DE1229304B - Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium

Info

Publication number
DE1229304B
DE1229304B DES84298A DES0084298A DE1229304B DE 1229304 B DE1229304 B DE 1229304B DE S84298 A DES84298 A DE S84298A DE S0084298 A DES0084298 A DE S0084298A DE 1229304 B DE1229304 B DE 1229304B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
indium
reaction
reaction vessel
deposition
water vapor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DES84298A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Chem Dr Erhard Sirtl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DES84298A priority Critical patent/DE1229304B/de
Publication of DE1229304B publication Critical patent/DE1229304B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B58/00Obtaining gallium or indium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

  • Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Halbleiterzwecke hochreines Indium herzustellen.
  • Die bisher bekannten Verfahren eignen sich jedoch lediglich zur Grobreinigung des Indiums. So ist beispielsweise ein bekanntes Verfahren, welches auf der überführung der Verunreinigungen, insbesondere des Zinks, durch Einblasen von Wasserdampf in geschmolzenes, zinkhaltiges Indium beruht, nicht geeignet, sehr geringe Zinkmengen aus dem Indium zu entfernen. Die vollständige Entfernung des Zinks scheitert insbesondere daran, daß eine exakte Trennung bei sehr kleinen Mengen von Verunreinigungen durch die maximale Löslichkeit in der Schmelze stark verhindert wird. Außerdem bringt die erforderliche mechanische Trennung des an der Oberfläche vorhandenen Oxydes von der darunterliegenden Schmelze die Gefahr des Einschleppens neuer Verunreinigung mit sich.
  • Auch mit Hilfe eines anderen bekannten Verfahrens, bei dem geschmolzenes Indium durch eine Wännebehandlung in einer Atmosphäre, bestehend aus inerten Gasen und mindestens 0,01 % Sauerstoff, gereinigt wird, lassen sich die für die Verwendung in der Halbleitertechnik erforderlichen Reinigungsgrade nicht erreichen. Auch bei diesem Verfahren erfolgt die Trennung der Verunreinigung von Indium in der Weise, daß durch den in der Gasatmosphäre vorhandenen Sauerstoff die Verunreinigung in wenig flüchtige Oxyde umgewandelt werden, die sich an der Oberfläche des geschmolzenen Indiums ansammeln. Bei diesem Verfahren erfolgt, wie aus den Beispielen 1 bis 3 hervorgeht, eine Abreicherung des in einer Menge von 500 ppm enthaltenen Zinks auf einen Wert von annähernd 50 ppm abwärts.
  • Weit höhere Reinheitsgrade lassen sich dagegen erreichen, wenn man nach der Lehre der Erfindung vorgeht und sich zur Herstellung von hochreinem Indium einer chemischen Transportreaktion bedient.
  • Das Verfahren nach der Lehre der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß in dem zur Durchführung der Transportreaktion vorgesehenen Reaktionsgefäß ein Temperaturgefälle von vorzugsweise 100' C eingestellt wird, daß geschmolzenes Indium an einer Stelle höherer Temperatur der Einwirkung eines aus Wasserstoff und Wasserdampf bestehenden Gasgemisches ausgesetzt wird, daß dabei das geschmolzene Indium durch den im Reaktionsgas anwesenden Wasserdampf in Indiumsuboxyd übergeführt, als solches im Temperaturgefälle, an einemauf niedriger Temperatur befindlichen Stelle des Reaktionsgefäßes transportiert und dort in geschmolzener Form zur Abscheidung gebracht wird. Durch dieses Verfahren wird ermöglicht, bei der Herstellung von hochreinem Indium einen Zinkgehalt von etwa 5 bis 50 ppm. auf einen Wert von kleiner oder gleich 0,1 ppm abzureichern. Bei den anderen möglichen Verunreinigungen, beispielsweise von Elementen aus- der 2. und 3. Hauptgruppe des Periodischen Systems sowie von einer Reihe von Übergangsmetallen, läßt sich eine Abreicherung bis zu einer unterhalb der spektroskopischen Nachweisbarkeit liegenden Grenze erreichen. Das transportierte Indium kann an der Wand des Reaktionsgefäßes zur Abscheidung gebracht werden. Gemäß der Eigenart der chemischen Transportreaktion erfolgt die Abscheidung des Indiums in den Teilen des Reaktionsraumes, die sich auf einer gegenüber dem Ausgangsmaterial niedrigeren Temperatur befinden.
  • Weiter können aber auch Halbleiterstoffe, wie Silizium oder Germanium, als Unterlage für die Abscheidung verwendet werden. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, Halbleiteranordnungen mit legierten übergängen herzustellen. Das auf dem Halbleiterkörper in hochreiner Form abgeschiedene Indium wird dabei in diesen, insbesondere zur Bildung des pnüberganges, einlegiert bzw. eindiffundiert. Das Indium, das beim Verfahren gemäß der Erfindung in flüssiger Form abgeschieden wird, legiert sich also bei der vorliegenden Ausführungsform mit dem Halbleiterkörper, auf dem die Abscheidung erfolgt, so daß sich auf der Oberfläche des Halbleiterkörpers eine Indiumlegierungsschicht bildet.
  • Beim Verfahren gemäß der Erfindung verhindert der Wasserstoffgehalt des Reaktionsgases, daß sich ein Belag eines schwer flüchtigen Oxyds auf der Indiumoberfläche bildet, während durch den Wasserdampf die Bildung des Indiumsuboxyds gewährleistet wird. Die Einstellung der Geschwindigkeit des Transportes und der Menge des abgeschiedenen Indiums erfolgt durch Einstellung des Temperaturgefälles im Reaktionsgefäß und der Zusammensetzung des Transportgases, also der Wasserstoffkonzentration und der Wasserdampfkonzentration.
  • Im Folgenden wird die Erfindung -an Hand der Figuren und einiger besonders günstiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
