DE2501525C3 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung

Info

Publication number
DE2501525C3
DE2501525C3 DE19752501525 DE2501525A DE2501525C3 DE 2501525 C3 DE2501525 C3 DE 2501525C3 DE 19752501525 DE19752501525 DE 19752501525 DE 2501525 A DE2501525 A DE 2501525A DE 2501525 C3 DE2501525 C3 DE 2501525C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zone
group
temperature
melt
iii
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.)
Expired
Application number
DE19752501525
Other languages
English (en)
Other versions
DE2501525B2 (de
DE2501525A1 (de
Inventor
Guy Michel Creteil Jacob (Frankreich)
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.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
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 Philips Gloeilampenfabrieken NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of DE2501525A1 publication Critical patent/DE2501525A1/de
Publication of DE2501525B2 publication Critical patent/DE2501525B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2501525C3 publication Critical patent/DE2501525C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/40AIIIBV compounds wherein A is B, Al, Ga, In or Tl and B is N, P, As, Sb or Bi
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B25/00Phosphorus; Compounds thereof
    • C01B25/06Hydrogen phosphides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/007Preparing arsenides or antimonides, especially of the III-VI-compound type, e.g. aluminium or gallium arsenide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/003Heating or cooling of the melt or the crystallised material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-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
    • C30B11/00Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method
    • C30B11/04Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt
    • C30B11/06Single-crystal growth by normal freezing or freezing under temperature gradient, e.g. Bridgman-Stockbarger method adding crystallising materials or reactants forming it in situ to the melt at least one but not all components of the crystal composition being added

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Liquid Deposition Of Substances Of Which Semiconductor Devices Are Composed (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung mit mindestens einem Element der III. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente (PSE) und einem flüchtigeren Element der V. Gruppe des PSE, bei dem in einem geschlossenen Raum eine Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe in einer ersten Zone mit einer Temperatur, die höher Hegt als die Temperatur einer das Element der V. Gruppe in nicht-gasförmigem Zustand enthaltenden zweiten Zone angeordnet wird, wobei die Temperatur der zweiten Zone höher ist als die Temperatur des kältesten Punktes in einer dritten Zone, und wobei die erste Zone räumlich zwischen der zweiten und der dritten Zone liegt.
Es ist bekannt, daß gewisse Halbleiterverbindungen sich schwer durch übliche Verfahren in genügend hoher Güte erhalten lassen. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß ihre Schmelztemperatur und/oder ihr Zersetzungsdruck bei der Schmelztemperatur sehr hoch sind; dies gilt insbesondere für Galliumphosphid (GaP) oder Galliumarsenid (GaAs).
Nach einem bekannten Syntheseverfahren zum Erhalten einer sehr reinen Verbindung in Form eines Stabes wird eine Lösungsmasse in der flüssigen Phase mit einem der Bestandteile, z. B. bei Galliumphosphid oder Galliumarsenid Gallium, als Lösungsmittel verwendet, wobei diesem Lösungsmitte! der andere Bestandteil aus der Dampfphase zugegeben wird und einem derartigen Temperaturgradienten unterworfen wird, daß die Kristallisation der Verbindung von dem kältesten Punkt der genannten Masse an fortschreitet.
Insbesondere kann in einem zugeschmolzenen Rohr eine direkte Reaktion eines der Bestandteile stattfinden, der in seine Gasphase gebracht ist und auf die flüssige Masse des anderen Bestandteiles gerichtet wird.
Der Vorgang ist sehr kostspielig, weil es sehr viel Zeit beansprucht, den geeigneten Bestandteil in die Gasphase zu bringen. Es ist bekannt, daß die Dämpfe der Elemente aus der Gruppe V des Periodischen Systems der Elemente (PSE), insbesondere von Phosphor, gefährlich sind und ihre Anwendung gewisse Vorsichtsmaßnahmen erfordert; daher geht das Bestreben insbesondere darin, durch Anwendung niedriger Drücke und geringer Verdampfungsgeschwindigkeiten einen Bruch der Wände des Reaktionsraumes zu vermeiden.
