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Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus einem Element der III. Gruppe mit einem Element der V. Gruppe des
Periodischen Systems
Es ist ein Verfahren zur Herstellung von krista1linem Borphosphid vorgeschlagen worden (österr. Patent- schrift Nr. 236 341). Bei diesem Verfahren wird in einem Reaktionssystem ohne Zuhilfenahme fremder Elemente das Borphosphid-Ausgangsmaterial in einer Zone hoher Temperatur von mindestens 5300C mit einem Phosphor-Dampfstrom in Berührung gebracht und dann das Gas in eine Zone tieferer Temperatur geleitet, wo die Abscheidung des kristallinen Borphosphids erfolgt.
Es hat sich nun gezeigt, dass sich dieses Verfahren zur Herstellung anderer Verbindungen aus einem Element der III. Gruppe und einem Element der V. Gruppe des periodischen Systems in kristalliner Form ebenfalls verwenden lässt.
Die Erfindung betrifft demnach ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus einem Element der III. Gruppe und einem Element der V. Gruppe des periodischen Systems in kristalliner Form, insbesondere der Phosphide, Arsenide und Antimonide des Aluminiums, Galliums, Indiums und Bors - ausgenommen des Borphosphids.
Das Verfahren besteht erfindungsgemäss darin, dass in einem Reaktionssystem ohne Zuhilfenahme fremder Elemente ein Ausgangsmaterial, bestehend aus dem Material der herzustellenden Verbindung oder deren Element aus der III. Gruppe des periodischen Systems, in einer Zone hoher Temperatur mit einem Dampfstrom des entsprechenden Elements aus der V. Gruppe des periodischen Systems in Berührung gebracht wird, wobei die Temperatur in dieser Zone so hoch gewählt wird, dass das Ausgangsmaterial wenigstens teilweise in die Dampfphase übergeführt wird, und dass dann das so erhaltene Gas in eine Zone mit einer um wenigstens 10 - 30 C niedrigeren Temperatur geleitet und hiedurch dort die Abscheidung der Verbindung in kristalliner Form bewirkt wird.
Die Verbindungen aus einem Element der III. Gruppe mit einem Element der V. Gruppe des periodischen Systems werden im folgenden als III-V-Verbindungen bezeichnet. Unter der Zone hoher Temperatur ist eine Zone mit einer Temperatur zu verstehen, bei der das Ausgangsmaterial wenigstens teilweise in die Dampfphase übergeführt und ein technisch brauchbarer Dampfdruck gewährleistet wird.
Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltenen Einkristalle sind von gut definierter Form und von kubischer Kristallstruktur. Sie sind erheblich reiner als das verwendete Ausgangsmaterial.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens und seiner reinigenden Wirkung ist, dass als Ausgangsmaterial'eine amorphe oder kristalline III-V-Verbindung oder deren einzelne Verbindungskomponenten von beliebigem Reinheitsgrad verwendet werden kann.
Ein anderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens beruht darauf, dass an dem physikalischchemischen Vorgang, auf dem das Verfahren aufbaut, keine fremden Elemente beteiligt sind ; eine Verunreinigung durch fremde Elemente wird dadurch weitgehend ausgeschlossen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in einem offenen oder in einem geschlossenen Reaktionssystem durchgeführt werden. Wird ein offenes System verwendet, kann die Dampfatmosphäre des Elementes der V. Gruppe durch ein inertes Trägergas, z. B. Helium, über die als Ausgangsmaterial dienende
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III-V-Verbindung bzw. das betreffende Element der III. Gruppe bewegt werden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Dampfatmosphäre des Elementes der V. Gruppe wird vorzugsweise auf 0, 1 -1000 m/h bemessen.
In einer Abwandlung des Verfahrens wird ein einseitig geschlossenes System verwendet. Am offenen Ende des Systems wird der erzeugte Dampf des Elementes der V. Gruppe abgeleitet, wobei z. B. eine Pumpvorrichtung zur Absaugung des Dampfes verwendet wird. Ein kontinuierlicher Dampfstrom des Elementes der V. Gruppe kann auch dadurch aufrecht erhalten werden, dass dieser Dampf in einer Kühlvorrichtung am Ende des Reaktionssystemes kondensiert wird.
In Tabelle 1 sind die erforderlichen Temperaturdifferenzen zwischen der Zone hoher Temperatur und der Zone tiefer Temperatur zusammengefasst.
