DE1202909B - For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production - Google Patents

For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production

Info

Publication number
DE1202909B
DE1202909B DEL24518A DEL0024518A DE1202909B DE 1202909 B DE1202909 B DE 1202909B DE L24518 A DEL24518 A DE L24518A DE L0024518 A DEL0024518 A DE L0024518A DE 1202909 B DE1202909 B DE 1202909B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
semiconductor body
vol
layer
quantitative
neutron beams
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DEL24518A
Other languages
German (de)
Other versions
DE1202909C2 (en
Inventor
Dipl-Phys Wilhelm Schneider
Dr Rer Nat Paul Guenther
Dr Rer Nat Guenter Koehl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Licentia Patent Verwaltungs GmbH filed Critical Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority to DEL24518A priority Critical patent/DE1202909B/en
Publication of DE1202909B publication Critical patent/DE1202909B/en
Application granted granted Critical
Publication of DE1202909C2 publication Critical patent/DE1202909C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T3/00Measuring neutron radiation
    • G01T3/08Measuring neutron radiation with semiconductor detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof

Description

Zum quantitativen und qualitativen Nachweis von Neutronenstrahlen dienender Halbleiterkörper und Verfahren zu seiner Herstellung Bei Kernumwandlungen, sei es bei solchen, die beim Strahlen von Materie oder aber bei durch Beschuß mit Kernbauteilen herbeigeführten kernphysikalischen Umsetzungen stattfinden, treten Strahlungen auf, deren qualitative und quantitative Erfassung von besonderer Wichtigkeit ist. Man hat dazu bereits eine Reihe von Nachweisgeräten entwickelt. Es sind in älterer Zeit zu diesem Zweck Szintillationszähler, Spitzenzähler oder auch auf die Strahlung ansprechende photographische Filme benutzt worden.For the quantitative and qualitative detection of neutron beams Serving semiconductor body and process for its production In the case of nuclear transformations, be it with those who blast matter or with bombardment with Core components brought about core physical implementations take place Radiations, the qualitative and quantitative recording of which is of particular importance is. A number of detection devices have already been developed for this purpose. There are in older times for this purpose scintillation counters, peak counters or even on the Radiation responsive photographic films have been used.

In neuerer Zeit hat sich jedoch allgemein die Anwendung von Zählrohren durchgesetzt. Zählrohre haben aber den Nachteil, daß sowohl bei ihrer Herstellung als auch bei ihrer Anwendung ein außerordentlich hoher technischer Aufwand erforderlich ist. Sie sind weiterhin in der Handhabung außerordentlich empfindlich gegen störende Einflüsse. Auch sind zum qualitativen und quantitativen Nachweis von Neutronen strahlen sowie zum direkten Umsetzen dieser Strahlung in elektrische Energie dienende Halbleiterkörper aus Silizium oder Germanium mit einem pn-tJbergang bekannt. Von diesem bekannten Halbleiterkörper geht die Erfindung aus. Sie besteht darin, daß die der Strahlung auszusetzende Oberfläche des n-leitenden Halbleiterkörpers eine durch Dotierung mit Aluminium p-leitende Schicht aufweist. Aus Ausgangskörper dient dabei ein n-leitender Halbleiterkörper. Auf diesem wird an der der Strahlung auszusetzenden Oberfläche durch Aluminium eine p-Leitfähigkeit erzeugt. Es ist bereits bekannt, derartige pn-Übergänge zur Erzeugung eines Photoeffektes auszunutzen, jedoch tritt dieser Photoeffekt ohne Kernumwandlung in dem betreffenden pn-Übergang auf. Beim Erfindungsgegenstand wird dagegen von einer in der durch Einlagerung erzeugten Oberflächenschicht erfolgenden Kernumwandlung der Einlagerungsatome infolge der Einstrahlung von Neutronen Gebrauch gemacht. Halbleiterkörper aus Silizium oder Germanium mit einem pn-Übergang. bei denen die Oberfläche des n-leitenden Halbleiterkörpers eine durch Dotierung mit Aluminium p-leitende Schicht aufweist, sind bereits zum Messen von Alpha-, Beta-, Röntgen- oder Gamma strahlung benutzt worden. In recent times, however, the use of counter tubes has become general enforced. But counting tubes have the disadvantage that both in their manufacture as well as in their application an extraordinarily high technical effort is required is. They are also extremely sensitive to disruptive handling Influences. There are also rays for the qualitative and quantitative detection of neutrons as well as semiconductor bodies used to convert this radiation directly into electrical energy known from silicon or germanium with a pn-j transition. From this well-known The invention is based on semiconductor bodies. It consists in that of radiation to be exposed surface of the n-conductive semiconductor body by doping with aluminum p-type layer. An n-type conductor is used from the output body Semiconductor body. This is on the surface to be exposed to the radiation p-conductivity generated by aluminum. It is already known such To use pn junctions to generate a photo effect, but this occurs Photoelectric effect without nuclear conversion in the relevant pn junction. With the subject matter of the invention on the other hand, is effected by a surface layer created by incorporation Nuclear transformation of the inclusion atoms as a result of the radiation of neutrons use made. Semiconductor body made of silicon or germanium with a pn junction. at which the surface of the n-conducting semiconductor body is doped with Aluminum has a p-type layer, are already used to measure alpha, beta, X-ray or gamma radiation has been used.

