DE1913565A1 - Verfahren zum Herstellen und regelmaessigen Anwachsen einer Halbleiterverbindung - Google Patents
Verfahren zum Herstellen und regelmaessigen Anwachsen einer HalbleiterverbindungInfo
- Publication number
- DE1913565A1 DE1913565A1 DE19691913565 DE1913565A DE1913565A1 DE 1913565 A1 DE1913565 A1 DE 1913565A1 DE 19691913565 DE19691913565 DE 19691913565 DE 1913565 A DE1913565 A DE 1913565A DE 1913565 A1 DE1913565 A1 DE 1913565A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid
- temperature
- volatile
- component
- porous
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B11/00—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
- C30B11/04—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
- C30B11/06—Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B27/00—Single-crystal growth under a protective fluid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- 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
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/40—AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
- C30B29/42—Gallium arsenide
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S420/00—Alloys or metallic compositions
- Y10S420/903—Semiconductive
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Description
Verfahren zun Kerateilen und re-elraessi^en Am.-achsen einer
Halbleiterverbindung.
Die Srfindunc bezieht sich auf ein Verfahren sur Herstellu.
V lung eines Kristalle oiner halbleitend en A "B -Ver'oin'unj hirch DifTueion
eine3 fluchtigen Bestandteiles* in einer, flüssigen Bestandteil, "bot
dea eine gleichmässitfe Kristallisation stattfindet, indem ein Temperaturgradient
versohoben wird.
Die durch L'lenente ier Gruppe III und Elemente der Gruppe
V dos periodischen Systeme gebildeten Halbleiterverbinrtungen werden ale
Ax J -Vercin-iungen "bezeichnet. .Oie werden in vielen Vorrichtungen an-»
vat, aber für bestimmte Anwendungen mu3s dor getrau oh te ICriatall
ein sehr reiner Einkristall sein.
Dan ara meinten verwendete Verfahren zur Herstolluni; ■·■»]
"eher Linl:riotalle unfarjtt irr. allgemeinem eine erute ötufe, während
009838/1718 ßAD 0RIG|nal
ΓΠΚ. 3337.
deren die Verbindung e^üdet wird, und eine sveite Stufe, während
deren ein Einkristall hergestellt wird.
Der Herstellung Vorgang wird im allgemeinen in einem
iuarzachiffchen oder -Tiegel tf.urchceführt. das (der) in einer gleichfalls
aus v&arz bestehenden Umhüllung eingesch'ljssen ist," in der ein
gasfönaiger Bestandteil, der rein iot oder die Form einer Verbindung
hat, mit dem anderen flüssigen Bestandteil in Berührung ,rebracht wird.
3ei dieser. Verfahren kann die Verbin^un^;, insbesondere
durch SiliaiuH, verunreinigt werden. Das durch Reduktion von v&iare g®·
bildet» Silleium wird insbesondere dadurch ausgelost,. das3 die Wände
der Vorrichtungen durch einen der Bestandteile, z.d. Galliumda'mpf«,
angegriffen werden.
Der Sinlcriatall wird meistens ,lurch senkrechtes Auf sieben
von der Oberfläche der gebildeten Verbindung im flüssigen Zustand hergestellt (Cuo^UfmXeki-Verfahren). Bei Verwendung-von A jj ron
denen einer der Jestandteile flüohtij ist und bsi der
peratur einen hohen iieraotsungedruoi·; hat, iat ©a orforierlioh, dass in
der Aufsiöhvorriohtunc der fluchtige Bestandteil nach wi# vor oinem
hohen Druck unterworfen wird, was Schwierigkeiten bei der
f; der Aufniehbev/e^ung mit sich bringt, während die (Jofahr
dass L'nre^elmassiReiten auftraten. Dieses Froblem ifurde teilweis®
dadurch --elöst, daea die fluesif^ Phase der Verbindung mit einer
f,*en Schicht aus einem inerten ilaterial bedeckt wn-l ein© Ataosphära
eines neutralen Oaaes Kit <lei;; "oonöti^ten Druck aufrechterhalten
diesem Verfahren, biaweilen auch als "flüssig® HiaScapaelung"
wird ala inerfcaa Mntorial 3croxyd (j3o0-J verwendet.
