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词条 杂质分凝系数
释义

分凝系数(segregation coefficient):

对于固相-液相的界面,由于杂质在不同相中的溶解度不一样,所以杂质在界面两边材料中分布的浓度是不同的,这就是所谓杂质的分凝现象。这种杂质分凝作用的大小常常用所谓分凝系数来描述:“分凝系数”= (杂质在固相中的溶解度)/(杂质在液相中的溶解度)。所谓区域提纯就是利用这种分凝作用来提纯金属和半导体等材料的。

分凝现象也可以用来制作所谓合金pn结。例如,在n型Si衬底片上面放置金属杂质Al,然后加热让Al-Si共熔,由于Al在Si中的分凝系数<1(具体数值与温度有关),这就意味着液相Si中的Al含量要高于固相Si中,因此当液相Si冷却、再结晶后,即成为了p型层;该再结晶层与衬底Si之间即形成了pn结。

杂质的分凝现象不仅出现于固相-液相的界面处,而且在不同种类材料的固体-固体界面上也存在。例如,对Si-SiO2界面:硼的分凝系数为3/10,磷的分凝系数约为10/1。这就是说,掺硼的Si在表面通过热氧化而形成一层SiO2以后,在表面附近处的硼浓度将会减小;而掺磷的Si在经过热氧化以后,Si表面附近处的磷浓度将会增高。这种杂质的分凝作用在器件制作工艺中是值得注意的一个问题。

分凝现象:将含有杂质的晶态物质熔化后再结晶时,杂质在结晶的固体和未结晶的液体中浓度不同的现象(偏析现象)

􀁻平衡分凝系数:在一定温度下,平衡状态时,杂质在固液两相中浓度的比值

K0=CS/CL

􀁻平衡状态:无限缓慢地冷却,杂质在固相和液相中充分扩散

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更新时间:2025/2/7 12:09:42