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第三章 扩散工艺在前面“材料工艺”一章，我们就曾经讲过一种叫“三重扩散”的工艺，那是对衬底而言相同导电类型杂质扩散.这样的同质高浓度扩散，在晶体管制造中还常用来作欧姆接触，如做在基极电极引出处以降低接触电阻.除了改变杂质浓度，扩散的另一个也是更主要的一个作用,是在硅平面工艺中用来改变导电类型,制造PN 结。
第一节 扩散原理扩散是一种普通的自然现象，有浓度梯度就有扩散。
扩散运动是微观粒子原子或分子热运动的统计结果.在一定温度下杂质原子具有一定的能量,能够克服某种阻力进入半导体,并在其中作缓慢的迁移运动。
一．扩散定义在高温条件下，利用物质从高浓度向低浓度运动的特性，将杂质原子以一定的可控性掺入到半导体中，改变半导体基片或已扩散过的区域的导电类型或表面杂质浓度的半导体制造技术，称为扩散工艺。
二．扩散机构杂质向半导体扩散主要以两种形式进行:1．替位式扩散一定温度下构成晶体的原子围绕着自己的平衡位置不停地运动。
其中总有一些原子振动得较厉害，有足够的能量克服周围原子对它的束缚，跑到其它地方，而在原处留下一个“空位".这时如有杂质原子进来，就会沿着这些空位进行扩散,这叫替位式扩散。
硼（B ）、磷(P ）、砷（As ）等属此种扩散。
2．间隙式扩散构成晶体的原子间往往存在着很大间隙，有些杂质原子进入晶体后，就从这个原子间隙进入到另一个原子间隙,逐次跳跃前进.这种扩散称间隙式扩散.金、铜、银等属此种扩散。
三． 扩散方程扩散运动总是从浓度高处向浓度低处移动。
运动的快慢与温度、浓度梯度等有关。
其运动规律可用扩散方程表示，具体数学表达式为:N D tN 2∇=∂∂ （3—1) 在一维情况下,即为： 22xN D t N ∂∂=∂∂ （3-2） 式中:D 为扩散系数,是描述杂质扩散运动快慢的一种物理量；N 为杂质浓度；t 为扩散时间；x 为扩散到硅中的距离。
四．扩散系数杂质原子扩散的速度同扩散杂质的种类和扩散温度有关.为了定量描述杂质扩散速度，引入扩散系数D 这个物理量，D 越大扩散越快。
九年级扩散现象知识点归纳扩散现象是我们日常生活中经常遇到的一种现象，它是指物质在空间中自发地从高浓度区域传播到低浓度区域的过程。
扩散现象广泛存在于自然界和人工环境中，如气体的扩散、液体的扩散以及热量的扩散等。
本文将对九年级学生所需掌握的扩散现象知识点进行归纳，以帮助大家更好地理解和掌握这一现象。
一、扩散的定义和特点扩散是指物质在空间中由高浓度区域传播到低浓度区域的过程。
它具有以下几个特点：1.自发性：扩散是物质分子的自发运动，不需要外力的作用。
2.无需接触：扩散可以在无需接触的情况下发生。
3.沿浓度梯度进行：扩散会沿着浓度梯度进行，即从高浓度处向低浓度处传播。
二、扩散的原理和机制扩散的原理和机制主要涉及物质分子的运动和碰撞。
在液体和固体中，扩散是通过分子之间的相互作用和碰撞来实现的。
而在气体中，由于分子间距离较大，扩散更加迅速。
此外，扩散的速率还与温度、浓度差、表面积等因素有关。
三、扩散速率与物质性质的关系不同物质的扩散速率是不同的，与物质的性质有关。
以下是一些常见物质的扩散速率特点：1.气体：气体分子之间的距离较大，碰撞次数较少，扩散速度较快。
2.液体：液体分子之间的距离相对较小，扩散速度较慢。
3.固体：固体扩散速度相对较慢，因为固体分子间的相互作用力较强。
4.温度：温度升高可以增加分子的动能，加快扩散速度。
四、扩散现象的应用扩散现象在日常生活和科学领域中有着广泛的应用，以下是一些常见的应用场景：1.鼻腔呼吸：扩散使得氧气能够从高浓度的空气中进入到肺部，供给人体所需氧气。
2.香水的散发：香水中的香味物质通过扩散展示到周围空间中，使人能够闻到香水的香味。
3.化学反应：扩散在化学反应中起着重要的作用，加快反应速度和提高反应效率。
4.气候变化：大气中的二氧化碳等温室气体的扩散导致地球气候变暖，引起全球气候变化。
五、扩散现象的控制和防治有时，我们需要对扩散现象进行控制和防治。