Tabelle 1
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<tb>
<tb> Temperaturdifferenz <SEP> zwischen <SEP> der <SEP> Zone <SEP> hoher
<tb> und <SEP> tieferer <SEP> Temperatur
<tb> A1P <SEP> mindestens <SEP> 300C <SEP> vorzugsweise <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 9000C <SEP>
<tb> GaP <SEP> mindestens <SEP> 150C <SEP> vorzugsweise <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 9000C <SEP>
<tb> InP <SEP> mindestens <SEP> 15 C <SEP> vorzugsweise <SEP> 80 <SEP> - <SEP> 5000C <SEP>
<tb> BAs <SEP> mindestens <SEP> 30 C <SEP> vorzugsweise <SEP> 200 <SEP> - <SEP> 8500C <SEP>
<tb> AlAs <SEP> mindestens <SEP> 200C <SEP> vorzugsweise <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 8000C <SEP>
<tb> GaAs <SEP> mindestens <SEP> 150C <SEP> vorzugsweise <SEP> 150 <SEP> - <SEP> 7000C <SEP>
<tb> InAs <SEP> mindestens <SEP> 10 C <SEP> vorzugsweise <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 5000C <SEP>
<tb> AlSb <SEP> mindestens <SEP> 15 <SEP> C <SEP> vorzugsweise <SEP> 100 <SEP> - <SEP> 7000C <SEP>
<tb> GaSb <SEP> mindestens <SEP> 100C <SEP> vorzugsweise <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 5000C <SEP>
<tb> InSb <SEP> mindestens <SEP> 100C <SEP> vorzugsweise <SEP> 50 <SEP> - <SEP> 7000C <SEP>
<tb>
In der Tabelle 2 sind die erforderlichen Temperaturbereiche für die Zone hoher Temperatur, sowie die Zone der niederen Temperatur und der nötige Dampfdruck des Elementes der V. Gruppe zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zusammengestellt.
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Tabelle 2
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<tb>
<tb> Zone <SEP> Zone <SEP> Dampfdruck <SEP> des <SEP> Elementes <SEP> der <SEP> V. <SEP> Gruppe
<tb> Hoher <SEP> Temperatur <SEP> [ C] <SEP> Tieferer
<tb> Temperatur <SEP> [ C]
<tb> AIP <SEP> mind. <SEP> 500 <SEP> vorzugsw. <SEP> 900-1800 <SEP> 500-1400 <SEP> mind. <SEP> 0,01 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> at <SEP>
<tb> GaP <SEP> mind. <SEP> 400 <SEP> vorzugsw. <SEP> 900-1600 <SEP> 300-1000 <SEP> mind. <SEP> 0,01 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> at
<tb> InP <SEP> mind. <SEP> 250 <SEP> vorzugsw.'500-1000 <SEP> 200-800 <SEP> mind. <SEP> 0,01 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5-10 <SEP> at
<tb> BAs <SEP> mind. <SEP> 450 <SEP> vorzugsw. <SEP> 1000 <SEP> - <SEP> 1800 <SEP> 400 <SEP> - <SEP> 1600 <SEP> mind. <SEP> 0,001 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5-10 <SEP> at
<tb> AlAs <SEP> mind. <SEP> 400 <SEP> vorzugsw.
<SEP> 900 <SEP> - <SEP> 1800 <SEP> 350 <SEP> - <SEP> 1500 <SEP> mind. <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5-10 <SEP> at
<tb> GaAs <SEP> mind. <SEP> 400 <SEP> vorzugsw. <SEP> 900-1600 <SEP> 300-1200 <SEP> mind. <SEP> 0, <SEP> 001 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> at <SEP>
<tb> InAs <SEP> mind. <SEP> 150 <SEP> vorzugsw. <SEP> 500 <SEP> - <SEP> 100 <SEP> 250 <SEP> - <SEP> 930 <SEP> mind. <SEP> 0,001 <SEP> vorzugsw. <SEP> 0, <SEP> 5 <SEP> - <SEP> 10 <SEP> at <SEP>
<tb> AlSb <SEP> mind. <SEP> 250 <SEP> vorzugsw. <SEP> 700 <SEP> - <SEP> 1700 <SEP> 300 <SEP> - <SEP> 1050 <SEP> mind. <SEP> 10-4 <SEP> Torr <SEP> vorzugsw. <SEP> 10-3-50 <SEP> Torr <SEP>
<tb> GaSb <SEP> mind. <SEP> 200 <SEP> vorzugsw. <SEP> 600 <SEP> - <SEP> 1600 <SEP> 250 <SEP> - <SEP> 690 <SEP> mind. <SEP> 10-4 <SEP> Torr <SEP> vorzugsw.
