IEC 61435:1996

Nuclear instrumentation - High-purity germanium crystals for radiation detectors

Establishes uniform procedures for measurement and analysis in the determination and reporting of bulk properties relevant to the fabrication and performance of germanium radiation detectors.

Instrumentation nucléaire - Cristaux de germanium de haute pureté pour détecteurs de rayonnements

Etablit des procédures uniformes pour les mesures et analyses utilisées pour la détermination et la communication des propriétés en volume pertinentes pour la fabrication et les performances de détecteurs de rayonnement au germanium.

General Information

• Status: Published
• Publication Date: 04-Dec-1996
• ICS: 17.240 - Radiation measurements
• Technical Committee: TC 45 - Nuclear instrumentation
• Drafting Committee: WG 9 - TC 45/WG 9
• Current Stage: DELPUB - Deleted Publication
• Completion Date: 12-Aug-2013

Relations

• Revised: IEC 61435:2013 - Nuclear instrumentation - High-purity germanium crystals for radiation detectors - Measurement methods of basic characteristics
• Effective Date: 05-Sep-2023

Standards Content (Sample)

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1996-11
Instrumentation nucléaire –
Cristaux de germanium de haute pureté
pour détecteurs de rayonnements
Nuclear instrumentation –
High-purity germanium crystals
for radiation detectors
Numéro de référence
Reference number
CEI/IEC 1435: 1996
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tamment revu par la CEI afin qu'il reflète l'état actuel de constant review by the IEC, thus ensuring that the content
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sement des éditions révisées et aux amendements peuvent editions and amendments may be obtained from IEC
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• Bulletin de la CEI • IEC Bulletin
• Annuaire de la CEI • IEC Yearbook
Publié annuellement Published yearly
• Catalogue des publications de la CEI • Catalogue of IEC publications
Publié annuellement et mis à jour régulièrement Published yearly with regular updates
Terminologie Terminology
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national (VEI), qui se présente sous forme de chapitres issued in the form of separate chapters each dealing
séparés traitant chacun d'un sujet défini. Des détails with a specific field. Full details of the IEV will be
complets sur le VEI peuvent être obtenus sur demande. supplied on request. See also the IEC Multilingual
Voir également le dictionnaire multilingue de la CEI. Dictionary.
Les termes et définitions figurant dans la présente publi- The terms and definitions contained in the present publi-
cation ont été soit tirés du VEI, soit spécifiquement cation have either been taken from the IEV or have been
approuvés aux fins de cette publication. specifically approved for the purpose of this publication.
Symboles graphiques et littéraux Graphical and letter symbols
Pour les symboles graphiques, les symboles littéraux et les For graphical symbols, and letter symbols and signs
signes d'usage général approuvés par la CEI, le lecteur approved by the IEC for general use, readers are referred to
consultera: publications:
– la CEI 27: Symboles littéraux à utiliser en – IEC 27: Letter symbols to be used in electrical
électro-technique; technology;
– la CEI 417: Symboles graphiques utilisables – IEC 417: Graphical symbols for use on
sur le matériel. Index, relevé et compilation des equipment. Index, survey and compilation of the
feuilles individuelles; single sheets;
– la CEI 617: Symboles graphiques pour schémas; – IEC 617: Graphical symbols for diagrams;
et pour les appareils électromédicaux,
and for medical electrical equipment,
– la CEI 878: Symboles graphiques pour
équipements électriques en pratique médicale. – IEC 878: Graphical symbols for electromedical
equipment in medical practice.
Les symboles et signes contenus dans la présente publi-
cation ont été soit tirés de la CEI 27, de la CEI 417, de la The symbols and signs contained in the present publication
CEI 617 et/ou de la CEI 878, soit spécifiquement approuvés have either been taken from IEC 27, IEC 417, IEC 617
aux fins de cette publication. and/or IEC 878, or have been specifically approved for the
purpose of this publication.
Publications de la CEI établies par le
IEC publications prepared by the same
même comité d'études
technical committee
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de cette publication, qui énumèrent les publications de la The attention of readers is drawn to the end pages of this
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présente publication. technical committee which has prepared the present
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NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
INTERNATIONAL
Première édition
STANDARD
First edition
1996-11
Instrumentation nucléaire –
Cristaux de germanium de haute pureté
pour détecteurs de rayonnements
Nuclear instrumentation –
High-purity germanium crystals
for radiation detectors
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U
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– 2 – 1435 © CEI:1996
SOMMAIRE
Pages
AVANT-PROPOS . 6
INTRODUCTION . 8
Articles
1 Domaine d'application et objet . 10
2 Références normatives. 10
3 Symboles . 10
4 Préparation des échantillons et mesure de la concentration nette d’impuretés
électriquement actives (N – N ) . 14
A D
4.1 Préparation des échantillons pour les mesures de Van der Pauw . 14
4.1.1 Equipement . 14
4.1.2 Dimensions et dispositions pour les contacts. 14
4.1.3 Attaque chimique. 16
4.2 Mesures et analyses . 18
4.2.1 Appareillage . 18
4.2.2 Mesures pour la détermination de la résistivité ρ . 20
4.2.3 Mesures pour la détermination du coefficient de Hall R 20
H .
4.2.4 Calcul de la résistivité ρ . 20
4.2.5 Calcul du coefficient de Hall R
H . 24
4.2.6 Instabilité des mesures . 24
4.2.7 Concentration des impuretés actives (N – N ) obtenue à partir de ρ . 24
A D
4.2.8 Concentration des impuretés actives (N – N ) obtenue à partir de R
A D H. 26
4.3 Dépendance spatiale de (N – N ) . 32
A D
4.3.1 Variations radiales de (N – N ) . 32
A D
4.3.2 Variations axiales de (N – N ). 34
A D
4.3.3 Mesures sur des tranches destinées à la fabrication de détecteurs. 34
5 Spectrométrie transitoire de niveaux profonds (DLTS) pour la caractérisation
des pièges isolés (N ) . 34
T
5.1 Appareillage . 38
5.2 Choix et préparation des échantillons pour DLTS . 38
5.3 Procédure de mesure . 40
5.3.1 Signal DLTS en fonction de la température . 40
–2
5.3.2 (Capacité) en fonction de la tension. 40
5.3.3 Correction des effets du circuit équivalent . 40
5.3.4 Corrections pour concentrations élevées de pièges et amplitude
de l’impulsion de tension . 44
5.3.5 Technique ΔV /V pour la mesure de N . 44
c p T
1435 © IEC:1996 – 3 –
CONTENTS
Page
FOREWORD . 7
INTRODUCTION . 9
Clause
1 Scope and object. 11
2 Normative references . 11
3 Symbols . 11
4 Sample preparation and measurement of net electrically active impurity
concentration (N – N ). 15
A D
4.1 Sample preparation for Van der Pauw measurements . 15
4.1.1 Equipment. 15
4.1.2 Dimensions and provisions for contacts . 15
4.1.3 Etching. 17
4.2 Measurements and analysis. 19
4.2.1 Equipment. 19
4.2.2 Measurements for determining resistivity ρ. 21
4.2.3 Measurements for determining the Hall coefficient R. 21
H
4.2.4 Computation of resistivity ρ. 21
4.2.5 Computation of the Hall coefficient R. 25
H
4.2.6 Measurement drift . 25
4.2.7 Active-impurity concentration (N – N ) obtained from ρ. 25
A D
4.2.8 Active-impurity concentration (N – N ) obtained from R . 27

A D H
4.3 Spatial dependence of (N – N ) . 33

A D
4.3.1 Radial variations in (N – N ) . 33
A D
4.3.2 Axial variations in (N – N). 35
A D
4.3.3 Measurements on slices intended for detector fabrication . 35
5 Deep level transient spectroscopy (DLTS) for the characterization of point-defect
trapping centres (N). 35
T
5.1Equipment. 39
5.2 Sample selection and preparation for DLTS. 39
5.3 Measurement procedure . 41
5.3.1 DLTS signal versus temperature. 41
−2
5.3.2 (Capacitance) versus voltage . 41
5.3.3 Corrections for equivalent-circuit effects . 41
5.3.4 Corrections for high trap concentrations and for voltage pulse height . 45
5.3.5 ΔV / V technique for measuring N . 45
c p T
– 4 – 1435 © CEI:1996
Articles Pages
5.4 Pièges profonds de porteurs majoritaires dans le GeHP de type p. 46
5.5 Pièges profonds de porteurs majoritaires dans le GeHP de type n. 48
5.6 Présentation des résultats . 48
6 Propriétés cristallographiques. 50
6.1 Orientation cristallographique. 50
6.2 Préparation de l’échantillon. 50
6.2.1 Gravure préférentielle . 50
6.2.2 Méthodes de gravure . 52
6.2.3 Densité de motifs d’attaque. 52
6.2.4 Lignage de défauts . 52
6.2.5 Mosaïque. 52
6.3 Présentation des résultats . 54
Tableau 1 − Niveaux de pièges profonds de porteurs majoritaires dans le GeHP
de type p. 48
Figures
1 Echantillons. 16
2f [R / R ] en fonction de R / R . 22
AB,CD AB,CD BC,D
...