Für Neutronen mit einer Energie von mehr als 3 MeV ist es jedoch von besonderem Vorteil, Al27 in die Oberfläche des Halbleiterkörpers einzulagern. However, it is for neutrons with an energy greater than 3 MeV It is particularly advantageous to store Al27 in the surface of the semiconductor body.

Bei der Bestrahlung von Aluminium mit Neutronen wird ein sehr kurzlebiger Magnesiumkern gebildet, der sofort wiederum in Aluminium zerfällt. Es werden dabei Protonen und Elektronen frei, die den gewünschten Strom innerhalb des Halbleiterkörpers er- zeugen. Der dabei eintretende Vorgang läßt sich folgendermaßen darstellen: 17A11, (n, p)27Mg; 3. 2AI Wenn Neutronenstrahlen mit einem breiteren Energiespektrum zur Einstrahlung benutzt werden, kann es von Vorteil sein, in der Oberfläche des Halbleiterkörpers neben Aluminium auch noch Bor zu verwenden. When aluminum is irradiated with neutrons, a very short-lived one becomes Magnesium core is formed, which in turn breaks down immediately into aluminum. It will be there Protons and electrons set free that the desired current within the semiconductor body he- witness. The process involved can be represented as follows: 17A11, (n, p) 27Mg; 3. 2AI When neutron beams with a broader energy spectrum are used Irradiation is used, it can be advantageous in the surface of the semiconductor body to use boron in addition to aluminum.

Zum Herstellen des Halbleiterkörpers nach der Erfindung eignet sich besonders ein Verfahren, bei dem im Hochvakuum auf einen Teil der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Schicht des einzulagernden Elementes aufgedampft und während einer Zeitdauer von einigen Minuten bei einer Temperatur von mehr als 5000 C behandelt wird. Bei diesem Verfahren läßt sich die Dicke der an der Oberfläche des Halbleiterkörpers zu erzeugenden Schicht besonders gut regeln, so daß die erzeugten Halbleiterkörper dem vorgesehenen Verwendungszweck hinsichtlich des Energiegehaltes der eingestellten Strahlung besonders gut angepaßt werden können. Is suitable for producing the semiconductor body according to the invention especially a process in which in a high vacuum on part of the surface of the Semiconductor body vapor-deposited a layer of the element to be embedded and during treated for a period of a few minutes at a temperature of more than 5000 C. will. In this method, the thickness of the on the surface of the semiconductor body regulate the layer to be produced particularly well, so that the semiconductor bodies produced the intended use with regard to the energy content of the set Radiation can be adapted particularly well.

Bei der Ausübung des genannten Verfahrens ist es von besonderem Vorteil, die Temperaturbehandlung unter Schutzgas, z. B. unter Argon oder Helium, vorzunehmen, um beispielsweise die Oxydation der einzulagenden, häufig sehr oxydationsfreudigen Elemente zu verhindern. When carrying out the procedure mentioned, it is of particular advantage the temperature treatment under protective gas, e.g. B. under argon or helium, For example, the oxidation of those to be deposited, which are often very oxidative Elements to prevent.

