JPS5845176B2 - ３↓−５族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法 - Google Patents
３↓−５族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法Info
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- JPS5845176B2 JPS5845176B2 JP54024525A JP2452579A JPS5845176B2 JP S5845176 B2 JPS5845176 B2 JP S5845176B2 JP 54024525 A JP54024525 A JP 54024525A JP 2452579 A JP2452579 A JP 2452579A JP S5845176 B2 JPS5845176 B2 JP S5845176B2
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- oxide film
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- anodic oxidation
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- 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
- C23C8/00—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C8/06—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
- C23C8/36—Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases using ionised gases, e.g. ionitriding
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はＤＩ−Ｖ族化合物半導体表面一絶縁膜の界面に
準位の少ない、優れた電気特性を有する絶縁膜の形成法
に関するものである。
準位の少ない、優れた電気特性を有する絶縁膜の形成法
に関するものである。
従来から、プラズマ陽極酸化法は半導体表面に酸化膜を
形成する手法として使用されてきたものであるが、ｍ−
ｖ族化合物半導体、たとえば、ＧａＡｓ表面を酸化した
場合に得られる半導体−酸化膜界面は必らずしも良好な
特性を示さなかった。
形成する手法として使用されてきたものであるが、ｍ−
ｖ族化合物半導体、たとえば、ＧａＡｓ表面を酸化した
場合に得られる半導体−酸化膜界面は必らずしも良好な
特性を示さなかった。
これはプラズマ陽極酸化を０□ガスのプラズマ放電で進
行させているため、Ｏ原子が化合物半導体表面のダング
リングボンドに結合しにくいからである。
行させているため、Ｏ原子が化合物半導体表面のダング
リングボンドに結合しにくいからである。
５ｉ−８ｉ０２が安定した界面特性をもつのは、膜中の
Ｏ原子がＳｉ表面層原子のダングリングボンドと結合し
、準位密度を著しく低減しているからである。
Ｏ原子がＳｉ表面層原子のダングリングボンドと結合し
、準位密度を著しく低減しているからである。
以上の理由で、０２プラズマ放電で作製した■−■族化
合物半導体表面−酸化膜界面には準位密度が太きいとい
う電気特性の悪ざがあった。
合物半導体表面−酸化膜界面には準位密度が太きいとい
う電気特性の悪ざがあった。
本発明はこれらの欠点を解決するために、Ｉ−Ｖ族化合
物半導体上に酸化膜を形成する場合に、半導体結晶表面
のダングリングボンドと結合しやすい水素ガスをプラズ
マ陽極酸化の過程に導入しとくに酸化膜中に水素原子を
含有させることを特徴とし、その目的は■−■族化合物
半導体表面と酸化膜界面の準位を減らして良質の電気特
性を示す界面をもった半導体装置を得ることにある。
物半導体上に酸化膜を形成する場合に、半導体結晶表面
のダングリングボンドと結合しやすい水素ガスをプラズ
マ陽極酸化の過程に導入しとくに酸化膜中に水素原子を
含有させることを特徴とし、その目的は■−■族化合物
半導体表面と酸化膜界面の準位を減らして良質の電気特
性を示す界面をもった半導体装置を得ることにある。
以下に本発明を実施例により詳細に説明する。
Ｈ原子が結晶表面層原子のダングリングボンドと強い結
合をすることはよく知られている。
合をすることはよく知られている。
本発明はｍ −、、−ｖ族化合物半導体のプラズマ陽極
酸化の過程において、■−■原子の活性な作用を有効に
利用しようとするものである。
酸化の過程において、■−■原子の活性な作用を有効に
利用しようとするものである。
すなわち、本発明は酸化膜中にＨ原子を取り込むように
酸化膜の形成を進行させる方法を提供するものである。
酸化膜の形成を進行させる方法を提供するものである。
第１図は本発明に使用するプラズマ放電装置であり、１
はチャンバ、２はチャンバ１へのガス導入管、３は水蒸
気溜め、４はＦＩ２ガス溜め、５は真空ポンプに連結さ
れた排気管、６は高周波コイル、７は試料８を載置する
下部電極、９は−Ｌ部電極、１０は減速調整電極である
。
はチャンバ、２はチャンバ１へのガス導入管、３は水蒸
気溜め、４はＦＩ２ガス溜め、５は真空ポンプに連結さ
れた排気管、６は高周波コイル、７は試料８を載置する
下部電極、９は−Ｌ部電極、１０は減速調整電極である
。
チャンバ１内に水蒸気（）、−Ｉ ２０ ）溜め３、あ
るいはこれとＨ２ガス溜め４からＨ２Ｏ、あるいは■Ｉ
２ガスとＦＩ２０の混合ガス（ただし、混合比は幅があ
るので制限しない）を導入し、高周波放電を開始すれば
、チャンバ１内の雰囲気ガスは次式のような成分でプラ
ズマ放電する。
るいはこれとＨ２ガス溜め４からＨ２Ｏ、あるいは■Ｉ
２ガスとＦＩ２０の混合ガス（ただし、混合比は幅があ
るので制限しない）を導入し、高周波放電を開始すれば
、チャンバ１内の雰囲気ガスは次式のような成分でプラ
ズマ放電する。
（■■２＋Ｈ２０）→（Ｈ＋０＋ＯＨ）
いま、半導体試料８を載置した下部電極７をアノード、
上部電極９をカソードとして放電させれば、０原子によ
り酸化が進行する。
上部電極９をカソードとして放電させれば、０原子によ
り酸化が進行する。
たとえば、半導体試料８としてＧａＡｓ結晶を用いれば
、（酸化ガリウム、酸化ヒ素）を主成分とする酸化膜が
結晶表面に形威されて行く。
、（酸化ガリウム、酸化ヒ素）を主成分とする酸化膜が
結晶表面に形威されて行く。
この場合、従来の方法と違って、本発明の方法ではプラ
ズマ雰囲気内にＨ原子が多量に存在するため、形成され
る酸化膜内には■４原子が多量に取り込まれるという特
徴がある。
ズマ雰囲気内にＨ原子が多量に存在するため、形成され
る酸化膜内には■４原子が多量に取り込まれるという特
徴がある。
雰囲気内にＨ２ガスを混入しなくても、Ｈ原子はＨ２０
ガスの分解から得られるので、あえて混入する必要もな
いが、しかし、多量にＩ−１原子を酸化膜中に取り込む
ためには、Ｆ■２ガスを混入することが必要である。
ガスの分解から得られるので、あえて混入する必要もな
いが、しかし、多量にＩ−１原子を酸化膜中に取り込む
ためには、Ｆ■２ガスを混入することが必要である。
このようにして酸化膜中に取り込まれた）（原子は半導
体結晶−酸化膜の界面で重要な働きをする。
体結晶−酸化膜の界面で重要な働きをする。
すなわち、従来、結晶表面層原子のダングリングボンド
は半導体表面に準位を形威し、電気特性を低下させてき
たが、本発明においては、酸化膜中に取り込まれたＨ原
子がこのダングリングボンドと結合し、準位密度を著し
く減少させる。
は半導体表面に準位を形威し、電気特性を低下させてき
たが、本発明においては、酸化膜中に取り込まれたＨ原
子がこのダングリングボンドと結合し、準位密度を著し
く減少させる。
この結果として、本発明で作成された半導体結晶−酸化
膜界面は優れた電気特性を示すようになった。
膜界面は優れた電気特性を示すようになった。
酸化膜形成前の半導体結晶面は、通常種々の理由で汚染
されている。
されている。
したがって、酸化膜形成前に表向を清浄化することは価
値がある。
値がある。
これは、本発明においては、同一雰囲気のまま、下部電
極γと上部電極９の電位を逆にすれはよい。
極γと上部電極９の電位を逆にすれはよい。
このエツチング過程で、結晶の表面は清浄化される。
従来の方法では、この過程で結晶表面層に多くのダング
リングボンドができてしまうが、本発明では、この段階
ですでに雰囲気中のＨ原子がダングリングボンドと結合
するという利点がある。
リングボンドができてしまうが、本発明では、この段階
ですでに雰囲気中のＨ原子がダングリングボンドと結合
するという利点がある。
以上説明したように、本発明による水蒸気あるいは水蒸
気と水素の雰囲気中のプラズマ放電を利用した■−Ｖ族
化合物半導体の陽極酸化は、（１）ダングリングボンド
の激減した良質の半導体−酸化膜界面が得られる、 （２）結晶表向の清浄化が電極電位の反転のみで行なう
ことができる。
気と水素の雰囲気中のプラズマ放電を利用した■−Ｖ族
化合物半導体の陽極酸化は、（１）ダングリングボンド
の激減した良質の半導体−酸化膜界面が得られる、 （２）結晶表向の清浄化が電極電位の反転のみで行なう
ことができる。
そして、結晶表面のダングリングボンド密度を大幅に抑
えることを可能とする、 などの特徴があり、本方法は、■Ｉ−■族化合物半導体
のＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜の作製に有効であり、こ
れにより、ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の反転領域が実現で
きる。
えることを可能とする、 などの特徴があり、本方法は、■Ｉ−■族化合物半導体
のＭＯＳＦＥＴのゲート酸化膜の作製に有効であり、こ
れにより、ＩＩ−Ｖ族化合物半導体の反転領域が実現で
きる。
第１図は本発明に使用するプラズマ放電装置の概略図で
ある。 図において、１・・・・・・チャンバ、２・・・・・・
ガス導入管、３・・・・・・水蒸気溜め、４・・・・・
・ＦＩ２ガス溜め、５・・・・・・排気管、６・・・・
・・高周波コイル、７・・・・・・下部電極、８・・・
・・・試料、９・・・・・・−１部電極、１０・・・・
・・減速調整電極。
ある。 図において、１・・・・・・チャンバ、２・・・・・・
ガス導入管、３・・・・・・水蒸気溜め、４・・・・・
・ＦＩ２ガス溜め、５・・・・・・排気管、６・・・・
・・高周波コイル、７・・・・・・下部電極、８・・・
・・・試料、９・・・・・・−１部電極、１０・・・・
・・減速調整電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 水蒸気あるいは水蒸気と水素との混合雰囲気をプラ
ズマ放電させ、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体をアノード側
に配置して、前記半導体の表面を酸化させることを特徴
とする■−■族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法。 ２ 水蒸気あるいは水蒸気と水素との混合雰囲気をプラ
ズマ放電させ、■−■族化合物半導体をカソード側に配
置して前記該半導体の表面をプラズマエツチングし、し
かる後、前記と同一雰囲気をプラズマ放電させ、前記半
導体をアノード側に配置して前記半導体の表面を酸化さ
せることを特徴とする■−■族化合物半導体のプラズマ
陽極酸化法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54024525A JPS5845176B2 (ja) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | ３↓−５族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54024525A JPS5845176B2 (ja) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | ３↓−５族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55117244A JPS55117244A (en) | 1980-09-09 |
| JPS5845176B2 true JPS5845176B2 (ja) | 1983-10-07 |
Family
ID=12140564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP54024525A Expired JPS5845176B2 (ja) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | ３↓−５族化合物半導体のプラズマ陽極酸化法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5845176B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61279180A (ja) * | 1985-06-04 | 1986-12-09 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 光電変換装置の作製方法 |
| EP0419693A1 (de) * | 1989-09-25 | 1991-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Passivierung von Kristalldefekten in poly-kristallinem Silizium-Material |
| FR2741361B3 (fr) * | 1995-11-22 | 1998-04-17 | Balzers Hochvakuum | Procede pour traitement thermochimique de surface par immersion dans un plasma, installation pour ce procede, utilisations et pieces obtenues |
-
1979
- 1979-03-05 JP JP54024525A patent/JPS5845176B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55117244A (en) | 1980-09-09 |
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