Диффузия при высокой концентрации примеси

ДИФФУЗИЯ ПРИ ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСИ [c.260]

Знание времени жизни носителей позволяет оценить диффузионную длину Lp — Y D tp. Коэффициент диффузии De растет с температурой при высоких концентрациях примеси. Для арсенида галлия при комнатной температуре и степени легирования около 10 M De составляет 10" mV . Если и Тд равны 100 не, то Тр = 50 не, а [c.223]

При высоких концентрациях примеси, типичных для областей истока и стока в МОП-транзисторах или области эмиттера в биполярных транзисторах, диффузия является существенно нелинейным процессом вследствие зависимости коэффициента диффузии от концентрации примеси, а также из-за других физических эффектов, таких, как существование предела растворимости, кластеризация и преципитация примесей. В соответствии с результатами экспериментов по отжигу мышьяка высокой концентрации был предложен ряд моделей его кластеризации, в которых считается, что кластер мышьяка формируется из двух или четырех атомов [10.10, 10.11]. На основе закона действующих масс было предложено следующее соотношение [c.280]

При обычном способе отжига дефектов, наведенных ионной бомбардировкой, препятствием для получения столь высоких концентраций примеси служит неизбежная при этом способе диффузия примесных частиц в глубь материала. При быстротечном импульсном лазерном отжиге диффузия примесей сильно подавляется. [c.150]

Одной из первых попыток расчета диффузионного потока при высоких концентрациях ( несобственная диффузия) был учет влияния электрического поля свободных носителей на миграцию ионов примеси [7.11] по [c.201]

Как можно видеть, максимальное значение = 2 при С что явно не объясняет увеличения коэффициента диффузии в 10 - 20 раз, наблюдаемого у большинства широко распространенных примесей при высоких концентрациях. [c.201]

Диффузия мышьяка. Почти все легирующие примеси при высокой концентрации могут существовать в кремнии более чем в одном фазовом состоянии. [c.205]

При сварке на стадии нагрева в зоне сплавления и в прилегающем к ней основном металле, начиная с некоторой температуры Гд, получает развитие процесс выравнивания концентрации примеси в результате диффузии. Диффузия развивается как в пограничной зоне, так и внутри зерна. Степень интенсивности процесса зависит от разности концентраций, температуры нагрева, а полнота протекания — от времени пребывания рассматриваемого участка в области высоких температур. [c.462]

Достижения в исследовании влияния кремния нашли свое отражение в фирменной модификации стали 4340, названной 300 М, содержащей от 1,5 до 1,8% 51. В отношении механизма высказывались предположения, во-первых, что при наличии кремния е-карбид не может быть эффективным катодным центром для разрядки водорода [9, 17], во-вторых, что карбид повышает стойкость к растрескиванию, являясь ловушкой водорода [26], и, в-третьих, что кремний уменьшает коэффициенты диффузии вредных примесей, в частности водорода [15, 16]. Таким образом, роль кремния по существу не выяснена и может быть сложной, но положительный эффект хорошо подтверждается, особенно в случае высокопрочных сталей. Повышение стойкости сталей при введении кремния представляет резкий контраст по сравнению с отрицательным влиянием марганца, поэтому было бы целесообразно выбрать именно кремний в качестве легирующей добавки для повышения прочности и закаливаемости сталей, используемых в агрессивных средах. Однако такие добавки могут ухудшать обрабатываемость и свариваемость сталей, так что применение высоких концентраций кремния потребует тщательной разработки сплава с учетом всех свойств. [c.55]

Появление водорода в жидком металле связано главным об-разом с протечкой воды в жидкий натрий через микротрещины в стенках трубок пучка парогенератора. Не исключена возможность диффузии водорода в натрий через стенку трубок из пароводяной фазы как продукта электрохимической и термической коррозии металла стенки в воде при высоких температурах. Предложены физические методы определения водорода, основанные на диффузии его через никелевую или иридиевую перегородку в вакуумную полость и измерении давления в ней [85, 86]. Датчик из иридиевой или никелевой трубки помещают в газовую подушку расширительного бака или непосредственно в поток натрия, В том и другом случае существует линейная зависимость потока водорода через стенку датчика от концентрации его в жидком металле. К сожалению, нет данных о влиянии примесей, находящихся в жидком металле и растворимых в никеле, например лития. [c.295]

