Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14

Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14

Автор: Чепурнов В.И., Пузырная Г.В., Гурская А.В., Долгополов М.В., Анисимов Н.С.

Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp

Статья в выпуске: 3 т.22, 2019 года.

Бесплатный доступ

В статье представлены результаты исследования карбидокремниевых полупроводниковых (пористых) структур с включением углерода-14. По результатам экспериментальных измерений собраны данные о параметрах фотоволь­таического преобразования энергии квантов света в фото-ЭДС для подтверждения эффективности работы p-n-перехода, проведена оценка эффективности введения углерода-14 в молекулу карбида кремния электрофизическими измерениями. В процессе работы использована технология твердофазного преобразования поверхности монокристаллической подложки кремния в фазу монокристаллического карбида кремния посредством химического транспорта углерода-14 в среде водорода.

Еще

Микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах, бетавольтаика, бета-преобразователь, углерод-14, гетероструктура por-sic/si, эндотаксия, карбид кремния, p-n-переход, металлизация контактных площадок, твердофазная диффузия, твердофазные превращения, технология материалов

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/140256105

IDR: 140256105   |   УДК: 620.98,

Experimental investigation of semiconductor structures of the power source based on carbon-14

The article presents the research results of semiconductor silicon carbide (porous) structures with the implanted carbon-14. The results of experimental measurements collected data on parameters of photovoltaic energy conversion of light quanta into a photo-EMF to confirm the efficiency of p-n junction, an evaluation of the effectiveness of the introduction of carbon-14 in the molecule silicon carbide electrophysical measurements. In the process used the technology of solid-phase transformation of the surface of the monocrystalline silicon substrate in the phase of monocrystalline silicon carbide by chemical transport of carbon in the environment of hydrogen.

Еще

Список литературы Экспериментальное исследование полупроводниковых структур источника питания на углероде-14

