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Phostec: - kleines privates Unternehmen mit Orientierung auf: (a) Entwicklung der Hochdruckanlagen und Prozessen für Produktion der A3B5 Phosphides (poly.

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Präsentation zum Thema: "Phostec: - kleines privates Unternehmen mit Orientierung auf: (a) Entwicklung der Hochdruckanlagen und Prozessen für Produktion der A3B5 Phosphides (poly."—  Präsentation transkript:

1 Phostec: - kleines privates Unternehmen mit Orientierung auf: (a) Entwicklung der Hochdruckanlagen und Prozessen für Produktion der A3B5 Phosphides (poly InP, GaP) (b) Entwicklung der HT CVD Beschichtungstechnologie, - gegründet im 1996 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden GaP InP PG-Beschichtung PBN-Beschichtung DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen

2 2 laufende Projekte: PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden Projekt IST VGF GaP – LEDs New gallium phosphide grown by vertical gradient freeze method for light emitting diodes Koordination: CiS Erfurt, Dr. Dietmar Starke Partner: CiS, Phostec, FE STU, EI SAW DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Projekt APVT Synthese von polykrystallinen InP und seine Charakterisierung Partner: Phostec, CHF STU, EI SAW

3 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Thermodynamische Analyse des Systems In-P Doz. V. Danielik, PhD, Prof. Ing. P. Fellner, DrSc. – CHF STU Bratislava 4 In + P 4 (g) = 4 InP Vom thermodynamischen Standpunkt würde die Reaktion am günstigsten bei niedrigen Temperaturen abgelaufen, aber aus kinetischen Gründen wird der Reaktionsablauf bei dieser Temperaturen ungünstig beeinflusst. Deshalb werden hohe Temperaturen benutzt, wobei InP die Tendenz zur Auflösung hat. Die Auflösung des InP kann durch Erhöhung des Phosphordampfdrucks, der höher als der Dampfdruck des reinen InP ist, verhindert werden. Darum ist die Höhe des Phosphordampfdruck der kritische Punkt bei der InP- Synthese.

4 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Berechnung der Balancezusammensetzung der InP-Schmelzmasse Reaktionen: 4 In(l) + P 4 (g) = 4 InP(l) 2 In(l) + P 2 (g) = 2 InP(l) Die Aktivitäten des InP und des In sind proportional zu ihrem Molanteil in der Schmelzmasse (durch den Aktivitätskoeffizient) Die Abhängigkeit der Aktivitätskoeffizienten bzgl. der Schmelzmassezusammensetzung berechnet sich aus dem bekannten Phasendiagramm In-P.

5 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen 1150°C 1125°C 1100°C 1075°C 1050°C

6 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Theoretische Schlussfolgerungen für die Synthese: Bei Prozessbedingungen (notwendiger Temperaturgradient) existiert in der Schmelzmasse 100 % InP fast nicht. InP erhält man als Produkt der Orientierungskristallisation der Schmelzmasse, wobei über der Oberfläche genügend Phosphordampfdruck befindet muss. P 4 und P 2 Schmelze – z.B. 80 % InP Fest 100 % InP P Theoretische Schlussfolgerungen für die Einkristallzüchtung: Nur der Phosphordampfdruck kann die Auflösung der InP-Schmelze verhindern, und nicht die B 2 O 3 -Abdeckungschicht, die nur die Phosphorausströmung aus der Schmelzmasse reduziert. Bei der Verwendung der B 2 O 3 -Abdeckungschicht kann die immer höhere Konzentration von In während der Einkristallzüchtung Probleme bringen (?).

7 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Phostec-Lösung der VGF-Synthese der Phosphide: (Patentanmeldung) 1.Kessel 2.Syntheseraum 3.Tiegel 4.Einkristallkeim 5.Element A 6.Heizer oder mehrere Heizer des Syntheseraumes 7.Mischraum 8.Ventil 9.Sublimationsraum 10.Element B 11.Heizer oder mehrere Heizer für den Sublimationsraum

8 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Phostec-Lösung der VGF-Kristallzüchtung der Phosphiden: (Patentanmeldung) 1.Kessel 2.Syntheseraum 3.Tiegel 4.Einkristallkeim 5.Element A 6.Heizer oder mehrere Heizer des Syntheseraumes 7.Mischraum 8.Ventil 9.Sublimationsraum 10.Element B 11.Heizer oder mehrere Heizer für den Sublimationsraum

9 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Die Konstruktion der Anlage ist sehr effizient: Innenreaktionraum 10 (20) g P Kessel 1.Nur ca. 10 (5 – 30) g P strömt während des Prozesses aus. 2.Nach dem Prozess ist die Anlage sauber und die Vorbereitung des neuen Prozesses kann beginnen (theoretisch 3 Synthesen pro Woche). 3.Alle Teile sind wieder verwendbar.

10 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Praktische Ergebnisse und Probleme: 1.Synthese des poly-InP: - gute Ergebnisse wurden bei einem Durchmesser 130 mm erzielt, - für andere Durchmesser (z.B. 110 mm, 150 mm) ist der gewachsene Polykristall unbenutzbar.

11 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Praktische Ergebnisse und Probleme: 2.GaP-Kristallzüchtung: - teilweise gute Ergebnisse bei einem Durchmesser 110 mm, - bei der Synthese grössere Durchmesser treten Ga-Prezipitaten auf, - Einkristallwachstum kleiner Durchmesser in der Vorbereitung.

12 PHOSTEC s.r.o., Slowakei Tel.: Fax: Neuer Zugang zur VGF Poly- und Einkristallzüchtung von A3B5-Phosphiden DGKK AK Massive Verbindungshalbleiter April 2005, Erlangen Status: Nach der Lösung der genannten technischen Probleme beim Anlagebau arbeitet PHOSTEC jetzt an der Simulation des Temperaturfeldes, welches für ein gleichmäßes VGF-Wachstum notwendig ist. Unser Angebot: Wir sind bereit zur Kooperation jeder Art, die zu einem geeigneten Heizersystem in der unseren Anlage führen kann. Unser Ziel: Die Produktion von polykrystallinen InP nach Kundenwunsch in hoher Qualität und bei effektiven Kosten.


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