DE2122760A1

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Info

Publication number: DE2122760A1
Application number: DE19712122760
Authority: DE
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1970-05-08
Filing date: 1971-05-07
Publication date: 1972-01-27
Also published as: CA938783A; FR2088447A1; US3666553A; NL149233B; JPS466419A; DE2122760B2; FR2088447B1; JPS5015114B1; GB1336910A; NL7106152A; SE375019B; BE766699A

Description

Western Electric Company Inc,
195 Broadway-New York, N. Y. 10007 / USA

A 32 292

Die Erfindung betrifft die Züchtung ednen hohen Widerstand aufweisender polykristalliner dünner Filme von Verbundhalbleitern der Gruppe III(a)-V(a).

Bei der Herstellung von Dünnfilm-Mikroschaltungen und verwandten technischen Gebieten besteht seit einiger Zeit ein Bedarf hinsichtlich einer stabilen Schicht von hohem Widerstand. Bei der neu entwickelten Vidicon-Aufnahmeröhre, welche eine passive Diodenanordnung als Teil des Schirmaufbaue verwendet, überdeckt beispielsweise ein "Widerstandsmeer» au· Dünnfilm die Anordnung» um Ladungen abzuleiten, die durch einen den Schirm abtastenden Elektronenstrahl erzeugt werden. Insbesondere kann, wie dies in der USA-Patentschrift 3 419 erläutert ist, die Diodenanordnung mittels Diffusion von P-Bereichen durch eine SiOg-Maske in eine N-leitende unterlage gebildet werden. Das »Widerstandsmeer" überdeckt das SiC^ sowie auch die P-leitenden Bereiche. Häufig wird Antimon-Trisulfid als ein Material verwendet, um das "Widerstandsmeer¹¹ ssu bilden. Obgleich dieses Material den erforderlichen hohen Schichtwiderstand von zumindest 5 x 10 Ohm/Quadratfläche (Widerstandswert geteilt durch Dicke) umfaßt, bietet es einige Schwierigkeit bei dem. Röhrenherstellungsvorgang. Der hohe Dampfdruck des Antimon-Trisulfid verhindert nämlich, daß die Aufnahmeröhre bei einerAusheiztemperatur von etwa 400° 0 ausgeheizt wird, wobei der Ausheizvorgang wiederum zur Entfernung von Verunreinigungen sowie zur Schaffung eines guten Vakuums günstig wäre. Folglich sah man sich in der Technik

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nach einem geeigneten Ersatz um.

Polykristallinea GaAs und GaP erscheinen als sehr günstig zur Anwendung für das "Widerstandsmeer", da sie einen vernachlässigbaren Dampfdruck bei der Ausheiatemperatur aufweisen. Jedoch hatten bisherige Versuche zur Erzeugung von einen hohen Widerstand aufweisenden Dünnfilnien aus GaAs und GaP zur Erfüllung dee obigen Schichtwiderstandskriteriums im allgemeinen geringen Erfolg. Bin solcher Versuch ist beschrieben von T. Pankey und J. B. Davey in »Journal of Applied Physics», 37, .1507 (1966) hinsichtlich GaAs und in "Journal of Applied Physics", 40, (1969) im Hinblick auf GaP. In keinem Pail hatten jedoch die Verfasser das besondere Problem der Herstellung eines geeigneten »Widerstandemeeres¹¹ für eine Vidicon-Aufnahmeröhre im Sinn, 3?erner berichten sie über spezifische Widerstände von lediglich etwa 10 Ohm-cm und 10 Ohm-cm für polykristallinee GaAs bzw. GaP, wenn ein Wachstum auf amorphen Unterlagen erfolgte, beispielsweise Quarz, Pyrex oder Glas, und swar in Verbindung mit einem geeigneten Anlassen. Diese spezifischen Widerstände entsprechen annähernd für die dünnsten gezüchteten filme (etwa 1000 Ä)spezifischen Schichtwiderständen von lediglich etwa 10' Ohm pro Quadratfläche bzw. 10 Ohm pro Quadratfläche*

