JPH0311635A - 化合物半導体装置の製造方法 - Google Patents

化合物半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0311635A
JPH0311635A JP14407089A JP14407089A JPH0311635A JP H0311635 A JPH0311635 A JP H0311635A JP 14407089 A JP14407089 A JP 14407089A JP 14407089 A JP14407089 A JP 14407089A JP H0311635 A JPH0311635 A JP H0311635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
temperature
substrate
film
compound semiconductor
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.)
Pending
Application number
JP14407089A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhiro Tanaka
康裕 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEKIYU SANGYO KATSUSEIKA CENTER
Japan Petroleum Energy Center JPEC
Eneos Corp
Original Assignee
SEKIYU SANGYO KATSUSEIKA CENTER
Petroleum Energy Center PEC
Nippon Mining Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEKIYU SANGYO KATSUSEIKA CENTER, Petroleum Energy Center PEC, Nippon Mining Co Ltd filed Critical SEKIYU SANGYO KATSUSEIKA CENTER
Priority to JP14407089A priority Critical patent/JPH0311635A/ja
Publication of JPH0311635A publication Critical patent/JPH0311635A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、例えばI nSb等の化合物半導体の基板上
に絶縁膜を有するM I S (Metal −I n
5ulator−3em1conduC’tor)構造
等の化合物半導体装置の製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来のI nSb基板を用いたMIS型素子の絶縁膜構
造としては、例えば第7図に示すようなものがある(特
開昭53−114674号公報)。
I nSb基板11上に、まず陽極酸化法を用いてIn
Sbを室温において直接酸化することにより陽極酸化膜
12が形成され、次いでその上にCVD法により5i0
2の絶縁膜13が堆積されて2層絶縁膜構造となってい
る。しかし、陽極酸化法では電解液から酸化膜12に不
純物が混入するおそれがあり、また2層絶縁膜の形成に
陽極酸化法とCVD法の2つの異なる工程が入るため、
陽極酸化膜/5i02等の界面に、さらに不純物の混入
や膜の欠陥が入り易い。このため、このような2層絶縁
膜で構成したMIS型素子は、C−■特性にヒステリシ
スが大きく生じたり、界面準位密度が〜10” cm−
2eV−1と比較的高くナリ、MIS型素子のゲート印
加電圧が高く、また電気的に不安定で経時変化が生じる
一方、陽極酸化法を用いずに、I nSb基板上にCV
D法により5i02等を直接堆積しようとすると、通常
のCVD法による絶縁膜形成温度(約200℃)では、
化合物半導体表面のごく薄い自然酸化膜が絶縁膜堆積時
に変質し絶縁膜/半導体界面に欠陥や乱れが生じる。ま
た、絶縁膜がポーラスとなり、充分な絶縁抵抗が得られ
なかったり、さらには電気的に不安定で経時変化が生じ
る。
(発明が解決しようとする課題) 従来の陽極酸化法とCVD法の2つの異なる工程を用い
るようにしたものでは、2層絶縁膜の界面に不純物の混
入や膜の欠陥が入り易い。このため界面準位密度が比較
的高くなり、この2層絶縁膜を用いて構成したMIS型
素子は電気的に不安定で経時変化が生じるという問題が
あった。
また、陽極酸化法を用いずに、絶縁膜形成温度が約20
0℃程度の通常のCVD法のみを用0るようにしたもの
では、絶縁膜と半導体の界面に欠陥や乱れが生じて膜の
特性が劣化し、この絶縁膜を用いて構成したMIS型素
子には、上記と同様の問題があった。
本発明は、上記の欠点を解決するようにしたもので、本
発明の目的は、同一組成の2層絶縁膜を用いて、界面特
性を劣化させず、電気的特性か良好で、かつ経時変化の
ない、安定なMIS型素子等を製造することのできる化
合物半導体装置の製造方法を提供することを目的とする
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、上記課題を解決するために、化合物半導体基
板の表面に1. O0℃未満の基板温度で第1の絶縁膜
を形成し、次いでこれを100℃以上の温度で熱処理し
た後、前記第1の絶縁膜」二に当該第1の絶縁膜と同一
組成の第2の絶縁膜を100℃以上の基板温度で形成す
ることを要旨とする。
(作用) 化合物半導体基板を清浄化した後、化合物半導体基板表
面のごく薄い自然酸化膜を乱すことなく100℃未満の
低温で第1の絶縁膜を形成する。
100℃未満の低温での絶縁膜形成法としては、マイク
ロ波プラズマCVD法等を用いる。次に、100℃未満
の低温で第1の絶縁膜を形成しても、避は得ない自然酸
化膜に発生ずる欠陥を100℃以上の温度で熱処理する
ことにより回復さ艮る。
熱処理は、第]の絶縁膜形成時の容器内で外気にさらさ
ずに引続いて行うことが望ましい。また、この熱処理で
、同時に第1の絶縁膜を低温で形成したために発生する
絶縁膜の不完全性を改善する。
次いで、第1の絶縁膜上に、この第1の絶縁膜と同一組
成の第2の絶縁膜を成膜時の温度を100℃以上に上げ
て緻密に形成する。この緻密な第2の絶縁膜により、半
導体界面への外部からの影響が阻止される。絶縁膜は、
2層膜構造であるが、同一組成であり、外気にさらすこ
となく連続して成膜することかできるため、この点でも
絶縁膜同士の界面に汚染が生じることがない。これによ
り界面特性が良好な絶縁膜が形成され、電気的特性が良
好で、かつ経時変化のない安定なMIS型素子等を製造
することが可能となる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
この実施例はInSb基板上に電子サイクロトロン共鳴
(ECR)イオン源を有するマイクロ波プラズマCVD
法(μ−PCVD)によりSiO2、’5iO)(から
なる第1、第2の絶縁膜を堆積する場合について説明し
である。
まず第1図に示すようなInSb基板1の表面を鏡面研
磨し、その表面の加工変質層を例えば乳酸:硝酸=5:
1のエツチング液を用いて30℃で3分間エツチングし
て取除き、純水で充分に洗浄する。このあと乾燥N2で
乾燥させる。このような前処理後、InSb基板1をマ
イクロ波プラズマCVD装置のチャンバーに入れ、プラ
ズマの発生出力を1−00 W程度の低い状態に保ち、
基板温度50℃以下の低温で第1−の絶縁膜2としてS
 i 02 膜を500人堆積させる。第1の絶縁膜2
堆積時の基板温度が100℃を越えると、自然酸化膜の
変質により界面に欠陥や乱れが生じて後述するようにM
IS型素子としたときのC−■特性にヒステリシスが生
じるので、実際の堆積時基板温度としては、このように
100℃未満の50℃程度とする。
次に、同一チャンバー内でオイルフリーの高真空中(5
X10−8torr以下)、100−180°Cの温度
て12時間熱処理を行う。この熱処理により、100℃
未満の低温で第1の絶縁膜2を形成しても避は得ない自
然酸化膜に発生する欠陥が回復され、またこれと同時に
、第1の絶縁膜2を低温で形成したために発生する絶縁
膜の不完全性が改善される。
その後、プラズマ発生出力を300Wに上げ、180℃
の基板温度で第2の絶縁膜3として第1の絶縁膜2と同
相質のS i 02膜を500A堆積する。第2の絶縁
膜3堆積時の基板温度が100℃以下では、後述するよ
うに膜の緻密性が失われるので、第2の絶縁膜3堆積時
の実際の基板温度としては、このように]00°C以上
200°C未満とする。
さらに、MIS型素子とするため、第2の絶縁膜3上に
Ti/Auを真空蒸着して0.1mm2のゲー1− ?
[極4とし、基板裏面にはオーミック電極5としてIn
−Te合金を真空蒸着する。
次に、この実施例の作用、効果を順に説明する。
まず第2図には、上述のようにして形成されたMIS型
素子のC−■特性を比較例とともに示す。
同図(A)は、この実施例の方法で形成されたMIS型
素子のC−■特性を示しており、電圧掃引方向によるヒ
ステリシスが約0.3Vと小さく安定で、界面準位密度
NSSは約5 X 101cm’eV−’と低く界面特
性の良好な絶縁膜が得られた。また、第2層目に緻密な
絶縁膜か形成されているため、後述する第6図に示すよ
うに空気中に放置しておいても経時劣化が生じない。
これに対し、InSb基板上に、直接節2の絶縁膜の成
膜条件(基板温度180℃)で1000人厚さの単層の
5i02膜のみを設けたものでは、自然酸化膜に欠陥が
入るため、同図(B)に示すようにC−■特性は反転し
ない。したがってMIS型素子としては実際には利用で
きない。
第3図及び第4図には、第1の絶縁膜堆積時の基板温度
による特性への影響を示す。第3図の(A)、(B)、
(C)は、プラズマの発生出力100W、SiH4:8
secm、02  :1105CCの成膜条件で基板温
度をそれぞれ100℃、150℃、200℃と変えて第
1の絶縁膜堆積を行った各MIS型素子のC−■特性を
示し、第4図はその基板温度に対する反転電圧及びヒス
テリシス電圧の変化を示している。これらの特性図から
第1の絶縁膜堆積時の基板温度が100℃を越えると反
転電圧及びヒステリシスが大きくなり、界面準位密度か
高くなって界面特性が劣化することを示している。
第5図には、第2の絶縁膜堆積時の基板温度とその絶縁
膜のエツチングレート、即ちその膜質の緻密度との関係
を示す。なお、工・ソチンダ液は、HF :NH4F=
1 :15のものを用い、25℃で行ったものである。
同特性から、第2の絶縁膜堆積時の基板温度が100℃
以下では工・ソチングレートが大きく、緻密さか劣るこ
とを示している。
次いで第6図には、空気中に放置したときの界面準位密
度の変化、即ち、第1の絶縁膜上に、上述のような緻密
な第2の絶縁膜を形成して2層絶縁膜構造とした効果を
示す。同図中、a特性線は2層絶縁膜構造としたこの実
施例のものの特性、b特性線は熱処理は施しであるが単
層5i02膜のみの比較例の特性である。同特性から、
2層絶縁膜構造としたこの実施例のものは、空気中に放
置しても界面準位密度に経時変化がなく、安定した特性
のMIS型素子を構成できることを示している。
なお、上述の実施例では、化合物半導体基板としてI 
nSbを用いたが、InP、S InAs等のその他の
化合物半導体を用いることもてきる。
[発明の効果コ 以上説明したように、本発明によれば、化合物半導体基
板の表面に100℃未満の基板温度で第1の絶縁膜を形
成し、次いてこれを100°C以上の温度で熱処理した
後、第1の絶縁膜上に当該第1の絶縁膜と同一組成の第
2の絶縁膜を100°C以上の基板温度で形成するよう
にしたため、自然酸化膜に起因する化合物半導体と第1
の絶縁膜の界面に生じる欠陥や乱れが顕著に少なくなる
とともに第1の絶縁膜を低温で形成したために発生する
その絶縁膜の不完全性が改善され、さらに第1の絶縁膜
上には緻密な第2の絶縁膜が形成されて化合物半導体基
板の表面に界面特性の良好な絶縁膜を形成することがで
きるという利点がある。したがって電気的特性が良好で
、かつ経時変化のない安定なMIS型素子等を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図は本発明に係る化合物半導体装置の
製造方法の実施例を説明するための図で、第1図は2層
絶縁膜を用いて形成したMIS型素子構造を示す側面図
、第2図は同上MIS型素子のC−■特性を比較例とと
もに示す特性図、第3図は第1の絶縁膜堆積時の基板温
度によるMIS型素子特性への影響を説明するためのC
−■特性図、第4図は第1の絶縁膜堆積時の基板温度に
対する反転電圧及びヒステリシス電圧の変化を示す特性
図、第5図は第2の絶縁膜堆積時の基板温度とその絶縁
膜のエツチングレート等の関係を示す特性図、第6図は
空気中に放置後の界面準位密度の変化を比較例とともに
示す特性図、第7図は従来のMIS型素子の絶縁膜構造
を示す側面図である。 ] : InSb基板(化合物半導体基板)、2:第1
