JPH0628246B2 - シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法 - Google Patents
シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法Info
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- JPH0628246B2 JPH0628246B2 JP63168836A JP16883688A JPH0628246B2 JP H0628246 B2 JPH0628246 B2 JP H0628246B2 JP 63168836 A JP63168836 A JP 63168836A JP 16883688 A JP16883688 A JP 16883688A JP H0628246 B2 JPH0628246 B2 JP H0628246B2
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- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
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- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、熱エネルギーと電気エネルギーとを直接変換
する材料、即ち、熱電材料のうち特にシリコン−ゲルマ
ニウム合金の製造及び、この合金を用いた素子加工に好
適な方法に関する。
する材料、即ち、熱電材料のうち特にシリコン−ゲルマ
ニウム合金の製造及び、この合金を用いた素子加工に好
適な方法に関する。
［従来技術］ 熱電材料シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法として
は、例えば、アール．エー．レフェーバー，ジー．エ
ル．マクベー アンド アール．ジェー．バウマン：”
プレパレーション オブ ホット プレスド シリコン
ゲルマニウム インゴット；パートIII バキューム
ホットプレッシング”，マテリアルズ リサーチ ブ
ラチン，9863(1974)(Lefever,G.L.McVay and R.J.Baugh
man:”Preparation of Hot-Pressed Silicon-Germanium
Ingot: Part III-Vacuum HotPresing”，Mat.Res.Bul
l.9 863 (1974))及びそのシリーズ（パートＩ及びパー
トII)に示されている様な粉末焼結法がある。この文献
によれば粉末焼結法は 金属シリコン，金属ゲルマニウム及びドープ材を溶
融する工程。
は、例えば、アール．エー．レフェーバー，ジー．エ
ル．マクベー アンド アール．ジェー．バウマン：”
プレパレーション オブ ホット プレスド シリコン
ゲルマニウム インゴット；パートIII バキューム
ホットプレッシング”，マテリアルズ リサーチ ブ
ラチン，9863(1974)(Lefever,G.L.McVay and R.J.Baugh
man:”Preparation of Hot-Pressed Silicon-Germanium
Ingot: Part III-Vacuum HotPresing”，Mat.Res.Bul
l.9 863 (1974))及びそのシリーズ（パートＩ及びパー
トII)に示されている様な粉末焼結法がある。この文献
によれば粉末焼結法は 金属シリコン，金属ゲルマニウム及びドープ材を溶
融する工程。
の工程で得た融液を冷却する工程。
の工程で得たシリコン−ゲルマニウム合金を10メ
ッシュ程度まで破砕する工程。
ッシュ程度まで破砕する工程。
の工程で得たシリコン−ゲルマニウム合金粒をさ
らに細かくすりつぶす(粉砕)工程。
らに細かくすりつぶす(粉砕)工程。
の工程で得たシリコン−ゲルマニウム合金粉末を
10-5torr以下の真空容器中、約1300℃、約2000kg/cm2の
高圧力下でホットプレスする工程。
10-5torr以下の真空容器中、約1300℃、約2000kg/cm2の
高圧力下でホットプレスする工程。
等の工程を有する。
その他、特開昭58-190077号公報には、多元非単結晶体
でなる熱電材料に関する発明が開示されるが、この中の
実施例でSixGeyBz(x+y+z＝１）の製造方法が延べられて
いる。これによればＳｉＨ4，ＧｅＨ4，Ｂ2Ｈ6を原料ガ
スとしてＨ2キャリアーガスでこれを真空容器内に導
入、分解せしめＳi，Ｇe及びＢでなる３元アモルファス
結晶体を50Å/min.の成長速度で得ている。この様にガ
ス状化合物を原料とし、これを真空容器中で気相分解さ
せ熱電材料を得る方法もある。