In der USA-Patentschrift 29 21905 beschriebene Verfahren, bei denen eine Atmosphäre mit einem Druck gleich dem Dampfdruck des flüchtigen Elements im Gleichgewicht mit einer flüssigen Masse der Verbindung bei ihrer Schmelztemperatur verwendet wird, können ebenfalls nicht ohne Gefahr und ohne aufwendige Einrichtungen bei der Herstellung von solchen A1"-Bv-Verbindungen angewendet werden, deren flüchtiges Element einen sehr hohen Dampfdruck aufweist.
Die Erfindung bezweckt im wesentlichen, die Nachteile dieser Verfahren, bei denen hohe Drücke angewandt werden, zu vermeiden, und trotzdem eine schnelle Synthese zu ermöglichen.
Die Erfindung bezweckt weiter, den Synthesevorgang
dadurch reproduzierbar zu machen, daß die Ungewißheiten infolge der Änderungen der Verdampfungsbedingungen eines flüchtigen Elements eliminiert werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Temperaturen der zweiten und der dritten Zone so eingestellt werden, daß eine größere Menge des Elementes der V. Gruppe verdampft als in der Schmelze des Elementes bzw. der Elemente der III. Gruppe absorbiert wird, daß die Schmelze einem Temperaturgradienten unterworfen und die Halbleiterverbindung kristallisiert wird, und daß nach Verdampfung der gesamten Menge des Elementes der V. Gruppe in der zweiten Zone die Temperaturen der dritten und der zweiten Zone untereinander vertauscht und die in der dritten Zcne gebildeten Kondensate des Elements der V. Gruppe verdampft werden.
Der Transportvorgang von Dämpfen des Elementes der V. Gruppe zwischen der dritten und der zweiten Zone wird vorzugsweise bis zur Erschöpfung des Elements der V. Gruppe wiederholt.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird bei dem eingangs genannten Verfahren Schmelze des Elementes bzw. der Elemente der III. Gruppe außer in der ersten in einer vierten Zone angeordnet, die zwischen der ersten und der dritten Zone liegt und auf einer Temperatur gehalten wird, die von der Größenordnung der Temperatur der zweiten Zone ist, werden die Temperaturen der zweiten und der dritten Zone so eingestellt, daß eine größere Menge des Elementes der V. Gruppe verdampft als in der Schmelze des Elements jo bzw. der Elemente der III. Gruppe in der erste··* Zone absorbiert wird, wird die Schmelze einem Temperaturgradienten unterworfen und die Halbleiterverbindung kristallisiert, und nach Verdampfung der gesamten Menge des Elementes der V. Gruppe in der zweiten Zone in der vierten Zone ein Temperaturgradient eingestellt und werden die Temperaturen in der dritten und der zweiten Zone untereinander vertauscht und die in der dritten Zone gebildeten Kondensate des Elements der V. Gruppe verdampft. 4U
Es wird also das Element der V. Gruppe verdampft und die gesamte Menge dieses Elements wird transportiert. Die unerwünschten, bei der Verdampfungstemperatur des Elements der V. Gruppe nichtflüchtigen Verunreinigungen, bleiben an der Stelle und v> die unerwünschten bei dieser Temperatur flüchtigen Verunreinigungen diffundieren schnell mit dem genannten Element der V. Gruppe in die Schmelze in der ersten Zone, weil sie in niedriger Konzentration weit unterhalb ihrer Löslichkeitsgrenze liegen.
Das Element der V. Gruppe, das in der dritten Zone kondensiert, ist also sehr rein. Dadurch, daß die Schmelze einem Temperaturgradienten unterworfen und die Halbleiterverbindung kristallisiert wird, und daß nach Verdampfung der gesamten Menge des Elementes der V. Gruppe in der zweiten Zone in einer zweiten Stufe in der vierten Zone ein Temperaturgradient eingestellt wird, und die Temperaturen der dritten und der zweiten Zone untereinander vertauscht und die in der dritten Zone gebildeten Kondensate des Elements t>o der V. Gruppe verdampf' werden, weist die in der vierten Zone gebildete Veroindung einen sehr hohen Reinheitsgrad auf.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Masse des Elements der V. Gruppe auf einer die Temperatur des kältesten Punktes überschreitenden Temperatur gehalten, wodurch die Verdampfungsleistung in bezug auf diejenigen Verfahren erhöht wird, bei denen sich das Element der V. Gruppe mit gleicher Verdampfungsoberfläche in der Zone mit der niedrigsten Temperatur befindet, wobei die Synthese beim erfindungsgemäßen Verfahren schneller vor sich geht.
Der Dampfdruck des genannten Elements der V. Gruppe in dem Raum wird stets von der Temperatur des kalten Punktes bestimmt, weil die Verdampfungsleistung dieses Elements seine Absorptionsleistung in der Schmelze des Elements der III. Gruppe überschreitet Da die Absorptionsleistung von Dampf des Elements der V. Gruppe in der Schmelze von dem Druck dieses Dampfes abhängig ist, verbessert die Steuerung dieses Druckes durch die Temperatur eines kalten Punktes die Reproduzierbarkeit des Vorgangs, indem sie diesen Vorgang unabhängig von den Verdampfungsbedingunyen und vor allem von den physikalischen Eigenschaften der Quelle des Elements der V. Gruppe macht
Infolge der fakultativen Lagen des Elements der V. Gruppe und des kalten Punktes des Raumes stellt sich ein Transport dieses Elements V von dem Teil des Raumes, in dem es sich befindet, zu dem kalten Punkt hin ein, wobei es oberhalb des oder der Schiffchen mit der Schmelze des Elements der III. Gruppe geführt wird, wobei die Masse einen Teil der Dämpfe des Elements der V. Gruppe absorbiert. Infolge der Temperaturgradienten innerhalb der Schmelze werden eine kontinuierliche Diffusion in der Flüssigkeit und eine Kristallisation der Verbindung von dem kältesten Punkt der Schmelze her erhalten.
Die Temperatur T des wärmsten Punktes der Schmelze und der zugehörigen Gleichgewichtsdampfdruck sind erheblich niedriger als jene der Verbindung. Es ist z. B. bei Anwendung von Galliumphosphid möglich, eine Temperatur Tin der Größenordnung von 1200° C festzulegen, für die der Gleichgewichtsphosphordampfdruck oberhalb einer gesättigten Lösung weniger als 1,01 bar ist.
Um eine befriedigende Synthesereaktion zu erhalten, wird bei dem Verfahren nach der Erfindung in der kältesten Zone eine Kondensation jener Menge des Elements vorgenommen, die beim Passieren oberhalb des Schiffchens nicht absorbiert wird, während mindestens einmal die Transporteinrichtung des Elements der V. Gruppe umgekehrt wird.
Durch das reihenmäßige Passieren des Dampfes des Elements der V. Gruppe oberhalb der Schmelze des Elements der III. Gruppe wodurch eine hohe Verdampfungstemperatur und somit eine hohe Verdampfungsleistung eingestellt werden kann, wird eine optimale Wirkung des Vorgangs erhalten, indem auch die letzten Spuren des Elements der V. Gruppe verdampft werden.
So wird z. B. bei der Synthese von Galliumphosphid der verbleibende Phosphor, der sich in der kältesten Zone abgelagert hat, wieder auf seine Verdampfungstemperatur gebracht und zum anderen Ende des Raumes (das nun die kälteste Zone geworden ist) zurückgeschickt, wobei er oberhalb des oder der Schiffchen passiert, das oder die die Schmelze in dem auf der Seite der kristallisierten Verbindung verbleibenden Gallium enthält oder enthalten. Der gewählte Unterschied zwischen der Verdampfungstemperatur des Elements der V. Gruppe und der Temperatur des kältesten Punktes des Raumes hängt von den vorhandenen Elementen ab. Bei Anwendung von Phosphor und Gallium kann dieser Unterschied zwischen 20 und 200° C und vorzugsweise zwischen 80 und 150° C liegen.
Den Temperaturgradienten innerhalb der Schmelze wird vorzugweise ein hoher Wert gegeben, wobei die
Diffusionsgeschwindigkeit des Elements der V. Gruppe innerhalb dieser Schmelze und somit auch die Kristallisationsgeschwindigkeit verbessert werden. Z. B. bei Diffusion von Phosphor in Gallium kann ein Schiffchen mit einer Länge von mindestens 15 cm verwendet werden, das einer Temperatur ausgesetzt wird, die sich zwischen seinen beiden Enden von maximal 9000C zu minimal 12000C ändert, die Gradienten können also mindestens 20°C/cm sein.
Infolge der Tatsache, daß entlang des Raumes ein Temperaturfeld mit zwei Typen Temperaturgradienten entgegengesetzter Richtung erforderlich sind, und zwar ein Typ Gradienten zwischen der Verdampfungszone und dem Punkt mit der Temperatur Tund von dort ein Typ Gradienten entgegengesetzter Richtung bis zur Zone mit dem kältesten Punkt des Raumes, ist es günstig, daß die Schmelze einem symmetrischen Temperaturfeld mit symmetrisch verteilten Temperaturgradienten in der Zone mit hohen Temperaturen ausgesetzt wird, während es vorteilhaft ist, zwei identische Schiffchen vorzusehen, die je einen Teil der Schmelze des Elements der III. Gruppe enthalten und je in einer Hälfte des Temperaturfeldes angeordnet ist. In diesem Falle wird in einem gleichen Vorgang die Menge an erhaltener Verbindung verdoppelt. Versuche haben ergeben, daß die Synthesereaktion in den beiden Schiffchen etwa gleich ist.
Um die Menge an erhaliener Verbindung zu vergrößern und eine anscheinend vollständige Umwandlung der Schmelze zu gewährleisten, kann in dem Raum eine Reihenfolge paarweise symmetrisch verteilter Gruppen von Temperaturgradienten erzielt werden und es muß dafür gesorgt werden, daß je ein Schiffchen jeder Gruppe dieser Gradienten entspricht. In diesem Falle ist es erforderlich, daß die Temperaturen derartig sind, daß, mit Ausnahme der beiden Enden des Raumes, kein einziger Punkt einen kalten Punkt bilden kann.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Synthese von Galliumphosphid aus einer Galliummasse, die einem Temperaturgradienten unterworfen sind, der sich z. B. zwischen 900 und 12000C ändert, und aus einer Charge von Phosphor, der bei einer vorzugsweise zwischen 480 und 580° C liegenden Temperatur verdampft und zu dem kalten Punkt des Raumes transportiert wird, der auf eine vorzugsweise zwischen 400 und 4300C liegende Temperatur gebracht wird.
Die Erfindung wird bei der Synthese massiver Kristalle von Halbleiterverbindungen vom Typ Al» - Bv, wie z. B. GaP, GaAs, InP und InAs, unmittelbar aus ihren Elementen angewandt.
Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 schematisch eine Vorrichtung für eine Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung,
F i g. 2 die Kurve der Temperaturen entlang des Reaktionsraumes nach F i g. 1 und
F i g. 3 schematisch eine Vorrichtung für eine andere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung, deren entsprechende Kurve von Temperaturen in F i g. 4 dargestellt ist.
Die Beschreibung bezieht sich beispielsweise auf die Synthese massiver Galliumphosphidkristalle.
Nach Fi g. 1 werden in einem Raum 1, der durch ein zugeschmolzenes, z. B. aus Quarz bestehendes Rohr gebildet wird, zwei längliche Schiffchen 2 "nd 3 angeordnet, die Galliumschmelzen 4 bzw. 5 enthalten. An einem Ende la des Raumes 1 ist z.B. ein offener Behälter 6 angebracht, der festen Phosphor 7 enthält.
Das Rohr 1 wird der Wärmestrahlung eines nicht
dargestellten Ofens ausgesetzt, der derart geregelt wird, daß die Kurve der Temperaturen im Raum 1 gleich der in F i g. 2 mit vollen Linien angedeuteten Kurve ist.
Nach dieser Figur werden die in der Zone hoher Temperatur des Rohres 1 befindlichen Schiffchen 2 und 3 einem Temperaturgradienten von 900 zu 1200° C unterworfen.
Das Aufrechterhalten des Druckes im Rohr 1 wird
ίο durch die Konstanz der Temperatur einer Zone mit einem kalten Punkt sichergestellt, wobei diese Zone am Ende Ib des Rohres 1 gebildet wird, das dem Ende la gegenüber liegt, wobei das Ende la selbst eine Temperaturzone begrenzt, die auf der Temperatur gehalten wird, die für die Sublimation des Phosphors 7 gewählt wird.
Unter Berücksichtigung der Schmelz- oder Verdampfungstemperaturen der verschiedenen Elemente wird in der Zone hoher Temperatur ein ziemlich hoher Temperaturgradient gewählt, wobei die Temperatur dieser Zone über eine beschränkte Länge von 9000C zu 12000C variiert. Die Temperatur der Zone mit dem kalten Punkt, die im allgemeinen zwischen 400 und 430°C liegt und vorzugsweise 4200C beträgt, ermöglicht es, in dem Raum 1 einen Druck von genau 1,01 bar aufrechtzuerhalten.
Die gewählte Höhe der Temperatur der Sublimationszone hängt mit der Umwandlung des festen Phosphors 7 in die Dampfphase zusammen; diese Temperatur kann also in einem ziemlich großen Bereich zwischen 480 und 58O0C und vorzugsweise in der Nähe von 5000C gewählt werden.
Während der ersten Stufe des Synthesevorgangs wird der am Ende la des Raumes vorhandene Phosphor 7 in Dampf umgewandelt und zu dem gegenüberliegenden Ende \b des genannten Raumes 1 geführt, dessen Temperatur niedriger ist.
Der Phosphor in der Gasphase verliert flüchtige Verunreinigungen bei 5000C und folgt dem mit den Pfeilen F\ angedeuteten Weg, wobei er über die Oberfläche der Galliumschmelzen 4 und 5 streicht und zum Teil darin absorbiert wird. Der gelöste Phosphor diffundiert unter der Einwirkung der Temperaturgradienten in die Flüssigkeit, so daß feste Massen 8 und 9 aus Galliumphosphid kristallisiert werden, wobei der ungelöste Phosphor 10 auf den Wänden des kalten Endes \b des Raumes 1 kondensiert und abgelagert wird.
Bei einer zweiten Stufe wird die Temperatur der Zone
so des Endes \b auf 5000C gebracht und es wird die Temperatur der Zone des Endes la auf 4200C herabgesetzt. Der Phosphortransport erfolgt in einer der des vorhergehenden Transports entgegengesetzten Richtung und die Absorption von Phosphordampf durch die Schmelzen setzt sich fort, gleich wie die Diffusion von Phosphor in die Schmelze und die Kristallisation. Es ist möglich, daß nach diesem Hin- und Rückzyklus keine Phosphorkondensation mehr auftritt. Im entgegengesetzten Fall wird der vorhergehende Vorgang wieder-
M) holt, bis der Phosphor erschöpft ist, oder, wenn die verwendete Phosphormenge überschüssig ist, bis der Inhalt der Schiffchen nahezu völlig kristallisiert ist.
F i g. 3 und 4 zeigen eine Abwandlung der Ausführungsform zum Erhalten einer reineren GaHiumphos-
Bi phidmasse.
Nach diesen Figuren werden in einem hermetisch verschossenen Raum 11, z.B. durch ein zugeschmolzenes Quarzrohr gebildet wird, einerseits Schiffchen 12,
13, 14, 15 mit Galliumschmelzen 16, 17, 18 bzw. 19 und andererseits ein Behälter 20 mit Phosphor 21 in fester Form angebracht, der sich am Ende Hades Raumes 11 befindet.
Der im Behälter 20 befindliche Phosphor 21 in einer zweiten Zone am Ende 11a des Raumes 11 wird auf eine Temperatur von etwa 520°C gebracht, wodurch er verdampfen kann und er die Länge des Raumes 11 in Richtung der Pfeile F2 bis in eine dritte Zone am Ende llodes Raumes 11 durchlaufen kann, wobei diese dritte Zone auf eine Temperatur von 420° C gebracht ist.
Während des Durchgangs der Phosphordämpfe werden die Schiffchen 12 und 13 in einer ersten Zone einem Temperaturfeld symmetrisch verteilter Temperaturgradienten ausgesetzt, die von 900 zu 12000C entsprechend der durch volle Linien angegebenen Kurve nach F i g. 4 variieren.
Durch die Gradienten im Temperaturfeld können kristalline Massen von GaP 22, 23, 24 und 25 erhalten werden.
Die Schiffchen 14 und 15 in einer vierten Zone des Raumes 11 werden vollständig auf 480°C gehalten.
