thuận nghịch
Những vấn đề đã xét ở trên của bài toán khuếch tán được xem như xét với quá trình khuếch tán đơn thành phần. Tuy nhiên, trong thực tế bài toán khuếch tán là rất phức tạp, thường bán dẫn được khuếch tán nhiều lần với nồng độ tạp chất khác nhau để tạo ra các bán dẫn có các tính chất điện nổi trội cho quá trình chế tạo linh kiện đặc trưng. Khi khuếch tán nhiều thành phần, các tạp chất khuếch tán vào vật liệu bán dẫn sẽ có tương tác qua lại lẫn nhau và tạo ra các sai hỏng điểm như sự sinh hủy các xen kẽ và lỗ trống, đồng thời các tạp chất lại tương tác với chính các sai hỏng điểm này. Ngoài ra quá trình này còn chịu nhiều tác động của các điều kiện khuếch tán và môi trường khuếch tán như nhiệt độ, điện trường, áp suất, cơ chế khuếch tán nổi trội đối với mỗi loại tạp chất … Quá trình khuếch tán là quá trình xảy ra bất thuận nghịch, do đó trong chương tiếp theo sẽ trình bày kỹ hơn về quá trình khuếch tán đa thành phần sử dụng lý thuyết NĐHKTN để mô tả và đưa ra hệ phương trình tổng quát và cụ thể cho quá trình khuếch tán bốn thành phần (B, As, I và V).
Chƣơng 3 - HỆ PHƢƠNG TRÌNH KHUẾCH TÁN ĐỒNG THỜI BỐN THÀNH PHẦN TRONG BÁN DẪN SILIC TRÊN CƠ SỞ LÝ THUYẾT
NHIỆT ĐỘNG HỌC KHÔNG THUẬN NGHỊCH
Quá trình khuếch tán tạp chất vào trong Si luôn có nhiều thành phần tham gia theo các cơ chế khác nhau. Trong quá trình khuếch tán tạp chất trong tinh thể silic bao giờ cũng sinh ra sai hỏng điểm, các sai hỏng điểm khuếch tán đồng thời với tạp chất. Sự khuếch tán đồng thời nhiều thành phần do có sự tương tác qua lại lẫn nhau, nên quá trình khuếch tán trở nên rất phức tạp, lý thuyết Fick về khuếch tán với những hạn chế của nó không thể giải quyết được bài toán khuếch tán phực tạp này. Để giải quyết vấn đề này cần phải có một mô hình lý thuyết tổng quát và sâu sắc hơn lý thuyết Fick. Trong chương này tôi sẽ trình bày lý thuyết nhiệt động lực học không thuận nghịch được áp dụng để giải quyết bài toán khuếch tán đồng thời của tạp chất boron, asenic, tự điền kẽ và nút khuyết trong vật liệu Si.