JPH088256B2 - 化合物半導体のパッシベーション膜の製造方法 - Google Patents

化合物半導体のパッシベーション膜の製造方法

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JPH088256B2
JPH088256B2 JP2147806A JP14780690A JPH088256B2 JP H088256 B2 JPH088256 B2 JP H088256B2 JP 2147806 A JP2147806 A JP 2147806A JP 14780690 A JP14780690 A JP 14780690A JP H088256 B2 JPH088256 B2 JP H088256B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、化合物半導体のパッシベーション膜に関す
るものであり、特にInPを含む化合物半導体において有
効なパッシベーション膜に関するものである。
従来の技術 従来、半導体素子のパッシベーション膜にはSi3N4膜
やSiO2膜が用いられてきた。特に化合物半導体において
は、これらの膜と半導体表面との間に生じる応力や膜の
堆積過程において半導体表面に生じるダメージが問題と
なっていた。また、化合物半導体を過酸化水素水で酸化
して表面に酸化皮膜を形成し、パッシベーション膜とす
る方法もある。例えば、ジャーナルオブエレクトロケミ
カルソサイエティ 118巻（'71年）の657頁から658頁
（J.Electrochem.Soc.Vol.118 pp657−658）やアプライ
ドフィジックスレターズ18巻（'71年）の304頁から307
頁（Applied Physics Letters Vol.18 pp304−307）に
その方法が発表されている。
過酸化水素水にFe2+、Fe3+、Cu+、Cu2+、Co2+、Cr2+
などの金属イオンを添加して、酸化剤とすることは以前
から知られている。例えば、真実験化学講座第15巻「酸
化と還元」（丸善株式会社発行。昭和53年）の682頁か
ら684頁にその方法が掲載されている。この構成は有機
化合物の酸化を対象としており、金属イオンは触媒とし
てのみ作用し、試料上への金属イオンの酸化物あるいは
水酸化物の堆積は起こらない。前記金属イオンの酸化物
あるいは水酸化物と化合物半導体表面の間に物理的ある
いは化学的吸着が起こるため、これらの堆積は、試料が
化合物半導体の時に生じる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら上記従来の構成では、以下に述べる問題
点を有していた。先ず、Si3N4膜やSiO2膜を用いる場
合、これらの膜と化合物半導体表面に熱膨張率の違いに
より生じる応力、膜中への化合物半導体構成元素の拡散
及び膜堆積過程で半導体表面が受けるダメージなどによ
り、結晶欠陥が発生し、それが再結合中心となり、リー
ク電流で増大する。次に、過酸化水素水で化合物半導体
表面に酸化皮膜を形成してパッシベーション膜とする場
合、反応が溶液中の不純物やpHに非常に敏感で再現性、
安定性に乏しいうえに、出来た酸化皮膜も10-5〜10-6A/
cm2と比較的大きなリーク電流を生ぜしめる。さらに、
酸化膜の成長が始まる時に半導体が一部溶解する活性態
−不活性態転移が生じるが、この転移は、過酸化水素水
の場合起こりにくく、反応の不安定性の一因となってい
る。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、化合
物半導体表面に再現性良く、安定にパッシベーション膜
を形成し、リーク電流を減少させることを目的とする。
課題を解決するための手段 この課題を解決するために、本発明は過酸化水素水に
より化合物半導体にパッシベーション膜を堆積する際、
Fe2+、Fe3+、Cu+，Cu2+，Co2+，Cr2+等の金属イオンを
添加して、それら金属イオンの酸化物及び水酸化物を半
導体表面に堆積させ、またその触媒作用を利用して、酸