Die Kontaktierung des umgewandelten Bereiches des Halbleiterkörpers erfolgt mit Vorteil mit Silberpaste in Rasterform. Damit wird bezweckt, daß ein möglichst großer Teil der Oberfläche frei bleibt, um für die Einstrahlung zur Verfügung zu stehen. Die Kontaktierung des Halbleiterkörpers erfolgt in bekannter Weise unter Vermeidung einer Sperrschichtbildung. The contacting of the converted area of the semiconductor body is advantageously done with silver paste in grid form. The purpose of this is that a if possible large part of the surface remains free in order to be available for radiation stand. The semiconductor body is contacted in a known manner under Avoidance of barrier formation.

Um die Querleitfähigkeit des umgewandelten Bereiches an der Oberfläche des Halbleiterkörpers heraufzusetzen, kann durch die Wahl der Schichtdicke des aufgedampften Materials und/oder der Temperaturbehandlung erreicht werden, daß an der bedampften Oberfläche eine Schicht verbleibt, die metallisch oder quasimetallisch leitend ist. About the transverse conductivity of the converted area on the surface of the semiconductor body can be increased by the choice of the layer thickness of the vapor-deposited Material and / or the temperature treatment can be achieved that at the vaporized A layer remains on the surface, which is metallic or quasi-metallic conductive.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Zum quantitativen und qualitativen Nachweis von Neutronenstrahlen sowie zum direkten Umsetzen dieser Strahlen in elektrische Energie dienender Halbleiterkörper aus Silizium oder Germanium mit einem pn-Übergang, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die derStrahlung auszusetzende Oberfläche des n-leitenden Halbleiterkörpers eine durch Dotierung mit Aluminium p-leitende Schicht aufweist. Claims: 1. For quantitative and qualitative evidence of Neutron beams and for the direct conversion of these beams into electrical energy Serving semiconductor body made of silicon or germanium with a pn junction, d a d u r c h characterized that the surface to be exposed to the radiation of the n-conducting Semiconductor body has a p-conductive layer by doping with aluminum. 2. Halbleiterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Bor als Dotierungsstoff dient. 2. Semiconductor body according to claim 1, characterized in that boron is also used as a dopant. 3. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterkörpers nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dotierungsschicht im Hochvakuum auf einen Teil der Oberfläche des Halb- leiterkörpers aufgedampft und während einer Zeitdauer von einigen Minuten bei einer Temperatur von mehr als 5000 C behandelt wird. 3. A method for producing a semiconductor body according to claim 1 or 2, characterized in that the doping layer in a high vacuum on a Part of the surface of the vapor-deposited conductor body and for a period of time is treated for a few minutes at a temperature of more than 5000 C. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturbehandlung unter Schutzgas, z. B. unter Argon oder Helium, vorgenommen wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the temperature treatment under protective gas, e.g. B. under argon or helium, is carried out. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbereich des Halbleiterkörpers nach der Behandlung mit Silberpaste in Rasterform kontaktiert wird. 5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the surface area of the semiconductor body after treatment with silver paste is contacted in grid form. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Wahl der Schichtdicke und/oder der Dauer und der Höhe der Temperaturbehandlung an der bedampften Oberfläche eine Schicht hergestellt wird, die metallisch oder quasimetallisch leitend ist. 6. The method according to claims 3 to 5, characterized in that that by the choice of the layer thickness and / or the duration and level of the temperature treatment a layer is produced on the vapor-deposited surface, which is metallic or is quasi-metallic conductive. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 919 126; britische Patentschrift Nr. 692337; USA.-Patentschriften Nr. 2669 635, 2695 852; »L'Onde electrique«, Bd. 35, 1955, Nr. 344, S. 977 bis 980; »Physical Review«, Bd. 94, 1954, S.1409 und 1410; »Nucleonics«, Bd. 13, 1955, Heft 3, S. 58; »Das Elektron«, Bd. 5, 1951/52, S. 432. Publications considered: German Patent No. 919 126; British Patent No. 692337; U.S. Patent Nos. 2669 635, 2695 852; "L'Onde electrique", Vol. 35, 1955, No. 344, pp. 977 to 980; "Physical Review", Vol. 94, 1954, pp.1409 and 1410; "Nucleonics", Vol. 13, 1955, Issue 3, p. 58; "The electron", Vol. 5, 1951/52, p. 432. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1 014670. Older patents considered: German Patent No. 1 014670.
DEL24518A 1956-04-05 1956-04-05 For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production Granted DE1202909B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL24518A DE1202909B (en) 1956-04-05 1956-04-05 For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEL24518A DE1202909B (en) 1956-04-05 1956-04-05 For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE1202909B true DE1202909B (en) 1965-10-14
DE1202909C2 DE1202909C2 (en) 1966-05-12

Family

ID=7263110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEL24518A Granted DE1202909B (en) 1956-04-05 1956-04-05 For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1202909B (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB692337A (en) * 1951-10-24 1953-06-03 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to electron beam tube arrangements
US2669635A (en) * 1952-11-13 1954-02-16 Bell Telephone Labor Inc Semiconductive photoelectric transducer
DE919126C (en) * 1941-03-12 1954-10-14 Aeg Device for registering the intensity of neutron radiation
US2695852A (en) * 1952-02-15 1954-11-30 Bell Telephone Labor Inc Fabrication of semiconductors for signal translating devices

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE919126C (en) * 1941-03-12 1954-10-14 Aeg Device for registering the intensity of neutron radiation
GB692337A (en) * 1951-10-24 1953-06-03 Standard Telephones Cables Ltd Improvements in or relating to electron beam tube arrangements
US2695852A (en) * 1952-02-15 1954-11-30 Bell Telephone Labor Inc Fabrication of semiconductors for signal translating devices
US2669635A (en) * 1952-11-13 1954-02-16 Bell Telephone Labor Inc Semiconductive photoelectric transducer

Also Published As

Publication number Publication date
DE1202909C2 (en) 1966-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Verbinski et al. Prompt gamma rays from U 235 (n, f), Pu 239 (n, f), and spontaneous fission of Cf 252
Hall et al. P− N Junctions Prepared by Impurity Diffusion
EP0296371A1 (en) Ultraviolet photodetector and production method
DE2153559A1 (en) Neutron and Gamma Flux Detector
Tewes et al. Proton Induced Reactions of Thorium—Fission Yield Curves
DE2951925A1 (en) METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR ARRANGEMENTS
Mary et al. Deep-level transient spectroscopy studies of U-irradiated silicon
DE1154878B (en) Process for the production of semiconductor bodies for semiconductor arrangements made of n-conductive silicon by irradiation with thermal neutrons
DE1202909B (en) For the quantitative and qualitative detection of neutron beams serving semiconductor bodies and process for its production
DE3740174A1 (en) RADIATION ANALYZER WITH JOSEPHSON TRANSITION
Hardy Jr et al. The Resonance Fission Integrals of U235, Pu239, and Pu241
Morita et al. Effects of the radiation damage on the channeling of MeV protons in KBr Crystals
Ricci et al. Disintegration of 66Ge
Barnes et al. Thermal neutron-induced recoil defects in P-type cadmium telluride
DE3537802A1 (en) SEMICONDUCTOR DETECTOR FOR DETECTING THERMAL NEUTRON
Allan A new self-powered flux detector
Salamon et al. Cluster formation during irradiation with 2 MeV electrons
DE1589527A1 (en) Semiconductor dosimeter
Sunyar Measurement of Some Internal Conversion Coefficients
Klingensmith The effect of a high radiation environment on gold-silicon charged particle detectors
DE2157741A1 (en) NEUTRON DETECTOR
von Wimmersperg et al. Proton-induced giant halos in mica from inclusions containing water
DE2436490C3 (en) Process for phosphorus doping of weakly n-conducting silicon bodies
Todorović et al. The cross sections for the binary and ternary fission of thorium induced by 14, 18, and 23 GeV protons
NISHIWAKI et al. On the detection of neutrons with the etch-pit counting method