JPS6362095B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6362095B2 JPS6362095B2 JP56167388A JP16738881A JPS6362095B2 JP S6362095 B2 JPS6362095 B2 JP S6362095B2 JP 56167388 A JP56167388 A JP 56167388A JP 16738881 A JP16738881 A JP 16738881A JP S6362095 B2 JPS6362095 B2 JP S6362095B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas
- semiconductor crystal
- insulating film
- reaction tube
- phosphoryl
- 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
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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
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、絶縁ゲート形MIS電界効果トランジ
スタのゲート絶縁膜を形成する場合に適用し得
る、半導体結晶上への絶縁膜の形成法に関し、特
に族元素就中燐（Ｐ）を有する−族化合物
半導体結晶上に、絶縁膜を形成する場合に適用し
て好適なものである。
スタのゲート絶縁膜を形成する場合に適用し得
る、半導体結晶上への絶縁膜の形成法に関し、特
に族元素就中燐（Ｐ）を有する−族化合物
半導体結晶上に、絶縁膜を形成する場合に適用し
て好適なものである。
半導体結晶上への絶縁膜の形成法として従来、
熱酸化法により半導体結晶上に半導体結晶の材料
の酸化物でなる絶縁膜を形成する方法、陽極酸化
法により半導体結晶上に半導体結晶の材料の酸化
物でなる絶縁膜を形成する方法、化学気相堆積法
（所謂CVD法）によつてSiO2、Al2O3等でなる絶
縁膜を形成する方法等が提案されている。
熱酸化法により半導体結晶上に半導体結晶の材料
の酸化物でなる絶縁膜を形成する方法、陽極酸化
法により半導体結晶上に半導体結晶の材料の酸化
物でなる絶縁膜を形成する方法、化学気相堆積法
（所謂CVD法）によつてSiO2、Al2O3等でなる絶
縁膜を形成する方法等が提案されている。
然し乍ら、従来提案されている方法の場合、半
導体結晶上の絶縁膜が半導体結晶の表面を劣化せ
しめて形成されたり、半導体結晶上の絶縁膜が化
学的にも電気的にも安定なものとして形成されな
かつたり、半導体結晶上の絶縁膜が耐圧の高いも
のとして形成されなかつたりする欠点を有してい
た。特に半導体結晶をInP、InGaAsP等の燐
（Ｐ）を有するInAs等の−族化合物半導体結
晶とする場合、その半導体結晶上に絶縁膜を形成
する過程で、半導体結晶の表面よりそれを構成す
る燐（Ｐ）が蒸発したりして絶縁膜が半導体結晶
とのなす界面に高い濃度の表面準位を有せしめて
なるものとして形成され、この為、半導体結晶上
に絶縁膜を形成してなる構成を用いて、半導体結
晶を半導体Ｓ、絶縁膜を絶縁体Ｉとせる絶縁ゲー
ト形電界効果トランジスタを製つた場合、その半
導体Ｓ及び金属Ｍ（絶縁体Ｉ上のゲート電極）間
の容量対電圧特性に大なるヒステリシス特性を呈
し、依つて上述せる絶縁ゲート形MIS電界効果ト
ランジスタを製る場合に適用しても、その絶縁ゲ
ート形MIS電界効果トランジスタを所期の実用性
のあるものとして製ることが出来ない等の欠点を
有していた。
導体結晶上の絶縁膜が半導体結晶の表面を劣化せ
しめて形成されたり、半導体結晶上の絶縁膜が化
学的にも電気的にも安定なものとして形成されな
かつたり、半導体結晶上の絶縁膜が耐圧の高いも
のとして形成されなかつたりする欠点を有してい
た。特に半導体結晶をInP、InGaAsP等の燐
（Ｐ）を有するInAs等の−族化合物半導体結
晶とする場合、その半導体結晶上に絶縁膜を形成
する過程で、半導体結晶の表面よりそれを構成す
る燐（Ｐ）が蒸発したりして絶縁膜が半導体結晶
とのなす界面に高い濃度の表面準位を有せしめて
なるものとして形成され、この為、半導体結晶上
に絶縁膜を形成してなる構成を用いて、半導体結
晶を半導体Ｓ、絶縁膜を絶縁体Ｉとせる絶縁ゲー
ト形電界効果トランジスタを製つた場合、その半
導体Ｓ及び金属Ｍ（絶縁体Ｉ上のゲート電極）間
の容量対電圧特性に大なるヒステリシス特性を呈
し、依つて上述せる絶縁ゲート形MIS電界効果ト
ランジスタを製る場合に適用しても、その絶縁ゲ
ート形MIS電界効果トランジスタを所期の実用性
のあるものとして製ることが出来ない等の欠点を
有していた。
依つて本発明は上述せる欠点のない新規な半導
体結晶上への絶縁膜の形成法を提案せんとするも
ので、以下本発明の実施例を述べる所より明らか
となるであろう。
体結晶上への絶縁膜の形成法を提案せんとするも
ので、以下本発明の実施例を述べる所より明らか
となるであろう。
本発明の実施例に於ては、アンモニア（NH3）
ガスの得られるガス源１、三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスを含む水素(H)ガスの得られるガス
源２、ホスフイン（PH3）ガスを含む水素(H)ガス
の得られるガス源３、及び塩化水素（HCl）ガス
を含む水素(H)ガスの得られるガス源４を夫々弁
５，６，７、及び８を介して連結してなる反応管
１０が用意される。この場合ガス源１，２，３及
び４は、反応管１０の一端側に連結され、一方反
応管１０の他端より排気管９が導出されている。
尚反応管１０の周りに加熱源１１が配されている
ものとする。
ガスの得られるガス源１、三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスを含む水素(H)ガスの得られるガス
源２、ホスフイン（PH3）ガスを含む水素(H)ガス
の得られるガス源３、及び塩化水素（HCl）ガス
を含む水素(H)ガスの得られるガス源４を夫々弁
５，６，７、及び８を介して連結してなる反応管
１０が用意される。この場合ガス源１，２，３及
び４は、反応管１０の一端側に連結され、一方反
応管１０の他端より排気管９が導出されている。
尚反応管１０の周りに加熱源１１が配されている
ものとする。
而して先ず、反応管１０内にInP結晶でなる半
導体結晶１２を適当な手段（図示せず）を用いて
設置する。
導体結晶１２を適当な手段（図示せず）を用いて
設置する。
次に弁８を予定の時間丈け開いて反応管１０内
に予定の時間丈けガス源４よりの塩化水素
（HCl）ガスを含む水素(H)ガスを流し、その塩化
水素（HCl）ガスによる半導体結晶１２の表面に
対する軽いエツチング処理をなさしめ、依つて半
導体結晶１２の表面を清浄化する。
に予定の時間丈けガス源４よりの塩化水素
（HCl）ガスを含む水素(H)ガスを流し、その塩化
水素（HCl）ガスによる半導体結晶１２の表面に
対する軽いエツチング処理をなさしめ、依つて半
導体結晶１２の表面を清浄化する。
次に弁７を開き、反応管１０内にガス源３より
のホスフイン（PH3）ガスを含む水素ガス(H)を流
し、反応管１０内がホスフイン（PH3）ガスを含
む水素(H)ガスにて全く置換せしめられた所で、加
熱源１１により反応管１０を加熱せしめ、半導体
結晶１２を450℃〜600℃の温度に加熱する。この
場合半導体結晶１２の表面よりそれを構成する燐
（Ｐ）が蒸発せんとしても、反応管１０内にホス
フイン（PH3）ガスを含む水素(H)ガスが流され、
この為反応管１０内にホスフイン（PH3）の分圧
を有するので、半導体結晶１２の表面よりそれを
構成する燐（Ｐ）が不必要に蒸発することがない
ものである。
のホスフイン（PH3）ガスを含む水素ガス(H)を流
し、反応管１０内がホスフイン（PH3）ガスを含
む水素(H)ガスにて全く置換せしめられた所で、加
熱源１１により反応管１０を加熱せしめ、半導体
結晶１２を450℃〜600℃の温度に加熱する。この
場合半導体結晶１２の表面よりそれを構成する燐
（Ｐ）が蒸発せんとしても、反応管１０内にホス
フイン（PH3）ガスを含む水素(H)ガスが流され、
この為反応管１０内にホスフイン（PH3）の分圧
を有するので、半導体結晶１２の表面よりそれを
構成する燐（Ｐ）が不必要に蒸発することがない
ものである。
次に斯く加熱源１１により半導体結晶１２を
450℃〜600℃に加熱せしめている状態で、弁７を
閉じ、ガス源３よりホスフイン（PH3）ガスを含