<SEP> 10-3 <SEP> - <SEP> 10-1 <SEP> Torr
<tb> InSb <SEP> mind. <SEP> 150 <SEP> vorzugsw. <SEP> 500 <SEP> - <SEP> 1600 <SEP> 200 <SEP> - <SEP> 510 <SEP> mind. <SEP> 10-4 <SEP> Torr <SEP> vorzugsw. <SEP> 10-3 <SEP> - <SEP> 10-2 <SEP> Torr
<tb>
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An Hand der Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele wird die Erfindung ausführlich erläutert. Es zeigen :
Fig. l eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit offenem Reaktion- system,
Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit einseitig ge- schlossenem Reaktionssystem,
Fig. 3 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit geschlossenem
Reaktionssystem.
Die Fig. 1 stellt im Schnitt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dar. Mit 11 ist das Reaktionssystem bezeichnet, das aus einem beidseitig offenen Rohr besteht. Im Inneren des Rohres befinden sich zwei schiffchenförmige Vorratsbehälter 12 und 13. Der Vorratsbehälter 12 dient zur Aufnahme des Elementes der V. Gruppe des periodischen Systems und der Vorratsbehälter 13 zur Aufnahme des Ausgangsmateriales in Form einer III-V-Verbindung oder des entsprechenden Elementes der III. Gruppe des periodischen Systems. Das Reaktionssystem befindet sich im Inneren zweier Heizöfen 14 bzw. 15. Bei 16 wird das inerte Trägergas in das Reaktionssystem eingeleitet und bei 17 wieder abgeführt. Bei 18 ist die entsprechende III-V-Verbindung dargestellt, die sich polykristallin und einkristallin niederschlägt.
Das rohrförmige Reaktionssystem 11, das z. B. aus Aluminiumoxyd bestehen kann, wird durch die beiden Heizöfen 14 und 15 so erhitzt, dass sich in dem Reaktionsrohr drei verschiedene Temperaturzonen ausbilden können. Die erste dient zur Erzeugung der Dampfatmosphäre aus dem Element der V. Gruppe, das sich in dem Vorratsbehälter 12 befindet, in der zweiten Temperaturzone (Zone hoher Temperatur) befindet sich der Vorrat an Ausgangsmaterial im Behälter 13 und wird hier in die Dampf-
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schnittenen Rohres.
In Fig. 2 ist mit 21 das Reaktionssystem bezeichnet, das aus einem einseitig geschlossenen Rohr besteht. Im Inneren des Rohres befinden sich zwei schiffchenförmige Behälter 22 und 23. Der Vorratsbehälter 22 dient zur Aufnahme des Elementes der V. Gruppe des periodischen Systems und der Vorrats- behälter 23 zur Aufnahme des Ausgangsmateriales.
Das Reaktionsrohr befindet sich im Inneren zweier Heizöfen 24 bzw. 25. Das offene Rohrende bei 26 führt zur Aufrechterhaltung eines kontinuierlichen Dampfstromes des Elementes der V. Gruppe des periodischen Systems zu einer nicht gezeichneten Pumpvorrichtung oder zu einer nicht gezeichneten Kühlvorrichtung. Bei 27 ist die kristalline III-V-Verbindung dargestellt, die sich polykristallin und einkristallin niederschlägt.
Fig. 3 stellt eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dar. Hier ist das Reaktionssystem beidseitig geschlossen. Dieses besteht aus einem beidseitig geschlossenen Rohr 31. Im Inneren des Rohres 31 befindet sich bei 32 das Element der V. Gruppe und bei 33 das entsprechende Element der III. Gruppe des periodischen Systems oder das entsprechende Ausgangsmaterial. Das geschlossene Reaktionssystem befindet sich im Inneren zweier Heizöfen 34 bzw. 35.
Bei 36 ist die kristalline III-V-V erbindung dargestellt, die sich polykristallin und einkristallin niederschlägt. Durch Einbau von Prallwänden in die Abscheidungszone kann die Ausbeute an kristallinem Material erhöht werden.
