在硅集成电路制造中常用的掺杂原子主要以替位形式存在、而且是浅能级杂质.因此在MAX3042BESE室温下基本会全部电离,也就是说或者向导带贡献一个电子,或者向价带贡献一个空穴。既然掺杂原子(离子)是带电的,那么它们一定会与其他荷电体(如晶格点缺陷、自由载流子)本目互作用,也必然会对扩散产生影响。为了说明荷电缺陷对半导体中杂质扩散的影响,研究涉及空位的替位扩散情况。假设除了中性空位V。夕卜,空位还能看成为V・、V、/和'`分别是带一个正电荷、一个负电荷、两个负电荷和工个负电荷的空位。这些空位同扩散杂质离子的相互作用是不同的。对于每一种杂质一空位的复合体,将有不同的激活能和扩散常数。假如每种复合体是独立的,在本征条件下,空位运动的扩散系数和激活能都与空位的荷电状态有关。

   过去一直认为杂质在硅中的扩散运动只有通过空位机制才能实现。但通过大量的研究已经确定间隙机制同空位机制一样,也可促成杂质的扩散运动.而且大多数常用杂质的扩散运动两种机制往往都起着作用。

   原子A和问隙原子(团)I之间的相互作用,被称为“碰撞”或者“踢出”(kcr。ttt)反应,间隙硅原子从替位位置上踢出一个掺杂原子,并形成AI对,这种间隙扩散机制也是硅中杂质一种重要的扩散机制,如图510所示是“踢出”与间隙机制扩散示意图。杂质与空位反应,即替位型杂质扩散机制。虽然杂质与空位反应,但并不说明一个替位杂质一定要运动到它的近邻空位上,也有可能变为间隙原子。对于离解反应,由于人们认为这种机制发生的可能性很小,因此对于硅扩散来说,它显得并不重要。出一个间隙硅原子把一个处在晶格位置上的替位杂质“踢出”,使这个杂质处在晶体间隙位置上,而这个硅原子却占据了晶格位置。被“踢出”杂质以间隙方式进行扩散运动。当它遇到空位时可被俘获,成为替位杂质;也可能在运动过程中“踢出”晶格位置上的硅原子进人晶格位置,成为替位杂质,被“踢出”硅原子变为问隙原子。只有存在空位扩散时才会发生间隙扩散。原来认为硼和磷只能靠空位机制才能运动的杂质,实际上往是靠两种机制进行扩散运动的,哪一种扩散机制占主要地位将取决于具体工艺。