JPS6284522A - ３−ｖ族化合物半導体の表面保護膜構造 - Google Patents
３−ｖ族化合物半導体の表面保護膜構造Info
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- JPS6284522A JPS6284522A JP60225269A JP22526985A JPS6284522A JP S6284522 A JPS6284522 A JP S6284522A JP 60225269 A JP60225269 A JP 60225269A JP 22526985 A JP22526985 A JP 22526985A JP S6284522 A JPS6284522 A JP S6284522A
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Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分計）
本発明はＩＩＬＶ族化合物半導体の表面保護膜構造に関
する。
する。
（従来技術とその問題点）
ＩＩＬＶ族化合物半導体素子の長期的な信頼性は、主と
して表面保護膜の特質によって左右される。
して表面保護膜の特質によって左右される。
ここでは−例として、現在の１〜１．６ｐｍ波長域の光
通信用受光素子であるＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓ系アバラン
シフォトダイオード（ＡＰＤと略記）の表面保護膜に関
与する信頼性について述べる。従来のＩｎＰ−ＩｎＧａ
Ａｓ系ＡＰＤの構造は第２図に示すとおりである。第２
図において、１はｎ＋−ＩｎＰ半導体基板、２は、ｎ−
ＩｎＰバッファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４
はｎ−ＩｎＰアバランシ増倍層、４′はｎ −ＪｎＰキ
ャップ層、５は４，４′ 中に選択的に設けられたｐ型
導電領域、６は表面保護膜、７，８は各々ｐ型、ｎ型オ
ーミック電極である。従来、表面保護膜は、窒化シリコ
ン膜（ＳｉＮｘ）若しくは、酸化シリコン膜（Ｓｉ０２
）の単層で構成されていたが、その場合、ＡＰＤを高温
加速寿命試験に供した時、比較的、早い時期に劣化して
いた。第３図は、ＡＰＤを２００°Ｃで加速寿命試験し
た場合（７） ０．９ＶＢ（ＶＢ ｌ；！降伏電圧）に
おける暗電流の変化を示しているが、′５ｉ０２表面保
護膜の場合（図中の曲線９）は１００〜２００時間で、
ＳｉＮｘ表面保護膜の場合（曲線１０）は５００〜１０
００時間で、暗電流が増加して劣化する。
通信用受光素子であるＩｎＰ−ＩｎＧａＡｓ系アバラン
シフォトダイオード（ＡＰＤと略記）の表面保護膜に関
与する信頼性について述べる。従来のＩｎＰ−ＩｎＧａ
Ａｓ系ＡＰＤの構造は第２図に示すとおりである。第２
図において、１はｎ＋−ＩｎＰ半導体基板、２は、ｎ−
ＩｎＰバッファ層、３はｎ−ＩｎＧａＡｓ光吸収層、４
はｎ−ＩｎＰアバランシ増倍層、４′はｎ −ＪｎＰキ
ャップ層、５は４，４′ 中に選択的に設けられたｐ型
導電領域、６は表面保護膜、７，８は各々ｐ型、ｎ型オ
ーミック電極である。従来、表面保護膜は、窒化シリコ
ン膜（ＳｉＮｘ）若しくは、酸化シリコン膜（Ｓｉ０２
）の単層で構成されていたが、その場合、ＡＰＤを高温
加速寿命試験に供した時、比較的、早い時期に劣化して
いた。第３図は、ＡＰＤを２００°Ｃで加速寿命試験し
た場合（７） ０．９ＶＢ（ＶＢ ｌ；！降伏電圧）に
おける暗電流の変化を示しているが、′５ｉ０２表面保
護膜の場合（図中の曲線９）は１００〜２００時間で、
ＳｉＮｘ表面保護膜の場合（曲線１０）は５００〜１０
００時間で、暗電流が増加して劣化する。
Ｓｉ０２表面保護膜の場合の劣化原因は、主として、化
合物半導体の構成゛元素であるＩｎ（ＩＩＩ族元素）が
高温での逆バイアス印加によって５ｉ０２膜中へ拡散し
ていく事によっている。ＳｉＮｘ表面保護膜の場合は、
Ｉｎの保護膜中への拡散は抑制されるものの、ＳｉＮｘ
膜自身、強い引っ張り応力を有している為、高温での寿
命試験中に半導体とＳｉＮｘ膜との界面における応力歪
が助長される事による劣化が生じる。
合物半導体の構成゛元素であるＩｎ（ＩＩＩ族元素）が
高温での逆バイアス印加によって５ｉ０２膜中へ拡散し
ていく事によっている。ＳｉＮｘ表面保護膜の場合は、