TII V
Pur be^tinmte A^ B -Vuroiniun^jOii kann au eh das dridgpaa«
Pur be^tinmte A^ B -Vuroiniun^jOii kann au eh das dridgpaa«
" 30383S/1716
Verfahren Anweniun^ finden, bei dem die Verbindung, die in einer: waagerechten
Schiffchen, aas in einer ,~eschlosaenen Umhüllung unter einem
genügend hohen Druck de3 flüchtigen Bestandteiles angebracht ist, r?aechnolzen
wird, einen Temperaturgradienten durchläuft und su einem Üinkrietall
ir.it der gleichen Form wie das Schiffchen kris-tallisiert.
Gleich wie wahrend der Stufe der Herstellung der Verbindung lie^t auch
hier die Gefahr vor, dass ias Quarsi das Schiffchens un-I der Umhüllung
durch das Silisium verunreinigt wirdj un diese Gei'ahr zu vermeiden,
wurde "bei Anwendung dee Bridgman-Verfahrena vorgeschlagen, die Umhüllung
sait Sauerstoff auszufüllen, der geschmolzenen Verbindung ein Oagrd
eines der i*es tandteile, z.B. Oalliucioxyd (Ga2O^) bei Verwendung voa
Calliua«tr»erid xueuA«tzen, oder einfach in die Umhüllung eine gering«
Menge Borojyd einzuführen, wie in der gleichseitig von Anmelderin eingereichten
Petentanaeldung unter dea Titeli "Verfahren zur Herstellung
von Helbleiterverbindungen" beschrieben wurde.
Ill V
Die Anwendungen von A jti -Verbindungen in Hochfrequeins-
Die Anwendungen von A jti -Verbindungen in Hochfrequeins-
vorrichtungen, s.B. "0u4n-Sffekt"«Vorrichtungen, erfordern aber Einkristalle
»it einem aehr hohen Reinheitsgrad, in denen die Beweglichkeit der Elektronen υehr gross ist, so dass eine Verbesserung der mit
den bekannten obftnenrShnten Verfahren erzielten Brgebnisse angestrebt
werden soll·
Zu AiMeit Cur»«*: 1st M erwünscht, dass sowohl der dura*
das flussige Boroxyd «Shrend der Aufniehuearbeitung erhalten« So]MItK
vrie auch der durch Sauerstoff während der Herstellung der Verbindung
oder des Eonofcrietallinen *<*aa,^orechten Anwaclisens erhaltene ohetaisch«
Schutz beibehalten werden) dabei ist en vcrtoilhaft, die Anzahl thermischer
«ahandlungon herabzusetzen öler au verkürzen, .lamit cie n:ig-
009836/1715
BAD
PHIi. 3337.
lichen Yerunreinig«»gere&t:tioß beschränkt und «lie Kerstellungeunsichez—
b«it«n n&d -kosten verringert verden.
Die Erfindung bezweckt, in einer einzigen Bearbeitung
IZI ¥
ein· A υ -t/er bindung mit genügend hohen rteinheitsgrad und mi-t optimalen
Eigenschaften herzustellen und zu kristallisieren,-velche inabe-.
sondere aur Anwendung in ncchfröCiueiizvorrichtun^n geeignet ist, wobei
die Torteile einer durch eine inerte flüssige 3cliicht geschütiten
Kristallisation beibehalten werden.
Nach der Erfindung werden Halbleiterkristalle durch ein
Verfahren hergestellt, bei dem einer der Bestandteile in dem zweiten
flüssigen Bestandteil gelöst wird und lange eines Temperntür jradienten
in die erwAlmto !hase eindiffundiert, wobei die '!riatallisation durch
Verschiebung des TecperaturgradiGnten bei fortschreitender Bildung der
Verbindung oaer nach volletanuiger Uc»;andlun·; dos flüssigen 3entandteil#e
herbeigeführt vird.
Die Erfindung nutzt &qt Sohuts unu. der hohe Reinheitsgrad
aus, die durch Aiweniunj des 3oroJ^'ds erhalten werden, das dia
TTT y
k ü -Verbindungen nicht verunreinigt.
NaoÄ der Erfindung ist das Verfahren ssur Herstellung
TTT y
eine« ICriatalla einer halbleitenden A jb -Verbindun*: durch Diffusi »
eine« ICriatalla einer halbleitenden A jb -Verbindun*: durch Diffusi »
flüchtigen Bestandteile« in einem flüssigen bestandteil, bei
doe die Kristallisation gleiahtii&oaig stattfindet, indes eiß
twgrftdleni verschoben wird* dadurch geltennceißbnet, dasa ΛIo
fla'che der fl«saigen Phase mit einer Cohicht flüssij,«n Bopoayrfe·
deolct wird, vo"bei dor flöohtige Beatandteil durch ein poröeee Glied
in den flüssigen Bestandteil eindiffUndiert wird«
Im sei bemerkt, dass nach einer, bekann ton Verfahren
00·83β/Πΐ§
19135SS
Gallium in ein völlig poröses Gefäas eingeführt wird, ύπ.3 sich in
einen·. Raum befindet, in deir Thoophordampf entwickelt wird. Durch lie
porösen 'JSnde vrird Phosphor allseitig in das Gallium einO.iffundiert.
Bann ;;ird die GGlliunlÖ3unD· gekühlt, uacit üas Galliun::ho3ahid krintalliseren
kann. Bei dieser. Verfahren i3t das geschmolzene Gallium nicht
mit flüssigem Boroxyd bedeckt, vrodurch die Gefahr einer Verunreiniguns
dea Galliuns und des Galliumphosphid grosser ist.
3ach deo. erfiniungssanäosen Verfaloren kann in einer einaigen
Bearbeitung die Verbindung hergestellt werden un.l der Eicltriatall
aiuiacheen. ■ ,
Bas 3oroxydt daa die flüssige Phase bedeckt, ti'ä'gt zu
der Reinigung der Verbindung bei. Sa ict nämlich begannt, dass die3·
Verbindung die Slgenachaft besitzt, die Oxj-dapuren und die Verunreinigungen
von der Oberfläche der flüssigen Phnoe su entfornen, ohne
daao die Gefahr einer Verunreinigung der letzteren besteht, wobei ea
nicht erforderlich iat, das3 diese Verbindung einen hohen Heinheitagrad
auf'..'eist.
Daa Borox;M hat eine zweckma'eoi.^e Wirkung infolge der
groaaen Kontaktoberfläche mit der Flüssigkeit und anschiie3send nit
detc ICriatall.
Au·aerden ist während der Kristallisation die Grenzfläche
Feststoff-Plüioi^ceit stets gegen die Qaaphaee mit den flüchtigen
Bestandteil isoliert, velohe Bedingung bekanntlich erforderlich ist,
un «ine optimal· Krist»llie*tion und einen Kristall ohne Versetzungen
su erzielen·
, DtI einer ersten bevorzugten Aiiaführungoforr. des Verf?.hrcno
na oh der Erfindung befindet ei oh die flüosige Phase in einem
BAD ORIGINAL
009l3f/1f1S
::n:i. 3337.
senkrechten Tiegel, in den ;er flüchtige Bestandteil durch einen poröeen
Bodenteil eindiffundiert rird, wobei das Boroxyd cie ganze Oberfläche
der flüssigen Phase bedeckt und eine Heizvorrichtung einen geschlossenen
Raun erhitzt, in den 3ich der Tiegel cit den flüchtigen
Bestandteil befindet, derart, dao3 der flüchtige Bestandteil auf eines
genügend hohen Druck gehalten wir:l, dar.it er durch den porösen Bodenteil
hindurchdiffundiert, und der Inhalt des Tiegels auf einer Temperatur
gehalten wird, die die üohnielztemperatur der Verbindung überschrei
tet, wonach ein senkrechter Temperaturgradient in bestij auf den Tiegel
in .senkrechter Richtun.; verschoben wird, damit eine jleichsd'seige ICristallisation
der gebildeten Verbiniimg erzielt wird,
Bei einer zv.-eiten bevorzugter. Aucführun-;sforni dec Verfahrens
rr.ch der iJrfim'unj befindet sich 'lie flüssige Phase i.t eiuer,
viaa^ercchten Schiffchen und bedeckt laa Bo ro;.-yd die jar.se sXoe-r fläche
der flüssigen Phase, ausjenonr.en einen Teil dieser berflache, eier ir.it
einer porösen Platte bedeckt ist, durch .lie der flüchti-je Bestandteil
in die flüssige Phase eir.diffundiert5 vobei «ine Heisvorrichtuno eine
ijeeohlossene Uahüllunj erhitat, in der sich das 3chiffchen und ein©
Menge des flüchtigen Bestandteiles befinden, damit dieser flüchtig©
Bestandteil auf eineis ^enüc^nd hohen JrucU für Dif.?uoion durch die
blatte und dae Schiffchen auf einer Temperatur sehalten wird, die
höher als die Schmelztemperatur der ?erbin'umj iat, ν; ο na Gh ein'war. go«=
rechter Temperaturgradient in dor Län^srichtung dos ichiffahene
schoben iatj, um eine (-.,iaichtaäsEiä'c öistallisatirn der
zu eridelen«
Bei einer Abart dea Verfahrene nach der
ein Temperatur.jra-lient uahrend der Hers teilung d#r Verbin-.lwn,j
008838/1718
wobei der flüchtige Bestandteil in dor flüscigen Phase gelöst wird,
die Verbindung in der flussigen Phaee längs des erwähnten Gradienten
wandert.und die Kristallisation bei fortschreitender Bildung der Verbindung
stattfindet,
Bei der letzteren Abart, bei der v.aa als "'AnKachsen im
Sehmelszustand" beseiebnete Verfahren angewandt wir!, kann es manchmal
vorteilhaft sein, die Bildung eines Einkristalls zu fordern, ein Kristalliaationskeiß
ansubringen oder das Ende des Schiffchens, wo die Ifristailisation
anfangen sruss, kegelig zu ges+alten.