Weiterhin ist es möglich, eine Vorrichtung in das Rohr einzusetzen, die es ermöglicht, auf einem Material gleicher oder ähnlicher Gitterstruktur, wie das der zur Abscheidung gelangenden III-V-Verbindung, diese epitaxial abzuscheiden.
Die Apparatur kann waagrecht, senkrecht oder beliebig geneigt angeordnet und das bereits ver- wendete Trägergas sowie die bereits verwendete Atmosphäre des Elementes der V. Gruppe des periodischen Systems in einem Umlaufsystem erneut verwendet werden. Auch ist es möglich, die Anordnung so zu gestalten, dass in der Apparatur zunächst das Phosphid oder das Arsenid oder das Antimonid des jeweiligen Elementes der III. Gruppe des periodischen Systems in bekannter Weise, z. B. aus den Elementen, hergestellt wird und dass während oder nach Beendigung dieses Vorganges der verfahrensgemässe Prozess abläuft.
Dabei wird das frisch gebildete Phosphid oder Arsenid oder Antimonid mit Hilfe der schon zu seiner Darstellung verwendeten Phosphor- oder Arsen- oder Antimon-Dampfatmosphäre in die Gasphase überführt und in der dafür vorgesehenen Zone der Apparatur in kristalliner Form abgeschieden.
Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es, dem Dampf des Elementes der V. Gruppe des periodischen
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Systems bzw. dem Ausgangsmaterial dotierende Substanzen zuzumischen, um polykristalline bzw. einkristalline III-V-Verbindungen vorgegebener Leitfähigkeit herzustellen. Es können durch mehrmalige Wiederholung des Verfahrens somit III-V-Einkristalle mit Schichtenfolgen verschiedener Leitfähigkeit, z. B. n-p-n-bzw. p-n-p-Schichtenfolgen, hergestellt werden, dadurch, dass verschieden dotierende Substanzen dem Dampf des Elementes der V. Gruppe bzw. dem Ausgangsmaterial zugemischt werden.
Beispiel 1 :
Ein Aluminiumoxyd-Schiffchen wird mit 3 g granuliertem Aluminium gefüllt und in ein beidseitig offenes Rohr aus Aluminiumoxyd gebracht. Ausserdem wird ein Aluminiumoxyd-Schiffchen mit 27 g rotem Phosphor an das Eingangsende des Rohres gebracht. Der Phosphorvorrat wird auf 4000C und das Aluminium auf 12500C mit Hilfe von elektrischen Widerstandsöfen erhitzt. Durch das Rohr wird vom Eingangsende her ein Argonstrom mit einer Geschwindigkeit von 2 l/h geleitet, der zunächst den erhitzten Phosphor und anschliessend den Aluminiumvorrat, umstreicht. Das Aluminium setzt sich mit dem gasförmigen Phosphor zunächst zu AlP um.
Das so erzeugte AlP dient ohne Unterbrechung des Prozesses zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, bei dem sowohl diePhosphortemperatur von 4000C als auch die AlP-Temperatur von 12500C beibehalten werden. In der auf das AlP-Ausgangsmaterial folgenden Temperaturzone, die auf 825 - 10200C erhitzt wird, scheidet sich kristallines AlP aus der Phosphor-Dampfatmosphäre ab.
Beispiel 2 :
In einem einseitig geschlossenen Aluminiumoxydrohr werden am geschlossenen Ende in einem Alu- miniumoxyd -Schiffchen 40 g roter Phosphor und im mittleren Teil des Rohrverlaufes 3 g granuliertes Aluminium in einem Aluminiumoxyd-Schiffchen gelagert. Die im Rohr befindliche Luft wird mit Argon verdrängt und das Rohr in zwei waagrecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der Phosphor sich in dem einen, der Aluminiumvorrat in dem andern Ofen befindet. Der Phosphor wird auf 410 C, das Aluminium auf 12800C erhitzt. Der gasförmige Phosphor wird am Ausgang des Rohres in einer Kühlanlage kondensiert, so dass ein kontinuierlicher Phosphor-Dampfstrom das Rohr durchströmt.
