Эффективный коэффициент  разделения  примесей

April 24, 2013 by admin Комментировать »

До сих пор мы рассматривали равновесные коэффициенты разделения, рассчитываемые из фазовых диаграмм или получаемые методом, основанным на измерении концентрации свободных носителей в легированных полупроводниках. И в том, и в другом методах коэффициент разделения определялся в условиях, близких к равновесным. Эти условия, как правило, выполняются при достаточно малых скоростях кристаллизации расплава. В этом случае концентрация примеси CL, растворенной в расплаве, одинакова во всем его объеме (рис. 5.6,а), а ее концентрация в закристаллизовавшейся части CS = K0CL.

В реальных условиях фронт кристаллизации движется со скоростью большей, чем скорость диффузии примесей в расплаве. Пусть для определенности K0 < 1. Тогда по мере роста кристалла со скоростью V за счет того, что твердая фаза содержит меньше примеси, чем исходный расплав, из которого она образуется, концентрация примеси в расплаве у границы раздела возрастает. Накопление избытка примеси, выделяющейся у движущегося фронта кристаллизации, приводит к образованию перед ним диффузионного слоя δ, из которого примесь путем диффузии переходит в объем расплава (рис. 5.6,б). Если же равновесный коэффициент разделения примеси K0 > 1, то вблизи поверхности роста ощущается недостаток примеси. В стационарном режиме роста кристалла должен существовать поток примесного компонента от границы роста в глубь расплава, если К0 < 1, или к ней, если К0 > 1. В этих условиях содержание примеси в закристаллизовавшейся части кристалла CS определяется концентрацией примеси в расплаве у фронта кристаллизации CL(0). Так как CL(0), как правило, неизвестна, то в этих неравновесных условиях связь между концентрациями примеси в твердой CS  и жидкой CL  фазах определяется с помощью эффективного коэффициента разделения K:

K = CS/CL,                                        (5.5)

где CL — средняя концентрация примеси в расплаве.

Рис. 5.7. Зависимости эффективного коэффициента разделения примесей K от приведенной скорости роста ∆ = V δ/D [37].

содержание примеси у фронта кристаллизации по сравнению с ее содержанием, получаемым без перемешивания, и уменьшает K, приближая его к K0.

Источник: И. А. Случинская, Основы материаловедения и технологии полупроводников, Москва — 2002

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты