JP2011091394A5

JP2011091394A5 -

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Publication number: JP2011091394A5
Application number: JP2010224199A
Authority: JP
Filing date: 2010-10-01
Publication date: 2013-06-27

Claims

誘電体材料とＩＩＩ−Ｖ化合物との間にパッシベーション界面を製造する方法であって、
（ａ）第１のＩＩＩ−Ｖ化合物を含む露出領域（２）を含む基板（１）を用意するステップと、
（ｂ）その上に、第２のＩＩＩ−Ｖ化合物を含む少なくとも１つの中間層（３）を形成するステップと、
（ｃ）その後、１００ｎＰａ未満の真空中で基板（１）に熱処理を施し、第１温度（Ｔ_１）に到達する際、第２のＩＩＩ−Ｖ化合物の表面再構成が生じて、ＩＩＩ族元素リッチの表面を形成するようにしたステップと、
（ｄ）ＩＩＩ族元素リッチ表面を含む基板（１）を第２温度（Ｔ_２）にして、ＩＩＩ族元素リッチ表面をカルコゲナイドハイドライドガスを含む環境に曝して、カルコゲナイド・パッシベーション表面（４）を形成するステップと、
（ｅ）カルコゲナイド・パッシベーション表面（４）の上に誘電体層（５）を形成し、誘電体層と第２のＩＩＩ−Ｖ化合物との間にパッシベーション界面を形成するステップと、を含む方法。
ステップ（ｂ）は、超高真空下で実施し、
ステップ（ｂ）〜ステップ（ｅ）において真空破壊を行わないようにした請求項１記載の方法。
第１のＩＩＩ−Ｖ化合物または第２のＩＩＩ−Ｖ化合物のいずれかは、Ａｓを含むＩＩＩ−Ｖ化合物およびこれらの任意の組合せまたは混合物からなるグループから選択され、好ましくは、ＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓ，ＩｎＡｌＡｓ，ＡｌＧａＡｓ，ＧａＡｓＳｂ，ＩｎＡｌＡｓＳｂ，ＩｎＡｌＡｓＰ，ＩｎＧａＡｓＰおよびこれらの任意の組合せまたは混合物からなるグループから選択され、より好ましくは、ＧａＡｓ，ＩｎＧａＡｓ，ＩｎＡｓおよびこれらの任意の組合せまたは混合物からなるグループから選択され、さらにより好ましくは、第１のＩＩＩ−Ｖ化合物または第２のＩＩＩ−Ｖ化合物のいずれかは、ＧａＡｓを含むように選択される、請求項１または２記載の方法。
第１のＩＩＩ−Ｖ化合物および第２のＩＩＩ−Ｖ化合物は、同じ化学組成を有する請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
第１温度（Ｔ_１）は、４００℃〜６００℃である請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
第２温度（Ｔ_２）は、１５℃〜４００℃である請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
ステップ（ｃ）で得られるＩＩＩ族元素リッチ表面は、［１１０］アジマスに沿った（×４）対称性を持つ表面再構成を示す請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
ステップ（ｄ）で得られるカルコゲナイド・パッシベーション表面は、（２×１）対称性を示す請求項１〜７のいずれかに記載の方法。。
第２のＩＩＩ−Ｖ化合物は、ＧａＡｓ、好ましくはＧａＡｓ（００１）を含み、
第１温度（Ｔ_１）は、５８０℃〜６００℃、好ましくは５８０℃〜５９５℃、より好ましくは５８５℃〜５９５℃、さらにより好ましくは５８５℃〜５９０℃であり、
第２温度（Ｔ_２）は、３５０℃〜４００℃、好ましくは３５０℃〜３８０℃、より好ましくは３６０℃〜３８０℃である、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
ＩＩＩ族元素リッチ表面をカルコゲナイドハイドライドを含む環境に曝すステップは、プラズマ支援されており、第２温度（Ｔ_２）は、室温である、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
カルコゲナイドハイドライドガスは、Ｈ_２Ｓ，Ｈ_２Ｓｅ，Ｈ_２Ｔｅおよびこれらの任意の組合せまたは混合物からなるグループから選択され、より好ましくは、カルコゲナイドハイドライドは、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
誘電体層は、Ａｌ_２Ｏ_３，ＨｆＯ_２，ＤｙＳｃＯおよびこれらの任意の組合せまたは混合物からなるグループから好ましく選択される高誘電率(high-κ)誘電体を含み、より好ましくは、誘電体層は、Ａｌ_２Ｏ_３を含むように選択される、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
ステップ（ｂ）は、
・露出領域（２）を覆い、これと接触する第１中間層（３ｉ）を形成するステップと、
・第１中間層（３ｉ）を覆い、これと接触する第２中間層（３ｉｉ）を形成するステップと、
・第２中間層（３ｉｉ）を覆い、これと接触する第３中間層（３ｉｉｉ）を形成するステップと、
・第３中間層（３ｉｉｉ）を覆い、これと接触する第４中間層（３ｉｖ）を形成するステップとを含み、
第１中間層（３ｉ）および第３中間層（３ｉｉｉ）は、広いバンドギャップを有するように選択された第３のＩＩＩ−Ｖ化合物を含み、第２中間層（３ｉｉ）および第４中間層（３ｉｖ）は、狭いバンドギャップを有するように選択された第２のＩＩＩ−Ｖ化合物を含む、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
誘電体材料とＩＩＩ−Ｖ化合物との間にパッシベーション界面を有する電子デバイスであって、
・第１のＩＩＩ−Ｖ化合物を含む露出領域（２）を含み、第１のＩＩＩ−Ｖ化合物は（００１）配向ＧａＡｓ基板である基板と、
・その上に位置し、第２のＩＩＩ−Ｖ化合物を含み、第２のＩＩＩ−Ｖ化合物はＧａＡｓである少なくとも１つの中間層（３）と、
・第２のＩＩＩ−Ｖ化合物を含む少なくとも１つの中間層を覆う誘電体層（５）と、
・第２のＩＩＩ−Ｖ化合物と誘電体との界面に位置し、Ｓ−Ｇａ結合から成るカルコゲナイド・パッシベーション層と、を備えるデバイス。
誘電体層は、３．９より大きい誘電定数を有する誘電体材料で形成され、好ましくはＡｌ _２Ｏ _３で形成される請求項１４記載のデバイス。