Löslichkeit und Ionisierbarkeit von Fremdstoffen in Germanium-Einkristallen

Abstract

Aus einer Schmelze von Reingermanium mit eingewogenem Zusatz von (ja, As, Sb wachsen mit konstanter Geschwindigkeit durch geregelte Abkühlung stäbchenförmige Einkristalle in einem evakuierten Quarzröhrchen von unten nach oben. Der Verlauf der Hall-Konstanten und der Leitfähigkeit längs der Wachstumsrichtung sowie die Temperaturabhängigkeit dieser Größen an kurzen Stücken der Kristalle wird gemessen. Durch Wiederaufschmelzen des hinreichend homogenen Mittelteils eines Kristalls und Neukristallisieren läßt sich die darin befindliche Fremdstoffmenge — durch Vergleich mit der Kurvenschar der Kristalle aus Schmelzen bekannter Konzentration — ermitteln. Jedes dotierende Atom im Kristall gibt danach auf ± 30% einen Ladungsträger ab. Außerdem läßt sich nun der Verteilungskoeffizient des Fremdstoffes zwischen fester und flüssiger Phase im Gleichgewicht bei diesen geringsten Konzentrationen angeben. Die Beweglichkeit zeigt bei höheren Konzentrationen die bekannte starke Störung durch die jonisierten Fremdatome.