JPH04109676A - Mimim element - Google Patents
Mimim elementInfo
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- JPH04109676A JPH04109676A JP2228845A JP22884590A JPH04109676A JP H04109676 A JPH04109676 A JP H04109676A JP 2228845 A JP2228845 A JP 2228845A JP 22884590 A JP22884590 A JP 22884590A JP H04109676 A JPH04109676 A JP H04109676A
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- layer
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明はメタルベーストランジスタであるMIMIM型
素子に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to MIMIM type devices, which are metal-based transistors.
メタルベーストランジスタであるMIMIM型素子は、
MIM構造の絶縁層をトンネルする電子の確率をMIM
構造の中間に挿入した電極によって制御することにより
トランジスタ動作を行う素子である。MIMIM型素子
は、ベースが金属であり抵抗が小さく、かつ、トンネル
電子を利用するため、高畠力、高速動作が可能な素子と
して注目されている。しかし、このMIMIM型素子は
、その基本概念が1961年に確立されていたにもかか
わらず、今だに実用化されていない。その理由のひとつ
には、良質の絶縁膜を均一にしかも再現性よく形成させ
ることができないという問題があった。The MIMIM type element, which is a metal-based transistor,
MIM is the probability of electrons tunneling through the insulating layer of the MIM structure.
This is an element that performs transistor operation by controlling an electrode inserted in the middle of the structure. The MIMIM type element has a metal base, has low resistance, and uses tunneling electrons, so it is attracting attention as an element capable of high power and high speed operation. However, although the basic concept of this MIMIM type element was established in 1961, it has not yet been put into practical use. One of the reasons for this is that it is not possible to form a high-quality insulating film uniformly and with good reproducibility.
この絶縁膜については、例えば、M、 Heiblum
〔ソリッドステイトエレクトロニクス(SolidSt
ate Electronics) Vol、24、p
、343−366.1981)による絶縁層の形成が知
られている。この提案では、絶縁層の形成に金属の自然
酸化を利用しているため、製作する場合に膜厚を厳密に
コントロールすることが困難であり、しかも膜中の欠陥
が多く発生するため、実用化に適した十分な特性を得る
ことができなかった。他の提案として絶縁膜を酸化雰囲
気中あるいは電界指向プラズマ中において成長させるも
の(特開昭61−145880号)等がある。しかし、
これらの提案には具体的な記述が示されておらず、これ
らの提案による製造方法では、膜厚あるいは膜質のコン
トロールが困難であり、また再現性にも問題があるため
実用化するまでには至らなかった。For this insulating film, for example, M, Heiblum
[Solid State Electronics
ate Electronics) Vol, 24, p.
, 343-366, 1981) is known. Since this proposal uses natural oxidation of metal to form the insulating layer, it is difficult to strictly control the film thickness during fabrication, and many defects occur in the film, so it is difficult to put it into practical use. It was not possible to obtain sufficient characteristics suitable for Another proposal is to grow an insulating film in an oxidizing atmosphere or in an electric field directed plasma (Japanese Patent Application Laid-open No. 145880/1983). but,
These proposals do not contain specific descriptions, and the manufacturing methods based on these proposals are difficult to control film thickness or film quality, and there are also problems with reproducibility, so it is difficult to put them into practical use. It didn't work out.
また、金属の表面に良質の酸化膜を形成させる方法とし
て、熱酸化法や陽極酸化法が使用されている。しかし、
熱酸化法は、約′400〜500℃といった高温の基板
温度が必要となるため、高温に耐えられる基板材料に制
約を受けるとともに薄膜を得ることが困難であった。陽
極酸化法では、溶液中の化学反応によって行うため、溶
液の組成や反応条件の最適化が難しく、また酸化後に約
150℃程度のアニールが必要となるため、M、 I
M I M型素子等の素子の製造には不適当であった。In addition, thermal oxidation and anodic oxidation are used as methods for forming high-quality oxide films on metal surfaces. but,
The thermal oxidation method requires a high substrate temperature of about 400 DEG to 500 DEG C., and is therefore limited in substrate materials that can withstand high temperatures, and it is difficult to obtain thin films. Since the anodic oxidation method involves a chemical reaction in a solution, it is difficult to optimize the solution composition and reaction conditions, and annealing at about 150°C is required after oxidation.
It was unsuitable for manufacturing devices such as MIM type devices.
さらに他の方法として、蒸着法による酸化膜の堆積、プ
ラズマ酸化法、あるいは酸化イオンの打ち込みによる方
法等があるが、いずれの方法においても酸化膜の欠陥、
不均一性または金属と酸化膜の間の界面状態の不均一性
が問題になっていた。Other methods include depositing an oxide film by vapor deposition, plasma oxidation, and implantation of oxide ions, but in all of these methods, defects in the oxide film,
Non-uniformity or non-uniformity of the interfacial state between the metal and the oxide film has been a problem.
