щоб в розплавленому стані він повністю містився в установку по методу Чохральського.
Діаметр тигля установки прийнято брати в два-три рази більше діаметра кристала, а висота тигля повинна бути приблизно дорівнює діаметру:
.
Тоді обсяг тигля:.
Швидкість кристалізації для напівпровідників AIIIBV повинна знаходитися в діапазоні від 0,5 до 1. Виберемо її рівною, що одно.
Швидкість обертання матеріалу в установках Чохральского ділиться на дві складові: швидкість обертання кристала () і швидкість обертання тигля з розплавом (. Сумарна швидкість при цьому повинна бути менше. Швидкість обертання тигля задамо рівний, а швидкість обертання кристала приймемо.
Розрахуємо швидкість витягування кристала:
,
де - швидкість опускання розплаву.
, звідси
.
Таблиця 2. Параметри режиму роботи і розмірів установки.
Для подальших розрахунків нам знадобляться деякі табличні значення, такі як рівноважний коефіцієнт розподілу (і коефіцієнти дифузії (). На основі цих даних розрахуємо товщину дифузійного шару (ф-ла Сліхтера) і ефективний коефіцієнт розподілу (ф-ла-Прима-Сліхтера). Занесемо це в загальну таблицю ().
Таблиця 3. Табличні розраховані дані для домішок.
Домішка Zn0, 01 0,0110,011 Si 10,011 Te0, 4 0,4340,011
.2 Розрахунок легування кристала
Розрахунок легування будемо проводити виходячи з рівняння електронейтральності:
,
для нашого випадку це загальний вираз запишеться як (з урахуванням від'ємного допуску по концентрації):
.
В отриманому рівнянні позначають структурні дефекти, які виступають як акцептори. Використовуючи співвідношення, і, враховуючи, що можна знехтувати електронної складової.
Із загального визначення відсотка за масою:
,
шляхом нескладних обчислень отримаємо:
;
.
Знаючи, що, перепишемо рівняння електронейтральності:
Знаходимо:
.
,.
Використовуючи рівняння Галлівер, ми можемо отримати розподіл домішки.
Рис.7. Залежність для різних домішок з урахуванням від'ємного допуску по концентрації: 1 - розподіл залишкового кремнію, 2 - розподіл легуючого цинку, 3 - розподіл залишкового телуру, 4 - розподіл структурних дефектів, 5 - сумарний розподіл домішки.
Рис.8. Розподіл концентрації носіїв заряду і лінії обмежують допуск по концентрації.
З малюнка 8 можна визначити вихід придатного матеріалу. Значення максимального виходу придатного одно.
Проведемо теоретичний розрахунок вихо...
