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DE1274347B - Einkristall aus GaAs hohen spezifischen Widerstands und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Einkristall aus GaAs hohen spezifischen Widerstands und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number
DE1274347B
DE1274347B DET27055A DET0027055A DE1274347B DE 1274347 B DE1274347 B DE 1274347B DE T27055 A DET27055 A DE T27055A DE T0027055 A DET0027055 A DE T0027055A DE 1274347 B DE1274347 B DE 1274347B
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DE
Germany
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chromium
crystal
single crystal
gallium arsenide
gallium
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Pending
Application number
DET27055A
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English (en)
Inventor
George Richard Cronin
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.)
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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.)
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Publication date
Application filed by Texas Instruments Inc filed Critical Texas Instruments Inc
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Pending legal-status Critical Current

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
Deutsche Kl.: 40 b-31/00
Nummer: 1274 347
Aktenzeichen: P 12 74 347.4-24 (T 27055)
Anmeldetag: 22. September 1964
Auslegetag: !.August 1968
Die Erfindung betrifft einen Einkristall aus GaAs mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand und ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Galliumarsenidkristalle können als Halbleitermaterial verwendet werden, z. B. zur Herstellung von Transistoren.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen gewinnt die Technologie des Epitaxieverfahrens beim Kristallwachstum eine immer größere Bedeutung, bei dem eine Schicht des erwünschten Halbleiterkristalls ίο auf einem Träger gezüchtet wird. Der Träger muß im wesentlichen monokristalliner Natur sein, damit die Schicht, die sich auf ihm bildet, ebenfalls monokristallin ist. In manchen Fällen ist es wünschenswert, wenn der Träger einen hohen spezifischen Widerstand hat. Es kann dann eine einzige Trägerscheibe aus einem Kristall hohen spezifischen Widerstands verwendet werden, die dann als gemeinsamer Träger für viele einzelne Epitaxiekristalle dient, die auf seiner Oberfläche gezüchtet werden. Obwohl alle ao diese Epitaxiekristalle für sich mit dem Träger im allgemeinen monokristallin verbunden sind, isoliert der hohe Widerstand der Scheibe die einzelnen Kristalle elektrisch voneinander. Eine weitere Behandlung der einzelnen Kristalle durch epataxiales Wachstum oder andere Verfahren, z. B. durch Diffusion, ermöglicht die Herstellung vieler Halbleitervorrichtungen, die sich alle auf dem einen gemeinsamen Träger befinden und die trotzdem elektrisch praktisch voneinander isoliert sind. Daher können später elektrische Verbindungen hergestellt werden, wie dies für die speziell vorliegenden Anwendungsformen erwünscht ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, Galliumarsenid anzugeben, dessen Widerstand erheblich oberhalb des an sich niederohmigen reinen Galliumarsenids liegt.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Eingriffsteil Chrom neben in geringer Menge vorhandenen Donatoren enthält.
Vorteilhaft ist, wenn der Eingriffsteil 0,2 bis 0,5 ppm Chrom enthält. Man erhält dann Widerstände bis zu 3,5 · 108 Ohm · cm.
Zur besseren Erläuterung der Erfindung, ihrer weiteren Ziele und ihrer Vorteile wird nun auf die folgende Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung bezug genommen. Es zeigt die Figur einen Schnitt durch eine Vorrichtung, die zur Herstellung von kristallinem Galliumarsenid dienen kann.
In der Vorrichtung ist eine Quarzkammer vorgesehen, die einen röhrenförmigen Ansatz 12 aufweist, der als Verbindung zum Inneren der Kammer dient.
Einkristall aus GaAs hohen spezifischen
Widerstands und Verfahren zu seiner Herstellung
Anmelder:
Texas Instruments Incorporated,
Dallas, Tex. (V. St. A.)
Vertreter:
Dr.-Ing. W. Höger und
Dipl.-Ing. W. Stellrecht M. Sc, Patentanwälte,
7000 Stuttgart, Uhlandstr. 16
Als Erfinder benannt:
George Richard Cronin, Dallas, Tex. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 25. September 1963
(311430)
Die Kappe 13 bedeckt den oberen Teil einer Kammer 11; sie besteht aus Bornitrit; sie hat eine Bohrung 15 in ihrem mittleren Bereich und einen nach oben ragenden Ansatz 17. Eine Spule 19 zur Widerstandsheizung ist am oberen Teil der Kappe 13 angeordnet, die mit einer Niederhaltescheibe 20 aus Bornitrit versehen ist und die Heizwicklung einschließt und in ihrer Lage hält.