このように従来のM I M I M型素子では、その
製造が困難であり、さらに酸化膜の膜質や金属−酸化膜
の界面状態の不均一性に起因して素子間の特性がバラつ
くため、良好なトランジスタ特性を持った素子を得るこ
とができなかった。As described above, conventional MIMIM type devices are difficult to manufacture, and furthermore, the characteristics between devices vary due to the non-uniformity of the oxide film quality and the state of the metal-oxide film interface. However, it was not possible to obtain a device with good transistor characteristics.
このような問題を解決するため、絶縁層に硬質炭素膜を
用いること(特開昭64−7577号)が提案されてい
る。硬質炭素膜は常温程度の比較的低温で製膜が可能で
あり、良質な膜を均一に、しかも再現性よく得ることが
できる8この特開昭64−7577号にかかる絶縁層に
硬質炭素膜を用いたMIMIM型素子の断面図を第3図
に示す。In order to solve this problem, it has been proposed to use a hard carbon film for the insulating layer (Japanese Patent Application Laid-open No. 7577/1983). A hard carbon film can be formed at a relatively low temperature such as room temperature, and a high-quality film can be obtained uniformly and with good reproducibility8. FIG. 3 shows a cross-sectional view of a MIMIM-type device using the MIMIM type device.
基板1上に第1の電極2が形成され、第1の電極2の上
には硬質炭素膜からなる第1の絶縁M3が第1の電極2
を覆うように形成されている。第1の絶縁層3の上には
第2の電極4が形成され、第2の電極4の上には第2の
絶縁層5が形成され、さらに第2の絶縁層5の上には第
3の電極6が形成されている。A first electrode 2 is formed on a substrate 1, and a first insulation M3 made of a hard carbon film is formed on the first electrode 2.
It is formed to cover. A second electrode 4 is formed on the first insulating layer 3, a second insulating layer 5 is formed on the second electrode 4, and a second insulating layer 5 is formed on the second insulating layer 5. Three electrodes 6 are formed.
以上の構造からなるMIMIM型素子は、第1の絶縁層
3の厚さが1例えば数オングストローム−数百オングス
トロームというように十分に薄いので、第1の電極2か
らの電子はトンネル効果によって第1の絶縁層3を突き
抜けてベースである第2の電極4に流入する。この電子
はエネルギー状態の高いホットエレクトロンであり、そ
の一部は第2の絶縁層5を通過し、コレクタである第3
の電極6に達する。電子が第1の絶縁層3をトンネルす
る確率は、エミッタである第1の電極2とベースである
第2の電極4との間の電位差により非常に大きく変化す
るため、トランジスタの動作が可能となる6しかし、こ
のような構造においてはMJI/!3はトンネル効果を
示すほどの極薄膜であるため、特に電極材料2の側面あ
るいはエツジ部ではカバレッジが不充分となり、電極材
料4との間で短絡を起こしやすくなり、信頼性に欠ける
ものとなる。In the MIMIM type device having the above structure, the thickness of the first insulating layer 3 is sufficiently thin, for example, from several angstroms to several hundred angstroms, so that electrons from the first electrode 2 are transferred to the passes through the insulating layer 3 and flows into the second electrode 4, which is the base. These electrons are hot electrons with a high energy state, and some of them pass through the second insulating layer 5 and pass through the third insulating layer 5, which is the collector.
reaches the electrode 6. The probability that electrons tunnel through the first insulating layer 3 varies greatly depending on the potential difference between the first electrode 2, which is the emitter, and the second electrode 4, which is the base, so that the transistor can operate. However, in such a structure, MJI/! 3 is an extremely thin film that exhibits a tunneling effect, so coverage is insufficient particularly at the side or edge portions of the electrode material 2, making it easy to cause short circuits with the electrode material 4, resulting in a lack of reliability. .
本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、信頼性の
高い良好なトランジスタ特性をもつMIMIM型素子を
提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to eliminate such drawbacks of the prior art and provide a MIMIM type device with high reliability and good transistor characteristics.
[構 成〕
本発明は、基板と、該基板の上に形成された第1の電極
と、第1の電極の上に形成された第1の絶縁層と、第1
の絶!#層の上に形成された第2の電極と、第2の電極
の上に形成された第2の絶縁層と、第2の絶縁層の上に
形成された第3の電極とからなるMIMIM型素子にお
いて、少くとも第2の絶縁層の厚さが第1の絶縁層の厚
さよりも薄いことを特徴とするMIMIM型素子に関す
る。[Structure] The present invention includes a substrate, a first electrode formed on the substrate, a first insulating layer formed on the first electrode, and a first electrode formed on the substrate.
