Экономическое обоснование промышленного производства монокристалла кремния

Размещено на http://www.allbest.ru/

21

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕНИЕ

Бестигельная зонная плавка - метод получения кристаллов из малого объёма расплава, формально являющийся разновидностью зонной плавки, не использующей тигля или иного контейнера.

Фактически отсутствие контейнера приводит к необходимости существенного изменения способа подачи энергии в расплавленную зону и отвода её по сравнению с зонной плавкой в контейнере; радикально изменяет течение физических процессов в зоне; ведет к исчезновению напряжений и загрязнений, вводимых взаимодействием расплава и кристалла с материалом контейнера. То есть несмотря на формальное сходство, бестигельная зонная плавка кардинально отличается от зонной плавки в контейнере.иСледует также различать бестигельную зонную плавку и зонную плавку в холодном контейнере (гарнисаж), когда формально контейнер, образованный нерасплавленным материалом, присутствует.

Итак, целью данного курсового проекта является:

1. Умение использовать математические модели процессов, характерных для различных этапов технологии производства монокристаллов.

Результатом курсового проекта является расчет легирующей примеси в однородном легированном бором монокристалле кремния, полученным направленной кристаллизацией; расчет распределения примеси по длине монокристалла, расчет выхода годного, тепловой, электрический и экономический расчеты.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Описание технологического процесса

Заготовка и затравочный кристалл в виде стержней различного диаметра, устанавливаются соосно, их концы оплавляются и приводятся в соприкосновение. За последующее удержание расплавленной зоны между заготовкой и затравочным (либо частично готовым) кристаллом отвечают силы поверхностного натяжения расплава.

При понижении температуры расплавленной зоны возможно срастание заготовки и перекристаллизованного материала с последующим разломом места спайки и разрывом зоны. При перегреве зоны возможен пролив расплава из зоны. Подбор скоростей перетягивания, конфигурации зоны и тепловых полей, количества подводимой энергии, для исключения смерзания или пролива зоны является, строго говоря, нетривиальной задачей, особенно для слитков большого диаметра.

В случае большого диаметра итогового кристалла форма зоны может иметь вид двух капель связанных друг с другом тонким перешейком. Индуктивный нагревательный элемент в этом случае имеет плоскую часть, располагаемую непосредственно над периферическими областями монокристалла вокруг перешейка.

Заготовку и затравочный кристалл с формирующимся на нём готовым кристаллом, разделённые расплавленной зоной медленно перемещают вниз относительно зоны нагрева так, чтобы расплавленная зона постепенно поглощала всё новые участки заготовки, а внизу из зоны постепенно вытягивался уже готовый кристалл. При этом фактически заготовка постепенно расплавляется, а готовый кристалл постепенно растет из расплава, поступающего при оплавлении заготовки. Готовый кристалл также представляет собою стержень относительно небольшого диаметра.

Кристаллографической ориентацией готового кристалла можно управлять, устанавливая внизу затравочный монокристалл заданной ориентации.

Легированием кристалла можно управлять в относительно узких пределах путём введения легирующих элементов в газовую среду установки выращивания.

В общем случае диаметры итогового слитка и исходной заготовки могут не совпадать. Как правило, диаметр заготовки равен или меньше диаметра итогового кристалла (заготовки меньшего диаметра легче проплавить, но это приводит к уменьшению длины итогового кристалла и увеличению высоты и рабочего объёма установки).

1.2 Технологический процесс

· размещение в ростовой установке затравочного кристалла и заготовки, вакуумирование установки, создание защитной атмосферы при необходимости;

· ввод в зону нагрева нижней части заготовки и оплавление её до образования небольшой капли;

· ввод в зону разогрева затравочного кристалла и приведение его в контакт с каплей;

· обратная подача (вверх) затравочного кристалла совместно с заготовкой для проплавления затравочного кристалла до участка с ненарушенной структурой;

· прямая подача (вниз) затравочного кристалла совместно с заготовкой в ходе постепенного роста основного кристалла;

· при проведении зонной очистки проход расплавленной зоны при прямой подаче вдоль всей длины одного и того же кристалла может повторяться несколько раз - при этом примеси оттесняются из растущего кристалла в его нижнюю часть;

· охлаждение и выгрузка кристалла из установки, подготовка установки к следующей плавке.

1.3 Кремний

В противоположность германию кремний является одним из самых распространенных элементов в земной коре; его содержание в ней около 29 %. Однако в свободном состоянии в природе он не встречается, а имеется только в соединениях в виде окисла и в солях кремниевых кислот. Чистота природной окиси кремния в виде монокристаллов кварца иногда достигает 99,9 %; в ряде месторождений чистота песка достигает от 99,8 до 99,9 %.

Технический кремний, получаемый восстановлением природного диоксида SiO₂ (кремнезем) в электрической дуге между графитовыми электродами, широко применяется в черной металлургии как легирующий элемент (например, трансформаторная сталь) и как раскислитель при производстве стали.

Технический кремний представляет собой мелкокристаллический спек, содержащий около 1 % примесей, и как полупроводник использован быть не может. Он является исходным сырьем для производства кремния полупроводниковой чистоты, содержание примесей в котором должно быть менее 10 - 6 %.

Технология получения кремния полупроводниковой чистоты включает в себя следующие операции:

· превращение технического кремния в легколетучее соединение, которое после очистки может быть легко восстановлено;

· очистка соединения физическими и химическими методами;

· восстановление соединения с выделением чистого кремния;

· конечная очистка кремния методом бестигельной зонной плавки;

· выращивание монокристаллов.

В полупроводниковом производстве наибольшее распространение получил метод водородного восстановления трихлорсилана SiHCl₃. Его получают обработкой измельченного технического кремния сухим хлористым водородом при температуре от 300 до 400 °С:

Si + ЗНСl SiHCl₃ + H₂. (1.1)

Трихлорсилан представляет собой жидкость с температурой кипения 32 °С. Поэтому он легко очищается методами экстракции, адсорбции и ректификации.

В отличие от германия основная очистка кремния от примесей осуществляется химическими методами. Кристаллизационные методы имеют цель - превратить полукристаллический кремний, полученный химическим путем, в монокристаллы с определенными электрофизическими свойствами. Объемные кристаллы кремния выращивают методами выращивания из расплава и бестигельной вертикальной зонной плавки. Первый метод применяется, как правило, для получения крупных монокристаллов с относительно небольшим удельным сопротивлением (< 2,5 Ом - м). Второй метод используется для получения высокоомных монокристаллов кремния с малым содержанием остаточных примесей. Следует заметить, что в технологическом отношении кремний - более сложный материал, чем германий, так как он имеет высокую температуру - плавления 1412 °С и в расплавленном состоянии химически весьма активен (вступает в реакцию практически со всеми тигельными материалами).

Метод вытягивания из расплава был ранее описан. Существенным недостатком этого метода при использовании его для выращивания монокристаллов кремния является загрязнение кристаллов кислородом. Источником кислорода служит кварцевый тигель, который взаимодействует с расплавом в соответствии с реакцией

SiO₂ (тв) +Si (ж) > 2SiO. (1.2)

Растворение кварца в кремний не только приводит к насыщению кислородом, но при этом вводятся и другие примеси, загрязняющие кремний.

Вертикальная бестигельная зонная плавка обеспечивает очистку кристаллов кремния от примесей и возможность выращивания монокристаллов кремния с малым содержанием кислорода. В этом методе узкая расплавленная зона удерживается между твердыми частями слитка за счет сил поверхностного натяжения. Расплавление слитков осуществляется с помощью высокочастотного индуктора работающего на частоте 5 МГц. Высокочастотный нагрев позволяет проводить процесс бестигельной зонной плавки в вакууме и в атмосфере защитной среды.

Методом вертикальной бестигельной плавки в настоящее время получают кристаллы кремния диаметром до 100 мм. Кристаллы кремния n - и p - типов получают путем введения при выращивании соответствующих примесей, среди которых наиболее часто используются фосфор и бор. Такие кристаллы электронного и дырочного кремния маркируются соответственно КЭФ и КДБ.

Кристаллический кремний при комнатных температурах обладает невысокой реакционной способностью; он весьма устойчив на воздухе, покрываясь тонкой пленкой диоксида кремния. Кремний нерастворим в воде, не реагирует со многими кислотами. Хорошо растворяется лишь в смеси азотной и плавиковой кислот и в кипящей щелочи.

Плавление кремния сопровождается некоторым увеличением его плотности (примерно на 8 %) и скачкообразным уменьшением удельного сопротивления (примерно в 30 раз). В расплавленном состоянии кремний имеет удельное сопротивление порядка 10 - 4 Ом и ведет себя подобно жидким металлам.

В настоящее время кремний является базовым материалом полупроводниковой электроники. Он используется как для создания интегральных микросхем, так и для изготовления дискретных полупроводниковых приборов. Полупроводниковые интегральные микросхемы, отличающиеся малыми размерами и сложной конфигурацией активных областей, нашли особенно широкое применение в вычислительной технике и радиоэлектронике.

Из кремния изготовляются различные типы полупроводниковых диодов: низкочастотные (высокочастотные), маломощные (мощные), полевые транзисторы; стабилитроны; тиристоры. Широкое применение в технике нашли кремниевые фотопреобразовательные приборы: фотодиоды, фототранзисторы, фотоэлементы солнечных батарей. Подобно германию, кремний используется для изготовления датчиков Холла, тензодатчиков, детекторов ядерных излучений.Благодаря тому что ширина запрещенной зоны кремния больше, чем ширина запрещенной зоны германия, кремниевые приборы могут работать при более высоких температурах, чем германиевые.

1.4 Оборудование для бестигельной зонной плавки

Зонная плавка (очистка полупроводниковых материалов и редких металлов от примесей) основана на физических процессах разделения, преимущество которых состоит в том, что очистка протекает без использования каких-либо реагентов, вносимых извне.

При очистке слиток может находиться в горизонтальном или вертикальном положении в соответствующем контейнере.

Простейшее устройство представляет собой горизонтальный контейнер, в котором расположена лодочка с очищаемым веществом. Лодочка проходит через нагреватель, создающий расплавленную зону. Перемещаться может либо лодочка относительно неподвижного нагревателя, либо нагреватель относительно неподвижной лодочки.



Рисунок 1- Схема аппаратов для зонной очистки: а - однозонный аппарат; б - многозонный; в - вертикальный; г - бестигельный; 1 - кристаллический материал; 2 -нагреватель; 3 -зона натяжения (иногда для поддержания зоны используется сжимающий эффект магнитного поля)

В результате относительного движения нагревателя и слитка вдоль оси последнего расплавленная зона перемещается.

На рисунке 1 показаны принципиальные схемы аппаратов для зонной очистки. Эффективность очистки процесса зонной плавки определяется величиной коэффициента распределения (коэффициентом сегрегации). Коэффициент распределения представляет собой определяющий фактор эффективности процесса зонной плавки

В практических целях для достижения максимальной эффективности процесса, кроме основного фактора - величины коэффициента распределения, необходимо учитывать следующие важные факторы: длину зоны и скорость ее перемещения, степень перемешивания расплава в зоне, количество зон, одновременно расплавляемых в слитке, массоперенос, точное регулирование температуры, степень чистоты материалов аппаратуры и реакционное взаимодействие материала контейнера и расплавленного материала.

Длина зоны обычно зависит от физических свойств очищаемого материала: точки плавления, теплоемкости, скрытой теплоты плавления, лучеиспускания и теплопроводности. Узкую расплавленную зону легче создать в материале, имеющем более высокую температуру плавления и низкую теплопроводность по сравнению с материалом, имеющим низкую температуру плавления и высокую теплопроводность. Обычно длина зоны составляет около одной десятой длины очищаемого слитка.

Скорость перемещения зоны зависит от коэффициента диффузии примеси, условий (перемешивания зоны и т. д. Она колеблется в широких пределах от сотых долей до нескольких миллиметров в минуту. При перемешивании расплава, в зоне увеличивается эффективность процесса, в результате этого можно увеличить скорость перемещения зоны. В тех случаях, когда имеется возможность перемещать вдоль по слитку последовательно несколько расплавленных зон, выгодно иметь минимальные промежутки между зонами. Величина их не влияет на последующее распределение примесей и определяется из практических условий.

При применении метода зонной очистки в результате изменения плотности (объема) вещества при расплавлении зоны происходит перенос вещества из одного конца лодочки в другой. При одном проходе зоны это явление малозаметно, но при большом числе проходов материал перемещается настолько значительно, что даже может вылиться через край лодочки. Для предотвращения этого необходимо наклонять лодочку на некоторый угол, величину которого можно определить практически и расчетом.

Точное регулирование температуры достигается применением соответствующей злектрорегулирующей аппаратуры, которой оснащены современные установки зонной плавки.

1.5 Установки бестигельной зонной плавки

Преимущества бестигельной зонной плавки, позволяющие предотвратить взаимодействие очищаемого слитка с материалом контейнера, привели к созданию многочисленных конструкций аппаратов и их широкому применению для исследований и промышленных условий, в первую очередь в производстве полупроводникового кремния.

Наибольшее распространение получили установки бестигельной зонной плавки высокочастотным нагревом. Установки с электроннолучевым нагревом применяют для производства особо чистых тугоплавких металлов и выращивания их монокристаллов. Эти способы нагрева позволяют достигать наибольшей напряженности теплового поля и создать узкую расплавленную зону. При нагреве токами высокой частоты происходит интенсивное перемешивание на расплавленном участке, способствующее ускорению диффузии примесей, в расплавленную зону. Имеются установки бестигельной зонной плавки и с графитовым нагревателем сопротивления, а также со световым нагревом зоны. Перемещение расплавленной зоны можно осуществлять двумя способами, создавая поступательное движение нагревателя относительно неподвижного слитка или слитка относительно неподвижного нагревателя. Это отражается на конструктивном оформлении функциональных узлов и механизмов печного блока установок. В зависимости от технологических требований процесс бестигельной зонной плавки можно проводить в восстановительной атмосфере, в атмосфере инертного газа и в вакууме. Принципиальная схема камеры установки бестигельной зонной плавки с неподвижным индуктором представлена на рисунке 2.

Рисунок - 2 Установка бестигельной зонной плавки с неподвижным индуктором: 1- рабочая камера; 2 - вентиль; 3- верхний шток; 4 - зажим; 5 - очищаемый стержень; 6 - индуктор; 7 - дверца; 8- смотровое окно; 9 - нижний шток; 10 - натекатель; 11 - нижний шток; 12 - ввод для электропитания индуктора; 13 - патрубок для вакуума

Очищаемый стержень с постоянным сечением, полученный отливкой в форму, прессованием, выращиванием в процессе восстановления или другими способами, помещают внутрь рабочей камеры так, чтобы он был охвачен индуктором, и укрепляют в строго вертикальном положении.

Электропитание индуктора осуществляется через уплотненный ввод. Рабочая камера подсоединяется к вакуумной системе через патрубок, размер которого определяется условиями поддержания в камере необходимого уровня остаточного давления, типом и размером аппаратуры вакуумной системы. Для создания в рабочей камере атмосферы инертного или другого технологически необходимого газа предусмотрены вентиль и натекатели.

Процесс очистки стержня бестигельной зонной плавки осуществляется следующим образом. Стержень перемещается в начальное положение разогрева зоны, выключается привод перемещения штоков, дверца камеры закрывается, в камере создается предварительный вакуум. После подачи воды в систему охлаждения (к камере, штокам, дверце со смотровыми окнами, вакуумной системе) и регулировки расхода охлаждающей воды для обеспечения нужного слива с каждого места охлаждения вакуум в камере доводят до нужного уровня и устанавливают необходимую мощность на нагревателе для разогрева слитка. Когда создается расплавленная зона, включают привод перемещения и привод вращения верхнего и нижнего штоков и осуществляют рабочий проход расплавленной зоны вдоль очищаемого стержня. По окончании прохода зоны, по всей длине стержня и «замораживания» зоны в конечном положении возвращают стержень в исходное положение, снова создают зону; процесс повторяют необходимое число раз.

Для получения в условиях бестигельной зонной очистки стержней в виде монокристаллов требуется применять ориентированную монокристаллическую затравку. В этом случае в последовательность действий оператора вносятся некоторые изменения. Стержень-заготовку укрепляют в зажиме верхнего штока и центрируют его относительно нагревателя, а ориентированную монокристаллическую затравку укрепляют в зажиме нижнего штока. При этом возникает необходимость сращивания в один стержень монокристаллической затравки и стержня. Поэтому выполняют все описанные выше операции до операции первичного расплавления зоны, стержень-заготовку перемещают относительно нагревателя в такое положение, при котором создается капля расплава на его нижнем конце; разогревают и подводят к капле затравку. Далее процесс проводят так, как это описано выше, если размер затравки равен размеру очищаемого стержня. Если же сечение монокристаллической затравки меньше сечения стержня, то необходимо осуществить разращивание переходного конуса под заданным углом до требуемого диаметра монокристалла. Далее процесс плавки проводят в обычном порядке.

2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В курсовом проекте проведена калькуляция себестоимости затрат на выполнение, данная калькуляция включает расчет по следующим статьям затрат:

1. Материалы;

2. Специальное оборудование;

3. Основная заработная плата;

4. Дополнительная заработная плата;

5. Накладные расходы.

В таблице 1 приведены статьи затрат на выполнение курсового проекта.

Таблица 1 - «Статьи затрат на выполнение курсового проекта»

№ п/п	Статьи затрат	Сумма, руб.
1	Материалы (Затраты на материалы)	207,58
2	Специальное оборудование (затраты на специальное оборудование (Зсо))	41 437,50
3	Основная заработная плата (Озп)	1272, 00
4	Дополнительная заработная плата (Дзп)	214,46
5	Накладные расходы (Нрасх)	5 579,22
6	Итого	48 710,76

На статью «Материалы» относят затраты на сырье, основные и вспомогательные материалы, покупаемые полуфабрикаты и и комплектующие изделия. Затраты определяются по действующим оптовым ценам с учетом транспортно-заготовительных расходов.

Транспортные расходы составляют 7 % от общей стоимости материалов.

Таблица 2 - «Затраты по статье «Материалы»»

№ п/п	Материалы	Единицы измерения	Количество	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
1	Бумага	Пачка	1	130,00	130,00
2	Шариковая ручка	Штука	1	14,00	14,00
3	Карандаш	Штука	2	8,00	8,00
4	Линейка	Штука	1	15,00	15,00
5	Ластик	Штука	1	8,00	8,00
6	Корректор	Штука	1	45,00	45,00
	Итого				220,00
	Тзм				15,40
	Всего				235,40

Т_зм = 194,00 * 0,07 = 15,40 руб.

Всего = 194,00 + 13,58 = 235,40

Затраты по статье «Специальное оборудование» учитываются с учетом амортизации. Затраты определяются с учетом транспортных расходов (7 %) и затрат на установку и монтаж (18 %).

Таблица 3 - «Затраты по статье “Специальное оборудование”»

№ п/п	Наименование	Сумма, руб.
1	Компьютер	16 900,00
2	Принтер	14 000,00
3	Итого	30 900,00
4	Затраты на транспортные расходы	2 163,00
5	Затраты на монтаж и установку	5 562,00
6	Всего	38 625,00

Рассчитываем затраты на транспортные расходы, на монтаж и установку по следующим формулам:

Т_рсо = 33 150,00 * 0,07 = 2 163,00 руб.

З_му = 33 150,00 * 0,18 = 5 562,00 руб.

К статье “Основная заработная плата” относится заработная плата сотрудников.

Таблица 4 - «Затраты по статье «Основная заработная плата»»

№ п/п	Вид работы	Должность	Трудоемкость	Дневная ставка, руб.	Основная заработная плата, руб.
1	Выполнение курсового проекта	Студент	21 день	63,30	1329,30

Дневная ставка рассчитывается:

1900,00 / 30 = 63,30 руб.

Дополнительная заработная плата - это заработная плата преподавателя. На выполнение курсового проекта на каждого студента выделено 3,5 часа.

Доп. Зп = 12500, 00 / 25,5 / 8 * 3,5 = 214,46 руб.

