153236. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy mechanikai szilárdságú amorf védőréteg előállítására félvezető egykristályok készítésénél

MAGTAR NÉPKÖZTÁRSASÁG «$r^. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGALATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1965. IV. 12. (EE—1152) Közzététel napja: 1966. VI. 22. Megjelent: 1967. I. 20. 153236 Szabadalmi osztály: 21 g 1—16 Nemzetközi osztály: H 01 1 Decimái osztályozás: Feltaláló: Sallay Béla vegyészmérnök, Budapest Tulajdonos: Egyesült Izzólámpa és Villamossági Rt., Budapest Eljárás nagy mechanikai szilárdságú amorf védőréteg előállítására félvezető egykristályok készítésénél A találmány nagy mechanikai szilárdságú amorf védőréteg előállítására vonatkozik, amely a vele érintkező félvezető anyagra indiferens és a félvezető anyag egykristályos struktúráján nak kialakulását nem befolyásolja. Mint ismeretes, az egyfcristálynövesz-tés egyik módja a Pfann-rendszer, ahol a Germánium befogadására megközelítően vízszintesen elbe-^ lyezett csónakot alkalmaznak. A felhasznált csónak anyagául legjobban a kvarc felel meg. Mivel a Germánium, nedvesíti a kvarcot, feltétlenül szükséges egy olyan közbenső réteg a csónak fala és az olvadék Germánium között, amelyet az olvadék már nem nedvesít. Az egykristály-növesztés technológiájának legnehézkesebb és legkritikusabb pontja a rendszerben alkalmazott csónak felületén levő közbenső réteg sértetlenségének biztosítása az egykristálynövesztés folyamán. Az alkalmazott, nem nedvesedő rétegnek a következő feltételeket kell kielégítenie: 1. A csónak anyagát képező kvarcfelületen jól kell tapadnia. 2. Mechanikailag stabilnak kell lennie, hogy a kristálynövesztés műveleteinél (egykristályos mag, polikriatályos öntecs behelyezése) ne sérüljön meg. 3. Olyan anyagból kell készülnie, amely a Germániummal sem vegyületet, sem oldatot nem képez, azon kívül az egykristály-növesztésnél megkívánt hőfokot is változás nélkül bírja. 4. A rétegnek amorf jellegűnek kell lennie, hogy kristálygócképzőként ne szerepelhessen. Az említett feltételeket legjobban az' amorf szénhidrogén (benzol, toluol stb.) korom közelíti meg. Ennek a rétegnek egyetlen, de legnagyobb hibája a mechanikai instabilitás. A réteg az egykristály-növesztés műveletei által igényelt mechanikai szilárdságot nem tudja kielégíteni, s így főleg a behelyezési műveletnél gyakran megsérül. A ~ behelyezéseket nagyon nehéz úgy elvégezni, hogy valahol le ne húzzuk a koromréteget. Ez pedig az egykristálynövesztés folyamán a polikristályos benövések okozója lehet. A zónás egykristály-növesztés alapvető feltétele, hogy az olvadék Germánium csak az egykristályos magon szilárduljon meg. Tehát a Germánium olvadék a dermedéspontot csak; az egykristályos mag- és a Germánium olvadék határfelületén érheti el. Ez a féltétel teljesül is abban az esetben, ha folytonos, egyenletes vastagságú boromréteget alkalmazunk. Ebben az esetben a Germánium olvadék hővesztesége .— a szüárd-olvadék fázis érintkezési frontjának kivételével — mindenütt egyforma. Abban az esetben viszont, amikor a koromrétegben folytonossági hiány van, a zóna olvadékának hővesztesége ezen a helyen nagyobb és az olvadék túlhűl a környezetéhez képest. A lehűlés 153236