DE1417816A1 - Verfahren zum Herstellen von Siliciumkarbidkristallen - Google Patents
Verfahren zum Herstellen von SiliciumkarbidkristallenInfo
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- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
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Description
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Verfahren zum Herstellen von Siliciumkarbidkristallen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur: Herstellen von Siliciumkarbiddristallen. Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen solcher Kristalle besteht darin-, dass sie raus einem Gas abgeschieden werden, welches die Elementq Sili- cium und Kohlenstoff in form einer oder mehrere- flüchtigen Verbindu--gen enthält. Lie Lbscheidung kann unter Anwendung von hoher Temperatur und/oder elektrisc!ier Entludung er- :L#olgen. Ein solches Verfahren wurde in der deutschen Pa- tentschrift hr. 1 . U47.1 ö0 beschrieben, in der als flüchtige Verbindungen insbesondere alkylierte Silänverbindungen vor- geschlagen werden. Vorzugsweise werden-als Silicium ent- _:altende flüchtige Verbindungen Halogensilane und zwar 'hlorsilane verwendet. Die ßr...:@bä.rrieit der nach diesee Patentschrift hergestellten Krist--l-"e für elertronische Anwendungen wurde -:n der deutscher< Patentschrift ausser Beträjht ge- las.:er.. Liese Anwendung is aber an sich bekannt und es ist auch bekannt, SiliciumkarbidKristallen wir.same Verun- - reinigungen zuzusetzen. - Es wurde festgestellt, dass der Zusatz wirksa-' mer Verunreinigungen zu den oben beschriebenen Kristallen, im fiüchfolgenden als "Votieren" bezeichnet, unzuverlässige ._rgebnisse liefert und du.s = es insbesondere sehr schwer oder unmöglich ist, solche Kristalle p-leitend zu machen. In diesem Zusammenhang evird bemerkt, dass die nach der üeutschen Patentschrift er sielten Siliciumxarbidkristalle Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugründe, dass die Dotierungsschwierigkeiten auf das Vorhandensein von Halogen zurückzuführen sind, denn es ergab sich, dass die erzielten Kristalle in wesentlichen Konzentrationen Halogen, insbesondere Chlor in der Ordnung von 0,01 At.% enthalten. Abgesehen von der Möglichkeit, dass die Iialogene selbst die Eigenschaften des Siliciumkürbids beeinflussen können, können die üblichen wirksamen Verunreinigungen, zum Beispiel die Domtoren wie Phosphor, Arsen und Antimon, und die Akzeptoren aus der dritten Gruppe des periodischen Systems, wie Bor, hlizminium und Gallium, mit Halogenen reagieren und in ihrer irkung gestört -.-rerden. Das Vor- handensein von Jhlor oder anderen Udlo@enen in den Kris- tallen ist a.uf den Umdund zurücrizuführen, dass halogen- freie Verbindungen der 'ilangruppe s;lont;.. n.n an Luft .ent- brennen und daher in !er Prz--xis d11Jereir mit igulogensi- lanen ce-.rbeitet wird, die diese Figenseil--ft nicht auf- weisen. Nach der Erfindung werden wirksame Verunreini= gu.n gen in Siliciumkärbidkristalle ein?ebaut, die durch dbac.eidurg aus einem halogenfreien Gas ncrgestel't worden sind, tvelc.les Sie El-- ente Silicium und Kohlenstoff in Form einer oder mehrerer flNchtiger Verbindungen enthält. :#-er Einbau der Verunrei-igungen kann während der Abscnei- dung zum Beispiel .urca den .':usütz einer wirksamen Verun- reinijungzum halogenfreien Gas, undj(oder nach der Ab- CD et4eidt:in ;,zum Deis :=iel _Uurch Diffusion, erfolgen: Die Erfindung findet vorzugsweise Anwendung zum Erzielen von liliciumkarbid des p-Typs durch Einbau von Akzeptoren aus der dritten Gruppe des periodischen