Физико-химические основы технологии полупроводниковых материалов. Ежовский Ю.К - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

ределить равновесный коэффициент распределения из соответствующих
диаграмм состояния. Однако это практически невозможно. Дело в том, что,
во-первых, положения линий солидуса и ликвидуса в области малых кон-
центраций очень близки и либо совсем неизвестны, либо весьма приблизи-
тельны. Поэтому оценка К была бы весьма приближенной.
Кроме этого, понятие равновесного коэффициента распределения - по-
нятие термодинамическое и, строго говоря, применимо только к процессу
равновесной кристаллизации. А равновесная кристаллизация предполагает
переход из жидкого состояния в твердое с бесконечно малой скоростью.
Поэтому на практике коэффициент распределения определяют опытным
путем и, поскольку имеют дело с конечной скоростью процесса, вводят
понятие эффективного коэффициента распределения К
эф
, который отли-
чается от равновесного К=с
тв
/с
ж
.
Различие между эффективным и равновесным коэффициентами воз-
никает еще из-за того, что при конечной скорости кристаллизации (состоя-
ние системы неравновесное) движущийся фронт оттесняет примесь (если
К<1) быстрее, нежели она успевает диффундировать вглубь расплава. По-
этому перед фронтом кристаллизации (поверхностью раздела расплав -
твердое) возникает слой, обогащенный примесью, который называют диф
-
фузионным слоем. Этот слой характеризуется определенной толщиной
δ
(рис. 1.3), которая обычно лежит в пределах 0,001 - 0,01 см и уменьша-
ется с увеличением интенсивности перемешивания расплава. Повышение
концентрации примеси в расплаве на фронте кристаллизации приводит к ее
возрастанию в твердой фазе, то есть
C
TB
*>C
TB
.
Дело в том, что с
тв
* - С
ТВ
≠
С
Ж
*—С
ж
,, а поэтому и К
≠
К
Р
. При К > 1 ситуа-
ция аналогичная, только перед фронтом кристаллизации возникает диф-
фузный слой обедненный примесью и значения с
тв
*, с
ж
* понижаются. Та-
ким образом, экспериментально определяемый коэффициент распределе-
ния является эффективным и количественная связь между К и К
эф
опреде-
ляется выражением:
- 15 -

Страницы