Коллоидные частицы имеют весьма малые размеры и поэтому участвуют в броуновском движении, в то же время они обладают заметной скоростью диффузии (10 — 10 см /с), что способствует выравниванию концентрации частиц но объему. Коллоидные системы обладают избытком свободной энергии за счет чрезвычайно развитой удельной поверхности частиц. Термодинамически такая система должна самопроизвольно стремиться к состоянию, в котором ее свободная энергия была бы минимальна, т. е. к самопроизвольному уменьшению поверхности, а следовательно, и к укрупнению частиц. Однако на практике коллоидные системы обладают весьма высокой агрегативной устойчивостью. Такая устойчивость при малых размерах частиц способствует седиментационной устойчивости (постоянству концентрации примесей по всему объему воды), так как гравитационная сила, вызывающая седиментацию, нивелируется силами диффузии. Агрегативная устойчивость коллоидной системы объясняется существованием двойного электрического слоя ионов и скачка потенциала на границе раздела фаз. [c.38]

Используя этот метод, можно осуществить расчеты коэффициентов диффузии с высокой точностью, в том числе и при низких температурах, где никакой другой метод неприменим определять изменение концентрации твердых растворов распределение примесей получать информацию о фазовых и полиморфных превращениях и изменениях дислокационной структуры. [c.122]

На современных атомных электростанциях с реакторами единичной мощностью 1000 МВт и более реакторное отделение имеет высоту около 60—80 м. При обтекании ветровым потоком столь высоких зданий верхняя граница области возмущенного потока, для которой характерна повыщенная вертикальная диффузия по сравнению с невозмущенными воздушными потоками перед зданиями. может достигать или оказываться даже выше отметки устья вентиляционных труб. Под действием более интенсивной вертикальной диффузии в области возмущенного потока нижняя часть факела при определенных соотношениях скорости выхода газов из трубы и скорости ветра Wo u) увлекается внутрь зоны аэродинамической тени и вызывает ее дополнительное загрязнение. Для повышения точности расчетного определения приземных концентраций примеси от выбросов из вентиляционных труб необходимы данные о структуре ветрового потока, формирующейся при обтекании главного корпуса АЭС и промплощадки в целом. [c.261]

Биметаллические стали должны обладать высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах. Поэтому большое внимание уделяется составу металла в зоне контакта двух разнородных сталей. Изучение распределения легирующих примесей в граничной зоне двухслойной стали показало [27], что наиболее интенсивно происходит диффузия углерода из стали 20К в коррозионно-стойкую сталь. Концентрация углерода у границы раздела в 3—4 раза превышает его первоначальное содержание. Ширина этой обогащенной зоны 0,5—(),7 мм. Явление обогащения углеродом граничной зоны плакирующего слоя особенно резко проявляется в толстых листах, которые медленно охлаждаются и дольше выдерживаются при высокой температуре в процессе химической обработки. Поэтому особый интерес представлял вопрос о влиянии кислородно-флюсовой резки на структуру и состав металла кромки как углеродистого, так и нержавеющего слоев раската. [c.119]

Рассмотренные схемные модели получены в одномерном приближении и не учитывают многих эффектов, свойственных интегральным транзисторам. Для современных интегральных транзисторов характерна асимметричная структура. Транзисторы этого типа обладают следующими свойствами неоднородной областью базы (наличие градиента концентрации примесей в ней) вытеснением инжекции к периферии эмиттера пренебрежимо малым инверсным коэффициентом усиления существенно разной площадью эмиттерного и коллекторного переходов влиянием подложки на процессы в транзисторе работают при высоких уровнях инжекции, т. е. необходимо учитывать диффузию и дрейф носителей в базе. На рис. 6.5 показана схема протекания токов в интегральном п-р-я-тран-зисторе. Процессы носят выраженный двумерный характер. Отмеченные особенности приводят к появлению следующих эффектов, которые не учитывались в предыдущих моделях уменьшению коэффициента В с увеличением уровня инжекции зависимости коэффициента В от тока коллектора накоплению заряда в коллекторе при прямом смещении коллекторного перехода (фактор очень важен при моделировании режима насыщения транзистора) уменьшению Тэ и увеличению Тк при увеличении тока коллектора изменению крутизны статических вольт-амперных характеристик транзистора в режимах высоких уровней инжекции, т. е. при больших токах коллектора. Подходы к получению модели интегрального транзистора разработка оригинальных моделей, отражающих свойства интегрального транзистора модификация описанных выше схемных моделей. [c.136]