Awesome! MIMIM consisting of a second electrode formed on the # layer, a second insulating layer formed on the second electrode, and a third electrode formed on the second insulating layer. The present invention relates to a MIMIM type device, characterized in that the thickness of at least the second insulating layer is thinner than the thickness of the first insulating layer.
第1図に本発明によるMIMIM型素子を説明するため
の断面図を示す。(b)は(a)の側面図〔(a)を9
05回転して見たもの〕である。FIG. 1 shows a cross-sectional view for explaining a MIMIM type device according to the present invention. (b) is a side view of (a) [(a) is 9
05 rotation].
基板]の上に第1の電極2′が形成され、電極2′の上
には第1の絶縁M3′が電極2′を覆うように形成され
ている。続いて第2の電極4′が形成され、電極4′の
上には絶縁層5′が形成され、さらに絶縁層5′の上に
は第3の電極6′が形成されている。本発明においては
少くとも第2の絶縁層5′の厚さが第1の#@縁層3′
の厚さよりも薄いことが特徴的である。A first electrode 2' is formed on the substrate], and a first insulator M3' is formed on the electrode 2' so as to cover the electrode 2'. Subsequently, a second electrode 4' is formed, an insulating layer 5' is formed on the electrode 4', and a third electrode 6' is further formed on the insulating layer 5'. In the present invention, at least the thickness of the second insulating layer 5' is equal to that of the first #@edge layer 3'.
It is characterized by being thinner than the thickness of .
この際、第1、第2および第3の電極がそれぞれコレク
タ、ベース5エミツタとして機能するのが好適である。At this time, it is preferable that the first, second and third electrodes function as a collector and a base 5 emitter, respectively.
すなわち、第3の電極6′からの電子がトンネル効果に
よって$1!縁層5′を突き抜けてベースである第2の
電極4′に流入する。この電子の一部は第1の絶aFf
13′ をも通過し、コレクタである第1の電極2′に
達する。以上の動作が可能であるためには、■絶縁層5
′はトンネル効果を示すほどの極薄膜であること、■ベ
ースとなる電極4′は電子が散乱によってエネルギーを
失うことがないような超薄膜であることが要求される。In other words, the electrons from the third electrode 6' are $1! due to the tunnel effect. It passes through the edge layer 5' and flows into the base, the second electrode 4'. Some of these electrons are transferred to the first absolute aFf
13' and reaches the collector, the first electrode 2'. In order for the above operation to be possible, ■insulating layer 5
' is required to be an extremely thin film that exhibits a tunnel effect, and (2) the base electrode 4' is required to be an extremely thin film so that electrons do not lose energy due to scattering.
他の材料層に対してはそれほど厳しい制約はないので、
積層構造において最も大きな段差が生しるのは第1図に
おけるA及びA′で示す部位である。図かられかるよう
にAの部位では仮に絶’41M 5 ’のステップカバ
レッジが悪くても、その上に電極材料層が形成されない
ので短絡にはいたらない。There are no such strict restrictions on other material layers, so
In the laminated structure, the largest step differences occur at the locations indicated by A and A' in FIG. As can be seen from the figure, even if the step coverage of '41M5' is poor at the part A, no short circuit will occur because no electrode material layer is formed thereon.
またA′の部位では電極材料層4′の膜厚が薄いため段
差は小さく、絶8N5’のカバレッジは比較的良好なも
のとなり、短絡は起こりにくい。一方、第3図に示す従
来の構成においては比較的膜厚の大きい第1の電極2の
上に極薄膜の絶縁層3が形成されるので、Aの部位にお
けるステップカバレッジは不充分なものとなり、第2の
電極4との間で短絡を起こしやすくなる。In addition, since the thickness of the electrode material layer 4' is thin at the portion A', the level difference is small, and the coverage of the absolute 8N5' is relatively good, so that short circuits are unlikely to occur. On the other hand, in the conventional configuration shown in FIG. 3, the extremely thin insulating layer 3 is formed on the relatively thick first electrode 2, so the step coverage at the part A is insufficient. , a short circuit with the second electrode 4 is likely to occur.
尚、電極2’ 、4’及び6′には従来と同様、例えば
AQ、Cr、Ni、NiCr、PerTa、Ti、Mo
、W、Cu、Au、Ag等の金属及びITO,In2O
,、SnO2,ZnO等の透明導電体が使用され、蒸着
法、またはスパッタ法等により形成される。Note that the electrodes 2', 4' and 6' are made of AQ, Cr, Ni, NiCr, PerTa, Ti, Mo, etc., as in the conventional case.
, W, Cu, Au, Ag and other metals and ITO, In2O
A transparent conductor such as .
