امکان‌سنجی پتانسیل آلایش (دوپینگ) سیلیکون در ستون حرارتی راکتور تحقیقاتی تهران

تولید نیمه‌هادی‌هایی نظیر سیلیکون آلاییده شده توسط فسفر در تولید قطعات الکترونیک قدرت و صنایع مختلف نظیر خودروسازی و نیروگاه‌های خورشیدی کاربردهای بسیار زیادی دارد. فرآیند آلایش که اصطلاحاً دوپینگ سیلیکون نامیده می‌شود، با هر یک از روش‌های شیمیایی و هسته‌ای قابل انجام است. از آن‌جایی که یکنواختی ناخالصی تزریق شده در روش شیمیایی مناسب نیست، روش‌های ناخالص‌سازی سیلیکون به‌روش تابش‌دهی نوترونی در دنیا به‌شدت دنبال می‌شود. در این کار، پتانسیل ستون حرارتی راکتور تحقیقاتی تهران برای انجام آلایش سیلیکون با استفاده از کد شبیه‌‌سازی mcnpx بررسی شده است. نتایج حاصل از این کار نشان می‌دهد شار نوترون‌های حرارتی و نسبت شار نوترون‌های حرارتی به نوترون‌های سریع در مکان بهینه به‌ترتیب n/s.cm2 1012 ×1.2 و 441 می‌باشد که نشان می‌دهد ستون حرارتی راکتور تهران می‌تواند مکان مناسبی برای آلایش سیلیکون باشد.

Feasibility study of silicon doping potential in Tehran research reactor thermal column

Production of semiconductors such as silicon doped with phosphorus has many applications in the production of electronic components and various industries such as aerospace. The process of impurity making, which is called silicon doping, can be done by both chemical and nuclear methods. Since the uniformity of the injected impurities is not suitable in the chemical method, the methods of silicon doping by neutron irradiation method are strongly followed in the world. In this work, the potential of the thermal column of Tehran Research Reactor for silicon doping is investigated using MCNPX simulation code. The results show that the thermal neutron flux as well as the ratio of thermal to fast neutron flux in the optimal location are 1.2 ×1012 n/s.cm2 and 441, respectively, which shows that the thermal column of the Tehran research reactor can be a suitable place for silicon doping.