рисутність дефектів в кристалі звичайно підвищує граничну розчинність домішки в ньому. Так, якщо розчинність вибраної домішки збільшується поблизу дислокацій, то в кристалі, що містить дислокації, рівноважна розчинність домішки також буде більше:
C д = C 0 exp ( W д / kT ), (7)
де C д - Рівноважна концентрація домішки поблизу дислокації, C 0 -Рівноважна концентрація домішки далеко від дислокації, а W д - енергія взаємодії примесного атома з дислокацією.
З граничної розчинністю електрично активної домішки в кристалах тісно пов'язаний і її коефіцієнт поділу K 0 . Аналіз кореляції між граничною розчинністю і коефіцієнтом поділу K 0 електрично активної домішки в германии і кремнії показує зв'язок типу:
X m ≡ C im / N 0 ≈ 0.1 K 0 , (8)
де X m - відносна гранична розчинність електрично активної домішки в атомних частках, а N 0 - концентрація атомів основної речовини.
Таким чином, граничні розчинності електрично активних домішок і їх коефіцієнти поділу пов'язані прямо пропорційною залежністю і відображають один і той же процес входження і стійкість положення домішкових атомів у вузлах або междоузлиях кристалічної решітки основної речовини. Зі співвідношення (8) і значень K 0 , наведених на рис. 4, можна визначити значення C im , враховуючи, що N 0 для германію та кремнію рівні відповідно 4.5 В· 10 22 см - 3 та 5 В· 10 22 см - 3 .
Широкий діапазон K 0 і C im для різних домішок вказує на одну вельми важливу проблему легування напівпровідникових матеріалів домішками з малої розчинність і малими K 0 : висока вимога до чистоти самих домішок. Для прикладу порівняємо легування германію галієм, що містить домішка індію в кількості 10-4 атомних часток; і легування золотом, що містить домішка галію в тій же кількості. У першому випадку співвідношення концентрацій основної та неосновної домішок у легованому кристалі (з урахуванням відповідних K 0 ) буде C Ga / C In ≈ 10 6 , тобто забрудненням галію індіем можна повністю знехтувати. У другому випадку C Au / C Ga ≈ 1 і, таким чином, саме поняття "основна домішка" втрачає сенс. Особливі вимоги до чистоти золота диктуються ще й тим, що галій (супутня домішка в золоті) відноситься до групи дрібних домішок, тому багатозарядна система глибоких рівнів, створюваних золотом, може...