Das Aluminium reagiert zunächst mit dem gasförmigen Phosphor und es entsteht A1P, das ohne Unterbrechung des Prozesses zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens dient, bei dem sowohl die Phosphortemperatur von 4100C als auch die AlP-Temperatur von 1280 C beibehalten werden. Nach 70 h wird das Rohr abgekühlt. In der auf das AlP-Ausgangsmaterial folgenden Temperaturzone, die auf 795 - 10500C erhitzt wird, hat sich kristallines AlP aus der Phosphor-Dampfatmosphäre abgeschieden.
Beispiel 3 :
In einem einseitig geschlossenen Rohr aus Aluminiumoxyd werden in der Nähe des geschlossenen Endes in einem Aluminiumoxyd-Schiffchen 1, 7g granuliertes Aluminium gelagert. Am andern Ende werden in. einem Aluminiumoxyd-Schiffchen 3 g roter Phosphor untergebracht. Das Rohr wird anschliessend evakuiert und verschlossen und in zwei waagrecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der Aluminiumvorrat sich in dem einen, der Phosphorvorrat in dem andern Ofen befindet. Das Aluminium wird zunächst 24 h auf 0000C, der Phosphor auf 3600C erhitzt zur Umsetzung des Al zu A1P. Sodann wird die Temperatur des A1P auf 12500C und die des Phosphors auf 4000C eingestellt : Nach insgesamt 168 h wird das Rohr abgekühlt.
Das Aluminium hat sich mit dem gasförmigen Phosphor zu AlP umgesetzt, das einkristalline Kristallnadeln bis zu 20 mm Länge bildet. In der Temperaturzone von 650 bis 7750C hat sich aus der Phosphor-Dampfatmosphäre kristallines AlP abgeschieden.
Beispiel 4 :
Ein Aluminiumoxyd-Schiffchen wird mit 3 g GaP gefüllt und in ein beidseitig offenes Rohr aus Alu- miniumoxyd gebracht. Ausserdem wird ein Aluminiumoxyd-Schiffchen mit 25 g rotem Phosphor am Eingangsende des Rohres angeordnet. Das Rohr wird in zwei waagrecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, mit deren Hilfe der Phosphorvorrat auf 4000C und das GaP auf 15000C erhitzt werden. Durch das Rohr wird vom Eingangsende her ein Argonstrom mit einer Geschwindigkeit von 2 l/h geleitet, der zunächst den erhitzten Phosphor und sodann das GaP überstreicht. In der auf das GaP folgenden Temperaturzone, die auf 750-1080 C erhitzt wird, scheidet sich GaP in Form von Einkristallen ab, die bis 17 mm lang sind.
Beispiel 5 :
In einem einseitig geschlossenen Aluminiumoxydrohr werden am geschlossenen Ende in einem Alu- miniumoxyd-Schiffchen 35 g roter Phosphor und im mittleren Teil des Rohrverlaufes 3 g GaP in einem Aluminiumoxyd-Schiffchen gelagert. Die im Rohr befindliche Luft wird mit Argon verdrängt und das Rohr in zwei waagerecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der Phosphor sich in dem einen, das GaP in dem andern Ofen befindet. Der Phosphor wird auf410 C, das GaP auf 14800C erhitzt. Der
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gasförmige Phosphor wird am Ausgang des Rohres in einer Kühlanlage kondensiert, so dass ein kontinuierlicher Phosphor-Dampfstrom das Rohr durchströmt. Nach 75 h wird das Rohr abgekühlt.
In der auf das Ausgangs-Galliumphosphid folgenden Temperaturzone von 805 ibs 11100C hat sich GaP in einkristalliner Form aus der Phosphor-Dampfatmosphäre abgeschieden.
Beispiel 6 :
In einem einseitig geschlossenen Rohr aus Aluminiumoxyd werden in der Nähe des geschlossenen Endes in einem Aluminiumoxyd-Schiffchen 0, 9 g GaP angeordnet. Am andern Ende werden in einem Aluminiumoxyd-Schiffchen 2 g roter Phosphor untergebracht. Das Rohr wird anschliessend evakuiert und verschlossen und in zwei waagerecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der GaP-Vorrat sich in dem einen, der Phosphorvorrat in dem andern Ofen befindet. Das GaP wird auf 1450 C, der Phosphor auf 4000C und die GaP-Abscheidungszone auf 580 - 8000C erhitzt. Nach 113 h wird das Rohr abgekühlt und geöffnet. In der Abscheidungszone hat sich GaP in Form von Haarkristallen und einkristallinen Nadeln abgeschieden.
Beispiel 7 :
Ein Quarz-Schiffchen wird mit 2 g InP gefüllt und in ein beidseitig offenes Quarzrohr gebracht.
Ausserdem befindet sich ein Quarz-Schiffchen mit 45 g rotem Phosphor am Eingangsende des Rohres.
Das Rohr wird in zwei waagerecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, mit deren Hilfe der Phosphorvorrat auf 4000C und das InP auf 10000C erhitzt werden. Durch das Rohr wird vom Eingangsende her ein Argonstrom mit einer Geschwindigkeit von 1 l/h geleitet, der zunächst den erhitzten Phosphor und sodann das InP überstreicht. In der auf das InP folgenden Temperaturzone, die auf 715 - 8500C erhitzt wird, scheidet sich InP in Form von Einkristallen und polykristallin ab.
Beispiel 8 :
In einem einseitig geschlossenen Quarzrohr befinden sich am geschlossenen Ende in einem QuarzSchiffchen 50 g roter Phosphor und im mittleren Teil des Rohrverlaufes 2g InP in einemQuarz-Schiffchen. Die im Rohr befindliche Luft wird mit Argon verdrängt un d das Rohr in zwei waagerecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der Phosphor sich in dem einen, das InP in dem ändern Ofen befindet.
Der Phosphor wird auf 410 C, das InP auf 8000C erhitzt. Der gasförmige Phosphor wird am Ausgang des Rohres in einer Kühlanlage kondensiert, so dass ein kontinuierlicher Phosphor-Dampfstrom das Rohr durchstreicht. Nach 44 h wird das Rohr abgekühlt. In der auf das Ausgangs-Indiumphosphid folgenden Tem-
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geschieden.
Beispiel 9 :
In einem einseitig geschlossenen Rohr aus Quarz wird in der Nähe des geschlossenen Endes in einem Quarz-Schiffchen 1 g InP angeordnet. Am andern Ende wird in einem Quarz-Schiffchen 1 g roter Phosphor untergebracht. Das Rohr wird anschliessend evakuiert und verschlossen und in zwei waagerecht nebeneinander angeordnete Öfen gelegt, so dass der InP-Vorrat sich in dem einen, der Phosphorvorrat in dem andern Ofen befindet. Das InP wird auf 600 C, der Phosphor auf 4000C und die InP-Abscheidungszone auf 360 - 4000C erhitzt. In der Abscheidungszone hat sich InP in Form von einkristallinen Nadeln abgeschieden.
Beispiel 10 :
In einer evakuierten Aluminiumoxyd-Ampulle sind am einen Ende 2, 5 g Aluminium, am andern Ende 9 g Arsen in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das Al auf 1500 C, das As auf 6100C erhitzt. Nach 190 h wird die Ampulle abgekühlt. In der Zone, die auf 800 - 10200C erhitzt worden war, hat sich AlAs in Form von Kristallen, überwiegend Einkristallen, abgeschieden.
Beispiel 11 :
In einem beidseitig offenen Aluminiumoxyd -Rohr sind am einen Ende 3g AlSb, am andern Ende 3 g Sb in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Das Rohr wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das AlSb auf 1400 C, das Sb auf 1000 C erhitzt und ein Argonstrom (2 l/h) durch das Rohr geleitet. Nach 48 h wird das Rohr abgekühlt. In der Zone, die auf 850 - 9700C erhitzt worden war, hat sich AlSb in kristalliner, überwiegend einkristalliner Form abgeschieden.
Beispiel 12 :
In einer evakuierten Aluminiumoxyd-Ampulle sind am einen Ende 1, 5 g GaAs, am andern Ende 1 g As in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das GaAs auf 1200 C, das As auf 6100C erhitzt. Nach 25 h wird die Ampulle abgekühlt. In der Zone, die auf 740 - 9500C erhitzt worden war, hat sich GaAs in kristalliner, über-
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wiegend einkristalliner Form abgeschieden.
Beispiel 13 :
Ein beidseitig offenes Aluminiumoxyd-Rohr wird am einen Ende mit l, 5 g GaSb, am andern Ende mit 3, 9 g Sb in Aluminiumoxyd-Schiffchen beschickt. Das Rohr wird durch zwei nebeneinander stehende Öfen geleitet und das GaSb auf 750 C, das Sb auf 6200C erhitzt und durch das Rohr ein Argonstrom geleitet (2 l/h). Nach 89 h wird das Rohr abgekühlt. In der Zone, die auf 460 - 6500C erhitzt worden war, hat sich GaSb in kristalliner, überwiegend in einkristalliner Form abgeschieden.
Beispiel 14 :
In einer evakuierten Aluminiumoxyd-Ampulle sind am einen Ende 1, 5 g InAs, am andern Ende 1 g As in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das InAs auf 800 C, das As auf 6100C erhitzt. Nach 106 h wird die Ampulle abgekühlt.
In einer Zone, die auf 400 - 4700C erhitzt worden war, haben sich Kristalle, überwiegend Einkristalle, von InAs abgeschieden.
Beispiel 15 :
Ein beidseitig offenes Aluminiumoxyd-Rohr wird am einen Ende mit 2 g InSb, am andern Ende mit 5 g Sb in Aluminiumoxyd-Schiffchen beschickt. Das Rohr wird durch zwei nebeneinander stehende Öfen geleitet und das InSb auf 950 C, das Sb auf 1000 C erhitzt und zugleich ein Argonstrom (2 l/h) durch das Rohr geleitet. Nach 50 h wird das Rohr abgekühlt. In der Zone, die auf 320 - 4500C erhitzt worden war, hat sich InSb, überwiegend in Einkristallform abgeschieden.
Beispiel 16 :
In einer evakuierten Aluminiumoxyd-Ampulle werden am einen Ende 0, 1 g amorphes Bor, am andern Ende 1, 2 g As in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das Bor auf 1300 C, das Arsen auf 6800C erhitzt. Nach 210 h wird die Ampulle abgekühlt. In einer Zone, die auf 675 - 9450C erhitzt worden war, ist BAs in kristalliner, überwiegend einkristalliner Form aufgewachsen.
Beispiel 17 :
In einer evakuierten Quarzampulle sind am einen Ende 0, 7 g AlSb und am andern Ende 1, 0 g Sb in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das AlSb auf 10500C und das Sb auf 6200C erhitzt. Nach 48 h wird die Ampulle abgekühlt.
In der Zone, die auf 650 - 8000C erhitzt worden war, hat sich AlSb in kristalliner Form abgeschieden.
Beispiel 18 :
In einer evakuierten Quarzampulle sind am einen Ende 1 g InSb und am andern Ende 1 g Sb in Aluminiumoxyd-Schiffchen untergebracht. Die Ampulle wird in zwei nebeneinander angeordnete Öfen gelegt und das InSb auf 5000C und das Sb auf 6200C erhitzt. Nach 106 h wird die Ampulle abgekühlt.
In der Zone, die auf 388 - 4000C erhitzt worden war, hat sich InSb in feinkristalliner Form abgeschieden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Verbindungen aus einem Element der III. Gruppe mit einem Element der V. Gruppe des periodischen Systems in kristalliner Form, insbesondere der Phosphide, Arsenide und Antimonide des Aluminiums, Galliums, Indiums und Bors-ausgenommen des Borphosphids-, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Reaktionssystem ohne Zuhilfenahme fremder Elemente ein Ausgangsmaterial, bestehend aus dem Material der herzustellenden Verbindung oder deren Element aus der III.
Gruppe des periodischen Systems, in einer Zone hoher Temperatur mit einem Dampfstrom des entsprechenden Elements aus der V. Gruppe des periodischen Systems in Berührung gebracht wird, wobei die Temperatur in dieser Zone so hoch gewählt wird, dass das Ausgangsmaterial wenigstens teilweise in die Dampfphase übergeführt wird, und dass dann das so erhaltene Gas in eine Zone mit einel um wenigstens 10 - 300C niedrigeren Temperatur geleitet und hiedurch dort die Abscheidung der Verbindung in kristalliner Form bewirkt wird.
2. VerfahrennachAnspruchl, dadurch gekennzeichnet, dassdieZonehoherTemperaturen bemessen wird für :
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<tb>
<tb> AlP <SEP> auf <SEP> mindestens <SEP> 500 C, <SEP> vorzugsweise <SEP> 900-1800 C,.
<tb> <SEP>
GaP <SEP> auf <SEP> mindestens <SEP> 400 C, <SEP> vorzugsweise <SEP> 900-1600 C,
<tb>
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