Общепринятой считается точка зрения, согласно которой примеси групп П1А (акцепторы) и VA (доноры) образуют в Si растворы замещения и поэтому диффундируют по таким же механизмам, как и атомы кремния. Атомы всех указанных примесей диффундируют в S i быстрее атомов кремния. Так как все эти примеси обладают высокой электрической активностью, то при достаточно высоких концентрациях они сдвигают положение уровня Ферми в кремнии и, следовательно, изменяют равновесную концентрацию точечных дефектов каждого из заряженных состояний. Поэтому, как следует из приведенного выше обсуждения самодиффузии в Si, наличие донорных или акцепторных атомов в Si при концентрациях, превышающих п. при температуре диффузии, должно приводить к увеличению коэффициента диффузии атомов как кремния, так и атомов примеси той же группы и к уменьшению коэффициента диффузии атомов примеси противоположного типа. При интерпретации измерений коэффициентов диффузии очень важно знать, были ли во время эксперимента проводимость кристалла кремния собственной, т. е. была ли концентрация легирующих примесей ниже п.(Т), или, наоборот, проводимость была примесной. В дальнейшем это условие будет заранее оговариваться. [c.25]

Существуют два различных случая, когда диффузия примеси заданного типа происходит в условиях примесной проводимости. Чаще всего примесная проводимость исходного материала обусловлена высокой концентрацией самой мигрирующей примеси. Примеры такой диффузии имеют место при предварительном нанесении примеси на поверхность образца, когда концентрация примеси на поверхности превышает предел ее растворимости в кристалле или находится вблизи него либо при разгонке предварительно нанесенных или имплантированных слоев. В иных случаях примесная проводимость исходного материала возникает из-за наличия других примесей. Примером такой диффузии является перераспределение примесей, уже имеющихся в кристалле в относительно низких концентрациях, во время [c.30]

При низких значениях концентрации примеси измеренные диффузионные профили хорошо согласуются с решениями уравнения диффузии с постоянными значениями коэффициентов диффузии. В этих случаях конкретные пути перемещения атомов примеси, как правило, не известны. При высоких значениях концентрации примеси форма диффузионных профилей отклоняется от формы, предсказанной простой диффузионной теорией. Это отклонение обусловлено влиянием на процесс диффузии примесей факторов, не принятых во внимание в диффузионных уравнениях, и в первую очередь, концентрационной зависимостью коэффициентов диффузии, входящих в уравнение диффузии. Для объяснения экспериментальных результатов концентрационной зависимости коэффициентов диффузии и для анализа других аномальных результатов процесса диффузии были предложены различные атомные модели, основанные на взаимодействии дефектов с примесными атомами. Атомистическая теория диффузии находится сейчас еще в процессе активного развития, поэтому мы начнем с обсуждения диффузионных процессов в рамках первого приближения. [c.284]

Однако, если -> О, то это означает, что затвердевший металл долго будет находиться при очень высоких температурах и в связи с этим примеси в нем успеют выравнять свою концентрацию диффузией в твердом состоянии. В результате неоднородности состава не будет. [c.127]

В связи с тем, что при с к > О затвердевший металл будет долго находиться при очень высокой температуре, когда и диффузия примеси в нем будет большой, примесь может выравнять свою концентрацию во всем объеме и конечной неоднородности состава не будет. [c.301]

При нагреве участка ОШЗ около линии сплавления свыше температуры неравномерного солидуса Го.н происходит оплавление приграничных участков зерен. Если растворенный элемент понижает температуру плавления сплава, то сегрегация его на границах приводит к более раннему расплавлению приграничных участков при Го.и<Тс (равновесного солидуса). При этом границы зерен как поверхности раздела исчезают. Появление жидкой фазы приводит к появлению нового ликвационного механизма перераспределения растворенного элемента между твердым телом зерна и оплавленными приграничными участками. Он подобен ликвационному механизму образования меж-дендритной МХН при первичной кристаллизации. Более высокая растворимость легирующих элементов и примесей в жидком металле обусловливает насыщение ими оплавленных участков в результате направленной диффузии из твердой в жидкую фазу до концентрации Сг. о- Степени МХН в данном случае соизмеримы с МХН в литом металле. [c.119]