の絶縁膜、  3:第2の絶縁膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 化合物半導体基板の表面に100℃未満の基板温度で第
    1の絶縁膜を形成し、次いでこれを100℃以上の温度
    で熱処理した後、前記第1の絶縁膜上に当該第1の絶縁
    膜と同一組成の第2の絶縁膜を100℃以上の基板温度
    で形成することを特徴とする化合物半導体装置の製造方
    法。
JP14407089A 1989-06-08 1989-06-08 化合物半導体装置の製造方法 Pending JPH0311635A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14407089A JPH0311635A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 化合物半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14407089A JPH0311635A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 化合物半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0311635A true JPH0311635A (ja) 1991-01-18

Family

ID=15353591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14407089A Pending JPH0311635A (ja) 1989-06-08 1989-06-08 化合物半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0311635A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62148295A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 Furukawa Alum Co Ltd 平版印刷版用アルミニウム合金支持体およびその製造方法
US5422306A (en) * 1991-12-17 1995-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming semiconductor hetero interfaces
JP2007081414A (ja) * 2006-10-10 2007-03-29 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
JP2014146786A (ja) * 2012-11-08 2014-08-14 Novellus Systems Incorporated 感受性基材上にフィルムを蒸着するための方法
US10037884B2 (en) 2016-08-31 2018-07-31 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
US10043655B2 (en) 2010-04-15 2018-08-07 Novellus Systems, Inc. Plasma activated conformal dielectric film deposition
US10062563B2 (en) 2016-07-01 2018-08-28 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
US10269559B2 (en) 2017-09-13 2019-04-23 Lam Research Corporation Dielectric gapfill of high aspect ratio features utilizing a sacrificial etch cap layer
US10361076B2 (en) 2010-04-15 2019-07-23 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US10373806B2 (en) 2016-06-30 2019-08-06 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10559468B2 (en) 2010-04-15 2020-02-11 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US10804099B2 (en) 2014-11-24 2020-10-13 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US11646198B2 (en) 2015-03-20 2023-05-09 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0528198B2 (ja) * 1985-12-23 1993-04-23 Furukawa Aruminiumu Kogyo Kk
JPS62148295A (ja) * 1985-12-23 1987-07-02 Furukawa Alum Co Ltd 平版印刷版用アルミニウム合金支持体およびその製造方法
US5422306A (en) * 1991-12-17 1995-06-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of forming semiconductor hetero interfaces
JP2007081414A (ja) * 2006-10-10 2007-03-29 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法
US10361076B2 (en) 2010-04-15 2019-07-23 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US11133180B2 (en) 2010-04-15 2021-09-28 Lam Research Corporation Gapfill of variable aspect ratio features with a composite PEALD and PECVD method
