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Dokumentenidentifikation DE3624780C2 23.08.1990
Titel Zonenreinigung von Cadmium und Tellur
Anmelder Cominco Ltd., Vancouver, Britisch Kolumbien/British Columbia, CA
Erfinder Bult, Roelof P., Fruitvale, British Columbia, CA;
Bollong, Alan B.I., Trail, British Columbia, CA;
Redden, Robert F., Fruitvale, British Columbia, CA
Vertreter Louis, D., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., 8183 Rottach-Egern; Pöhlau, C., Dipl.-Phys., 8500 Nürnberg; Lohrentz, F., Dipl.-Ing., 8130 Starnberg; Segeth, W., Dipl.-Phys., Pat.-Anwälte, 8500 Nürnberg
DE-Anmeldedatum 22.07.1986
DE-Aktenzeichen 3624780
Offenlegungstag 27.05.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.08.1990
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.08.1990
IPC-Hauptklasse C22B 17/06
IPC-Nebenklasse C22B 61/00   C22B 9/16   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf die Zonenreinigung von Cadmium und Tellur und, insbesondere, auf ein Verfahren zur Reinigung von Cadmium und Tellur durch Zonenreinigung bzw. Zonenschmelzen in Anwesenheit einer Getter- Substanz. Bei der Produktion von CdTe- und CdHgTe-Verbindungs-Halbleitern ist es erforderlich, die Elemente mit möglichst hoher Reinheit zu verwenden. Irgendwelche iso- elektronischen Verunreinigungen können im allgemeinen in vergleichsweise hoher Menge toleriert werden, und zwar in der Größenordnung von ppm; es ist jedoch erforderlich, daß Ladungsträger erzeugende Verunreinigungen auf ein Niveau reduziert werden, das vorzugsweise weniger als 1015 Ladungsträger/cm3 im fertigen Halbleiter ergibt. Beispielsweise muß, um eine wirksame Infrarotempfindlichkeit zu erreichen, die Ladungsträger-Konzentration in CdHgTe gering, die Beweglichkeit hoch und die Lebensdauer im angeregten Zustand lang sein. Die Anwesenheit von Verunreinigungen in Elementen aus CdHgTe hat einen negativen Einfluß auf diese Charakteristika.

Die Reinigung von Cd, Te und Hg wird von H.E. Hirsch et al. beschrieben ("Preparation of High Purity Cadmium, Mercury and Tellurium", Kapitel 2 in Semiconductors and Semimetals, Band 18, Herausgeber: Willardson, R.K. und Beer, A.C., Academic Press, 1981).

Eines der Verfahren zur Herstellung von hochreinem, d.h. "6 Neuner" oder besser, Cadmium und Tellur ist die Zonenreinigung. Cadmium ist eines der niedrigschmelzenden Metalle, das am schwierigsten zonenzureinigen ist, weil es einen niedrigen Schmelzpunkt, hohe thermische Leitfähigkeit und eine hohe Volumenvergrößerung aufweist. Weil viele Verunreinigungen Verteilungskoeffizienten nahe 1,0 aufweisen, wird nur eine teilweise Segregation erreicht. Dies gilt insbesondere für Zn, Cu, K und Mg. Tellur ist für die Zonenreinigung besser geeignet, da die meisten Verunreinigungen sehr niedrige Verteilungskoeffizienten aufweisen und leicht entfernt werden können. Solche mit Verteilungskoeffizienten nahe eins, nämlich Hg, Se, Cr, Na und Cd werden nicht so wirksam entfernt. Cadmium und Tellur werden deswegen üblicherweise einem oder mehr als einem Zonenreinigungs-Vorgang unterworfen, wodurch man einfach-, zweifach-, dreifach- oder vierfachzonengereinigte Qualitäten erhält, die nachstehend als SZR, DZR, TZR und QZR bezeichnet werden sollen. Cadmium- und Tellur-Ausgangsmaterial wird zonengereinigt bis ein Verunreinigungs-Gleichgewicht eingestellt ist. Das gereinigte Material wird separiert, d.h. der Abschnitt, der die Reinheit "6 Neuner" aufweist, wird vom vorderen und hinteren Ende getrennt und dem gleichen Zonenreinigungs- Vorgang unterworfen, um ein DZR -Erzeugnis mit vermindertem Gehalt an Verunreinigungen zu erhalten. Eine Wiederholung dieses Vorgangs ergibt TZR-Material und Reinigung dieses Materials führt zu QZR-Qualität. Das in hohem Maße zonengereinigte Cadmium und Tellur sowie hochreines Quecksilber ergeben somit, wenn sie bei der Produktion von CdHgTe verwendet werden, folgerichtig CdxHg1-xTe (x = 0,2) mit Trägerkonzentrationen in der Größenordnung von 1014 bis 1015. Obwohl solche Konzentrationen für die Fertigung der meisten Anordnungen adäquat sind, ist eine weitere Senkung der Trägerkonzentration erstrebenswert, die jedoch die Herstellung von Materialien mit noch höherer Reinheit erfordert.