Bei äem Dampfniederschlagverfahren nach Pankey-Davey wurden GaP* oder GaAs-Filme durch Verdampfung von Ga-Atomen aus einem Ga-Quellenschmelztiegel bei einer Temperatur T₁ (etwa 935⁰C) auf eine Unterlage bei einer Temperatur T« (^e*wa 150 - 825°C) in einer Umgebung von As. oder P. niedergeschlagen, deren Druck durch die Temperatur T, (etwa 150⁰C) der Kammer bestimmt war. Ein Niederschlag trat auf bei Erfüllung der Bedingung T₁ > T« > T*. Dieses Verfahren ist aus verschiedenen Gründen nicht günstig. Die berichteten Widerstände waren nicht so hoch, wie dies bei dem "Widerstandsmeer" und anderen Anwendungsfällen erforderlich war· Zweitens wäre eine Massenproduktion der Filme behindert, da eine genaue Steuerung der drei Temperaturen erforderlich ist

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und die Wirkungen von Veränderungen in diesen Temperaturen noch nicht vollständig bekannt sind. Ferner ist der Verlust von As. (oder P.) in dem Pumpsystem übermäßig hoch, wobei die besondere Möglichkeit einer Filmverschmutzung aus schlechten Vakuumbedingungen vorliegt. Endlich können nach diesem Verfahren erzeugte Filme eine unerwünschte Inselstruktur aufweisen.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung liegt demgemäß in der Herstellung amorpher Dünnfilme von hohem widerstand mit geringem. Dampfdruck, mit besonderer Anwendungsmöglichkeit als "Widerstandsmeer" in Vidicon-Aufnahmeröhren, wobei der Schirm eine Halbleiter-Diodenanordnung darstellt.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Züchtung eines einen hohen Widerstand aufweisenden polykristallinen dünnen Filmes eines Halbleiters der Gruppe III(a)-V(a) auf einer Unterlagenoberfläche. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet durch Reduzierung des Hintergrunddruckes auf einen unteratmosphärischen Wert und Fokussierung zumindest eines Molekularstrahles enthaltend die Bestandteilskomponenten des gewünschten Filmes auf die vorgeheizte Unterlage über eine ausreichende Zeitperiode zur Bewirkung eines Wachstums des Filmes auf die gewünschte Dicke, wobei die Unterlage amorph ist und auf eine Temperatur innerhalb des Bereiches von 250 - 450°C vorgeheizt wird.

Bei bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung bestehen die Halbleiterverbindungen aus GaAs oder GaP, wobei das amorphe Unterlagematerial aus SiOp besteht. Der Vorgang stellt ein nicht im Gleichgewicht befindliches physikalisches Dampfwachstumsverfahren dar, welches die Züchtung nicht epitaxialer Filme von steuerbarer Dicke mit spezifischen Schichtwiderständen

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von zumindest 5 x 10 Ohm pro Quadratfläche ermöglicht.

Das beschriebene erfindungsgemäßaVerfahren beruht auf der Tatsache, daß Elemente der Gruppe III(a) - V(a), wie sie in Ver-

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bundhalbleitern enthalten sind, auf der Oberfläche von amorphen Halbleiter-Unterlagestoffen bei sich ändernden Geschwindigkeiten adsorbiert werdens die V(a)-Elemente werden typischerweise fast gänzlich hiervon bei Abwesenheit von III(a)-Elementen reflektierte Jedoch wurde bestimmt, daß das Wachstum von einen hohen Widerstand aufweisenden, polykristallinen, stöchiometrischen III(a)-V(a)-Halbleiter-Verbindungen bewirkt werden kann, indem Dämpfe dsr Elemente der Gruppe III(a) und ?(a) auf der Unterlagefläche hergestellt werden _ΰ wobei ein vorliegender Ü'bersohuß des Elementes der .Gruppe V(a) gegenüber dem Element der Gruppe Ill(a) auf diese Weise sicherstellt, daß die Gesamtheit des Elementes der Gruppe III(a) verbraucht vd.rd» während der nicht zur Sealrtion gebrachte Überschuß der Gruppe V(a) reflektiert wird« Kw?ζ gesagt umfaßt das Verfahren die Aufbringung einer amorphen Unterlagen-Oberfläche in, einer Vakuumkammer·, Svakuierung ä@s Kammer "und Ausrichtung swiaiadest eines MoIeiralars'feralLJL©© sit asm Bestandteilslcorüponeatea äes gewünschten Materials auf die unterlage über sine ausreichende Zeitperiode :3ubi i/aonseslaessn eines polykristallinen iPilmss der gewünschten Sicke ο