  • In der F i g. 1 ist ein z. B. aus Quarz bestehendes Reaktionsgefäß 1 dargestellt. Dieses Reaktionsgefäß hat die Form einer Ampulle, an deren einem Ende sich das zu transportierende Indium 3 in einem Schiffchen 4, das z. B. aus Quarz oder Sinterkorund besteht, in geschmolzenem Zustand befindet. Das Reaktionsgefäß ist mit einem Wasserstoff-Wasserdampf-Gemisch gefüllt, dessen Zusammensetzung einem Partialdruck des Wasserdampfes von 0,01 at entspricht. Nach dem Einführen des Reaktionsgases wird die Ampulle zugeschmolzen. Diese Ampulle wird in einen Rohrofen 2 eingeführt. Das Temperaturprofil des Ofens ist so eingestellt, daß an der Stelle des an einem Ende des Rohres befindlichen Indiums 3 eine Temperatur von etwa 750' C am oberen mit 10 bezeichneten Ende der Ampulle eine Temperatur von etwa 6501 C herrscht. Das Indium wird über das Indiumsuboxyd transportiert und an den kälteren Stellen im Reaktionsraum, also an dem mit 10 bezeichneten Ende, abgeschieden. Die Reinheit des abgeschiedenen Materials ist dabei größer als die des Ausgangsmaterials.
  • Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann jedoch auch im strömenden System gearbeitet werden. Eine entsprechende Apparatur ist in der F i g. 2 dargestellt. Der sich erweiternde Teil des Quarzgefäßes 1 befindet sich in einem Rohrofen 2, dessen Temperaturprofil dem im Zusammenhang mit der F i g. 1 erläuterten entspricht. Das Wasserstoff-Wasserdampf-Gemisch wird über ein Ventil 8 durch das Rohr 6 in das Reaktionsgefäß eingeleitet und die Restgase -über das Ventil 9 und das Abflußrohr 5 wieder entfernt. Das in der F i g. 2 dargestellte Reaktionsgefäß weist zwischen dem Zuführungsrohr 6 und dem den eigentlichen Reaktionsraum bildenden Teil des Reaktionsgefäßes, einen sich gegenüber dem Rohr 6 erweiternden Teilbereich auf, der nicht in den Rohrofen hineinragt, dessen Wand sich also auf einer niedrigen Temperatur befindet. Gemäß einer besonders günstigen Ausführungsform der Erfindung kann in einem solchen Gefäß eine Vorreinigung des Indiums erfolgen. Dazu wird das Indium auf die Reaktionstemperatur erhitzt und das Wasserstoff und Wasserdampf enthaltende Reaktionsgas zunächst in der, der während des Verfahrens vorliegenden Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung durch das Reaktionsgefäß geleitet und das mit unter diesen Bedingungen flüchtigen Verunreinigungen angereicherte Indi-um an einer, während des Abscheidens praktisch nicht mehr erhitzten Stelle des Reaktionsgefäßes abgeschieden. Bei dieser Vorreinigung wird also das Transportgas über das Ventil 9 in das Reaktionsgefäß b eingeführt und strönit über das, Ventil 8 wieder ab. Das an Verunreinigungen reiche Indium wird dabei indemsicherweiterndenTei17desReaktionsg .,ef äßes abgeschieden. Nachdem diese Vorreinigung durchgeführt worden ist, wird dann das Reaktionsgas durch das Ventil 8 in das Reaktionsgefäß eingeführt. Da sich der Teil des Reaktionsgefäßes, in dem das an Verunreinigungen reiche Indium abgeschieden wurde, auf einer verhältnismäßig tiefen Temperatur befindet, können die bei der Vorreinigung abgeschiedenen Verunreinigungen nach dem Umschalten des Gasstroms nicht mehr in den Reaktionsraum gelangen. Auf diese Weise kann erreicht werden, daß das sich an dem mit 10 bezeichneten Ende des Reaktionsgefäßes abgeschiedene Indium eine besonders hohe Reinheit aufweist.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von hochreinem, für Halbleiterzwecke geeigneten Indium mittels einer chemischen Transportreaktion, d a d u r c h gekennzeichnet, daß in dem zur Durchführung der Transportreaktion vorgesehenen Reaktionsgefäß ein Temperaturgefälle von vorzugsweise 100' C eingestellt wird, daß geschmolzenes Indium ann einer Stelle höherer Temperatur der Einwirkung eines aus Wasserstoff und Wasserdampf bestehenden Gasgemisches ausgesetzt wird, daß dabei das geschmolzene Indium durch den im Reaktionsgas anwesenden Wasserdampf in Indiumsuboxyd übergeführt, als solches im Temperaturgefälle an eine auf niedrigerer Temperatur befindliche Stelle des Reaktionsgefäßes transportiert und dort in geschmolzener Form zur Abscheidung gebracht wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abscheidung in einem abgeschlossenen System durchgeführt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im strömenden Gassystem gearbeitet wird. 4. Verfahren nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Indium auf die Reaktionstemperatur erhitzt, das Wasserstoff und Wasserdampf enthaltende Reaktionsgas zunächst in der der während des Verfahrens vorliegenden Strömungsrichtung entgegengesetzten Richtung durch das Reaktionsgefäß geleitet und mit Verunreinigungen angereichertes Indium an einer während des nachfolgenden Abscheidens nicht erhitzten Stelle des Reaktionsgefäßes zur Abscheidung gebracht wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Indium auf einem sich mit dem Indium legierenden Körper, insbesondere auf einem Halbleiterköprer, abgeschieden wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 879 169; USA.-Patentschrift Nr. 2 901342.
DES84298A 1963-03-22 1963-03-22 Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium Pending DE1229304B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES84298A DE1229304B (de) 1963-03-22 1963-03-22 Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES84298A DE1229304B (de) 1963-03-22 1963-03-22 Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1229304B true DE1229304B (de) 1966-11-24

