DE4214224A1 - Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten - Google Patents

Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten

Info

Publication number
DE4214224A1
DE4214224A1 DE19924214224 DE4214224A DE4214224A1 DE 4214224 A1 DE4214224 A1 DE 4214224A1 DE 19924214224 DE19924214224 DE 19924214224 DE 4214224 A DE4214224 A DE 4214224A DE 4214224 A1 DE4214224 A1 DE 4214224A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compounds
formula
alkyl
atoms
hydrogen
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
Application number
DE19924214224
Other languages
English (en)
Other versions
DE4214224C2 (de
Inventor
Harald Donath
Peter Gimmnich
Ernst Goebel
Joerg Lorberth
Klaus Rademann
Wolfgang Stolz
Christel Thalmann
Gunnar Zimmermann
Arnd Greiling
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SGS MOCHEM PRODUCTS GMBH, 35781 WEILBURG, DE
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE19924214224 priority Critical patent/DE4214224A1/de
Priority to PCT/EP1993/000986 priority patent/WO1993022473A1/de
Priority to MX9302575A priority patent/MX9302575A/es
Publication of DE4214224A1 publication Critical patent/DE4214224A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4214224C2 publication Critical patent/DE4214224C2/de
Granted legal-status Critical Current

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
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/301—AIII BV compounds, where A is 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
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von elementorganischen Verbindungen, die als Element Phosphor oder Arsen enthalten, zur Abscheidung des Gruppe-V-Elementes oder auch einer III-V-Kombination aus der Gasphase oder im Vakuum sowie ein Verfahren zur Herstellung dünner Filme oder Schichten durch Abscheidung von Elementen aus elementorganischen Verbindungen aus der Gasphase oder im Vakuum.
Die Abscheidung solcher Schichten, meist in Kombination mit Elementen der III. Gruppe wie z. B. Gallium oder Aluminium, kann zur Herstellung von elektrischen, elektronischen, opti­ schen oder optoelektronischen Schaltelementen, Verbindungs­ halbleitern und Lasern verwendet werden.
Die Eigenschaften dieser Filme hängen von den Abscheidungs­ bedingungen und der chemischen Zusammensetzung des abgeschie­ denen Films ab.
Für die Abscheidung aus der Gasphase kommen alle bekannten Methoden wie die Metal-Organic Chemical Vapour Deposition (MOCVD) Methode, die Photo-Metal-Organic Vapour Phase (Photo-MOVP) Methode, bei welcher die Substanzen durch UV-Bestrahlung zersetzt werden, die Laser Chemical Vapour Deposition (Laser CVD) Methode oder die Metal-Organic Magnetron Sputtering (MOMS) Methode in Frage die Vorteile gegenüber anderen Methoden sind ein kontrollierbares Schichtenwachstum, eine genaue Dotierungskontrolle sowie eine aufgrund der Normal- oder Niederdruckbedingungen einfache Handhabung und Produktionsfreundlichkeit. Darüber hinaus kann eine Abscheidung aber auch im Vakuum unter Verwendung metall­ organischer Molekularstrahlverfahren erfolgen.
Bei der MOCVD-Methode werden metallorganische Verbindungen eingesetzt, die sich unter Abscheidung des Metalls bei einer Temperatur unterhalb 1100°C zersetzen. Typische Apparaturen, die zur Zeit für MOCVD benutzt werden, bestehen aus einem "bubbler" mit einer Zufuhr für die metallorganische Kompo­ nente, einer Reaktionskammer, die das zu beschichtende Substrat enthält, sowie einer Quelle für ein Trägergas, das gegen die metallorganische Komponente inert sein soll. Der "bubbler" wird auf einer konstanten, relativ niedrigen Tempe­ ratur gehalten, die vorzugsweise über dem Schmelzpunkt der metallorganischen Verbindung, aber weit unterhalb der Zerset­ zungstemperatur liegt. Die Reaktions- oder Zersetzungskammer hat vorzugsweise eine sehr viel höhere Temperatur, die unter­ halb 1100°C liegt, bei welcher die metallorganische Verbin­ dung sich vollständig zersetzt und das Metall abgeschieden wird. Durch das Trägergas wird die metallorganische Verbin­ dung in den Dampfzustand gebracht und mit dem Trägergas in die Zersetzungskammer geschleust. Der Massenfluß des Dampfes ist gut zu kontrollieren, und somit ist auch ein kontrollier­ tes Wachsen der dünnen Schichten möglich.
Die anderen Methoden der Gasphasenabscheidung unterscheiden sich hiervon im wesentlichen nur durch die Art der Zuführung der für die Zersetzung erforderlichen Energie. Bei dem Vakuumverfahren erfolgt die Zerlegung der Verbindung an einer thermisch, optisch oder durch andere Methoden angeregten Oberfläche.
Bislang werden in den Standard-Prozessen für Erzeugung von Schichten, die Elemente der Gruppe V enthalten, hauptsächlich beispielsweise AsH3 oder PH3 eingesetzt, also Gruppe-V-Verbin­ dungen, die bereits im Molekül Gruppe-V-Element-H-Bindungen aufweisen. Diese Gruppe V-H-Funktionen sind notwendig, um auf der Epitaxieschichtoberfläche sich bildende Kohlenwasser­ stoffradikale und eventuell vorhandene Verunreinigungsatome abzusättigen. Der Nachteil dieser Verbindungen liegt jedoch in ihrer großen Giftigkeit. Daher sind für ihre Herstellung, den Transport, die Lagerung und die Anwendung dieser Verbin­ dungen aufwendige Vorsichtsmaßnahmen notwendig.
Eine großtechnische Anwendung ist nur unter einem extrem hohen Sicherheits- und Kostenaufwand möglich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es nun, elementorgani­ sche Gruppe-V-Verbindungen (Phosphor oder Arsen) zu finden, die nicht die Giftigkeit der Phosphine oder Arsine aufweisen, die unempfindlich und einfach handhabbar sind, die dennoch die für den Epitaxieprozeß notwendigen Gruppe-V-H-Funktionen liefern und die für die Abscheidung mit den genannten Verfah­ ren geeignet sind.
Es wurde nun gefunden, daß organische Verbindungen der Ele­ mente Phosphor und Arsen, die keine V-H-Bindung aufweisen, aber während des Abscheidungsprozesses zunächst durch β-Eli­ minierung zerfallen und Verbindungen mit der notwendigen Gruppe V-H-Funktion bilden, die dann in üblicher Weise zer­ setzt werden, die genannten Bedingungen in hervorragender Weise erfüllen.
Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung der elementorganischen Verbindungen der Formel I
M(R)₃ (I)
worin
M Phosphor oder Arsen,
R geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl mit 1-14 C-Atomen, das auch teilweise oder vollständig fluoriert sein kann, bedeutet, wobei mindestens einer der Reste R die Struktur II
aufweist, mit
R1, R2, R3, R4 Wasserstoff oder Alkyl, das auch teilweise oder vollständig fluoriert sein kann, mit 1-8 C-Atomen und der Maßgabe, daß bis zu drei Resten von R1, R2, R3, R4 gleichzeitig Wasserstoff sein können,
zur Abscheidung des Elements oder einer III-V-Kombination aus der Gasphase oder im Vakuum auf Substraten.
Ferner ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Her­ stellung von Schichten auf Substraten durch Gasphasen- oder Vakuumabscheidung von Elementen aus elementorganischen Ver­ bindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als ele­ mentorganische Verbindung Verbindungen der Formel I einsetzt, wobei diese zunächst bei Temperaturen zwischen 100° und 800°C in-situ in Verbindungen der Formel III
HM(R′)₂ III
mit R′ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-14 C-Atomen, das auch teilweise oder voll­ ständig fluoriert sein kann, überführt und diese an dem Substrat zersetzt werden.
Das Prinzip des neuen Verfahrens besteht darin, daß die stabilen Verbindungen der Formel I während des MOCVD-Prozes­ ses durch β-Elimination zerfallen. Dies bedeutet, daß die für den Epitaxieprozeß notwendigen Gruppe-V-H-Funktionen erst in geringsten, für den Prozeß genau abgestimmten Mengen im Reaktor erzeugt und dort sofort zu der gewünschten Schicht­ struktur umgesetzt werden. Eine Bevorratung von typisch 1 bis 10 kg einer hochgiftigen Gruppe-V-H-Verbindung entfällt vollständig.
Im eigentlichen Vorratsgefäß liegt somit eine Gruppe-V- Precursor-Verbindung mit einem um Größenordnungen reduzierten Gefahrenpotential vor. Charakteristisch für die Precursor- Verbindungen der Formel I ist das Vorhandensein zumindest einer C-H-Bindung an dem β-ständigen C-Atom im organischen Rest.
Bekannt sind Untersuchungen mit den Standard-Gruppe-V-Verbin­ dungen, wie z. B. Triethylarsin (vgl. G.B. Springfellow, J. Cryst. Growth 105, 260-270 (1990)). Für diese Moleküle wurde bisher immer eine radikalische Spaltung der As-C-Bin­ dung beobachtet. Deshalb wird beim Einsatz solcher Moleküle bei der MOCVD in Kombination mit herkömmlichen Trialkyl- Gruppe(III)-Verbindungen der Einbau einer hohen Kohlenstoff­ konzentration beobachtet.
Folglich wurde erst jetzt, durch die vorliegende Erfindung, das Prinzip der β-Eliminierung für die MOCVD-Technik voll erkannt und das erfindungsgemäße Verfahren kann nun in voller Breite technisch genutzt werden.
Der Reaktionsmechanismus über die β-Eliminierung ist gesi­ chert, da bei entsprechenden Zerlegungsuntersuchungen massen­ spektroskopisch die für einen solchen Mechanismus zu erwar­ tenden Verbindungen (z. B. Isobuten entstanden aus einer tertiär-butyl-Gruppe) nachgewiesen wurden.
Die Verbindungen der Formel I sind teilweise bekannt, jedoch nicht im Zusammenhang mit den angesprochenen Abscheidungs­ verfahren.
Die Verbindungen der Formel I haben drei Reste R, wobei diese Reste gleich oder verschieden sein können, aber mindestens ein Rest muß ein verzweigter Alkylrest sein, der zumindest eine C-H-Bindung an dem β-ständigen C-Atom besitzt.
In den vor- und nachstehenden Formeln bedeutet M Phosphor oder Arsen, vorzugsweise Arsen.
Die Reste R bedeuten vorzugsweise jeweils unabhängig von­ einander eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1-14 C-Atomen, vorzugsweise 1-10 C-Atomen.
Die Alkylgruppen bedeuten demnach bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, iso-Propyl, sek.-Butyl, tert.-Butyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl oder 2-Octyl. Die Alkylreste können auch teilweise oder vollständig fluoriert sein und bedeuten dann vorzugsweise Monofluormethyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, Difluorethyl, Pentafluorethyl, Trifluorpropyl, Heptafluor­ propyl, Nonafluorbutyl oder auch Undecafluorpentyl.
Mindestens einer der Reste R weist die Struktur II
auf.
Die Reste R1, R2, R3 und R4 bedeuten darin H oder Alkyl mit 1-8 C-Atomen, wobei die Alkylgruppen auch teilweise oder vollständig fluoriert sein können. Es kommen dabei die schon genannten bevorzugten Gruppen in Betracht.
Bis zu 3 Resten von R1, R2, R3 und R4 können gleichzeitig Wasserstoff sein. Vorzugsweise sind zwei Reste gleichzeitig Wasserstoff.
Vorzugsweise stellt ein Rest R eine Gruppe mit der Struk­ tur II dar, die anderen beiden Reste sind vorzugsweise gerad­ kettige Alkylgruppen.
Die folgende Gruppe von Verbindungen (1)-(27) stellt eine beispielhafte Auswahl von besonders bevorzugten Vertretern der Formel I dar:
(C₂H₅)₂t-C₄H₉ M (1)
(C₂H₅)₂i-C₄H₉ M (2)
(C₂H₅)₂i-C₄H₉ As (3)
(C₂H₅)₂i-C₃H₇ M (4)
C₂H₅(t-C₄H₉)₂ M (5)
C₂H₅(i-C₄H₉)₂ M (6)
n-Alkyl(i-C₃H₇)₂ M (7)
C₂H₅(i-C₃H₇)₂ M (8)
C₂H₅(i-C₃H₇)₂ As (9)
(C₂H₅)₂t-C₄H₉ P (10)
(C₂H₅)₂i-C₃H₇ As (11)
n-Alkyl(i-C₃H₇)₂ As (12)
n-Alkyl(i-C₃H₇)₂ P (13)
n-Alkyl(t-C₄H₉)₂ As (14)
n-Alkyl(t-C₄H₉)₂ P (15)
(n-Alkyl)₂t-C₄H₉ As (16)
(n-Alkyl)₂t-C₄H₉ P (17)
(t-C₄H₉)₃ M (18)
(n-Alkyl)₂(2-pentyl) M (19)
(n-Alkyl)₂(2-methylbutyl) M (20)
(i-C₄H₉)₃ As (21)
(C₂H₅)₂t-C₄H₉ As (22)
(C₄H₉)₂i-C₄H₉ P (23)
(C₃H₇)₂i-C₄H₉ P (24)
(C₃H₇)₂t-C₄H₉ P (25)
(CH₃)₂t-C₄H₉ P (26)
(C₄H₉)₂t-C₄H₉ P (27)
n-Alkyl bedeutet darin geradkettiges Alkyl oder Fluoralkyl. Besonders bevorzugt sind dabei die Verbindungen der Formeln (1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12), (13), (18), (21) und (22).
Teilweise sind die Verbindungen der Formel I auch neu, die dann der Formel IV entsprechen
worin
M′ Arsen bedeutet,
und R, R1, R2, R3 und R4 die bereits in den Formeln I und II angegebenen Bedeutungen haben und auch Gegenstand der vorlie­ genden Erfindungen sind.
Bevorzugte Verbindungen der Formel IV sind beispielsweise die Verbindungen der Formeln (3), (9), (11), (12), (14), (16), (21) und (22).
Die bekannten Verbindungen der Formel I sowie die neuen Verbindungen der Formel IV werden nach an sich bekannten Methoden hergestellt, wie sie in der Literatur (z. B. G. Bähr, P. Burbar, Methoden der organischen Chemie, Band XIII/4, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1970)) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umset­ zungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
So können Verbindungen der Formeln I bzw. IV z. B. hergestellt werden, indem man entsprechende Gruppe-V-(alkyl)chloride mit einem Alkalimetallorganyl oder einer Grignard-Verbindung in einem inerten Lösungsmittel umsetzt.
Die Umsetzungen erfolgen vorzugsweise in inerten Lösungs­ mitteln. Als Lösungsmittel kommen dabei alle diejenigen in Frage, die die Umsetzung nicht stören und nicht in das Reaktionsgeschehen eingreifen. Die Reaktionstemperaturen entsprechen im wesentlichen denen, die aus der Literatur für die Herstellung ähnlicher Verbindung bekannt sind.
Die erfindungsgemäßen elementorganischen Verbindungen erwei­ sen sich als stabil unter Inertgasbedingungen bei Raumtempe­ ratur, können aber bei erhöhter Temperatur zersetzt werden. Sie zeigen darüber hinaus bei Raumtemperatur einen nur gerin­ gen Dampfdruck im Vergleich zu PH3 oder AsH3. Ihre Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln wie beispielsweise aliphati­ schen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder Äther ist vorzüglich. Insbesondere weisen die Verbindungen der Formeln I bzw. IV eine wesentlich geringere Giftigkeit auf als die hochgiftigen Gruppe-V-H-Verbindungen.
Die Verbindungen der Formel I sind daher hervorragend für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man zur Herstellung von Schichten auf Substraten durch Gasphasen- oder Vakuumabscheidung von Elementen wie Phosphor oder Arsen organische Verbindungen dieser Elemente einsetzt, die zur β-Eliminierung geeignet sind, also elementorganische Verbin­ dungen der Formel I.
Dabei werden diese Verbindungen der Formel I zunächst bei Temperaturen zwischen 100° und 800°C, vorzugsweise zwischen 300° und 500°C durch β-Eliminierung in Verbindungen der Formel III
HM(R′)₂ III
mit R′ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1-14 C-Atomen, auch teilweise oder vollständig fluoriert sein kann, in-situ überführt und diese dann an dem Substrat zersetzt und abgeschieden.
Die Reaktionsbedingungen für die Abscheidung können analog den aus der Literatur und dem Fachmann geläufigen Werten gewählt werden.
Zur Herstellung von elektrischen, elektronischen, optischen und optoelektronischen Bauteilen aus Verbindungshalbleitern können beim erfindungsgemäßen Verfahren während des Abschei­ dungsprozesses in der Zersetzungskammer eine oder mehrere unter den Reaktionsbedingungen gasförmige Verbindungen anderer Elemente des Periodensystems, vorzugsweise metall­ organische Verbindungen von Aluminium, Gallium oder Indium, zugesetzt werden. Dabei kommen Standardsubstanzen wie z. B. Trimethylgallium oder Trimethylindium ebenso in Frage wie erst kürzlich beschriebene intramolekular stabilisierte Verbindungen (GB 21 23 422, EP-A 108 469, EP-A 176 537, DE-OS 36 31 469, DE-OS 38 41 643).
Ferner können noch weitere Dotierstoffe dem Abscheidungspro­ zeß zugesetzt werden. Als Dotierstoffe werden dabei flüchtige metallorganische Verbindungen von Eisen, Magnesium, Zink oder Chrom eingesetzt. Als bevorzugte Verbindungen gelten dabei z. B. Zn(CH3)2, Zn(C2H5)2, Mg(C5H5)2 oder Fe(C5H5)2.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern. Temperaturangaben erfolgen immer in Grad Celsius. Fp. bedeu­ tet Schmelzpunkt und Kp. Siedepunkt.
Beispiel 1
2 mol Triisobutylaluminium werden in 300 ml Petrolether vorgelegt und bei Raumtemperatur unter Rühren mit 2 mol AsCl3 in 300 ml Petrolether versetzt. Die Tropfgeschwindigkeit richtet sich nach der Refluxintensität des Lösungsmittels.
Nach beendeter Zugabe werden weitere 5 Stunden gerührt, anschließend wird das Lösungsmittel destillativ entfernt. Man gibt zu dem Rückstand 4 mol KCl und rührt wieder 2 Stunden. Alle flüchtigen Bestandteile werden über ein U-Rohr in eine mit flüssigem Stickstoff gekühlte Vorlage einkondensiert. Die fraktionierte Destillation ergibt dann Triisobutylarsin.
Beispiel 2
  • a) Man tropft bei -50°C Brom zu einer Mischung aus Triiso­ butylarsin und Diethylether. Man läßt über Nacht rühren und erhält quantitativ weißes kristallines Triisobutyl­ arsendibromid. Das Lösungsmittel wird vollständig abde­ stilliert und bei 120°-130°C setzt die thermische Zerset­ zung ein unter Destillation von entstehendem Isobutyl­ bromid. Die verbleibende Phase wird fraktioniert und man erhält klares Diisobutylarsenbromid.
  • b) Man stellt eine Grignard-Lösung her aus Ethylbromid, Magnesium und Diethylether. Zu dieser Grignard-Lösung tropft man das nach a) erhaltene Diisobutylarsenbromid (mit Ether verdünnt). Man läßt über Nacht unter Rückfluß rühren, destilliert das Lösungsmittel ab und kondensiert alle übrigen flüchtigen Bestandteile in eine mit Flüssigstickstoff gekühlte Vorlage. Nach Fraktionierung erhält man wasserklares Monoethyldiisobutylarsin.
Beispiel 3
  • a) Analog Beispiel 1 stellt man aus Triethylaluminium, Arsentrichlorid und KCl in Petrolether mit 70%iger Ausbeute das Triethylarsin her.
  • b) 1,08 mol Triethylarsin in 300 ml Diethylether werden bei -50°C mit 55,3 ml Br2 versetzt. Man läßt über Nacht rühren.
Die Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 2a) und man erhält Diethylarsenbromid.
  • c) Man stellt eine Grignard-Lösung her aus 1,62 mol tert.- Butylchlorid, 2,43 mol Magnesium in 1000 ml Diethylether. Zu dieser Lösung tropft man 0,66 mol (C2H5)2 AsBr in 1000 ml Diethylether. Die weitere Aufarbeitung erfolgt analog Beispiel 3b) und man erhält wasserklares Diethyl­ tert.-butylarsin mit Kp. 42°C/l mbar.
Beispiel 4 Epitaxieversuch mit (C₂H₅)₂t-C₄H₉ As
Bedingungen:
Reaktordruck: 50-100 mbar
Substrattemperatur: 500°-650°C
H₂-Trägergasfluß: 7 slm
Gruppe-III-Quelle: Trimethylgallium
(C2H5)2t-C4H9 As wird zusammen mit Trimethylgallium unter oben angegebenen Bedingungen epitaxiert. Man erhält einkristalline GaAs-Schichten mit glatten Wachstumsoberflächen.
Beispiel 5
Analog Beispiel 4 erhält man bei der Zersetzung von (C2H5)2t-C4H9 As zusammen mit Dimethylamingallan einkristalline GaAs-Schichten.

Claims (5)

1. Verwendung der elementorganischen Verbindungen der Formel I M(R)₃ (I)worin
M Phosphor oder Arsen,
R geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl mit 1-14 C-Atomen, das auch teilweise oder voll­ ständig fluoriert sein kann, bedeutet, wobei mindestens einer der Reste R die Struktur II aufweist, mit
R1, R2, R3, R4 Wasserstoff oder Alkyl, das auch teilweise oder vollständig fluoriert sein kann, mit 1-8 C-Atomen und der Maßgabe, daß bis zu drei Resten von R1, R2, R3, R4 gleichzeitig Wasserstoff sein können, zur Abscheidung des Elements oder einer III-V-Kombination aus der Gasphase oder im Vakuum auf Substraten.
2. Verwendung der elementorganischen Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1 zur Abscheidung epitaktischer Schichten.
3. Verwendung der elementorganischen Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1 zusammen mit metallorganischen Verbindungen von Aluminium, Gallium oder Indium zur Herstellung von elektrischen, elektronischen, optischen und optoelektronischen Bauteilen aus III-V-Kombinationen.
4. Verfahren zur Herstellung von Schichten auf Substraten durch Gasphasen- oder Vakuumabscheidung von Elementen aus elementorganischen Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man als elementorganische Verbindung Verbindungen der Formel I M(R)₃ (I)worin
M Phosphor oder Arsen,
R geradkettiges oder verzweigtkettiges Alkyl mit 1-14 C-Atomen, das auch teilweise oder voll­ ständig fluoriert sein kann, bedeutet, wobei mindestens einer der Reste R die Struktur II aufweist, mit
R1, R2, R3, R4 Wasserstoff oder Alkyl, das auch teilweise oder vollständig fluoriert sein kann, mit 1-8 C-Atomen und der Maßgabe, daß bis zu drei Resten von R1, R2, R3, R4 gleichzeitig Wasserstoff sein können, einsetzt, wobei diese zunächst bei Temperaturen zwischen 100 und 800°C in-situ in Verbindungen der Formel IIIHM(R′)₂ IIImit R′ Wasserstoff oder geradkettiges oder verzweigt kettiges Alkyl mit 1-14 C-Atomen, das auch teil­ weise oder vollständig fluoriert sein kann, überführt und diese an dem Substrat zersetzt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Herstellung von Schichten aus III-V-Kombinationen die elementorganischen Verbindungen der Formel I nach Anspruch 1 zusammen mit unter den angewandten Reaktions­ bedingungen gasförmigen metallorganischen Verbindungen von Aluminium, Gallium oder Indium einsetzt.
DE19924214224 1992-04-30 1992-04-30 Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten Granted DE4214224A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924214224 DE4214224A1 (de) 1992-04-30 1992-04-30 Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten
PCT/EP1993/000986 WO1993022473A1 (de) 1992-04-30 1993-04-23 Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten
MX9302575A MX9302575A (es) 1992-04-30 1993-04-30 Aplicacion de compuestos elementales organicos para la separacion de elementos sobre substratos.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19924214224 DE4214224A1 (de) 1992-04-30 1992-04-30 Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4214224A1 true DE4214224A1 (de) 1993-11-04
DE4214224C2 DE4214224C2 (de) 1994-03-17

Family

ID=6457824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19924214224 Granted DE4214224A1 (de) 1992-04-30 1992-04-30 Verwendung von elementorganischen verbindungen zur abscheidung des elementes auf substraten

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE4214224A1 (de)
MX (1) MX9302575A (de)
WO (1) WO1993022473A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846774A1 (de) * 1998-10-10 2000-04-20 Cognis Deutschland Gmbh Additive für die Verarbeitung von Kunststoffen
EP1247813A2 (de) * 2001-04-06 2002-10-09 Shipley Co. L.L.C. Trialkylmetallverbindungen der Gruppe Va Metalle

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2492273A1 (de) * 2011-02-23 2012-08-29 L'Air Liquide Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Ablagerung von galliumhaltigen Dünnfilmen mittels Galliumalkylamidvorläufern

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4017966A1 (de) * 1990-06-05 1991-12-12 Ppm Pure Metals Gmbh Elementorganische verbindungen zur verwendung im elektronischen bereich

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4720560A (en) * 1984-10-25 1988-01-19 Morton Thiokol, Inc. Hybrid organometallic compounds, particularly for metal organic chemical vapor deposition
JPH0645886B2 (ja) * 1985-12-16 1994-06-15 キヤノン株式会社 堆積膜形成法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4017966A1 (de) * 1990-06-05 1991-12-12 Ppm Pure Metals Gmbh Elementorganische verbindungen zur verwendung im elektronischen bereich

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US-Z: Applied Phys. Letters 58, 1991, Nr. 12, S. 1311-1313 *
US-Z: J. Crystal Growth 105, 1990, S. 260-270 *
US-Z: J. Crystal Growth 94, 1989, S. 663-672 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19846774A1 (de) * 1998-10-10 2000-04-20 Cognis Deutschland Gmbh Additive für die Verarbeitung von Kunststoffen
EP1247813A2 (de) * 2001-04-06 2002-10-09 Shipley Co. L.L.C. Trialkylmetallverbindungen der Gruppe Va Metalle
EP1247813A3 (de) * 2001-04-06 2003-12-17 Shipley Co. L.L.C. Trialkylmetallverbindungen der Gruppe Va Metalle
KR100852361B1 (ko) * 2001-04-06 2008-08-14 롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨 트리알킬 ｖａ족 금속 화합물

Also Published As

Publication number Publication date
MX9302575A (es) 1994-08-31
DE4214224C2 (de) 1994-03-17
WO1993022473A1 (de) 1993-11-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0260534B1 (de) Metallorganische Verbindungen
DE3687540T2 (de) Verfahren zum niederschlagen einer schicht aus zinkoxid.
EP0325651B1 (de) Cyclische oder bicyclische aluminium-, gallium-, oder indium-organische verbindungen und ihre verwendung zur gasphasenabscheidung des metalls auf substraten
EP0462158A1 (de) Verwendung von metallorganischen verbindungen zur abscheidung dünner filme aus der gasphase
DE69504526T2 (de) Herstellung von metallorganischen verbindungen
EP0432574B1 (de) Heterocyclische metallorganische Verbindungen
DE4214224C2 (de)
DE602004006904T2 (de) Neue Wismut-Verbindungen, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verfahren zur Herstellung eines Films
DE3841643C2 (de) Metallorganische Verbindungen und deren Verwendung
EP0342444B1 (de) Cyclische metallorganische Verbindungen
DE3913165C2 (de) Metallorganische Verbindungen sowie deren Verwendung zur Herstellung dünner Schichten
EP0462135B1 (de) Metallorganische adduktverbindungen
EP0507129A1 (de) Metallorganische Verbindungen
WO1993022472A1 (de) Verwendung von metallorganischen verbindungen zur abscheidung des metalls auf substraten
DE4017966C2 (de) Verwendung elementorganischer Verbindungen zur Abscheidung aus der Gasphase
EP0597073B1 (de) Borhaltige organische gruppe-v-verbindungen
DE69722779T2 (de) Flüchtiges magnesium-alkylaluminiumalkoxid und dessen verwendung zur abscheidung einer magnesiumaluminatschicht
DE69812406T2 (de) Verfahren zur herstellung eines heterometallischen oxidfilms des limo2 typs
DE102012013941A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Galliumtrialkylverbindungen

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SGS MOCHEM PRODUCTS GMBH, 35781 WEILBURG, DE

8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: MOCHEM GMBH, 35037 MARBURG, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: AKZO NOBEL HIGH PURITY METALORGANICS GMBH, 35041 M

8339 Ceased/non-payment of the annual fee