Презентация на тему Диффузия в кристаллах

атомов, он может стать направленным под действием градиента концентрации

или температуры. Диффундировать могут как собственные атомы решетки (самодиффузия), так и атомы других химических элементов, растворенных в полупроводнике, а также точечные дефекты структуры кристалла — междоузельные атомы и вакансии.

примеси;

глубина залегания -перехода или легированного слоя(находящийся на определённой глубине);

распределение примеси

в легированном слое.

позволяющей сделать точный расчет этих характеристик. Существующие теории описывают

реальные процессы либо для частных случаев и определенных условий проведения процесса, либо для создания диффузионных слоев при относительно низких концентрациях и достаточно больших глубинах введения примеси. Причиной этого является многообразие процессов, протекающих в твердом теле при диффузии, таких как взаимодействие атомов различных примесей друг с другом и с атомами полупроводника, механические напряжения и деформации в решетке кристалла, влияние окружающей среды и других условий проведения процесса.

могут быть:
прямой обмен атомов местами — а;
кольцевой обмен —

б;
перемещение по междоузлиям — в;
эстафетная диффузия — г;
перемещение по вакансиям — д; диссоциативное перемещение — е;
миграция по протяженным дефектам (дислокациям, дефектам упаковки, границам зерен).

по кристаллической решётке при помощи вакансий. В любом кристалле

существуют вакансии — места в решетке без атомов (их иногда называют атомами пустоты). Атомы вокруг вакансии колеблются и, получив определенную энергию, один из этих атомов может перескочить на место вакансии и занять её место в решетке, в свою очередь оставив за собой вакансию. Так происходит перемещение по решетке атомов и вакансий, а значит и массоперенос. Энергия, необходимая для перемещения вакансии или атома по решетке, называется энергией активации.

межузельными атомами. Диффузия по такому механизму происходит интенсивно, если

в кристалле по каким-то причинам присутствует большое количество межузельных атомов и они легко перемещаются по решетке. Такой механизм диффузии предполагается, например, для азота в алмазе.

два соседних атома одним прыжком обмениваются местами в решетке

кристалла.

все перечисленные механизмы движения атомов. При гетеродиффузии, по крайней

мере, один из атомов является примесным. Однако вероятность протекания этих процессов в кристалле различна. Прямой обмен атомов требует очень большого искажения решетки в этом месте и связанной с ним концентрации энергии в малой области. Поэтому данный процесс оказывается маловероятным, как и кольцевой обмен.

кристалле при различных условиях и для различных атомов диффузия

может происходить по различным механизмам с различными энергиями активации. Диффузия может быть сложным, многоступенчатым процессом, каждый из которых имеет свою температурную зависимость.