Claims (1)
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stab geführt wird, erhält man allerdings bei der AbPatentanspruch:
scheidung nur ein polykristallines Pulver, das sichstab is managed, you get with the AbPatent claim:
divorce only a polycrystalline powder that is
sodann durch längeres Erhitzen in grobkristallinesthen by prolonged heating in coarsely crystalline
Verfahren zum epitaktischen Aufwachsen von Siliziumkarbid überführen läßt.Can transfer method for epitaxial growth of silicon carbide.
Siliziumkarbid auf einem kristallinen Keimkristall 5 Bei Versuchen, Einkristalle aus Siliziumkarbid
aus Siliziumkarbid durch pyrolytisches Zersetzen nach der van Arkel-Methode durch Zersetzen von
von Silizium und Kohlenstoff enthaltenden Gasen Gasgemischen an einem erhitzten Draht oder einem
unter Abwandlung des Verfahrens nach Haupt- erhitzten Rohr zu erzeugen (Philips Research Reports,
patent 1 467 085, bei welchem ein chlorfreie Silane Bd. 18, 1963, S. 161 bis 274), wurden nur mit chlor-
und aliphatische Kohlenwasserstoffe enthaltendes io haltigen Gemischen brauchbare Resultate erzielt.
Gas verwendet wird, dadurch gekenn- Silan, Methan und auch Monomethyl-Silan (SiH3CH3)
zeichnet, daß Monomethyl-Silan (SiH3CH3) ergaben wegen ihrer ungünstigen chemischen und phyverwendet
wird. sikalischen Eigenschaften kein Kristallwachstum. EsSilicon carbide on a crystalline seed crystal 5 In attempts to produce single crystals of silicon carbide from silicon carbide by pyrolytic decomposition according to the van Arkel method by decomposing gases containing silicon and carbon gas mixtures on a heated wire or a tube with a main heating, modified by the method (Philips Research Reports, patent 1,467,085, in which a chlorine-free silane, Vol. 18, 1963, pp. 161 to 274), usable results were only achieved with mixtures containing chlorine and aliphatic hydrocarbons. Gas is used, characterized by silane, methane and also monomethyl-silane (SiH 3 CH 3 ) distinguishes that monomethyl-silane (SiH 3 CH 3 ) was used because of its unfavorable chemical and phy. physical properties no crystal growth. It
war daher auch nicht zu erwarten, daß SiH3CH3 für
15 epitaktisches Wachstum geeignet sei, zumal Versucheit was therefore not to be expected that SiH 3 CH 3 would be suitable for epitaxial growth, especially since experiments
mit ähnlichen, allerdings chlorhaltigen Galsgemischenwith similar, but chlorine-containing gals mixtures
gescheitert waren. Hierbei wurde zwar versucht, kubisches Siliziumkarbid auf einer Unterlage von
hexagonalem Siliziumkarbid aufzuwachsen. Dieserfailed. It was attempted to use cubic silicon carbide on a base of
to grow hexagonal silicon carbide. This
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum epitak- 20 Unterschied muß jedoch als unerheblich.angesehen
tischen Aufwachsen von Siliziumkarbid auf einem werden, da das hexagonal dichtest und das kubisch
kristallinen Keimkristall aus Siliziumkarbid durch dichtest gepackte Kristallgitter nahe miteinander
pyrolytisches Zersetzen von Silizium und Kohlenstoff verwandt sind, insbesondere die Atomabstände in
enthaltenden Gasen unter Abwandlung des Ver- beiden Gittern dieselben sind. Deshalb kann ein
fahrens nach Hauptpatent 1 467 085, bei welchem 25 Substrat von hexagonalem SiC durchaus die Grundein
cHlorfreie Silane und aliphatische Kohlenwasser- lage einer entweder kubischen oder hexagonalen,
stoffe enthaltendes Gas verwendet wird. ■ epitaktisch aufgebrachten SiC-Schicht bilden.The invention relates to a method for the epitaxial difference, however, must be viewed as insignificant
silicon carbide will grow on a table, since the hexagonal is closest and the cubic
crystalline seed crystal made of silicon carbide close to each other through densely packed crystal lattices
Pyrolytic decomposition of silicon and carbon are related, especially the atomic distances in
containing gases are the same by modifying the two grids. Therefore can a
driving according to main patent 1,467,085, in which the substrate of hexagonal SiC is absolutely essential
Chlorine-free silanes and aliphatic hydrocarbon layers of either cubic or hexagonal,
gas containing substances is used. ■ form epitaxially applied SiC layer.
