DE2346399A1

DE2346399A1 - Verfahren zum zuechten von epitaxialschichten

Info

Publication number: DE2346399A1
Application number: DE19732346399
Authority: DE
Inventors: Harry C Gatos; Manfred Lichtensteiger; August F Witt
Original assignee: Massachusetts Institute of Technology
Current assignee: Massachusetts Institute of Technology
Priority date: 1973-06-11
Filing date: 1973-09-14
Publication date: 1975-01-16
Also published as: JPS5017968A; US3879235A; CA1010759A

Description

DR-INC. DIPL.-INQ. M. SC. DIPL.-PHYS. DB. OIF>i..-PH\ S.

HÖGER - STELLRECHT-GRIESSBACH - HAiZCKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 40 349 m

a - 149

12. Sept. 1973

Massachusetts Institute of Technology

Cambridge, Mass. 02139 / USA

Verfahren zum Züchten von Epitaxialschichten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Züchten von Epitaxialschichten aus einer Lösung in einem Lösungs/Substrat-System.

Dem Aufsatz "Modulation of Dopant Segregation by Electric Currents in Czochralski-Type Crystal Growth" auf den Seiten 1013 bis 1015 der Zeitschrift J. Electrochem. Soc.: SOLID STATE SCIENCE, vom Juni 1971, der auf die Urheber vorliegender Erfindung zurückgeht, kann eine Erörterung entnommen werden, die sich auf die Trennung"von Dotierungsmitteln in mit Tellur dotierten Indium-Antimonid-Einkristallen bezieht, wobei über die Wachstumsgrenz-

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— it —

schicht während des Kristallwuchses vom Czochralski-Typ elektrische Ströme angelegt werden. Es werden sehr kurze gepulste elektrische Stromimpulse verwendet, um eine Zeitmarkierung während des Kristallwuchses zu erzielen, was die Beobachtung von Wachstumsraten unter unterschiedlichen Wachstumsbedingungen ermöglicht.

In einem weiteren Artikel, auf den hier lediglich informationshalber Bezug genommen wird, mit dem Titel "Current-Controlled Growth and Dopant Modulation in Liquid Phase Epitaxy", der ebenfalls auf die Urheber vorliegender Erfindung zurückgeht und veröffentlicht wurde in der Aprilausgabe 1973 auf den Seiten 583 bis 584 der Zeitschrift J. Electrochem. Soc., SOLID STATE SCIENCE, ist eine Arbeit in Verbindung mit dem Kristallwuchs beschrieben, wobei ein Lösungs/Substrat-Systern der im nachfolgenden noch beschriebenen Art angegeben ist, bei welchem ein thermisches Gleichgewicht des Systems errichtet wird.

Die meisten verwendeten Halbleiteranordnungen sind Sperrschicht oder Grenzschichtsysteme. Die meisten dieser Anordnungen werden unter Verwendung von Diffusionstechniken hergestellt. Solche Techniken führen zu Grenzschichten,übergängen oder Sperrschichten, die üblicherweise nicht abrupt sind, d.h. sie weisen einen Anstieg auf; dieser Umstand hat einen starken Einfluß auf die Arbeitsweise solcher Halbleiteranordnungen. Abrupte Grenzschichten oder Übergänge sind besonders wichtig bei lichtemittierenden Dioden (beispielsweise GaP), bei solaren Zellen (beispielsweise GaAs) und dergleichen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren

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zum Züchten von Epitaxialschichten bei Halbleitern anzugeben, wobei ein Dotierungsprofj 1 der Grenzschicht oder des Überganges erzielt wird, welches sehr steil ausgebildet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren und besteht erfindungsgemäß darin, daß für das System Materialien verwendet, werden, die an der Grenzschicht zwischen Lösung und Substrat einen Peltier-Effekt aufweisen, daß ein Substrat mit einer leitenden Lösung in Kontakt gebracht wird, die eines oder mehrere der auf dem Substrat abzulagernden Materialien enthält, daß Lösung und Substrat auf eine Temperatur gebracht und auf dieser gehalten werden, an welcher die Lösung gesättigt ist oder sich nahe ihrem Sättigungspunkt befindet, daß durch das Lösungs/Substrat-System in der Weise ein elektrischer Strom geleitet wird, daß an der Grenzschicht zwischen Lösung und Substrat eine Kühlung bewirkt wird, wobei die Kühlung nur während der Zeit des elektrischen Stromflusses über die" Grenzschicht und nur im Bereich der Grenzschicht auftritt und daß der Rest des Lösungs/Substrat-Systems mit Ausnahme der Grenzschicht auf der Temperatur aufrechterhalten wird, die vor Durchgang des elektrischen Stromes existierte.

Die Erfindung besteht also darin, daß durch geeignete Einwirkung während des Züchtungs- oder WachsturnsVorganges ein sehr steiles Dotierungsprofil am Grenzübergang erzielt werden kann, wobei auch das Wachstum des Halbleiter selbst wesentlich schneller als bei bisher bekannten Verfahren erfolgt. Hierzu wird so vorgegangen, daß für ein Lösungs/Substrat-System eine elektrisch leitende Lösung verwendet wird, die ein oder mehr der auf dem

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Substrat abzulagernden Materialien enthält und die in Kontakt mit dem Substrat gebracht wird. Wesentlich ist, daß die Temperatur des Systems dabei auf einer Höhe aufrechterhalten and eingestellt wird, die die Lösung ihrer Sättigung nahebringt oder sie auf dem Sättigungspunkt hält. Man leitet dann einen elektrischen Strom quer durch die Grenzschicht zwischen Lösung und Substrat, wobei die Richtung und die Größe des Stroms so ausgewählt wird, daß sich lediglich an der Grenzschicht allein ein Abkühleffekt ergibt, das"Restsystem jedoch auf der Gleichgewichtstemperatur aufrechterhalten wird.

Man erzielt auf diese Weise eine kontrollierte Verteilung des Dotierungsmittels und damit auch gleichförmigere Eigenschaften des erzielten Halbleiters.

Weiterhin ist es unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, kontrollierte Veränderungen des Aufbaus und der Miffihung zu erzielen.

Verfahrensgemäß werden dabei epitaxiale Schichten aus einem Lösungs/Substrat-System zum -Wachsen gebracht, wobei das gesamte System, wie schon erwähnt, nahe bei oder am Sättigungspunkt der Lösung gehalten, jedoch die Temperatur an der Grenzoder Zwischenschicht zwischen Lösung und Substrat durch einen durchgeleiteten Strom kontrolliert wird. Zur Erzielung des gewünschten Wachstums wird dann ein elektrisch leitendes Substrat oder ein Keim in Kontakt mit der leitenden Lösung gebracht, die die auf dem Substrat abzulagernden Materialien enthält.

Hierzu v/ird eine Vorrichtung verwendet, die aus einem Quarz-

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rohr besteht, welches von einem die gewünschte Temperatur erzeugendem Ofen umgeben ist. In dem Quarzrohr sind aus Graphit bestehende Elektroden angeordnet, v/obei der einen Elektrode die Lösung und der anderen Elektrode das Substrat in leitender Verbindung zugeordnet ist. In den Elektroden oder den Elektroden zugeordnet sind Thermoelemente zur Regelung und überwachung der notwendigen Temperaturen vorgesehen, die Elektroden sind mit einer Gleichstromquelle verbunden, die einen Basisstrom führen kann und die weiterhin so einstellbar ist, daß Stromimpulse diesem Basisstrom in ausgewählter Form überlagert werden können. Die der Lösung zugeordnete Elektrode und die dem Substrat oder dem Keim zugeordnete Elektrode sind elektrisch voneinander isoliert, beispielsweise durch Schichten aus Bornitrit, dabei ist eine als Gleiter bezeichnete Schicht so beweglich und einstellbar, daß eine Verbindung zwischen Substrat und Lösung hergestellt werden kann.

Im folgenden werden auf das erfindungsgemäße Verfahren sowie auf Aufbau und Wirkungsweise einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens im einzelnen näher eingegangen, dabei zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung, die so ausgebildet ist, daß mit ihr das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt und an der Grenzschicht zwischen Flüssigkeit und Feststoff zur Bewirkung eines epitaxialen Wuchses ein elektrischer Strom durchgeleitet v/erden kann,

Fig. 2 ist eine mikrophotographische Aufnahme einer Epitaxialschicht aus InSb, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gezüchtet worden ist,

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Fig. 3 zeigt in Form eines Diagramms die Abhängigkeit der Wuchsdicke der epitaxialen Schicht als Funktion der Zeit und der Stromdichte über der Grenzschicht, wobei die Schicht die Zusammensetzung des noch zu beschreibenden Beispiels 3 aufweist, während

Fig. 4 in Form eines Diagramms den Zusammenhang zwischen Wachstumsrate als Funktion der Stromdichte über die Grenzschicht des Beispiels 3 zeigt.

Im folgenden wird zunächst eine kurze Erläuterung der in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 101 versehenen Vorrichtung gegeben, die zum Wuchs bzw. zum Ziehen von Halbleiterschichten aus einer Lösung in einem Lösungs/Substrat-System verwendet wurde. Epitaxiale Schichten der im folgenden noch genauer zu beschreibenden Art wurden in einen Gebiet 1 kontrollierter Atmosphäre (beispielsweise Wasserstoff) innerhalb eines Quarzrohres 2 zum Wuchs gebracht bzw. gezogen (grown). Das Quarzrohr bei der verwendeten das Ausführungsbeispiel darstellenden Vorrichtung befindet sich innerhalb eines elektrischen Ofens 3, der eine kontrollier- und steuerbare Umgebungstemperatur erzeugt. Zur Erzeugung des weiter unten noch genauer erläuterten Peltier-Effektes wird über Elektroden 4 und 5 von einer nicht dargestellten Gleichstromquelle elektrischer Strom zugeführt.

In einem Hohlraum in einem oberen Graphitelernent 8 ist eine Lösung 6 enthalten, die eines oder mehrere der auf einem

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Substrat 7 (oder einem Keim) abzulagernde Materialien enthält. Das Substrat 7 wird gehalten von einem unteren Graphitelement 9, welches auch in elektrischen Kontakt damit ist. Das untere und das obere Graphite leinen t sind gegeneinander isoliert, und zwar mittels eines isolierenden Gleiters 10, der horizontal zwischen isolierenden Elementen und 12 verschiebbar ist. Bei der dargestellten Position des Gleiters 10 sind Lösung und Keim elektrisch gegeneinander isoliert. Zur Einleitung des Zieh- oder Wuchsvorganges (growth process) wird der Gleiter 10 nach links bewegt, damit die mit dem Bezugszeichen 13 versehene öffnung mit dem Keim und der Lösung fluchtet. Zu diesem Zeitpunkt und an dieser Stelle ist die Temperatur der Arbeitsteile der Vorrichtung so, daß die Lösung gesättigt ist oder sich nahe an ihrer Sättigung befindet.

Sind Lösung und Substrat in Kontakt miteinander, dann wird über die Genzschicht zwischen beiden ein elektrischer Strom in der Weise geleitet, daß an der Grenzschicht-eine Kühlung bewirkt wird. Die Richtung des eine solche Kühlung bewirkenden Stromflusses hängt dabei von den abzulagernden oder niederzuschlagenden Materialien ab. Für das weiter unten noch beschriebene In-Sb-System erfolgt der Fluß des elektrischen Stromes von dem Substrat 7 zur Lösung 6. Die Abla.gerungsrate (rate of deposition) hängt von der Stromdichte an der Grenzschicht ab und ist dieser direkt proportional.

Aus der bisherigen Erläuterung kann entnommen werden, daß die auf den elektrischen Strom zurückzuführende Abkühlung am Grenzschichtbereich zwischen der Lösung 6 und dem Substrat 7 lokalisiert ist, daß eine solche Kühlung nur während des

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Durchflusses des elektrischen Stromes auftritt und daß der Rest des Lösungs/Substrat-Systems mit Ausnahme dieser Grenzschicht auf oder nahe an der Ursprüngstemperatur aufrechterhalten wird. Es versteht sich weiterhin, daß gemäß einem Merkmal der Erfindung die Keim-Lösung durch Reduzierung der Temperatur eines Bereichs der flüssigen Lösung entwickelt werden kann, wodurch ein Substrat des Basismaterials geformt wird; die epitaxialen Schichten werden dann in der noch zu beschreibenden Weise gezüchtet. Andererseits ist jedes leitende feste in Kontakt mit der Lösung befindliche Material in der Lage, die benötigten Funktionen durchzuführen. Es muß in diesem Zusammenhang darauf geachtet werden, die auf den Peltier-Effekt zurückzuführende Erwärmung an der Oberfläche des elektrischen Kontakts zwischen dem Substrat 7 und des Elektrodenkontaktes an diesem klein zu halten.

Beispiel 1

Das epitaxial gezüchtete InSb-Material' der Fig. 2 wurde aus einer Indiumlösung gezüchtet, die 6O Atomprozent Indium und 40 Atomprozent Antimonid enthielt. Die Lösung enthielt Tellur als Dotierungsmittel (dopant), um Wuchsmarkierungen in Übereinstimmung mit den Darlegungen in der schon genannten Veröffentlichung vom Juni 1971 vorzusehen. Die InSb-Schicht wurde auf einem InSb-Substrat gezüchtet. Das Lösungs/Substrat-System wurde auf eine Temperatur von 47O°C eingestellt und aufrechterhalten, an welche Temperatur die Lösung sich für diese besondere Mischung an ihrer Sättigung bzw. nahe an ihrer Sättigung befindet. Bei dieser Temperatur kann ein geringer Anteil des Substrats in der Lösung aufgelöst sein und es

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bildet sich eine flache Grenzschicht zwischen der Lösung und dem Substrat aus. Die drei Wuchsregionen B,, B₂ und B₃ in Fig. 2 wurden erzielt, indem man Gleichstrom mit 0, 5,5 und

1 Ampere/cm jeweils durch die Wuchsgrenzschicht oder Wachstumsgrenzschicht hindurchleitete. In sämtlichen drei Bereichen wurden Schlieren- oder Streifenbildungsraten (wie in dem Artikel vom Juni 1971 diskutiert) dadurch eingeführt, daß

man Stromimpulse von 0,1 Sek. Dauer (100 Ampere/cm ) mit einer Wiederholungsrate von 0,01, 0,02 und 0,02 Sek. jeweils überlagerte.

Die Wachstumsunregelmäßigkeiten bei übergang von den Bereichen B₂ und B₃ (unter Veränderung der Grenzschichtmorphologie) sind noch nicht völlig geklärt und werden weiteren Untersuchungen unterworfen.

Fig. 2 kann entnommen werden, daß im ersten Wachstumsbereich (B₁), an welchem lediglich intermittierende Impulse zugeführt wurden, jedoch kein"Basisstrom" hindurchgeleitet wurde, der WachsturnsVorgang nur sehr beschränkt war. über einen Zeitraum von 5000 Sek, konnte eine epitaxiale Schicht mit einer Gesamtdicke von 25 ^m intermittierend gebildet werden (und zwar aufgrund der von den Impulsen hervorgerufenen Abkühlung) mit einer Nettowachstumsrate-von 3 χ 10 um/Minute, Ein Basisstrom von 5,5 Ampere/cm für einen Zeitraum von 1200 Sek. (mittlerer Bereich) führt zu einer Schicht (B₂) mit einer Gesamtdicke von 1,25 pn mit einer durchschnittlichen Wachstumsrate von etwa 6 um/Minute. Es sei hierbei darauf hingewiesen, daß in diesem Bereich der Wachstumsrate diese während der überlagerung durch jeden Impuls etwa 4000 ^im/Minute betrug (wie sich durch Bestimmung der Weite der Schlierenraten, die

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den Impulsen von einer Dauer von 0,1 Sek. zugeordnet waren, bestimmen ließ)/ d.h. die Wachstumsrate war etwa 670 mal größer als die durchschnittliche Wachstumsrate. Die mit

einer Basisstromdichte von 1 Ampere/cm erhaltene Epitaxialschicht (Bo in Fig. 2) wuchs mit einer durchschnittlichen Rate von 3 ,um/Minute; während der überlagerung der Impulse betrug die Wachstumsrate annähernd 1500 ^im/Minute.

In dem Bereich, der mit einem Basisstrom von 5,5 Ampere/cm zum Wuchs gebracht wurde, erschien die auf die Impulse zurückführende Streifen- oder Schlierenbildung eher als Bänder und nicht als Linien. Dieses Ergebnis reflektiert eine hohe von dem Basisstrom induzierte Wachsturnsrate, diese Wachstumsrate wurde durch einen Paktor nahe 700 für die Dauer jedes eine hohe Stromdichte bewirkenden Impulses noch weiter vergrößert. Der plötzliche Anstieg in der Wachstumsrate führt zu einem wesentlichen Anstieg in der Konzentration des Dotierungsmittels, welche dann wiederum während der Dauer des Impulses gedämpft oder abgeschwächt wird, und zwar aufgrund der Grenzschichtverarmung. Ein solches Trennungsverhalten wurde tatsächlich während der Arbeiten mit Hilfe von Ä"tζungseigenschaften der Bänder beobachtet, die einen ausgeprägten Konzentrationsanstieg an ihren unteren Kanten (Beginn des Impulses) und einen allmählichen übergang an ihren oberen Kanten (Ende des Impulses) zeigten. Auf diese Weise erreicht man eine kontrollierte Modulation der chemischen Zusammensetzung durch geeignete Auswahl von pulsform und Impulsdauer.

Beim Beispiel 1 ist das Matrixmaterial Indium-Antimonid und das Dotierungsmittel Tellur. Das Matrixmaterial hat einen Verfestigungspunkt, der bestimmt ist durch die prozentuale

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Verteilung von Indium und Antimon, Für jede gegebene spezielle Mischung kann die Niederschlags- oder Ablagerungsrate des Matrixmaterials und des Dotierungsmittels nach oben oder unten verändert werden, und zwar indem jeweils die elektrische Stromdichte an der Grenzschicht vergrößert oder verkleinert wird. Darüber hinaus stehen bei sämtlichen verwendeten Datenbereichen und bei sämtlichen bisher durchgeführten Arbeiten sowohl die Rate des Kristallwuchses als auch die Konzentration des eingebauten Dotierungsmittels in direkter Beziehung zu der Stromdichte, und zwar als angenähert lineare Funktionen, die in ihren Anstiegen oder Steigungen Unterschiede aufweisen. So läßt sich z. B. die Konzentration oder die Konzentrationen des Dotierungsmittels verändern, beispielsweise zur Bildung einer Grenzschicht oder Übergangsschicht. Darüber hinaus verändern sich die Abscheidungs- oder Ablagerungsraten des Dotierungsmittels, wenn zwei oder mehr Dotierungsmittel in die Lösung eingebracht sind jeweils als Funktion der Stromdichte, so daß das Verhältnis der Konzentrationen der Dotierungsmittel in der Schicht modifiziert werden kann. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß der prozentuale Telluranteil in der abgeschiedenen Schicht sich mit ansteigender Stromdichte vergrößert, im Falle anderer Dotiermittel kann sich jedoch die Konzentration- des Dotierungsmittels in der Schicht vergrößern oder verkleinern,und zwar in Abhängigkeit vom speziellen Dotierungsmittel; diese Veränderung kann vorher bestimmt v/erden.

Beispiel 2

Der epitaxiale Wuchs von Kristallen von In-Sb wurde ebenfalls

aus einer Antimonlösung bei einer Ofentemperatür von 510⁰C erreicht;

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die Lösung bestand aus 68 Atomprozent .Antimon, 32 Atomprozent Indium und geringen Anteilen von Tellur, um Wachstumsmarkierung zu ermöglichen. Die Wachsturasraten entsprachen den Raten, die schon mit Bezug auf das Beispiel 1 festgestellt wurden.

Beispiel 3

Der epitaxiale Wuchs von Kristallen von In-Sb wurde weiterhin erzielt aus einer Indiumlösung bei einer Ofentemperatur von 46O°C; die Lösung bestand aus 75 Atomprozent Indium, 25 Atomprozent Antimonid und geringen Anteilen von Tellur als Dotierung smit te 1 zur Darstellung von Schlieren- oder Streifenraten wie weiter vorn schon erwähnt. Die Flußrichtung des Gleichstroms verlief wiederum von dem Substrat zur Lösung und es wurden Gleichstromimpulse von 0,5 Sek.Dauer und einer Stromdichte von 105 Ampere/cm zur Erzielung der Streifen oder Schlieren überlagert. In Fig. 3 sind Materialdicken, die als Funktion der Stromdichte durch die Grenzschicht zwischen Flüssigkeit und Feststoff gewachsen sind, für die Materialien des Beispiels 3 gezeigt, dabei zeigt Fig. 4 die Wachstumsrate als Funktion der Stromdichte.

Bei den bisher beschriebenen Systemen bildet der gewonnene Feststoff einen Halbleiter vom η-Typ, der dadurch in einen Halbleiter vom η -Typ verwandelt werden kann, daß die Tellurkonzentration modifiziert wird, wodurch man eine n-n⁺" Struktur Wie weiter vorn schon erwähnt, wird die Konzentration von Tellur dadurch vergrößert, daß die Stromdichte über der Grenzschicht vergrößert wird und umgekehrt. Grenzschichten bzw. übergänge werden durch abrupte Veränderungen in der

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Stromdichte gebildet. Grenzschichten oder Übergänge vom p-n-Typ können dadurch gebildet werden, daß man ein Matrixmaterial mit zwei oder mehr Dotierungsmitteln vorsieht; die Konzentration der Bestandteile der Matrix, die ausgewählten Dotierungsmittel und die relative Konzentration der Dotierungsmittel sind so, daß die Konzentration des Dotierungsmittels in dem Feststoff dadurch beeinflußt werden kann, daß man Änderungen in der Stromdichte an der Grenzschicht Flüssigkeit-Faststoff vornimmt. Das vorliegende Verfahren ist besonders zweckmäßig für Matrixzusammensetzungen, die aus Systemen der Gruppen III-V und aus Dotierungsmitteln der Gruppe IV der Elemententafel bestehen (beispielsweise Germanium und Silizium), Einige dieser Matrixmaterialien, beispielsweise eine leinen t ige Matricesjverändern sich von η zu ρ auf der Basis der Konzentration eines einzigen Dotierungsmittels. So ist es möglich, eine einelementige Matrix und ein einelernentiges Dotierungsmittel in einen p-n-übergang durch die vorliegende Technik umzuformen, indem die Stromdichte an der Grenzschicht Flüssigkeit-Feststoff abrupt verändert wird. Pierzu sei GaAs als Beispiel genannt.

In der vorhergehenden Erläuterung wurde der Strom als nur in einer Richtung fließend angenommen, d.h. es wurde ein Gleichstrom verwendet. Der Strom kann für einen Zeitraum bzw. für eine Zeit ansteigen und dann für eine Zeit abfallen oder umgekehrt, um ein besonderes Wachstumsprofil und/oder eine besondere Dotierungsmittelkonzentration zu erzielen, er fließt jedoch immer in einer Richtung. Veränderungen in der Stromdichte können mit gleichförmiger Rate oder mit ungleichförmiger Rate, wenn gewünscht, durchgeführt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Züchten von Epitaxialschichten aus einer Lösung in einem Lösungs/Substrat-System, dadurch gekennzeichnet, daß für das System Materialien verwendet werden, die an der Grenzschicht zwischen Lösung und Substrat einen Peltier-Effekt aufweisen, daß ein Substrat mit einer leitenden Lösung in Kontakt gebracht wird, die eines oder mehrere der auf dem Subtrat abzulagernden Materialien, enthält, daß Lösung und Substrat auf eine Temperatur gebracht und auf dieser gehalten werden, an welcher die Lösung gesättigt ist oder sich nahe ihrem Sättigungspunkt befindet, daß durch das Lösungs/Substrat-System in der Weise ein elektrischer Strom geleitet wird, daß an der Grenzschicht zwischen Lösung und Substrat eine Kühlung bewirkt wird, wobei die Kühlung nur während der Zeit des elektrischen Stromflusses über die Grenzschicht und nur im Bereich der Grenzschicht auftritt und daß der Rest des Lösungs/Substrat-Systems mit Ausnahme der Grenzschicht auf der Temperatur aufrechterhalten wird, die vor Durchgang des elektrischen Stromes existierte.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Lösung ein einziges abzulagerndes Material als Element oder als stoichiometrisehe Verbindung enthält und daß die Dichte des elektrischen Stromes an der Grenzschicht so geregelt wird, daß eine gewünschte Ablagerung oder Wachstumsrate des Materials erreicht wird.

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3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte an der Grenzschicht zur Veränderung der Wachstumsrate verändert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromdichte zur Erzielung einer vorgegebenen Änderung in der Wachstumsrate mit gleichförmiger in einer Richtung verlaufender Rate geändert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem vorgegebenen Zeitpunkt während des Wachstums zur Bildung einer Übergangs- oder Grenzschicht die Stromdichte abrupt geändert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennr zeichnet, daß die leitende Lösung eine Vielzahl von zusammen abzulagernden Materialien enthält und daß die Stromdichte an der Grenzschicht so geregelt wird, daß eine gewünschte Ablagerungsrate für jedes Material aus der Vielzahl der Materialien erzielt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Materialien in der Lösung ein Dotierungsmittel (Verunreinigung) und ein anderes der Materialien ein Matrix- oder Basismaterial ist und daß das Dotierungsmittel und das Matrixmaterial auf dem Substrat zusammen abgelagert werden und die Rate der gemeinsamen Ablagerung durch Regelung der Stromdichte an der Grenzschicht eingestellt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung eine Vielzahl von Dotierungsmitteln enthält und daß die Stromdichte an der Grenzschicht zur Regelung der Ablagerungsrate jedes Dotierung smit te Is und zur Regelung der Ablagerung des Matrixmaterials eingestellt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Dotierungsmitte1 in der Lösung so ausgewählt wird, daß geeignete Stromdichteänderungen zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Wachstums sich in der Weise auswirken, daß in Begriffen der Ablagerungsrate eines der Dotierungsmittel dominiert.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Halbleiter-Epitajcialschi cht aus der Lösung dadurch gezüchtet wird, daß ein Keim mit der leitenden Lösung in Kontakt gebracht wird.

11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im wesentlichen auf der Sättigungstemperatur für die besondere Mischung der Lösung aufrechterhalten wird, daß die Temperatur in einem Bereich der Lösung auf eine Höhe abgesenkt wird, an welcher Verfestigung auftritt und daß durch die Grenzschicht zwischen Lösung und dem so gebildeten Feststoff ein elektrischer Strom in einer Richtung geleitet wird, um eine Kühlung des Grenzschichtbereichs zu bewirken, daß die Kühlung nur während des Stromdurchgangs und nur im Bereich der Grenzschicht auftritt und daß der Rest des gebildeten Systems mit Ausnahme der Grenzschicht im wesentlichen auf der Sättigungstemperatur gehalten wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung Materialien enthält, die bei Verfestigung einen Halbleiter bilden.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Strom ein Gleichstrom ist und zu einer vorgegebnen Zeit die Stromhöhe abrupt zur Bildung eines Halbleiterübergangs oder einer Halbleitersperrschicht geändert wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß als Materialien" Indium und Antimonid zur·Bildung des Matrixmaterials verwendet werden, welches weiterhin als Dotierungsmittel Tellur enthält und daß zwischen dem n- und dem n+-Bereich des Halbleiters ein tibergang oder eine Sperrschicht gebildet wird.

15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die das Matrixmaterial bildenden Bestandteile den Gruppen III-V entsprechen und daß mindestens ein Element der Gruppe IV als Dotierungsmittel verwendet wird.

16. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-15, dadurch gekennzeichnet, daß Matrixmaterial und Dotierungsmittel so eingestellt werden, daß sie entweder einen Halbleiter vom p- oder vom η-Typ bilden, und zwar in Abhängigkeit von der Konzentration des Dotierungsmittels in dem Peststoff und daß die Anteile der Materialbe-

* standteile in der Lösung so ausgewählt und die Stromdichten so eingestellt werden, daß ein Halbleiter in

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der Form eines p-n-übergangs gebildet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel aus der Gruppe IV entweder Germanium oder Silizium ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Matrixmaterial Gallium und das Dotierungsmittel Arsen ist und daß ein GaAs-übergang gebildet wird.

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