Effects of gamma radiation on the layered structure of lithium silicon - niobate

Abstract

In this work, it is shown that when an ionizing radiation pulse acts on surfactant-type devices in which a silicon single crystal is deposited with a gap on a piezoelectric substrate made of lithium niobate, the output signal is distorted. It was found that, depending on the type of conductivity of the material deposited on the lithium niobate, a different character of recovery of the device parameters was observed. The effect of ionizing radiation on air-gap devices operating as a memory correlator showed that the previously recorded signals were erased at a dose rate of ≥ 10⁶ rad. To explain these dependencies, a model is used based on the fact that photo carriers excited by ionizing radiation in the depleted layer are captured by traps at the silicon-air interface for devices with an air gap and at the silicon-silicon oxide interface for monolithic structures The presented model, which takes into account traps not at the interface, explains most of the effects that cause a change in the output high frequency (RF) signal.

• structure
• crystal lattice
• gamma radiation
• dose
• surfactant devices
• lithium niobate
• single-crystal silicon

Аннотация (на русском)

Воздействия гамма-излучения на слоистую структуру кремний - ниобат лития

В данной работе показано, что при действии импульса ионизирующего излучения на устройства типа ПАВ, в которых монокристалл кремния нанесен с зазором на пьезоэлектрическую подложку из ниобата лития, происходит искажение выходного сигнала. Установлено, что в зависимости от типа проводимости материала нанесенного на ниобат лития наблюдался различный характер восстановления параметров устройства. Влияние ионизирующего излучения на устройства с воздушным зазором работающие, работающее в качестве запоминающего коррелятора, показало, что раннее записанные сигналы стирались при мощности дозы ≥ 10⁶ рад. Для объяснения этих зависимостей использована модель, основанная на том, что фотоносители, возбуждаемые ионизирующим облучением в обедненном слое захватываются ловушками на границе раздела кремний-воздух для устройств с воздушным зазором и на границе кремний-окись кремния для монолитных конструкции. Представленная модель, учитывающая ловушки не на границе раздела, объясняет большинство эффектов, вызывающих изменение выходного высокочастотные (ВЧ) сигнала.

For citation

References

1. Palatnikov M.N., et al. Growth and concentration dependencies of rare-earth doped lithium niobate single crystals. Journal of Crystal Growth. 2006. V.291. P.390-397 http://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2006.03.022
2. Абасов Ф.П., Наджафов Б.А. Влияние гамма-облучения на электрофизические и фотоэлектрические параметры двух барьерной структуры на основе кремния. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. №10(3). С.454-456.
3. Щербачев К.Д., Вублик В.Т., Мордкович В.Н., Пажин Д.М. Особенности образования радиационных дефектов в слое кремния структур "кремний на изоляторе". Физика и Техника Полупроводников. 2011. Т.45. №6. С.754-758.
4. Гафуров В.Г., Дружкова И.А., Преображенский И.И. Дестабилизирующие факторы, приводящие к деградации параметров устройств на ПАВ. Механика деформируемого твердого тела. 1985. С.120-126.
5. Гафуров О.В. Исследование влияния радиации на дефектообразование и электрофизические свойства полупроводниковых структур и приборов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физ-мат наук: 01.04.07. Душанбе. 2002. 126 с.
6. Орлова А.Н., Педько Б.Б., Филинова А.В., Франко Н.Л., Прохорова А.Ю. Влияние гамма и гамма-нейтронного облучения на оптические свойства и монокристаллов LiNb03. Физика Твердого Тела. 2006. Т.48. №3. С.507-509.
7. Вавилов В.С., Ухин Н.А. Радиационные эффекты в полупроводниках и полупроводниковых приборах. Москва, Атомиздат. 1969. 311 с.
8. Махсудов Б.И. Влияние гамма-облучения на излучательные характеристики лазерных гетероструктур. Квантовая электроника. 2012. Т.42. №8. С.745-746.
9. Коршунов Ф.П., Готальский Г.В., Иванов Г.М. Радиационные эффекты в полупроводниковых приборах. Москва, Наука и техника. 1978. 232 с.
10. Берг А. Работа конвольвера слоистой структуры на ПАВ при импульсном ионизирующем облучении. ТИИЭР. 1976. №5. С.254-257.