US11011379B2 (en) 2010-04-15 2021-05-18 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US10043655B2 (en) 2010-04-15 2018-08-07 Novellus Systems, Inc. Plasma activated conformal dielectric film deposition
US10559468B2 (en) 2010-04-15 2020-02-11 Lam Research Corporation Capped ALD films for doping fin-shaped channel regions of 3-D IC transistors
US10008428B2 (en) 2012-11-08 2018-06-26 Novellus Systems, Inc. Methods for depositing films on sensitive substrates
US10741458B2 (en) 2012-11-08 2020-08-11 Novellus Systems, Inc. Methods for depositing films on sensitive substrates
JP2014146786A (ja) * 2012-11-08 2014-08-14 Novellus Systems Incorporated 感受性基材上にフィルムを蒸着するための方法
US10804099B2 (en) 2014-11-24 2020-10-13 Lam Research Corporation Selective inhibition in atomic layer deposition of silicon-containing films
US11646198B2 (en) 2015-03-20 2023-05-09 Lam Research Corporation Ultrathin atomic layer deposition film accuracy thickness control
US10373806B2 (en) 2016-06-30 2019-08-06 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10957514B2 (en) 2016-06-30 2021-03-23 Lam Research Corporation Apparatus and method for deposition and etch in gap fill
US10062563B2 (en) 2016-07-01 2018-08-28 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
US10679848B2 (en) 2016-07-01 2020-06-09 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition with post-dose treatment
US10037884B2 (en) 2016-08-31 2018-07-31 Lam Research Corporation Selective atomic layer deposition for gapfill using sacrificial underlayer
US10269559B2 (en) 2017-09-13 2019-04-23 Lam Research Corporation Dielectric gapfill of high aspect ratio features utilizing a sacrificial etch cap layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4464701A (en) Process for making high dielectric constant nitride based materials and devices using the same
JP2937817B2 (ja) 半導体基板表面の酸化膜の形成方法及びmos半導体デバイスの製造方法
US6075691A (en) Thin film capacitors and process for making them
JP3114916B2 (ja) 層状構造酸化物薄膜の乾式エッチング方法
JPH0311635A (ja) 化合物半導体装置の製造方法
GB2362032A (en) Method for fabricating capacitors of a semiconductor device
JPH0718011B2 (ja) SiO2の付着方法
US6171941B1 (en) Method for fabricating capacitor of semiconductor memory device using titanium aluminum nitride as diffusion-inhibiting layer
JP2703206B2 (ja) 強誘電体キャパシタ及びその製造方法
EP1368825B1 (en) Ruthenium silicide processing methods
JP2924753B2 (ja) 薄膜キャパシタの製造方法
JPH04280669A (ja) 多結晶シリコン膜の形成方法
JPH08264486A (ja) 半導体電極形成方法および装置
KR20030074108A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
JPH1050701A (ja) 半導体及び半導体基板表面の酸化膜の形成方法
JPH0689968A (ja) キャパシタおよびその製造方法
JP2504558B2 (ja) 熱酸化膜の形成方法
JPH05182925A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置の製造装置
KR930001853B1 (ko) 2층 질화막 구조를 이용한 고유전박막 제조방법
JPH05304292A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0311634A (ja) 化合物半導体装置の製造方法
JPH0521748A (ja) 半導体装置の絶縁膜の製造方法
JPS6266629A (ja) 薄膜形成方法
KR19990005873A (ko) 반도체 소자의 게이트 산화막 형성 방법
KR100347534B1 (ko) 반도체 소자의 캐패시터 제조방법