本発明の絶縁層に使用できる材料については格別の制限
はなく、硬質炭素膜やSiOx、SiNx等が使用され
るがとりわけ、硬質炭素膜が好適である。There are no particular restrictions on the material that can be used for the insulating layer of the present invention, and hard carbon films, SiOx, SiNx, etc. can be used, but hard carbon films are particularly preferred.
硬質炭素膜を形成するためには有機化合物ガス、特に炭
化水素ガスが用いられる。これら原料における相状態は
常温、常圧において必ずしも気相である必要はなく、加
熱或いは減圧等により溶融、蒸発、昇華等を経て気化し
得るものであれば、液相でも固相でも使用可能である。An organic compound gas, especially a hydrocarbon gas, is used to form a hard carbon film. The phase state of these raw materials does not necessarily have to be a gas phase at room temperature and pressure; they can be used in either a liquid or solid phase as long as they can be vaporized through melting, evaporation, sublimation, etc. by heating or reduced pressure. be.
原料ガスとしての炭化水素ガスについては、例えばCH
4,C2HIl、C4H,、等のパラフィン系炭化水素
、C,H4等のオレフィン系炭化水素、ジオレフィン系
炭化水素、アセチレン系炭化水素、さらには芳香族炭化
水素などすべての炭化水素を少なくとも含むガスが使用
可能である。Regarding hydrocarbon gas as a raw material gas, for example, CH
4. A gas containing at least all hydrocarbons such as paraffinic hydrocarbons such as C2HIl, C4H, etc., olefinic hydrocarbons such as C, H4, diolefinic hydrocarbons, acetylenic hydrocarbons, and even aromatic hydrocarbons. is available.
また、炭化水素以外でも、例えばアルコール類、ケトン
類、エーテル類、エステル類等であって少なくとも炭素
元素を含む化合物であれば使用可能である。In addition, compounds other than hydrocarbons, such as alcohols, ketones, ethers, esters, etc., can be used as long as they contain at least a carbon element.
本発明における原料ガスからの硬質炭素膜の形成方法と
しては、成膜活性種が直流、低周波、高周波あるいはマ
イクロ波等を用いたプラズマ法により生成されるプラズ
マ状態を経て形成される方法が好ましいが、より大面積
化、均−性向上及び/又は低温製膜の目的で低圧下で堆
積を行わせしめるのには磁界効果を利用する方法がさら
に好ましい。また、高温における熱分解によっても活性
種を形成できる。In the present invention, a method for forming a hard carbon film from a raw material gas is preferably a method in which the film-forming active species is formed through a plasma state generated by a plasma method using direct current, low frequency, high frequency, microwave, etc. However, in order to perform deposition under low pressure for the purpose of increasing the area, improving uniformity, and/or forming a film at a low temperature, a method using a magnetic field effect is more preferable. Active species can also be formed by thermal decomposition at high temperatures.
その他にも、イオン化蒸着法或いはイオンビーム蒸着法
等により生成されるイオン状態を経て形成されてもよい
し、真空蒸着法或いはスパッタリング法等により生成さ
れる中性粒子から形成されてもよいし、さらには、これ
らの組み合わせにより形成されてもよい。In addition, it may be formed through an ion state generated by an ionization vapor deposition method or an ion beam vapor deposition method, or it may be formed from neutral particles generated by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, etc. Furthermore, it may be formed by a combination of these.
こうして作製される硬質炭素膜の堆積条件の一例はプラ
ズマCVD法の場合、概ね次の通りである。An example of the deposition conditions for the hard carbon film produced in this manner is approximately as follows in the case of plasma CVD method.
RF高出力二0.1〜50 W/cd
圧力 : 10−’〜10 Torr堆積温度
: 室温〜950℃、
好ましくは室温〜300°C0
このプラズマ状態により原料ガスがラジカルとイオンと
に分解され反応することによって。RF high power 20.1~50 W/cd Pressure: 10-'~10 Torr deposition temperature
: Room temperature to 950°C, preferably room temperature to 300°C This plasma state causes the source gas to decompose into radicals and ions and react.
基板上に炭素原子Cと水素原子Hとからなるアモルファ
ス(非晶質)及び微結品質(結晶の大きさは数10人〜
数μn+)の少くとも一方を含む硬質炭素膜が堆積する
。硬質炭素膜の諸特性を表−1に示す。Amorphous (non-crystalline) consisting of carbon atoms C and hydrogen atoms H and microcrystalline quality (crystal size is from several dozen to
A hard carbon film containing at least one of several microns+) is deposited. Table 1 shows the properties of the hard carbon film.
注)測定法;
比抵抗(ρ):コプレナー型セルによるI−V特性より
求める。Note) Measurement method: Specific resistance (ρ): Determined from the IV characteristics using a coplanar cell.
