DE2046499B2

DE2046499B2 - Verfahren zur herstellung von galliumarsenidphosphid-halbleitermaterial

Info

Publication number: DE2046499B2
Application number: DE19702046499
Authority: DE
Inventors: Isamu Hara Tohru Asao Ichiro Kadoma Osaka Akasaki (Japan) COIb 6 14
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1969-09-20
Filing date: 1970-09-21
Publication date: 1973-09-06
Also published as: FR2062393A5; DE2046499C3; GB1334053A; JPS4915902B1; DE2046499A1; CA919060A; NL7013837A

Description

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

auf etwa 28 bzw. 25°/o ab, so daß ein Mischkristall

Patentanspruch: aus GaAsj-aP* erhalten wird, enthaltend Arsen und

Phosphor in Mengen, entsprechend den Löslichkeits-

Verfahren zur Herstellung von Halbleiterma- abnahmen (von etwa 6 bis 2°/₀). Der Anteil des terial aus Galliumarsenidphosphid durch Lösen 5 Phosphors in dem entstehenden Mischkristall beträgt von Galliumarsenid und Galliumphosphid in daher etwa 25°/₀ im Durchschnitt, wenngleich er in einem metallischen Lösungsmittel bei einer Tem- verschiedenen Tiefen in dem Kristall variieren kann,
peratur I₁ und anschließendes Abkühlen auf eine Somit ist der Anteil des Arsens, der in dem Misch-Temperatur I₂, dadurch gekennzeich- kristall aus GaAs₁-^Pa; enthalten ist, größer ist als der net, daß man die Menge entweder der Arsen- io Anteil des darin enthaltenen Phosphors, außer wenn oder der Phosphorkomponente auf einen Wert die Löslichkeiten des Arsens und des Phosphors unter begrenzt, der kleiner ist als die Menge, die der dem niedrigen Wert von etwa 20 °/o liegen. Die Anteile Löslichkeit bei der Temperatur I₁ entspricht, und des Arsens und Phosphors, die in dem GaAs₁-^Pa;-größer ist als die Menge, die der Löslichkeit bei Kristall enthalten sein sollen, können durch Auswahl der Temperatur I₂ entspricht. 15 der in dem Lösungsmittel zu lösenden Anteile von

Galliumarsenid und Galliumphosphid, der Temperatur, auf welche das Galliumarsenid und das Gallium-

phosphid erhitzt werden, die Temperaturdifferenz

innerhalb welcher die Löslichkeiten der beiden Be-20 standteile herabgesetzt werden, die Geschwindigkeit,

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von in der die Temperatur herabgesetzt wird u. dgl. variiert Halbleitermaterial aus Galliumarsenidphosphid durch werden. Trotzdem ist es schwierig, Mischkristalle aus Lösen von Galliumarsenid und Galliumphosphid in GaAs₁-JPa; herzustellen, die eine größere Menge einem metallischen Lösungsmittel bei einer Tempera- Phosphor als Arsen enthält.

tür I₁ und anschließendes Abkühlen auf eine Tem- 25 Aufgabe der Erfindung ist es, Galliumarsenid und peratur I₂. Galliumphosphid in Mischkristalle umzukristallisieren,

Es ist bekannt, daß, wenn Galliumarsenid und deren Phosphorkomponente größer ist als die Arsen-Galliumphosphid in Gegenwart eines metallischen komponente.

Lösungsmittels, wie Gallium oder Zinn, auf eine Das kann man dadurch erreichen, daß man Galliumbestimmte Temperatur in einem geschlossenen Be- 30 arsenid verwendet, welches Arsen in einer Menge halter erhitzt werden, das Galliumarsenid und das enthält, die kleiner ist als die Menge, in der das Galliumphosphid m dem metallischen Lösungsmittel Arsen in dem metallischen Lösungsmittel löslich ist. in Mengen gelöst werden, die durch die jeweiligen Will man beispielsweise Mischkristalle aus GaAs₁-ZPs, Löslichkeiten bestimmt werden. Die Löslichkeits- enthaltend (a — a₂) ⁰I₀ Arsen, durch Herabsetzung der kurven von Arsen (As) und Phosphor (P), welche in 35 Temperatur von T₁ auf T₂ herzustellen, dann kann der Gallium (Ga) als metallisches Lösungsmittel gelöst Wert α so bestimmt werden, daß er kleiner als O₁ und werden sollen, sind in der Zeichnung dargestellt. größer als a₂ ist, nämlich a₂<a < a_v

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden Arsen In diesem Fall enthält der entstehende Mischkristall

und Phosphor in dem Gallium als Lösungsmittel in GaAs₁-JcPa (a—O₂)⁰J₀ Arsen und (O₁-B₂)⁰J₀ Phos-Mengen gelöst, entsprechend U₁ ⁰I₀ bzw. b_x %> bei Er- 40 phor. In entsprechender Weise kann auch die Phoshitzung auf eine Temperatur T₁. Wenn nun die Tem- phormenge, die in dem Galliumphosphid enthalten peratur von T₁ auf T₂ herabgesetzt wird, dann fallen ist, auf einen bestimmten Wert b begrenzt werden, die Löslichkeiten von Arsen und Phosphor auf Ci₂ ⁰I₀ der kleiner ist als b_x und größer als b₂, wodurch bzw. b₂ ⁰/₀. Daraus folgt, daß das Arsen und der (b — £>₂)% Phosphor in dem GaASi-aJVKristall entPhosphor in Mengen von [O₁-O₂)⁰I₀ bzw. (O₁-O₂)⁰Zo 45 halten sind.

als Galliumarsenidphosphid GaAs₁-XPa(O < χ < 1) Um GaASi-aiPa-Kristalle zu erhalten, die die Arsenausfallen, und Phosphorkomponenten in gleichförmigen AnWenn Galliumarsenid und Galliumphosphid in teilen quer durch die Dicke des Kristalls enthalten, Gegenwart von Gallium als Lösungsmittel auf eine soll die Temperatur innerhalb eines begrenzten Temperatur von 1050⁰C in einem verschlossenen 50 Bereiches herabgesetzt werden, in dem die Löslichkeits-Behälter (der eine Atmosphäre von inerten Gasen kurven als im wesentlichen linear angenommen werden oder von Wasserstoff gas enthalten oder evakuiert können. Ein solcher Temperaturbereich kann beispielssein kann) erhitzt werden, lösen sich das Gallium- weise in der Größenordnung von 20⁰C liegen. Wenn arsenid und das Galliumphosphid in dem Gallium- es dagegen erwünscht ist, GaASj-sParKristalle zu erLösungsmittel in Mengen entsprechend etwa 34 und 55 halten, in denen die Anteile der Arsen- und Phosphor-27°/o (als Molanteil) an Arsen bzw. Phosphor. Wenn komponenten in verschiedener Tiefe variieren, kann die Temperatur auf etwa 1000⁰C herabgesetzt wird, die Temperatur über einen weiten Bereich von beifallen die Löslichkeiten des Arsens und des Phosphors spielsweise etwa 200⁰C herabgesetzt werden.