Es sei bemerkt, daß in den Zonen der Schiffchen die Temperatur nie unter den Wert der Temperatur der Zone mit dem kältesten Punkt herabsinken darf, damit nicht ein anderer kälterer Punkt im Raum 11 gebildet wird.
Flüchtige Verunreinigungen im Phosphor werden bei 52O0C von den Phosphordämpfen mitgeführt. Da sie in niedriger Konzentration in diesen Dämpfen vorhanden sind, sind ihre Dampfdrücke weit unterhalb der Sättigungsdrücke in der Schmelze der Schiffchen 12 und 13 und werden darin schnell absorbiert. Dies ist z. B. insbesondere für die Verunreinigung Schwefel der Fall.
Der Phosphortransport unter den obigen Bedingungen bildet eine erste Stufe des Verfahrens nach dieser besonderen Ausführungsform.
Wenn auf diese Weise die gesamte Phosphormenge verdampft ist, wird ein großer Teil des Dampfes in der dritten Zone am Ende HZ? kondensiert, während ein Teil desselben in den Schiffchen 12 und 13 absorbiert wird. Da die flüchtigen Verunreinigungen bei 5200C ebenfalls in den Schiffchen 12 und 13 absorbiert sind, ist der bei 116 kondensierte Phosphor sehr rein. In einer zweiten Stufe wird das Temperaturprofil des Raumes gemäß der durch gestrichelte Linien dargestellten Kurve der F i g. 4 geändert. Die Schmelze der Schiffchen 14 und 15 absorbiert somit einen sehr reinen Phosphor und liefert ein Phosphid hohen Reinheitsgrades.
Das in den Schiffchen 12 und 13 gesammelte Galliumphosphid kann für die gangbaren Anwendungen und das in den Schiffchen 14 und 15 gesammelte Galliumphosphid kann für die einen hohen Reinheitsgrad erfordernden Anwendungen dienen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 25 Ol 525
1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung mit mindestens einem Element der III. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente (PSE) und einem flüchtigeren Element der V. Gruppe des PSE, bei dem in einem geschlossenen Raum eine Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe in einer ersten Zone mit einer Temperatur, die höher liegt als die Temperatur einer das Element der V. Gruppe in nicht-gasförmigem Zustand enthaltenden zweiten Zone, angeordnet wird, wobei die Temperatur der zweiten Zone höher ist als die Temperatur des kältesten Punktes in einer dritten Zone, und wobei die erste Zone räumlich zwischen der zweiten und der dritten Zone liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen der zweiten und der dritten Zone so eingestellt werden, daß eine größere Menge des Elements der V. Gruppe verdampft als in der Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe absorbiert wird, daß die Schmelze einem Temperaturgradienten unterworfen und die Halbleiterverbindung kristallisiert wird, und daß nach Verdampfung der gesamten Menge des Elements der V. Gruppe in der zweiten Zone die Temperaturen der dritten und der zweiten Zone untereinander vertauscht und die in der dritten Zone gebildeten Kondensate des Clements der V. Gruppe verdampft werden.
2. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung mit mindestens einem Element der III. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente (PSE) und einem flüchtigeren Element der V. Gruppe des PSE, bei dem in einem geschlossenen Raum eine Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe in einer ersten Zone mit einer Temperatur, die höher liegt als die Temperatur einer das Element der V. Gruppe in nicht-gasförmigem Zustand enthaltenden zweiten Zone angeordnet wird, wobei die Temperatur der zweiten Zone höher ist als die Temperatur des kältesten Punktes in einer dritten Zone, und wobei die erste Zone räumlich zwischen der zweiten und der dritten Zone liegt, dadurch gekennzeichnet, daß Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe außer in der ersten in einer vierten Zone angeordnet wird, die zwischen der ersten und der dritten Zone liegt und ■uf einer Temperatur gehalten wird, die von der Größenordnung der Temperatur der zweiten Zone ist, daß die Temperaturen der zweiten und der dritten Zone so eingestellt werden, daß eine größere Menge des Elements der V. Gruppe verdampft als in der Schmelze des Elements bzw. der Elemente der III. Gruppe in der ersten Zone absorbiert wird, daß die Schmelze einem Temperaturgradienten unterworfen und die Halbleiterverbindung kristallisiert wird, und daß nach Verdampfung der gesamten Menge des Elements der V. Gruppe in der zweiten Zone in der vierten Zone ein Temperaturgradient eingestellt wird und die Temperaturen in der dritten und der zweiten Zone untereinander vertauscht und die in der dritten Zone gebildeten Kondensate des Elements der V. Gruppe verdampft werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturgradient der ersten Zone symmetrisch abfallend ausgebildet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn-
zeichnet, daß die Schmelze über zwei Schiffchen verteilt wird und daß jedes Schiffchen in einer Hälfte des symmetrischen Temperaturfeldes angeordnet wird.