ビッカース硬度(H):マイクロビッカース計による。Vickers hardness (H): Based on micro Vickers meter.
屈折率(n):エリプソメーターによる。Refractive index (n): by ellipsometer.
欠陥密度:ESRによる。Defect density: Based on ESR.
こうして形成される硬質炭素膜はIR吸収法及びラマン
分光法による分析の結果、第4図および第5図に示すよ
うに炭素原子にBF3の混成軌道とBF2の混成軌道と
を形成した原子間結合が混在していることが明らかにな
っている。As a result of analysis by IR absorption method and Raman spectroscopy, the hard carbon film thus formed was found to have interatomic bonds that formed a hybrid orbital of BF3 and a hybrid orbital of BF2 in carbon atoms, as shown in Figures 4 and 5. It is clear that there is a mixture of
BF3結合とBF2結合との比率は、IRスペクトルを
ピーク分離することで概ね推定できる。The ratio of BF3 bonds to BF2 bonds can be roughly estimated by peak-separating the IR spectrum.
IRスペクトルには、2800〜3I50■−1に多く
のモートのスペクトルが重なって測定されるが、夫々の
波数に対応するピークの帰属は明らかになっており、第
6図に示すようにガウス分布によってピーク分離を行な
い、夫々のピーク面積を算呂し、その比率を求めればS
P’/SP2を知ることができる。In the IR spectrum, the spectra of many motes overlap between 2800 and 3I50■-1, but the attribution of the peak corresponding to each wave number has been clarified, and as shown in Figure 6, it has a Gaussian distribution. If you perform peak separation by , calculate the area of each peak, and find the ratio, S
P'/SP2 can be known.
また、X線及び電子回折分析によれば硬質炭素膜は、ア
モルファス状態(a−C:H)、及び/又は約50人〜
数μm程度の微結晶粒を含むアモルファス状態にあるこ
とが判っている。Furthermore, according to X-ray and electron diffraction analysis, the hard carbon film is in an amorphous state (a-C:H) and/or about 50 to
It is known that it is in an amorphous state containing microcrystalline grains of about several μm.
一般に硬質炭素膜の量産に適しているプラズマCVD法
の場合には、RF高出力小さいほど膜の比抵抗値および
硬度が増加し、低圧力なほど活性種の寿命が増加するた
めに基板温度の低温化、大面積での均一化が図れ、かつ
比抵抗、硬度が増加する傾向にある。更に、低圧力では
プラズマ密度が減少するため、磁界閉じ込め効果を利用
する方法は、比抵抗の増加には特に効果的である。さら
に、この方法は常温〜150℃程度の比較的低い温度条
件でも同様に良質の硬質炭素膜を形成できるという特徴
を有しているため、MIMIM素子製造プロセスの低温
化には最適である。従って、使用する基板材料の選択自
由度が広がり、基板温度をコントロールし易いために大
面積に均一な膜が得られるという特徴をもっている。In the case of the plasma CVD method, which is generally suitable for mass production of hard carbon films, the lower the RF output power, the higher the specific resistance value and hardness of the film, and the lower the pressure, the longer the life of active species, so the substrate temperature will decrease. It tends to lower the temperature, achieve uniformity over a large area, and increase specific resistance and hardness. Furthermore, since the plasma density decreases at low pressures, methods using magnetic field confinement effects are particularly effective in increasing resistivity. Furthermore, this method has the characteristic that a high quality hard carbon film can be formed even under relatively low temperature conditions of about room temperature to 150° C., so it is optimal for lowering the temperature of the MIMIM element manufacturing process. Therefore, the degree of freedom in selecting the substrate material to be used is increased, and the substrate temperature can be easily controlled, so that a uniform film can be obtained over a large area.
本発明の硬質炭素膜にはドーパントを含有させることが
できる。The hard carbon film of the present invention can contain a dopant.
ドーパントとしての周期律表第■族、第■族、第■族元
素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、窒素素
子、酸素原子、又はハロゲン元素は、硬質炭素膜形成用
の原料ガス中に混合して使用する。ドーパントの混合形
態は、その単体の形でも使用できるが、それを含む化合
物(又は分子)(以下、これらを「他の化合物」という
こともある)のガスとしても用いることができる。Group ■, group ■, group ■ elements of the periodic table, alkali metal elements, alkaline earth metal elements, nitrogen elements, oxygen atoms, or halogen elements as dopants are included in the raw material gas for forming a hard carbon film. Mix and use. The mixed form of the dopant can be used not only in its single form, but also as a gas in a compound (or molecule) containing it (hereinafter, these may be referred to as "other compounds").
