166509. lajstromszámú szabadalom • Berendezés félvezető és intermatillikus vegyületek előállítására

3 166509 4 A találmány szerinti berendezés működésmódja például az indium polikristályos antimonidjának szintézisénél a következő. Az indiumot és az antimont (amelynek tisztasága legalább 6 N) először az 1 reakciós edénybe helyezzük, amelyet vákuumtömören lezárunk. Ezután a berendezés egész rendszerét tiszta hidrogénnel átöblítjük; az öblítés a 4 leöntőedényen, a 2 túlfolyócsövön keresztül az 1 reakciós edény alja irányában, majd azon keresztül történik és a hidrogén a reakciós edény felső végén levő és vákuumolajjal töltött biztonsági záron keresztül távozik a szabadba. Amint az 1 reakciós edény terét a levegőnyomoktól megszabadítottuk, az átáramló hidrogén intenzitását a szükséges minimumra lehet csökkenteni, és az egész rendszert melegíteni kezdjük, (vagyis a berendezést és annak tartalmát melegítjük). Először az indium kezd olvadni, majd utána az antimon is. Amint azonban a reakciós edény tartalma olvadni kezd, az olvadék eltömi a 2 túlfolyócső ágát és a hidrogén kezd az olvadékon keresztül átfújni. Ezáltal rendkívül hatásos keverést biztosítunk, amely a komponensek gyors és tökéletes reakciójához szükséges. Mindamellett ügyelni kell arra, hogy az átfúvás ne legyen túl heves, nehogy az olvadék az 1 reakciós edény falaira fröcsköljön, ami a kívánt termék sztöchiometriáját zavarná. Ha az 1 reakciós edény tartalma cseppfolyóssá vált, egy ideig még átfúvatjuk, majd a 2 túlfolyócsövön keresztül a 4 kiöntőedénybe (hajóba) bocsátjuk. Ekkor ismét hidrogént vezetünk az egész berendezésbe és az 5 fűtőköpeny hőmérséklete csökkenni kezd. A teljes lehűlés után az öntvényt ki lehet venni. Az ismertetett eljárással számos vegyületet lehet előkészíteni, nemcsak a félvezetőkkel kapcsolatos technika számára, hanem a szupravezető, ferromágneses és egyéb vegyületek céljára. A találmány szerinti „átfúvatási" technikának előnye abban áll, hogy ezen eljárásnál az anyagba be tudjuk vinni a szükséges „szennyező" járulékokat, valamint abban, hogy a hidrogénnel történő átfúvatás a jelenlevő kiindulási komponensek oxidsalakjának nyomait az illékony aloxidokra korlátozza, amelyek ezután eltávolíthatók. Az eredményként kapott termék minősége ezért kitűnő. A 6 túlnyomásos borítás lehetővé teszi olyan anyagok szintézisét is, amelyeknél a komponensek egyikének az olvadáspontnak megfelelő adott hőmérsékletnél nagy bomlási nyomása van. Ez a berendezés ezért például alkalmas gallium, arzén és foszfor terner vegyületének, vagyis a gallium arzénidfoszfidjának (GaAsP) előkészítésére, ha a folyékony galliumba a megfelelő molarányban és nagy nyomás mellett behajtjuk az arzénnak és foszfornak gőzeit. A találmány szerinti berendezés valamennyi előnyének összefoglalásával a következőket teszi lehe-5 tővé: a) biztosítja az olvadéknak tökéletes hibátlan keverését, és ezáltal legrövidebb idő alatt homogén olvadékká alakítja; b) az esetleges oxidsalakot minimumra redukálja; 10 c) az átfúvás alatt a nemkívánatos illékony tisztátalanságok eltávoznak; d) lehetővé teszi az átfúvás alatt a megfelelő illékony anyagok hozzákeverésével történő ötvözést (vagy a szintézis kezdetén az anyag behelyezésénél 15 a nem illékony adalékanyagok hozzákeverését) oly módon, hogy azok a keverékben homogénen eloszoljanak ; e) lehetővé teszi, hogy a szintézist különböző atmoszférákban és különböző nyomások mellett hajt-20 suk végre ; í) lehetővé teszi a megfelelő alakú nyers tömb öntését anélkül, hogy a folyamatot meg kellene szakítani és anélkül, hogy megkockáztatnánk például a levegő oxigénjével való szennyezést. Lehetővé teszi 25 a kibocsátást ugyanazon a csövön keresztül, amelyen keresztül átfúvatás történt; g) lehetővé teszi a polikristályos öntvények monokristályos öntvénnyé való átalakítását; h) könnyen ki tudjuk emelni a hideg (megszilár-30 dúlt) öntvényt az öntvénytartó edényből. A berendezés további előnye, hogy nem tartalmaz forgó alkatrészeket, mert a keverést gázzal történő átfúvatással végezzük; ennek következtében elmarad a tengelyek tömítése, amely nagy hőmérséklete-35 ken gyorsan romlik és a szintetikus anyag nyomokban való szennyezését okozhatja. A találmány szerinti berendezés különösen ipari alkalmazásra előnyös, amelynél a félvezető vegyületeket mindenekelőtt az opto-elektronika számára 40 állítják elő. Szabadalmi igénypontok 1. Berendezés félvezető vegyületek és intermetal-45 likus vegyületek előállítására, amelynek a redukáló gázt vagy közömbös gázt bevezető és elvezető vezetéke van, azzal jellemezve, hogy túlfolyócsővel (2) ellátott reakciós edényt (1) tartalmaz, és a túlfolyócső (2) védőkamra (3) terébe nyúlik, amelyben le-5Q öntőedény (4) van elrendezve, míg a berendezés valamennyi része fűtőköpenyben (5) van elhelyezve. 2. Az 1. igénypont szerinti berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az egész berendezés túlnyomásos borításban (6) van elhelyezve. 1 db rajz, 2 ábra A kiadásért felel: a Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója 76.2772.66-42 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkő István igazgató 2