以下是一些常见的控制和防治方法：1.薄膜隔离：在一些特定场合中，可以通过使用薄膜材料进行隔离，防止物质的扩散。
高一生物扩散知识点总结生物的扩散是指有机体或物质在空间中自由移动的过程。
这是生物学中非常重要的概念之一，它涉及到生物体与外界环境的交互以及物质在生物体内的运输过程。
下面我将对高一生物中与扩散相关的知识点进行总结。
一、物质的扩散现象物质的扩散是指物质在浓度梯度下自发地由高浓度区向低浓度区的移动。
在生物体内，许多物质会通过扩散来实现在细胞间的交换、在细胞内的输送等功能。
1. 自由扩散自由扩散是无需能量参与的物质扩散过程。
它是依靠物质分子的热运动和浓度差来实现的。
扩散速率与浓度差成正比，与温度成正比，与扩散物质的分子质量无关。
2. 半透膜扩散半透膜扩散是指在不透水的薄膜上，溶质只有在特定条件下能够通过薄膜的情况。
半透膜通常是由具有微孔或多孔结构的物质构成，常见的有细胞膜。
半透膜扩散与物质溶液的渗透性质有关。
3. 载体介导的扩散载体介导的扩散是靠特定的载体分子将溶质从高浓度区域负载到低浓度区域。
这是一种依赖蛋白质的运输过程，其中载体蛋白起到了运输物质的媒介作用。
二、生物体内的扩散过程生物体内存在许多扩散过程，这对于维持细胞内外环境的稳定以及物质的交换具有重要作用。
1. 细胞膜的扩散细胞膜是细胞内外物质交换的关键结构，它具有半透性。
通过细胞膜的自由扩散和载体介导的扩散，细胞可以吸收营养物质、排除废物和代谢产物。
2. 膨压传导膨压是植物体内水分运输的重要方式之一。
植物体内的根细胞通过主动吸水使细胞内的渗透浓度增加，从而导致水分向根部输送。
这种扩散方式能够迅速传导水分和溶质，起到保持植物体水分平衡的作用。
3. 气体交换气体交换是指生物体内的气体分子从高浓度区域向低浓度区域的扩散过程。
人类呼吸系统中的肺泡和毛细血管的结构为气体交换提供了便利条件，使氧气能够进入血液、二氧化碳能够排出体外。
三、影响物质扩散速率的因素物质的扩散速率受到多种因素的影响，我们需要了解这些因素来解释扩散现象的变化。
1. 温度温度是影响物质扩散速率的重要因素，温度越高，分子热运动越剧烈，扩散速率越快。
高中生物扩散原理知识点扩散原理是高中生物课程中的一个重要概念，主要涉及物质在细胞内外的运输方式。
以下是关于扩散原理的一些关键知识点：1. 扩散定义：扩散是指物质从高浓度区域向低浓度区域自发移动的过程，直至浓度达到平衡。
2. 扩散类型：- 简单扩散：不需要载体和能量，如水分子和氧气通过细胞膜。
- 促进扩散：需要载体蛋白的帮助，但不需要消耗能量，如葡萄糖进入红细胞。
3. 扩散机制：- 脂质双层：细胞膜主要由脂质双层构成，小分子物质可以通过脂质双层进行扩散。
- 载体蛋白：特定分子如葡萄糖和氨基酸通过特定的载体蛋白进入细胞。
4. 扩散速率因素：- 浓度梯度：物质的浓度差越大，扩散速率越快。
- 膜的厚度和面积：膜越薄，面积越大，扩散速率越快。
- 分子大小和形状：分子越小，形状越简单，扩散越容易。
5. 扩散与细胞膜：- 细胞膜是选择性通透的，允许某些物质通过而阻止其他物质。
- 细胞膜上的蛋白质通道和载体蛋白对物质的扩散起到关键作用。
6. 扩散在生物体中的作用：- 细胞内外物质交换：细胞通过扩散来获取必需的营养物质和排出废物。
- 气体交换：如肺泡与血液之间的氧气和二氧化碳的交换。
7. 扩散与主动运输的区别：- 主动运输需要消耗能量，通常涉及使用ATP，并且可以逆浓度梯度运输物质。
- 扩散是自发的，不需要能量，且顺浓度梯度进行。
8. 扩散的应用：- 在医学领域，了解扩散原理有助于设计药物的释放和吸收机制。
- 在生物学研究中，扩散原理有助于解释细胞如何进行物质交换。
9. 扩散的局限性：- 扩散速度较慢，对于大分子或离子物质，扩散不足以满足细胞的需求。
- 某些物质由于其化学性质，无法通过扩散有效穿过细胞膜。
10. 扩散与细胞信号传递：- 细胞间的信号传递，如神经递质的释放，也涉及到扩散原理。
通过理解扩散原理，学生可以更好地掌握细胞如何进行物质交换和能量转换，这对于深入理解生物学的许多其他领域都是至关重要的。
扩散的影响因素，超详细影响扩散的因素1、温度由扩散系数的表达式温度越高，原子的能量越大，越容易迁移，因此扩散系数越大。
两边取对数，可得显然，lnD与1/T呈直线关系。
温度是影响扩散速率的最主要因素。
温度越高，原子热激活能量越大，越易发生迁移，扩散系数也越大。
例1：C在γ-Fe中的扩散系数，T：1200-1300KD增加了约3倍D1200=1.61*10-11m2/sD1300=4.67*10-11m2/s例2：将红墨水滴入同体积的冷水和热水中，明显观察到热水的扩散速度大于冷水。
2、成分的影响（1）组元特性①固溶体中组元的原子尺寸相差愈大，畸变能就愈大，溶质原子离开畸变位置进行扩散愈容易，则Q愈小，而D值愈大；②组元间的亲和力愈强，即电负性相差愈大，则溶质原子的扩散愈困难；③通常溶解度越小的元素扩散越容易进行；④在以一价贵金属为溶剂的合金中，若溶质元素的原子价大于溶剂，则其激活能小于基体金属的扩散激活能，并且溶质的原子序数愈大，激活能愈小。
（2）组元浓度溶质浓度对扩散系数的影响是通过Q和D0两个参数起作用的。
Q值增加，D0值也增加；而Q值减小，D0值也减小。
例3：增大Ni、Mn、C在γ-Fe中浓度，D增大；增大Ni在Au-Ni中含量，D减小。
（3）第三组元的影响合金钢中的合金元素对碳在奥氏体中扩散系数的影响比较复杂，有的促进扩散，有的阻碍扩散。
例4：对γ-Fe，促进扩散元素：Co；阻碍扩散元素：Mo、W3、晶体结构晶体结构对扩散有影响，有些金属存在同素异构转变，当它们的晶体结构改变后，扩散系数也随之发生较大的变化。
（1）结构的类型在密堆积结构中的扩散比在非密堆积结构中要慢，这个规律对溶剂、溶质、置换原子或间隙原子都适用。
在致密度较小的结构中，无论是自扩散还是合金元素的扩散都易于进行。
例5：α-Fe的自扩散系数大约是γ-Fe的240倍(912℃)；Ni在α-Fe 中的扩散系数是γ-Fe的1400倍(900℃)主要原因是体心立方结构间隙大，原子较易迁移。
扩散系数计算范文扩散系数是描述物质在扩散过程中向其他区域传递的趋势的物理量。
它可以用来衡量溶质在溶剂中扩散的速度以及扩散行为。
在物质扩散的研究中，计算扩散系数是非常重要的。
扩散现象是一种分子间能量传递的过程，它可以发生在气体、液体和固体之间。
在气体中，分子间的相互作用较弱，因此扩散速度很快。
在液体中，分子之间的相互作用相对较强，扩散速度较慢。
在固体中，分子之间的相互作用非常强，扩散速度最慢。
扩散过程通常被描述为物质从高浓度区域向低浓度区域传递的过程。
在扩散过程中，物质的浓度将逐渐均匀分布，直到达到平衡状态。
扩散系数可以用来描述这个过程的速度。
扩散系数的计算可以根据不同的扩散模型来进行。
最常用的扩散模型是弗里克定律（Fick's law）。
根据弗里克定律，扩散通量（即单位面积单位时间内通过的物质量）与扩散系数、浓度梯度和跨越面积之间有关系。
扩散通量的公式可以表示为：J = -D(dC/dx)，其中J表示扩散通量，D表示扩散系数，(dC/dx)表示浓度梯度。
根据弗里克定律，扩散通量是负的，因为扩散是从高浓度向低浓度传递的过程。
浓度梯度越大，扩散通量越大。
扩散系数是一个比例常数，它表示单位浓度梯度的扩散通量。
通过对扩散实验数据的分析，可以利用弗里克定律计算扩散系数。
实验数据通常包括浓度的变化与时间或位置的关系。
通过绘制浓度与时间或位置的曲线，并利用曲线的斜率可以得到浓度梯度的大小。
将浓度梯度代入弗里克定律的公式中，就可以计算出扩散系数。
除了实验方法，还可以通过理论计算来估计扩散系数。
根据物质的性质和系统的参数，可以使用不同的数学模型来计算扩散系数。
常用的模型包括布朗运动模型和爱因斯坦关系。
这些模型根据分子的性质和系统的特点来描述扩散过程。
总之，扩散系数是描述物质在扩散过程中向其他区域传递的趋势的物理量。
它可以通过实验和理论计算来确定。
实验方法主要基于弗里克定律，通过分析扩散实验数据来计算扩散系数。