Unter imi/eaäuag äiases Terfahrsriis -iiusa^n poljteristalline G-aAs- und iisUP-Büiiafilifle mit Schiclitwiderstäaäea τοη zumindest 5 x 10 Obm pro Quadratfläohe (et^a 10. Clim-oin) auf SiO₀-Unterlagsa hergestellt_o Siaäsistallfilmep die aus dem gleichen 7orrat3©a^-fee3?ial ιιώϊθγ identischen Valrtiuaifcsclingungen gezüclatet 7JiIi¹OeE₅. „jedoch auf einem Binkristall-SaAs^Unteriagematerial "bei etwa 55O⁰G₅ hatten spesifische Widerstäiada von etwa O₅I 0hmcm» Sieger äußerst hohe Unterschied in dsm Widerstand zwischen den polykristallinen und lüinkristall-Bünnfilmen ergibt sich vermutlich aus dem Vorliegen von an des¹ Oberfläche oder an ZwisclisnflächeK. vorliegenden elektronischen Zuständen_s die in wesentlich größerer Zahl bei polykristalliaen Filmen bestehen und die im Sinne der Einschließung von Trägern wirksam sind s i'jelciie aus Blockveriinreini;?ung33ustäriden ionisiert wurden.

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, welche eine Vorrichtung zur Durchführung' des erfindungsgemäßen Verfahrens im Schnitt sowie in schematischer Darstellung zeigt.

Die veranschaulichte Vorrichtung dient zur Züchtung nichtepitaxialer, polykristalliner Dünnfilme von Halbleiterverbindungen der Gruppe III(a)-V(a) mit steuerbarer Dicke auf einer amorphen Unterlage durch Molekularstrahl-Niederschlag.

Die Vorrichtung umfaßt eine Vakuumkammer 11 mit einem darin vorgesehenen Kanonendurclitritt 12; dieser letztere enthält eine zylindrische Kanone 13, typischerweise eine Knudsen-Zel-Ie, und einen Unterlagehalter 17, typischerweise einen Molybdänblock, der über eine Achse 19 mit einem Steuerknopf 16 außerhalb der Kammer 11 verbunden ist, wobei dieser Steuerknopf eine Drehbewegung des Halters 17 zu bewirken vermag» Wahlweise können mehrere Kanonen innerhalb des Kanonendurchtrittes in Fällen vorgesehen sein, wo verschiedene Varratfistoffe getrennt erwärmt werden sollen. Ebenfalls innerhalb der Kammer 11 ist ein zylindrischer Kühlmantel 22 für Flüssigstickstoff vorgesehen, welcher die Kanone 13 umgibt, sowie eine Kollimierungsblende 23 mit einem Koilimationsdurchtritt 24· Bin beweglicher Verschluß 14 ist vor dem Durchtritt. 24 angebracht» Der Unterlagehalter 17 ist mit einer äußeren Heizeinrichtung 25 sowie Klemmen 26, 27 zur Halterung eines Unterlagegliedes 28 versehen. Zusätzlich ist ein Thermokreuz in dem Durchtritt 31 in der Seit« des Halters 17 angebracht und über Verbindungselemente 32 - 33 außen verbunden, um die Temperatur der Unterlage/ab zufühlen. Die Kammer 21 umfaßt auch einen Auslaß 34 zur Evakuierung der Kammer mittels einer Pumpe.

