4/16西安邮电学院电子工程系第二章区熔提纯 5/16西安邮电学院电子工程系表2-1 硅、锗中主要杂质的分凝系数第二章区熔提纯 6/16西安邮电学院电子工程系第二章区熔提纯非平衡状态非平衡状态: :以一定的速度结晶,结晶速度大于杂质在熔体中的扩散速度。杂质在界面附近熔体中堆积,形成浓度梯度加快向熔体内部扩散达到动态平衡:单位时间内,界面排出的杂质量与扩散等离开界面的杂质量相等,在界面薄层中浓度梯度不再改变。 7/16西安邮电学院电子工程系有效分凝系数第二章区熔提纯为了描述界面处薄层中杂质浓度偏离对固相中的杂质浓度的影响,引出有效分凝系数: 0L S effC CK?Cs: 固相杂质浓度 C L0: 熔体内部的杂质浓度界面不移动或者移动速度→0时(无限缓慢结晶时) , C L0→C L,, K eff→K 0以一定速度结晶时, C L0≠C L,, K eff≠K 0 C S=K effC L0 8/16西安邮电学院电子工程系 BPS 公式第二章区熔提纯描述描述描述描述 K K eff eff与与K K 0 0的关系的关系在熔体中根据流体力学状态不同分为两种不同的运动形式: 平流区:固液交界面附近的扩散层熔体中,流体运动比较平静,杂质运动主要是扩散,杂质分布不均匀,存在浓度梯度。湍流区:在扩散层外的熔体内部,由于热流的影响, 流体运动非常的剧烈,杂质均匀分布。 9/16西安邮电学院电子工程系扩散层中杂质的一维连续方程: 式中: C为杂质的浓度,为 x 和t的函数; D为杂质在熔体中的扩散系数; v 为熔体在动坐标中的流速; t为时间。式中的第一项表示由于杂质在熔体中扩散的单位时间内杂质的改变量。第二项由于在动坐标中熔体流动引起的单位时间杂质的改变量。两者之和为杂质的总改变量。第二章区熔提纯 10/16西安邮电学院电子工程系当扩散层中形成稳定的杂质浓度梯度时: 第二章区熔提纯
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