НАПІВПРОВІДНИКИ В РАДІАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ

 

І. М. Вишневський, Г. П. Гайдар, О. В. Третьякова

 

Інститут ядерних досліджень НАН України, Київ

 

Всеохоплюючий характер сучасної мікроелектроніки ґрунтується на досягненнях фізики напівпровідників. За останні десятиріччя твердотільна електроніка зазнала кардинальних змін, що визначали розвиток обчислювальної і вимірювальної техніки, радіоелектроніки, автоматики, оптоелектроніки. Основними матеріалами для виробництва найширшого класу електронних приладів є багатодолинні напівпровідники, серед яких головне місце посідає кремній завдяки своїм унікальним властивостям [1]. Використання напівпровідників в мікроелектронних пристроях базується на можливості змінювати концентрацію носіїв заряду (електронів чи дірок) шляхом легування – введення домішкових атомів. Неперервне ускладнення задач напівпровідникової електроніки, розвиток її нових напрямків, таких як НВЧ- і оптоелектроніка, продемонстрували обмеженість використовуваних на сьогодні технологічних процесів легування і зумовили пошук і розробку нових методів, серед яких одним із найбільш перспективних є метод радіаційного легування.

У представленому огляді проведено аналіз розвитку технологій ядерного легування і радіаційного модифікування напівпровідникових матеріалів (зокрема кремнію); розглянуто переваги ядерно-легованих і радіаційно-модифікованих матеріалів у порівнянні з традиційними матеріалами, легованими в процесі вирощування; обговорено основні завдання та перспективи розвитку радіаційних технологій на базі діючих дослідних і промислових ядерних реакторів.

У технологічних процесах виготовлення напівпровідникових приладів перспективним є використання більшості видів проникаючих випромінювань: швидких електронів, гамма-квантів, нейтронів, протонів, альфа-частинок та ін. У наших роботах (див., наприклад, [2]) і в роботах інших авторів [3] експериментально доведено, що, всупереч сформованим уявленням про те, що проникаюча радіація викликає в напівпровідниках і напівпровідникових приладах тільки радіаційні пошкодження, які порушують їх функціонування, у багатьох випадках радіація може служити ефективним технологічним інструментом, який дозволяє отримувати якісні напівпровідникові матеріали, істотно удосконалити і здешевити виробництво багатьох типів напівпровідникових приладів, поліпшити їх якість, а також зекономити дорогоцінні метали, використовувані при їх виробництві.

В огляді проведено аналіз найближчих перспективних напрямків розвитку електроніки на шляху подальшої мініатюризації напівпровідникових приладів. На зміну мікроелектроніці поступово приходить наноелектроніка, бурхливий розвиток якої ставить питання про розробку нових способів керування фізико-хімічними властивостями напівпровідникових наноструктур. У зв'язку з цим у роботі обговорено ряд найбільш актуальних проблемних напрямків, які стосуються нанотехнологій [4].

 

 

1.    Мильвидский М. Г. // Известия ВУЗов. Материалы электронной техники. – 2000. – № 1. – С. 1–14.

2.    Гайдар Г. П., Долголенко А. П., Литовченко П. Г. // ВАНТ. – 2009. – № 4–2. – Сер.: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (94), с. 263–269.

3.    Вопросы радиационной технологии полупроводников / Под ред. Л. С. Смирнова. – Новосибирск: Наука, 1980. – 296 с.

4.    Баранський П. І., Гайдар Г. П. // Термоелектрика – 2009. – № 1. – С. 56–59.