Эффекты, обусловленные ретроградной растворимостью – основы материаловедения

April 29, 2013 by admin Комментировать »

Представленные на рис. 8.11 температурные зависимости растворимости быстро диффундирующих примесей могут обусловливать эффекты обратимых изменений концентрации электрически активных примесей. Например, если примесь введена диффузией при достаточно высокой температуре, когда ее растворимость близка к максимальной, то последующее понижение температуры делает соответствующий твердый раствор пересыщенным. В таких условиях, как и любая неравновесная система, раствор стремится перейти в термодинамически равновесное состояние, соответствующее меньшей концентрации электрически активной примеси. Избыток ее должен выделиться во вторую фазу, то есть перейти в электрически неактивное состояние. Подобный эффект в полупроводниках носит название «осаждения примесей», а параметром, контролирующим его скорость, является коэффициент диффузии соответствующей примеси.

В качестве примера рассмотрим процесс осаждение лития в германии. Для лития, имеющего значительный коэффициент диффузии в широком интервале температур, процессы осаждения в германии достаточно интенсивны даже при комнатной температуре, потому наиболее исследованы [41]. Было выяснено, что зародыши второй фазы возникают вследствие попадания иона лития из междоузлия в вакансию VGe, при этом образуется комплекс: Li+ + e +VGe = LiVGe. Таким образом, концентрация зародышей должна определяться концентрацией Li и концентрацией вакансий в германии. Поскольку концентрация вакансий зависит от совершенства кристалла — наличия дислокаций и примесей (помимо лития), то эти факторы должны также влиять на скорость распада твер

Рис. 8.12. Изменение концентрации электрически активного лития при 59◦C (после насыщения при 450◦ C) в образцах Ge с разной плотностью дислокаций ND   (см−2).

дого раствора. Действительно, эксперименты показали, что на процессы осаждения лития значительное влияние оказывает, кроме коэффициента диффузии, наличие в кристаллах «центров осаждения» — дислокаций и порождаемых ими вакансий. На рис. 8.12 показана зависимость концентрации доноров от времени после насыщения литием при 425◦C в образцах Ge с разной плотностью дислокаций ND. Четко видно резкое увеличение скорости осаждения с ростом ND и быстрое приближение к равновесной растворимости. Эффекты осаждения и образования акцепторных центров также весьма интенсивны при температурах T > 500◦C

в Ge, легированном Cu [41].

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