Затраты по статье “Основные расходы” включают расходы на управленческий и хозяйственный персонал и определяют в размере 13 % от общей суммы затрат.

Накладные расходы:

0,13 * (235,4 + 38 625,00 + 1329,00) = 5 224, 62

Затраты на выполнение курсового проекта составили 43 368,07 руб.

3. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

монокристалл кремний кристаллизация

В связи с тем, что производство монокристаллов Ge и Si является достаточно вредным производством с точки зрения экологических требований, то вопросам охраны труда и окружающей среды должно уделяется исключительное внимание. Задачи охраны труда - сохранение здоровья трудящихся и предотвращение экономического ущерба, причиняемого травматизмом и профессиональными заболеваниями. Задачи охраны окружающей среды в том, чтобы не допустить ухудшения экологической обстановки среды обитания вредными токсичными веществами.

Охрана труда работающего проводится на предприятии в двух основных направлениях. Инженерная охрана труда обеспечивает контроль:

· за рациональной организацией производства и труда,

· размещением оборудования в помещениях, удовлетворяющим строительным и санитарным нормам, предъявляемым к данному виду производства;

· за безопасностью технологического процесса и действующего оборудования;

· за обеспечением работающих необходимыми средствами индивидуальной защиты.

Инструкция по технике безопасности составляется для каждого вида работы. Она определяет порядок и условия безопасного выполнения работающим данного вида работы, его обязанности и правила поведения в ходе ее выполнения.

К обслуживанию оборудования и работам, связанным с повышенной опасностью (высокое напряжение, высокое газовое давление, вредные вещества и др.), допускаются лица не моложе 18 лет.

3.1 Защита от вредных веществ

В производстве монокристаллов Ge и Si используются исходные вещества и реагенты, многие из которых обладают токсическими свойствами. При работе с кислотами и щелочами руки защищают резиновыми перчатками. Все работы проводят в герметичных боксах и вытяжных шкафах при включенной приточно-вытяжной вентиляции.

Общие правила работы с химическими реактивами сводятся к следующему. Количество находящихся на рабочем месте реактивов не должно превышать их суточной потребности. Все реактивы должны храниться в герметически закрывающихся сосудах, снабженных надписью, характеризующей реактив и его концентрацию. Хранение реактивов без наименований категорически запрещается.

На рабочем, месте реактивы должны храниться под тягой (в вытяжном шкафу), снабженной вытяжной вентиляцией. Все работы с реактивами проводят под тягой, при включенной приточно-вытяжной вентиляции.

При разбавлении кислот их вливают тонкой струей в воду, а не наоборот. При вливании воды в кислоту раствор сильно разогревается, вскипает и разбрызгивается. Растворы кислот и щелочей переливают изготовленным из нержавеющей стали насосом или стеклянным сифоном с резиновой грушей.

Концентрированная азотная кислота, попадая на кожу, вызывает тяжелые ожоги. Пары ее раздражают слизистые оболочки дыхательных путей. Следует иметь в виду, что концентрированная азотная кислота обладает сильными окислительными свойствами и, вступая в контакт с органическими материалами (дерево, хлопчатобумажная ткань и др.), вызывает их возгорание. При этом выделяется ядовитый диоксид азота. Взаимодействие концентрированной азотной кислоты с горючими органическими жидкостями приводит к взрыву.

3.2 Защита от электрического тока

Все технологическое оборудование полупроводникового производства имеет электрические приводы и нагревательные устройства такие как весы, дробилки, сушильные печи и т.д. Поэтому обслуживание их сопряжено с опасностью поражения электрическим током.

Вероятность смертельного исхода при поражении электрическим током больше чем при воздействии других производственных вредностей.

Для защиты от прикосновения к находящимся под напряжением частям установок применяют изоляцию, ограждение, дистанционное управление, блокировку и предохранительную сигнализацию. Надежность изоляции контролируют, замеряя ее электрическое сопротивление. Все открытые токоподводы и контакты должны быть надежно ограждены кожухом или сетчатым ограждением.