ここで周期律表第■族元素を含む化合物としでは、例え
ばB (OC2Hs )3p B2 H5y BCQ、
1 r BBr、 lBF3 、 AQ(0−4−Cs
Ht)s + (C)+3)3Aβ、 (C,H5)□
Afl。Examples of compounds containing Group I elements of the periodic table include B (OC2Hs)3p B2 H5y BCQ,
1 rBBr, lBF3, AQ(0-4-Cs
Ht)s + (C)+3)3Aβ, (C,H5)□
Affl.
(1−C4H,)、AQ、 AQCQ3. Ga(0−
i−(:、Fl、)3.(CI(、)、Ga1(C,H
,)、Ga、 GaCQ、、 GaBr3. (0−i
−C,H7)3In。(1-C4H,), AQ, AQCQ3. Ga(0-
i-(:, Fl,)3. (CI(,), Ga1(C,H
), Ga, GaCQ,, GaBr3. (0-i
-C,H7)3In.
(C2H5)3In等がある。(C2H5)3In, etc.
周期律表第■族元素を含む化合物としては。As a compound containing an element of group Ⅰ of the periodic table.
例えばSi、H,、(CzHs)aslHy 5IF4
15IHzCQzySiCR4,5i(ocH3)4.
5dOC,11,)4.5x(QC3H7)4゜GaC
Q4. GeH4,Ge(OCzH5)*−Ge(Cz
H5)*、(CH3)4Sn−(C2H,)4Sn、
5nCQ4等がある。For example, Si, H,, (CzHs)aslHy 5IF4
15IHzCQzySiCR4,5i (ocH3)4.
5dOC,11,)4.5x(QC3H7)4°GaC
Q4. GeH4,Ge(OCzH5)*-Ge(Cz
H5)*, (CH3)4Sn-(C2H,)4Sn,
There are 5nCQ4 etc.
周期律表第■族元素を含む化合物としては、例えばPH
,、PF、、 PF、、 PCQ2F、、 P(4,、
PCI22F。Examples of compounds containing Group Ⅰ elements of the periodic table include PH
,,PF,, PF,, PCQ2F,, P(4,,
PCI22F.
PBr3. PO(OCH3)37 P(C2HE)3
1 POCQ3. ASH3゜、AsCQ、3+ A
SB’3+ AsF3+ AsF5+ AsCQ
3+ sbH,,5bFitSbCQ、、 5b(O
C2H,)3等がある。PBr3. PO(OCH3)37 P(C2HE)3
1 POCQ3. ASH3゜, AsCQ, 3+ A
SB'3+ AsF3+ AsF5+ AsCQ
3+ sbH,, 5bFitSbCQ,, 5b(O
There are C2H, )3, etc.
アルカリ金属原子を含む化合物としては例えばLi0−
i−C,H,、Na0−i−C,H7,KO−i−C,
87等がある。Examples of compounds containing alkali metal atoms include Li0-
i-C, H,, Na0-i-C, H7, KO-i-C,
There is 87 mag.
アルカリ土類金属原子を含む化合物としては例えばCa
(OC2H5)! r Mg(OCzt(s)z t
(CzHs)2Mg等がある。Examples of compounds containing alkaline earth metal atoms include Ca
(OC2H5)! r Mg(OCzt(s)z t
(CzHs)2Mg, etc.
窒素原子を含む化合物としては例えば窒素ガス、アンモ
ニア等の無機化合物、アミノ基、シアノ基等の官能基を
有する有機化合物及び窒素を含む複素環等がある。Examples of compounds containing nitrogen atoms include nitrogen gas, inorganic compounds such as ammonia, organic compounds having functional groups such as amino groups and cyano groups, and nitrogen-containing heterocycles.
酸素原子を含む化合物としては例えば酸素ガス、オゾン
、水(水蒸気)、過酸化水素、−酸化炭素、二酸化炭素
、亜酸化炭素、−酸化窒素、二酸化窒素、三酸化二窒素
、五酸化二窒素、三酸化窒素等の無機化合物、水酸基、
アルデヒド基、アシル基、ケトン基、ニトロ基、ニトロ
ソ基、スルホン基、エーテル結合、エステル結合、ペプ
チド結合、酸素を含む複素環等の官能基或いは結合を有
する有機化合物、更には金属アルコキシド等が挙げられ
る。Examples of compounds containing oxygen atoms include oxygen gas, ozone, water (steam), hydrogen peroxide, -carbon oxide, carbon dioxide, carbon suboxide, -nitrogen oxide, nitrogen dioxide, dinitrogen trioxide, dinitrogen pentoxide, Inorganic compounds such as nitrogen trioxide, hydroxyl groups,
Examples include organic compounds having functional groups or bonds such as aldehyde groups, acyl groups, ketone groups, nitro groups, nitroso groups, sulfone groups, ether bonds, ester bonds, peptide bonds, and oxygen-containing heterocycles, as well as metal alkoxides. It will be done.
またハロゲン元素を含む化合物としては例えば弗素、塩
素、臭素、沃素、弗化水素、弗化塩素、弗化臭素、弗化
沃素、塩化水素、塩化臭素、塩化沃素、臭化水素、臭化
沃素、沃化水素等の無機化合物、ハロゲン化アルキル、
ハロゲン化アリール、ハロゲン化スチレン、ハロゲン化
ポリメチレン、ハロホルム等の有機化合物が用いられる
(特願平2−93352.2−114867.2−12
4469号参照)。Examples of compounds containing halogen elements include fluorine, chlorine, bromine, iodine, hydrogen fluoride, chlorine fluoride, bromine fluoride, iodine fluoride, hydrogen chloride, bromine chloride, iodine chloride, hydrogen bromide, iodine bromide, Inorganic compounds such as hydrogen iodide, alkyl halides,
Organic compounds such as halogenated aryl, halogenated styrene, halogenated polymethylene, and haloform are used (Japanese Patent Application No. 93352.2-114867.2-12
(See No. 4469).
本発明に使用される基板は、ガラス、プラスチックス、
プラスチックフィルム、無機およびまたは有機材料を表
面コートした上記基板等積々のものが挙げられる。軽量
化、低コスト化といった点では、プラスチックス、プラ
スチックフィルム基板の使用が有利である。The substrate used in the present invention is glass, plastic,
Examples include a wide variety of substrates such as plastic films and the above-mentioned substrates whose surfaces are coated with inorganic and/or organic materials. In terms of weight reduction and cost reduction, it is advantageous to use plastics or plastic film substrates.
本発明によるMIMIM型素子は、メタルベーストラン
ジスタ等の高速のトランジスタや。The MIMIM type device according to the present invention is a high-speed transistor such as a metal base transistor.
高速トランジスタを使用した高速動作回路等に応用する
ことができる。It can be applied to high-speed operation circuits using high-speed transistors.
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれらに限定
されるものではない。Examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto.
実施例1
第1図に示すMIMIM型素子を以下のように作製した
。Example 1 The MIMIM type device shown in FIG. 1 was manufactured as follows.
基板1としてパイレックスガラスを用い、この上にAQ
を蒸着法により成膜し、パターニングして第1の電極層
2′を形成した。次にプラズマCVD法により硬質炭素
膜を成膜し、第1の絶縁層3′とした。さらに、AQを
蒸着法で成膜し、パターンニングして第2の電極層4′
を形成した。この上に、プラズマCVD法により硬質炭
素膜を成膜し、第2の絶縁層5′とし。Pyrex glass is used as the substrate 1, and AQ
was formed into a film by a vapor deposition method and patterned to form a first electrode layer 2'. Next, a hard carbon film was formed by plasma CVD to form the first insulating layer 3'. Furthermore, AQ is formed into a film by a vapor deposition method and patterned to form a second electrode layer 4'.
was formed. On top of this, a hard carbon film is formed by plasma CVD to form a second insulating layer 5'.
さらにその上にAQを蒸着法で成膜し、パターンニング
して第3の電極層6′を形成した。Further, AQ was deposited thereon by vapor deposition and patterned to form a third electrode layer 6'.
本実施例によれば段差部での短絡による不良が発生する
ことがなく、長時間安定に動作した。According to this example, no defects due to short circuits at the step portion occurred, and the device operated stably for a long period of time.
実施例2
第2図に示すMIMIM型素子を以下のように作製した
。実施例1と大きく異なるのは能動部制限用の絶縁層7
を設けている点で、こうすることにより、ピンホール等
の微少欠陥による特性不良の生じる確立を減少せしめ、
より信頼性の高い素子が作製できる。第1の電極層2′
第1の絶縁層3′、第2の電極層4′及び第2の絶縁層
5′の形成方法は実施例1と同様とした。この上に能動
部制限用の絶縁層7を、ポリイミド系感光性樹脂である
「フォトニース」(東し■製)をスピナーで塗布し、露
光、現像、リンスを経てパターン化した後、熱処理を行
なうことにより形成した。さらに、その上にAQを蒸着
法で成膜し、パターンニングして第3の電極層6′を形
成した。尚、絶縁層7として他の材料、例えば硬質炭素
膜等の使用を妨げるものではない。Example 2 A MIMIM type device shown in FIG. 2 was manufactured as follows. The major difference from Embodiment 1 is the insulating layer 7 for limiting the active part.