Ｉｎの保護膜中への拡散は抑制されるものの、ＳｉＮｘ
膜自身、強い引っ張り応力を有している為、高温での寿
命試験中に半導体とＳｉＮｘ膜との界面における応力歪
が助長される事による劣化が生じる。
（発明の目的）
本発明は、上記の従来の欠点を除去せしめ、長期信頼性
を有する化合物半導体素子の表面保護膜構造を提供する
ことにある。
を有する化合物半導体素子の表面保護膜構造を提供する
ことにある。
（問題点を解決する具体的手段）
本発明は、少なくとも窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜と窒
化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ：ただしＸ≠０．ｙ≠０
）膜とから構成され、かつ窒化酸化シリコン膜が窒化シ
リコン膜によって挾まれた積層多層構造を有する事を特
徴とするＩＩＬＶ族化合物半導体の表面保護膜構造であ
る。尚、ｘ、ｙはｘ＞０．０＜ｙ＜２となるのが通常で
ある。
化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ：ただしＸ≠０．ｙ≠０
）膜とから構成され、かつ窒化酸化シリコン膜が窒化シ
リコン膜によって挾まれた積層多層構造を有する事を特
徴とするＩＩＬＶ族化合物半導体の表面保護膜構造であ
る。尚、ｘ、ｙはｘ＞０．０＜ｙ＜２となるのが通常で
ある。
（作用）
本発明は、上述の構成により従来の欠点を解決した。す
なわち、半導体構成元素であるＩＩＩ族元素の表面保護
膜中への拡散を防ぐため、窒化シリコン膜を用い、かつ
、窒化シリコン膜自身の強い引っ張り応力を緩和するた
め、窒化酸化シリコン膜を用いる。これは、酸素を含有
することによって膜応力が緩和され、酸素含有量と共に
圧縮応力へと変化するかＣである。更に酸素を含む膜は
、外気からの汚染に影響され易いため、窒化酸化シリコ
ン膜を窒化シリコン膜で挾んだ構造を用いている。
なわち、半導体構成元素であるＩＩＩ族元素の表面保護
膜中への拡散を防ぐため、窒化シリコン膜を用い、かつ
、窒化シリコン膜自身の強い引っ張り応力を緩和するた
め、窒化酸化シリコン膜を用いる。これは、酸素を含有
することによって膜応力が緩和され、酸素含有量と共に
圧縮応力へと変化するかＣである。更に酸素を含む膜は
、外気からの汚染に影響され易いため、窒化酸化シリコ
ン膜を窒化シリコン膜で挾んだ構造を用いている。
（実施例）
以下、図を用いて実施例を説明する。第１図は、第２図
に示した表面保護膜６の本発明による構造の一例である
。プラズマＣＶＤ法により、３００°Ｃで第１のＳｉＮ
ｘ膜１１を５００人厚さに５ｉＮｘＯｙ膜１２を１００
０人厚さに第２のＳｉＮｘ膜１１′ を５００人厚さ
に順次成長した。ＳｉＮｘの成長は、ＳｉＨ４ガス流量
６ｃｃ／分、ＮＨ３ガス流量２５ｃｃ／分、希釈用Ｎ２
ガス流量１００ｃｃ／分の条件で行った。５ｉＮｚＯｙ
の成長は、上記ＳｉＮｘの成長ガス条件に、０２ガス流
量１０ｃｃ／分を加えて行った。このときのＸは１．２
、ｙは０．２５であった。
に示した表面保護膜６の本発明による構造の一例である
。プラズマＣＶＤ法により、３００°Ｃで第１のＳｉＮ
ｘ膜１１を５００人厚さに５ｉＮｘＯｙ膜１２を１００
０人厚さに第２のＳｉＮｘ膜１１′ を５００人厚さ
に順次成長した。ＳｉＮｘの成長は、ＳｉＨ４ガス流量
６ｃｃ／分、ＮＨ３ガス流量２５ｃｃ／分、希釈用Ｎ２
ガス流量１００ｃｃ／分の条件で行った。５ｉＮｚＯｙ
の成長は、上記ＳｉＮｘの成長ガス条件に、０２ガス流
量１０ｃｃ／分を加えて行った。このときのＸは１．２
、ｙは０．２５であった。
尚、プラズマＣＶＤでは膜中にＨもとりこまれてしまい
正確な組成は５ｉＮｘＨ２となるが社会通念に従いここ
ではＳｉＮ、と表わした。したがって本発明ではＨを含
んだ膜も技術範囲に入るものである。
正確な組成は５ｉＮｘＨ２となるが社会通念に従いここ
ではＳｉＮ、と表わした。したがって本発明ではＨを含
んだ膜も技術範囲に入るものである。
（発明の効果）
本発明による第１図の構造を、第２図に示した表面保護
膜６として用いたＩｎＰバｎＧａＡｓ−ＡＰＤの２００
°Ｃにおける高温加速寿命試験の結果を第４図に示す。
膜６として用いたＩｎＰバｎＧａＡｓ−ＡＰＤの２００
°Ｃにおける高温加速寿命試験の結果を第４図に示す。
０．９ｖＢにおける暗電流は、２０００時間以上経過し
てもほとんど劣化していない。すなわち、従来の表面保
護膜の場合の第３図の結果に比較して大幅な長期的信頼
性が得られた。また、第４図の結果は５ｉＮＸＩＳｉＮ
ｘＯ７ｌＳｉＮｘ３層の表面保護膜を用いた場合である
が、上記サンドイッチ構造を多層積層することによって
も同様の効果が得られた。
てもほとんど劣化していない。すなわち、従来の表面保
護膜の場合の第３図の結果に比較して大幅な長期的信頼
性が得られた。また、第４図の結果は５ｉＮＸＩＳｉＮ
ｘＯ７ｌＳｉＮｘ３層の表面保護膜を用いた場合である
が、上記サンドイッチ構造を多層積層することによって
も同様の効果が得られた。
更に、ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ−ＡＰＤに限らず、他のＩ
ＩＩ −Ｖ族化合物半導体素子についても同様の長期信
頼性が期待できる。その例としてＧａＡｓ表面上に先の
ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ−ＡＰＤの場合と同一の条件でＳ
ｉＮｘ膜、５ＩＮｚＯｙ膜、ＳｉＮｘ膜を順次成長し、
しかる後、ＡＩ電極を形成した金属（Ｍ）／絶縁膜（Ｉ
）／半導体（Ｓ）ダイオードを作製した。このＭＩＳダ
イオードの長期安定性を調べるために、１５０°Ｃにお
ける高温加速試験を行った。安定性の目安として、容量
（Ｃ）−電圧（Ｖ）特性を測定したが、１０００時間経
過後においても、Ｃ−７曲線の変化は見られなかった。
ＩＩ −Ｖ族化合物半導体素子についても同様の長期信
頼性が期待できる。その例としてＧａＡｓ表面上に先の
ＩｎＰ／ＩｎＧａＡｓ−ＡＰＤの場合と同一の条件でＳ
ｉＮｘ膜、５ＩＮｚＯｙ膜、ＳｉＮｘ膜を順次成長し、
しかる後、ＡＩ電極を形成した金属（Ｍ）／絶縁膜（Ｉ
）／半導体（Ｓ）ダイオードを作製した。このＭＩＳダ
イオードの長期安定性を調べるために、１５０°Ｃにお
ける高温加速試験を行った。安定性の目安として、容量
（Ｃ）−電圧（Ｖ）特性を測定したが、１０００時間経
過後においても、Ｃ−７曲線の変化は見られなかった。
以上の事から、５ｉＮｚ／５ｉＮｚＯｙ／５ｉＮｚサン
ドイツチ構造がＩＩＬＶ族半導体素子の長期信頼性を確
実にする表面保護膜構造であることが理解できる。
ドイツチ構造がＩＩＬＶ族半導体素子の長期信頼性を確
実にする表面保護膜構造であることが理解できる。
第１図は、本発明の表面保護膜の一例を示す図であり、
１１．１１’ は窒化シリコン膜、１２は窒化酸化シリ
コン膜である。第２図は、本発明の適用された半導体受
光素子の図で、１は半導体基板、２はバッファ層、３は
光吸収層、４はアバランシ増倍層、４′はギャップ層、
５はｐ型導電領域、６は表面保護膜、７，８は各々ｐ型
、ｎ型オーミック電極である。第３図は従来の表面保護
膜を用いたときの高温加速寿命試験結果を示す図で９は
５ｉ０２．１０はＳｉＮ！保護膜の場合、第４図は本発
明の表面保護膜を用いたときの高温加速寿命試験結果を
示す図である。 オ ｌ 口 ｌｖ２ 口 暗電流（Ａ）
１１．１１’ は窒化シリコン膜、１２は窒化酸化シリ
コン膜である。第２図は、本発明の適用された半導体受
光素子の図で、１は半導体基板、２はバッファ層、３は
光吸収層、４はアバランシ増倍層、４′はギャップ層、
５はｐ型導電領域、６は表面保護膜、７，８は各々ｐ型
、ｎ型オーミック電極である。第３図は従来の表面保護
膜を用いたときの高温加速寿命試験結果を示す図で９は
５ｉ０２．１０はＳｉＮ！保護膜の場合、第４図は本発
明の表面保護膜を用いたときの高温加速寿命試験結果を
示す図である。 オ ｌ 口 ｌｖ２ 口 暗電流（Ａ）
Claims (1)
- 少なくとも窒化シリコン（ＳｉＮ＿ｘ）膜と窒化酸化シ
リコン膜（ＳｉＮ＿ｘＯ＿ｙ：ただしｘ≠０，ｙ≠０）
とから構成され、かつ、窒化酸化シリコン膜が窒化シリ
コン膜によってはさまれた積層多層構造を有する事を特
徴とするIII−Ｖ化合物半導体の表面保護膜構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60225269A JPS6284522A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | ３−ｖ族化合物半導体の表面保護膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60225269A JPS6284522A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | ３−ｖ族化合物半導体の表面保護膜構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6284522A true JPS6284522A (ja) | 1987-04-18 |
Family
ID=16826674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60225269A Pending JPS6284522A (ja) | 1985-10-08 | 1985-10-08 | ３−ｖ族化合物半導体の表面保護膜構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6284522A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6432686A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Nec Corp | Manufacture of avalanche type semiconductor photodetector |
| JPH02102534A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-16 | Nec Corp | 半導体装置の形成方法 |
| JPH03268430A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の保護膜構造 |
| JP2014011347A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体受光素子 |
| CN115377229A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-22 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 一种二氧化硅钝化膜及其制作方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5062774A (ja) * | 1973-10-06 | 1975-05-28 |
-
1985
- 1985-10-08 JP JP60225269A patent/JPS6284522A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5062774A (ja) * | 1973-10-06 | 1975-05-28 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6432686A (en) * | 1987-07-28 | 1989-02-02 | Nec Corp | Manufacture of avalanche type semiconductor photodetector |
| JPH02102534A (ja) * | 1988-10-11 | 1990-04-16 | Nec Corp | 半導体装置の形成方法 |
| JPH03268430A (ja) * | 1990-03-19 | 1991-11-29 | Kawasaki Steel Corp | 半導体装置の保護膜構造 |
| JP2014011347A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Sumitomo Electric Device Innovations Inc | 半導体受光素子 |
| US8970013B2 (en) | 2012-06-29 | 2015-03-03 | Sumitomo Electric Device Innovations, Inc. | Semiconductor light-receiving element |
| CN115377229A (zh) * | 2022-09-16 | 2022-11-22 | 武汉敏芯半导体股份有限公司 | 一种二氧化硅钝化膜及其制作方法 |
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