でなる熱電材料に関する発明が開示されるが、この中の
実施例でSixGeyBz(x+y+z＝１）の製造方法が延べられて
いる。これによればＳｉＨ4，ＧｅＨ4，Ｂ2Ｈ6を原料ガ
スとしてＨ2キャリアーガスでこれを真空容器内に導
入、分解せしめＳi，Ｇe及びＢでなる３元アモルファス
結晶体を50Å/min.の成長速度で得ている。この様にガ
ス状化合物を原料とし、これを真空容器中で気相分解さ
せ熱電材料を得る方法もある。
こうして得られた熱電材料は、ＰＮ一対の素子とする場
合には、従来はＰ型シリコン−ゲルマニウムとＮ型シリ
コン−ゲルマニウムを用途に合せ加工成形し、ホットシ
ュー及びコールドシューを接着していた。
合には、従来はＰ型シリコン−ゲルマニウムとＮ型シリ
コン−ゲルマニウムを用途に合せ加工成形し、ホットシ
ュー及びコールドシューを接着していた。
［発明が解決しようとする課題］ 前記従来の熱電材料の製造方法のうち、前者の粉末焼結
法は、すでに述べた様な複雑なプロセスを有し、原料の
溶融工程で1400℃以上の高温、ホットプレスの工程で13
00℃近い高温と約2000kg/cm2の高圧、10-5torr以下の高
真空度等の特殊な製造条件、あるいはそれを達成するた
めの高度な技術水準を必要とした。
法は、すでに述べた様な複雑なプロセスを有し、原料の
溶融工程で1400℃以上の高温、ホットプレスの工程で13
00℃近い高温と約2000kg/cm2の高圧、10-5torr以下の高
真空度等の特殊な製造条件、あるいはそれを達成するた
めの高度な技術水準を必要とした。
また後者の特開昭58-190077号公報の実施例のような、
ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｂ2Ｈ6を原料とし、これを真空容器
内に導いた成膜法では成長速度が50Å/min.と遅く、工
業的に成り立たつにはまだ問題がある。
ＳｉＨ4、ＧｅＨ4、Ｂ2Ｈ6を原料とし、これを真空容器
内に導いた成膜法では成長速度が50Å/min.と遅く、工
業的に成り立たつにはまだ問題がある。
さらに、こうして作られたシリコン−ゲルマニウム合金
を熱電素子として用いる際にはたとえば、第６図のよう
な構造に加工しなければならないが、第６図のＰ型とＮ
型との橋渡しの形成には、一般にはメタライズ工程、ろ
う付け等のいわゆる接着工程を経なければならない。し
かし、これは、工程が複雑な上、融点、接着性において
適当な接着用のろう剤の選択が難しい。
を熱電素子として用いる際にはたとえば、第６図のよう
な構造に加工しなければならないが、第６図のＰ型とＮ
型との橋渡しの形成には、一般にはメタライズ工程、ろ
う付け等のいわゆる接着工程を経なければならない。し
かし、これは、工程が複雑な上、融点、接着性において
適当な接着用のろう剤の選択が難しい。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は前記従来法の持つ問題点、即ち高温、高圧、高
真空度等の特殊製造条件を解決する方法を提供し、か
つ、工業化容易な手段を与え、高収率、高成長速度等で
製造可能にすると共に、素子形成に従来のような反対導
電型間の橋渡し形成のための別工程を必要としない新規
な熱電素子形成方法を提供する。
真空度等の特殊製造条件を解決する方法を提供し、か
つ、工業化容易な手段を与え、高収率、高成長速度等で
製造可能にすると共に、素子形成に従来のような反対導
電型間の橋渡し形成のための別工程を必要としない新規
な熱電素子形成方法を提供する。
即ち、初めにＳｉＨ4ガスとGeCl4ガス及び、一導電型の
ドーピングガスを反応容器内に導入し、反応容器内の75
0℃以上に加温された基体上にシリコン−ゲルマニウム
合金を堆積してさらに、このシリコン−ゲルマニウム合
金上に、ＳｉＨ4ガスとGeCl4ガス及び、前記ドーピング
ガスと反対導電型のドーピングガスを導入して、先に堆
積したシリコン−ゲルマニウム合金とは反対導電型にな
るように別のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積させる
一連の工程を一回以上繰り返すことを特徴とするもので
ある。
ドーピングガスを反応容器内に導入し、反応容器内の75
0℃以上に加温された基体上にシリコン−ゲルマニウム
合金を堆積してさらに、このシリコン−ゲルマニウム合
金上に、ＳｉＨ4ガスとGeCl4ガス及び、前記ドーピング
ガスと反対導電型のドーピングガスを導入して、先に堆
積したシリコン−ゲルマニウム合金とは反対導電型にな
るように別のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積させる
一連の工程を一回以上繰り返すことを特徴とするもので
ある。
さらに、本発明では、基体の材質を初めから一導電型の