む水素(H)ガスの反応管１０内への供給を断とし、
これに代え弁５及び６を開き、反応管１０内に、
ガス源１からのアンモニア（NH3）ガスを流す
と共にガス源２からの三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスを含む水素(H)ガスを流し、反応管
１０内でアンモニア（NH3）ガスと三塩化ホス
ホリル（POCl3）ガスとを気相反応せしめる。然
るときは、加熱源１１によつて、反応管１０内の
温度分布を適当に選定し置けば、アンモニア
（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）ガス
との反応により、ホスホリルトリアミド（OP
（NH2）3）と塩化アンモニウム（NH4Cl）とが生
成し、そのホスホリルトリアミド（OP（NH2）3）
が、半導体結晶１２の表面に到達する前に於て、
反応管１０内の熱により加熱されることにより、
窒化ホスホリル（OPN）（ｎを任意の数として
（OPN）oと記される場合もある）に変化し、そし
てその窒化ホスホリル（OPN）が半導体結晶１
２上に到達するという機構で、又はホスホリルト
リアミド（OP（NH2）3）が半導体結晶１２上の表
面に到達し、そしてそのホスホリルトリアミド
（OP（NH2）3）が、半導体結晶１２上で加熱され
ることにより、窒化ホスホリル（OPN）に変化
するという機構で、半導体結晶１２上に窒化ホス
ホリル（OPN）でなる絶縁膜１３が形成される
ものである。
450℃〜600℃に加熱せしめている状態で、弁７を
閉じ、ガス源３よりホスフイン（PH3）ガスを含
む水素(H)ガスの反応管１０内への供給を断とし、
これに代え弁５及び６を開き、反応管１０内に、
ガス源１からのアンモニア（NH3）ガスを流す
と共にガス源２からの三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスを含む水素(H)ガスを流し、反応管
１０内でアンモニア（NH3）ガスと三塩化ホス
ホリル（POCl3）ガスとを気相反応せしめる。然
るときは、加熱源１１によつて、反応管１０内の
温度分布を適当に選定し置けば、アンモニア
（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）ガス
との反応により、ホスホリルトリアミド（OP
（NH2）3）と塩化アンモニウム（NH4Cl）とが生
成し、そのホスホリルトリアミド（OP（NH2）3）
が、半導体結晶１２の表面に到達する前に於て、
反応管１０内の熱により加熱されることにより、
窒化ホスホリル（OPN）（ｎを任意の数として
（OPN）oと記される場合もある）に変化し、そし
てその窒化ホスホリル（OPN）が半導体結晶１
２上に到達するという機構で、又はホスホリルト
リアミド（OP（NH2）3）が半導体結晶１２上の表
面に到達し、そしてそのホスホリルトリアミド
（OP（NH2）3）が、半導体結晶１２上で加熱され
ることにより、窒化ホスホリル（OPN）に変化
するという機構で、半導体結晶１２上に窒化ホス
ホリル（OPN）でなる絶縁膜１３が形成される
ものである。
以上にて本発明の方法の実施例が明らかとなつ
たが、斯る方法によれば、InP結晶でなる半導体
結晶１２の配されてなる反応管１０内で、アンモ
ニア（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）
ガスとを気相反応せしめる工程を含んで、半導体
結晶１２上に窒化ホスホリル（OPN）でなる絶
縁膜１３を形成せしめるものであるが、この場
合、絶縁膜１３が燐（Ｐ）を含む雰囲気で形成さ
れ、又絶縁膜１３自身が燐（Ｐ）を含む窒化ホス
ホリル（POCl3）で得られるので、半導体結晶１
２がInP結晶でなることにより、その表面よりそ
れを構成する燐（Ｐ）が蒸発せんとしてもそれが
効果的に抑圧され、従つて絶縁膜１３が半導体結
晶１２とのなす界面に高い濃度の表面準位を有せ
しめているものとして形成されることがないもの
である。この為本発明の方法によつて半導体結晶
１２上に絶縁膜１３を形成してなる構成を用い
て、半導体結晶を半導体Ｓ、絶縁膜１３を絶縁体
Ｉとせる絶縁ゲート形電界効果トランジスタを製
つた場合、その半導体Ｓ及び金属Ｍ（絶縁体Ｉ上
のゲート電極）間の容量対電圧特性に大なるヒス