Однако остается еще ряд нерешенных вопросов. К ним относится, например, диффузия из поликремния через тонкий слой окисла. Необходимо также изучить вопрос, связанный с кинетикой фазового перехода при высоких концентрациях примеси в окисле, а также вопрос химического взаимодействия примеси с окислом. Кроме того, представляет интерес механизм роста кристаллитов в процессе окисления, который, возможно, существенно отличается от механизма роста кристаллитов в отсутствие окисления. Пока еще определенные трудности для моделирования вызывает также часто применяемый процесс легирования поликремниевых слоев путем предварительного термического осакдения. Для точного расчета со- [c.245]

Для приборно-технологического моделирования СБИС все в большей мере требуется привлечение двумерных моделей. В этой главе описан практический подход к моделированию технологических процессов изготовления ИС. Для моделирования имплантации, окисления и диффузии при низкой концентрации примеси используются аналитические модели благодаря их точности, способности учитывать эмпирические данные, а также малым затратам машинного времени. Для расчета процесса диффузии с высокой концентрацией в структурах, имеюцщх границы произвольной формы, применяются численные методы, которые являются более общими, но требуют значительно больших затрат машинного времени. Выходные параметры программы моделирования технологического процесса передаются непосредственно программе моделирования работы прибора, использующей ту же расчетную сетку, что позволяет избежать потери точности, возникающей при интерполяции результатов на новую сетку. Несмотря на то, что прямая верификация двумерных профилей концентрации примесей в настоящее время неосуществима, показана возможность точного предсказывания электрических характеристик прибора, а это и является основной целью моделирования технологического процесса. [c.275]

Для того чтобы продемонстрировать влияние окисления на диффузионную длину бора, рассмотрим случай, когда требуется вырастить окисел толщиной 0,5 мкм. Для вычисления диффузионной длины примеси, равной 2 /оГ, используем уравнение (1.57) при условии окисления в сухом кислороде или при окислении в парах воды при обычном и повышенном давлении, когда скорость окисления, зависящая от температуры, увеличивается до 6 раз. Результаты, приведенные на рис. 1.13, ясно указьшают иа уменьшение диффузионной длины примеси в бьютроокисляющих паровых средах. На рисунке показана также диффузионная длина, вычисленная с учетом только равновесного коэффициента диффузии. При высокой температуре (> 1100° С) диффузионная Д1шна определяется равновесной диффузией и ее уменьшение в паровых средах в основном обусловлено уменьшением времени окисления. При более низких температурах (< 1000° С) доминирует неравновесная диффузия и уменьшение диффузионной длины обусловлено более слабой по сравнению с линейной зависимостью ускорения диффузии от скорости окисления. Важно также отмстить, что уменьшение диффузионной длины при понижении температуры происходит не так резко, как это имело бы место в области низких температур при учете только равновесной диффузии. Это является следствием отрицательной энергии активации диффузии, ускоренной окислением, и подчеркивает важность ДУО для контроля профилей концентрации примесей при рассматриваемых температурах. [c.41]

Формула (10.4) справедлива при высоких температурах, типичных для диффузионного процесса, при этом предполагается, что термическое равновесие и локальная нейтральность не нарушаются. При низкой концентрации примеси п Тогда можно считать коэффициент диффузии константой и опустить слагаемые в (10.1), связанные с полем, чтобц упростить задачу и сократить время счета. [c.280]

Однако зависимость типа (18.6) имеет место только при достаточно небольших концентрациях инертного газа в конденсирующемся паре, т. е. до тех пор, пока собственное термическое сопротивление пленки конденсата еще продолжает играть земетную роль в общем сопротивлении теплопереходу от паро-газовой смеси к поверхности охлаждения. При более высоких концентрациях инертного газа решающую роль начинает играть процесс диффузии пара в смеси, и закономерности, определяющие зависимость коэффициента теплоотдачи от теплового потока (или Д/), коренным образом меняются. Если при малых концентрациях газа и ламинарном течении пленки конденсата коэффициент теплоотдачи уменьшается с ростом q, то в области больших концентраций имеет место обратная зависимость. Показанные на фиг. 30 и 31 опыты И. В Мазюкевича по конденсации паров аммиака на горизонтальной трубе D = 16 мм, в присутствии примесей водорода и воздуха, иллюстрируют изменение зависимости а от при повышении концентрации нейтрального газа в паро-газовой смеси. [c.86]

