DE1245333B

DE1245333B - Verfahren zur Herstellung von blattfoermigen Einkristallen

Info

Publication number: DE1245333B
Application number: DEM56453A
Authority: DE
Inventors: Henry Ralph Barkemeyer; William Joseph Mcaleer; Peter Immanuel Pollak
Original assignee: Merck and Co Inc
Current assignee: Merck and Co Inc
Priority date: 1962-10-31
Filing date: 1963-04-11
Publication date: 1967-07-27

Description

Verfahren zur Herstellung von blattförmigen Einkristallen Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von blattförmigen Einkristallen aus Germanium, Silicium oder einer Verbindung der allgemeinen Formel (A.B1-x)ur (CyD1-@)v in der A und B verschiedene Elemente der III. Gruppe des Periodensystems, C und D verschiedene Elemente der V. Gruppe des Periodensystems und die Indizes x und y Atomverhältnisse bedeuten und Werte von 0 bis 1 einschließlich haben können. Die Herstellung erfolgt durch Überführen des Ausgangsmaterials mittels eines Halogens oder einer halogenhaltigen Verbindung in eine gasförmige Verbindung durch Erhitzen in einem Reaktionsgefäß und Abscheiden der Kristalle durch Abkühlung mindestens eines Teils des Reaktionsgefäßes. Das Verfahren nach der Hauptpatentanmeldung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 7,5 bis 70°C pro Minute erfolgt.
Es hat sich nun herausgestellt, daß gute Ergebnisse auch dann erzielt werden, wenn man das Reaktionsgefäß nach dem Erhitzen auf diejenige Temperatur, bei der die Ausgangsstoffe in der Dampfphase vorliegen, mit einer geringeren als der in der Hauptpatentanmeldung angegebenen Geschwindigkeit abkühlen läßt.
Die Erfindung bezieht sich demgemäß auf eine Abänderung des Verfahrens zur Herstellung von blattförmigen Einkristallen ans Halbleitermaterial nach der Hauptpatentanmeldung und besteht darin, daß mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 7,5°C pro Minute abgekühlt wird. Beispiel 1 Ein Reaktionsrohr der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Art mit einem Fassungsvermögen von 320 ccm wird mit 480 mg Gallium, 480 mg Arsen und 1,8 g Jod beschickt. Dann wird das Rohr auf einen Druck von 1 #t Hg evakuiert und zugeschmolzen. Das Rohr wird in einen Ofen der in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Art eingesetzt und darin gleichmäßig auf eine Gleichgewichtstemperatur von 1040°C erhitzt und 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Hierbei gehen die Reaktionsteilnehmer in den Dampfzustand über. Dann wird die Stromstärke vermindert, so daß der Ofen sich mit einer Geschwindigkeit von 1,7°C pro Minute abkühlt. Bei der Keimbildungstemperatur von 940°C bilden sich blattförmige Kristalle aus Galliumarsenid. Beispiel 2 Das im Beispiel l beschriebene Rohr wird mit 240 mg Gallium, 240 mg Arsen und 0,9 g Jod beschickt. Dann wird das Rohr auf einen Druck von 0,5 #t Hg evakuiert und zugeschmolzen. Das zugeschmolzene Rohr wird auf eine Gleichgewichtstemperatur von 1050°C erhitzt und 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Hierbei gehen die Reaktionsteilnehmer in den Dampfzustand über. Dann wird die Stromstärke vermindert, so daß der Ofen sich mit einer Geschwindigkeit von 1,6°C pro Minute abkühlt. Bei der Keimbildungstemperatur von 890°C bilden sich Blattkristalle aus Galliumarsenid.
Beispiel 3 Ein Reaktionsrohr gemäß Beispiell wird mit 480 mg Gallium, 480 mg Arsen und 1,8 g Jod beschickt. Dann wird das Rohr auf einen Druck von 1 #L Hg evakuiert und zugeschmolzen. Das evakuierte Rohr wird auf eine Gleichgewichtstemperatur von 1070°C erhitzt und 3 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Hierbei gehen die Reaktionsteilnehmer in den Dampfzustand über. Dann wird die Stromstärke vermindert, so daß der Ofen sich mit einer Geschwindigkeit von 4° C pro Minute abkühlt. Bei einer Keimbildungstemperatur von 965°C bilden sich Blattkristalle von Galliumarsenid.

Claims

Patentanspruch: Abänderung des Verfahrens zur Herstellung von blattförmigen Einkristallen aus Germanium, Silicium oder einer Verbindung der allgemeinen Formel (A.Bi-.)IH (CyDt-v)v in der A und B verschiedene Elemente der III. Gruppe des Periodensystems, C und D verschiedene Elemente der V. Gruppe des Periodensystems und die Indizes x und y Atomverhältnisse bedeuten und Werte von 0 bis 1 einschließlich haben können, durch Überführen des Ausgangsmaterials mittels eines Halogens oder einer halogenhaltigen Verbindung in eine gasförmige Verbindung durch Erhitzen in einem Reaktionsgefäß und Abscheiden der Kristalle durch Abkühlung mindestens eines Teils des Reaktionsgefäßes, bei dem die Abkühlung mit einer Geschwindigkeit von 7,5 bis 70°C pro Minute erfolgt, nach Patentanmeldung M 48868 IVc/12g (deutsche Auslegeschrift 1229051), dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 7,5°C pro Minute abgekühlt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 865 160.