Systems, wie Bor, Aluminium und Gallium, in die Siliciumkarbidkris- talle. Dies ist durch Dotierung von aus einem halogenhal- tigen Gas erzielten Kristallen nicht, oder wenigstens sehr schwer und praktisch nicht reproduzierbar, zu ver- wirklichen. Diese Vorzu@säusführung bietet die Möglichkeit, einen Kristall aus :Material verschiedenen Leitungstyps da- durch aufzubauen, dass dem Gas anfänglich ein Dotierungs- mittel eines Typs zugesetzt und dieses :Kittel während des 'achsens der Kristalle weggelassen oder durch ein Dotienug> mi+-el entgegengesetzten Typs ersetzt wird. Aus diese Weise lassen sich ein oder mehrere pn-T'ebergänge enthaltende Kristalle in grösseren Anzahlen gleichzeitig herstellen. Die wirksu--en Verunreinigungen ::erden vorzugs- weije in Siliciumkarbidkristalle ein:--ebaut, die durch Ab- scheidung aus einem Gas hergestellt sind, in dem die flüch- tige Verbindung oder die flüchtigen Verbindungen mit einem 'nrägergas verdünnt fs-t-, bzw. sind. Es wurde festgestellt, dass d-bci das Vorandensein von Wasserstoff im Trdgergas zur Bildung von homogenen Siliciumkarbid:zristallen beiträgt, Bemerkt wird, dass unter wirksamen Ver«nreini- ;ungen hier nicht nur Verunreinigungen, wie - Domtoren und Akzeptoren, welche die T.eitfähigkeit und/oder den .Jeitungs- typ des >iliciumk,.rbids beeini'1us ;Er., sondern. auch Verun- :_-einigungen verst:;.nden werden, die eingebaut werden :l-Z5nren, um auf andere `;'eise die physii.dlischen fi-genschaften des Silicium- :@arbids zu beeinflussen, zum Beispiel um den Siliciumkar bid .iumineszenseigenscz-ittften zu verleihen, wie Eisen Zie Erfindung wird an Hand einiger Beispiele nä- her erMutert. Beispiel I. Einem aus 'g5 Vol.% "ono;ethylsilan und im Übri- gen aus .'iasseretoff bestehenden halogenfreien mTas.gemisch wird eine Menge von 0,1 Yol.% Bonhydrid mit der Zusammen- setzung B2II6 zu-esetzt. Las erzielte Gasgemisch wird l:ings eines «uf 1600J er,ii-.z 'Ven Trägers aus feuerfesten 'Ma- terial geführt. Auf dem Träger entstehen Siliciumkarbid- rieta.lle, die stark p-leitend sind. :3eispiel II. Einem aus !!=5 ":onomet%iylsilän und im übri- gen aus aasserstoff bestehenden halog'enfreien Gasgemisch -.-ird eine @=Tenge .von 0.,01 Vol.4 Börhydrid mit der Zusammen- setzung B ff# zugesetzt. Las erzielte Gasgemisch wird längs eines auf 16000G erhitzten Trägers geführt. Auf c:em Träger entstehen Siliciumkarbidkristalle, die :#chE@a.eh ,p.i-leitend rird. Beispiel IIi. iinem was '',5ol.;@ @*,onomet@:ylsilan und im übri- jen aus Wasserstoff bestehenden halogenfreien Gasgemisch ;r.,ird einte "'entre `von ^I,1 YQl. "-'-- "hosphor:=as -erstoff ( PH3) zu- gesetzt. Das erzielte Gasgemisch wird längs eines auf 15^i erhitzten I'rZgers geflirrt. Auf dem Träger entstehen Sili- ciumäarbidkristalle, die stärk r.= eitend sind. Beisuiel IV. Einer aus 0,5 Vol."Voromethylsilan und im übri- gen aus Vasserstoff bestehenden halogenfreien Gas zemisch --ird eine .'-enge von 0,i)01 Vol. ,10 Phosphor"!asserstoff zuge- setzt. yas@erzielte Gasgemisch wird längs eines auf 1640°C erhitzten Trigers geführt. Auf dem Träger entstehen Sili- diumkurbidhristalle, die schwach n-leitend sind. Beispiel V. Eine Menge der nach Beispiel IV erzielten schwach n-leitenden Kristalle wird etwa 1-,-) ."'inuten lang auf 1r'0 °C in einem Raum erhitzt, in dem gleichzeitig eine Aluminium- menge _.uf 12_00°C erhitzt wird, wobei `siel der Raum mit äluminiumdamnf füllt. hluminiun aus dieseia Dd-ii:pf diffun- diert dabei in die 'iliciumkarbidkris walle, woraus sich Siliciumkarbidkristalle mit einem p-n-T3ebergan# ergeben.