Из соотношения (372) следует, что оптимизация структуры термически стабильных сплавов связана слонижением концентрации ступенек и коэффициента диффузии D, так как Vj пропорциональна D. Это достигается легированием сплава тугоплавкими элементами. С другой стороны, снизить подвижность дислокаций можно путем микролегирования примесями, образующими атмосферу вокруг дислокаций. Они блокируют ступеньки, затрудняя их взаимодействие с вакансиями. Наиболее термически стабильны в интервале температур 1100—1700°С, как известно, тугоплавкие металлы. Это обусловлено их высокой температурой плавления, равной для вольфрама 3410, титана — 3000, молибдена 2620 и ниобия — 2460°С. При высоких температурах (-0,6 Т ) и/или низких напряжениях преимущественно реализуется объемная (решеточная) диффузия, что характерно для механизма переползания. Это область высокотемпературной ползучести. При более низких температурах преобладает диффузия по дислокационным трубкам (низкотемпературная ползучесть). Другие виды ползучести в данном параграфе не рассматриваются. [c.257]

В связи с рассмотренными гипотезами о механизме влияния межкристаллитной внутренней адсорбции примесей, ответственных за отпускную хрупкость, на водородное охрупчивание (4 /) — усиление абсорбции атомарного водорода на поверхности металл - электролит (2) - повышение локальной концентрации водорода на границах зёрен с примесями в зоне предразрушения (3) - аддитивное воздействие примесей и водорода на, когезивную прочность границ, интересны результаты [219, 2201. В этих работах рассмотрена кинетика заоождения и роста микротрещин, развивающихся в твердых растворах се-железа с Р, 8 и С без внешних механических напряжений под действием давления молекулярного водорода, заполняющего полость трещин и достигающего по оценкам [220] 1800 МПа. При этом условия ввода водорода в металл (катодное насыщение из N2804 с добавкой промотора наводороживания АвзО,, высокие плотности катодного тока) были такими, что позволяли не учитывать механизм (1), Средняя концентрация Н в твердом растворе в равновесии с в трещинах по оценкам работы [219] составляла (6 — 60) Ю , т.е. была выше локальной концентрации атомов Н 8 зоне предразрушения перед вершиной растущих трещин в сталях, склонных к замедленному разрушению в водороде. Это обстоятельство вместе с отсутствием существенной восходящей диффузии водорода к вершине в мягком железе, позволяло не учитывать при объяснении влияния примесей на сопротивление водородному охрупчиванию и гипотезу (2). [c.180]

По данным [33], при содержании железа 0,9 г/л в электролите (pH 5) никелевое покрытие толшд ной 20 мкм самопроиз- вольно растрескивается в процессе электроосаждения. При содержании железа 1,2 г/л в электролите никелевое покрытие начинает растрескиваться уже при толщине 5—10 мкм. Хрупкие осадки получаются также в присутствии серы, попадающей иногда в электролит из анодов. Очень вредной примесью в никелевом электролите являются соли цинка. Уже при содержании 0,01—0,02 г/л цинка на никелевом осадке появляются темные полосы, а при более высокой концентрации цинка весь катод покрывается губчатым -осадком черного цвета. Это объясняется, по-видимому, тем, что выделение цинка на катоде из кислых растворов протекает при значительно меньшем перенапряжении и, следовательно, при ме-лее отрицательных потенциалах, чем выделение никеля. Так как концентрация цинка в растворе незначительна, то разряд его ионов происходит на предельном токе диффузии, что и обусловливает образование дисперсных осадков. Губчатые осадки, загрязненные гидроокисью никеля, образуются также в присутствии нитрат-ианов, как и при осаждении цинка. [c.288]

При сварке металл околошовной зоны претерпевает нагрев до температуры, близкой к температуре плавления сплава. В процессе нагрева выше температуры при которой становится возможной диффузия, концентрация растворенных атомов на границе начнет повышаться, приближаясь к равповеспой при некоторой температуре Т , которая должна быть ниже температуры предшествующей закалки если коэффициент диффузии примеси достаточно высок (рис. 46). В противном случае повышение концентрации не будет происходить вплоть до температуры начала интенсивного роста зерна и.р, особенно при высоких скоростях нагрева. [c.97]

По мере дальнейшего повышения температуры < < Т < р начнется процесс рассасывания сегрегата, однако вследствие высоких скоростей нагрева при сварке (И н > 100 град сек) этот процесс не будет приводить к восстановлению равновесия. При повышении температуры выше Тт1. н. р неравновесная концентрация на границах может даже возрастать. При этом процесс рассасывания сегрегатов будет также иметь место, но в целом концентрация примеси на границе будет повышаться, конечно, при условии, что скорость миграции границы будет не намного меньше скорости диффузии растворенных атомов от границы в зерно. [c.97]

