Inventory number IRN Number of state registration
0321РК00645 AP09058014-KC-21 0121РК00335
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 1 Publications Web of science: 1 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
0 17202308.4 AP09058014
Name of work
Физические особенности формирования кремниевых детекторов ядерного излучения больших размеров
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Джапашов Нурсултан Махмудулы
0
2
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
Некоммерческое акционерное общество "Казахский национальный университет имени аль-Фараби"
Abbreviated name of the service recipient НАО "КазНУ им. аль-Фараби"
Abstract

Объектом исследования является кремний-литиевые p-i-n структуры больших размеров для детекторов ядерного излучения.

Зерттеу нысаны ретінде ядролық сәулелену детекторлары үшін үлкен мөлшердегі кремний-литийлі p-i-n құрылымы болып табылады.

Целью работы является исследование физических процессов двухсторонней диффузии и дрейфа ионов лития в монокристаллический кремний больших размеров.

Жұмыстың мақсаты – үлкен өлшемдегі монокристалды кремнийдегі литий иондарының екі жақты диффузиясы мен дрейфінің физикалық процестерін зерттеу.

В исследований применялись как теоретический метод описания физических процессов при двухсторонней диффузии и дрейфа ионов лития в монокристалл кремния, так и метод численного математического моделирования путем постановки краевых и внутренних задач с начальными и граничными условиями для данного процесса.

Зерттеулерде кремний монокристалында литий иондарының екі жақты диффузиясы мен дрейфіндегі физикалық процестерді сипаттаудың теориялық әдісі және осы процесс үшін бастапқы және шекаралық шарттары бар шеткі және ішкі есептерді қою арқылы сандық математикалық модельдеу әдісі де қолданылды.

По результатом исследования на данный момент было получено: ● несмотря на высокую электро-физическую и радиационно стойкую характеристику, монокристалл Чохральского обладает склонностью формирования термодоноров SiO4, которые будут препятствовать равномерной компенсации объема кристалла кремния и в тоже время являются крупномасштабными центрами захвата неравновесных носителей заряда. ● оптимальный режим диффузии лития для получения детекторов большого диаметра (≥ 100 мм) с толщиной чувствительной области более 4 мм, достигается подачей температуры 430-450 0C за t = 3 мин на глубину проникновения лития hLi = 300 ± 10 мкм. ● в процессе двухстороннего дрейфа ионов лития в монокристаллический кремний с целью получения Si(Li) p-i-n структур больших размеров наложение одноименных электрических полей с двух сторон цилиндрического кристалла происходит взаимное отталкивание встречных поток одноименных носителей заряда. Это приводит к затормаживанию процесса дрейфа в кристалле. Двухсторонний поток встречных зарядов будет взаимно-ускоряться в направлении торцевой части детектора где расположен противоположный по знаку контакт электрического поля.

Қазіргі таңда келесідей зерттеу нәтижелері алынды: • жоғары электрлік-физикалық және радиациялық төзімді сипаттамаға қарамастан, Чохраль монокристалы, кремний кристалы көлемін біркелкі компенсациялауға кедергі келтіретін және тепе-тең емес заряд тасымалдаушыларын ұстап тұрудың ірі орталықтары болып табылатын – SiO4 термодонорларының түзілу үрдісіне ие. • сезімтал аймақтың қалыңдығы 4 мм-ден асатын үлкен диаметрлі детекторларды (≥ 100 мм) алу үшін литий диффузиясының оңтайлы режимі, hLi = 300 ± 10 мкм литий ену тереңдігінде t=3 мин уақытта 430-450 0C температураны беру арқылы қол жеткізіледі. • үлкен көлемдегі Si(Li) p-i-n құрылымдарын алу мақсатында литий иондарының монокристалды кремнийге екі жақты дрейфі процесінде цилиндрлік кристалдың екі жағынан бірдей электр өрістерінің орналасуы біраттас заряд тасымалдаушылардың қарама-қарсы ағынын өзара қайтарады. Бұл кристаллдағы дрейф процесінің тежелуіне әкеледі. Екі жақты қарсы зарядтардың ағыны қарама-қарсы таңбаланған электр өрісінің контактісі орналасқан детектордың бүйіржақ бөлігі бағытында арта түседі.

Si(Li) детекторы отличаются низкой себестоимостью и высокими эксплуатационными характеристиками. Применение двухсторонней технологии получения монокристаллических кремниевых детекторов делает их лучшими среди детекторов, работающих при комнатной температуре.

Si(Li) детекторлары төмен өзіндік құнымен және жоғары пайдалану сипаттамасымен ерекшеленеді. Монокристалды кремний детекторларын өндіруде екі жақты технологияны қолдану, бөлме температурасында жұмыс жасайтын басқа детекторлармен салыстырғанда үстем етеді.

Проект фундаментального характера, поэтому внедрение результатов проекта не предусмотрены.

Жоба іргелі ғылыми сипатқа ие, сондықтан нәтижелерді енгізу қарастырылмаған.

Предложенная в данном проекте технология занчительно сокращает время изготовления детекторов и повышает их чувствительность. Предложенный метод снижает затраты для изготовленияSi (Li) p-i-n детекторов ядерного излучения.

Жобада ұсынылған технология детекторлардың жасалу уақытын едәуір қысқартады және олардың сезімталдығын арттырады. Ұсынылған әдіс Si(Li) p-i-n ядролық сәулелену детекторларын жасау шығындарын азайтады.

Si (Li) детекторы широко применяются в области регистрации заряженных частиц. В частности в космологии - в рентгеновских телескопических системах;в медицине – для распознавания онкологических заболеваний, геологии - для определения степени радиационного загрязнения почвы.

Si(Li) детекторлары зарядталған бөлшектерді тіркеу саласында кеңінен қолданылады. Атап айтқанда, космологияда-рентгендік телескопиялық жүйелерде; медицинада – онкологиялық ауруларды тану үшін; геологияда - топырақтың радиациялық ластану дәрежесін анықтау үшін.

UDC indices
539.1.074.55
International classifier codes
29.19.17; 29.05.81; 29.15.39; 29.19.24;
Key words in Russian
диффузия; дрейф ионов лития; детектор; p-i-n детектор; Двусторонний дрейф;
Key words in Kazakh
диффузия; литий иондарының дрейфі; детектор; p-i-n детектор; Екі жақты дрейф;
Head of the organization Рамазанов Тлеккабул Сабитович академик / д. ф- м. н
Head of work Джапашов Нурсултан Махмудулы PhD / Senior Lecturer