Auf den Ansatz 17 und konzentrisch zu diesem ist eine Hülse 21 aufgesetzt, die auf der Niederhaltescheibe 20 aufsteht. Die Hülse 21 besteht ebenfalls aus Bornitrit.
Die Außenflächen der Kammer 11 und der Kappe 13 sind durch eine Isolation 22, beispielsweise aus Quarzfiberglas, umgeben.
Ein Ziehstab 23 aus Quarz, der durch nicht gezeichnete Mittel mit etwa 20 bis 30 Umdrehungen pro Minute drehbar ist, ragt durch den mittleren Hohlraum nach unten, der in der Hülse 21 und in der Kappe einschließlich dem Ansatz 17 vorhanden ist, wobei das untere Ende des Ziehstabes 23 sich in der Kammer 11 befindet. Der Ziehstab 23 wird unten in einem Graphitlager 25 und oben in einem Teflonlager 27 gelagert, die beide außerdem teilweise als Stopfen wirken.
Der untere Teil der Kammer 11 wird durch einen Boden 41 geschlossen, der in einer kreisförmigen Ausnehmung auf der Oberseite der Grundplatte 42
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steht. Der Boden 41 nimmt in einer Einbuchtung 43, die in seiner Mitte nach oben ragend vorgesehen ist, ein Thermoelement 44 auf, das die Grundplatte 42 durchdringt.
Um eine genügende Verbindung zwischen der Kappe 13 und der Kammer 11 zu schaffen, ist die Kappe ausgebohrt, wodurch eine Innenschulter 45 geschaffen wird, die so bemessen ist, daß sie den Umfang der Kammer 11 am oberen Rand passend
Arsen 75 wird auf den Boden der Kammer 11 eingelegt. Die Vorrichtung nach Fig. 1 wird dann zusammengesetzt, wie dort gezeigt, und die poröse Isolation 22 aufgebracht.
Durch den Ansatz 12 und die Nippel 53 und 57 wird Argongas eingeführt.
Nachdem zur Reinigung der Luft in die Kammer 11 genügend lange Argon eingeströmt ist, wird der Ansatz 12 luftdicht verschlossen. Während des weite-
22, die den Hohlraum abschließt. Durch die Nippel 53 und 57 wird den Hohlräumen 15 und 59 auf nicht gezeigte Weise Argon zugeführt, hinausgedrückt und durch eine inerte Argonatatmosphäre ersetzt.
Da zwischen dem Teflonlager 27 und dem Ziehstab 23 stets kleine Undichtigkeiten vorhanden sind und da die Isolation .22 relativ porös ist, kann stets eine kleine Menge Argon abfließen. Auf diese Art
umschließt, wenn die Kappe 13 auf dem oberen io ren Verfahrens fließt dauernd Argon durch die Nip-Rand der Kammer aufliegt. pel 53 und 57. Die Heizspule 53 wird an eine nicht
Vorkehrungen, die verhindern, daß Luft in die gezeigte, bekannte Energiequelle angeschlossen. Die Kammer 11 über die Stopfen, welche durch die Lager Temperatur wird durch das Thermoelement 44 ge-25 und 27 gebildet werden, und durch den Sitz zwi- messen. Während etwa einer Stunde wird bis zum sehen der Kappe 13 und der Kammer 11 eindringt, 15 Schmelzpunkt von Galliumarsenid (1240° C) oder werden nunmehr besprochen. Die Hülse 21 ist mit etwas darüber aufgeheizt, vorzugsweise auf 1250° C. einem querverlaufenden Durchlaß 51 versehen, in Die Hitze, die von der Graphitaufnahme 53 während den ein Nippel 53 eingeschraubt ist. Durch den des Verfahrens abgestrahlt wird, läßt das metallische Nippel 53 und den Durchlaß 51 ist eine Verbindung Arsen 75 verdampfen, und es findet eine Reaktion zum Innenraum 15 der Hülse 21 geschaffen. In dem 20 zwischen dem flüssigen Gallium und dem Arsen statt, unteren Teil der Innenschulter 45 ist ein Durchlaß wobei eine Schmelze aus Galliumarsenid entsteht, eingearbeitet, in den ein querliegender Nippel 57 ein- Danach wird der Stab 23 abwärts bewegt, bis der geschraubt ist. Die lichte Weite der Innenschulter 45 Kristall 71 die Oberfläche der Galliumarsenidist größer als der Außendurchmesser der Kammer 11 schmelze erreicht, die nunmehr in dem Tiegel 65 und schafft so im montierten Zustand einen ring- 35 vorhanden ist. Der Stab 23 wird dann langsam wieförmigen Hohlraum59 zusammen mit der Isolation der herausgezogen, z.B. 25 bis 12mm pro Stunde.