Die Reinigung von Elementen wie Sn, Si, Ge und Zn kann durch Zonenreinigung unter Zufügung eines gelösten Stoffes oder legierungsbildenden Mittels für Verunreinigungen oder einer Getter-Substanz durchgeführt werden. Pfann (Zone Melting, John Wiley & Sons, Inc., 1959) lehrt, daß eine eine Verunreinigung enthaltende Substanz gereinigt werden kann, indem sie in einem Lösungsmittel aufgelöst wird, welches eine bessere Trennung der Verunreinigung ermöglicht. Das einzige Beispiel, welches Pfann angibt, ist das Sn-Si-System, in dem eine geringe Menge von Si durch einen Rohling aus Sn zurückdiffundiert und reines Sn erhalten wird.

Gemäß US-PS 27 39 088 wird beim Zonenschmelzen ein System aus zwei aufgelösten Stoffen verwendet, wobei in der geschmolzenen Zone die gewünschte Konzentration an gelöstem Stoff aufgebaut wird. p-n- und p-n-p-Übergänge werden durch Zusatz wesentlicher Mengen des gelösten Stoffes in der geschmolzenen Zone in fester, flüssiger oder Dampfform und rein, legiert oder als Verbindung gebildet. Dieses Verfahren bezieht sich auf das Dotieren und die Ausbildung von Konzentrationsgradienten des gelösten Stoffes.

Gemäß US-PS 28 35 612 können Materialien mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Si und Ge, durch die Zonenreinigung mittels eines Legierung bildenden Mittels , das Verunreinigungen anlegiert, derart gereinigt werden, daß die Substanz in die Vorderfront der flüssigen Region gemischt wird und an der hinteren Front mit unterschiedlichen Konzentrationen der Verunreinigungen abgelagert wird.

Gemäß US-PS 30 47 380 wird Ge durch Zonenschmelzen derart gereinigt, daß ein Element zugesetzt wird, welches gegenüber O&sub2; eine höhere Affinität hat als gegenüber Ge, ein Oxid bildet und eine verhältnismäßig kleine Segregationskonstante aufweist, wobei man das Element das Ge durchlaufen läßt und so das Oxid entfernt.

AU-PS 2 73 393 lehrt, daß abtrennbare Verunreinigungen durch Zonenreinigung von Elementen entfernt werden können, indem ein Getter mit einem niedrigen Festkörper- Diffusions-Koeffizienten auf das Ende des Körpers aufgebracht wird, auf das abtrennbare Verunreinigungen ausgerichtet sind. Speziell In wird als Getter für Cu bei der Reinigung von Ge verwendet. In wird am Hinterende zugegeben und man erreicht die endgültige In-Verteilung rasch (wobei vernachlässigbare Cu-Rückdiffusion angenommen wird).