Die Erfindung wird nachstehend an Eand der beiliegenden
Zeichnung nSher erläutert. Es zeiger.«
Si*;, 1 einen schema tischen Schnitt durch Jie bei der
erste» bevorzugten Au3führungaforra des Verfahrens nach der Erfindung
angewandte Vorrichtung,
Pig«. 2 einen schec.atischen Schnitt durch die bei der
zweiten berorzugten AusfShrungeform des Verfahrens nach der Erfindung
angewandte Vorrichtung. .
Die nachstehende Beschreibung bezieht aich auf die Herstellung
und die Kristallisation eines- Galliumarsenidkriotalls, aber
die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf diese Halbleiterverbinclung«
Bei Anwendung einer senkrechten Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine Menge Gallium 1 in einen Tiegel 2 mit porösem Boden eingeführt.
tTber dem Gallium wird eine genügend© Lenge Boroxyd angebracht,
damit in flüsaijjeci Zustand eine dicke Schicht 4 gebildet warden kann·
Der Tiegel wird in einer luftdichten senkrechten Unfau'llung
5 angeordnet, in der er durch Kocken G gehaltert wird. Im unteren
Teil der Umhüllung 5 befindet sieh eine !!enge Arsen 7» die grosser «la
00S836/171S bad orIGINAL
um. 3337.
die Qalliummenge 1 ist. Die Uiriiüllunj und der Tief el bestehen aus
reinem «iuaxz.
iiach !«tgasuris und Entlüftung wird Ίΐβ Unhüllunj 5 3U~
jjeschmolsen und in einer Heizvorrichtung angeordnet, die die iione 9
der Umhüllung ur.d die Arsenraen^e 7 auf eine Temperatur von 61G0 C und
die Zone 10 der Umhüllung v.Kcl tier Tiegel 2 irit der Oalliunr enje und
dem Borcxyd, (las eine ^erin^ere Dichte als das Gallium oder las jrliiuis
arsenid hat, auf eine Ter;:reratur von cinlestens 12.50 C über der
Schmelztemperatur des jalliuciarsenida erhitzt.
Jie Dampfspannung dea Arsens ist gesättigt ur;d steigt
auf etwa 1 atm. an, das Arsen dringt durch die poröse Wand 3 in den
Tiegel 2 ein und diffundiert durch die Dinuirkunj eines kleinen senkrechten
Kxmzentrations^radienten in der flüssigen !'hase in das Gallium
ein.
Das System wir:' iir obenerwähnter. Zustand gehalten, bis
die flÜ33ije Fhaae durch das Arsen gesättigt ist, das in einer genügend ^rossen r^engft verbanden i3t, um einen Druck von 1 atr.. aufrechtzuerhalten·
Viährenc3 dieses Herst el lun^ovor^anjs ist die (berf lache d«r
flüssigen vhase ge/;en die Gasphase isoliert und das Boroxyd wirkt zu
gleicher Seit als ein schützendes uml ai3 ein reinigen ios J'ediun:.
üio flÜ8Gi„e Μαβ3β wird dam. dadurch jelcühlt, dans in der
Zone 10 ein senkrechter Temperatür gradient herbeigeführt wird, der
dann langsam verschoben wird und die Galliumarsenidmasse ir. Tei^el 2
völlig durchläuft.
Der senkreoate Temreraturcradient iat z.B. in der Cr"s-
ο /
senordnunc; von 20 /co und J.'ird n;it einer Geschwindigkeit von 1 otn pro Stunde in senkrechter Rijlitunc nach unten verschoben.
senordnunc; von 20 /co und J.'ird n;it einer Geschwindigkeit von 1 otn pro Stunde in senkrechter Rijlitunc nach unten verschoben.
009836/171S
Während der Kristallisation sind die flüssigen uni festen
Phasen und auch die Grenzfläche Feststoff-B'lüsai^oit des Galliumareenids
gegen den Arsendampf isaliert und die gegebenenfalls durch die
poröse '»and 3 herbei ^führte Störung kann nur die .!ort befindliche
Schicht des Kristalls beeinflussen.
Bei Anwenduni; einer waagerechten Vorrichtung nach 7i£.
2 wird eine Galliummenge 11 in ein langes Schiffchen 12 eingeführt.
Auf den Gallium wird Bqroxyd in einer kenge angebracht, die genügt,
um im flüssigen Zustand eine dicke Schicht 13 »u bilden. An einoc; Bind«
des Schiffchens 12 wird ein poröses Glied 14 derart angeordnet, dass
ea ein kleiner Teil der Oberfläch· der -flüssigen Galliusaasse bedeckt,
wob·! der tfbrlge Teil der Oberfläche dieser flüssigen Kasse mit des
Boroxyd 13, bedeckt ist«
.Das Schiffchen wird In einer ersten Zone 1£ einer waage
rechten luftdichten Umhüllung 15 angeordnet. In einer zweiten Zone 17
an anderen Ebde dieser Umhüllung 15 wird eine Areenment;e 1G angebracht,
die grö*saer al· die Qelliuramenge i3t. Vorzugsweise sind die Umhüllung
15 und da« Schiffchen 12 aus reinem Quara hergestellt.
Haoh Entßasung und £htlüftung wird die Umhüllung 15 augeschBJoltee und la einer Hei «vorrichtung 19 angeordnet, die die Zone
17 uad die Areenseng· 18 auf eine Temperatur von 610° Q und die Zone
16 UAd dM Schiffchen 17 alt der Gttlliuamenge 11 und de« Boroatyi 1)
auf eint fceapecwtu* von «indesten· 1250° 0 erhit»-!, voV«l ein kleine»
Teeperaturgradieiit ift Bioktunc auf das poröse Glied 14 luft**
dee Sohiffehen* angewandt wird, . ' .
Oar Dampfdruck de· Arsen· ist geeÄtticrt und ist nahesu
fleich 1 atm. Das Arsen dringt über das poröse ailed \4 in das Gallium
009836/1715 bad original
Wul. 3337.
Vf 0 ·
ein und der übri»-^ Teil der Galliur..oberi'l3ciie wird durch das Seroxyd
13 C° 3ChUtst und gereinigt, ßas kreen cliffundisrt iar.gneir. in das Gallium
ein.
Lac .j;"?tem vir<l im obenerwähnten Zustand gehalten, bis
Sättigung der flüs^i^en ?ha-je durch das Arnen auftritt, das in einer
genügenden Ilen^e vorhanden ist, un: bia sur oättigung einen Druck von
1 atm. aufrech.tzuerhc.lten. Während des ganzea Vorgan^eo sur Herstellung
dee Oftlliumaraenida iat die "berflache dor flüesi^-en Phase :,c^,eri :lia
Oatphaee isoliert, während das '2orozyd die ctuai^en Verunreinigungen
zurückhält.
Die flüssige I.as:se v,-irl öann .Irnlurch rehühit, ir.sr. ein
waagerechter Temperaturgradient über die jan/,ο r."n ;e des .Jchiffchena
an^enandt wird. Der Gradient ist n.J. 15 /cn. anl ;-;irJ. in liichtunj ie3
Pfeile3 2Or.it öinor 3e«ch'.;indi^:eit v.u 1 cn: -r.; .3turv'c versahben.