Наиболее простое объяснение захвата легирующих или примесных атомов мигрирующей границей вытекает из известного положения о преимущественном развитии пограничной диффузии. Захваченные границей атомы транспортируются вдоль границы быстрее, чем отводятся от границы в зерно. Однако подобное доказательство возможности повышения неравновесной граничной концентрации в процессе роста зерна справедливо для таких примесей и легирующих элементов, у которых способность к сегрегации при высоких температурах значительна (в первую очередь малорастворимые элементы, сильно искажающие кристаллическую решетку) и коэффициенты диффузии не очень резко отличаются от коэффициентов самодиффузии атомов металлической основы. Следует также отметить, что для любого рода примесных атомов и твердых растворов должны существовать критические соотношения между граничной концентрацией, кривизной границы и температурой, в пределах которых миграция границ может быть причиной сегрегации. Вне этих пределов либо невозмо>кна миграция, либо она но должна приводить к сегрегации. Существуют и более сложные, но еще недостаточно проверенные представления о других возможных механизмах взаимодействия мигрирующих границ с примесными атомами [155]. [c.98]

В предыдущем разделе данной главы мы обсудили фундаментальные принщ1пы, лежащие в основе явлений самодиффузии и диффузии примесей в кремнии с точки зрения микроскопических случайных прыжков. В этом и последующих разделах мы сконцентрируем внимание на макроскопических перемещениях примесей, происходящих вследствие высокотемпературного воздействия на кремний. Как правило, при этом, кроме обсуждавшихся до сих пор случайных термически активируемых скачков в однородной решетке, придется учитывать многие другие физические эффекты. Важнейшими из них являются наличие так называемого внутреннего электрического поля, обусловленного ионизованными примесями, неоднородность концентрации точечных дефектов, вызьтаемая пространственными вариациями уровня Ферми л самом кристалле, пересыщение точечными дефектами вследствие окисления 51 или радиационных повреждений, накачка точечных дефектов с поверхности в объем, напряжения и дислокации в решетке, генерируемые при диффузии примеси с высокой концентрацией, а также кластеризация и преципитация примеси. Все перечисленные эффекты сильно влияют на миграцию примеси в 51, в результате чего кажущийся коэффициент диффузии заметно отличается от истинного. Поэтому при моделировании диффузии примесей в кремнии необходимо точно учиты- [c.29]

Ряд процессов, применяемых для изготовления приборов, приводит к нарушению равновесной концентрации точечных дефектов в кремнии. К таким процессам относятся ионная имплантация, окисление и диффузия фосфора при его высоких концентрациях. В общем неравновесные условия для точечных дефектов проявляются в возрастании или уменьшении коэффициента диффузии примеси замещения даже при малых концентрациях и росте дислокационных петель (дефектов упаковки) в кремнии. В зависимости от условий протекания этих процессов связанные с ними напряжения решетки также могут приводить к генерации дислокаций. В данном разделе мы сосредоточим внимание только на окислении и его влиянии на диффузию, поскольку из трех упомянутых процессов именно окисление позволяет непосредственно проанализировать механизмы диффузии в кремнии в целом. Другие два процесса рассмотрены в [1.27, 1.28] (вопросы, касаю- [c.36]

МСВИ). Этот метод обеспечивает измерение низкой концентрации примесей (например, 5 10 см бора и мышьяка в кремнии), обладает высоким разрешением по глубине (несколько нанометров), универсальностью. Метод МСВИ наряду с радиоактивным методом позволяет определить общее количество введенной примеси, поэтому, если необходимо определить электрически активную часть примеси, то следует воспользоваться электрическими методами. К настоящему времени разработаны и широко используются специфические полупроводниковые методы измерения диффузионных профилей электрически активных примесей (или их электрически активной части) и их коэффициентов диффузии в полупроводниках. Эти методы основаны главным образом на исследовании изменений электрических свойств в различных частях полупроводникового образца, обусловленных проникновением туда диффундирующих атомов. Эти методы не столь универсальны, как радиоактивные и МСВИ, но их преимуществом является незначительная трудоемкость и отсутствие специфики, связанной с применением радиоактивных изотопов. Однако следует иметь в виду, что практическое применение полупроводниковых методов исследования возможно только при использовании материалов высокой химической чистоты. Кроме того, диффундирующее вещество должно быть электрически активной примесью и оказывать влияние на электрические свойства исследуемого полупроводника. К полупроводниковым методам относятся метод электронно-дырочного перехода, метод фото-э.д.с., метод электропроводности и емкостный метод [39,41]. Мы ниже рассмотрим лишь один из них — метод р — я-перехода, позволяющий непосредственно определять концентрацию даже при очень малых глубинах проникновения примесей, когда измерение эффекта Холла невозможно. [c.298]

