Главное меню
Главная О сайте Добавить материалы на сайт Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Аналитическая химия Ароматерапия Биотехнология Биохимия Высокомолекулярная химия Геохимия Гидрохимия Древесина и продукты ее переработки Другое Журналы История химии Каталитическая химия Квантовая химия Лабораторная техника Лекарственные средства Металлургия Молекулярная химия Неорганическая химия Органическая химия Органические синтезы Парфюмерия Пищевые производства Промышленные производства Резиновое и каучуковое производство Синтез органики Справочники Токсикология Фармацевтика Физическая химия Химия материалов Хроматография Экологическая химия Эксперементальная химия Электрохимия Энергетическая химия
Новые книги
Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 2" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 1" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 12" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 11" (Журналы)

Петрянов-соколов И.В. "Научно популярный журнал химия и жизнь выпуск 10" (Журналы)
Книги по химии
booksonchemistry.com -> Добавить материалы на сайт -> Промышленные производства -> Анохин В.3. -> "Практикум по химии и технологии полупроводников" -> 41

Практикум по химии и технологии полупроводников - Анохин В.3.

Анохин В.3., Гончаров Е. Г., Кострюкова Е. П., Маршакова Т. А. Практикум по химии и технологии полупроводников: учебное пособие — M.: «Высшая школа», 1978. — 191 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki.djvu
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 81 >> Следующая


, = C0[l-(l-*)e

<?тв = СДі-(і-*)е J, (11.1)

91

C0[l — — 1) e b],

•2»

где b — длина зоны; x — расстояние от начала образца до фроцт кристаллизации; C0 — исходный состав твердой фазы; Ств —. Кс нечный состав твердой фазы. Для конечных участков слитка, равв^ длине зоны Ь, распределение примесей происходит в соответствии с

законами направленной кристаллиза. ции. На рис. 53 представлены рас считанные по уравнениям (Ц. rj (11. 2) кривые распределения прй. месейс разными значениями k. ripj переходе к концентрированным рас. творам нарушается допущение k ? = const и коэффициент распределен^ будет изменяться в соответствии сі концентрацией, т. е. зависимость Ств = /(Сж) будет носить нелинейный характер. Несоблюдение условия равенства объема материала при плавлении и затвердевании может происходить, если концентрации примесей велики и если плотности веществ в твердом и жидком состояниях не равны. В последнем случае наблюдается массоперенос и необходимо вводить дополнительные поправки.

Для летучих примесей, когда не выполняется пятое допущен» Пфанна об отсутствии газообмена между твердой, жидкой и газообразной фазами, истюльзуют подход, предложенный Бумгардом. При эта считают, что зонная плавка проводится с постоянной скоростью t перемещения зоны и при постоянном давлении пара примеси. Концентрация примеси в зоне Сж(х) определяется процессами кристалла зации и плавления и скоростью обмена между жидкостью и газовоі фазой:

Рис. 53. Распределение примесей вдоль слитка при однократной зонной плавке:

S1 — закристаллизова вш аяся часть слитка; L — расплавленная зона; S8-загрузка

[Cl-Cn(X)] ,

(11.

где kv — константа скорости реакции. обмена; Сж — концентра^ примеси в жидкости, находящейся в равновесии с газовой фазе" X — отношение объема расплава к площади открытой поверхноот зоны.

Заменяя производную по времени производной по длине слить при X = VT1 получим

(П-<

Жж (X) = -?- [С» •- Ст (X)] dx.

92

учитывая взаимодействие между жидкой и газообразной фазами, равнение (1-1.1) преобразуется в

Cx = C1 ехР[- +

V>cp 4 kvC0\;

. н--. , , , ,—X ^

kvb 4- kok

где Cx — концентрация примеси в твердой фазе; C1 — начальная концентрация при Cx = 0.

На эффективность очистки при зонной плавке кроме коэффициента распределения влияет и длина зоны. Если длина зоны очень мала, т. е. t^O, то выражение е~кх1ь обращает-






ь


Рис. 54. Массоперенос при зонной плавке (с) и его устранение, если плотность расплава больше плотности кристал- ¦ ла (б) и плотность расплава меньше плотности кристал-• ла (е)

ся ff нуль, тогда ств =. C0 [см. уравнения (11.1) и (П.2)] и очистка не осуществляется. Как видно из уравнений (11. 1) и (П. 2) и рис. 53, наибольший эерфект очистки достигается, если длина зоны равна длине слитка. Следовательно, при однократном прохождении зоны для очистки материала более выгоден метод направленной кристаллизации. Несмотря на это, метод зонной плавки имеет несомненное преимущество -перед методом направленной кристаллизации, так как при зонной плавке можно сделать сколько угодно проходов зоны, не разбирая аппаратуры, и не извлекая слитка, что невозможно осуществить при направленной кристаллизации. С увеличением числа проходов кривые , распределения примесей по длине

слитка становятся все круче и устанавливается некоторое предельное, или конечное, распределение. Скорость движения зоны определяется в основном коэффициентом диффузии примесей в расплаве. Следовательно, интенсифицируя диффузию, например, перемешиванием Расплава можно увеличить в несколько раз скорость перемещения зоны, а значит и эффективность очистки. Из-за различной плотности вещества в твердой и жидкой фазах наблюдается явление массопереноса, ко-Торое мало заметно при одном проходе, но становится заметным после Нескольких проходов. Оно тоже влияет на эффективность очистки, так может нарушить тепловой баланс слитка, определяющий длину

Если зона перемещается вдоль слитка слева направо и при плавле-" чи материала происходит уменьшение его объема (кремний, герма-и. антимонид индия), то масса вещества переносится в конец слитка Фис. 54)_ Перенос можно предотвратить, наклонив слиток под опре-¦ Ленным углом (рис. 54, б). Для веществ, при плавлении которых 'еЄЛ.ичипо™™ч~ „л, ~.. -------------- і - ¦- —

93

обратном движению зоны. Угол наклона слитка можно определи^ опытным путем или рассчитать по формуле

a = arc tg

2Ы1-Р)

(П.

где ? == d^Jdm — соотношение плотностей веществ в твердом и жид. ком состояниях; A0 — начальная высота загрузки в контейнер^ Ъ — длина расплавленной зоны.

. Экспериментальная часть

Задание. 1. Ознакомиться с установкой и методикой зонной плавки. 2. Провести очистку полупроводникового материала — анти-монида индия, содержащего в качестве примеси олово или цинк. 3. Про-контролировать результаты очистки,измеряя электропроводность вдоль образца до зонной плавки и после нее четырехзондовым методом.

Оборудование и материалы
Предыдущая << 1 .. 35 36 37 38 39 40 < 41 > 42 43 44 45 46 47 .. 81 >> Следующая

Авторские права © 2011 BooksOnChemistry. Все права защищены.
Реклама