Wilarend 4ies<'-r Kri.^tall 10ati.7η nin.i :lie flüs ijen und
festen Phasen und die Grenzfläche Peatatoff-I^lüssi^oit, die nich nit
doej erwähnten Gradienten verschiebt, atet3 ^.^en den Arsendanpf iao-4iert« Die Kristallisation erfolgt auf Ähnliche Weise wie beim Sridg-TerfAhj··«, a»er das Vorfahren naoli der iir^indun^ hat den Vorteil,
der Kristall vor der Dampfphaae .^oschiitst wird, v&n bisher nur
l»ei dtan Csoohralaki-Verfahren unter Verwendung von flüssiger EiaJcapselunß cs5glich v«r.
Di« etwa duroh das poröse Glied 14 herbei^s führ te 3t$»
runj kann nur den eich dort "befindenden Teil des irriatalls beeinflussen·
Ea aei benerkt, daafs der flüchtige Bestandteil, wie
A.raen, im bonchriebenen Beispiel statt in einer I.er..;e eines ftllaßilich
009838/1715 BAD ORHlNAL
in einer geschlossenen Umhüllung verdampfenden reinen Frudukta auch
in einer anderen Pora angewandt werden kann. "Der Jestandteil kann in
Form einen Oasstroiaes zugeführt werdenf er. wird dann z.B. von einem
neutralen Oae transportiert oder in Form einer Gas verbindung angewandt.
Bei einer weiteren Auofuhrungsiorm ties erfindungegeefia-
»en Verfahrens, bei der a.B. eine v.raa gerech te Vorrichtung angewandt
wird, wird die I-Cri stall isation durch gleichmässie« Iiuhlung von einem
iäide zum anderen &ide des Schiffchens unmittelbar nach der BiIiuns
einer ersten Schicht einer atöchiorattriachen Verbindung eingeleitet,
während der Temperaturgradient längs de3 Schiffchens reit der gleichen
Geschwindigkeit verschoben wird mit· der die Verbindung gebildet wird.
So ist es möglich, in Vereinigung mit dem Verfahren nach der Erfindung
äa· in dar von Annelderin am 6.JuIi 1967 eingereichten Patentanmeldung
PV, 113373 beschriebene Verfahren unter den Titel "Verfahren
zur Herstellung binärer Verbindungen" und auch das in der von Annelderin
an 29. Dezember 1$»'.7 eingereichten Zusatspatentanceldung PV.
134412 beschriebene Verfahren unter dem Titel "Verfahren zur epitaktischen
Ablagerung in flüssiger Phase" anzuwenden.
Diese Ausführungforn hat den au3atsliohen Vorteil, dass
keine Teaperatüren erforderlich sind, die viel niedriger als die
Schmelztemperaturen der Verbindungen sind.
.Änderungen des obenbeachriebenen Verfahrens sind selbstveretlndlioh
möglich, u.a. durch Substitution gleichwertiger technischer Mittel, ohne den Rahaen der Erfindung au verlassen«
009836/1716
BAD ORIGINAL
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung eines Kristallea einer halb-
III V
leitenden A α »Verbinvluns durch Diffusion eines flüchtigen Bestandteiles in einem flüssigen Bestandteil, bei den eine sleichjnäesige Kristallisation stattfindet, indetr. ein Tempere tür :,-raui ent vcrcchoben wird, dadurob. gekennzeichnet, d&3s die ί.-berfläche der flüssigen Phase nit einer Sohioht flüssigen Boro^.-des be-lecVct vrird, wobei der flüchtige Bestandteil durch ein poröses Glied in den flüssigen Bestandteil eindiffundiert wird.
leitenden A α »Verbinvluns durch Diffusion eines flüchtigen Bestandteiles in einem flüssigen Bestandteil, bei den eine sleichjnäesige Kristallisation stattfindet, indetr. ein Tempere tür :,-raui ent vcrcchoben wird, dadurob. gekennzeichnet, d&3s die ί.-berfläche der flüssigen Phase nit einer Sohioht flüssigen Boro^.-des be-lecVct vrird, wobei der flüchtige Bestandteil durch ein poröses Glied in den flüssigen Bestandteil eindiffundiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ^kennzeichnet, daaa
die flü'saige Phaee aioh in ej.neci senkrechten Tie.;el befin.Iot, in den
eier flüchtige Bestandteil durch einen poroaen Jodenteil einiiffundiert
wird, wobei das Boroxid uie genae Oberfläche der fiüaüi^en TTiase bedeckt und eine Heizvorrichtung eine ireachlossene Raun: erhitzt, in der
•ich der Tiegel mit dem flüchtigen De3tanateil befindet, derart, dass
der flüchtige Jeetandteil auf einem fenu'senf1 hohen jruok gehalten wird,
damit er durch den porösen Bedenteil hindurchtliffundiert, und der
Inhalt de· riegele auf einer Temperatur gehalten wird, die '3ie iSchnielB-temperatur
der Veraindun^ ülsör3Chreitet, wonach ein senkrechter reroperatur-raiient
in be^ug auf den Tiegel in senkrechter Sichtung verschoben wird, .iaiait eine glcichmäasige ::rictalli3ation ler b*ebildeten
Verbindung erzielt wird.
3. · Verfahren naoh Anapruoh 1, ;'.adurch gekennzeichnet, da«·
di· flüssige Phae· sich in einem waagerechten 3ohif.i"chen befindet und
das üorozyd die ganze Cberfläoh« dor flüssigen Hiaae bedtokt, aus^·«
nooiaen einen Teil di«eer Oberflach.e, der rait einer porösen "latt· bedeckt
iat, durch dia der .fluchti£e Bestandteil in die flüeaig· Pha··
00 9836/1718
BAD
19135«
PHlI. 3337.
oindif fundiert, wobei eine Hei»vorrichtung eine geschlossene Umhüllung
erhitzt, in der sieb das Schiffchen und eine !'enge des flüchtigen Bestandteile·
befinden) damit dieser flüohtige Bestandteil auf einen
genügend hohen Druck für Diffusion durch die Platte und das Schiffchen auf einer'Temperatur gehalten vrird, die höher als die 3chin«Iztemperatur
der Verbindung i3t, vronach ein waagerechter Temperaturgradient
in der Längsrichtung des Schiffchens verschoben ν,-ird, um eine gleichmfissige
Kristallisation der Verbindung zu erzielen.
4· Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden An^
Spruche, dadurch gekennseiohnet, dass die flüssige Phase auf einer die
3cbjnel8t*iaperatur der Verbindung unterschreitenden '^temperatur gehalten
wird, wobei der Kühlgradient während der Herstellung der Verbindung
mit einer Geschwindigkeit verschoben wird, die der Wanderung des flüchtigen Bestandteiles in die flüssige Phase entspricht·
5# Durch das Verfahren nach einen der vorangehenden Ansprüohe
hergestellter irriatall.
009836/171 B Bad
Leerseite
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR145047 | 1968-03-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1913565A1 true DE1913565A1 (de) | 1970-09-03 |
DE1913565B2 DE1913565B2 (de) | 1978-08-03 |
DE1913565C3 DE1913565C3 (de) | 1979-03-29 |
Family
ID=8647915
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1913565A Expired DE1913565C3 (de) | 1968-03-22 | 1969-03-18 | Verfahren zur Herstellung eines Kristalls einer halbleitenden Am Bv -Verbindung |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3649193A (de) |
AT (1) | AT299127B (de) |
BE (1) | BE730207A (de) |
CA (1) | CA918042A (de) |
CH (1) | CH516476A (de) |
DE (1) | DE1913565C3 (de) |
FR (1) | FR1569785A (de) |
GB (1) | GB1261046A (de) |
NL (1) | NL6904109A (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3902860A (en) * | 1972-09-28 | 1975-09-02 | Sumitomo Electric Industries | Thermal treatment of semiconducting compounds having one or more volatile components |
US4083748A (en) * | 1975-10-30 | 1978-04-11 | Western Electric Company, Inc. | Method of forming and growing a single crystal of a semiconductor compound |
US4721539A (en) * | 1986-07-15 | 1988-01-26 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Large single crystal quaternary alloys of IB-IIIA-SE2 and methods of synthesizing the same |
US4980490A (en) * | 1987-11-03 | 1990-12-25 | Cornell Research Foundation, Inc. | [R(Cl)GaAs(SiR'3)2 ]n |
US4879397A (en) * | 1987-11-03 | 1989-11-07 | Cornell Research Foundation, Inc. | Novel gallium arsenide precursor and low temperature method of preparing gallium arsenide therefrom |
US4946544A (en) * | 1989-02-27 | 1990-08-07 | At&T Bell Laboratories | Crystal growth method |
US5064497A (en) * | 1990-03-09 | 1991-11-12 | At&T Bell Laboratories | Crystal growth method and apparatus |
US5098867A (en) * | 1990-11-13 | 1992-03-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Heat treatment for compound semiconductor wafer |
US5284631A (en) * | 1992-01-03 | 1994-02-08 | Nkk Corporation | Crucible for manufacturing single crystals |
DE102011117411A1 (de) * | 2011-11-02 | 2013-05-02 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren zur Analyse des Erstarrungsverhaltens einer Siliziumsäule |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3353912A (en) * | 1962-03-20 | 1967-11-21 | Ibm | Preparation of high-purity materials |