Gemäß US-PS 41 65 249 wird eine Schicht eines verhältnismäßig reinen Getter-Materials (Si) auf Ge aufgebracht und das Ge in mehreren Durchgängen zonengereinigt.

In einer russischen Zeitschrift (Chemical Abstracts, Band 84; 109005r, 1976) ist das Zonenschmelzen von Zn unter Hinzufügung einer aktiven Komponente, z.B. Ge, Si, In, Sb, Bi oder Ca beschrieben, wobei eine Kombination von Ge, Sn und Si die höchste Wirkung ergibt. Elemente mit einem Konzentrationsverhältnis <0,5 sind am besten geeignet infolge der starken Wechselwirkung mit Verunreinigungen.

Der Stand der Technik zeigt also, daß das Zonenreinigen von Cadmium und Tellur und auch das Zonenreinigen in Anwesenheit einer Getter-Substanz für andere Metalle als Cd und Te bekannt sind.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Reinigung eines Metalles der aus Cadmium und Tellur bestehenden Gruppe bereitzustellen.

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1.

In den Unteransprüchen 2 und 3 sind Ausbildungen des Verfahrens nach Anspruch 1 angegeben.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren kann auch Cadmium und Tellur durch Zonenreinigung in Anwesenheit einer Getter-Substanz in größerer Reinheit hergestellt werden. Genauer gesagt werden Cadmium und Tellur in Anwesenheit einer sehr geringen Menge von Tellur bzw. Cadmium oder einer kleinen Menge von CdTe als Getter-Substanz zonengereinigt. Die Menge des Cd, Te oder CdTe ist geringer als die Menge des Eutektikums von Cd und Te in dem einer Zonenreinigung zu unterziehenden Cd oder Te. Das Cd, Te oder CdTe wird am Vorderende dem Cd- oder Te-Rohling zugesetzt und die Rohlinge werden dann in mehreren Durchgängen in einer oder mehreren Stufen zonengereinigt, um SZR-, DZR-, TZR- oder QZR-Cadmium bzw. Tellur zu erhalten. Die Hinzufügung von Cd, Te oder CdTe führt zu einer Erhöhung der Konzentration von Cd in zonengereinigtem Te und von Te in zonengereinigtem Cd. Diese Erhöhung beeinflußt jedoch die elektrischen Kennwerte von Halbleiterverbindungen, wie beispielsweise CdTe und CdHgTe, die aus dem gereinigten Cd und Te hergestellt sind, nicht. Das so zonengereinigte Cd und Te haben einen Gehalt an Verunreinigungen, der geringer ist als der von Cd und Te, die ohne Zusatz von Cd, Te oder CdTe als Getter-Substanz zonengereinigt wurden. Darüber hinaus wird die zahlenmäßige Ausbeute an CdHgTe-Scheiben, die aus gereinigtem Cd und Te hergestellt sind, und die Anforderungen bezüglich der Träger- Konzentration und -Mobilität erfüllen, erheblich erhöht.

Bei Zonenreinigung wandert eine kurze, geschmolzene Zone durch einen verhältnismäßig langen Rohling aus festem Material, wobei sie lösliche Verunreinigungen mit sich führt. Die Einwirkung von aufeinanderfolgenden, geschmolzenen Zonen, die sich in der gleichen Richtung bewegen, führt zu einer Verteilung der Verunreinigungen entsprechend dem Verhältnis der Löslichkeit ihrer festen und flüssigen Phase.

Die endgültige Verteilung der Verunreinigungen hängt von der Geschwindigkeit, Frequenz und Richtung der Wanderungsbewegung der Zone und von einer jeder Verunreinigung eigenen Eigenschaft ab, die als Verteilungskoeffizient k&sub0; bekannt ist. Der Wert von k&sub0; muß verändert werden, um der Breite der Zone und der Stärke und Art der Vermischung innerhalb der Zone Rechnung zu tragen. Diese Kriterien haben Einfluß auf die Verteilung des gelösten Stoffes innerhalb der Zone. Die Größe keff beschreibt die Abtrennung der Verunreinigungen unter tatsächlichen Arbeitsbedingungen. Wenn kff >1,0 ist, führt dies zu einer Ansammlung der Verunreinigung am Vorderende des Rohlings. Wenn keff<1,0 ist, hat die Verunreinigung eine größere Löslichkeit in der flüssigen Phase und wird zum Hinterende des Rohlings transportiert.

Eine bestimmte Verunreinigung setzt sich nicht unabhängig von den anderen Verunreinigungen ab, und es ist deswegen wichtig, die Wechselwirkung zwischen den Verunreinigungen zu berücksichtigen. Von Kujawa (Z. für Phys. Chem., 232 (5-6), 1966, S. 425-31) erklärt, daß "wenn eine Mehrzahl von Verunreinigungen gleichzeitig anwesend sind, die Verunreinigung, die in größter Menge vorhanden ist, das Abtrennverhalten von anderen Verunreinigungen beeinflußt, die nur in Spuren vorhanden sind, und zwar wegen der Bildung von Multikomponenten-Systemen". In der Untersuchung von von Kujawa führte jede größere Verunreinigung zur Reduzierung des Grades der Abtrennung geringerer Verunreinigungen. Er fand keinen Fall einer Erhöhung der Abtrennung.

Das Cd-Te-Phasendiagramm ist typisch für II-VI-Verbindungen mit einem Spitzenwert maximaler Flüssigkeit entsprechend einer Verbindung mit nahezu 50/50 Atom-Prozent. Der eutektische Wert für die Te-reiche Seite des Diagramms liegt bekannterweise bei etwa 1% Cd. Die eutektische Zusammensetzung für die Cd-reiche Seite ist nicht genau bekannt und es wurde berichtet, daß sie sehr nahe bei reinem Cd liegt (Zanio, K., Cadmium Telluride, Kapitel 1 aus Semiconductor and Semimetals, Bd. 13, Herausgegeben von Willardson und Beer, Academic Press, 1978).

Die Zonenreinigung von Cd und die Zonenreinigung von Te werden in gut eingeführten Verfahren unter Verwendung von Geräten üblicher Type ausgeführt. Die Zonen-Reiniger bestehen aus einem Rohr zur Bestimmung der Reinigungskammer, einem Gasstrom-Steuerpult zur Einstellung der Umgebungsatmosphäre sowie unabhängigen Energie-Steuergeräten für jeden Ofen. Im einzelnen ist es so, daß ein Cd- oder Te- Rohling in einem Quarz-Schiffchen mit einer Länge von 1300 mm und einem halbkreisförmigen Querschnitt von 75 mm Durchmesser enthalten ist. Das Schiffchen wird in das Zentrum einer Quarzröhre mit 2400 mm Länge und einem Durchmesser von 100 mm gebracht. Endkappen aus rostfreiem Stahl werden an jedem Ende der Röhre mit O-Ringen befestigt. Ringförmige Öfen sind auf einem beweglichen Wagen montiert und im gleichen Abstand voneinander angeordnet. Die Bewegung des Wagens wird von einem Elektromotor gesteuert, wobei der Bewegungsweg von zwei Mikroschaltern bestimmt wird. Die Temperatur jedes Ofens wird unabhängig gesteuert bzw. geregelt. Der Gasstrom wird über eine Anzahl von Ventilen gesteuert, wobei die verwendeten Gase Ar und Pd : Ag diffundierten H2 einschließen.

In dem Zonenreiniger für Cd ist ein Aluminium-Wärmeschild suf dem Wagen montiert, um ein eingegrenztes Volumen um die Öfen zu schaffen, wodurch Luft-Konvektion um den Ofen auf ein Minimum reduziert wird, wodurch man stabilere flüssige Zonen erhält.

Bei dem Zonenreinigungs-Verfahren wird ein Rohling aus Cd oder Te in das Schiffchen eingebracht und es wird eine Getter-Substanz aus der aus Cd, Te oder CdTe bestehenden Gruppe dem Rohling hinzugefügt. Die hinzugefügte Menge ist geringer als die Menge, die in eutektischen Verbindungen auf der Cd-reichen Seite bzw. der Te-reichen Seite des Phasendiagramms vorhanden ist. Wenn die zugefügte Menge gleich oder größer als die Menge in der eutektischen Zusammensetzung ist, erhält man die verstärkte Abtrennung von Verunreinigungen nicht. Beim Zonenreinigen von Cd ist die hinzugefügte Menge von Te oder die Menge von Te im hinzugefügten CdTe geringer als etwa 10 ppm w (10 Teile je Million bezüglich des Gewichts) des Cd-Rohlings. Beim Zonenreinigen von Te ist die Menge des hinzugefügten Cd oder die Menge des Cd im hinzugefügten CdTe geringer als etwa 1 Gew.-% des Te-Rohlings. Das Cd, Te oder CdTe wird vorzugsweise vor dem Zonenreinigen am Vorderende oder Kopf des Rohlings zugefügt. Die Hinzufügung von CdTe als Getter-Substanz ist zu bevorzugen.

Das Cd oder Te mit der hinzugefügten Getter-Substanz wird dann einer mehrere Durchgänge umfassenden Zonenreinigung in einem oder mehreren Arbeitsgängen unterzogen, um so ein SZR-, DZR-, TZR- oder QZR-Erzeugnis zu erhalten.

Die Reinheit des gereinigten Cd und Te wird mittels Funkenquellen-Massenspektroskopie oder Emissions-Spektroskopie bestimmt. Die Reinheit kann indirekt bestimmt werden, indem man CdHgTe aus dem Cd und Te (und Hg) produziert und die elektrischen Kennwerte von Scheiben aus dem CdHgTe sowie die Ausbeute von Scheiben bestimmt, die die Anforderungen für diese Kennwerte erfüllen. Es wurde gefunden, daß die Reinheit von Cd und Te, welches erfindungsgemäß erzeugt wurde, verbessert wurde und daß die Ausbeute an Scheiben aus CdHgTe, welche den Anforderungen hinsichtlich Trägerkonzentration und -Mobilität entsprachen, beachtlich erhöht wurde.

Die Erfindung wird nun anhand der nachfolgenden, Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Bei Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens und Gerätes, wurde in das Schiffchen ein Ausgangs-Rohling aus Cd mit einer Reinheit von "5 Neuner" eingebracht. Eine Menge von CdTe entsprechend 10 ppm w des Rohlings wurde in Pulverform am Vorderende des Rohlings hinzugefügt. Das Schiffchen war mit einer Schicht aus Kohlenstoff versehen worden, um eine Reaktion zwischen Quarz und Cd zu verhindern. Der Rohling wurde mit einer Geschwindigkeit von 55 mm/h zonengereinigt. Die Zonenbreite war 60 mm und es wurden 54 Durchgänge gemacht.

Durch Funkenquellen-Massenspektroskopie (SSMS) und Emissions-Spektroskopie (ES) erhaltene Analysenwerte von nach diesem ersten Satz von Zonendurchgängen und aus verschiedenen Stellen entlang der Länge des Rohlings genommenen Mustern wichen nicht wesentlich von Analysendaten des Standard SZR-Produkts ab, abgesehen von einer viel höheren Te-Konzentration.

Der Stab wurde dann separiert (wie vorstehend beschrieben unter Abtrennung des Vorder- und Hinter-Endes) und geätzt, bevor er einem zweiten Satz von Zonen-Durchgängen unter den gleichen Bedingungen unterworfen wurde, mit Ausnahme des Umstandes, daß die Gesamtzahl der Zonendurchgänge 42 war. Nach Abschluß der Bearbeitung wurden wieder Proben genommen.

Für diese Proben verzeichneten die SSMS- und ES-Analysen wie erwartet die Hinterend-Separation von Te und hohe Konzentrationen von In. Die Konzentration von In im Ausgangs-Rohling lag unter der Meßgrenze. Indium wird selten in zonengereinigtem Cd hoher Reinheit festgestellt. Die hohen In-Konzentrationen im Hinterende des DZR-Rohlings zeigen eine verminderte Konzentration des In über den restlichen Rohling an.

Der Rohling wurde weiter bis zur QZR-Güte bearbeitet. Es wurde festgestellt, daß mit jedem zusätzlichen Satz von Zonendurchgängen die Duktilität des Cd-Rohlings zunahm. Duktilität ist häufig eine Funktion des Gehalts an löslichen Verunreinigungen und, obwohl nur eine Absonderung von In aus dem Mittelabschnitt des Stabes festgestellt werden konnte, kann auch die Konzentration anderer, in Spuren vorhandener löslicher Verunreinigungen gesunken sein. Die SSMS- und ES-Analysen-Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1



Die Ergebnisse zeigen, daß in SZR-Material, In oberhalb der Nachweisgrenze nicht bestimmt werden konnte, d.h. keine feststellbare Abscheidung von In vorlag. In DZR- Material wirkt Te mit In zusammen und es wurde In am Hinterende abgetrennt. Das Cd war spektroskopisch frei von Te und In am Ende des QZR-Behandlungsvorganges.

Beispiel 2

Unter Verwendung des gleichen Verfahrens und Gerätes wie in Beispiel 1 wurde ein Ausgangsrohling mit einer Reinheit von "5 Neuner" in das Schiffchen eingebracht. Eine Menge von pulverisiertem CdTe, die 0,5 Gew.-% des Rohlings entsprach, wurde am Vorderende des Rohlings zugesetzt. Der Rohling wurde mit einer Zonengeschwindigkeit von 55 mm/h zonengereinigt. Die Zonenbreite betrug 70 mm und es wurden 68 Durchgänge gemacht.

Der Te Rohling wurde bis zur QZR-Güte gereinigt, wobei Proben aus dem Stab nach der SZR-, DZR- und QZR-Behandlung genommen wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben. Die Werte für Cd mit zugesetztem CdTe sind in Gew.-%, alle anderen Werte in ppm-Gewicht angegeben. Tabelle 2



Die Abkürzungen in vorstehender Tabelle haben die gleiche Bedeutung wie die in Tabelle 1.

Alle Werte wurden durch SSMS-Analyse erhalten mit Ausnahme der Werte für Ga im Te mit zugesetztem CdTe. Die letztgenannten Werte wurden durch Emissions-Spektroskopie (ES) bestimmt wegen möglicher Interferenzen des Ga-Massen-Spitzenwertes bei hohen Konzentrationen von Cd. Die ES-Analyse des zonengereinigten Te ohne Zusatz von CdTe zeigt keine Spur von Ga. Die Daten lassen eine verstärkte Reinigung für Ga, Ca und K im Vergleich zu Te erkennen, das ohne Zusatz von CdTe als Getter-Substanz zonengereinigt wurde.

Der Anteil von Cd im Mittelabschnitt des QZR-Te-Rohlings wurde mit 5 ppm-Gewicht ermittelt. Die hohen Anteile von Cd in den Hinterende-Proben bewiesen das starke Separations- Bestreben von Cd in Te.

Die verstärkte Abtrennung sowohl von Ca als auch K ist ganz offensichtlich. Beide Substanzen zeigen ein leichtes Bestreben sich zum Hinterende zu bewegen, welches durch die Anwesenheit von Cd in der Te-Schmelze verstärkt wurde.

Beispiel 3

Um die Qualität des durch Zonenreinigung unter Zusatz von CdTe gereinigten Cd und Te weiter zu untersuchen, wurde eine Anzahl von Cd0,21Hg0,79Te-Einkristallen unter Verwendung dieser Elemente als Ausgangssubstanzen hergestellt. Die Synthese des CdHgTe wurde durch Einfüllung stöchiometrischer Mengen von QZR-Cd und -Te sowie von Hg mit einer Reinheit von "7 Neuner" in eine saubere Quarz-Ampulle, die unter Vakuum versiegelt wurde, bewerkstelligt. Die Ampulle wurde über die Liquidus-Temperatur für die x = 0,21-Legierung erhitzt und dann in einem Wärmegradienten abgeschreckt, um eine homogene Legierungs-Zusammensetzung zu erhalten, die für einen Rekristallisations-Prozeß und das Wachsen von Einkristallen geeignet ist. Aus den Einkristallen wurden Scheiben geschnitten und die Scheiben wurden in einem Überdruck von Hg getempert bzw. geglüht, um die gewachsenen Scheiben von p- zu n-Leitfähigkeit umzuwandeln. Die elektrischen Parameter der Ladungsträger-Konzentration und -beweglichkeit, die bei 77 K mit der Van der Pauw-Technik gemessen wurden, wurden verwendet, um die Reinheit der CdHgTe- Scheiben zu kennzeichnen.

Für Vergleichszwecke wurde die Ladungsträger-Konzentration und -Beweglichkeit für eine ähnliche Anzahl von Scheiben bestimmt, die aus Kristallen der normalen Produktion geschnitten worden waren, d.h. aus Kristallen, die aus Cd und Te produziert worden waren, welche ohne Zusatz einer Getter-Substanz zonengereinigt waren.

Die Durchschnittswerte für die Ladungsträger-Konzentration und -Beweglichkeit bei 77 K für den 50prozentigen Anteil von Produktions-Scheiben höchster Reinheit von CdxHg1-xTe (x=0,21) betrugen

2,00 × 10¹&sup4; cm-3 bzw.

2,01 × 10&sup5; cm2V-1s-1.

Die Ausbeute an Scheiben aus CdHgTe mit Kennwerten gleich oder besser als die vorstehenden Werte war 70% höher bei Scheiben, die mit nach der Erfindung gereinigtem Cd und Te hergestellt waren, als bei Scheiben aus CdHgTe, die aus Cd und Te erzeugt waren, welche ohne Zusatz der Getter-Substanz zonengereinigt waren.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Reinigung eines Metalls aus der aus Cadmium und Tellur bestehenden Gruppe, dadurch gekennzeichnet, daß einem Schmelz-Rohling des Metalls eine Menge einer Getter-Substanz aus der aus Te, Cd oder CdTe bestehenden Gruppe zugesetzt und das Metall mit der Getter-Substanz einem Mehrfach-Zonenreinigungsprozeß unterzogen wird, wobei die bei der Zonenreinigung von Cd zugesetzte Menge von Te oder von Te in CdTe geringer als der Anteil von Te in dem Cd-reichen eutektischen Gemisch aus Cd und Te ist, oder wobei die bei der Zonenreinigung von Te zugesetzte Menge von Cd oder von Cd in CdTe geringer ist als der Anteil von Cd in dem Te-reichen eutektischen Gemisch aus Cd und Te.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung von Cd als Getter-Substanz Te oder CdTe verwendet und diese vor der Zonenreinigung am Vorderende des Cd-Rohlings zugesetzt wird, und daß die Menge des zugesetzten Te oder des Te im zugesetzen CdTe geringer als 10 ppm des Gewichts des Cd-Rohlings ist.
  3. 3.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reinigung von Te als Getter-Substanz Cd oder CdTe verwendet und diese vor der Zonenreinigung am Vorderende des Te-Rohlings zugesetzt wird, und daß die Menge des zugesetzten Cd oder des Cd im zugesetzten CdTe geringer als 1% des Gewichts des Te-Rohlings ist.






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