Thermodynamische und kinetische Untersuchungen zum Verhalten der Kohlenstoffisotope 12C und 13C in VGF-GaAs

Kohlenstoff besitzt eine herausragende Bedeutung für die Technologie der GaAs-Kristallzüchtung und die Qualität der erzeugten Einkristalle. Dies gilt sowohl für die Züchtung im geschlossenen System（Ampullenverfahren）als auch für die Züchtung im geschlossenen System（Ampullenverfahren）als auch fürdie Züchtung im Druchrektor（CV，VCZ，VGF）. Kohlenstoff wird bei der Kristallzüchtung auus versedenen Quellen（Ausgangsmaterial，Kontamination，Dotierung）in den Kristall eingebaut.因此，将安瓿法和天然同位素13 C的测定作为一种方法，可以从确定的Quellenmaterial（13 C）中提取Eintrag，并从Vorlaufmaterial（12 C）中提取韦尔登[han 99]。本项目对VGF-GaAs（垂直梯度冻结）中12 C和13 C的Kohlenstoffisotope进行了测量和动力学研究。大北将开始研究，柯伦斯托夫博士将半绝缘GaAs的补偿机制的影响和发展引入到一个非常韦尔登的集中[mü 100]。在一个geschlossenen Züchtungssystem中，Kohlenstoff可以继续进行其他操作。在安瓿中，HerrschoolGesamtdruck是用于安瓿材料稳定性的机制，该机制是由Prinzipieller Bedeutung操作的。Von Interesse is die Frage，inwieweit die Partialdrücke der Reaktionsprodukte des Kohlenstoffs zum Gesamtdruck beitragen.从Gesamtdruck hängt auch ab，ob es zur Blasenbildung（Kochen）in der Boroxidschicht während der Züchtung kommt，wodded the Kinetik of Stoffaustauschs zwischen Gasphase，Boroxid and GaAs-Schmelze beeflux wird.设计是一种值得信赖的方法，它可以在建筑系统中使用C-Gehalt，并且可以像z.B.一样进行调整。Sauerstoff，Silizium und Bor beeinträchtigt oder fördert.在项目中，我们将详细研究GaAs中Kohlenstoffeinbaus的吸收和动力学影响。本文采用气相、傅立叶变换红外光谱和GDMS-Messungen飞行时间-二次离子质谱联用技术研究了韦尔登晶体的几何特征。本文提出了一种适用于韦尔登材料的动力学模型，该模型适用于所有含元素（Ga、As、C、N、O、H、Si、B）的材料体系中的韦尔登材料的动力学。基本概念是以“ChemSage”和“ChemApp”软件包为基础建立的一个数学模型。本文以Ga-As-B-N-C-H-Si系统为基础，对Ga-As-B-N-C-H-Si系统的基本原理和基本原理进行了初步的研究，并对Ga-As-B-N-C-H-Si系统的基本原理进行了解释。对于Kohlenstoffeinbaus的问题是通过硼氧化物膜对CO的动力学迁移进行量化，从而确定一种有效的相互作用的迁移。Ein weiteres Ziel是通过Züchtungsexperimenten的Vergleiche对热力学运动模型的Verbesserung。大足是通过实验获得的热力学基础数据，即温度测量结果（z.B. von SiO2 in B2O3 [Verunreinigung bzw.用石英安瓿的水洗过了，没有。

Kohlenstoff besitzt eine herausragende Bedeutung für die Technologie der GaAs-Kristallzüchtung und die Qualität der erzeugten Einkristalle. Dies gilt sowohl für die Züchtung im geschlossenen System (Ampullenverfahren) als auch für die Züchtung im geschlossenen System (Ampullenverfahren) als auch fürdie Züchtung im Druchreaktor (CV, VCZ, VGF). Kohlenstoff wird bei der Kristallzüchtung aus verschiedenen Quellen (Ausgangsmaterial, Kontamination, Dotierung) in den Kristall eingebaut. Durch die Anwendung des Ampullenverfahrens und den Einsatz des natürlichen Isotops 13C als feste Kohlenstoffquelle kann zwischen dem Eintrag aus dem definierten Quellenmaterial (13C) und der Extraktion aus dem Vorlaufmaterial (12C) unterschieden werden [han99]. Das Projekt behandelt thermodynamische und kinetische Untersuchungen zum Verhalten der Kohlenstoffisotope 12C und 13C in VGF-GaAs (Vertical Gradient Freeze). Dabei wird davon ausgegangen, daß Kohlenstoff den zur Erzeugung von halbisolierenden GaAs erforderlichen Kompensationsmechanismus beeinflußt und deshalb in seiner Konzentration sehr genau eingestellt werden muß [mü100]. In einem geschlossenen Züchtungssystem kommen dem Kohlenstoff darüber hinaus noch weitere Steuerfunktionen zu. Der in der Ampulle herrschende Gesamtdruck ist für die mechanische Stabilität des Ampullenmaterials bei Züchtungstemperatur von prinzipieller Bedeutung. Von Interesse ist die Frage, inwieweit die Partialdrücke der Reaktionsprodukte des Kohlenstoffs zum Gesamtdruck beitragen. Vom Gesamtdruck hängt auch ab, ob es zur Blasenbildung (Kochen) in der Boroxidschicht während der Züchtung kommt, wodurch die Kinetik des Stoffaustauschs zwischen Gasphase, Boroxid und GaAs-Schmelze beeinflußt wird. Desweiteren ist die Frage zu beantworten, ob der C-Gehalt im System den Einbau anderer Verunreinigungen wie z.B. Sauerstoff, Silizium und Bor beeinträchtigt oder fördert. Im Projekt sollen die thermodynamischen und kinetischsen Einflußfaktoren des Kohlenstoffeinbaus in versetzungsarmes GaAs detailliert untersucht werden. Dazu sollen massenspektomeetrische Untersuchungen der Gasphase, FTIR- und GDMS-Messungen sowie TOF-SIMS-Untersuchungen der gezüchteten Kristalle angestellt werden. Weiterhin soll ein thermodynamisch-kinetisches Modell zur Beschreibung des Einbauverhaltens von Kohlenstoff erweitert werden, bei dem alle im System vorhandenen Elemente (Ga, As, C, N, O, H, Si, B) sowie die Kinetik der Einbauvorgänge im Mehrphasensystem berücksichtigt werden. Die Grundlage bildet ein thermodynamisches Modell auf Basis der Softwarepakete "ChemSage" und "ChemApp". Neben langjähriger Erfahrung bezüglich Druchführung und Interpretation von thermodynamischen Rechnungen steht eine in Präzision und Umfang einmalige Basis an thermodynamischen Grunddaten zum System Ga-As-B-N-C-H-Si zur Verfügung. Für die Problematik des Kohlenstoffeinbaus ist die Quantifizierung der kinetischsen Hemmung des Transports von CO durch die Boroxiddeckschicht über die Ermittlung eines effektiven Transportkoeffizienten von konkretem Interesse. Ein weiteres Ziel ist die Verbesserung des thermodynamisch-kinetischen Modells durch Vergleiche mit Züchtungsexperimenten. Dazu ist die weitere Aktualisierung der thermodynamischen Grunddaten durch Experimente, die die Untersuchung des temperaturabhängigen Löslichkeitsverhaltens (z.B. von SiO2 in B2O3 [Verunreinigung bzw. Wechselwirkung mit der Quarzampulle) zum Ziel haben, nötig.