US3305313A (en) * | 1963-12-18 | 1967-02-21 | Philco Ford Corp | Method of producing gallium phosphide in crystalline form |
-
1968
- 1968-03-22 FR FR145047A patent/FR1569785A/fr not_active Expired
-
1969
- 1969-03-18 DE DE1913565A patent/DE1913565C3/de not_active Expired
- 1969-03-18 NL NL6904109A patent/NL6904109A/xx unknown
- 1969-03-19 CH CH413769A patent/CH516476A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-03-19 CA CA046118A patent/CA918042A/en not_active Expired
- 1969-03-19 AT AT271869A patent/AT299127B/de not_active IP Right Cessation
- 1969-03-19 GB GB04384/69A patent/GB1261046A/en not_active Expired
- 1969-03-20 BE BE730207D patent/BE730207A/xx unknown
- 1969-03-21 US US809300A patent/US3649193A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE730207A (de) | 1969-09-22 |
FR1569785A (de) | 1969-06-06 |
DE1913565C3 (de) | 1979-03-29 |
CA918042A (en) | 1973-01-02 |
DE1913565B2 (de) | 1978-08-03 |
GB1261046A (en) | 1972-01-19 |
CH516476A (de) | 1971-12-15 |
NL6904109A (de) | 1969-09-24 |
AT299127B (de) | 1972-06-12 |
US3649193A (en) | 1972-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1913565A1 (de) | Verfahren zum Herstellen und regelmaessigen Anwachsen einer Halbleiterverbindung | |
DE2628366B2 (de) | Verfahren zur herstellung duenner einkristallschichten | |
DE1901331A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer kirstallinen Verbindung | |
DE2108195A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur AbIa gerung dotierter Halbleiter | |
DE2947200A1 (de) | Verfahren zur stabilisierung von wein o.a. getraenken und vorrichtung | |
DE1285465B (de) | Verfahren zum epitaktischen Aufwachsen von Schichten aus Silicium oder Germanium | |
DE1934369C3 (de) | Verfahren zum Herstellen von Einkristallen aus HI-V Verbindungen | |
DE2338244A1 (de) | Verfahren und anordnung zur herstellung eines mehrschichtig aufgebauten halbleiterbauelementes mit epitaktischen aufwachsschichten | |
DE2161072C3 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls aus einer Halbleiterverbindung und Schiffchen zur Durchführung dieses Verfahrens | |
DE2114645A1 (de) | Verfahren zum epitaktischen Niederschlagen einer Halbleiterverbindung | |
DE2154386A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer epitaktischen Schicht auf einem Halbleitersubstrat, bei dem das Selbstdotieren beim Aufwachsen der Schicht auf ein Mindestmaß verringert wird | |
DE3325058C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Aufwachsen eines ZnSe-Einkristalls | |
DE2950827A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung | |
DE2038875A1 (de) | Verfahren zur Herstellung gewachsener Mischkristalle | |
DE2438588A1 (de) | Verfahren zum niederschlagen einer epitaktischen schicht | |
DE3331653A1 (de) | Behaelter mit dampfquelle | |
DE1233833B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls, insbesondere Halbleitereinkristalls | |
DE2540175C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Galliumphosphid | |
DE2137772C3 (de) | Verfahren zum Züchten von Kristallen aus halbleitenden Verbindungen | |
AT243858B (de) | Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterkörpers mit einem p-n-Übergang | |
DE2422251A1 (de) | Verfahren und vorrichtumg zum herstellen von dotierten cadmiumtellurideinkristallen | |
DE2501525B2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung | |
DE2111946A1 (de) | Verfahren zur Zuechtung von Kristallen auf einer Unterlage | |
DE1942820A1 (de) | Halbleiterbauelement | |
DE3616358A1 (de) | Verfahren zum aufwachsen einer gaas-einkristallschicht |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |