Please use this identifier to cite or link to this item:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/340494| Title: | Разработка технологии нейтронно-трансмутационного легирования кремния диаметром 204 мм на реакторе ИРТ-Т |
| Other Titles: | Development of Neutron Transmutation Doping Technology for 204 mm Silicon on the IRT-T Reactor / Lebedev I.I., Varlachev V.A., Smolnikov N.V., Naimushin A.G., Anikin M.N., Ovsenev A.E. |
| Authors: | Лебедев, И. И. Варлачев, В. А. Смольников, Н. В. Наймушин, А. Г. Аникин, М. Н. Овсенёв, А. Е. |
| Keywords: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика |
| Issue Date: | 2025 |
| Publisher: | Минск : БГУ |
| Citation: | Взаимодействие излучений с твердым телом : материалы 16-й Междунар. конф., Минск, Беларусь, 22-25 сент. 2025 г. / Белорус. гос. ун-т ; редкол.: В. В. Углов (гл. ред.) [и др.]. – Минск : БГУ, 2025. – С. 486-488. |
| Abstract: | Работа посвящена разработке и внедрению технологии нейтронно-трансмутационного легирования (НТЛ) монокристаллов кремния диаметром 204 мм на исследовательском реакторе ИРТ-Т Томского политехнического университета. Впервые обоснована возможность проведения высокоравномерного легирования без реконструкции корпуса реактора за счет использования графитового замедлителя, гафниевого фильтра тепловых нейтронов и оптимизации конфигурации активной зоны. Создан цифровой двойник реактора, обеспечивающий точное моделирование нейтронного поля и распределения фосфора в объеме кристалла. Проведенные расчеты и эксперименты подтвердили достижение однородности легирования >95 % и соответствие требованиям по радиационной безопасности. Разработана технологическая линия, обеспечивающая производительность свыше 5 тонн кремния в год. Полученные результаты открывают перспективы производства базового материала для силовой электроники и расширяют производственные возможности реактора ИРТ-Т |
| Abstract (in another language): | This study presents the development and implementation of a neutron transmutation doping (NTD) technology for monocrystalline silicon ingots with a diameter of 204 mm at the IRT-T research reactor of Tomsk Polytechnic University. The increasing demand for high-power semiconductor devices necessitates ultrapure and uniformly doped silicon, which traditional doping methods fail to provide at large diameters. Unlike expensive foreign reactor facilities, this work demonstrates a cost-effective approach using a pool-type reactor without major structural modifications. A novel vertical experimental channel (VEC-K) was designed and installed within the reactor’s graphite moderator zone. A digital twin of the reactor-channel-silicon system was developed in MCU-PTR Monte Carlo code, enabling accurate prediction of neutron flux distribution and phosphorus concentration profiles inside the ingot. A hafnium thermal neutron filter with a sectoral geometry was introduced to optimize the axial uniformity of doping. Numerical modeling and experimental validation via neutron activation dosimetry and electrical resistivity measurements confirmed a doping uniformity exceeding 95%, with an overall phosphorus distribution variation below 4%. This work offers a technically and economically viable solution for domestic NTD-Si production, restoring Russia’s competitive edge in power electronics and expanding the IRT-T reactor’s capabilities for solid-state physics applications |
| Description: | Секция 5. Методы, оборудование, плазменные и радиационные технологии = Section 5. Methods, Equipment, Plasma and Radiation Technologies |
| URI: | https://elib.bsu.by/handle/123456789/340494 |
| ISSN: | 2663-9939 (print) 2706-9060 (online) |
| Licence: | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Appears in Collections: | 2025. Взаимодействие излучений с твердым телом |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 486-488.pdf | 129 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.