DE2426372A1 - Multilayered semiconductor heterostructures crystallisation - on substrate from satd. gp. 3-gp. 5 cpd. soln. using directional current - Google Patents

Multilayered semiconductor heterostructures crystallisation - on substrate from satd. gp. 3-gp. 5 cpd. soln. using directional current

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DE2426372A1 DE19742426372 DE2426372A DE2426372A1 DE 2426372 A1 DE2426372 A1 DE 2426372A1 DE 19742426372 DE19742426372 DE 19742426372 DE 2426372 A DE2426372 A DE 2426372A DE 2426372 A1 DE2426372 A1 DE 2426372A1
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Abstract

The process relates to the prodn. of a multi-layered semiconductor heterostructure (I) based on A111BV cpds. (in which A111 is a gp. III metal and BV is a gp. V metalloid) by crystallisation of layers of (I) on a substrate (II), f formed from a certain material made from the A111BV cpds. used to form (I), from a liquid zone of Ga or Bi previously satd. with A111BV cpds. used to form (I). Satn. of the liquid zones take splace from a source material, which supplies the liquid zone with a substance for crystallising the layers and consisting of A111BV cpds. The process comprises the use of a solid GaSb-AlSb soln. for crystallisation of the layers of (I) based on GaSb and AlSb cpds. and crystal growth under the influence of direct current (d.c.) impulses passing through the source material, the liquid zone and (II) in a direction providing for crystallisation of layers on (II) by dissoln. of the source material in the liquid zone, 2 layers of (I) crystallising when a current impulse is passed.

Description

Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen, worin AIII ein Metall der dritten Gruppe und BV ein Metalloid der fünften Gruppe ist Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus mehreren Schichten eines Halbleitermaterials bestehende, verschiedene chemische Zusammensetzungen aufweisende Halbleiterstrukturen, insbesondere Verfahren zur Herstellung von mehr schichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV -Verbindungen, worin AIII - ein Metall der dritten Gruppe und BV - ein Metalloid der fünften Gruppe ist.Process for the production of multilayer semiconducting heterostructures based on AIIIBV compounds, in which AIII is a metal of the third group and BV is a metalloid of the fifth group. The invention relates to a method for the production of consisting of several layers of a semiconductor material, Semiconductor structures having different chemical compositions, in particular Process for the production of multilayer semiconducting heterostructures the basis of AIIIBV compounds, in which AIII - a metal of the third group and BV - is a metalloid of the fifth group.

Bekannt ist ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV Verbindungen, worin AIII ein Metall der dritten Gruppe und BV ein Metalloid der fünften Gruppe des periodischen Systems ist, bestehend in einer Kristallisation der Schichten dieser Heterostruktur auf einem Substrat, das aus einem eine beliebige der zur Ausbildung dieser Heterostruktur verwendeten AIIIBV#Ver bindungen darstellenden Material ausgeführt ist, aus der flüssiegen Zone in Form von durch die Ausbildung dieser Heterostruktur verwendeten AIIIBV-Verbindungen vorher gesättigtein. A method for producing multilayer semiconducting materials is known Heterostructures based on AIIIBV compounds, in which AIII is a metal of third group and BV a metalloid of the fifth group of the periodic table is consisting in a crystallization of the layers of this heterostructure a substrate made from any of the to form this heterostructure AIIIBV # material used is made from the liquid lying zone in the form of used by the formation of this heterostructure AIIIBV connections previously saturated.

Gallium oder Wi#mi:t, wobei die Sättigung der flüssigen Zone von B.uellenmaterial erfolgt, das die flüssige Zone mit einem Stoff für kristallisierende Schichten speist und sich aus AIIIBV-Verbindungen zusammensetzt, die in diesem bekannten Verfahren als GaAs und AlAs-Verbindungen auftreten.Gallium or Wi # mi: t, being the saturation of the liquid zone of B. Quellenmaterial takes place, which feeds the liquid zone with a substance for crystallizing layers and is composed of AIIIBV compounds used in this known method occur as GaAs and AlAs compounds.

Darüber hinaus weist das Quellenmaterial eine variable Zusammensetzung in der zum Substrat parallelen Ebene auf und besteht aus einer AlAs- und einer GaAs-Platte, während die Steuerung der Zusammensetzung der auf dem Substrat kristallisierenden Schichten durch Rotation des Quellenmaterials über dem Substrat erfolgt, wobei die flüssige Zone im Verlauf des gesamten Kristallisationsvorganges zwischen dem Quellenmaterial und dem Substrat liegt und der Kristallwaghstumsvorgang selbst unter der Wirkung einer durch eine Umgebungsheizung verursachten Temperaturänderung (s. beispielsweise den UdSSR-Urheberschein N. 390600, K1. 11011 7/38) abläuft0 Nachteilig ist bei diesem bekannten Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen die Tatsache, dass die Zusammensetzungen der kristallisierenden Schichten einer in diesem Verfahren erzeugten Heterostruktur nach der chemischen Zusammensetzung nahe aneinander kommen, weil infolge einer Rotation des Quellenmaterials über dem Substrat die Zusammensetzung der gesättigten, unterhalb der verschiedenen Platten des Quellenmaterials befindlichen Gebiete der flüssigen Zone und folglich auch die Zusammensetzung der aus jedem der Gebiete der flüssigen Zone auskristallisierenden Schichten der Heterostruktur ausgeglichen wird. In addition, the source material has a variable composition in the plane parallel to the substrate and consists of an AlAs and a GaAs plate, while controlling the composition of those crystallizing on the substrate Laying is done by rotating the source material over the substrate, the liquid zone in the course of the entire crystallization process between the source material and the substrate lies and the crystal growth process itself is under the action a temperature change caused by ambient heating (see for example the USSR copyright certificate N. 390600, K1. 11011 7/38) expires0 This is a disadvantage known method for the production of multilayer semiconducting heterostructures on the basis of AIIIBV compounds the fact that the compositions of the crystallizing layers of a heterostructure produced in this process come close to each other according to their chemical composition, because as a result of a rotation of the source material above the substrate the composition of the saturated, below of the various plates of the source material are the areas of the liquid Zone and, consequently, the composition of each of the areas of the liquid Zone crystallizing out Layers of the heterostructure are balanced will.

Ein anderer nachteil des erwähnten bekannten #erfaa'rens liegt in der Unmöglichkeit, Schionten gleichnässiger Dicke zu erhalten, was auf die Anwendung einer ein asymetrisches, ungleiche Wachstiiitisbedin#ungen für eine Schicht auf verschiededenen Abschnitten des Substrats bietendes Temperaturfeld erzeugenden Umgebimgsheizung zurückzuführen ist. Another disadvantage of the aforementioned known experience lies in the impossibility of obtaining shionts of uniform thickness, which is due to the application one has asymmetrical, unequal growth conditions for one layer Ambient heating providing a temperature field generating various sections of the substrate is due.

Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens ist eine grosse Trägheit bei der Erzeugung mehrschichtiger halbleitender Heterostrukturen, was gleichfalls durch die Anwendung der eine Temperaturänderung nach der erforderlichen Abhängigkeit bewirkenden Umgebungsheizung bedingt ist. Another disadvantage of this known method is a major one Inertia in creating multilayer semiconducting heterostructures, which is also by applying a temperature change according to the required dependency causing ambient heating is due.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden. The purpose of the present invention is to remedy the disadvantages mentioned to avoid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIII BV-Verbindungen zu schaffen, das es gestattet, eine mehrschichtige halbleitende Heterostruktur mit periodisch abwechselnder chemischer Zusammensetzung der Schichten, deren vorgegebener Dicke und einer ausgeprägten Trennungslinie zwischen den Schichten zu erhalten. The invention is based on the object of such a method for the production of multilayer semiconducting heterostructures on the base of AIII BV connections that allow a multilayer semiconducting Heterostructure with periodically alternating chemical composition of the layers, their predetermined thickness and a pronounced dividing line between the layers to obtain.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf uer Basis von AIII-BV-Verbindungen, wo A III ein Metall der dritten Gruppe und BV ein Metalloid der fünften Gruppe des Periodischen Systems ist, in einer Kristallisation von Schichten dieser Heterostruktur auf einem Substrat, das aus einem eine beliebige der zur Ausbildung dieser Heterostruktur verwendeten AIIIBV-Verbindungen darstellenden Material ausgeführt ist, aus der flüssigen Zone in Form von durch zur Ausbildung dieser Heterostruktur verwendete AIIIBV-Verbindungen vorher gesättigtem Gallium oder Wismut, wobei die Sättigung der flüssigen Zone von einem Quellenmaterial erfolgt, das die flüssige Zone mit einem Stoff für kristallisierende Schichten speist und sich aus AIIIBV-Verbindungen zusammensetzt, besteht und dass gemäss der Erfindung zur Kristallisation von Schichten einer mehrschichtigen halbleitenden Heterostruktur auf der Basis von GaSb- und AlSb-Verbindungen als Quellenmaterial eine feste GaSb-.AlSb-liösung gewählt wird und der Kristallwachstumsvorgang unter der Wirkung von durch das quellenmaterials die flüssige Zone und das Substrat in einer für eine Kristallisation von Schichten auf dem Substrat durch Auflösen des Quellenmaterials in der flüssigen Zone sorgenden Richtung hindurchgeschobenen Gleichstromimpulsen geschieht, wobei beim Durchgang eines Stromimpulses zwei Schichten einer mehrschichtigen halbleitenden Heterostruktur kristallisieren. This object is achieved in that the method for production of multilayer semiconducting heterostructures based on AIII-BV compounds, where A III a Metal of the third group and BV a metalloid of fifth group of the periodic table is in a crystallization of layers this heterostructure on a substrate that consists of any of the used to form This heterostructure used material representing AIIIBV compounds is, from the liquid zone in the form of through to the formation of this heterostructure used AIIIBV compounds previously saturated gallium or bismuth, the Saturation of the liquid zone takes place from a source material which is the liquid Zone with a substance for crystallizing layers feeds and is made up of AIIIBV compounds composed, and that according to the invention for the crystallization of layers a multilayer semiconducting heterostructure based on GaSb and AlSb compounds a solid GaSb .AlSb solution is selected as the source material and the crystal growth process under the action of through the source material the liquid zone and the substrate in one for a crystallization of layers on the substrate by dissolution of the source material in the liquid zone providing direction pushed through DC pulses happen, with two layers when a current pulse passes through it crystallize a multilayered semiconducting heterostructure.

Die anderen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend bei einer Beschreibung des ;~rfahrens zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden:7eterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen erläutert. The other objects and advantages of the present invention will be a description of the procedure is given below for the production of multilayer semiconducting: 7eterostructures based on AIIIBV compounds explained.

Betrachten wir das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen,halbleitenden Heterostrukturen aul der Basis von GaSb-und AlSb-Verbindungen. Let us consider the inventive method for producing multilayer, semiconducting heterostructures based on GaSb and AlSb compounds.

Quellenmaterial, als welches eine feste GaSb-AlSb-Losung zur Verwendung gelangt, ein Flüssignietall (Gallium oder Wismut) darstellende flüssige Zone,aus AlSb oder GaSbhergestelltes Substrat,eine fremde Gleichstromquclle und ein Schalter stellen einen geschlossenen elektrischen Stromkreis dar. Source material as which a solid GaSb-AlSb solution for use arrives, a liquid zone representing liquid steel (gallium or bismuth) AlSb or GaSb made substrate, a foreign DC power source and a switch represent a closed electrical circuit.

Im Anfangsmoment (vor der Impulsgebung) weisen das Quellenmaterial, die flüssige Zone und das Substrat eine gleiche Temperatur To auf, die derart gewählt ist, dass sie oberhalb der Schmelztemperatur des Metalls der flüssigen Zone liegt, und die darüber hinaus derart ist, dass dabei eine Sättigung der flüssigen Zone mit dem Quellenmaterial bis zu den Löslichkeiten von GaSb und AlSb in der flüssigen Zone bei dieser Temperatur To entsprechenden Konzentrationen stattfindet. Eine Berührung der flüssigen Zone mit dem Substrat fehlt in diesem Anfangsmoment. indem man im weiteren die flüssige Zone mit dem Quellenmaterial sättigt, nähert man sie an das Substrat in der Weise, dass sie eine Kontaktfläche bilden, wobei das Material des Substrats (GaSb oder AlSb) in- der flüssigen Zone nicht aufgelöst wird, weil die letztere mit diesem Material bereits gesättigt ist. Im folgenden hat eine beliebige Abweichung der Temperatur von T0 eine Auflösung des Quellenmaterials und des Substrats in der flüssigen Zone (falls die Temperatur erhöht wird) oder eine Kristallisation von GaSb und AlSb aus der flüssigen Zone (falls die Temperatur erniedrigt wird) zur Folge.In the initial moment (before the impulse is given) the source material, the liquid zone and the substrate have the same temperature To, which is selected in this way is that it is above the melting temperature of the metal of the liquid zone, and which, moreover, is such that it saturates the liquid zone with the source material up to the solubilities of GaSb and AlSb in the liquid Zone takes place at this temperature To corresponding concentrations. One touch the liquid zone with the substrate is absent at this initial moment. by using the further saturates the liquid zone with the source material, it approaches the Substrate in such a way that they form a contact surface, the material of the Substrate (GaSb or AlSb) is not dissolved in the liquid zone because the the latter is already saturated with this material. Hereinafter Has any deviation in temperature from T0 will result in dissolution of the source material and the substrate in the liquid zone (if the temperature is increased) or a crystallization of GaSb and AlSb from the liquid zone (if the temperature is lowered).

Im folgenden Augenblick wird unter Benutzung des Schalters und der Gleichstromquelle durch das Quellenmaterial, die flüssige Zone und das Substrat ein Gleichstromimpuls hindurchgegeben.Allgemein bekannt ist, daß beim Durchgang des Gleichstroms durch die Trennungslinie eines Halbleitermaterials und dessen Schmelze (oder Lösung-Schmelze) in Abhängigkeit von der Bewegungsrichtung dieses Gleichstroms an der genannten Trennungsgrenze durch den Peltier-Effekt bedingte Wärme entweder entwickelt oder aufgenommen wird. Die Richtung der Gleichetromimpulse wird in der Weise gewählt, dass an der Trennungslinie des Quellenmaterials und der flfissigen Zone die Wärme entwickelt und an der Trennungslinie der flüssigen Zone und des Substrats aufgenommen wird. In the following moment, using the switch and the Direct current source through the source material, the liquid zone and the substrate a DC pulse passed through. It is generally known that when passing through of the direct current through the dividing line of a semiconductor material and its melt (or solution-melt) depending on the direction of movement of this direct current either heat caused by the Peltier effect at the separation limit mentioned is developed or recorded. The direction of the equatorial pulses is in the Way chosen that at the dividing line of the source material and the liquid Zone that develops heat and is at the dividing line between the liquid zone and the substrate is recorded.

Hierbei wird beim Gleichstromimpulsdurchgang eine Schicht des Quellenmaterials unter dem Einfluss der erzeugten Wärme aufgelöst, und die Dicke dieser Schicht hängt von der erzeugten Wärmemenge und folglich von der Gleichstromimpulsgrösse und -dauer ab. Zur selben Zeit sinkt die Temperatur an der Trennungslinie des Substrats und der flüssigen Zone ab, und da die flüssige Zone in Bezug auf GaSb und AlSb übersättigt ist, beginnt die erste im wesentlichen aus AlSb bestehende Schicht zuiristallisieren, weil der Segregationskoeffizient beim Aluminium ein Vielfaches des Galliums beträgt. In dem Maße, wie die Menge von AlSb in der am Substrat anliegenden Schicht der flüssigen Zone abnimmt, beginnt eine im wesentlichen aus GaSb bestehende Schicht zu kristallisieren, wobei für die Zeit des Durchganges eines Stromimpulses durch das Quellenmaterial, die flüssige Zone und das Substrat auf dem letzteren lediglich zwei Heterostrukturschichten - AlSb und GaSb-Schichten-auskristallisieren. Indem man die Einspeisung der Gleichstromimpulse wiederholt, erhält man eine mehrschichtige halbleitende Heterostruktur auf der Basis von GaSb- und AlSb-Verbindungen. In this case, a layer of the source material becomes when the direct current pulse passes dissolved under the influence of the generated heat, and the thickness of this layer depends on the amount of heat generated and consequently on the size and duration of the direct current pulse away. At the same time, the temperature at the dividing line of the substrate and decreases of the liquid zone, and since the liquid zone with respect to GaSb and AlSb is oversaturated, the first layer, consisting essentially of AlSb, begins to crystallize, because the segregation coefficient in aluminum is a multiple of gallium. To the extent that the amount of AlSb is in contact with the substrate As the layer of the liquid zone decreases, a layer consisting essentially of GaSb begins Layer to crystallize, while for the time of passage of a current pulse through the source material, the liquid zone and the substrate on the latter only two heterostructure layers - AlSb and GaSb layers - crystallize out. By repeating the injection of the direct current pulses, a multilayered one is obtained semiconducting heterostructure based on GaSb and AlSb compounds.

Betrachten wir ein konkretes Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen, wo AIII ein Metall der dritten Gruppe und BV ein Metalloid der fünften Gruppe des Periodischen Systems ist. Let us consider a specific embodiment of the method for Production of multilayer semiconducting heterostructures on the basis of AIIIBV compounds where AIII is a third group metal and BV is a metalloid the fifth group of the periodic table.

Das Quellenmaterial in Form einer festen GaSb-AlSb-liösung und das Substrat aus GaSb, ausgeführt in Gestalt von Zylindern mit einem Durchmesser von 10 mm, einer Höhe von 10 mm und mit polierten Stirnseiten, werden in eine Quarzampulle mit speziellen gleichzeitig auch als Stromzuführungen auftretenden Halterungen für das Quellenmaterial und das Substrat eingesetzt, wobei die Oberfläche des Quellenmaterials streng parallel zu der ihr zugewandten Oberfläche des Substrats angeordnet wird. Auf die Oberfläche des Quellenmaterials wird die (in Abhängigkeit von der erforderlichen Stärke der flüssigen Zone) benötigte Menge von Wismut aufgebracht, und durch die Ampulle wird Wasserstoff bei einem Druck von 0>5 Atmosphären hindurchgeleitet. Die Erwärmung der Ampulle mit dem in dieser untergebrachten Quellenmaterial, Wismut und Substrat auf eine Temperatur To = 400 bis 55000 erfolgt durch eine Umgebungsheizung. The source material in the form of a solid GaSb-AlSb solution and that GaSb substrate in the form of cylinders with a diameter of 10 mm, a height of 10 mm and with polished end faces, are placed in a quartz ampoule with special brackets for the source material and the Substrate used, with the surface of the source material strictly parallel to the surface of the substrate facing it is arranged. The (depending on of the required thickness of the liquid zone) required amount of bismuth applied, and hydrogen is passed through the vial at a pressure of 0> 5 atmospheres. The heating of the ampoule with the source material contained in it, bismuth and substrate to a temperature To = 400 to 55,000 is carried out by means of ambient heating.

Die Erhitzung auf Temperaturen unterhalb von 40000 ist untorteilhaft, denn die Löslichkeit von GaSb und AlSb im Wismut ist bei diesen Temperaturen gering und die Erzeugung einer mehrschichtigen halbleitenden Heterostruktur geht langsam vor sich. Heating to temperatures below 40,000 is disadvantageous, because the solubility of GaSb and AlSb in bismuth is low at these temperatures and the formation of a multilayer semiconducting heterostructure is slow in front of you.

Bei Temperaturen oberhalb von 55000 beginnen sich die anliegenden Schichten der erhaltenen Heterostruktur nach der chemischen Zusammensetzung auf Grund einer Diffusion auszugleichen, was auch ein unernmnschter Effekt ist. At temperatures above 55,000, the adjacent ones begin Layers of the obtained heterostructure according to the chemical composition To compensate for the cause of diffusion, which is also an undesirable effect.

Das Quellenmaterial, Wismut und Substrat werden bei der Temperatur To im Laufe von fünf Stunden gehalten, wobei das Wismut für diese Zeit auf der Oberfläche des quellenmate rials aufschmilzt und sich mit dessen Stoffen (GaSb und AlSb) bis zu den Löslichkeiten dieser Stoffe im Wismut bei der genannten Temperatur To entsprechenden Konzentrationen sättigt. Im weiteren werden das Substrat und das Quellenmaterial an die flüssige Zone angenähert, wodurch eine Benetzung der gesamten Fläche des Substrats aus GaSb mit dem aufgeschmolzenen, durch GaSb und AlSb gesättigten t;Jisenut zustande kommt. Nach der Beruhrung des Substrats mit dem flüssigen Wismut wird durch das Quellemnaterial, Wismut und Substrat von der fremden Gleichstroinquelle ein Gleichstromimpuls mit einer Dauer von zwei Stunden und einer Dichte von 1,5 bis 25ß/cm­ hindurchgegeben. Der nächstfolgende Gleichstromimpuls mit der gleichen Dauer und Dichte wird in 0,5 Stunde hindurchgegeben. The source material, bismuth and substrate are at that temperature To be held for five hours, with the bismuth on the surface for this time of the source material melts and with its substances (GaSb and AlSb) up to corresponding to the solubilities of these substances in bismuth at the stated temperature To Concentrations saturates. In the following, the substrate and the Source material approximated to the liquid zone, thereby wetting the whole Surface of the substrate made of GaSb with the melted, saturated with GaSb and AlSb t; Jisenut comes about. After contacting the substrate with the liquid bismuth becomes through the source material, bismuth and substrate from the foreign direct current source a DC pulse with a duration of two hours and a density of 1.5 passed through to 25 [beta] / cm. The next following direct current pulse with the same Duration and density are passed through in 0.5 hour.

Nach Beendigung des Vorganges wird das Substrat mit ei ner auf dessen Oberfläche auskristallisierten mehrschichtigen halbleitenden Heterostruktur vom flüssigen Wismut gelöst und die Temperatur To im Laufe von 2,5 Stunden auf Zimmert emperatur herabgesenkt. After completion of the process, the substrate with egg ner on it Surface crystallized multilayer semiconducting heterostructure from liquid bismuth and the temperature To in the course of 2.5 hours to room temperature lowered.

Die in dieser Weise auskristallisierten mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen bestehen aus sich nach deren chemischer Zusammensetzung unterscheidenden Schichten, während die Dicke dieser Schichten sich in Grenzen von 10 bis 80J;lm in Abhängigkeit von der im Bereich von 1,5 bis 25 A/cm­ gewählten Dichte des durchgelassenen Stroms bewegt. The multilayered semiconducting ones crystallized out in this way Heterostructures consist of differing chemical compositions Layers, while the thickness of these layers varies from 10 to 80 µm depending on the density selected in the range from 1.5 to 25 A / cm of the transmitted Stroms moves.

Die Wirkung der Gleichstromimpulse mit einer Dichte weniger als 1,5 A,/cm­ lässt den Kristallwachstumsvorgang sehr lange dauern, während die Einspeisung der Gleichstromimpulse mit einer Dichte grösser als 25 A/cm2 eine Störung der Stabilität der Kristallisationsbedingungen für die Schichten auf dem Substrat auf Grund einer Wärmewirkung des elektrischen Stroms zur Folge hat.The effect of direct current pulses with a density less than 1.5 A, / cm makes the crystal growth process take a long time during the feeding of the direct current impulses with a density greater than 25 A / cm2 a disturbance of the stability the Crystallization conditions for the layers on the substrate due to the effect of heat of the electric current.

Im oben angeführten Beispiel des Verfahrens zur Eerstel lung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen kommt als Metall der flüssigen Zone Wismut in Frage, während das Substrat aus GaSb besteht. Die Ausnutzung von AlSb als Material des Substrats führt zu keiner Änderung des Kristallisationsvorganges für die Schichten und beeinflusst in keiner Weise das Endergebnis. In the above example of the method for creating multilayer semiconducting heterostructures based on AIIIBV compounds Bismuth can be used as the metal of the liquid zone, while the substrate is made of GaSb consists. The use of AlSb as the material of the substrate does not lead to any change the crystallization process for the layers and does not affect them in any way the final result.

Findet als flüssige Zone Gallium Verwendung, wird die Temperatur To im Bereich von 450 bis 550°C gewählt. sinne Erhöhung (gegenüber Wismut) der unteren Temperaturgrenze wird durch eine geringere Löslichkeit von GaSb und AlSb im Gallium gegenüber deren Löslichkeit im Wisniut bedingt. Im übrigen verläuft der Kristallwachstumsvorgang für die Schichten einer mehrschichtigen halbleitenden Heterostruktur unter denselben Verhältnissen und in derselben Reihenfolge, wie dies vorstehend im angeführten konkreten Beispiel beschrieben wurde. If gallium is used as the liquid zone, the temperature To is selected in the range from 450 to 550 ° C. sense increase (compared to bismuth) the lower The temperature limit is due to the lower solubility of GaSb and AlSb in gallium relative to their solubility in knowledge. Otherwise, the crystal growth process proceeds for the layers of a multilayer semiconducting heterostructure under them Proportions and in the same order as in the specific above Example has been described.

Das erfindungßgemässeverfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden HeterostrukWuren auf der Basis von wo wo AIII ein Metall der dritten Gruppe und BV ein Metalloid der fünften Gruppe ist, gestattet es, Heterostrukturen zu erzeugen, die zur Schaffung von auf der Grundlage der Ausnutzung der Eigenschaften der Heteroübergänge arbeitenden Halbleitergeräten, insbesondere zur Schaffung von Heterolasern, eingesetzt werden. The process according to the invention for the production of multilayer semiconducting heterostructures based on where AIII is a metal of the third Group and BV is a metalloid of the fifth group, allows heterostructures to generate that to create on the Basis of exploitation the properties of the heterojunction semiconductor devices, in particular for the creation of hetero lasers.

Die erfindungsgemäss erzeugte mehrschichtige haiblei tende Heterostruktur weist scharf ausgeprägte Schichten gleichmassiger Stärke-und verschiedener chemischer Zusammensetzung auf. The multi-layer semi-rigid heterostructure produced according to the invention has sharply defined layers of uniform thickness and different chemical Composition on.

Die Steuerung des Kristallwachstumsvorganges für diese Schichten mit Hilfe des elektrischen Stroms erinöglichte es, ein trägheitsloses Verfahren zur Herstellung von Heterostrukturen zu entwickeln, und begünstigte eine gleichmässige und qualitätsgerechte Kristallisation der genannten Schichten auf dem Substrat. The control of the crystal growth process for these layers with the help of the electric current it was made possible, an inertia-free process for the production of heterostructures, and favored a uniform and high-quality crystallization of the said layers on the substrate.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH PATENT CLAIM Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen halbleitenden Heterostrukturen auf der Basis von AIIIBV-Verbindungen, worin AlIl ein Metall der dritten Gruppe und 3V ein Metalloxid der fünften Gruppe des Periodischen Systems ist, bestehend in einer Kristallisation der Schichten dieser Heterostruktur auf einem Substrat, das aus einem eine beliebige der zur Ausbildung dieser Heterostruktur verwendeten AIIIBV-Verbindungen darstellenden Material ausgeführt ist, aus der flü9-sigen Zone in Borm von durch zur Ausbildung dieser Heterostruktur verwendete AIIIBV-Verbindungen vorher gesättigtem Gallium oder Wismut, wobei die Sättigung der flüssigen Zone von einem Quellenmaterial erfolgt, das die flüssige Zone mit einem Stoff für kristallisierende Schichten speist und sich aus AIIIBV-Verbindungen zusammensetzt, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Kristallisation von Schichten einer mehrschichtigen haibleitenden Heterostruktur auf der Basis von GaSb-- und AlSb-Verbindungen als Quellenmaterial eine feste GaSb-AlSb-Lösung gewählt wird und der Kristallwachstumsvorgang unter der Wirkung von durch das quellenmaterial, die flüssige Zone und das Substrat in einer für eine Kristallisation von Schichten auf dem Substrat durch Auflösen des Quellenmaterials in der flüssigen Zone sorgenden Richtung hindurchgeleiteten Gleichstromimpulsen geschieht, wobei beim.Durchgang eines Stromimpulses zwei Schichten einer mehrschic.htigen halbleitenden Heterostruktur kristallisieren. Process for the production of multilayer semiconducting heterostructures based on AIIIBV compounds, in which AlIl is a metal of the third group and 3V is a metal oxide of the fifth group of the periodic table in a crystallization of the layers of this heterostructure on a substrate, that of any of those used to form this heterostructure Material representing AIIIBV compounds is carried out from the liquid zone in the form of AIIIBV compounds used to form this heterostructure previously saturated gallium or bismuth, the saturation of the liquid zone being from a source material takes place, which the liquid zone with a substance for crystallizing Feeds layers and is composed of AIIIBV compounds, d a -d u r c h it is not noted that the crystallization of layers of a multilayer Semiconducting heterostructure based on GaSb and AlSb compounds as Source material a solid GaSb-AlSb solution is chosen and the crystal growth process under the action of through the source material, the liquid zone and the substrate in one for a crystallization of layers on the substrate by dissolution of the source material in the liquid zone providing direction DC impulses happen, with two layers during the passage of a current impulse crystallize in a multi-layered semiconducting heterostructure.
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