シリコン−ゲルマニウム合金で構成し、その上にこの基
体と反対導電型のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積さ
せ、前記と同様の一連の工程を採用して製造することも
できる。
シリコン−ゲルマニウム合金で構成し、その上にこの基
体と反対導電型のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積さ
せ、前記と同様の一連の工程を採用して製造することも
できる。
以下、第１図に基づいて本発明を詳説する。
本発明に使用されるガスのうち窒素(Ｎ2)ガス、ＳｉＨ4
ガス、ドーピングガス、水素(Ｈ2)ガスはそれぞれライ
ン１、ライン２、ライン３、ライン４により供給され
る。11、12、13は各ガスの流量コントローラーである。
ライン４により供給されるＨ2は装置の置換用及び容器4
0に貯えられたGeCl4のキャリアガスとして使用される。
ガス、ドーピングガス、水素(Ｈ2)ガスはそれぞれライ
ン１、ライン２、ライン３、ライン４により供給され
る。11、12、13は各ガスの流量コントローラーである。
ライン４により供給されるＨ2は装置の置換用及び容器4
0に貯えられたGeCl4のキャリアガスとして使用される。
まず、反応容器32には基体31がセットされる。成長に先
立ち、反応容器内は真空ポンプ23によって真空に引かれ
た後Ｈ2で置換し、その後所定量のＨ2が流される。この
Ｈ2は保圧装置24で所定圧にされ放出される。この操作
の間並行して、初期成長条件と同量のＳｉＨ4、一導電
型のドーピングガス、それにＨ2キャリアのGeCl4が、パ
ージライン50より除害装置27に流される。基体は電源35
より電力が供給され所定の温度に上げられる。のぞき窓
33を通し温度制御用パイロメーター34で、基体31は一定
温度で制御される。成長は、Ｈ2を止めると同時にパー
ジラインに流されていた原料ガスを、反応容器内に導い
て行なわれる。引き続き反対導電型のシリコン−ゲルマ
ニウム合金の堆積に入るが、これは、初めの堆積が終っ
た時点で一旦原料ガスを止め、Ｈ2を流してパージして
から、前記のような操作で反対導電型のシリコン−ゲル
マニウム合金を堆積していく。
立ち、反応容器内は真空ポンプ23によって真空に引かれ
た後Ｈ2で置換し、その後所定量のＨ2が流される。この
Ｈ2は保圧装置24で所定圧にされ放出される。この操作
の間並行して、初期成長条件と同量のＳｉＨ4、一導電
型のドーピングガス、それにＨ2キャリアのGeCl4が、パ
ージライン50より除害装置27に流される。基体は電源35
より電力が供給され所定の温度に上げられる。のぞき窓
33を通し温度制御用パイロメーター34で、基体31は一定
温度で制御される。成長は、Ｈ2を止めると同時にパー
ジラインに流されていた原料ガスを、反応容器内に導い
て行なわれる。引き続き反対導電型のシリコン−ゲルマ
ニウム合金の堆積に入るが、これは、初めの堆積が終っ
た時点で一旦原料ガスを止め、Ｈ2を流してパージして
から、前記のような操作で反対導電型のシリコン−ゲル
マニウム合金を堆積していく。
あるいは、GeCl4、ＳｉＨ4はそのまま流しつづけ、ドー
ピングガスのみを一旦止め、しばらくのちに反対導電型
のドーピングガスを通じて、堆積していく。
ピングガスのみを一旦止め、しばらくのちに反対導電型
のドーピングガスを通じて、堆積していく。
さらに、これらの操作を繰り返せば、交互に反対導電型
で構成された複数層から成るシリコン−ゲルマニウム合
金を得ることができる。
で構成された複数層から成るシリコン−ゲルマニウム合
金を得ることができる。
成長終了後は、原料ガスを止めＨ2のみとする。所定時
間経過後に基体の温度を下げ、温度が完全に下がってか
ら反応容器内にＮ2を流し、内部をＮ2で置換する。さら
に置換を完全にするため、真空ポンプを使い反応容器内
をＮ2で置換し、製品を取出す。
間経過後に基体の温度を下げ、温度が完全に下がってか
ら反応容器内にＮ2を流し、内部をＮ2で置換する。さら
に置換を完全にするため、真空ポンプを使い反応容器内
をＮ2で置換し、製品を取出す。
［作用］ 本発明による熱電材料シリコン−ゲルマニウム合金の製
造方法によれば、次の様な作用により、均質なシリコン
−ゲルマニウム合金を得ることができる。
造方法によれば、次の様な作用により、均質なシリコン
−ゲルマニウム合金を得ることができる。
即ち、まず原料としてガス状化合物を用いていること、
そしてこの原料が反応容器内の自然対流により充分撹拌
されることから、反応容器内のガスが均質となる。次い
で、これらの原料ガスは基体表面に達してここで基体の
持つ熱エネルギーを受けて分解し、目的とするシリコン
−ゲルマニウム合金が、基体表面につぎつぎと堆積して
いく。このときシリコン−ゲルマニウム合金が溶融状態
を経ないので編析作用を受けず、その結果均質な組成の
シリコン−ゲルマニウム合金を得ることができる。反応
容器内の圧力が特に大気圧以上である場合は、反応容器
内で自然対流が生じやすく、このため原料ガスが有効に
消費され、高成長速度や高収率を達成することができ
る。
そしてこの原料が反応容器内の自然対流により充分撹拌
されることから、反応容器内のガスが均質となる。次い
で、これらの原料ガスは基体表面に達してここで基体の
持つ熱エネルギーを受けて分解し、目的とするシリコン
−ゲルマニウム合金が、基体表面につぎつぎと堆積して
いく。このときシリコン−ゲルマニウム合金が溶融状態
を経ないので編析作用を受けず、その結果均質な組成の
シリコン−ゲルマニウム合金を得ることができる。反応
容器内の圧力が特に大気圧以上である場合は、反応容器
内で自然対流が生じやすく、このため原料ガスが有効に
消費され、高成長速度や高収率を達成することができ
る。
ところで、ＳｉＨ4の熱分解で半導体用の多結晶シリコ
ンを製造する場合には、基体表面が750〜850℃が適当と
されているが、これは堆積層の表面の滑らかさ(以下モ
ホロジーと称す)が、温度が高くなるにつれて悪くなる
と考えられているからである。従って外形加工時の歩留
等の問題で、基体温度はあまり上げることができない。
しかしながら、本発明によるシリコン−ゲルマニウム合
金の製造方法では、GeCl4ガスを使用することによって
ＳｉＨ4単体の熱分解時の基体表面温度より高い温度で
も、モホロジーはいたって良好なことが実験によって確
かめられた。したがって更に基体温度を高くあげること
で成長速度を速くすることができた。
ンを製造する場合には、基体表面が750〜850℃が適当と
されているが、これは堆積層の表面の滑らかさ(以下モ
ホロジーと称す)が、温度が高くなるにつれて悪くなる
と考えられているからである。従って外形加工時の歩留
等の問題で、基体温度はあまり上げることができない。
しかしながら、本発明によるシリコン−ゲルマニウム合
金の製造方法では、GeCl4ガスを使用することによって
ＳｉＨ4単体の熱分解時の基体表面温度より高い温度で
も、モホロジーはいたって良好なことが実験によって確
かめられた。したがって更に基体温度を高くあげること
で成長速度を速くすることができた。
［実施例１］ 内径約200mm、高さ1300mmの反応容器内で、23×20×940
mmのグラファイト製の基体60を直接通電して加熱し、87
0℃に保持した。ドーピングガスとしてフォスフィン(Ｐ
Ｈ3)及びジボラン(Ｂ2Ｈ6)を選んだ。
mmのグラファイト製の基体60を直接通電して加熱し、87
0℃に保持した。ドーピングガスとしてフォスフィン(Ｐ
Ｈ3)及びジボラン(Ｂ2Ｈ6)を選んだ。
初め、モノシラン(ＳｉＨ4)、四塩化ゲルマニウム(Ｇｅ
Ｃｌ4)及びＢ2Ｈ6をそれぞれ、210Nml/min.，620mg/mi
n.，0.10Nml/min.の割合で反応容器内に導いた。ＧｅＣ
ｌ4は常温で液体であるため、キャリアガス(Ｈ2)の流量
とＧｅＣｌ4の蒸気圧で流量を調整した。その後、シリ
コン−ゲルマニウムの堆積に伴い、生成したシリコン−
ゲルマニウム合金の表面積と同じ割合でこのＳｉＨ4、
ＧｅＣｌ4及びＢ2Ｈ6の流量を増加させた。反応容器内
へのガス導入開始後18時間ののち、Ｂ2Ｈ6の供給を止
め、ＰＨ3供給を開始した。ＰＨ3はＢ2Ｈ6の1.8倍の割
合で供給した。この間、反応容器内は1.4気圧に保持し
た。全反応時間は36時間とした。成長速度は、2.4μｍm
/min.であった。
Ｃｌ4)及びＢ2Ｈ6をそれぞれ、210Nml/min.，620mg/mi
n.，0.10Nml/min.の割合で反応容器内に導いた。ＧｅＣ
ｌ4は常温で液体であるため、キャリアガス(Ｈ2)の流量
とＧｅＣｌ4の蒸気圧で流量を調整した。その後、シリ
コン−ゲルマニウムの堆積に伴い、生成したシリコン−
ゲルマニウム合金の表面積と同じ割合でこのＳｉＨ4、
ＧｅＣｌ4及びＢ2Ｈ6の流量を増加させた。反応容器内
へのガス導入開始後18時間ののち、Ｂ2Ｈ6の供給を止
め、ＰＨ3供給を開始した。ＰＨ3はＢ2Ｈ6の1.8倍の割
合で供給した。この間、反応容器内は1.4気圧に保持し
た。全反応時間は36時間とした。成長速度は、2.4μｍm
/min.であった。
得られた合金は、内層がＰ型(Ｂ：5.2×1013atoms/cc)
Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17、外層がＮ型(Ｐ：4.8×1019atoms/c
c)Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17であった。
Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17、外層がＮ型(Ｐ：4.8×1019atoms/c
c)Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17であった。
ここで得られた合金から第２図に示した工程で、ＰＮ一
対の素子を切りだし、第３図に示すようにこれを17対低
温側でつないでテストモジュール83を作製し、性能をみ
たところ、温度差600℃で2.4Ｗの出力であった。
対の素子を切りだし、第３図に示すようにこれを17対低
温側でつないでテストモジュール83を作製し、性能をみ
たところ、温度差600℃で2.4Ｗの出力であった。
［実施例２］ 内径約200mm、高さ1300mmの反応容器内で、23×３×940
mmのグラファイト製の基体61を直接通電して加熱し、87
0℃に保持した。ドーピングガスとしてフォスフイン(Ｐ
Ｈ3)及びジボラン(Ｂ2Ｈ6)を選んだ。
mmのグラファイト製の基体61を直接通電して加熱し、87
0℃に保持した。ドーピングガスとしてフォスフイン(Ｐ
Ｈ3)及びジボラン(Ｂ2Ｈ6)を選んだ。
初め、モノシラン(ＳｉＨ4)、四塩化ゲルマニウム(Ｇｅ
Ｃｌ4)及びＢ2Ｈ6をそれぞれ、210Nml/min.，620mg/mi
n.，0.10Nml/min.の割合で反応容器内に導いた。ＧｅＣ
ｌ4は常温で液体であるため、キャリアガス(Ｈ2)の流量
とＧｅＣｌ4の蒸気圧で流量を調整した。その後、シリ
コン−ゲルマニウムの堆積に伴い、生成したシリコン−
ゲルマニウム合金の表面積と同じ割合でこのＳｉＨ4、
ＧｅＣｌ4及びＢ2Ｈ6の流量を増加させた。反応容器内
へのガス導入開始後18時間ののち、Ｂ2Ｈ6の供給を止
め、ＰＨ3供給を開始した。ＰＨ3はＢ2Ｈ6の1.8倍の割
合で18時間供給した。
Ｃｌ4)及びＢ2Ｈ6をそれぞれ、210Nml/min.，620mg/mi
n.，0.10Nml/min.の割合で反応容器内に導いた。ＧｅＣ
ｌ4は常温で液体であるため、キャリアガス(Ｈ2)の流量
とＧｅＣｌ4の蒸気圧で流量を調整した。その後、シリ
コン−ゲルマニウムの堆積に伴い、生成したシリコン−
ゲルマニウム合金の表面積と同じ割合でこのＳｉＨ4、
ＧｅＣｌ4及びＢ2Ｈ6の流量を増加させた。反応容器内
へのガス導入開始後18時間ののち、Ｂ2Ｈ6の供給を止
め、ＰＨ3供給を開始した。ＰＨ3はＢ2Ｈ6の1.8倍の割
合で18時間供給した。
この上記の一連の工程を繰り返すことにより、交互に反
対導電型のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積し、多層
構造のものを得た。全反応時間は144時間とした。この
間、反応容器内は1.4気圧に保持した。成長速度は、2.4
μｍ/min.であった。
対導電型のシリコン−ゲルマニウム合金を堆積し、多層
構造のものを得た。全反応時間は144時間とした。この
間、反応容器内は1.4気圧に保持した。成長速度は、2.4
μｍ/min.であった。
得られた合金は、Ｐ型層が（Ｂ：5.2×1013atoms/cc）
Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17、Ｎ型層が、（Ｐ：4.8×1019atoms/c
c）Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17であった。
Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17、Ｎ型層が、（Ｐ：4.8×1019atoms/c
c）Ｓｉ0.83Ｇｅ0.17であった。
ここで得られた合金から第４図に示した工程で、ＰＮ一
対の素子を切りだし、第５図に示すテストモジュール84
を作製し、性能をみたところ、温度差600℃で540mWの出
力であった。
対の素子を切りだし、第５図に示すテストモジュール84
を作製し、性能をみたところ、温度差600℃で540mWの出
力であった。
［発明の効果］ 本発明の熱電材料シリコン−ゲルマニウム合金の製造方
法により、以下の様な効果がもたらされる。
法により、以下の様な効果がもたらされる。
１）気相成長によるから、導電型の変更は、供給するド
ーピングガスを変えれば簡単にできる。このため、素子
に加工するとき、ＰＮ間のいわゆる橋渡し加工のための
高温側電極のメタライズ化、接着等の工程が不要にな
り、簡単に素子を作ることができ、しかも接着剤等で汚
染されることもなくなる。
ーピングガスを変えれば簡単にできる。このため、素子
に加工するとき、ＰＮ間のいわゆる橋渡し加工のための
高温側電極のメタライズ化、接着等の工程が不要にな
り、簡単に素子を作ることができ、しかも接着剤等で汚
染されることもなくなる。
２）偏析作用を受けないので、極めて均質なシリコン−
ゲルマニウム合金を得ることが出来る。
ゲルマニウム合金を得ることが出来る。
３）破砕や粉砕工程を有さないため、あるいは溶融工程
を有さないため、破砕や粉砕用の治具やるつぼ等からの
汚染がなくなる。
を有さないため、破砕や粉砕用の治具やるつぼ等からの
汚染がなくなる。
４）高温や高圧、高真空度等の特殊条件や、それを得る
ための高度な技術を必要としないため、製造設備は小規
模ですみ、消耗部材も少なくなる。
ための高度な技術を必要としないため、製造設備は小規
模ですみ、消耗部材も少なくなる。
５）製造工程が簡略化され、従って各工程における検査
項目や製造条件等の管理項目を少なくすることが出来
る。
項目や製造条件等の管理項目を少なくすることが出来
る。
６）特に大気圧以上の圧力下では、自然対流が有効に利
用できるため、高成長速度と、高収率が得られる。従っ
て、バルクを利用する熱電発電用シリコン−ゲルマニウ
ム合金の製造方法として特に有用である。
用できるため、高成長速度と、高収率が得られる。従っ
て、バルクを利用する熱電発電用シリコン−ゲルマニウ
ム合金の製造方法として特に有用である。
７）製造中、排ガスをガスクロマトグラフ等でモニター
することで、容易にシリコン−ゲルマニウム合金の製造
条件が管理できる。
することで、容易にシリコン−ゲルマニウム合金の製造
条件が管理できる。
第１図は、本発明を実施するための装置の概略図であ
る。 第２図は、本発明により製作したシリコン−ゲルマニウ
ム合金。 第３図は、本発明により製作したシリコン−ゲルマニウ
ム合金熱電素子。 第４図は、本発明により製作した他のシリコン−ゲルマ
ニウム合金。 第５図は、本発明により製作した他のシリコン−ゲルマ
ニウム合金熱電素子。 第６図は、従来の熱電素子。 １……Ｎ2ガス ２……ＳｉＨ4ガス ３……ドーピングガス ４……Ｈ2ガス 11……流量コントローラ 12……流量コントローラ 13……流量コントローラ 21……圧力計 23……真空ポンプ 24……保圧装置 27……除害装置 31……基体 32……反応容器 33……覗き窓 34……放射温度計 35……電源 40……容器 41……ヒータ 50……パージライン 60，61……基体 64……ホットシュー 65……コールドシュー 71,72,73……Ｐ型シリコン−ゲルマニウム合金 77,78,79……Ｎ型シリコン−ゲルマニウム合金 83，84……テストモジュール
る。 第２図は、本発明により製作したシリコン−ゲルマニウ
ム合金。 第３図は、本発明により製作したシリコン−ゲルマニウ
ム合金熱電素子。 第４図は、本発明により製作した他のシリコン−ゲルマ
ニウム合金。 第５図は、本発明により製作した他のシリコン−ゲルマ
ニウム合金熱電素子。 第６図は、従来の熱電素子。 １……Ｎ2ガス ２……ＳｉＨ4ガス ３……ドーピングガス ４……Ｈ2ガス 11……流量コントローラ 12……流量コントローラ 13……流量コントローラ 21……圧力計 23……真空ポンプ 24……保圧装置 27……除害装置 31……基体 32……反応容器 33……覗き窓 34……放射温度計 35……電源 40……容器 41……ヒータ 50……パージライン 60，61……基体 64……ホットシュー 65……コールドシュー 71,72,73……Ｐ型シリコン−ゲルマニウム合金 77,78,79……Ｎ型シリコン−ゲルマニウム合金 83，84……テストモジュール
Claims (2)
- 【請求項１】初めにＳｉＨ4ガスとGeCl4ガス及び、一導
電型のドーピングガスを反応容器内に導入し、反応容器
内の750℃以上に加温された基体上にシリコン−ゲルマ
ニウム合金を堆積し、さらに該シリコン−ゲルマニウム
合金上にＳｉＨ4ガスとGeCl4ガス及び、前記ドーピング
ガスと反対導電型のドーピングガスを導入して前記シリ
コン−ゲルマニウム合金と反対導電型のシリコン−ゲル
マニウム合金を堆積させる一連の工程を一回以上繰り返
すことを特徴とするシリコン−ゲルマニウム合金の製造
方法。 - 【請求項２】前記基体の材質が、一導電型のシリコン−
ゲルマニウム合金であって、該基体に初めに堆積される
シリコン−ゲルマニウム合金が該基体と反対導電型であ
ることを特徴とする請求項１記載のシリコン−ゲルマニ
ウム合金の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168836A JPH0628246B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法 |
| GB8912077A GB2221923A (en) | 1988-07-08 | 1989-05-25 | Process for manufacturing silicon-germanium alloys |
| FR898909045A FR2633943B1 (fr) | 1988-07-08 | 1989-07-05 | Procede pour la fabrication d'alliages de silicium-germanium |
| DE3922270A DE3922270A1 (de) | 1988-07-08 | 1989-07-06 | Verfahren zur herstellung von silicium-germanium-legierungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63168836A JPH0628246B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219467A JPH0219467A (ja) | 1990-01-23 |
| JPH0628246B2 true JPH0628246B2 (ja) | 1994-04-13 |
Family
ID=15875425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63168836A Expired - Lifetime JPH0628246B2 (ja) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | シリコン−ゲルマニウム合金の製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0628246B2 (ja) |
| DE (1) | DE3922270A1 (ja) |
| FR (1) | FR2633943B1 (ja) |
| GB (1) | GB2221923A (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1118183A (en) * | 1964-05-01 | 1968-06-26 | Plessey Uk Ltd | Improvements in or relating to thermoelectric devices |
| NL6803816A (ja) * | 1967-04-01 | 1968-10-02 | ||
| US4032363A (en) * | 1975-01-27 | 1977-06-28 | Syncal Corporation | Low power high voltage thermopile |
| US4442449A (en) * | 1981-03-16 | 1984-04-10 | Fairchild Camera And Instrument Corp. | Binary germanium-silicon interconnect and electrode structure for integrated circuits |
| US4728528A (en) * | 1985-02-18 | 1988-03-01 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
| US4726963A (en) * | 1985-02-19 | 1988-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for forming deposited film |
-
1988
- 1988-07-08 JP JP63168836A patent/JPH0628246B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1989
- 1989-05-25 GB GB8912077A patent/GB2221923A/en not_active Withdrawn
- 1989-07-05 FR FR898909045A patent/FR2633943B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-06 DE DE3922270A patent/DE3922270A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2221923A (en) | 1990-02-21 |
| JPH0219467A (ja) | 1990-01-23 |
| FR2633943A1 (fr) | 1990-01-12 |
| DE3922270A1 (de) | 1990-01-11 |
| FR2633943B1 (fr) | 1992-02-07 |
| GB8912077D0 (en) | 1989-07-12 |
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