Das im Hauptpatent 1 467 085 beschriebene Ver- Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungs-The invention described in the main patent 1 467 085 is based on an execution
fahren ist mit der Schwierigkeit behaftet, daß Silane beispieles beschrieben. In der Figur ist das verwendete
sehr leicht brennbar sind und in größeren Mengen 30 Reaktionsgefäß schaubildlich dargestellt,
durch Selbstentzündung gefährliche Explosionen ver- Das Reaktionsgefäß 1 besteht aus Quarz und istdriving is fraught with the difficulty that silanes are described as an example. In the figure, the reaction vessels used are very easily flammable and in larger quantities 30 reaction vessels are shown graphically,
The reaction vessel 1 is made of quartz and is dangerous due to spontaneous ignition
Ursachen können. Dadurch wird die Anwendbarkeit mit den Zuleitungen 6 und 7 und einer Ableitung verdieses
Verfahrens wegen der erforderlichen Vorsichts- sehen. Im Innern des Reaktionsgefäßes 1 ist ein aus
maßnahmen sehr erschwert. Graphit oder Tantal bestehender Block 2 angeordnet,Causes can. Thereby the applicability with the supply lines 6 and 7 and a discharge becomes this
Procedure because of the necessary precautionary measures. Inside the reaction vessel 1 is an off
measures very difficult. Graphite or tantalum existing block 2 arranged,
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein abgewan- 35 auf dem ein Siliziumkarbid-Einkristallplättchen 4 liegt,
deltes Verfahren anzugeben, bei dem als pyrolytisch Durch die Induktionswicklungen 5 wird der, Block 2
zu zersetzende Substanz.eine nicht selbstentzündliche und das daraufliegende Siliziumkarbid-Plättchen 4
Verbindung verwendet wird. erhitzt. Durch die Leitung 6 wird aus einem (nichtThe object of the invention is therefore to provide a variant on which a silicon carbide single crystal plate 4 lies,
To specify the deltes method, in which, as pyrolytic, the induction windings 5, block 2
Substance to be decomposed: a non-self-igniting and the silicon carbide plate on top 4
Connection is used. heated. Line 6 turns a (not
Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren der dargestellten) Vorratsbehälter Monomethyl-Silan
eingangs beschriebenen Art diese Aufgabe dadurch 40 (SiH3CH3) in das Reaktionsgefäß eingegeben, das
gelöst, daß Monomethyl-Silan (SiH3CH3) verwendet beim Auftreffen auf das erhitzte Siliziumkarbidwird,
γ Einkristall-Plättchen 4 pyrolytisch zersetzt wird. Dabei
Die Verwendung von in den Gaszustand über- scheidet sich das frei werdende Siliziumkarbid auf
geführtem Monomethyl-Silan zur Herstellung von dem Plättchen 4 in Form einer epitaktischen Schicht
reinem Siliziumkarbid ist an sich bekannt. Bei diesem -45 ab. Dotierende Zusätze, wie Chrom, Bor, Aluminium,
Verfahren, bei dem ein alkyliertes Silan oder ein Phosphor, Stickstoff usw., können über die Leitung 7
alkyliertes Halogensilan über einen erhitzten Silizium- zugemischt werden.According to the invention, in the method of the storage container monomethyl silane described above, this task is entered into the reaction vessel 40 (SiH 3 CH 3 ), which is achieved by using monomethyl silane (SiH 3 CH 3 ) when it hits the heated silicon carbide is, γ single crystal wafer 4 is pyrolytically decomposed. The use of the silicon carbide released in the gas state overlaps on guided monomethylsilane to produce the platelet 4 in the form of an epitaxial layer of pure silicon carbide is known per se. At this -45 from. Doping additives such as chromium, boron, aluminum, processes in which an alkylated silane or a phosphorus, nitrogen, etc., can be mixed in via line 7 alkylated halosilane via a heated silicon.