雜質分凝

簡介

對於固相-液相的界面，由於雜質在不同相中的溶解度不一樣，所以雜質在界面兩邊材料中分布的濃度是不同的，這就是所謂雜質分凝現象。

雜質分凝係數

雜質分凝作用的大小常常用所謂分凝係數來描述：“分凝係數”= (雜質在固相中的溶解度)/(雜質在液相中的溶解度)。所謂區域提純就是利用這種分凝作用來提純金屬和半導體等材料的。

雜質分凝現象

雜質分凝現象也可以用來製作所謂合金pn結。例如，在n型Si襯底片上面放置金屬雜質Al，然後加熱讓Al-Si共熔，由於Al在Si中的分凝係數<1（具體數值與溫度有關），這就意味著液相Si中的Al含量要高於固相Si中，因此當液相Si冷卻、再結晶後，即成為了p型層；該再結晶層與襯底Si之間即形成了pn結。

雜質的分凝現象不僅出現於固相-液相的界面處，而且在不同種類材料的固體-固體界面上也存在。例如，對Si-SiO2界面：硼的分凝係數為3/10，磷的分凝係數約為10/1。這就是說，摻硼的Si在表面通過熱氧化而形成一層SiO2以後，在表面附近處的硼濃度將會減小；而摻磷的Si在經過熱氧化以後，Si表面附近處的磷濃度將會增高。這種雜質的分凝作用在器件製作工藝中是值得注意的一個問題。