Исследование влияния способов электролитического осаждения и ядерного легирования на формирование структуры и фазового состава покрытий из нанокристаллического кремния на стеклоуглеродной подложке

Аннотация

Нейтронно-трансмутационное легирование (NTD) было применено для получения стабильной примеси изотопа 31P в тонких пленках кремния, электроосажденных на стеклоуглерод из расплава KF-KCl (2: 1) – 75 мол. % KI – 0,5 мол. % K2SiF6. Облучение образцов с толщиной кремниевой пленки 5 и 15 мкм проводилось при плотности потока нейтронов 1.46·1012 см–2 с–1 в течение 168 ч при 318 К в исследовательском реакторе ИВВ-2М (РР). Облученные образцы исследовали методами гамма- и масс-спектрометрии, сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (SEM-EDS). Примеси, активность которых достигает уровней выше минимально значимых (MSA), были обнаружены и идентифицированы. Наличие атомов 31P (1,1·1014 см−3) в тонких пленках кремния после процесса NTD было подтверждено. Удельное электрическое сопротивление облученных образцов было оценено. Были определены меры для оптимизации процесса NTD для получения приемлемых результатов, включая более высокую концентрацию изотопа фосфора 31 и более низкое время воздействия для достижения минимально значимой удельной активности (MSSA).