JPS6214093B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6214093B2 JPS6214093B2 JP54167113A JP16711379A JPS6214093B2 JP S6214093 B2 JPS6214093 B2 JP S6214093B2 JP 54167113 A JP54167113 A JP 54167113A JP 16711379 A JP16711379 A JP 16711379A JP S6214093 B2 JPS6214093 B2 JP S6214093B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxidation
- inp
- insulating film
- forming
- deposited
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- 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
- H10P14/63—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the formation processes
- H10P14/6302—Non-deposition formation processes
- H10P14/6304—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
- H10P14/6314—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of a metallic layer
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はInP基板への絶縁膜形成法に関するも
のである。InP基板に絶縁膜を形成することによ
るInP表面の不動態化（パツシベーシヨン）は、
MIS型電界効果トランジスタのゲート絶縁膜形成
や種々の電子デバイス、発光・受光デバイスの表
面保護に極めて重要な意味を持つている。これま
で報告されている絶縁膜形成法としては、CVD
法、電子ビーム蒸着法、スパツタリング法などに
よりAl2O3，SiO2を形成する方法、InPの一部を
直接電解溶液中で陽極酸化する方法などが報告さ
れている。ところが、これらの絶縁化技術では実
用上充分に良好な特性を持つたものが得られてい
ないのが実状である。
のである。InP基板に絶縁膜を形成することによ
るInP表面の不動態化（パツシベーシヨン）は、
MIS型電界効果トランジスタのゲート絶縁膜形成
や種々の電子デバイス、発光・受光デバイスの表
面保護に極めて重要な意味を持つている。これま
で報告されている絶縁膜形成法としては、CVD
法、電子ビーム蒸着法、スパツタリング法などに
よりAl2O3，SiO2を形成する方法、InPの一部を
直接電解溶液中で陽極酸化する方法などが報告さ
れている。ところが、これらの絶縁化技術では実
用上充分に良好な特性を持つたものが得られてい
ないのが実状である。
本発明は、InP基板への界面準位密度の極めて
低い絶縁膜形成法を提供するものであり、InP基
板にAlを真空蒸着し、これをAlの酸化がちよう
ど終了するまで陽極酸化し、これに熱処理を施す
工程を含むことを特徴としている。
低い絶縁膜形成法を提供するものであり、InP基
板にAlを真空蒸着し、これをAlの酸化がちよう
ど終了するまで陽極酸化し、これに熱処理を施す
工程を含むことを特徴としている。
以下実施例を用いて詳細に説明する。
まずInP基板（キヤリヤ密度3.4×1015cm-3のｎ
型InP）を通常用いられている方法で脱脂洗浄と
エツチングを行ない、次にAlを800Å真空蒸着
し、これを酒石酸、エチレングリコール、水の混
合液を用いてAlの酸化がちようど終了するまで
陽極酸化を行ない、Alを絶縁物であるAlの酸化
物に変える。この陽極酸化には定電流源を用いて
おり、５ｍＡ／cm2の電流密度で陽極酸化を行なつ
た。次にこれをN2雰囲気中350℃で30分間熱処理
を施した。この絶縁膜上にメタルマスクを用いて
Alの電極を蒸着した。このようにして製作した
MOSダイオードの容量―電圧特性（以下CV特性
と略す）を第１図に示す。（測定周波数は、５
Hz，20Hz，50Hz，500Hz，5KHz，50KHzであ
る。）このCV特性はヒステリシスが小さく、また
逆方向の印加電圧に対し低周波で容量は絶縁膜容
量まで増加しており、明らかに反転の特性を示し
ている。良好な特性を得るには、どこで陽極酸化
を止めるかが重要であり、Alの酸化がちようど
終了するところまで酸化を行なうと界面準位密度
の小さい絶縁膜を得ることができる。なおAlの
酸化をちようどAlとInPとの界面で終了させるこ
とは現実の問題として不可能であり、実際はAl
の終了後にごくわずかInPを酸化しているが、界
面準位密度は充分小さい値が得られている。Al
とInPとでは酸化速度が異なるため陽極電圧の時
間変化を記録計に書かせることにより、そのグラ
フの傾きの変化からAlの酸化の終了を知ること
ができる。本実施例では第２図がこの陽極電圧の
時間変化を示したグラフである。図中、Ｂに示し
た位置で、その傾きが急激に変化しており、ここ
でAlの酸化が終了したことを示している。第１
図にそのCV特性を示した本実施例によるMOSダ
イオードは、第２図中Ｃで示した位置で陽極酸化
を止めている。第２図中Ａで示した位置で陽極酸
化を止めた試料すなわち、Alの酸化の終了前に
陽極酸化を止めた試料では、絶縁膜と半導体との
間に金属をはさみ込んだ構造をしているため、ダ
イオードのCV特性の容量は変化しない。また第
２図中Ｄで示した位置で陽極酸化を止めた試料す
なわちAlの酸化終了後も引き続きInPを酸化した
試料ではダイオードのCV特性のヒステリシスは
大きく、界面準位密度が大きくなり、また酸化膜
の絶縁抵抗が低くなる。
型InP）を通常用いられている方法で脱脂洗浄と
エツチングを行ない、次にAlを800Å真空蒸着
し、これを酒石酸、エチレングリコール、水の混
合液を用いてAlの酸化がちようど終了するまで
陽極酸化を行ない、Alを絶縁物であるAlの酸化
物に変える。この陽極酸化には定電流源を用いて
おり、５ｍＡ／cm2の電流密度で陽極酸化を行なつ
た。次にこれをN2雰囲気中350℃で30分間熱処理
を施した。この絶縁膜上にメタルマスクを用いて
Alの電極を蒸着した。このようにして製作した
MOSダイオードの容量―電圧特性（以下CV特性
と略す）を第１図に示す。（測定周波数は、５
Hz，20Hz，50Hz，500Hz，5KHz，50KHzであ
る。）このCV特性はヒステリシスが小さく、また
逆方向の印加電圧に対し低周波で容量は絶縁膜容
量まで増加しており、明らかに反転の特性を示し
ている。良好な特性を得るには、どこで陽極酸化
を止めるかが重要であり、Alの酸化がちようど
終了するところまで酸化を行なうと界面準位密度
の小さい絶縁膜を得ることができる。なおAlの
酸化をちようどAlとInPとの界面で終了させるこ
とは現実の問題として不可能であり、実際はAl
の終了後にごくわずかInPを酸化しているが、界
面準位密度は充分小さい値が得られている。Al
とInPとでは酸化速度が異なるため陽極電圧の時
間変化を記録計に書かせることにより、そのグラ
フの傾きの変化からAlの酸化の終了を知ること
ができる。本実施例では第２図がこの陽極電圧の
時間変化を示したグラフである。図中、Ｂに示し
た位置で、その傾きが急激に変化しており、ここ
でAlの酸化が終了したことを示している。第１
図にそのCV特性を示した本実施例によるMOSダ
イオードは、第２図中Ｃで示した位置で陽極酸化
を止めている。第２図中Ａで示した位置で陽極酸
化を止めた試料すなわち、Alの酸化の終了前に
陽極酸化を止めた試料では、絶縁膜と半導体との
間に金属をはさみ込んだ構造をしているため、ダ
イオードのCV特性の容量は変化しない。また第
２図中Ｄで示した位置で陽極酸化を止めた試料す
なわちAlの酸化終了後も引き続きInPを酸化した
試料ではダイオードのCV特性のヒステリシスは
大きく、界面準位密度が大きくなり、また酸化膜
の絶縁抵抗が低くなる。
またAlの酸化の終了を知る方法として前述の
陽極電圧の時間変化を記録する方法の他に光学的
に検知することもできる。これはAlとInPの表面
の反射率の差より、Alの酸化膜では干渉色は観
測されないが、InPの酸化膜では干渉色が観測さ
れるからである。従つて酸化を行なつて干渉色が
見え始まるとAlの酸化が終了したことがわか
る。このように比較的簡単にAlの酸化の終点を
知ることができる。
陽極電圧の時間変化を記録する方法の他に光学的
に検知することもできる。これはAlとInPの表面
の反射率の差より、Alの酸化膜では干渉色は観
測されないが、InPの酸化膜では干渉色が観測さ
れるからである。従つて酸化を行なつて干渉色が
見え始まるとAlの酸化が終了したことがわか
る。このように比較的簡単にAlの酸化の終点を
知ることができる。
本発明はInP上に蒸着されたAlをちようど界面
まで低温中で陽極酸化することが本質であつて、
本実施例に述べた陽極酸化法のみにとどまらず、
他の手法例えばプラズマ酸素中での陽極酸化によ
つても可能である。
まで低温中で陽極酸化することが本質であつて、
本実施例に述べた陽極酸化法のみにとどまらず、
他の手法例えばプラズマ酸素中での陽極酸化によ
つても可能である。
本発明によるInP基板への絶縁膜形成法は反転
の特性が得られることからもわかるように界面準
位密度は非常に小さく、MOS型電界効果トラン
ジスタのゲート絶縁膜にまたその他種々のデバイ
スの表面保護に用いることができ、その工業的価
値はきわめて大きい。
の特性が得られることからもわかるように界面準
位密度は非常に小さく、MOS型電界効果トラン
ジスタのゲート絶縁膜にまたその他種々のデバイ
スの表面保護に用いることができ、その工業的価
値はきわめて大きい。
第１図は、本発明による絶縁膜形成法を用いた
InPMOSダイオードのCV特性のグラフである。
第２図は、実施例に示す陽極酸化における陽極電
圧の時間変化のグラフである。
InPMOSダイオードのCV特性のグラフである。
第２図は、実施例に示す陽極酸化における陽極電
圧の時間変化のグラフである。
Claims (1)
- １ InPにAlを真空蒸着し、これを陽極酸化する
に際し、Alの酸化がちようど終了し終わるまで
陽極酸化する工程と熱処理する工程とを含むInP
基板への絶縁膜形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16711379A JPS5690527A (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Forming method of insulating film to semiconductor substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16711379A JPS5690527A (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Forming method of insulating film to semiconductor substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5690527A JPS5690527A (en) | 1981-07-22 |
| JPS6214093B2 true JPS6214093B2 (ja) | 1987-03-31 |
Family
ID=15843668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16711379A Granted JPS5690527A (en) | 1979-12-21 | 1979-12-21 | Forming method of insulating film to semiconductor substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5690527A (ja) |
-
1979
- 1979-12-21 JP JP16711379A patent/JPS5690527A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5690527A (en) | 1981-07-22 |
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