JPS6249729B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6249729B2 JPS6249729B2 JP53047152A JP4715278A JPS6249729B2 JP S6249729 B2 JPS6249729 B2 JP S6249729B2 JP 53047152 A JP53047152 A JP 53047152A JP 4715278 A JP4715278 A JP 4715278A JP S6249729 B2 JPS6249729 B2 JP S6249729B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- compound
- semiconductor
- layer
- dielectric layer
- wafer
- 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
- H10P14/6306—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor materials
- H10P14/6312—Formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of the semiconductor materials of Group III-V semiconductors
-
- 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
- H10P14/6322—Formation by thermal treatments
-
- 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
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
- H10P30/202—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping characterised by the semiconductor materials
- H10P30/206—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping characterised by the semiconductor materials into Group III-V semiconductors
-
- 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
- H10P30/00—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
- H10P30/20—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
- H10P30/208—Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping of electrically inactive species
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S148/00—Metal treatment
- Y10S148/084—Ion implantation of compound devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S438/00—Semiconductor device manufacturing: process
- Y10S438/958—Passivation layer
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の背景
この発明は第族−第族化合物半導体装置の
分野に関し、より特定的にはそのような半導体装
置のための誘電体の絶縁層および表面安定化のた
めの層に関する。
分野に関し、より特定的にはそのような半導体装
置のための誘電体の絶縁層および表面安定化のた
めの層に関する。
(2) 先行技術
そのような半導体装置が十分に性能を発揮する
ためには、半導体表面と密に接触する高品質の誘
電体層および表面安定化層が半導体装置に必要で
ある。そのような誘電体層がない場合、大きな界
面状態密度、過剰な表面再結合電流、過剰な表面
キヤリア発生および変化する表面ポテンシヤルに
よつて、装置の性能は厳しく制限される。
ためには、半導体表面と密に接触する高品質の誘
電体層および表面安定化層が半導体装置に必要で
ある。そのような誘電体層がない場合、大きな界
面状態密度、過剰な表面再結合電流、過剰な表面
キヤリア発生および変化する表面ポテンシヤルに
よつて、装置の性能は厳しく制限される。
現在利用し得る非常に多種のシリコン半導体装
置は、大部分、熱成長した二酸化シリコンの優れ
た表面安定化の特性の結果であり、そのような二
酸化シリコンは、表面キヤリアの再結合や発生の
ような有害な表面効果を最小にしながら、半導体
−誘電体層界面で安定した均一な表面電位を与え
る。熱成長された二酸化シリコンは、自己発生的
(native;原ウエハが変化されて発生したことを
意味する)な表面安定化層として特徴づけられ
る。なぜならばその二酸化シリコンにおけるシリ
コンは外部から供給されるものではなく、その二
酸化シリコンが成長しているシリコンの表面から
得られたものだからである。
置は、大部分、熱成長した二酸化シリコンの優れ
た表面安定化の特性の結果であり、そのような二
酸化シリコンは、表面キヤリアの再結合や発生の
ような有害な表面効果を最小にしながら、半導体
−誘電体層界面で安定した均一な表面電位を与え
る。熱成長された二酸化シリコンは、自己発生的
(native;原ウエハが変化されて発生したことを
意味する)な表面安定化層として特徴づけられ
る。なぜならばその二酸化シリコンにおけるシリ
コンは外部から供給されるものではなく、その二
酸化シリコンが成長しているシリコンの表面から
得られたものだからである。
−化合物半導体は、VHF(very high
frequency)素子および太陽電池を含む多くの半
導体応用に関し、シリコンのものよりも実質的に
優れた材料特性を有している。しかしながら、そ
の優れた性質は表面安定化用の高品質な誘電体層
なしには十分に利用されることができない。不幸
にも−化合物半導体(ヒ化リン化ガリウムの
場合は例外)では、シリコンと異なつて、熱酸化
条件にさらされるとき、満足できる表面安定化の
ための誘電体層が得られない。
frequency)素子および太陽電池を含む多くの半
導体応用に関し、シリコンのものよりも実質的に
優れた材料特性を有している。しかしながら、そ
の優れた性質は表面安定化用の高品質な誘電体層
なしには十分に利用されることができない。不幸
にも−化合物半導体(ヒ化リン化ガリウムの
場合は例外)では、シリコンと異なつて、熱酸化
条件にさらされるとき、満足できる表面安定化の
ための誘電体層が得られない。
例外的に、−半導体材料であるヒ化リン化
ガリウム(GaAsP)上に自己発生的な誘電体層
を成長させるために、熱酸化がうまく用いられて
いた。GaAsPの熱酸化は、酸化リン化ガリウム
[酸化ガリウム(Ga2O3)を含むリン酸ガリウム
(GaPO4)]を発生する。
ガリウム(GaAsP)上に自己発生的な誘電体層
を成長させるために、熱酸化がうまく用いられて
いた。GaAsPの熱酸化は、酸化リン化ガリウム
[酸化ガリウム(Ga2O3)を含むリン酸ガリウム
(GaPO4)]を発生する。
熱酸化は、他のほとんどの−化合物ではう
まくいかない。なぜならば、多くの−化合物
半導体は、熱酸化に必要とされる温度以下の温度
で、それらの成分元素に分解するからである。た
とえばヒ化ガリウム(GaAs)は、酸化環境では
約700℃でガリウムおよびヒ素に分解して、その
温度では揮発性である三酸化ヒ素(As2O3)を発
生する。さらに、多くの−化合物半導体の熱
酸化は、酸化結晶を発生する。結晶質の誘電体層
は、半導体のための優れた表面安定化層を作らな
い。なぜならば誘電体層の結晶質の性質が、誘電
体層を通じて電流が導通するのを許容するからで
ある。
まくいかない。なぜならば、多くの−化合物
半導体は、熱酸化に必要とされる温度以下の温度
で、それらの成分元素に分解するからである。た
とえばヒ化ガリウム(GaAs)は、酸化環境では
約700℃でガリウムおよびヒ素に分解して、その
温度では揮発性である三酸化ヒ素(As2O3)を発
生する。さらに、多くの−化合物半導体の熱
酸化は、酸化結晶を発生する。結晶質の誘電体層
は、半導体のための優れた表面安定化層を作らな
い。なぜならば誘電体層の結晶質の性質が、誘電
体層を通じて電流が導通するのを許容するからで
ある。
ヒ化ガリウムは、その光学的および電気的性質
のために、装置応用に対する最も魅力的な−
化合物半導体のうちの1つである。ヒ化ガリウム
の熱酸化は、酸化ガリウム(Ga2O3)を発生す
る。Ga2O3は、特性が非晶質ではなく結晶質的で
あり、したがつて不適当な表面安定化層である。
室温での湿つた雰囲気での化学酸化を用いる陽極
酸化処理は、ヒ化ガリウム(GaAs)上に自己発
生的誘電体層を与えるために用いられている。し
かしながら、その結果として生じる誘電体層はバ
イアスや温度の変化の影響を受けやすく、したが
つて多くの応用に対して不適当なものである。さ
らに、陽極酸化は水(H2O)と化学的に反応する
ということが知られており、したがつてそれらの
応用を限定する。
のために、装置応用に対する最も魅力的な−
化合物半導体のうちの1つである。ヒ化ガリウム
の熱酸化は、酸化ガリウム(Ga2O3)を発生す
る。Ga2O3は、特性が非晶質ではなく結晶質的で
あり、したがつて不適当な表面安定化層である。
室温での湿つた雰囲気での化学酸化を用いる陽極
酸化処理は、ヒ化ガリウム(GaAs)上に自己発
生的誘電体層を与えるために用いられている。し
かしながら、その結果として生じる誘電体層はバ
イアスや温度の変化の影響を受けやすく、したが
つて多くの応用に対して不適当なものである。さ
らに、陽極酸化は水(H2O)と化学的に反応する
ということが知られており、したがつてそれらの
応用を限定する。
ヒ化ガリウムを含むほとんどの−化合物半
導体に対して適当な自己発生的な誘電体の表面安
定化層を利用できない結果、先行技術は、表面安
定化のため、二酸化シリコン(SiO2)および窒化
シリコン(Si3N4)のような析出された誘電体層を
用いている。しかしながらこれらの誘電体層は、
高い界面状態密度および乏しい表面安定化によ
り、半導体−誘電体層界面で過剰なキヤリア発生
−再結合を生じ、かつ表面ポテンシヤルが可変で
あるため、結果として生じる装置が全性能を発揮
するのを妨げる。
導体に対して適当な自己発生的な誘電体の表面安
定化層を利用できない結果、先行技術は、表面安
定化のため、二酸化シリコン(SiO2)および窒化
シリコン(Si3N4)のような析出された誘電体層を
用いている。しかしながらこれらの誘電体層は、
高い界面状態密度および乏しい表面安定化によ
り、半導体−誘電体層界面で過剰なキヤリア発生
−再結合を生じ、かつ表面ポテンシヤルが可変で
あるため、結果として生じる装置が全性能を発揮
するのを妨げる。
リンをヒ化ガリウムへイオン注入することによ
つて、GaAsPを形成することが文献に報告され
ていた。
つて、GaAsPを形成することが文献に報告され
ていた。
−半導体に一般的に応用できる優れた表面
安定化層が必要とされる。
安定化層が必要とされる。
発明の概要
この発明は、−化合物半導体上に自己発生
的で、非晶質の表面安定化のための誘電体層を形
成することによつて、先行技術の表面安定化の問
題を克服するものである。このことは、−化
合物に欠けている表面安定化層の元素(以下、こ
の明細書では栄養素(nutrient)と称す)を、結
晶表面の熱変換に先立ちその表面へ導入すること
によつて、自己発生的で、非晶質の表面安定化の
ための誘電体層を熱的に成長させることによつて
達成される。
的で、非晶質の表面安定化のための誘電体層を形
成することによつて、先行技術の表面安定化の問
題を克服するものである。このことは、−化
合物に欠けている表面安定化層の元素(以下、こ
の明細書では栄養素(nutrient)と称す)を、結
晶表面の熱変換に先立ちその表面へ導入すること
によつて、自己発生的で、非晶質の表面安定化の
ための誘電体層を熱的に成長させることによつて
達成される。
好ましい実施例の説明
この発明に従つて高品質な表面安定化層が、次
の(1)〜(3)のステツプを経て、−化合物半導体
上に形成される。(1)少なくとも1個の表面安定化
のための栄養素を選択する。表面安定化のための
栄養素とは、表面の熱変換によつて高品質のアモ
ルフアスの自己発生的な表面安定化層を形成する
には化合物に不十分な量しか存在しないか、また
は化合物に欠けている元素をいう。(2)半導体結晶
の表面へ前記選択された栄養素を導入する。(3)半
導体表面を熱変換して、加えられた栄養素がなか
つたならば形成されることができなかつたであろ
う、アモルフアスな自己発生的な誘電体層を形成
する。選択された栄養素は、そのプロセスが結晶
面の組成を変化させて、熱変換を通じて所望の表
面安定化層を成長させるのに適した組成にする限
り、イオン注入、スパツタリング、蒸着、分子線
エピタキシヤル、気相成長、熱分解、液相エピタ
キシヤル、拡散などのような任意の適当なプロセ
スによつて化合物の表面へ導き入れることができ
る。選択された表面安定化のための栄養素は、以
下表面安定化可能栄養素として示す。
の(1)〜(3)のステツプを経て、−化合物半導体
上に形成される。(1)少なくとも1個の表面安定化
のための栄養素を選択する。表面安定化のための
栄養素とは、表面の熱変換によつて高品質のアモ
ルフアスの自己発生的な表面安定化層を形成する
には化合物に不十分な量しか存在しないか、また
は化合物に欠けている元素をいう。(2)半導体結晶
の表面へ前記選択された栄養素を導入する。(3)半
導体表面を熱変換して、加えられた栄養素がなか
つたならば形成されることができなかつたであろ
う、アモルフアスな自己発生的な誘電体層を形成
する。選択された栄養素は、そのプロセスが結晶
面の組成を変化させて、熱変換を通じて所望の表
面安定化層を成長させるのに適した組成にする限
り、イオン注入、スパツタリング、蒸着、分子線
エピタキシヤル、気相成長、熱分解、液相エピタ
キシヤル、拡散などのような任意の適当なプロセ
スによつて化合物の表面へ導き入れることができ
る。選択された表面安定化のための栄養素は、以
下表面安定化可能栄養素として示す。
半導体材料への添加のために選ばれた栄養素
は、第族元素または第族元素のいずれかであ
るべきである。その理由は、半導体の栄養素が導
入された部分が−半導体化合物のままであ
り、かつ半導体結晶の栄養素が導入されない部分
と同じ結晶構造を保有し、それによつて2つの材
料間の境界で界面状態を生じるのを避けるように
するためである。
は、第族元素または第族元素のいずれかであ
るべきである。その理由は、半導体の栄養素が導
入された部分が−半導体化合物のままであ
り、かつ半導体結晶の栄養素が導入されない部分
と同じ結晶構造を保有し、それによつて2つの材
料間の境界で界面状態を生じるのを避けるように
するためである。
表面安定化層が材料の表面の熱変換によつて発
生されるのを可能にするように−化合物半導
体へ加えられるべき栄養素を選択するに際して、
その材料に加えられるべきいくつかの元素はその
材料のエネルギバンドギヤツプを増大させまた他
のいくつかの元素はエネルギバンドギヤツプを減
少させるということが認識される必要がある。加
えられた栄養素が材料のエネルギバンドギヤツプ
を増大させる場合は、栄養素が導入された層をそ
の深さ全てにわたり誘電体層へ変換しないと、小
数キヤリアを反発させるわずかなポテンシヤルバ
リアを生じ、それによつて半導体の有効表面再結
合速さを減少させる。しかしながら半導体材料の
エネルギバンドギヤツプを減少させる栄養素を用
い、かつ栄養素が導入された層をその深さ全てに
わたつては誘電体層へ変換しなければ、そのと
き、エネルギバンドギヤツプは誘電体層−半導体
界面付近でより低くなり、そのため小数キヤリア
は誘電体層−半導体界面へ引き付けられる。この
ことは、その材料の有効表面再結合速さを増大さ
せる。この効果は、本願の関連出願により詳細に
議論されている。さらに基礎となる−化合物
へ加えられるときに、電子の移動度をわずかだけ
減少させるかまたは全く減少させない栄養素が選
ばれるのが好ましい。このことは、熱変換プロセ
スによつて、栄養素が導入された層をその深さ全
てにわたつては表面安定化のための誘電体層へ変
換しない場合に、半導体結晶内の表面付近に加え
られた栄養素が存在することによつて、その装置
の動作特性が低下しないようにするために好まし
い。しかしながら、そのような選択は常にはなさ
れることができず、そのような場合にはたとえ選
択されたものが電子移動度およびエネルギバンド
ギヤツプの両方を減少させても、利用できる栄養
素で間に合わせなければならない。
生されるのを可能にするように−化合物半導
体へ加えられるべき栄養素を選択するに際して、
その材料に加えられるべきいくつかの元素はその
材料のエネルギバンドギヤツプを増大させまた他
のいくつかの元素はエネルギバンドギヤツプを減
少させるということが認識される必要がある。加
えられた栄養素が材料のエネルギバンドギヤツプ
を増大させる場合は、栄養素が導入された層をそ
の深さ全てにわたり誘電体層へ変換しないと、小
数キヤリアを反発させるわずかなポテンシヤルバ
リアを生じ、それによつて半導体の有効表面再結
合速さを減少させる。しかしながら半導体材料の
エネルギバンドギヤツプを減少させる栄養素を用
い、かつ栄養素が導入された層をその深さ全てに
わたつては誘電体層へ変換しなければ、そのと
き、エネルギバンドギヤツプは誘電体層−半導体
界面付近でより低くなり、そのため小数キヤリア
は誘電体層−半導体界面へ引き付けられる。この
ことは、その材料の有効表面再結合速さを増大さ
せる。この効果は、本願の関連出願により詳細に
議論されている。さらに基礎となる−化合物
へ加えられるときに、電子の移動度をわずかだけ
減少させるかまたは全く減少させない栄養素が選
ばれるのが好ましい。このことは、熱変換プロセ
スによつて、栄養素が導入された層をその深さ全
てにわたつては表面安定化のための誘電体層へ変
換しない場合に、半導体結晶内の表面付近に加え
られた栄養素が存在することによつて、その装置
の動作特性が低下しないようにするために好まし
い。しかしながら、そのような選択は常にはなさ
れることができず、そのような場合にはたとえ選
択されたものが電子移動度およびエネルギバンド
ギヤツプの両方を減少させても、利用できる栄養
素で間に合わせなければならない。
栄養素のイオン注入は、栄養素の結晶の表面領
域へ加える好ましい方法である。なぜならばイオ
ン注入は、加えられる各栄養素の量、その栄養素
が結晶を貫通する深さ、および半導体の表面層内
における栄養素の分布輪郭を制御することができ
るからである。しかしながら栄養素のイオン注入
は、−化合物半導体の結晶構造を破壊する。
もしも結晶へのイオン注入が室温でなされたなら
ば、イオン注入は結晶の表面の結晶構造を効果的
に破壊する。しかしながら、もしも結晶へのイオ
ン注入が420−500℃(またはおそらくそれよりも
熱い)の範囲の温度でなされれば、加えられた栄
養素を含む所望の単結晶の−化合物層が形成
される。
域へ加える好ましい方法である。なぜならばイオ
ン注入は、加えられる各栄養素の量、その栄養素
が結晶を貫通する深さ、および半導体の表面層内
における栄養素の分布輪郭を制御することができ
るからである。しかしながら栄養素のイオン注入
は、−化合物半導体の結晶構造を破壊する。
もしも結晶へのイオン注入が室温でなされたなら
ば、イオン注入は結晶の表面の結晶構造を効果的
に破壊する。しかしながら、もしも結晶へのイオ
ン注入が420−500℃(またはおそらくそれよりも
熱い)の範囲の温度でなされれば、加えられた栄
養素を含む所望の単結晶の−化合物層が形成
される。
栄養素添加の方法が結晶の表面を破壊する場合
には、その表面を誘電体層に熱変換する前に、結
晶の表面を再結晶化することによつて、表面安定
化のための誘電体層の品質を最大にすることがで
きる。いくつかの技術が半導体材料を再結晶化す
るために用いられることができ、好ましい技術は
特定の−化合物および含まれる栄養素に依存
する。再結晶は室温で真空で行なわれ、その室温
では栄養素および−化合物成分は不揮発性で
あるか、またはそれらの材料の過度の昇華を妨げ
るのに十分な蒸気圧の下にある。代替的に窒化シ
リコン(Si3N4)のような被覆層が、大気圧におけ
る再結晶プロセスの間に、蒸着、昇華および分解
を通じてその表面から材料が損失するのを防止す
る目的で、再結晶されるべき結晶の表面上に成長
される。いずれにしても、結晶構造への損傷を除
去する目的で、かつ加えられた栄養素を含む化合
物として結晶を再構成する目的で、半導体が高温
で焼き入れされる。このことは好ましくは、変化
を受けていない−化合物の結晶構造が、再結
晶中の層を通じて、外側へ伝搬するようにして、
その材料を再結晶することによつて達成される。
窒化シリコンのような被覆層が、−化合物の
再結晶の間に材料の損失を防止するために用いら
れる場合は、その被覆層は再結晶が完了した後に
除去される。
には、その表面を誘電体層に熱変換する前に、結
晶の表面を再結晶化することによつて、表面安定
化のための誘電体層の品質を最大にすることがで
きる。いくつかの技術が半導体材料を再結晶化す
るために用いられることができ、好ましい技術は
特定の−化合物および含まれる栄養素に依存
する。再結晶は室温で真空で行なわれ、その室温
では栄養素および−化合物成分は不揮発性で
あるか、またはそれらの材料の過度の昇華を妨げ
るのに十分な蒸気圧の下にある。代替的に窒化シ
リコン(Si3N4)のような被覆層が、大気圧におけ
る再結晶プロセスの間に、蒸着、昇華および分解
を通じてその表面から材料が損失するのを防止す
る目的で、再結晶されるべき結晶の表面上に成長
される。いずれにしても、結晶構造への損傷を除
去する目的で、かつ加えられた栄養素を含む化合
物として結晶を再構成する目的で、半導体が高温
で焼き入れされる。このことは好ましくは、変化
を受けていない−化合物の結晶構造が、再結
晶中の層を通じて、外側へ伝搬するようにして、
その材料を再結晶することによつて達成される。
窒化シリコンのような被覆層が、−化合物の
再結晶の間に材料の損失を防止するために用いら
れる場合は、その被覆層は再結晶が完了した後に
除去される。
−化合物の結晶構造が栄養素の添加によつ
て破壊されない場合または、もし破壊されても再
結晶する場合は、栄養素を包含している結晶表面
は熱変換プロセスにさらされ、そのプロセスでは
栄養素を包含している結晶表面が、半導体結晶と
密に接触した、非晶質の、電気絶縁性の、表面安
定のための誘電体材料に変換される。この熱変換
プロセスでは、熱変換の間に、表面安定化のため
の誘電体層の付加的な成分元素が外部から供給さ
れる。この付加的な元素は、一般に不活性キヤリ
ア気体の流れによつて移動される。熱変換プロセ
スは気体状の反応生成物を発生することが多い。
発生した気体状反応生成物はキヤリア気体の流れ
によつてウエハ表面から運び去られる。一般的に
熱変換プロセスは、酸化の一種であり、その場合
外部から供給される元素は酸素である。
て破壊されない場合または、もし破壊されても再
結晶する場合は、栄養素を包含している結晶表面
は熱変換プロセスにさらされ、そのプロセスでは
栄養素を包含している結晶表面が、半導体結晶と
密に接触した、非晶質の、電気絶縁性の、表面安
定のための誘電体材料に変換される。この熱変換
プロセスでは、熱変換の間に、表面安定化のため
の誘電体層の付加的な成分元素が外部から供給さ
れる。この付加的な元素は、一般に不活性キヤリ
ア気体の流れによつて移動される。熱変換プロセ
スは気体状の反応生成物を発生することが多い。
発生した気体状反応生成物はキヤリア気体の流れ
によつてウエハ表面から運び去られる。一般的に
熱変換プロセスは、酸化の一種であり、その場合
外部から供給される元素は酸素である。
このプロセスの最終的結果は、非晶質の、自己
発生的な、熱的に成長された誘電体層がその上に
配置された半導体である。誘電体層の自己発生的
な性質により、絶縁層とその下側に横たわる半導
体との間での密な接触が最大となり、また表面安
定化フイルムの半導体に対する優れた粘着性が生
み出される。
発生的な、熱的に成長された誘電体層がその上に
配置された半導体である。誘電体層の自己発生的
な性質により、絶縁層とその下側に横たわる半導
体との間での密な接触が最大となり、また表面安
定化フイルムの半導体に対する優れた粘着性が生
み出される。
このプロセスに含まれるステツプは第1図に概
略的に示されている。ステツプ1は第1a図に示
され、そこでは、−化合物半導体10のウエ
ハ8が矢印12によつて示されるイオン注入さ
れ、選択された栄養素が加えられる。第1b図に
はその結果生じるウエハ8が示されており、加え
られた栄養素は材料10の上面に沿つて層14を
つくる。イオン注入は高注入密度で行なわれるた
め、注入された層内の結晶構造が効果的に破壊さ
れ、その結果、層14は一般に非晶質である。ス
テツプ2において、ウエハ8は高温で焼き入れさ
れて層14が再結晶され、層14はウエハ8の栄
養素が注入されていない材料10と連続的な結晶
構造を形成する。ステツプ2の終わりで、第1c
図に示されるように、層14は層16として再結
晶される。ステツプ3では第1d図に示されるよ
うに、再結晶された層16はアモルフアス誘電体
層18になるように熱的に変換される。示された
例における熱変換では、酸化処理により、すなわ
ち酸素が層14の材料と反応して、非晶質の、自
己発生的な誘電体層18が形成される。最終的な
ウエハは第1e図に示されており、そこでは、再
結晶された層16の体積以上に増大された非晶質
の誘電体層18が示されている。
略的に示されている。ステツプ1は第1a図に示
され、そこでは、−化合物半導体10のウエ
ハ8が矢印12によつて示されるイオン注入さ
れ、選択された栄養素が加えられる。第1b図に
はその結果生じるウエハ8が示されており、加え
られた栄養素は材料10の上面に沿つて層14を
つくる。イオン注入は高注入密度で行なわれるた
め、注入された層内の結晶構造が効果的に破壊さ
れ、その結果、層14は一般に非晶質である。ス
テツプ2において、ウエハ8は高温で焼き入れさ
れて層14が再結晶され、層14はウエハ8の栄
養素が注入されていない材料10と連続的な結晶
構造を形成する。ステツプ2の終わりで、第1c
図に示されるように、層14は層16として再結
晶される。ステツプ3では第1d図に示されるよ
うに、再結晶された層16はアモルフアス誘電体
層18になるように熱的に変換される。示された
例における熱変換では、酸化処理により、すなわ
ち酸素が層14の材料と反応して、非晶質の、自
己発生的な誘電体層18が形成される。最終的な
ウエハは第1e図に示されており、そこでは、再
結晶された層16の体積以上に増大された非晶質
の誘電体層18が示されている。
化合物半導体がヒ化ガリウムであるとき、加え
られる栄養素が好ましくはリンであり、イオン注
入によつて導入されるのが好ましい。その結果生
じる表面安定化層は主にリン酸ガリウム
(GaPO4)であり、かつ或る量の酸化ガリウム
(Ga2O3)を含んでもよい。その表面安定化層は酸
化リン酸ガリウム(GPO)として示されてもよ
く、また非晶質であり、その下側に横たわつてい
るヒ化ガリウムと密にかつ強く付着している。酸
化リン酸ガリウムは優れた非晶質の表面安定化層
であり、前記下側に横たわる半導体を化学汚染に
免疫性にさせ、それと同時に、高品質半導体装置
に必要とされる非常に低い界面状態密度および表
面再結合速さを与える。酸化リン酸ガリウムはさ
らに次のような利点を有する。すなわち、ヒ化リ
ン化ガリウム結晶は、たとえそのもとの結晶の成
分のいくつかが気体状反応生成物として除去され
ても、酸化リン酸ガリウムを形成するように熱的
に変換され、変換された酸化リン酸ガリウムの容
積はもとのヒ化リン化ガリウム結晶の容積よりも
大きい。これは、表面安定化層におけるピンホー
ルの予防に役立つ。なぜならば容積の膨張は、層
が成長するのに従つて誘電体層内のピンホールの
直径を減少させるからである。
られる栄養素が好ましくはリンであり、イオン注
入によつて導入されるのが好ましい。その結果生
じる表面安定化層は主にリン酸ガリウム
(GaPO4)であり、かつ或る量の酸化ガリウム
(Ga2O3)を含んでもよい。その表面安定化層は酸
化リン酸ガリウム(GPO)として示されてもよ
く、また非晶質であり、その下側に横たわつてい
るヒ化ガリウムと密にかつ強く付着している。酸
化リン酸ガリウムは優れた非晶質の表面安定化層
であり、前記下側に横たわる半導体を化学汚染に
免疫性にさせ、それと同時に、高品質半導体装置
に必要とされる非常に低い界面状態密度および表
面再結合速さを与える。酸化リン酸ガリウムはさ
らに次のような利点を有する。すなわち、ヒ化リ
ン化ガリウム結晶は、たとえそのもとの結晶の成
分のいくつかが気体状反応生成物として除去され
ても、酸化リン酸ガリウムを形成するように熱的
に変換され、変換された酸化リン酸ガリウムの容
積はもとのヒ化リン化ガリウム結晶の容積よりも
大きい。これは、表面安定化層におけるピンホー
ルの予防に役立つ。なぜならば容積の膨張は、層
が成長するのに従つて誘電体層内のピンホールの
直径を減少させるからである。
誘電体層の誘電強さは、少なくとも部分的に、
誘電体層のリン酸ガリウムおよび酸化ガリウムの
相対的濃度の関数である。酸化ガリウムクリスタ
リツトが小さくかつ誘電体層の非晶質成分内に埋
没されることを確実にするために、40%以下の酸
化ガリウムモル濃度が好ましい。結晶質酸化ガリ
ウムのモル濃度が誘電体層のアモルフアス成分に
関して増大するにつれて、誘電体層の表面安定化
特性が低下する。考えられる酸化ガリウムクリス
タリツトの大きさおよび誘電体層の非晶質成分の
埋設特性に基づいて、酸化ガリウムモル濃度が80
%以下であるというのが非常に望ましいものと考
えられている。熱変換の前に栄養素が導入された
層の組成GaAs1-XPXはX>0.4のXを有するが、
しかしながら、0.2程度の低い値でも先行技術以
上に表面安定化を改良できるものと期待されてい
る。加えられる栄養素がアルミニウムである場合
のInPおよびInAsにおいても、類似の条件が適用
される。
誘電体層のリン酸ガリウムおよび酸化ガリウムの
相対的濃度の関数である。酸化ガリウムクリスタ
リツトが小さくかつ誘電体層の非晶質成分内に埋
没されることを確実にするために、40%以下の酸
化ガリウムモル濃度が好ましい。結晶質酸化ガリ
ウムのモル濃度が誘電体層のアモルフアス成分に
関して増大するにつれて、誘電体層の表面安定化
特性が低下する。考えられる酸化ガリウムクリス
タリツトの大きさおよび誘電体層の非晶質成分の
埋設特性に基づいて、酸化ガリウムモル濃度が80
%以下であるというのが非常に望ましいものと考
えられている。熱変換の前に栄養素が導入された
層の組成GaAs1-XPXはX>0.4のXを有するが、
しかしながら、0.2程度の低い値でも先行技術以
上に表面安定化を改良できるものと期待されてい
る。加えられる栄養素がアルミニウムである場合
のInPおよびInAsにおいても、類似の条件が適用
される。
−化合物がヒ化インジウム(InAs)であ
る場合は、加えられる栄養素は好ましくはリンで
ありかつ表面安定化層は好ましくは酸化リン酸イ
ンジウム(IPO)である。ほとんどの他の−
化合物では、加えられる栄養素としてアルミニウ
ムを用いるのが好ましい。アルミニウムが半導体
に存在する場合は、表面安定化層は非晶質の酸化
アルミニウムを含む。アルミニウムおよびリンの
両方が熱変換のときに存在する材料においては、
リン酸アルミニウムおよび酸化アルミニウムの組
合わせが誘電体層を構成してもよい。
る場合は、加えられる栄養素は好ましくはリンで
ありかつ表面安定化層は好ましくは酸化リン酸イ
ンジウム(IPO)である。ほとんどの他の−
化合物では、加えられる栄養素としてアルミニウ
ムを用いるのが好ましい。アルミニウムが半導体
に存在する場合は、表面安定化層は非晶質の酸化
アルミニウムを含む。アルミニウムおよびリンの
両方が熱変換のときに存在する材料においては、
リン酸アルミニウムおよび酸化アルミニウムの組
合わせが誘電体層を構成してもよい。
この発明によつて形成される表面安定化層は、
不純物拡散を誘電体層によつて保護されない選ば
れた場所へ制限するための、拡散マスクとして有
益である。誘電体層がマスクの目的のためにのみ
用いられその後除去されるような場合において
は、半導体−誘電体層界面での表面状態密度は重
要ではない。したがつて、半導体表面の結晶構造
が加えられる栄養素の添加の間に破壊される場合
でも、修正された表面層を誘電体層へ熱変換する
前に、再結晶ステツプを行なう必要はない。誘電
体層が表面安定化のため用いられるべきでありか
つ低い表面状態密度が重要である場合には、半導
体−絶縁体層界面で表面状態密度を最小にするた
めに、その変換に先立ち、実質的に最結晶態様
の、栄養素が導入されない領域に隣接する栄養素
が導入された層の領域を少なくとも有するのが望
ましい。このことは好ましくは、栄養素が導入さ
れた層の熱変換の前に、半導体の栄養素が導入さ
れた全ての部分が再結晶される再結晶ステツプに
よつて達成される。しかしながら、熱変換プロセ
スの間に、材料の所望の深さに達する熱変換反応
の前に、栄養素が導入されない半導体に隣接する
栄養素が導入された層の部分が再結晶する条件の
下で熱変換プロセスが行なわれれば、このことは
また再結晶ステツプなしで達成されることができ
る。
不純物拡散を誘電体層によつて保護されない選ば
れた場所へ制限するための、拡散マスクとして有
益である。誘電体層がマスクの目的のためにのみ
用いられその後除去されるような場合において
は、半導体−誘電体層界面での表面状態密度は重
要ではない。したがつて、半導体表面の結晶構造
が加えられる栄養素の添加の間に破壊される場合
でも、修正された表面層を誘電体層へ熱変換する
前に、再結晶ステツプを行なう必要はない。誘電
体層が表面安定化のため用いられるべきでありか
つ低い表面状態密度が重要である場合には、半導
体−絶縁体層界面で表面状態密度を最小にするた
めに、その変換に先立ち、実質的に最結晶態様
の、栄養素が導入されない領域に隣接する栄養素
が導入された層の領域を少なくとも有するのが望
ましい。このことは好ましくは、栄養素が導入さ
れた層の熱変換の前に、半導体の栄養素が導入さ
れた全ての部分が再結晶される再結晶ステツプに
よつて達成される。しかしながら、熱変換プロセ
スの間に、材料の所望の深さに達する熱変換反応
の前に、栄養素が導入されない半導体に隣接する
栄養素が導入された層の部分が再結晶する条件の
下で熱変換プロセスが行なわれれば、このことは
また再結晶ステツプなしで達成されることができ
る。
例
ヒ化ガリウム(GaAs)結晶は、GaAs0.66P0.33
へ表面を変換することに相当する1cm2当たり5.5
×1016個の適量のリン原子を用いて、30Kevのエ
ネルギのイオン注入によりリンイオンが注入され
た。このステツプは好ましくは、イオン注入から
生じる結晶の損傷を最小にする目的で、150℃以
上の温度でウエハに対して行なわれる。この注入
エネルギは、LSS理論に従つて、ヒ化ガリウムへ
の0.0248ミクロンの平均範囲および標準偏差
0.0158ミクロンのリンイオン注入を生じる。この
高注入は、表面層の結晶構造を実質的に完全に破
壊する。したがつて、結晶は1時間の期間真空容
器内で800℃の温度で再結晶されて、式GaAs1-X
(X<0.33)を有する−結晶構造に表面層が
変換された。焼き入れに続いて、結晶は室温まで
冷却され、真空チヤンバから取り除かれた。
へ表面を変換することに相当する1cm2当たり5.5
×1016個の適量のリン原子を用いて、30Kevのエ
ネルギのイオン注入によりリンイオンが注入され
た。このステツプは好ましくは、イオン注入から
生じる結晶の損傷を最小にする目的で、150℃以
上の温度でウエハに対して行なわれる。この注入
エネルギは、LSS理論に従つて、ヒ化ガリウムへ
の0.0248ミクロンの平均範囲および標準偏差
0.0158ミクロンのリンイオン注入を生じる。この
高注入は、表面層の結晶構造を実質的に完全に破
壊する。したがつて、結晶は1時間の期間真空容
器内で800℃の温度で再結晶されて、式GaAs1-X
(X<0.33)を有する−結晶構造に表面層が
変換された。焼き入れに続いて、結晶は室温まで
冷却され、真空チヤンバから取り除かれた。
熱酸化プロセスは、好ましくは、酸化源として
乾燥した酸素を用いて、大気圧の下で約700℃で
行なわれる。このような条件の下で、熱酸化プロ
セスの間に、酸素はひ化リン化ガリウムと結合し
て、リン酸ガリウム(GaPO4)、酸化ガリウム
(Ga2O3)、三酸化ヒ素(As2O3)およびおそらく
五酸化リン(P2O5)およびヒ酸ガリウム
(GaAsO4)を形成する。As2O3およびP2O5はとも
に反応温度では気体状であり、キヤリアガスによ
つて反応チヤンバから一掃される。GaPO4、
Ga2O3およびGaAsO4は反応温度では固体であ
り、表面安定化のための誘電体層としてウエハと
接触したままである。誘電体層はほとんどGaPO4
でありGa2O3を幾分含み、その中には極めて少量
のGaAsO4が存在するものと思われる。GaPO4の
量(これは非晶質)は、誘電体層がアモルフアス
として作用することを確実にするのに十分な量で
ある。この誘電体層は、ヒ化ガリウム表面安定化
技術における実質的な改良であり、満足できる界
面状態密度を示した。
乾燥した酸素を用いて、大気圧の下で約700℃で
行なわれる。このような条件の下で、熱酸化プロ
セスの間に、酸素はひ化リン化ガリウムと結合し
て、リン酸ガリウム(GaPO4)、酸化ガリウム
(Ga2O3)、三酸化ヒ素(As2O3)およびおそらく
五酸化リン(P2O5)およびヒ酸ガリウム
(GaAsO4)を形成する。As2O3およびP2O5はとも
に反応温度では気体状であり、キヤリアガスによ
つて反応チヤンバから一掃される。GaPO4、
Ga2O3およびGaAsO4は反応温度では固体であ
り、表面安定化のための誘電体層としてウエハと
接触したままである。誘電体層はほとんどGaPO4
でありGa2O3を幾分含み、その中には極めて少量
のGaAsO4が存在するものと思われる。GaPO4の
量(これは非晶質)は、誘電体層がアモルフアス
として作用することを確実にするのに十分な量で
ある。この誘電体層は、ヒ化ガリウム表面安定化
技術における実質的な改良であり、満足できる界
面状態密度を示した。
GaAsPをGPOに変換することを含む正確な化
学反応は知られていない。しかしながら、
GaAsPがGaAs0.5P0.5である場合には、全体の反
応に対する方程式は次のとおりであると思われ
る。
学反応は知られていない。しかしながら、
GaAsPがGaAs0.5P0.5である場合には、全体の反
応に対する方程式は次のとおりであると思われ
る。
28GaAs0.5P0.5+4902→
12GaPO4+8Ga2O3+P2O5↑+7As2O3↑
最初のGaAs1-XPX組成が異なると全体の式が異
なる。
なる。
栄養素を表面領域へ加えることによつて半導体
のその領域の組成を変更させる代わりに、加えら
れる栄養素を含む付加的な層が半導体の表面上に
エピタキシヤル成長されてもよい。この方法で
は、好ましい方法として、表面安定化材料が、半
導体の表面の、栄養素を包含している領域を熱変
換することによつて形成される。この実施例によ
れば、単結晶の栄養素包含層はエピタキシヤル成
長によつて半導体結晶の表面に形成される。この
成長は分子線エピタキシによるのが好ましい。こ
の方法では、栄養素を包含する化合物の成分分子
は半導体表面で互いに接触するようにされ、そこ
でそれらの成分分子は反応して「栄養素が導入さ
れた」領域を形成する。
のその領域の組成を変更させる代わりに、加えら
れる栄養素を含む付加的な層が半導体の表面上に
エピタキシヤル成長されてもよい。この方法で
は、好ましい方法として、表面安定化材料が、半
導体の表面の、栄養素を包含している領域を熱変
換することによつて形成される。この実施例によ
れば、単結晶の栄養素包含層はエピタキシヤル成
長によつて半導体結晶の表面に形成される。この
成長は分子線エピタキシによるのが好ましい。こ
の方法では、栄養素を包含する化合物の成分分子
は半導体表面で互いに接触するようにされ、そこ
でそれらの成分分子は反応して「栄養素が導入さ
れた」領域を形成する。
栄養素が導入された領域の分子線エピタキシは
好ましくは、高品質の単結晶層を形成する目的
で、23℃ないし700℃の範囲の温度でウエハに対
して行なわれる。選択された−化合物半導体
を形成するために、所望の化合物に含まれる個々
の元素は好ましくは分子線により導入され、分子
線の強さは所望の化合物を与えるように選択され
る。これらの分子線はウエハの表面で溶け込み、
反応して所望の化合物を形成する。もし所望の化
合物がGaAsPであれば、そのとき3個の分子線
が用いられ、そのそれぞれはガリウム、ヒ素およ
びリンの分子線であり、ウエハ上で直接にヒ化リ
ン化ガリウムを形成するように反応する。分子線
エピキタシによる栄養素を包含する層を形成する
プロセスは、第2図に概略的に示される。第2a
図において、−化合物半導体材料40のウエ
ハ38は、流出セル50,52および54によつ
て発生される適当な分子の入射線にさらされる。
分子線はウエハ40の表面を照射し、その表面に
粘着し、ウエハ40上で反応して単結晶修正層4
2を形成する。このステツプの終了時のウエハが
第2b図に示され、これは好ましいプロセスの再
結晶ステツプ後のウエハ8と等価である。ウエハ
はそれから、第1d図のステツプ3の変換プロセ
スを受ける。
好ましくは、高品質の単結晶層を形成する目的
で、23℃ないし700℃の範囲の温度でウエハに対
して行なわれる。選択された−化合物半導体
を形成するために、所望の化合物に含まれる個々
の元素は好ましくは分子線により導入され、分子
線の強さは所望の化合物を与えるように選択され
る。これらの分子線はウエハの表面で溶け込み、
反応して所望の化合物を形成する。もし所望の化
合物がGaAsPであれば、そのとき3個の分子線
が用いられ、そのそれぞれはガリウム、ヒ素およ
びリンの分子線であり、ウエハ上で直接にヒ化リ
ン化ガリウムを形成するように反応する。分子線
エピキタシによる栄養素を包含する層を形成する
プロセスは、第2図に概略的に示される。第2a
図において、−化合物半導体材料40のウエ
ハ38は、流出セル50,52および54によつ
て発生される適当な分子の入射線にさらされる。
分子線はウエハ40の表面を照射し、その表面に
粘着し、ウエハ40上で反応して単結晶修正層4
2を形成する。このステツプの終了時のウエハが
第2b図に示され、これは好ましいプロセスの再
結晶ステツプ後のウエハ8と等価である。ウエハ
はそれから、第1d図のステツプ3の変換プロセ
スを受ける。
好ましい実施例の議論は、表面安定化可能栄養
素を欠いている化合物へその栄養素を加えるとい
う点から行なわれたが、この発明はまた栄養素が
既に存在するが、しかし満足できる表面安定化を
生ずるには十分でない濃度しかない場合にも適用
できる。したがつて、この発明の目的のために、
表面安定化可能栄養素は第族または第族から
任意の元素として幅広く選択されることができ、
半導体の表面層へその元素を添加することによつ
て、その層の熱変換が、加えられる元素がない場
合の熱変換から生じるであろう表面安定化よりも
優れた改良された表面安定化を提供するように誘
電体層を形成し得る。
素を欠いている化合物へその栄養素を加えるとい
う点から行なわれたが、この発明はまた栄養素が
既に存在するが、しかし満足できる表面安定化を
生ずるには十分でない濃度しかない場合にも適用
できる。したがつて、この発明の目的のために、
表面安定化可能栄養素は第族または第族から
任意の元素として幅広く選択されることができ、
半導体の表面層へその元素を添加することによつ
て、その層の熱変換が、加えられる元素がない場
合の熱変換から生じるであろう表面安定化よりも
優れた改良された表面安定化を提供するように誘
電体層を形成し得る。
この発明の表面安定化技術は、半導体装置の表
面安定化のために単結晶半導体に対して主として
利用されるものと理解されるが、その技術はまた
多結晶−化合物半導体構造および装置にも応
用することができる。
面安定化のために単結晶半導体に対して主として
利用されるものと理解されるが、その技術はまた
多結晶−化合物半導体構造および装置にも応
用することができる。
−化合物のための高品質で、自己発生的な
表面安定化のための誘電体層が開示された。この
発明の方法は一般的応用が可能なものであり、か
つその方法に対して与えられる保護は前掲の特許
請求の範囲によつてのみ限定されるものであると
いうことを理解されたい。
表面安定化のための誘電体層が開示された。この
発明の方法は一般的応用が可能なものであり、か
つその方法に対して与えられる保護は前掲の特許
請求の範囲によつてのみ限定されるものであると
いうことを理解されたい。
第1図は、−化合物半導体上に自己発生的
な表面安定化のための誘電体層を作るためのステ
ツプを示す。第2図は、表面安定化栄養素を含む
−化合物の層を半導体の表面上に作るための
分子線エピタキシヤル方法によるステツプを示
す。 図において、8はウエハ、14は層、16は再
結晶化された層、18は非晶質(アモルフアス)
誘電体層、38はウエハ、40は半導体材料、4
2は単結晶の栄養素導入層を示す。
な表面安定化のための誘電体層を作るためのステ
ツプを示す。第2図は、表面安定化栄養素を含む
−化合物の層を半導体の表面上に作るための
分子線エピタキシヤル方法によるステツプを示
す。 図において、8はウエハ、14は層、16は再
結晶化された層、18は非晶質(アモルフアス)
誘電体層、38はウエハ、40は半導体材料、4
2は単結晶の栄養素導入層を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 −半導体化合物の表面上に、自己発生的
な表面安定化誘電体層(原サブストレートが変化
されて発生した表面安定化のための誘電体層を意
味する)を生成することによつて、半導体を製造
する方法であつて、 均一な組成を有する−半導体化合物のウエ
ハを準備するステツプと、 第族および第族元素のうちから、前記化合
物が誘電体層に変換されることを可能にする元素
である表面安定化可能元素を選択するステツプ
と、 前記化合物に前記選択された表面安定化可能元
素をイオン注入して表面層を形成し、前記−
半導体化合物の前記表面層以外の領域における濃
度よりも前記表面層における前記選択された表面
安定化可能元素の濃度を大きくするステツプと、 前記選択された元素の濃度を大きくしなければ
変換プロセスによつて前記−半導体化合物か
ら形成されることができなかつたであろう自己発
生的な表面安定化のための誘電体層に、前記表面
層のすべてを変換するステツプとを備える、表面
安定化−化合物半導体の製造方法。 2 前記変換プロセスは、酸素を含む化合物を形
成するように前記表面を熱酸化することを含む、
特許請求の範囲第1項記載の表面安定化−化
合物半導体の製造方法。 3 前記化合物はヒ化ガリウムであり、 前記選択された少なくとも1つの元素はリンで
あり、 前記変換プロセスは熱酸化を含み、 前記表面安定化のための誘電体層は、そのモル
組成において少なくとも50%のリン酸ガリウムを
含む、特許請求の範囲第1項記載の表面安定化
−化合物半導体の製造方法。 4 前記表面層は前記ウエハの一部として形成さ
れる、特許請求の範囲第1項記載の表面安定化
−化合物半導体の製造方法。 5 前記半導体化合物は単結晶であり、 前記表面層の形成ステツプは、前記表面層を再
結晶して、前記化合物の前記表面層以外の部分と
連続的な単結晶を形成するステツプをさらに含
む、特許請求の範囲第1項記載の表面安定化−
化合物半導体の製造方法。 6 前記表面層の形成ステツプは、前記−半
導体化合物は前記自己発生的な誘電体層に変換す
るためには前記−半導体化合物に欠乏してい
る元素を前記ウエハに添加して、前記表面付近に
おいて前記ウエハの化学組成を変換するステツプ
を含む、特許請求の範囲第5項記載の表面安定化
−化合物半導体の製造方法。 7 前記ウエハはヒ化ガリウム(GaAs)であ
り、 前記表面層は、前記ヒ化ガリウムにリンを化合
させてヒ化リン化ガリウム(GaAsP)を形成す
ることによつて形成され、 前記誘電体層は、前記ヒ化リン化ガリウムから
成る表面層を全部熱酸化して酸化リン酸ガリウム
(GPO)[酸化ガリウム(Ga2O3)を含むリン酸ガ
リウム(GaPO4)]を形成することによつて形成
される、特許請求の範囲第5項記載の−化合
物半導体の製造方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/796,120 US4172906A (en) | 1977-05-11 | 1977-05-11 | Method for passivating III-V compound semiconductors |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS53139978A JPS53139978A (en) | 1978-12-06 |
| JPS6249729B2 true JPS6249729B2 (ja) | 1987-10-21 |
Family
ID=25167351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4715278A Granted JPS53139978A (en) | 1977-05-11 | 1978-04-19 | Iiiiv compound semiconductor structure and method of growing pure surface stabilizing dielectric layer thereon |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4172906A (ja) |
| JP (1) | JPS53139978A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0280886U (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-21 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4331737A (en) * | 1978-04-01 | 1982-05-25 | Zaidan Hojin Handotai Kenkyu Shinkokai | Oxynitride film and its manufacturing method |
| US4291327A (en) * | 1978-08-28 | 1981-09-22 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | MOS Devices |
| US4246296A (en) * | 1979-02-14 | 1981-01-20 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Controlling the properties of native films using selective growth chemistry |
| US4282043A (en) * | 1980-02-25 | 1981-08-04 | International Business Machines Corporation | Process for reducing the interdiffusion of conductors and/or semiconductors in contact with each other |
| US4302278A (en) * | 1980-06-16 | 1981-11-24 | Rockwell International Corporation | GaAs Crystal surface passivation method |
| IT1171402B (it) * | 1981-07-20 | 1987-06-10 | Selenia Ind Eletroniche Associ | Transistor ad effeto di campo a barriera metallo-semiconduttorre conzona svuotata modificata |
| US4474623A (en) * | 1982-04-26 | 1984-10-02 | Raytheon Company | Method of passivating a semiconductor body |
| US4546372A (en) * | 1983-04-11 | 1985-10-08 | United Technologies Corporation | Phosphorous-nitrogen based glasses for the passivation of III-V semiconductor materials |
| US4443489A (en) * | 1983-05-10 | 1984-04-17 | United Technologies Corporation | Method for the formation of phosphorous-nitrogen based glasses useful for the passivation of III-V semiconductor materials |
| US4634474A (en) * | 1984-10-09 | 1987-01-06 | At&T Bell Laboratories | Coating of III-V and II-VI compound semiconductors |
| US4946735A (en) * | 1986-02-10 | 1990-08-07 | Cornell Research Foundation, Inc. | Ultra-thin semiconductor membranes |
| US4952446A (en) * | 1986-02-10 | 1990-08-28 | Cornell Research Foundation, Inc. | Ultra-thin semiconductor membranes |
| US5214003A (en) * | 1989-05-31 | 1993-05-25 | Nippon Mining Co., Ltd. | Process for producing a uniform oxide layer on a compound semiconductor substrate |
| US5262360A (en) * | 1990-12-31 | 1993-11-16 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | AlGaAs native oxide |
| JP3097863B2 (ja) * | 1990-12-31 | 2000-10-10 | ザ ボード オブ トラスティース オブ ザ ユニバーシティ オブ イリノイ | AlGaAs自然酸化物 |
| US5327448A (en) * | 1992-03-30 | 1994-07-05 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor devices and techniques for controlled optical confinement |
| US5353295A (en) * | 1992-08-10 | 1994-10-04 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor laser device with coupled cavities |
| EP0635938B1 (de) * | 1993-07-20 | 1998-04-15 | AVL List GmbH | Piezoelektrisches Kristallelement |
| US5550081A (en) * | 1994-04-08 | 1996-08-27 | Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Method of fabricating a semiconductor device by oxidizing aluminum-bearing 1H-V semiconductor in water vapor environment |
| US5902130A (en) * | 1997-07-17 | 1999-05-11 | Motorola, Inc. | Thermal processing of oxide-compound semiconductor structures |
| US6599564B1 (en) * | 2000-08-09 | 2003-07-29 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Substrate independent distributed bragg reflector and formation method |
| JP5082278B2 (ja) * | 2005-05-16 | 2012-11-28 | ソニー株式会社 | 発光ダイオードの製造方法、集積型発光ダイオードの製造方法および窒化物系iii−v族化合物半導体の成長方法 |
| KR100982993B1 (ko) | 2008-10-14 | 2010-09-17 | 삼성엘이디 주식회사 | Ⅲ족 질화물 반도체의 표면 처리 방법, ⅲ족 질화물 반도체및 그의 제조 방법 및 ⅲ족 질화물 반도체 구조물 |
| US8273649B2 (en) * | 2008-11-17 | 2012-09-25 | International Business Machines Corporation | Method to prevent surface decomposition of III-V compound semiconductors |
| KR102099881B1 (ko) * | 2013-09-03 | 2020-05-15 | 삼성전자 주식회사 | 반도체 소자 및 그 제조 방법 |
-
1977
- 1977-05-11 US US05/796,120 patent/US4172906A/en not_active Expired - Lifetime
-
1978
- 1978-04-19 JP JP4715278A patent/JPS53139978A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0280886U (ja) * | 1988-12-07 | 1990-06-21 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53139978A (en) | 1978-12-06 |
| US4172906A (en) | 1979-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPS6249729B2 (ja) | ||
| JP3330218B2 (ja) | 半導体装置の製造方法,及び半導体装置 | |
| US4500388A (en) | Method for forming monocrystalline semiconductor film on insulating film | |
| US5087576A (en) | Implantation and electrical activation of dopants into monocrystalline silicon carbide | |
| CA1297390C (en) | Method of epitaxially growing gallium arsenide on silicon | |
| US5030580A (en) | Method for producing a silicon carbide semiconductor device | |
| US4948751A (en) | Moelcular beam epitaxy for selective epitaxial growth of III - V compound semiconductor | |
| US20230298887A1 (en) | Process for working a wafer of 4h-sic material to form a 3c-sic layer in direct contact with the 4h-sic material | |
| Takenaka et al. | Diffusion layers formed in Si substrates during the epitaxial growth of BP and application to devices | |
| US5142350A (en) | Transistor having cubic boron nitride layer | |
| JP2670453B2 (ja) | 結晶の形成方法 | |
| US5232862A (en) | Method of fabricating a transistor having a cubic boron nitride layer | |
| Rosencher et al. | Si/CoSi2/Si permeable base transistor obtained by silicon molecular beam epitaxy over a CoSi2 grating | |
| JP2004515919A (ja) | 正極性にドープされた広い禁止帯を有する半導体の製法 | |
| US5081053A (en) | Method for forming a transistor having cubic boron nitride layer | |
| KR102936339B1 (ko) | 산화갈륨 박막 구조물, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 포토다이오드 | |
| JPH0310595B2 (ja) | ||
| JPH05206520A (ja) | p型II−VI族化合物半導体の製造方法 | |
| JPS6249730B2 (ja) | ||
| JPH07107936B2 (ja) | ヒ化ガリウムを用いたmis型半導体装置の製造方法 | |
| JP2555885B2 (ja) | ゲルマニウム・砒化ガリウム接合の製造方法 | |
| JPS596054B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| JPS61145823A (ja) | 分子線エピタキシ成長法 | |
| JPH025439A (ja) | 半導体基板 | |
| JPH0322526A (ja) | 炭化珪素半導体装置の製造方法 |