показывают, что максимальная скорость уменьшения концентрации электронов проводимости сос- 25 тавляет 8 10 " см

Пример 2. Аналогично способу, описанному в примере 1, из расплава германия с примесными добавками фосфора и кальция выращивают монокриствлл электронного типа проводимости с концентрацией доноров 5,6 10 ат. % и концентрацией кальция (1-2) ° 10 ат, %, При тех же условиях гамма-облучения, как в примере 1, максимальная скорость уменьшения концентрации электронов проводимости составляет 9.10 " см

Пример 3. Аналогично способу, описанному в примере 1, из расплава гер-4О мания с добавками висмута и бария выращивают монокриствлл электронного типа проводимости с концентрациеЙ доноров

1 10 ат, % и концентрацией бария большей 4 10 вт, %. Такое увеличение 4 концентрации бария в монокристалле германия приводит к резкому ухудшеник структуры полученного полупроводникового материала, что затрудняет его использование в полупроводниковых приборах.

Таким образом, из приведеннь>х примеров следует, что при одинаковых условиях облучения устойчивость германия к воздействи> > гамма«лучей с укаэанньм содержанием:>римесных добавок элементов V A и II А групп в 2-3 раза выше.

Более высокая устойчивость к воздействию гамма-лучей позволяет созцавать на основе данного материала полупровоцниковые приборы, работающие в условиях высокого уровня радиации.

Формула изобретения

Полупроводниковый материал на основе германия с добавкой примесей элементов

А и П А групп . Периодической системы для работы в условиях высокого уровня радиации, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения устойчивости к воздействию гамма-лучей, он содержит добавку примесей в количестве, ат. %:

Элемент Д А группы

1-1О 9 — 4 1О-

Элемент 11 А группы

1 ° 10-> - 410-

Германий Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1, Родес P. Г. Несовершенства и активные центры в полупроводниках. М„

1968, "Металлургия", с. 263.

2. Вторая концентрация по фиэикохимическим основньм легироввния полупроводниковых материалов. Тезисы докладов, М„1972, с, 26-27.