Family

ID=7511607

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES84298A Pending DE1229304B (de) 1963-03-22 1963-03-22 Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1229304B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE879169C (de) * 1942-04-02 1953-06-11 Unterharzer Berg Und Huettenwe Verfahren zur Entfernung von Zink aus Indium
US2901342A (en) * 1956-11-29 1959-08-25 Du Pont Purification of indium

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE879169C (de) * 1942-04-02 1953-06-11 Unterharzer Berg Und Huettenwe Verfahren zur Entfernung von Zink aus Indium
US2901342A (en) * 1956-11-29 1959-08-25 Du Pont Purification of indium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1029941B (de) Verfahren zur Herstellung von einkristallinen Halbleiterschichten
DE1187098B (de) Verfahren zum Herstellen von Koerpern aus hochgereinigtem Halbleitermaterial
DE1596586B2 (de) Verfahren zur Herstellung von Floatglas und Vorrichtung zu seiner Durchführung
DE3390358T1 (de) Verfahren und Einrichtung zur Erzeugung von Silizium aus Fluorkieselsäure
DE3334640A1 (de) Verfahren zum trennen eines fluessigkeitsgemisches oder einer loesung mittels einer poroesen trennwand
DE1229304B (de) Verfahren zum Herstellen von hochreinem Indium
DE3249573A1 (de) Verfahren zur reinigung eines zinkdampf enthaltenden gasstromes
CH129580A (de) Verfahren zur Herstellung von chemisch reinen Trioxyden von Metallen der ersten Untergruppe der sechsten Reihe des periodischen Systems.
DE1023023B (de) Verfahren zum Reinigen von Silicium
DE1806647C3 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Arsen
DE1918810C3 (de) Verfahren zum Eindiffundieren von Dotierungssubstanz in die Oberfläche von Halbleiterkörpern
DE1164680B (de) Verfahren zum Herstellen von stabfoermigen Halbleiterkoerpern hoher Reinheit
CH434215A (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiteranordnungen, insbesondere Transistoren und Dioden, und nach diesem Verfahren hergestellte Halbleiteranordnungen
DE664737C (de) Verfahren zur Reinigung von Magnesium
DE1170913B (de) Verfahren zur Herstellung von kristallinem Silicium in Stabform
DE2504610A1 (de) Verfahren zur herstellung von metallischem zirkonium
CH497201A (de) Verfahren zum Eindiffundieren von Dotierungssubstanz in die Oberfläche von Halbleiterkörpern
AT216303B (de) Verfahren zum Biegen und Deformieren von kristallinen, spröden Stoffen
DE1544276C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines dotierten Halbleiterstabes durch tiegelloses Zonenschmelzen
DE1113312B (de) Verfahren zum Reinigen von Arsen
DE395394C (de) Herstellung von Zink- und anderem Metallstaub
AT206477B (de) Verfahren zur Herstellung von reinem Silizium
AT285280B (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufbringen von geschmolzenem Metall auf einen stangen-, rohr- oder bandförmigen Kern
DE2843261A1 (de) Verfahren zum waermebehandeln von halbleiterbauelementen
DE1544276A1 (de) Verfahren zum gezielten Einbringen von Fremdstoffen in Halbleiterkristalle