Основы физики и химии полупроводников. Яценко О.Б - 45 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

45
диус многих примесей в германии и кремнии при температуре плавления
полупроводника изменяется симбатно с изменением коэффициента рас-
пределения. Эта зависимость определяется типом вхождения примеси в
решетку основного вещества и характером образующихся связей; 2) зави-
симость между k
0
и стандартными энтальпиями сублимации примесей при
температуре плавления; основой корреляции служит зависимость между
энергией атомов в простом веществе и твердом растворе его в полупро-
водниковом материале.
В реальных условиях кристаллизация почти всегда протекает нерав-
новесно. При заметных скоростях кристаллизации процессы диффузии не
успевают выравнять концентрацию примеси во всем объеме расплава. При
этом для примесей с k
0
< 1 впереди фронта кристаллизации возникает слой
жидкости толщиной δ, обогащенный примесью по сравнению с ее содер-
жанием в расплаве. Поскольку наращивание кристалла происходит именно
из этого прилегающего к кристаллу слоя, называемого диффузионным, а
не из основной массы расплава, то и состав закристаллизовавшейся части
также будет определяться отношением C'
тв
= к
эфф
С
ж
, где С
ж
– концентра-
ция примеси в слое жидкости, прилегающем к фронту кристаллизации;
С
тв
– концентрация примеси в твердой фазе вблизи фронта кристаллиза-
ции. Связь между равновесным и эффективным коэффициентом распреде-
ления определяется выражением:
()
0
δ
00
1
эфф
D
k
k
kke
−
=
+−
υ
. (5.10)
Величина
δ/
D
υ
называется приведенной скоростью. Она включает в
себя три параметра;
υ
– скорость кристаллизации, см/с; δ – толщину диф-
фузионного слоя жидкости, см; D – коэффициент диффузии примеси в
расплаве, cм
2
/с.
При малых значениях δ/ D
υ
эффективный коэффициент k
эфф
прибли-
жается к равновесному k
0
, а при больших k
эфф
становится равным единице.
В реальных условиях k
эфф
имеет промежуточную величину между этими
крайними значениями. Именно эта величина эффективного коэффициента
распределения отражает конкретные условия кристаллизации. Для очистки
наиболее благоприятны режимы, при которых k
эфф
→
k
0
. Этому способству-
ет медленность процесса кристаллизации (малые v), применение перемеши-
вания (которое уменьшает толщину диффузионного слоя δ ) и большие зна-
чения коэффициентов диффузии примеси. Толщина обогащенного слоя в за-

Страницы