质点的移动可以在二维空间的任意方向发生,其每一步迁移的自由行程也随机地取决于最邻近质点的距离。质点密度越低(如在空气中),质点迁移的白由行程也就越大。因此,在流体中发生的扩散介质往往总是具有很大的速率和完全的各向同性。同体中的扩散与在流体中不同,有其自身的特点:①构成固体的所有质点均束缚在三维周期性势阱中。 MAX3041EWE+质点与质点间的相互作用强。故质点的每一步迁移必须从热涨落中获取足够的能量以克服势阱的能量。因此,固体中明显的质点扩散常开始于较高的温度,但实际上又往往低于固体的熔点。②晶体中原子或离子以一定方式所堆积成的结构、以一定的对称性和周期性限制着质点每一步迁移的方向和自由行程。

    从本质上来讲,扩散是微观粒子做无规则热运动的统计结果。浓度差的存在是扩散运动的必要条件― ―由粒子浓度较高的地方向着浓度较低的地方进行,而使得粒子的分布逐渐趋于均匀;浓度的差别越大,扩散也越快。温度的高低、粒子的大小、晶体结构和缺陷浓度,以及粒子运动方式都是决定扩散运动的重要因素。

   1855年,FlL,k用数学式来描述了这种情况,故扩散定律也称作菲克(A,∏ck)定律,用来讨论扩散现象的宏观规律,如扩散物质的浓度分布与时间的关系。

   菲克第一扩散定律认为在扩散体系中,参与扩散的质点的浓度因位置而异,且可随时间的变化而变化,即浓度是位置坐标J、γ、z和时间r的函数。对于平面工艺中的扩散问题,由于扩散所形成的m结平行于硅片表面,而且扩散深度很浅,囚此可以近似地认为扩散只沿垂直于硅片表面的方向(J方向)进行。