PL67584B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 15.XI.1973 67584 KI. \2gZ~~~ MKP BOlj 17/18 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Andrzej Hruban, Wieslaw Krzywiec Wlasciciel patentu: Naukowo Produkcyjne Centrum Pólprzewodników Osrodek Naukowo Produkcyjny Materialów Pólprzewodnikowych, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania monokrysztalów intermetalicznych zwiazków pólprzewodnikowych dwuskladnikowych i wieloskladnikowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania mo¬ nokrysztalów intermetalicznych zwiazków pólprzewodni¬ kowych z dwóch lub wiecej skladników, przy czym skladniki te moga posiadac rózne cisnienie czastkowe par.Znane i stosowane do wymienionego celu sposoby opieraja sie na metodzie Bridgemana lub Czochralskie- go z zastosowaniem goracej komory z podnoszeniem magnetycznym zarodzi.Obydwa te sposoby charakteryzuja sie tym, ze pro¬ cesy syntezy i monokrystalizacji nastepuja bezposrednio po sobie w tej samej objetosci komory roboczej — am- puly kwarcowej. Równowagowe cisnienie dysocjacji ter¬ micznej syntezowanych i monokrystalizowanych zwiaz¬ ków wytwarzane jest w obu przypadkach przez pary komponentów, a o wartosci tego cisnienia decyduje tem¬ peratura najchlodniejszego punktu ampuly.Z innych sposobów wytwarzania monokrysztalów in¬ termetalicznych zwiazków pólprzewodnikowych, sa zna¬ ne sposoby charakteryzujace sie tym, ze caly proces technologiczny podzielony jest na etapy, z których kaz¬ dy wykonywany jest w innym urzadzeniu. Osobno syn¬ teza i osobno monokrystalizacja.W dotychczas stosowanych sposobach istnieje szereg wad i niedogodnosci, w zwiazku z czym stosowanie tych metod jest znacznie ograniczone. Niedogodnoscia w me¬ todzie Bridgemana i Czochralskiego jest to, ze cala am- pula, z reguly kwarcowa musi byc grzana do dosc wy¬ sokich temperatur, co sprzyja dyfuzji zanieczyszczen do materialu krystalizowanego. Nastepne wady to niemoz- 10 15 20 30 liwosc regulacji skladu chemicznego w przypadku zwiaz¬ ku wieloskladnikowego, utrudniona obserwacja wzra¬ stajacych krysztalów, w przypadku zwiazków o wyso¬ kich preznosciach par, oraz duze niebezpieczenstwo eksplozji ampul. Powazna niedogodnoscia jest tez bar¬ dzo skomplikowana konstrukcja urzadzen technologicz- nycyh ich wysokie koszty, czasochlonne i pracochlonne przygotowanie procesu technologicznego oraz duze zu¬ zycie materialów pomocniczych.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu otrzy¬ mywania monokrysztalów intermetalicznych zwiazków pólprzewodnikowych dwuskladnikowych i wieloskladni¬ kowych, który jest pozbawiony wszystkich poprzednio opisanych wad i pozwala na uzyskanie monokryszta¬ lów z tych materialów w jednym procesie technologicz¬ nym. Cel ten zostal osiagniety przez zastosowanie spo¬ sobu wedlug wynalazku, który w swej istocie polega na syntezie zwiazku intermetalicznego pod topnikiem w atmosferze ochronnej gazu obojetnego, a nastepnie bez¬ posrednio bez zestalenia materialu i przenoszenia go do innego urzadzenia, na monokrystalizacji, na uprzed¬ nio przygotowanej zarodzi.Istota sposobu otrzymywania monokrysztalów zwiaz¬ ków intermetalicznych wyjasniona jest na podstawie ry¬ sunku, przy czym jako przyklad podano schematycznie urzadzenie do otrzymywania monokrysztalu zwiazku in¬ termetalicznego dwuskladnikowego.W celu uzyskania monokrysztalu na przyklad arsenku galu nalezy do tygla 2 umieszczonego w prózniowej 6758467584 komorze 1 zaladowac skladnik B na przyklad okolo 100 g galu wraz z okolo 40 g materialu ochronnego C na przyklad tlenku boru i do ampuly 4 zakonczonej lejkowatym wylotem zaladowac skladnik A na przyklad okolo 100 g arsenu.Nastepnie po uzyskaniu w komorze 1 wysokiej próz¬ ni do okolo 10—6 Tr wlacza sie elementy grzewcze 3 i 5 w celu wygrzania materialów wejsciowych przezna¬ czonych do syntezy. Po wstepnym wygrzaniu materia¬ lów wyjsciowych i po wypelnieniu komory 1 gazem ochronnym na przyklad argonem, oraz po uzyskaniu od¬ powiednich temperatur to jest dla galu okolo 1000°C i dla arsenu okolo 620°C opuszcza sie przy pomocy odpowiedniego manipulatora ampule 4 z elementem grzewczym 5 tak aby koniec lejkowatego wylotu skryl sie pod warstwa zabezpieczajaca C i pod lustrem sto¬ pionego galu.Dla prawidlowego przeprowadzenia syntezy nalezy temperatury we wnetrzu tygla 2 z galem i ampuly 4 z arsenem ustalic odpowiednio na 1250°C i okolo 650°C.Po przeprowadzeniu syntezy zwiazku intermetaliczne- go podnosi sie ampule 4 z elementem grzewczym 5, tak aby lejkowaty jej wylot byl umiejscowiony poza ty¬ glem 2, a nastepnie, opuszcza sie wrzeciono 6 z umo¬ cowana w niej monokrystaliczna zarodzia 7 i przepro- 15 20 25 wadza sie proces monokrystalizacji z nowa metoda Czo- chralskiego.W przypadku otrzymywania monokrysztalów zwiaz¬ ków intermetalicznych wieloskladnikowych jeden ze skladników w czasie syntezy jest umieszczony w tyglu 2 w stanie cieklym, natomiast pozostale dostarczane sa z ampul 4 wraz z elementem grzewczym 5 w postaci par i wtedy ampul tych w komorze 1 jest odpowiednio wiecej. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania monokrysztalów zwiazków in¬ termetalicznych dwuskladnikowych i wieloskladniko¬ wych w których proces monokrystalizacji zwiazku in- termetalicznego przeprowadza sie bezposrednio po pro¬ cesie syntezy bez zestalania zwiazku intermetalicznego, przy czym w przypadku zwiazków intermetalicznych dwuskladnikowych synteze te przeprowadza sie przez wprowadzenie par jednego ze skladników do drugiego bedacego w stanie plynnym, lub w przypadku zwiaz¬ ków intermetalicznych wieloskladnikowych przez wpro¬ wadzenie par wielu skladników do jednego bedacego w stanie plynnym, znamienny rym, ze oba procesy syn¬ tezy i monokrystalizacji przeprowadza sie pod warstwa ochronna topnika w atmosferze ochronnej gazu obo¬ jetnego, bezposrednio jeden po drugim. WDA-l. Zam. 6642, nakl. 115 egz. Cena rl 10 — PL PL