Взаимодействия раствора с внешней средой

Б. Сильное легирование

В этом случае , тогда:

,

т.е. в случае сильного легирования мелкой примесью ее растворимость понижается.

Допустим, что примесь для легирования летучая. Введем обозначения:

– равновесное давление летучей примеси над расплавом;

р – давление летучей примеси над расплавом.

Возможны две ситуации:

1. – примесь будет поглощаться расплавом. Концентрация примеси в жидкой фазе увеличивается;

2. - испарение примеси из расплава. Концентрация примеси в жидкой фазе уменьшается.

Для учета влияния изменения концентрации примеси в расплаве в процессе выращивания вводят обобщенный коэффициент распределения в виде:

. (59)

И этот обобщенный коэффициент распределения используют, например, при расчете распределения примеси по длине кристалла в процессе выращивания по методу Чохральского в уравнении (45).

Расчет потерь примеси в расплаве производят по выражению:

(60)

где =С₀ и – исходная и текущая концентрации примеси в расплаве (см^-3); a – коэффициент испарения, который характеризует количество испаряющейся примеси с единицы поверхности в единицу времени при единичной разности между концентрациями (см·с^-1); t – время испарения (с); – свободная поверхность расплава (см²) и V – объем расплава (см³).

Приведем для справки коэффициенты испарения (a) наиболее распространенных легирующих примесей. В кремнии для фосфора – 5·10^-4 (см·с^-1) (в вакууме) и 1·10^-4 (см·с^-1) (в инертном газе); для сурьмы – 3·10^-5 (см·с^-1) (в вакууме). В германии (в вакууме) – для фосфора – 1,2·10^-4 (см·с^-1) и для мышьяка – 4,1·10^-5 (см·с^-1).

Влияние на уровень легирования неконтролируемых примесей, поступающих из аппаратуры, может рассчитываться, но обычно устанавливается эмпирически.

Дата добавления: 2014-01-07