By doing so, the probability of characteristic defects due to minute defects such as pinholes is reduced,
A more reliable device can be manufactured. First electrode layer 2'
The method of forming the first insulating layer 3', the second electrode layer 4', and the second insulating layer 5' was the same as in Example 1. On top of this, an insulating layer 7 for limiting active parts is applied with a spinner using a polyimide photosensitive resin "Photonice" (manufactured by Toshi), patterned through exposure, development, and rinsing, followed by heat treatment. Formed by doing. Further, AQ was deposited thereon by vapor deposition and patterned to form a third electrode layer 6'. Note that this does not preclude the use of other materials, such as a hard carbon film, as the insulating layer 7.
本実施例によれば、実施例1の効果に加えて、パターン
化された第3の絶縁層ともいうべき能動部制限用絶縁層
7により素子の能動部が制限されているため、能動部の
絶縁層中にピンホール等の微少な欠陥が入る確立が小さ
くなる。その結果、素子のトランジスタ動作がより安定
で確実なものとなる。また、素子の能動部以外の部分に
は第3の絶縁層があるためにエミッタとベースの確実な
眉間絶縁が可能となる。According to this embodiment, in addition to the effects of Embodiment 1, the active part of the element is limited by the patterned third insulating layer 7 for limiting the active part. The probability that minute defects such as pinholes will be introduced into the insulating layer is reduced. As a result, the transistor operation of the device becomes more stable and reliable. Furthermore, since the third insulating layer is present in the parts other than the active part of the element, reliable glabellar insulation between the emitter and the base can be achieved.
本発明の構造としたことにより、段差部での短絡が起こ
りにくくなり、その結果、長時間安定に動作する信頼性
の高いMIMIM型素子を提供することができる。By adopting the structure of the present invention, short circuits at the step portion are less likely to occur, and as a result, a highly reliable MIMIM type element that operates stably for a long time can be provided.
第1図(a)は、本発明のMIMIM素子の一具体例の
断面図、(b)は(a)の側面図、第2図は、本発明の
MIMIM素子の他の例を示す断面図、第3図は、従来
型MIMIM素子の断面図、第4図は本発明のMIMI
M型素子の絶縁層に使用した硬質炭素膜をラマン分光法
で分析した分析結果を示すスペクトル図、第5図および
第6図は、本発明のMIMIM型素子の絶縁層に使用し
た硬質炭素膜をIR吸収法で分析した分析結果を示すス
ペクトル図である。
1・・・基板 2,2′・・・第1の
電極3.3′・・・第1の絶縁層 4,4′・・・第
2の電極5.5′・・・第2の絶縁N 6,6’・
・・第3の電極7・・・能動部制限用絶縁層FIG. 1(a) is a cross-sectional view of one specific example of the MIMIM device of the present invention, FIG. 1(b) is a side view of FIG. 1(a), and FIG. 2 is a cross-sectional view showing another example of the MIMIM device of the present invention. , FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional MIMIM device, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a MIMI device of the present invention.
Figures 5 and 6 are spectral diagrams showing the results of Raman spectroscopy analysis of the hard carbon film used as the insulating layer of the M-type element. FIG. 2 is a spectrum diagram showing the results of analysis using an IR absorption method. 1...Substrate 2, 2'...First electrode 3.3'...First insulating layer 4,4'...Second electrode 5.5'...Second insulation N 6,6'・
...Third electrode 7...Insulating layer for limiting active part
Claims (1)
1の電極の上に形成された第1の絶縁層と、第1の絶縁
層の上に形成された第2の電極と、第2の電極の上に形
成された第2の絶縁層と、第2の絶縁層の上に形成され
た第3の電極とからなるMIMIM型素子において、少
くとも第2の絶縁層の厚さが第1の絶縁層の厚さよりも
薄いことを特徴とするMIMIM型素子。 2、少くとも一方の絶縁層が硬質炭素膜であることを特
徴とする請求項1記載のMIMIM型素子。[Claims] 1. A substrate, a first electrode formed on the substrate, a first insulating layer formed on the first electrode, and a first insulating layer formed on the first insulating layer. In a MIMIM type element comprising a second electrode formed, a second insulating layer formed on the second electrode, and a third electrode formed on the second insulating layer, A MIMIM type device characterized in that the thickness of the second insulating layer is thinner than the thickness of the first insulating layer. 2. The MIMIM type device according to claim 1, wherein at least one of the insulating layers is a hard carbon film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228845A JPH04109676A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Mimim element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228845A JPH04109676A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Mimim element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04109676A true JPH04109676A (en) | 1992-04-10 |
Family
ID=16882772
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2228845A Pending JPH04109676A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Mimim element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04109676A (en) |
-
1990
- 1990-08-30 JP JP2228845A patent/JPH04109676A/en active Pending
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