Claims (1)
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Patentansprüche: 1. Verf::hren zuc Herstellung von Siliciumkarbid- ks istallen, dadurch -:;e=zennzeichnet, dass wirksame Verun- reinigungen in @-iliciunkarbidkri:talle eingebaut werden, die durch Abscaeidung aus einer: :,-lo-enfreien Gas berge- , stellt =3ird, vielches die Elemente ljilicium und Kohlenstoff in Form einer oder mehrerer flüchtiger Verbindungen entiUt. 2. Ver..:--,rer nv:cii Anspruch 1, ;@@:.3@zrch'gekerräl.eieh- net, dass wenigs ters einer der £'tkz*ptorer, der dritter, Grup- ie des periodischer. @ysters, wie Bor , A1*rniniu.;t und sallim eingebaut wird. ' Verführer naci: we@-i-;sters einer .cer vor";ergeher.- der_. t@nsnr.:cie, ,,3äurc@@ Teherrzeic@znet, d:_t:@@@ die flräcliti_,#-e Verb?.rdun- oder die fl-äc_aigen Verbindunrer. irit einem . Träger^;z:s verd;innt- ist, bezw. sind. .. Verfü;ren nach k»Lnsiruch 3, dadurch gekennzeich- net, üüsä duz TrZerSas weri-sters teilweise aus 'Wasser- stoff be"telit. 5. "iliciun:xz.rbidkristG11 :mit ein3ebauter wirksamer Verunreinigung, der durch Anwendung eines Verfahrens nach weni7sten-s einem der vorherzehenden Mns;Jri'tche erzielt ist. r;. hristull nuc<< Anspruc'.^. 5, der wenistens teil- weise :aus p-leitendem )iliciumkarbid @es-teht, und durch ruch 2 `hergestellt ist. nnwendung eines eriü.lrFns n@tc?# Ans
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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NL246533 | 1959-12-17 |
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Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19601417816 Pending DE1417816A1 (de) | 1959-12-17 | 1960-12-13 | Verfahren zum Herstellen von Siliciumkarbidkristallen |
Country Status (2)
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---|---|
BE (1) | BE598163A (de) |
DE (1) | DE1417816A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4517305A (en) * | 1978-03-15 | 1985-05-14 | Hiroshige Suzuki | Finely divided silicon carbide having a high content of 2H-type silicon carbide and method of producing the same |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1152408B (de) * | 1961-06-30 | 1963-08-08 | Basf Ag | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Cyclododecatrienen-(1, 5, 9) aus 1, 3-Dienen |
-
1960
- 1960-12-13 DE DE19601417816 patent/DE1417816A1/de active Pending
- 1960-12-14 BE BE598163A patent/BE598163A/fr unknown
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4517305A (en) * | 1978-03-15 | 1985-05-14 | Hiroshige Suzuki | Finely divided silicon carbide having a high content of 2H-type silicon carbide and method of producing the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE598163A (fr) | 1961-06-14 |
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