  • Солнечная фотовольтаика: современное состояние и тенденции развития / В.А. Миличко [и др.] // УФН. 2016. Т. 186. № 8. С. 801-852. DOI: 10.3367/UFNr.2016.02.037703
  • Milichko V.A. [et al.] Solnechnaja fotovol'taika: sovremennoe sostojanie i tendentsii razvitija [Solar photovoltaics: current state and development trends]. UFN [UFN], 2016, no. 8, pp. 801-852. [in Russian]. DOI: 10.3367/UFNr.2016.02.037703
  • Nishino S., Powel J., Will N.A. Production of large area single crystal wafers of cubic SiC for semiconductor devices // Applied Physics Letters. 1983. Vol. 42. P. 460. DOI: 10.1063/1.93970
  • Nishino S., Powel J., Will N.A. Production of large area single crystal wafers of cubic SiC for semiconductor devices. Applied Physics Letters, 1983, vol. 42, pp. 460. [in English]. DOI: 10.1063/1.93970
  • Латухина Н.В., Чепурнов В.И., Писаренко Г. Перспективы старых материалов: кремний и карбид кремния // Электроника: наука, технология, бизнес. 2013. № 4(126). С. 104-110.
  • Latuhina N.V., Chepurnov V.I., Pisarenko G. Perspektivy staryh materialov: kremnij i karbid kremnija [Prospects for old materials: silicon and silicon carbide]. Elektronika: nauka, tehnologija, biznes [Electronics: Science, Technology, Business], 2013, no. 4(126), pp. 104-110 [in Russian].
  • Фотоэлектрические свойства структур с микро- и нанопористым кремнием / Н.В. Латухина [и др.] // Известия Самарского научного центра РАН. 2009. Т. 11. № 3(29). С. 66-71.
  • Latuhina N.V. [et al.] Fotoelektricheskie svojstva struktur s mikro- i nano-poristym kremniem [Photovoltaic properties of structures with micro- and nano-porous silicon]. Izvestija Samarskogo nauchnogo tsentra RAN [Proceedings of the Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences], 2009, vol. 11, no. 3(29), pp. 66-71 [in Russian].
  • Ehrenberg W., Lang C.-S., West R. The electron voltaic effect // Proceedings of the Physical Society. Section A. 1951. Vol. 64. № 4. P. 424. DOI: 10.1088/0370-1298/64/4/109
  • Ehrenberg W., Lang C.-S., West R. The electron voltaic effect. Proceedings of the Physical Society. Section A, 1951, vol. 64, no. 4, pp. 424. [in English]. DOI: 10.1088/0370-1298/64/4/109
  • Moseley H.G.J., Harling J. The attainment of high potentials by the use of radium // Proc. R. Soc. Lond. A. 1913. Vol. 88. P. 471.
  • DOI: 10.1098/rspa.1913.0045
  • Moseley H.G.J., Harling J. The attainment of high potentials by the use of radium. Proc. R. Soc. Lond. A, 1913, vol. 88, pp. 471. [in English].
  • DOI: 10.1098/rspa.1913.0045
  • Rappaport P.I., Loferski J.J., Lindery E.G. A study program of possible uses new principle // Nucleonics. 1957. Vol. 15. P. 99.
  • Rappaport P.I., Loferski J.J., Lindery E.G. A study program of possible uses new principle. Nucleonics, 1957, vol. 15, pp. 99 [in English].
  • A review of nuclear batteries / M.A. Prelas [et al.] // Progress in Nuclear Energy. 2014. Vol. 75. P. 117-148.
  • DOI: 10.1016/j.pnucene.2014.04.007
  • Prelas M.A. [et al.] A review of nuclear batteries. Progress in Nuclear Energy, 2014, vol. 75, pp. 117-148. [in English].
  • DOI: 10.1016/j.pnucene.2014.04.007
  • Патент РФ №2005139163/28 от 15.12.2005. Чепурнов В.И. Способ самоорганизующейся эндотаксии моно 3С-SiC на Si подложке. Опубл. 20.10.2009, 8 (RU2370851).
  • Patent RF №2005139163/28 ot 15.12.2005 [RF Patent №2005139163/28 from 15.12.2005]. Chepurnov V.I. Sposob samoorganizujuschejsja endotaksii mono 3S-SiC na Si podlozhke [A method of self-organizing endotaksii mono 3C-SiC on Si substrate]. Opubl. 20.10.2009 [Publ. 20.10.2009], 8 (RU2370851) [in Russian].
  • Долгополов М.В., Латухина Н.В., Чепурнов В.И., Гурская А.В. Способ получения пористого слоя гетероструктуры карбида кремния на подложке кремния. Патент № 2653398, получен 18.05.2018, приоритет 19.07.2016.
  • Dolgopolov M.V. Latuhina N.V. Chepurnov V.I. Gurskaja A.V. Sposob poluchenija poristogo sloja geterostruktury karbida kremnija na podlozhke kremnija [A process for producing a porous silicon carbide layer of the heterostructure on a silicon substrate]. Patent № 2653398, poluchen 18.05.2018, prioritet 19.07.2016 [received 05.18.2018, priority 19.07.2016] [in Russian].
  • Study of surface defects on 3C-SiC films grown on Si (III) by CVD / M.J. Hernander [et al.] // Journal of Crystal Growth. 2003. Vol. 253. № 1-4. P. 95-101.
  • DOI: 10.1016/S0022-0248(03)01024-8
  • Hernander M.J. [et al.] Study of surface defects on 3C-SiC films grown on Si (III) by CVD. Journal of Crystal Growth, 2003, vol. 253, no. 1-4, pp. 95-101. [in English].
  • DOI: 10.1016/S0022-0248(03)01024-8
  • Epitaxial growth of β-SiC single crystals by successive two-step CVD / A. Suzuki [et al.] // Journal of Crystal Growth. Vol. 70. 1984. P. 287-290.
  • DOI: 10.1016/0022-0248(84)90275-6
  • Suzuki A. [et al.] Epitaxial growth of β-SiC single crystals by successive two-step CVD. Journal of Crystal Growth, 1984, vol. 70, pp. 287-290. [in English].
  • DOI: 10.1016/0022-0248(84)90275-6
  • Hong J.D., Davis R.F. Self-diffusion of carbon-14 in high-purity and N-doped α-SiC single crystals // Journal of the American Ceramic Society. 1980. Vol. 63. № 9-10. P. 546-552.
  • DOI: 10.1111/j.1151-2916.1980.tb10762.x
  • Hong J.D., Davis R.F. Self-diffusion of carbon-14 in high-purity and N-doped α-SiC single crystals. Journal of the American Ceramic Society, 1980, vol. 63, no. 9-10, pp. 546-552. [in English].
  • DOI: 10.1111/j.1151-2916.1980.tb10762.x
  • Hon M.H, Mater R.F. Self-diffusion of C-14 in polycrystalline β-SiC // Journal of Materials Science. 1979. Vol. 14. № 10. P. 2411-2421.
