5.6. Порядок выполнения работы

1. Проанализировать процесс прохождения зоны через однородный в среднем образец (С₀ = С_п).

Построить распределение легирующей примеси по длине слитка для трех примесей с различным значением коэффициента распределения в случае проведения процесса в вакууме (С_р = 0). Выбрать способ зонной плавки. Значения равновесного коэффициента распределения k₀, коэффициента диффузии примеси в жидкой фазе D, линейного коэффициента испарения α взять из данных табл. 3, 4, 7 приложения.

Для нелетучих примесей линейный коэффициент испарения α принять равным нулю. Параметр В задать в соответствии с его значением для консервативного процесса. Остальные параметры технологического процесса указаны в задании. Для каждой примеси привести табличные значения k₀, D, α, а также расчетные значения k и δ.

Построить распределение указанной легирующей примеси в заданном материале в случае различной длины расплавленной зоны L₀. Параметры технологического процесса и табличные данные взять из п. 1 задания.

Построить распределение легирующей примеси в заданном материале при различных скоростях прохождения зоны f. Параметры процесса и табличные данные взять из п. 1 задания. Для всех случаев указать расчетное значение k.

Проанализировать влияние процесса испарения примеси на процесс очистки. Для указанного материала и летучей примеси провести два процесса: первый – в предположении нелетучести примеси (линейный коэффициент испарения α принять равным нулю); второй – при значении α в соответствии с данными табл. 7 приложения. Поверхность испарения рассчитать по формуле F = πD_крL₀ для бестигельной зонной плавки, в случае горизонтального тигельного варианта – по формуле F=D_крL₀. Параметры технологического процесса взять из п. 1 задания. Значения равновесного коэффициента распределения k₀, коэффициента диффузии примеси в жидкой фазе D, линейного коэффициента испарения α взять из табл. 3, 4, 7 приложения. Построить распределение примеси вдоль слитка для обоих случаев. Привести расчетные значения k, k_и, k_об и F.

2. Проанализировать прохождение легирующей зоны через чистый исходный образец. Для того чтобы задать значение С₀, необходимо расшифровать марку материала: определить материал-основу, легирующую примесь, удельное сопротивление ρ, диаметр кристалла. По значению ρ определить С_т, затем рассчитать значение С₀ = С_т//k. С_п принять равным нулю. Параметры процесса f и ω, значения D_кр, L₀ взять из п. 1 задания.

Равновесный коэффициент распределения k₀ указанной примеси, коэффициенты диффузии D и испарения α взять из табличных данных (табл. 3, 4, 7 приложения). Процесс провести в вакууме.

Построить распределение примеси вдоль слитка для указанных марок материалов.

Графически провести оценку выхода годного материала для заданного значения разброса удельного сопротивления по длине слитка.

3. Исследование метода целевой загрузки. Нужно предложить условия выращивания однородно легированного материала заданной марки методом целевой загрузки. Процесс провести в вакууме. Параметры процесса f и ω, значения D_кр и L₀ взять из п. 1 задания.

Привести математическое обоснование данного метода, расчетные значения концентраций С₀, С_п, k, k_и, k_об и F.