Eine typische zylindrische Kanone 13 umfaßt einen hitzebeständigen Tiegel 41 mit einem Hohlraum 42 für ein Thermokreuz nebst darin eingesetztem Thermokreuz 43 zwecks Bestimmung der Temperatur des darin enthaltenen Materials. Das

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Thermokreuz 43 liegt an einem äußeren (nicht veranschaulichten) Detektor über Verbindungselemente 44» 45· Zusätzlich weist der Tiegel eine Vorratskammer 46 auf, in welche Vorratsmaterial (beispielsweise in Blockform vorliegendes GaP) zwecks Verdampfung durch eine Heizwendel 47 eingesetzt ist, die den Tiegel umgibt. Das Ende des Tiegels 41 neben dem Durchtritt 24 ist mit einer Messerkantenöffnung 48 von einem Durchmesser versehen, der vorzugsweise geringer als die durchschnittliche freie Weglänge der Atome in der Vorratskammer ist·

Zum Zwecke der besseren Erläuterungen ist die Erfindung nachfolgend in Verbindung mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben, bei .dem die verschiedenen Betriebsparameter vorgegeben sind,

Der erste Verfahrensschritt umfaßt die Auswahl einer geeigneten amorphen Unterlage, welche in Handel au erhalten ist oder nach bekannten Verfahren durch Oxidation einer Silisiumunterlage herstellbar ist β

Alsdann wird die Unterlage in einer Vorrichtung gemäß der Zeichnung angeordnet, xtforauf der Hintergrunddruck in der Vakuumkammer auf weniger als 10" Torr, vorzugsweise 10 - 10" Torr, reduziert wird und auf diese vreise die Einführung irgendwelcher schädlicher Bestandteile auf die Unterlagefläche ausgeschlossen wird. Die nächsten Schritte in dem Verfahren umfassen in vorteilhafter Weise die Einführung von flüssigem Stickstoff in den. Kühlmantel über einen Ilinlaßdurchtritt 49 und Aufheizung des Unterlagegliedes auf die 'Wachstumstemperatur, welche einen Bereich von 250 - 45O⁰C in Abhängigkeit von dem besonderen zu züchtenden Material aufweist» Dieser Bereich wird durch die Überlegungen festgelegt, die sich auf die Ankunftsgeschwindigkeit und die Oberflächendiffusion beziehen« Welche geringen Verunreinigungen auf der Unterlagen-Oberfläche auch vorliegen mögen, so werden diese durch die vorliegende Aufheizung entfernt, wobei eine atommäßig rein gewachsene Oberfläche entsteht.

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Nunmehr wird die Kanone 13, welche vorangehend mit den erforderlichen Mengen des Bestandteils des zu züchtenden Pilmee gefüllt wurde, auf eine Temperatur im Bereich von 900 - 1100 C aufgeheizt, wobei diese Temperatur zur verdampfung des Inhalts ausreichen muß, um (bei geöffnetem Verschluß H) einen Molekularstrahl zu ergeben. Dies bedeutet, daß ein Atomstrom mit Geschwindigkeitskomponenten in der gleichen Richtung, im vorliegenden Pail gegen die Unterlagen-Oberfläche, verläuft, Die Atome der von der Oberfläche reflektierten Moleküle treffen auf die Innenfläche 50 des gekühlten Mantels 22 und werden kondensiert, wobei sichergestellt wirdj daß lediglich Atome oder Moleküle von dein Molekularstrahl auf die Oberfläche treffen.

Pur die Zwecke der vorliegenden Erfindung muß die Menge an Vorratsstoffen (beispielsweise GaP oder GaAs), welche der Kanone 13 zugeführt werden, ausreichen, um einen Überschuß des V(a)-Blementes (z.B. P₂ oder As₂) gegenüber dem III(a)-Element (z.B. Ga) zu bilden. Dieser Zustand ergibt sich nicht nur aus der Tatsache, daß ein Überschuß des III(a)-Elementes einen Metallfilm von niedrigem widerstand erzeugt, sondern auch aus den großen Differenzen des Haft- (d.h. Kondensations-)Eoeffizienten der verschiedenen stoffe. Beispielsweise ergeben sich der Wert

-2 für Ga und ein ^TJert von weniger als 10 für P₂ auf einer amorphen Oberfläche, wobei der letztere Wert auf 1 steigt, wenn ein Überschuß von Ga auf der Oberfläche vorliegt. So lange demgemäß die P₂-Ankunftsgeschwindigkeit höher als diejenige von Ga ist, ergibt sich ein, stöchiuiuetrisches Wachstum. Ähnliche Betrachtungen ergeben sich für die anderen Ill(a)- V(a)-Verbindungen, beispielsweise GaAs.

Das Wachstum des gewünschten polykristallinen Filmes wird bewirkt, indem der Molekularstrahl, welcher durch die Kanone 13 an dem Kollimator 23 erzeugt wird, wobei dieser im Sinne der Beseitigung von Geschwindigkeitskomponenten in. anderen als der gewünschten Richtung dient, durch den Kollimierungsdurchtritt 24 ausgerichtet wird, um eine Reaktion auf der Unterlagen-

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Oberfläche su bewirken. Die Iiollimation des Strahles mitte]s des Kollimierungsdurchtrittes ist indessen nicht wesentlich» Es wurden auch Filme mit Erfolg ohne den Durchtritt gezüchtet. In diesen Fällen ist die Vorratstemparatur hoch genug (900 ~ 1100⁰G), um sicherzustellen, daß der direkte Fluß wesentlich höher als der reflektierte Fluß ist und ,daß die Vakuumpumpengeschwindigkeit hoch genug ict, uei die schnelle Entfernung des reflektierten Flusses sicherzustellen. Das Wachstum wird über eine ausreichende Zeit fortgesetzt, so daß sich ein nicht epitaxialer Film der gewünschten Dicke ergibt. Ein Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt hierbei in dem gesteuerten Wachstum der Filme bei Dicken im Bereich einer einzigen Monoschicht (etwa 3 X) "bis zu mehr als 800 $ mit Schichtwiderstän-

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den von zumindest 5 x 10 Olim pro Quadratfläche (10 0hm-cm) Dickere Filme mit ähnlichen Widerständen sowie dem erforderlichen Schichtwiderstand können hergestellt werden, indem aufeinanderfolgend der Film einer gasförmigen Atmosphäre, beispielsweise aus Stickstoff, angelassen wird. Ein solcher dickerer Film kann von besonderem Interesse bei der erwähnten Vidicon--Aufnahmeröhre sein, um jegliche X-Strahlen zu absorbieren, welche durch den Abtastelektronenstrahl erzeugt werden können«

Der Grund, welcher die Anwendung der vorangehend erwähnten Temperaturbereiche fordert, ergibt sich aus folgenden Überlegungen. Gemäß den vorangehenden Ausführungen werden die Elemente der Gruppe III(a) - V(a), welche in den Verbindungs-Halbleitern enthalten sind, auf der Oberfläche amorpher Unterlagen bei sinh ändernden. Geschwindigkeiten adsorbiert, wobei die V(a)-Elemente typischerweise bei Abwesenheit von III(a)-Elementen hiervon gänzlich reflektiert werden. Jedoch kann das Wachstum stöchiometrischer Ill'(a)-- V(a)-Halbleiterverbindungen durch Erzeugung von Dämpfen der Elemente der Gruppen III(a) und V(a) bei der Unterlagefläche bewirkt werden, wobei ein Überschuß des Elementes der Gruppe V(a) gegenüber dem Element der Gruppe III(a) vorliegt und auf diese V/eise sichergestellt wird, daß die Gesamtheit des IH(a)-Elementes verbraucht wird, während der nicht zur Reaktion gebrachte Überschuß der, Elementes der