  • DOI: 10.1007/BF00737031
  • Hon M., Mater R.F. Self-diffusion of C-14 in polycrystalline β-SiC. Journal of Materials Science, 1979, vol. 14, no. 10, pp. 2411-2421. [in English].
  • DOI: 10.1007/BF00737031
  • Lely J.A. Preparation of single crystals of SiC and the effect of the kind and amount of impurities on the lattice // Ber. Dtsch. Ker. Ges. 1955. Vol. 32. P. 229-234.
  • Lely J.A. Preparation of single crystals of SiC and the effect of the kind and amount of impurities on the lattice. Ber. Dtsch. Ker. Ges, 1955, vol. 32, pp. 229-234 [in English].
  • Addamiano A., Potter R.M., Ozarow V. Photoluminescence of α-SiC // J. Electrochem. Soc. 1963. Vol. 110. № 6. P. 517-520.
  • DOI: 10.1149/1.2425804
  • Addamiano A., Potter R.M., Ozarow V. Photoluminescence of α-SiC. J. Electrochem. Soc, 1963, vol. 110, no. 6, pp. 517-520. [in English].
  • DOI: 10.1149/1.2425804
  • Potter R.M., Sattele J.H. Induction-heated furnace for growth of α-silicon carbide crystals // J. Cryst. Growth. 1972. Vol. 12. P. 245-248.
  • DOI: 10.1016/0022-0248(72)90009-7
  • Potter R.M., Sattele J.H. Induction-heated furnace for growth of α-silicon carbide crystals. J. Cryst. Growth, 1972, vol. 12, pp. 245-248. [in English].
  • DOI: 10.1016/0022-0248(72)90009-7
  • Покоева В.А., Сивакова К.П. Особенности диффузионного легирования структуры SiC/Si для полупроводниковых СВЧ-датчиков фосфором и бором под действием внутреннего электрического поля // Физика волновых процессов и радиотехнических систем. 2007. Т. 10. № 2. С. 110-114.
  • Pokoeva V.A., Sivakova K.P. Osobennosti diffuzionnogo legirovanija struktury SiC/Si dlja poluprovodnikovyh SVCh-datchikov fosforom i borom pod dejstviem vnutrennego elektricheskogo polja [Features diffusion doping SiC/Si structures for semiconductor microwave sensors phosphorus and boron under the influence of the internal electric field]. Fizika volnovyh protsessov i radiotehnicheskih sistem [Physics of wave processes and radio systems], 2007, vol. 10, no. 2, pp. 110-114 [in Russian].
  • Тейтельбаум А.З., Ходунова А.В. Одновременное моделирование процессов ионного легирования и диффузионного перераспределения примесей в кремнии // Электронная промышленность. 1984. № 9. С. 41-45.
  • Tejtel'baum A.Z., Hodunova A.V. Odnovremennoe modelirovanie protsessov ionnogo legirovanija i diffuzionnogo pereraspredelenija primesej v kremnii [Simultaneous modeling of ion implantation processes and redistribution of impurity diffusion in silicon]. Elektronnaja promyshlennost' [Electronic Industry], 1984, no. 9, pp. 41-45 [in Russian].
  • Галанин Н.П., Малкович Р.Ш. Математическое моделирование диффузии двух заряженных примесей в полупроводнике с учетом внутреннего электрического поля // ФТП. 1995. Т. 20. № 5. С. 1451-1456.
  • Galanin N.P., Malkovich R.Sh. Matematicheskoe modelirovanie diffuzii dvuh zarjazhennyh primesej v poluprovodnike s uchetom vnutrennego elektricheskogo polja [Mathematical modeling of diffusion of two charged impurities in the semiconductor with the internal electric field]. FTP, 1995, vol. 20, no. 5, p. 1451-1456 [in Russian].
  • Гурская А.В., Долгополов М.В., Чепурнов В.И. 14C бета-преобразователь // Физика элементарных частиц и атомного ядра. 2017. Т. 48. № 6. С. 901-909
  • Gurskaja A.V., Dolgopolov M.V., Chepurnov V.I. 14C beta-preobrazovatel' [14C beta converter]. Fizika elementarnyh chastits i atomnogo jadra [Elementary particle physics and nuclear], 2017, vol. 48, no. 6, pp. 901-909 [in Russian].
  • Чепурнов В.И., Сивакова К.П., Ермошкин А.А. Особенности наноточечного дефектообразования в структуре por-SiC/Si, полученной по диффузионной технологии для химических датчиков // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2011. № 2 (83). С. 179-183.
  • Chepurnov V.I., Sivakova K.P., Ermoshkin A.A. Osobennosti nanotochechnogo defektoobrazovanija v strukture por-SiC/Si, poluchennoj po diffuzionnoj tehnologii dlja himicheskih datchikov [Properties nanotochechnogo defect in the structure por-SiC/Si, obtained by diffusion technology for chemical sensors]. Vestnik SamGU. Estestvennonauchnaja serija [Vestnik of SSU. The natural science series], 2011, no. 2 (83), pp. 179-183 [in Russian].
  • Чепурнов В.И. Ассоциаты точечных дефектов различной природы в SiC-фазе полупроводниковой гетероструктуры SiC/Si, полученной методом эндотаксии // Вестник СамГУ. Естественнонаучная серия. 2014. № 7 (118). C. 145-162.
  • Chepurnov V.I. Assotsiaty tochechnyh defektov razlichnoj prirody v SiC-faze poluprovodnikovoj geterostruktury SiC/Si, poluchennoj metodom endotaksii [Associates point defects of different nature in the SiC-phase SiC/Si semiconductor heterostructure obtained by endotaksii]. Vestnik SamGU. Estestvennonauchnaja serija [Vestnik of SSU. The natural science series], 2014, no. 7(118), pp. 145-162 [in Russian].
  • Betavoltaic device in por-SiC/Si C-nuclear energy converter / A. Akimchenko [et al.] // EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 158. P. 06004.
  • DOI: 10.1051/epjconf/201715806004
  • Akimchenko A. [et al.] Betavoltaic device in por-SiC/Si C-nuclear energy converter. EPJ Web of Conferences, 2017, vol. 158, p. 06004. [in English].
  • DOI: 10.1051/epjconf/201715806004
  • Kasap S.O. Principles of Electronic Materials and Devices. N.-Y.: McGraw-Hill Education, 2006. 768 p.
  • Kasap S.O. Principles of Electronic Materials and Devices. N.-Y.: McGraw-Hill Education, 2006, 768 p. [in English].
Еще
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp