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Verfahren zum Herstellen von insbesondere dünnen Schichten aus halbleitenden AIIIBV-Verbindungen
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sichert. Voraussetzung hiefür ist, dass bei negativer Bildungsaffinität der Verbindung die Aktivie, ungs- energie weitgehend herabgesetzt wird und eine genügend grosse Beweglichkeit der ad-Atome vorliegt.
Die Erfindung baut auf der Feststellung auf, dass die vorgenannten Bedingungen bei AlIB* Verbin- dungen-entgegen den oben erwähnten früheren Ergebnissen - mit Hilfe von komplexbildnerhaltigen Salz - i lösungen erfüllt werden können, wenn die oben bereits angegebenen beiden Vorschriften in bezug auf die Einstellung des pH-Wertes und der Potentiale befolgt werden. Hiezu ist zum Verständnis noch zu bemerken, dass die Wasserstoffentladung, wenn sie bei einem Potential einsetzt, das positiver als das der Komplexentladung ist. die Metallabscheidung ganz unterbinden kann. Die gleichzeitige Wasserstoffabscheidung führt zu einer pulvrigen Metallabscheidung ohne Haftfestigkeit. Die Metallabscheidung wird in der Anfangsphase erleichtert, wenn ein Kathodenmetall verwendet wird, das eine grosse Überspannung für die Wasserstoffabscheidung aufweist.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird aus das nachfolgende Ausführungsbeispiel und die in der Zeichnung dargestellte Elektrolyseneinrichtung verwiesen.
In der Zeichnung ist mitl dieelektrolysenzelle, mit 2 diekathodenhalterung und mit 3 der Anodeni raum bezeichnet. Der effektive Kathodenteil wird durch ein mit 4 bezeichnetes Ferritplättchen gebildet, das für die Wasserstoffabscheidung eine verhältnismässig grosse Überspannung aufweist. Zur einwandfreien Kontaktierung ist an das Ferritplättchen ein Graphitpolster 5 zwischen dem Kupferkontakt 6 eingelagett.
Dieser wird durch die Feder 7 angepresst. Die genannten Teile der Kathode befinden sich in einem Aralditstopfen. der bei 8 angedeutet ist. Zur Messung des Kathodenpotentials ist eine Kalomelelektrode 10 mit , Luggin-Sonde 9 vorgesehen ; bei 11 ist das zugehörige SpannungsmeEgerät angegeben. Der Anodenraumist über die Elektrolytbrücke 12 mit den Diaphragmen 13 und 14 mit dem Kathodenraum leitend verbunden. Die Brücke 12 und das Gefäss 15 des Anodenraumes können mit einem indifferenten Elektrolyten, z. B. mit Kaliumnitrat, oder auch mit dem Abscheidungselektrolyten, wenn dieser eine genügende Leitfähigkeit aufweist, gefüllt sein. Durch die Elektrolytbrücke wird vermieden, dass Reaktionsprodukte, die an der Anode entstehen können, den Abscheidungselektrolyten verderben. Die Elektrode des Anodenteiles ist grossflächig ausgeführt ; sie ist mit 16 bezeichnet.
Die Anschlussstellen für die anzulegende äussere Spannung sind mit + und-bezeichnet. Die Elektrolysenzelle Ist dafür eingerichtet, dass der Elektrolyt vor der Elektrolyse durch Einleiten von Stickstoff von gelöstem Sauerstoff befreit werden kann. Dies ist durch das Einleitungsrohr 17 und den Absaugstutzen 18 dargestellt. Bei 19 ist ein Magnetrührer angedeutet, mit dessen Hilfe die Elektrolytlösung während der Elektrolyse schwach umgerührt wird.
Zur Abscheidung einer InSb-Schicht wird in die Elektrolysenzelle ein Elektrolyt folgender Zusammen-
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:Kathode. An dieser wird bei Raumtemperatur eine festhaftende InSb-Abscheidung erzielt, deren Dicke durch die Dauer der Elektrolyse sehr genau vorgegeben werden kann. Dass tatsächlich die Verbindung InSb abgeschieden wird, kann durch Debye-Scherrer-Aufnahmen einwandfrei nachgewiesen werden. Die Wasserstoffabscheidung an der Kathode ist unter diesen Bedingungen praktisch vernachlässigbar.
In ganz analogerweise ist zu verfahren zur Abscheidung derobenaufgefilhrten andernAIIIBV -Verbin- dungen.
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich z. B. besonders zur Herstellung dünner AIIIBV-Schichten zur Verwendung als Hallgeneratoren.
In entsprechender Weise kann das Verfahren der Erfindung zum Herstellen von insbesondere dünnen Schichtenfolgen verschiedener AIIIBV-Verbindungen und/oder verschiedener Dotierung angewendet werden.
Zur Durchführung einer definierten Dotierung während der Abscheidung wird das Dotierungselement bei einem Potential abgeschieden, das positiver liegt als das Abscheidungspotential der Verbindung. Durch die Grenzstromdichte des Dotierungselementes, die von der Lösungskonzentration abhängt, kann die Dotierungskonzentration eingestellt werden. Die mit der elektrolytischenDarstellung gleichzeitig erfolgende
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Dotierung ist jedoch nur dann möglich, wenn das Dotierungselement bei positiverem Potential als die Verbindung abgeschieden wird. Die Grenzstromdichte für das Dotierungselement wird bei der Elektrolyse überschritten. Die Dotierungskonzentration ergibt sich aus dem Verhältnis Grenzstromdichte für das Dotierungselement zu Gesamtstromdichte.