4.5. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
1. Схему установки для выращивания кристаллов методом двойного капиллярного тигля.
2. Расшифровку марки материала.
3. Расчетные и табличные данные, необходимые для расчета распределения примеси вдоль слитка.
4. Графики распределения примеси вдоль слитка при подпитке чистым веществом для различных значений параметра подпитки В.
5. Графики распределения примеси вдоль слитка при подпитке веществом, содержащим легирующую примесь, при различных значениях концентрации примеси в подпитке Сп.
6.
Расчет условий однородного легирования
кристалла указанной марки при подпитке
чистым веществом (Сп
= 0) и веществом, содержащим легирующую
примесь (Сп
0)
7. Привести формулы, используемые для расчетов, указать размерности всех рассчитываемых величин.
8. Выводы по работе.
4.6. Контрольные вопросы и задания
1. Для чего используются методы подпитки?
2. Какие методы подпитки из жидкой фазы вы знаете?
3. Какие требования предъявляются к размерам капилляра, обеспечивающего независимость состава подпитки от состава рабочего расплава?
4. Что такое параметр подпитки? Как рассчитывается параметр подпитки в методе двойного капиллярного тигля?
5. Чему равен параметр подпитки а) в консервативных методах выращивания кристаллов; б) в классическом методе Чохральского?
6. Какое соотношение между концентрациями примеси в рабочем и подпитывающем тиглях должно соблюдаться для получения однородно легированных кристаллов при k > 1 и k < 1?
7. Как реализовать режим однородного легирования в случае подпитки чистым веществом?
8. Как рассчитать поверхность испарения летучей примеси в методе двойного капиллярного тигля?
9. Почему при подпитке чистым веществом для получения однородно легированных кристаллов оптимальное значение коэффициента распределения примеси k составляет 0,2 … 0,5?
10. Как изменится по сравнению с методом Чохральского распределение примеси вдоль слитка при подпитке чистым веществом при легировании примесями с малыми значениями коэффициента распределения?
11. Рассчитайте диаметры общего и рабочего тиглей для выращивания однородно легированного монокристалла при подпитке чистым веществом, если равновесный коэффициент распределения примеси k0 = 0,4. Скорость кристаллизации составляет 2 мм/мин, скорость вращения кристалла относительно тигля – 50 об/мин, толщина диффузионного слоя – 0,05 см. Диаметр кристалла – 100 мм.
12. Напишите условия однородного легирования при подпитке расплавом, содержащим легирующую примесь.
13. Какова концентрация примеси в подпитывающем и рабочем тиглях при выращивании однородно легированного монокристалла с концентрацией примеси в твердой фазе Ст = 5.1016см–3? Коэффициент распределения k = 0,45, диаметр общего и рабочего тиглей – 300 и 200 мм соответственно.
14. Рассчитайте, чему равны параметр подпитки и скорость опускания расплава в тиглях, если скорость кристаллизации составляет 2 мм/мин, диаметр кристалла равен 100 мм, диаметр общего тигля – 350 мм, диаметр рабочего тигля – 250 мм.
15. Рассчитайте концентрацию примеси в рабочем и подпитывающем расплавах при выращивании однородно легированного монокристалла КЭМ‑0,5, если диаметры общего и рабочего тиглей равны 200 и 120 мм, скорость кристаллизации составляет 1 мм/мин, скорость вращения кристалла относительно тигля – 50 об/мин.