テリシス特性を呈さず、依つて本発明による方法
を上述せる絶縁ゲート形MIS電界効果トランジス
タを製る場合に適用しても、その絶縁ゲート形
MIS電界効果トランジスタを所期の実用性のある
ものとして製ることが出来るという大なる特徴を
有するものである。
たが、斯る方法によれば、InP結晶でなる半導体
結晶１２の配されてなる反応管１０内で、アンモ
ニア（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）
ガスとを気相反応せしめる工程を含んで、半導体
結晶１２上に窒化ホスホリル（OPN）でなる絶
縁膜１３を形成せしめるものであるが、この場
合、絶縁膜１３が燐（Ｐ）を含む雰囲気で形成さ
れ、又絶縁膜１３自身が燐（Ｐ）を含む窒化ホス
ホリル（POCl3）で得られるので、半導体結晶１
２がInP結晶でなることにより、その表面よりそ
れを構成する燐（Ｐ）が蒸発せんとしてもそれが
効果的に抑圧され、従つて絶縁膜１３が半導体結
晶１２とのなす界面に高い濃度の表面準位を有せ
しめているものとして形成されることがないもの
である。この為本発明の方法によつて半導体結晶
１２上に絶縁膜１３を形成してなる構成を用い
て、半導体結晶を半導体Ｓ、絶縁膜１３を絶縁体
Ｉとせる絶縁ゲート形電界効果トランジスタを製
つた場合、その半導体Ｓ及び金属Ｍ（絶縁体Ｉ上
のゲート電極）間の容量対電圧特性に大なるヒス
テリシス特性を呈さず、依つて本発明による方法
を上述せる絶縁ゲート形MIS電界効果トランジス
タを製る場合に適用しても、その絶縁ゲート形
MIS電界効果トランジスタを所期の実用性のある
ものとして製ることが出来るという大なる特徴を
有するものである。
又本発明の方法によれば、絶縁膜１３が窒化ホ
スホリル（OPN）で得られ、而してその窒化ホ
スホリル（OPN）が化学的にも電気的にも比較
的安定であるので、半導体結晶１２上の絶縁膜１
３を化学的にも電気的にも比較的安定なものとし
て形成し得るものである。
スホリル（OPN）で得られ、而してその窒化ホ
スホリル（OPN）が化学的にも電気的にも比較
的安定であるので、半導体結晶１２上の絶縁膜１
３を化学的にも電気的にも比較的安定なものとし
て形成し得るものである。
更に絶縁膜１３が窒化ホスホリル（OPN）で
得られ、而してその窒化ホスホリル（OPN）で
なる絶縁膜１３は比較的高い耐圧を有するので、
半導体結晶１２上の絶縁膜１３を耐圧の高いもの
として形成し得るものである等の特徴も併せ有す
るものである。
得られ、而してその窒化ホスホリル（OPN）で
なる絶縁膜１３は比較的高い耐圧を有するので、
半導体結晶１２上の絶縁膜１３を耐圧の高いもの
として形成し得るものである等の特徴も併せ有す
るものである。
尚上述に於ては、反応管１０内でアンモニア
（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）ガス
とを気相反応せしめるべく、それ等ガスを略々同
じ時点より反応管１０内に流すものとして述べた
ものであるが、先ずアンモニア（NH3）ガスの
みを反応管１０内に流して半導体結晶１２の表面
をアンモニア（NH3）ガスによつて予め窒化せ
しめ、次で反応管１０内に三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスをアンモニア（NH3）ガスと共に
流し、これによりアンモニア（NH3）ガスと三
塩化ホスホリル（POCl3）ガスとを気相反応せし
める様になすことも出来、斯くしても半導体結晶
１２上に窒化ホスホリル（OPN）でなる絶縁膜
１３を形成することが出来、又この場合も、上述
せる優れた特徴を以つて絶縁膜１３を形成し得る
ものである。
（NH3）ガスと三塩化ホスホリル（POCl3）ガス
とを気相反応せしめるべく、それ等ガスを略々同
じ時点より反応管１０内に流すものとして述べた
ものであるが、先ずアンモニア（NH3）ガスの
みを反応管１０内に流して半導体結晶１２の表面
をアンモニア（NH3）ガスによつて予め窒化せ
しめ、次で反応管１０内に三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスをアンモニア（NH3）ガスと共に
流し、これによりアンモニア（NH3）ガスと三
塩化ホスホリル（POCl3）ガスとを気相反応せし
める様になすことも出来、斯くしても半導体結晶
１２上に窒化ホスホリル（OPN）でなる絶縁膜
１３を形成することが出来、又この場合も、上述
せる優れた特徴を以つて絶縁膜１３を形成し得る
ものである。
又上述に於ては半導体結晶１２がInP結晶であ
る場合につき述べたが、InGaAsPの如き燐（Ｐ）
を有する−族化合物半導体結晶である場合に
も本発明を適用して、上述せる優れた特徴を以つ
て窒化ホスホリル（OPN）でなる絶縁膜１３を
形成し得ること明らかであろう。
る場合につき述べたが、InGaAsPの如き燐（Ｐ）
を有する−族化合物半導体結晶である場合に
も本発明を適用して、上述せる優れた特徴を以つ
て窒化ホスホリル（OPN）でなる絶縁膜１３を
形成し得ること明らかであろう。
その他本発明の精神を脱することなしに種々の
変型変更をなし得るであろう。
変型変更をなし得るであろう。
図は本発明による半導体結晶上への絶縁膜の形
成法の説明に供する略線図である。 図中、１，２，３及び４はガス源、５，６，７
及び８は弁、９は排気管、１０は反応管、１１は
加熱源、１２は半導体結晶、１３は絶縁膜を夫々
示す。
成法の説明に供する略線図である。 図中、１，２，３及び４はガス源、５，６，７
及び８は弁、９は排気管、１０は反応管、１１は
加熱源、１２は半導体結晶、１３は絶縁膜を夫々
示す。
Claims (1)
- １ 半導体結晶の配されてなる反応管内で、アン
モニア（NH3）ガスと三塩化ホスホリル
（POCl3）ガスとを気相反応せしめる工程を含ん
で、上記半導体結晶上に窒化ホスホリル（OPN）
でなる絶縁膜を形成せしめる事を特徴とする半導
体結晶上への絶縁膜の形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56167388A JPS5868935A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 半導体結晶上への絶縁膜の形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56167388A JPS5868935A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 半導体結晶上への絶縁膜の形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5868935A JPS5868935A (ja) | 1983-04-25 |
| JPS6362095B2 true JPS6362095B2 (ja) | 1988-12-01 |
Family
ID=15848774
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56167388A Granted JPS5868935A (ja) | 1981-10-20 | 1981-10-20 | 半導体結晶上への絶縁膜の形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5868935A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0535094U (ja) * | 1991-10-14 | 1993-05-14 | 敦子 加川 | カバー付き物干し器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006321564A (ja) * | 2006-06-21 | 2006-11-30 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 熱可塑性樹脂シート |
-
1981
- 1981-10-20 JP JP56167388A patent/JPS5868935A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0535094U (ja) * | 1991-10-14 | 1993-05-14 | 敦子 加川 | カバー付き物干し器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5868935A (ja) | 1983-04-25 |
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