Wenn Gallium und Arsen extrem rein sind, verursacht Chrom einen überraschend hohen spezifischen Widerstand. Bei handelsüblichen guten Materialien, die normale Verunreinigung aufweisen, wurde herausgefunden, daß die Anwesenheit von 0,2 Teilen Chrom pro 1 Million (ppm) Galliumarsenid vorteilhaft ist. Wenn z. B. 0,2 bis 0,5 ppm in fertig ausgebildetem, kristallinem Material vorhanden sind, so
und Weise wird ein Schutzmantel aus Argon ge- 35 erhält man einen spezifischen Widerstand von etwa schaffen, der die Luft fernhält. Eine Distanzhülse 61 108 Ohm · cm. Erhöht man den Chromzusatz z. B. aus Quarz steht auf dem Boden 41 und stützt eine von 0,5 auf 350 ppm, so erhöht sich der spezifische Graphitaufnahme 63 «b, die im großen und ganzen Widerstand nur wenig oder nicht,
zylindrisch ist und auf ihrer obenliegenden Fläche Zum besseren Verständnis der Erfindung werden
eine halbkugelförmige Ausnehmung aufweist, in die 40 nun Einzelbeispiele beschrieben,
passend ein halbkugeliger Tiegel 65 aus Aluminium
eingesetzt ist. Das Thermoelement 44 ragt in eine B e i s ο i e 1 1
Ausnehmung der Unterseite der Graphitaufnahme 63.
Außerhalb der Kammer 11, aber nahe ihren Wan- An diesem Beispiel werden die Widerstandseigenden in der Nachbarschaft der Graphitaufnahme 63, 45 schäften eines Kristalls aus sehr reinem Galliumarseist eine Hochfrequenzheizspule 67 vorgesehen. nid gezeigt, der kein Chrom enthält.
Das Ende des Ziehstabes 23 trägt einen kleinen In die Vorrichtung nach der Figur wurden 40 g
Kristall 71 aus Galliumarsenid, der als Keim für das Gallium in den Tiegel 65 eingelegt. Etwa 50 g metal-Kristallwachstum dient. Der Kristall 71 wird in einem Iischen elementaren Arsens wurden auf dem Boden Schlitz am Ende des Ziehstabes 23 festgehalten. Ein 50 der Kammer 11 aufgeschichtet, wodurch ein kleiner Quarzstift, der das Ende des Stabes und eine ent- stöchiometrischer Überschuß an Arsen entstand, sprechende Durchbrechung im Keim durchdringt, Nachdem etwa 15 Minuten lang mit Argon durchkann verwendet werden, um sicherzustellen, daß der gespült worden war, wurde der Ansatz 12 mit einem Kristallkeim an seiner Stelle bleibt. heißen Pfropfen verschlossen. Es strömte durch die
Der Tiegel 65 enthält eine Charge 73 aus flüssigem 55 Nippel 53 und 57 dauernd Argon ein, um in der Gallium. Festes metallisches Arsen 75 liegt im unte- Nähe der dichtenden Oberflächen eine inerte Atmoren Teil der Kammer 11 auf dem Boden 41. Sphäre zu schaffen, wie oben erwähnt wurde.
Die oben beschriebene Vorrichtung nach der Figur Ferner wurde die Spule 67 eingeschaltet, und die
kann dazu benutzt werden, Galliumarsenidkristalle Temperatur des Galliums wurde langsam von Raumzu ziehen. Die Herstellung solcher Kristalle, die 60 temperatur auf etwa 1250° C erhöht, wobei der Chrom nicht enthalten, gehört nicht zu dieser Erfin- ganze Aufheizprozeß etwa 1 Stunde benötigte. Die
Bornitritkappe 13 wurde durch die Spule 19 aufgeheizt.
Der Stab 23 wurde mit seinem Galliumarsenidkeim abgesenkt, bis er die Oberfläche der Schmelze in dem Tiegel 65 berührte. Der Ziehstab 23 wurde mit 25 Umdrehungen pro Minute gedreht und wurde dann, indem er sich drehte, herausgezogen, und zwar
dung. Mit der beschriebenen Vorrichtung kann man auch neue Kristalle hohen spezifischen Widerstands züchten, indem man Chrom einführt, wie nunmehr beschrieben wird.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird bei Raumtemperatur begonnen, Gallium 73 in den Tiegel 65 eingelegt und Chrom dazugetan. Metallisches
etwa um 25 bis 12 mm pro Stunde. Während des Ziehens wurde die Temperatur bei 1240° C knapp über dem Schmelzpunkt des Galliumarsenids gehalten. Nachdem ein Kristall von etwa 25 bis 12 mm Länge gezogen worden war, wurde der Stab von Hand aus der Oberfläche der Schmelze gezogen, und man ließ die Vorrichtung abkühlen. Das Argon floß weiterhin, so daß alles Gas, das während des Abkühlens in die Kammer gesaugt wurde, nicht Luft war, sondern Argon.
Man erhielt einen guten Galliumarsenidkristall, der im wesentlichen rein war. Er enthielt etwa 4 Millionstel Aluminium, etwa 0,09 Millionstel Eisen, etwa 0,05 Millionstel Silizium, etwa 0,05 Millionstel Magnesium und etwas weniger als 0,05 Millionstel Kalzium. Der restliche Stoff wurde dem Galliumarsenid zugerechnet. Das in der Probe vorhandene Aluminium ist in diesem Fall neutral, obwohl sein Anteil im Verhältnis zu anderen Verunreinigungen hoch ist. Das Aluminium war deshalb vorhanden, weil ein Aluminiumtiegel verwendet wurde.
Bei der Widerstandsmessung dieses Kristalls ergab sich ein Widerstand von etwa 0,1 Ohm · cm bei 300° Kelvin.
Die Wiederholung des obigen Versuches ergab einen spezifischen Widerstand von etwa 0,02 bis 0,1 Ohm · cm bei 300° Kelvin. In allen Fällen erhielt man N-Material.
Beispiel 2
30
Das Verfahren gemäß Beispiel 1 wurde wiederholt, aber diesmal wurden zu der 40-g-Charge Gallium etwa 100 mg Zinn zugefügt, und der Aufheizprozeß in der Vorrichtung wurde wiederholt, bei dem sich durch chemische Reaktion Galliumarsenid bildet.
Der Kristall, der mit der gleichen Technologie unter den gleichen Bedingungen gezüchtet wurde, war dem Aussehen und dem Ergebnis nach dem des Beispiels 1 ähnlich. Das monokristalline Endprodukt enthielt etwa 30 Millionstel Zinn. Wie leicht einzusehen ist, wurde der Mengenanteil von Zinn im Galliumarsenidkristall infolge Segregationserscheinungen kleiner als das Verhältnis von Zinn zu Gallium in den Tiegel 65. Abgesehen vom Zinn wurden im Endprodukt etwa die gleichen Verunreinigungsbetrage erhalten wie im Beispiel 1.
Das Endprodukt hatte einen spezifischen Widerstand von etwa 0,01 Ohm · cm bei 300° Kelvin.
Beispiel 3
Das Verfahren nach Beispiel 2 wurde wiederholt; jedoch wurde das Zinn durch 100 mg Eisen ersetzt.
Der im Ziehverfahren hergestellte Galliumarsenidkristall hatte einen spezifischen Widerstand von 3 · 104 Ohm · cm bei 300° Kelvin. Eine Untersuchung des Kristalls zeigte, daß der Eisengehalt etwa 0,5 Millionstel war und daß weiterhin die gleichen Verunreinigungen wie in den Beispielen 1 und 2 auftraten.
B eispiel 4
Dieses Beispiel und das folgende erhellen das Vorgehen bei der vorliegenden Erfindung. Sie sind mit den Ergebnissen der Beispiele 1 bis 3 zu vergleichen, wobei sich eine überraschende Steigerung des spezifischen Widerstands ergibt, wenn Chrom zugeführt wird.
Das Verfahren nach den Beispielen 2 und 3 wurde wiederholt: es wurde jedoch das Zinn und das Eisen durch Chrom ersetzt. Es wurde Chrom hoher Reinheit in den Tiegel 65 eingelegt. Die verwendete Menge wog etwa 100 mg.
Nach der Durchführung des Verfahrens und nach dem Kristallziehen mit der gleichen Technik und unter den gleichen Umständen wie in den vorhergehenden Beispielen wurde ein Galliumarsenidkristall monokristalliner Struktur von etwa 15 bis 12 mm Länge hergestellt.
Eine Untersuchung des Galliumarsenidkristalls ergab, daß er im wesentlichen rein war und etwa 4 Millionstel Aluminium, 0,05 Millionstel Eisen, 0,05 Millionstel Silizium, eine Spur Magnesium und eine Spur Kalzium enthielt. Der Chromzusatz war etwa 0,5 Millionstel.
Der spezifische Widerstand des Erzeugnisses aus diesem Beispiel war etwa 3,5 · 108 Ohm · cm bei 300° Kelvin.
Beispiel 5
Das Vorgehen nach Beispiel 4 wurde wiederholt, aber mit einer Charge von etwa 150 mg Chrom zusammen mit 40 g Gallium. Alle Randbedingungen wurden so eingehalten wie in den vorhergehenden Beispielen, und man erhielt einen Galliumarsenidkristall, der etwa das gleiche Verunreinigungsniveau wie im vorhergehenden Beispiel hatte, dessen Chromzusatz jedoch 1 Millionstel betrug. Der spezifische Widerstand des Kristalls lag etwa bei 1 · 108 Ohm · cm bei 300° Kelvin.
Beispiel 6
Das vorhergehende Beispiel wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß 200 mg Chrom verwendet wurden. Das Verfahren ging unter den gleichen Umständen wie im vorhergehenden Beispiel vor sich, und der sich ergebende Galliumarsenidkristall hatte die gleiche Verunreinigungskonzentration, die etwa bei 1,5 Millionstel lag. Der spezifische Widerstand bei 300° Kelvin war wiederum in der Größenordnung von 108 Ohm · cm.
Beispiel 7
Das Verfahren nach dem vorhergehenden Beispiel wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß dem Gallium Chrom in wesentlichen Konzentrationen beigegeben wurde, nämlich etwa 1,5 g Chrom zu 40 g Gallium.
Das Kristallziehen ging unter den gleichen Umständen vor sich, und der Galliumarsenidkristall wurde untersucht. Die Verunreinigungskonzentration war in diesem Kristall etwa gleich. Der Chromzusatz war etwa 360 Teile pro Million. Obwohl der Anteil an Chrom sehr gestiegen war, lag der spezifische Widerstand etwa bei 108 Ohm · cm bei 300° Kelvin.
Beispiel 8
Das vorhergehende Beispiel wurde wiederholt mit dem Unterschied, daß das System eine etwas höhere Siliziumverunreinigung enthielt, die sich besser aus der Untersuchung des Galliumarseniderzeugnisses erklären läßt, wie später mitgeteilt wird. Außerdem wurde etwa 100 mg Chrom zu den 40 g Gallium gegeben. Der erzeugte Galliumarsenidkristall hatte etwa
die gleiche Verunreinigung wie in den vorhergehenden Beispielen mit der Ausnahme, daß der Siliziumgehalt bei etwa 0,2 bis 0,3 Millionstel lag. Der Chromzusatz im Kristall betrug etwa 0,3 Millionstel.
Wie man sieht, war der Siliziumanteil etwa so groß wie der Chromzusatz. Da Siliziumdotierungen im Galliumarsenid als Donator wirken, war die Verunreinigung im wesentlichen die gleiche wie beim Chrom.
Der spezifische Widerstand des sich ergebenden Kristalls war in der Größenordnung l-lO^Ohm-cm bei Raumtemperatur. Daraus folgt, daß der Chromzusatz größer sein sollte als die Donatorendotierung des Systems.
Vergleicht man die oben gegebenen Beispiele miteinander, so sieht man, daß das Einführen von Chrom den spezifischen Widerstand des Kristalls etwa um den Faktor 4 über das hinaus erhöhen kann, was man ohne Chrom als höchsten spezifischen Widerstand erreichen kann (Beispiel 3, bei dem Eisen zugefügt wurde).
Außerdem wurde festgestellt, daß, wenn einmal eine Mindestmenge Chrom zugefügt wurde, wesentlich größere Dotierungen bei Raumtemperatur auf den spezifischen Widerstand des Kristalls nur eine kleine Wirkung haben. In allen Fällen war bei einem genügend großen Chromzusatz der spezifische Widerstand in der Größenordnung von 108 Ohm · cm bei Raumtemperatur.
Außerdem ergibt sich, daß der Anteil des Chroms größer sein sollte als die restlichen Donatorenverunreinigungen, d. h., Chrom sollte die Beherrschende der elektrisch aktiven Verunreinigungen sein.
Die obenerwähnten Beispiele zeigen, daß bei den benutzten Methoden zur Herstellung von Galliumarsenidkristallen sich ein Material vom N-Typ einstellt, was auf die restlichen Verunreinigungsdotierungen zurückzuführen ist. In diesem Fall erzeugt die Zugabe von Chrom in den erläuterten Quantitäten das Galliumarsenid von hohem spezifischem Widerstand. Wäre das Ausgangsmaterial vom P-Typ gewesen, so hätte sich durch die Zugabe von Chrom kein Material hohen spezifischen Widerstands eingestellt. Wahrscheinlich rührt dies davon her, daß Chrom als Donator hohen Energieniveaus dient und die Wirkung der Akzeptorverunreingung nicht aufhebt, und zwar nicht einmal, wenn der Chromzusatz wesentlichen höher als die Akzeptorenkonzentration ist. Wenn man daher einen Galliumarsenidkristall vom P-Typ züchten will, muß man Akzeptorenverunreinigungen zugeben, und zwar über den Anteil der erwarteten Akzeptorenkonzentration hinaus. Die üblichen Akzeptorenverunreinigungen sind Schwefel, Selen und Tellur. Wie man diese Verunreinigungen in den wachsenden Kristall einführt, ist bekannt. Wenn nunmehr Chrom als die Donatorenkonzentration zugegeben wird, erhält man genau wie vorher einen Kristall hohen elektrischen Widerstands.
In der vorhergehenden Beschreibung wurde zum Züchten des Kristalls ein Ziehverfahren beschrieben, bei dem mit einer Galliumarsenidschmelze gearbeitet wird. Es sind jedoch andere Verfahren zur Herstellung von Galliumarsenid bekannt; wenn man in einen so erzeugten Kristall Chrom einführt, entsteht ebenfalls ein Kristall hohen elektrischen Widerstands. Zum Beispiel kann gemäß der vorliegenden Erfindung auch Chrom im epitaxial geschichteten, monokristallinen Galliumarsenid eingeführt werden, bei denen das gasförmige Galliumarsenid ζ. Β. durch Reduktion mit Wasserstoff auf einem geeigneten Träger, wie z. B. Galliumarsenid, niedergeschlagen wird.
Um ein weiteres Beispiel zu geben, kann Chrom in einem Galliumarsenidkristall auch durch Diffusion eingeführt werden, indem man das Chrom und den Kristall aus Galliumarsenid auf etwa 1000° C in einem luftleeren System für einige Stunden erhitzt. Wahlweise kann das Chrom mit der Charge in eine horizontal arbeitende, mit Temperaturgefällen arbeitende Vorrichtung eingeführt werden, um einen Kristall gemäß der Erfindung herzustellen. Der Kristall nach der Erfindung ist also nicht auf eine bestimmte Herstellungsmethode beschränkt.
In der Beschreibung wurden solche Bestandteile oder Verunreinigungen als »elektrisch aktiv« beschrieben, die den Leitungstyp bestimmen. Sie werden damit von neutralen Verunreinigungen unterschieden.

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweisender Einkristall aus GaAs, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall einen kleinen Anteil an Chrom neben in geringerer Menge vorhandenen elektrisch aktiven Verunreinigungen enthält.
2. Einkristall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er 0,2 bis 0,5 ppm Chrom enthält.
3. Verfahren zur Herstellung eines Einkristalls nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Einkristall aus einer Schmelze gezogen wird, die einen kleinen Anteil an elektrisch aktiven Verunreinigungen und Chrom in einer Menge enthält, die mindestens so groß ist wie die Summe der elektrisch aktiven Verunreinigungen.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Gallium und ein kleiner Anteil Chrom auf die Schmelztemperatur von GaAs gebracht wird und daß in der Nähe der Gallium-Chrom-Schmelze Arsendampf erzeugt wird, der mit dieser zusammen GaAs bildet.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Electronics, Bd. 36 (1963), Heft 43, S. 43.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
809 588/349 7.68 @ Bundesdruckerei Berlin
DET27055A 1963-09-25 1964-09-22 Einkristall aus GaAs hohen spezifischen Widerstands und Verfahren zu seiner Herstellung Pending DE1274347B (de)

Applications Claiming Priority (1)

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US311430A US3344071A (en) 1963-09-25 1963-09-25 High resistivity chromium doped gallium arsenide and process of making same

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