JPH0513408A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0513408A JPH0513408A JP16721991A JP16721991A JPH0513408A JP H0513408 A JPH0513408 A JP H0513408A JP 16721991 A JP16721991 A JP 16721991A JP 16721991 A JP16721991 A JP 16721991A JP H0513408 A JPH0513408 A JP H0513408A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ＧａＡｓ基板表面の化学量論的組成を保ったま
まアニールを行える保護膜構造を提供する。 【構成】ＧａＡｓ基板１上にＳｉＮ膜５を形成し、その
上にＳｉＯ2 膜を形成し、その後アニールをする。 【効果】アニールの際、ＧａＡｓ基板１中のＡｓ２はＳ
ｉＯ2 膜４がバリアとなり、Ｇａ３にはＳｉＮ膜５がバ
リアとなって、ＧａＡｓ基板１の化学量論的組成が保た
れる。
まアニールを行える保護膜構造を提供する。 【構成】ＧａＡｓ基板１上にＳｉＮ膜５を形成し、その
上にＳｉＯ2 膜を形成し、その後アニールをする。 【効果】アニールの際、ＧａＡｓ基板１中のＡｓ２はＳ
ｉＯ2 膜４がバリアとなり、Ｇａ３にはＳｉＮ膜５がバ
リアとなって、ＧａＡｓ基板１の化学量論的組成が保た
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特にＧａＡｓ基板上に保護膜を形成して熱処理
（アニール）することによってＧａＡｓ基板表面の化学
量論的組成（ストイキオメトリー）保つ半導体装置の製
造方法に関する。
関し、特にＧａＡｓ基板上に保護膜を形成して熱処理
（アニール）することによってＧａＡｓ基板表面の化学
量論的組成（ストイキオメトリー）保つ半導体装置の製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のガリウム砒素（ＧａＡｓ）の保護
膜アニールは図３，図４に示されるようにＧａＡｓ基板
１上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜４を２０００オン
グストロームあるいは窒化シリコン（ＳｉＮ）膜５を７
００オングストローム成長し、それを保護膜としてアニ
ールを行なっていた。この方法だと、ＳｉＯ2 膜４をア
ニール保護膜とした時（図３）は８００℃Ｈ2 雰囲気で
２０分間アニールすると図３（Ｂ）に示すようにＧａＡ
ｓ基板１中のＧａ３がＳｉＯ2 膜４中に拡散する。また
Ａｓ２はＳｉＯ2 膜がバリアになっているためＳｉＯ2
中に入ることはできないが、ＧａＡｓ／ＳｉＯ2 界面に
３００オングストローム程度の厚さまで集中する。この
ためアニール後のＧａＡｓ表面は化学量論的組成がくず
れている。
膜アニールは図３，図４に示されるようにＧａＡｓ基板
１上に二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）膜４を２０００オン
グストロームあるいは窒化シリコン（ＳｉＮ）膜５を７
００オングストローム成長し、それを保護膜としてアニ
ールを行なっていた。この方法だと、ＳｉＯ2 膜４をア
ニール保護膜とした時（図３）は８００℃Ｈ2 雰囲気で
２０分間アニールすると図３（Ｂ）に示すようにＧａＡ
ｓ基板１中のＧａ３がＳｉＯ2 膜４中に拡散する。また
Ａｓ２はＳｉＯ2 膜がバリアになっているためＳｉＯ2
中に入ることはできないが、ＧａＡｓ／ＳｉＯ2 界面に
３００オングストローム程度の厚さまで集中する。この
ためアニール後のＧａＡｓ表面は化学量論的組成がくず
れている。
【０００３】次にＳｉＮ膜５を保護膜にしてアニールし
た場合（図４）について説明する。ＧａはＳｉＮがバリ
アとなるために膜中に拡散せず、またＧａＡｓ／ＳｉＮ
膜界面に集中することもないが、ＡｓはＳｉＮ膜５を通
り抜け外部へと発散する。ＧａＡｓ基板１の表面のＡｓ
濃度が下るとＧａＡｓ基板１の内部からＡｓが供給され
るが、Ａｓの抜け量が多いので供給が追いつかずＧａＡ
ｓ基板１の表面付近でＡｓ濃度が低くなり、やはり化学
量論的組成がくずれる。
た場合（図４）について説明する。ＧａはＳｉＮがバリ
アとなるために膜中に拡散せず、またＧａＡｓ／ＳｉＮ
膜界面に集中することもないが、ＡｓはＳｉＮ膜５を通
り抜け外部へと発散する。ＧａＡｓ基板１の表面のＡｓ
濃度が下るとＧａＡｓ基板１の内部からＡｓが供給され
るが、Ａｓの抜け量が多いので供給が追いつかずＧａＡ
ｓ基板１の表面付近でＡｓ濃度が低くなり、やはり化学
量論的組成がくずれる。
【０００４】ＧａＡｓの化学量論的組成がくずれると界
面準位が増加し、電力用ＧａＡｓＭＥＳ ＦＥＴのゲイ
ンが劣化する等、半導体装置の電気的特性が低下する。
面準位が増加し、電力用ＧａＡｓＭＥＳ ＦＥＴのゲイ
ンが劣化する等、半導体装置の電気的特性が低下する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】この従来の保護膜アニ
ール方法では、保護膜がＳｉＯ2 の場合ＧａＡｓ／Ｓｉ
Ｏ2 界面にＡｓが集中してしまい、一方、保護膜がＳｉ
Ｎの場合は、Ａｓが抜けてＧａＡｓ表面近傍の化学量論
的組成がくずれ、半導体装置の電気的特性が下るという
問題点があった。
ール方法では、保護膜がＳｉＯ2 の場合ＧａＡｓ／Ｓｉ
Ｏ2 界面にＡｓが集中してしまい、一方、保護膜がＳｉ
Ｎの場合は、Ａｓが抜けてＧａＡｓ表面近傍の化学量論
的組成がくずれ、半導体装置の電気的特性が下るという
問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ＧａＡ
ｓ基板上に、３００オングストローム以上６００オング
ストローム以下のＳｉＮ膜を形成し、このＳｉＮ膜上に
直接もしくはＳｉＮＯ膜を介してＳｉＯ2 膜を形成し、
この状態で熱処理を施す半導体装置の製造方法が得られ
る。
ｓ基板上に、３００オングストローム以上６００オング
ストローム以下のＳｉＮ膜を形成し、このＳｉＮ膜上に
直接もしくはＳｉＮＯ膜を介してＳｉＯ2 膜を形成し、
この状態で熱処理を施す半導体装置の製造方法が得られ
る。
【０００７】本発明の方法によれば、ＧａＡｓ中のＧａ
はＳｉＮ膜がバリアとなり、ＳｉＮ膜中には拡散しな
い。また、ＡｓはＳｉＮ膜中には拡散するが、その上に
ＳｉＯ2 膜があるので、それ以上は抜けることがない。
したがって、ＧａＡｓ基板の化学量論的組成がアニール
によって変わることはない。この時、ＳｉＮ膜が厚すぎ
ると、ＡｓがＳｉＮ膜中に多く拡散し、ＧａＡｓ基板の
化学量論的組成がくずれてしまう。よって、ＳｉＮ膜の
厚さは、Ｇａのバリアとしての効果を果たす３００オン
グストローム以上で、Ａｓの拡散を、ある程度で抑える
６００オングストローム以下に設定するのが望ましい。
はＳｉＮ膜がバリアとなり、ＳｉＮ膜中には拡散しな
い。また、ＡｓはＳｉＮ膜中には拡散するが、その上に
ＳｉＯ2 膜があるので、それ以上は抜けることがない。
したがって、ＧａＡｓ基板の化学量論的組成がアニール
によって変わることはない。この時、ＳｉＮ膜が厚すぎ
ると、ＡｓがＳｉＮ膜中に多く拡散し、ＧａＡｓ基板の
化学量論的組成がくずれてしまう。よって、ＳｉＮ膜の
厚さは、Ｇａのバリアとしての効果を果たす３００オン
グストローム以上で、Ａｓの拡散を、ある程度で抑える
６００オングストローム以下に設定するのが望ましい。
【０００８】ＳｉＯ2 の膜厚については、Ａｓのバリア
となる３００オングストローム以上の厚さが望ましい。
厚い分には特に問題は無いが、２０００オングストロー
ム以上に厚いと、作業が大変なので、膜厚制御のしやす
い１０００オングストローム前後が望ましい。
となる３００オングストローム以上の厚さが望ましい。
厚い分には特に問題は無いが、２０００オングストロー
ム以上に厚いと、作業が大変なので、膜厚制御のしやす
い１０００オングストローム前後が望ましい。
【０００９】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の第１の実施例である。Ｇａ
Ａｓ基板１と接する部分に５００オングストロームの厚
さにランプ加熱によりＳｉＮ膜５を成長する。その上に
ＳｉＯ2 膜４を１５００オングストローム液相成長す
る。その後、８００℃Ｈ2 雰囲気で２０分アニールを行
なう。Ａｓ原子２はＳｉＮ膜５中に拡散するが、ＳｉＮ
膜５上にＳｉＯ2 膜４があるためＳｉＮ膜５のＳｉＯ2
膜４との界面近傍に集中して溜まる。ＡｓはＳｉＮ膜５
とＳｉＯ2 膜４との界面にＳｉＮ膜５の厚さに応じた量
だけ溜まりはするが、それ以上は抜けないため、基板１
の内部から拡散してきたＡｓ原子により基板１の表面近
傍のＡｓ濃度は補償される。またＧａ原子３はＧａＡｓ
基板１の表面と接しているＳｉＮ膜５がバリアとなるた
めにＧａＡｓ基板１から抜けることはない。このためア
ニール後でもＧａＡｓ基板１の表面部分の化学量論的組
成は保たれる。
Ａｓ基板１と接する部分に５００オングストロームの厚
さにランプ加熱によりＳｉＮ膜５を成長する。その上に
ＳｉＯ2 膜４を１５００オングストローム液相成長す
る。その後、８００℃Ｈ2 雰囲気で２０分アニールを行
なう。Ａｓ原子２はＳｉＮ膜５中に拡散するが、ＳｉＮ
膜５上にＳｉＯ2 膜４があるためＳｉＮ膜５のＳｉＯ2
膜４との界面近傍に集中して溜まる。ＡｓはＳｉＮ膜５
とＳｉＯ2 膜４との界面にＳｉＮ膜５の厚さに応じた量
だけ溜まりはするが、それ以上は抜けないため、基板１
の内部から拡散してきたＡｓ原子により基板１の表面近
傍のＡｓ濃度は補償される。またＧａ原子３はＧａＡｓ
基板１の表面と接しているＳｉＮ膜５がバリアとなるた
めにＧａＡｓ基板１から抜けることはない。このためア
ニール後でもＧａＡｓ基板１の表面部分の化学量論的組
成は保たれる。
【００１１】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。
る。
【００１２】膜成長は、全て高純度ガスにプラズマを利
用して励起エネルギーを得させ、化学気相反応を利用す
るＰ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐ
ｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって行う。
用して励起エネルギーを得させ、化学気相反応を利用す
るＰ−ＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ−ｃｈｅｍｉｃａｌｖａｐ
ｅｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によって行う。
【００１３】図２に示すように、ＧａＡｓ基板１と接す
る部分には、Ｐ−ＣＶＤ装置にＮＨ3 とＳｉＨ4 を導入
してＳｉＮ膜５を約３００オングストローム成長する。
その後ＳｉＮの成長をしながら装置に導入するＮＨ3 量
を徐々に減らし、そのかわりにＮ2 Ｏを導入しその量を
増加させていく。やがてＮＨ3 導入量を零にして、Ｓｉ
Ｈ4 とＮ2 Ｏのみを導入してＳｉＯ2 膜４を成長する。
これによりＧａＡｓ基板１の表面に約３００オングスト
ロームのＳｉＮ膜５を成長しその後ＳｉＯＮ膜６が成長
し、最後にＳｉＯ2 膜４が成長する。
る部分には、Ｐ−ＣＶＤ装置にＮＨ3 とＳｉＨ4 を導入
してＳｉＮ膜５を約３００オングストローム成長する。
その後ＳｉＮの成長をしながら装置に導入するＮＨ3 量
を徐々に減らし、そのかわりにＮ2 Ｏを導入しその量を
増加させていく。やがてＮＨ3 導入量を零にして、Ｓｉ
Ｈ4 とＮ2 Ｏのみを導入してＳｉＯ2 膜４を成長する。
これによりＧａＡｓ基板１の表面に約３００オングスト
ロームのＳｉＮ膜５を成長しその後ＳｉＯＮ膜６が成長
し、最後にＳｉＯ2 膜４が成長する。
【００１４】この後８００℃Ｈ2 雰囲気で２０分間アニ
ールを行なうとＡｓ原子２はＳｉＮ膜５中に拡散してい
くが、ＳｉＯＮ膜６の酸素成分が多くなってきたところ
で止まりそれ以上は拡散していかない。ＳｉＮ膜５中に
拡散した程度のＡｓ濃度の減少はＧａＡｓ基板１の内部
からのＡｓの拡散により補償される。Ｇａ原子３はＧａ
Ａｓ基板１に接しているＳｉＮ膜５がバリアとなり、Ｓ
ｉＮ膜５中に拡散したりはしない。このためこの膜構造
によればアニール後もＧａＡｓ基板１の表面部分の化学
量論的組成が保たれる。なおこの方法は１回の成長でＳ
ｉＮ−ＳｉＯＮ−ＳｉＯ2 構造の保護膜を形成すること
ができる。
ールを行なうとＡｓ原子２はＳｉＮ膜５中に拡散してい
くが、ＳｉＯＮ膜６の酸素成分が多くなってきたところ
で止まりそれ以上は拡散していかない。ＳｉＮ膜５中に
拡散した程度のＡｓ濃度の減少はＧａＡｓ基板１の内部
からのＡｓの拡散により補償される。Ｇａ原子３はＧａ
Ａｓ基板１に接しているＳｉＮ膜５がバリアとなり、Ｓ
ｉＮ膜５中に拡散したりはしない。このためこの膜構造
によればアニール後もＧａＡｓ基板１の表面部分の化学
量論的組成が保たれる。なおこの方法は１回の成長でＳ
ｉＮ−ＳｉＯＮ−ＳｉＯ2 構造の保護膜を形成すること
ができる。
【００１５】
【発明の効果】以上説明したように本発明はＧａＡｓ基
板上にＳｉＮ膜を有し、その上にＳｉＯ2 膜あるいはＳ
ｉＯＮ膜をへてＳｉＯ2 膜を有するという構造の保護膜
を形成してアニールするため、アニール後もＧａＡｓ基
板表面の化学量論的組成が保たれ、ＧａＡｓ基板の表面
準位は化学量論的組成がくずれた時より少なく半導体装
置の電気的特性が向上する。例えば電力用ＧａＡｓ Ｆ
ＥＴのゲインが上り、歩留り及び信頼性の向上が計られ
た。
板上にＳｉＮ膜を有し、その上にＳｉＯ2 膜あるいはＳ
ｉＯＮ膜をへてＳｉＯ2 膜を有するという構造の保護膜
を形成してアニールするため、アニール後もＧａＡｓ基
板表面の化学量論的組成が保たれ、ＧａＡｓ基板の表面
準位は化学量論的組成がくずれた時より少なく半導体装
置の電気的特性が向上する。例えば電力用ＧａＡｓ Ｆ
ＥＴのゲインが上り、歩留り及び信頼性の向上が計られ
た。
【図１】本発明の第１の実施例を示すモデル図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示すモデル図である。
【図３】従来の製造方法を示すモデル図である。
【図４】従来の製造方法を示すモデル図である。
１ ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）基板
２ ヒ素（Ａｓ）
３ ガリウム（Ｇａ）
４ 酸化シリコン膜
５ 窒化シリコン膜
６ 窒酸化シリコン膜
Claims (4)
- 【請求項１】 ＧａＡｓ基板上にＳｉＮ膜を形成する工
程と、前記ＳｉＮ膜上にＳｉＯ2 膜を形成する工程と、
その後前記ＧａＡｓ基板を熱処理する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記ＳｉＮ膜が３００オングストローム
以上６００オングストローム以下であることを特徴とす
る請求項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記ＳｉＮ膜と前記ＳｉＯ2 膜の間にＳ
ｉＯＮ膜を形成する工程を有することを特徴とする請求
項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記ＳｉＮ膜が３００オングストローム
以上６００オングストローム以下であることを特徴とす
る請求項３記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16721991A JPH0513408A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16721991A JPH0513408A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513408A true JPH0513408A (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=15845648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16721991A Pending JPH0513408A (ja) | 1991-07-08 | 1991-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0513408A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007152101A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | General Electric Co <Ge> | ボリューメトリック超音波用の回転可能なトランスデューサ・アレイ |
| US7766838B2 (en) | 2002-04-17 | 2010-08-03 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic probe in body cavity |
| JP2012212701A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2014072360A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
| US9339255B2 (en) | 2002-09-02 | 2016-05-17 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasonic probe |
-
1991
- 1991-07-08 JP JP16721991A patent/JPH0513408A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7766838B2 (en) | 2002-04-17 | 2010-08-03 | Hitachi Medical Corporation | Ultrasonic probe in body cavity |
| US9339255B2 (en) | 2002-09-02 | 2016-05-17 | Konica Minolta, Inc. | Ultrasonic probe |
| JP2007152101A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-21 | General Electric Co <Ge> | ボリューメトリック超音波用の回転可能なトランスデューサ・アレイ |
| JP2012212701A (ja) * | 2011-03-30 | 2012-11-01 | Asahi Kasei Electronics Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2014072360A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Fujitsu Ltd | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20000620 |