Выбор управляющих воздействий.

Под управляющими воздей­ствиями понимают целенаправленное изменение тех параметров тех­нологического процесса или системы кристалл—расплав, которые влияют на процесс кристаллизации (качество растущего кристалла). Комплексным показателем качества слитка чаще всего является его диаметр. Постоянный диаметр по длине кристалла соответствует хорошему качеству, а его колебания в процессе роста говорят о структурных нарушениях, наличии дислокации и других дефек­тов.

Безотносительно к методу получения монокристаллов основ­ным рычагом управления процессом является температура рас­плава, ее стабильность. Однако управление температурой расплава не всегда эффективно, а иногда и чрезмерно сложно по сравнению с другими методами — управлением скоростью вращения кристалла, скоростью вытягивания и температу­рой расплава одновременно.

Воздействие на диаметр растущего кристалла с помощью управ­ления скоростью вращения основывается на эмпирической связи скорости вращения кристалла ω_к с его диаметром D_к

ω_к = а(H/ D_к)+b

где а и b – постоянные коэффициенты, определяемые эксперимен­тально для данного типа установки; Н – высота оставшегося в тиг­ле расплава (сохраняется плоский фронт кристаллизации и дости­гается высокое качество монокристалла).

Воздействие на диаметр растущего кристалла осуществляют пу­тем изменения скорости вытягивания слитка. Изменение скорости вытягивания производится на основании сигнала, поступающего с фотопирометра, следящего за диаметром кристалла. Варьируя скорость вытягивания, получают монокристаллы высокого качества с постоянным диаметром.

Лучшие результаты дает комбинированный способ управления, при котором регулируются как скорость вытягивания, так и темпе­ратура расплава. Программное изменение этих величин позволяет получить монокристаллы постоянного диаметра с малым содержа­нием дефектов.

8. Статистический анализ процессов.

Для выявления наиболее значимых факторов, влияющих на технологический процесс, мы использовали приёмы статистического анализа. В частности, с помощью диаграмм Ишикавы и Парето.

Диаграмма Ишикавы.

Диаграмма Ишикавы используется для определения причин возникновения данного нарушения процесса. Схема диаграммы приведена на рис.1

Примеры категорий: люди, оборудование, процесс, метод контроля. Для каждой n-ой категории перечисляются факты, которые могут быть причиной проблемы. Эти факты вносятся в диаграмму как «причина n.i», где i = 1, 2, … Это причины первого уровня. Одна и та же причина может попадать в разные категории. Причины первого уровня могут быть, в свою очередь, следствием других причин. Для того чтобы найти решение проблемы, необходимо выявить первопричину. С этой целью для каждой «причины n.i» задаётся вопрос «Почему это случилось?». Так находится «причина n.i.j», которая, в свою очередь, также может не быть первопричиной. На вопрос «почему?» могут существовать несколько ответов, все из которых заносятся в диаграмму в виде отдельной ветви.

Т

Рис. 10. Схема анализа по диаграмме Ишикавы.

Техника поиска ответа на вопрос «почему?» применяется для каждой найденной причины до тех пор, пока ответа найти не удаётся. Эта причина и является первопричиной.

Полученная диаграмма анализируется с целью выявления главной причины – той, которая повторяется чаще других. Именно её необходимо исключить, чтобы избежать повторения нежелательного эффекта. Главных причин может быть несколько. Чтобы выявить, какую из них целесообразно исключить в первую очередь, применяют анализ по диаграмме Парето.