Электромагнитные поля, возникающие при работе высокочастотных генераторов, также представляют собой определенную профессиональную вредность. Они вызывают нарушения нормальной работы нервной, сердечнососудистой и кроветворной систем, а также других органов.

3.3 Правила безопасной работы с газами

В производстве объемных монокристаллов полупроводников широко применяют различные газы. В их число входят такие горючие и взрывоопасные, как водород, и инертные - аргон. Утечка водорода может привести к взрыву. Инертные газы, попадая в атмосферу производственного помещения, снижают содержание в ней кислорода, ухудшая тем самым условия труда работающих. Поэтому оборудование, работающее с использованием газов, и подводящие их трубопроводы должны быть герметичными.

Эксплуатация установок, рабочие камеры которых находятся под высоким давлением газа, сопряжена с опасностью, так как взрыв или даже сильная утечка газа могут привести к серьезным травмам обслуживающего эти установки персонала. Поэтому камеры установок высокого давления (более 0,7 ат), а также баллоны для сжатых газов относятся к сосудам высокого давления, эксплуатация которых подчиняется особым правилам.

Камеры установок высокого давления и их элементы (трубопроводы, вентили и т, п.) изготовляются специализированными предприятиями по утвержденному проекту. Какие-либо изменения в их конструкции без согласования с выполнившей проект конструкторской организацией не допускаются.

Установки, работающие с водородом, должны быть снабжены в местах его выделения местными отсосами или устройствами для сжигания. Запрещается подавать водород в установки, имеющие внутри горячие детали (нагреватели, кварцевые трубы и др.). Открывать рабочие камеры установок, в которых проводились процессы в среде горючих или токсичных газов, можно только после тщательной, в течение 10 - 15 мин продувки инертным газом. Помещения, в которых проводятся работы с пожаро - и взрывоопасными веществами, должны быть оборудованы автоматическими средствами пожаротушения и пожарной сигнализации. При пользовании газами и легковоспламеняющимися летучими веществами, способными образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, помещения должны быть также оборудованы устройствами для автоматического контроля состава воздуха. Горючие газы и легковоспламеняющиеся жидкости должны централизованно подаваться по трубопроводам непосредственно к местам потребления. Во всех остальных случаях транспортировать эти газы и жидкости следует в герметичных контейнерах. Пустые контейнеры хранят в специально выделенных и оборудованных для этой цели помещениях, расположенных вдали от производственных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Бестигельная зонная плавка - метод получения кристаллов из малого объёма расплава, формально являющийся разновидностью зонной плавки, не использующей тигля или иного контейнера.

Фактически отсутствие контейнера приводит к необходимости существенного изменения способа подачи энергии в расплавленную зону и отвода её по сравнению с зонной плавкой в контейнере; радикально изменяет течение физических процессов в зоне; ведет к исчезновению напряжений и загрязнений, вводимых взаимодействием расплава и кристалла с материалом контейнера. То есть несмотря на формальное сходство, бестигельная зонная плавка кардинально отличается от зонной плавки в контейнере.Следует также различать бестигельную зонную плавку и зонную плавку в холодном контейнере (гарнисаж), когда формально контейнер, образованный нерасплавленным материалом, присутствует.

Результатом курсового проекта является расчет легирующей примеси в однородном легированном бором монокристалле кремния, полученным направленной кристаллизацией; расчет распределения примеси по длине монокристалла, расчет выхода годного, тепловой, электрический и экономический расчеты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Добровинская, Е.Р. Энциклопедия монокристаллов - М.: Институт монокристаллов. 2004. 508с.

2. Литвинов, Л.А. Монокристаллы германия и кремния -М.: Киев. 1994. 356с.

3. Вильке, К.Т. Методы выращивания кристаллов. - М.: Недра. 1968. 423с.

4. Лодиз, Р. Рост монокристаллов. М.: Мир. 1974. 169с.

5. Кузнецов, В.Д. Кристаллы и кристаллизация. М.: Госгеолиздат. 1954. 398с.

6. Дьяконов, В.П. Новейшие информационные технологии. Достижения и люди - М.: СОЛОН - Пресс. 2004. 416 с.

7. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З., процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия, 1968.

Размещено на Allbest.ru