Dтигля	F, см2	kэфф	kи	kоб
Dтигля 1 = 6 см	25,14	0,09115	1,15205	1,24320
Dтигля 2 = 8 см	47,13	0,09115	2,16009	2,25124
Dтигля 3 = 10 см	75,4	0,09115	3,45614	3,54729

Для нахождения площади испарения F воспользуемся формулой (2):



Полученные значения представлены в таблице 3. Далее вычислим начальную концентрацию примеси в расплаве. Используем при решении следующие выражения:









Здесь – удельное сопротивление кристалла ГЭФ-4,8, которое равно 1,8 Ом см; – элементарный электрический заряд, равный 1,6 10¹⁹ Кл; = – концентрация носителей заряда в кристалле; – подвижность электронов (электронный тип проводимости в кристалле ГЭФ), равная 3300 см²/(В с); – равновесный коэффициент распределения, равный 3 10^-3;

---

– скорость кристаллизации, равная 0,5 мм/мин; – толщина диффузионного слоя; – коэффициент диффузии, равный 5,5 10^-5 см²/с; – кинематическая вязкость расплава, равная 1,35 10^-3 см²/с; – скорость вращения кристалла относительно тигля, равная 50 об/мин. Получим C^T = 4,328 ·10¹⁵ см^-3.
Построим зависимость C_тв = f(g) для кристалла ГЭФ-4,8:


1 кривая – 1й вариант

2 кривая – 2й вариант

3 кривая – 3й вариант



Рис. 7. Зависимость C_тв(g) для кристалла ГЭФ-4,8

1 – при D_тигля = 6 см, 2 – при D_тигля = 8 см, 3 – при D_тигля = 10 см

5. Построить зависимость C_тв = f(g) для кристалла ГЭФ-4,8 при следующих параметрах технологического процесса: cкорость вращения кристалла относительно тигля 50 об/мин; диаметр кристалла 2 см; диаметр тигля 10 см; скорость кристаллизации 0,5; 6; 10 мм/мин. Начальную концентрацию примеси в расплаве взять из пункта 4. Построить графики зависимости k_эфф и k_об от скорости кристаллизации.

Таблица 4

Расчетные данные пункта 5 лабораторной работы

f, мм/мин	kэфф	kи	kоб
f1	0,09115	3,45614	3,54729
f2	0,32527	0,28801	0,61328
f3	0,6016	0,17281	0,77441

---

Построим графики зависимостей C_тв = f(g) для кристалла ГЭФ-4,8, k_эфф и k_об от скорости кристаллизации.


1 кривая – 3й вариант

2 кривая – 2й вариант

3 кривая – 1й вариант



Рис. 8. Зависимость C_тв(g) для кристалла ГЭС-1,8

1 – при f = 0,5 мм/мин, 2 – при f = 6 мм/мин, 3 – при f = 10 мм/мин

Рис. 9. Зависимость kэфф от f (мм/мин)	Рис. 10. Зависимость kоб от f(мм/мин)

6. Определить технологический режим выращивания кристалла, в котором реализуется метод компенсационного испарения.



Здесь – коэффициент испарения; – линейный коэффициент испарения, равный 1,2 10^-4 см/с; – площадь поверхности испарения; – поперечное сечение кристалла.

α	1,2 · 10-4 м/c
D­тиг	15 см
D­кр­	5 см
k­0­	8·10-2
D	5·10-5 см-2/c
w	5,235 рад/c
Ѵ	1,35·10-3 см2/c
f	1,051 мм/мин

---

При таких величинах параметров технологического процесса реализуется метод компенсационного испарения.


Вывод.

В ходе лабораторной работы были получены зависимости, необходимые для понимания основ легирования кристаллов при их выращивании методом Чохральского. Построены зависимости:

1) концентрации примеси As в Si в твердой фазе при различных скоростях кристаллизации. Результаты построения представлены на рисунке 2. Видно, что увеличение скорости кристаллизации кристалла влечет за собой рост начального уровня концентрации примеси в кристалле. При этом наблюдается рост концентрации с увеличением доли примеси в кристалле.

2) концентрации примеси As в Si в твердой фазе при различных скоростях вращения кристалла относительно тигля. Результаты построения представлены на рисунке 4. Очевидно, что увеличение скорости кристаллизации кристалла приводит к тому, что происходит снижение начальной величины концентрации примеси в кристалле. Увеличение доли примеси является фактором, приводящим к увеличению ее концентрации в кристалле.

3) концентрации примеси P в Ge в твердой фазе при разных диаметрах тигля. Результаты построения представлены на рисунке 7. Можно сказать, что увеличение значения D_тиг приводит к более сильной скорости снижения концентрации примеси в кристалле с увеличением ее доли в нем. Стоит отметить, что происходит именно спад C_тв.

4) концентрации примеси P в Ge в твердой фазе при различных скоростях кристаллизации. Результаты построения представлены на рисунке 8. Видно, что увеличение скорости кристаллизации кристалла влечет за собой рост начального уровня концентрации примеси в кристалле. При этом наблюдается рост концентрации с увеличением доли примеси в кристалле при k_об < 1 и спад при k_об > 1. При этом исходя из формулы (7), следует то, что между значениями скоростей кристаллизации 0,5 мм/мин и 6 мм/мин находится такое ее значение, которое приводит к равенству выражения – единице. Это является знаком того, что кристалл однородно легирован примесью. Совокупность параметров технологического процесса, приводящих к этому, определяет так называемый метод компенсационного испарения.

---

Смотрите также файлы

• Курсовая работа по дисциплине Общая теория связи Вариант 17 студент группы бин2107 Рукавицын М. Д.docx

• Программа представляет собой логически упорядоченную последовательность команд, предназначенных для управления компьютером.docx

• Герменевтика правовой природы государственно служебных отношений.docx

• Программа среднего профессионального образования Право и организация социального обеспечения Дисциплина философия.docx

• Дріс 3 Оыту ызметіні теориясы дидактикалы негіз ретінде дидактика туралы тсінік.docx