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Gruppe V(a) reflektiert wird. In diesem Zusammenhang bezieht sich der vorangehend erwähnte Unterlagen-Temperaturbereich auf die Ankunftsgeschwindigkeit und Oberflächenbeweglichkeit der auf die Oberfläche treffenden Atome, was bedeutet, daß die Oberflächentemperatur hoch genug sein muß (> 250 C)> um zu ■werhindern, daß sich das V(a)-Element auf der Oberfläche bei Bildung der Ill(a)- V(a)-Verbindurig sammelt. Wenn eine solche Sammlung auftritt, wird der Dünnfilm nicht reproduzierbar, wobei sich ein fehlerhafter spezifischer Widerstand ergibt. Andererseits tritt für Unterlagetemperatüren über etwa 450 C das Filmwachstuin mit verhältnismäßig großen Kristallkorn-Abmessungen und entsprechend geringem Widerstand auf. In ähnlicher Weise sollte die Zellentemperatur hoch genug sein '>. 900°C), um eine wesentliche Verdampfung zu erzeugen,» ebenso sollte ein Überschuß des V(a)-Elementes in dem Strahl vorliegen, wobei indessen die Temperatur nicht so hoch ist (^ 110O⁰C), daß die höhere Verdampfungsgeschwindigkeit des V(a)-Elementes zu einer Reflektierung des größten Teiles deö V(a)-Elementes von der Oberfläche führt, bevor dort eine Einschließung durch das III(a)-Element erfolgt.

Nachfolgend sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung w^pdergegeben, jedoch ohne irgendwelche Festlegung auf die verwendeten besonderen Verfahrensparameter.

Beispiel I

Ein Silizium-Unterlageglied wurde nach bekannten Verfahren unter Bildung einer SiOp-Oberflache oxidiert, welche in eine Vorrichtung gemäß der Zeichnung in einem Abstand von etwa 3 cm von der Knudsen-Zelle eingeführt wurde. In der tatsächlich verwendeten, Vorrichtung war eine einzige aus Graphit bestehende Knudsen-Zelle in dem Kanone adurchtritt enthalten, wobei ein Gramm (Jalliumarsenid-Polykristalle in der Vorratskammer der Zelle angebracht war. Nachfolgend wurde die Vakuumkammer auf

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einen Hintergrunddruck in der Größenordnung von 10 Torr evakuiert, wobei die Unterlage mit ihrer Siliziumdioxid-Oberflache (etwa 1 χ 1 cm.) der Kanone zugewendet war. Es erfolgte eine Aufreizung auf eine Temperatur von etwa 425 G über etwa 10 Minuten vor dem Niederschlag. Bei dieser Temperatur wurde die SiOp-Oberfläche ausreichend gereinigt, um mit dem niederschlag fortzufahren► Eine geeignete Messung der Unterlagetemperatur, die für das Molekularstrahl-Wachstum wichtig ist, wurde erzielt, indem ein ehr orii-Alumel-Thermo kreuz in einem Loch von 0,25 mm Durchmeea&r in dem Molybdän-Heizblock eingebettet wurde. Ein Wolfraia-5^ gegen Wolfram-26^-Rhenium-Thermokreuz wurde zur Messung der Temperatur der Knudsen-Zelle verwendet. Die Thermokreuzablesung für die Zelle wurde mit einem Pyrometer geeicht, das unmittelbar in die Ausströmmündung gerichtet war. Zu diesem Zeitpunkt wurde Flüssigstickstoff in den Kühlmantel eingeführt, wobei die Knudsen-Zelle auf eine Temperatur von 900 C erhitzt wurde. Hierbei ergab sich eine Verdampfung der darin enthaltenen Galliumarsenid-Polykristalle und ein entsprechender Verlauf von Molekularstrahlen gegen die Kollimierungsblende, welche unerwünschte Geschwindigkeitskomponenten in den Strahlen beseitigte. Bei diesen Temperaturen bestand der Molekularstrahl aus drei Arten: Ga, As^ und As.. Bei geöffnetem Verschluß wurden die Strahlen auf die Unterlagen-Oberfläche über einen. Zeitraum von etwa fünf Minuten fokussiert, wobei sich das Wachstum eines nicht epitaxialen, polykristallinen, stöchiometrischen Filmen von 120 A* Dicke aus Galliumarsenid auf der Unterlage ergab. Der spezifische Schichtwider-

12 stand des Filmes wurde zu etwa 5 ϊ 10 0hm pro Quadratfläche gemessen. Andere GaAs-Filme von weniger als 250 Dicke, welche ohne die Kollimationsblenae und den Kühlmantel sowie bei

Drücken von etwa 1O~° Torr gezüchtet wurden, zeigten spezifi-

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sehe Schichtwiderstände über 10 0hm pro Quadratfläche. Jedoch ist zu beachten, daß die in der letztgenannten Vorrichtung erzielten höheren spezifischen Schichtwiderstände auch leicht in der erstgenannten Vorrichtung erzielbar sind. Die Seitenabmessungen des Filmes können durch bekannte Abdeckungsverfahren

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oder lediglich durch geeignete Wahl der Abmessungen der Unterlage eingestellt werden.

Beispiel II

Das Verfahren gemäß dem Beispiel I wurde bei den gleichen Temperaturen in einer ähnlichen Vorrichtung wiederholt, welche jedoch keine Kolliraationsblende sowie keinen Kühlmantel aufwies und bei Drücken von etwa 1O~ Torr betrieben wurde. In diesem Pail enthielt die Torratskammer 1 Gramm von GaP-Polykristallen, die ebenfalls im Handel erhältlich sind. Auch hier bestand wiederum der Molekularstrahl aus drei Arten: Ga, P_? und P.. Bei Anbringung der Unterlage in einem. Abstand von etvra. 3 - 5 cm von der Knudsen-Zelle entfernt wurde ein Film von etwa 200 2. Dicke und einem, spezifischen Widerstand von 3 x 10 Ohm pro Quadratfläche bei Öffnung des Verschlusses über fünf Minuten erzeugt. Die GaP-Filme waren ebenfalls stöchiometrisch. Wie vorangehend, konnten GaP-Filme des erforderlichen spezifischen Schichtwiderständes leicht unter Verwendung der gesamten Vorrichtung nach der Zeichnung gezüchtet werden·

Die Erfindung schafft also ein Verfahren, bei dem eine Züchtung von einen hohen spezifischen Schichtwiderstand aufweisenden Dünnfilmen von Halbleiterverbindungen der Gruppelll(a)- V(a) in einem ultrahohen Vakuum bewirkt wird, indem Strahlen der Bentandteilselemente auf eine amorphe Unterlage gerichtet werden, welche auf Temperaturen im Bereich von 250 - 450° C vorgeheizt wird. Das Verfahren stellt ein nicht im Gleichgewicht befindliches Züchtungsverfahren dp,r, welches das Wachstum nicht epitaxialer Filme von einstellbarer Dicke ermöglicht.

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Claims

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1. Verfahren zur Züchtung eines polykristallinen Dünnfilmes hohen spezifischen Widerstandes aus einer Halbleiterverbindung der Gruppe III(a)- V(a) auf einer Unterlagen-Oberfläche unter Reduzierung des Hintergrund-Druckes auf einen unter Atmosphärendruck liegenden Wert und Fokussierung zumindest eines Molekularstrahls mit den Bestandteilskomponenten des gewünschten Filmes auf die vorgeheizte Unterlage über eine gewisse Zeitperiode zur Bewirkung eines Wachstums des Filmes auf die gewünschte Dicke, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterlagematerial amorph ist und auf eine Temperatur im Bereich von 250 - 450 C vorgeheizt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlagen-Oberfläche Siliziumdioxid umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hintergrunddruck geringer als 10 Torr ist·

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung aus der Gruppe bestehend aus Galliumarsenid und Galliumphosphid gewählt wird.

5..Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitperiode ausreichend gewählt wird, um einen Film mit einem spezifischen Schichtwiders·
Quadratfläche zu erzeugen.

1 ? spezifischen Schichtwiderstand von zumindest 5 x 10 Ohm pro

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zusätzliches Anlassen des Dünnfilmes in einer gasförmigen Atmosphäre.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Molekularstrahl kollimiert und durch Erhitzung zumindest eines

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Kanonengliedes erzeugt wird, welches die Bestandteilskomponenten des gewünschten epitaxialen Filmes enthält, wobei die Erhitzung bei ausreichender Temperatur durchgeführt wird, um die Bestandteile zu verdampfen und ein Auftreffen des Dampfes auf eine Kollimationsblende zu ermöglichen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kanonenglied auf
aufgeheizt wird.

Kanonenglied auf eine Temperatur im Bereich von 900 - 1100 C

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