DE19752501525 1974-01-16 1975-01-16 Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung Expired DE2501525C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7401442A FR2257333B1 (de) 1974-01-16 1974-01-16

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2501525A1 DE2501525A1 (de) 1975-07-17
DE2501525B2 DE2501525B2 (de) 1979-09-13
DE2501525C3 true DE2501525C3 (de) 1980-05-29

Family

ID=9133544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19752501525 Expired DE2501525C3 (de) 1974-01-16 1975-01-16 Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JPS55359B2 (de)
BE (1) BE824456A (de)
DE (1) DE2501525C3 (de)
FR (1) FR2257333B1 (de)
GB (1) GB1491372A (de)
IT (1) IT1028329B (de)

Also Published As

Publication number Publication date
FR2257333A1 (de) 1975-08-08
IT1028329B (it) 1979-01-30
DE2501525B2 (de) 1979-09-13
FR2257333B1 (de) 1980-05-09
GB1491372A (en) 1977-11-09
BE824456A (fr) 1975-07-16
DE2501525A1 (de) 1975-07-17
JPS50106896A (de) 1975-08-22
JPS55359B2 (de) 1980-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1178827B (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiterkoerpern fuer Halbleiterbauelemente durch pyrolytische Zersetzung einer Halbleiterverbindung
DE1901331C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Verbindungskristalls
DE1950874A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls einer pseudobinaeren Legierung
DE2161072C3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls aus einer Halbleiterverbindung und Schiffchen zur Durchführung dieses Verfahrens
DE2311370B2 (de) Verfahren zum Züchten von Kirstallen einer Verbindung
DE2501525C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterverbindung
DE3872644T2 (de) Verfahren zum erzeugen von monokristallinen quecksilber-cadmium-tellurid-schichten.
DE2000096C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum epitaktischen Abscheiden einer Schicht aus einem Halbleitermaterial auf einer ebenen Fläche eines einkristallinen Substrats
CH457367A (de) Verfahren zum Einstellen eines ungesättigten Dampfes eines Stoffes in einer Zone
DE1900293C3 (de) Flüssige Kältemittel/Absorptionsmittel-Zusammensetzung
DE2137772C3 (de) Verfahren zum Züchten von Kristallen aus halbleitenden Verbindungen
DE2629650A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum wachsen von hgi tief 2 -kristallen
DE2060673C3 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Phosphiden
DE1519844C3 (de) Verfahren zum Beseitigen von Einschlüssen aus Kristallen
DE2032638C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbindungseinkristalls
DE1769568A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Kristallen aus Verbindungen und Legierungen
DE1040693B (de) Verfahren zur Herstellung einer halbleitenden stoechiometrischen Verbindung aus Komponenten hoechster Reinheit fuer Halbleiteranordnungen
DE1944985C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Zuchten einer Schicht aus Quecksilber cadmiumtellund
DE304856C (de)
DE2160746A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Einkristallen aus Halbleiterverbindungen
DE1771918C (de) Verfahren zum Herstellen von Mischkristallschichten aus Cadmiumsulfid und Cadmiumselenid durch Aufdampfen im Hochvakuum
AT252999B (de) Verfahren zur Herstellung bandförmiger, dendritischer Halbleiterkristalle aus der Dampfphase
DE1002741B (de) Verfahren zur Herstellung im Schmelzprozess und/oder zum Umschmelzen einer anorganischen stoechiometrischen Verbindung in kristalliner Form
DE2458026A1 (de) Verfahren zur herstellung einkristalliner staebe aus einer schmelze und durch dieses verfahren hergestellte einkristalline koerper, insbesondere aus halbleitermaterial
Büker et al. Die Herstellung von Halbleiterdetektoren

Legal Events

Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee