Abstract
Работа нацелена на нахождение оптимального режима двухсторонней диффузии лития в монокристалл кремния для изготовления Si(Li) детекторов больших размеров. В работе использовался метод моделирования процессов двухсторонней диффузии атомов лития в монокристаллический кремний, путем численного решения задачи диффузии с граничными условиями. Для моделирования и решения задач использовалась программная среда MATLAB. В качестве исходного материала в процессе моделирования были выбраны физические характеристики бездислокационного монокристаллического кремния p-типа. По результатам моделирования двухсторонней диффузии лития в монокристалл кремния был определён оптимальный режим для получения Si(Li) детекторов большого диаметра. Для получения детекторов диаметром ≥ 100 мм с толщиной чувствительной области более 4 мм, оптимальная температура 430-450 0C за временной интервал 3 мин с глубиной проникновения лития hLi = 300 ± 10 мкм. Ключевые слова: двухсторонняя диффузия, Si(Li) детекторы, моделирование диффузии, режимы диффузии. Берілген жұмыс Si(Li) үлкен детекторларды жасау үшін кремний монокристалына литийдің екі жақты диффузиясының оңтайлы режимін табуға бағытталған. Жұмыста диффузия мәселесін шекаралық шарттармен сандық шешу арқылы литий атомдарының монокристалды кремнийге екі жақты диффузия процестерін модельдеу әдісі қолданылды. Қойылған мәселелерді модельдеу және шешу үшін MATLAB бағдарламалық ортасы қолданылды. Модельдеу барысында бастапқы материал ретінде p-типті орнығусыз монокристалды кремнийдің физикалық сипаттамалары таңдалды. Литийдің кремний монокристалына екі жақты диффузиясын модельдеу нәтижелері бойынша үлкен диаметрлі Si(Li) детекторларын алу үшін оңтайлы режим анықталды. Диаметрі ≥ 100 мм, сезімтал аймақтың қалыңдығы 4 мм-ден асатын детекторларды алу үшін 3 мин уақыт мезетінде оңтайлы температура 430-450 0C және литийдің ену тереңдігі hLi = 300 ± 10 мкм құрайды. Кілттік сөздер: екі жақты диффузия, Si(Li) детекторлары, диффузияны модельдеу, диффузия режимдері. The paper is aimed at finding the optimal mode of double sided diffusion of lithium into a silicon monocrystal for the manufacturing large-size Si (Li) detectors. In this work, a numerical method was used to simulate the processes of double sided diffusion of lithium atoms into monocrystal silicon to solve the diffusion problem with boundary conditions. The MATLAB software environment was used for modeling and solving problems. The physical characteristics of dislocation-free monocrystal p-type silicon were chosen as the initial material in the simulation process. Based on the results of modeling the double sided diffusion of lithium into a silicon monocrystal the optimal mode for obtaining large- diameter Si (Li) detectors was determined. To obtain detectors with a diameter of ≥ 100 mm with thickness of a sensitive area more than 4 mm, the optimal temperature is 430-450 0C for time 3 min with a lithium penetration depth hLi = 300 ± 10 μm. Keywords: double-sided diffusion, Si (Li) detectors, diffusion modeling, diffusion modes.