Представленные на рис. 8.11 температурные зависимости растворимости быстро диффундирующих примесей могут обусловливать эффекты обратимых изменений концентрации электрически активных примесей. Например, если примесь введена диффузией при достаточно высокой температуре, когда ее растворимость близка к максимальной, то последующее понижение температуры делает соответствующий твердый раствор пересыщенным. В таких условиях, как и любая неравновесная система, раствор стремится перейти в термодинамически равновесное состояние, соответствующее меньщей концентрации электрически активной примеси. Избыток ее должен выделиться во вторую фазу, то есть перейти в электрически неактивное состояние. Подобный эффект в полупроводниках носит название осаждения примесей , а параметром, контролирующим его скорость, является коэффициент диффузии соответствующей примеси. [c.318]

По мере повышения температуры Сг.и будет возрастать вплоть до достижения Интенсивность изменений Сг. и степень приближения ее к Сг.р будут тем больше, чем больше коэффициент диффузии растворенного элемента и чем меньше скорости нагрева и охлаждения. При дальнейшем возрастании температуры Сг. будет снижаться, согласуясь с зависимостью изменения Сг.р от температуры (рис. 13.15, а). Начнется процесс рассасывания сегрегата на границах, т. е. гомогенизация помимо внутренних объемов зерна распространится на приграничные области. При охлаждении процесс развивается в сторону повышения С до достижения Сгр (рис. 13.15,6). При нагреве свыше температуры неравновесного солидуса Ген происходит оплавление приграничных участков зерен. При этом границы зерен как поверхности раздела исчезают. Более высокая растворимость легирующих элементов и примесей в жидком металле обусловливает насыщение ими оплавленных участков в результате направленной диффузии из твердой в жидкую фазу до концентрации Со.г. Степени МХН в данном случае соизмеримы с МХН в литом металле. Рассмотренный случай перераспределения примесей характерен для непосредственно примыкающего к линии сплавления участка ОШЗ сварных соединений, нагреваемого выше Тс. . [c.509]

В чугунных отливках при прочих равных условиях легирован ный слой меньше насьщен марганцем, чем в стальных отливках Это объясняется высоким содержанием в чугуне углерода и дру гих примесей, тормозящих процесс диффузии марганца. Поверх ностный слой, легированный марганцем, состоит из твердых ра створов 7 = Fe и 7 = Мп. На участках, содержаш,их более 12% Мп, обнаружена е-фаза. Кроме того в структуре легированного слоя имеются карбиды типа МидС и Feg . В некоторых случаях концентрация легирующего элемента на поверхности легированного слоя значительно меньше концентрации его в более отдаленных от поверхности слоях. Но в большинстве случаев в поверхностном слое концентрация хрома и марганца значительно выше, чем в более глубоких слоях. Различный характер распределения легирующих элементов по глубине легированного слоя свидетельствует о возможности его образования различными путями. [c.278]

До температуры 400—450° С скорость диффузии ионов магния через пленку сравнительно мала и на поверхности образуются тонкие пленки. Благодаря прочному сцеплению с металлом и относительно высокой эластичности тонких пленок последние образуют иа металле защитные слои. То, что тонкие пленки MgO действительно эластичны, можно заключить по виду пленок, изолированных от металла. Такие пленки обычно сворачиваются в трубочку их можно многократно выпрямлять без разрушений. При температурах выше 450° С благодаря увеличению скорости диффузии ионов магния через пленку на металле формируются пленки такой толщины, что возникающие термические и другие напряжения не успевают релакснровать и пленка начинает растрескиваться. Трещины возникают обычно сначала в наиболее слабых участках — в местах концентрации напряжений в пленке на краях образцов, царапинах, а также, возможно, на включениях и примесях. Атомы магния испаряются через образовавшиеся трещины и в паровой фазе соединяются с кислородом на стенках пор, трещин, на поверхности образца. [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...