化膜も形成するという構成を有している。
作用 この構成により、添加された金属イオンが化合物半導
体表面の反応において、前記金属イオンの酸化物及び水
酸化物が半導体表面に堆積し、かつ堆積にあずからなか
った金属イオンは、触媒として作用し、半導体表面に酸
化膜を形成する。本発明のパッシベーション膜は、前記
金属イオンの酸化物及び水酸化物、さらに半導体の酸化
膜よりなり、安定に再現性良く形成し、リーク電流を小
さくできる。
実施例 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明す
る。
第１図は、この発明を適用することが出来るホトトラ
ンジスタの断面図である。第１図において、１はInP基
板、２はｎ−InPからなるエミッタ、３はｐ−InGaAsPか
らなるベース、４はｎ−InPもしくはｎ−InGaAsPからな
るコレクタ、５は電極、６はパッシベーション膜であ
る。
第２図は、本発明におけるパッシベーション膜を製造
する装置の断面図である。第２図において、７はN2ガス
導入用パイプ、８は過酸化水素水導入用パイプ、９は金
属イオン原料導入用パイプ、10はN2ガス排出用パイブ11
は反応室、12は過酸化水素水と金属イオンの混合液、13
は撹拌子、14は加熱用ヒータ、15は撹拌子回転機、16は
陰電極、17は電源、18は試料である。
第３図は、各種パッシベーション膜を堆積させた時の
印加電圧（バイアス電圧）に対するリーク電流の関係を
示す。第３図において、曲線19はパッシベーション膜と
してSiO2を用いたときの印加電圧に対するリーク電流の
関係であり、曲線20はパッシベーション膜としてSi3N4
を用いたときの印加電圧に対するリーク電流の関係であ
り、曲線21はパッシベーション膜として過酸化水素水と
Fe2+により酸化した膜を用いたときの印加電圧に対する
リーク電流の関係であり、曲線22はパッシベーション膜
として過酸化水素水とFe3+により酸化した膜を用いたと
きの印加電圧に対するリーク電流の関係であり、曲線23
はパッシベーション膜として過酸化水素水とCu+により
酸化した膜を用いたときの印加電圧に対するリーク電流
の関係であり、曲線24はパッシベーション膜として過酸
化水素水とCu2+により酸化した膜を用いたときの印加電
圧に対するリーク電流の関係である。曲線25は、パッシ
ベーション膜として過酸化水素水とCo2+により酸化した
膜を用いたときの印加電圧に対するリーク電流の関係で
ある。曲線26は、パッシベーション膜として過酸化水素
水とCr2+により酸化した膜を用いたときの印加電圧に対
するリーク電流の関係である。第４図は、塩化鉄（II）
の過酸化水素水に対する濃度と生成されるパッシベーシ
ョン膜の膜厚との関係である。
第５図は、塩化鉄（II）を用いた時の溶液温度に対す
るパッシベーション膜の成長膜厚との関係である。
第６図は、塩化鉄（III）の過酸化水素水に対する濃
度と生成されるパッシベーション膜の膜厚との関係であ
る。
第７図は、塩化鉄（III）を用いた時の溶液温度に対
するパッシベーション膜の成長膜厚との関係である。
第８図は、塩化銅（Ｉ）の過酸化水素水に対する濃度
と生成されるパッシベーション膜の膜厚との関係であ
る。
第９図は、塩化銅（Ｉ）を用いた時の溶液温度に対す
るパッシベーション膜の成長膜厚との関係である。
第10図は、塩化銅（II）の過酸化水素水に対する濃度
と生成されるパッシベーション膜の膜厚との関係であ
る。
第11図は、塩化銅（II）を用いた時の溶液温度に対す
るパッシベーション膜の成長膜厚との関係である。
第12図は、塩化コバルト（II）の過酸化水素水に対す
る濃度と生成されるパッシベーション膜の膜厚との関係
である。
第13図は、塩化コバルト（II）を用いた時の溶液温度
に対するパッシベーション膜の成長膜厚との関係であ
る。
第14図は、塩化クロム（II）を用いた時の溶液温度に
対するパッシベーション膜の成長膜厚との関係である。
第15図は、塩化クロム（II）の過酸化水素水に対する
濃度と生成されるパッシベーション膜の膜厚との関係で
ある。
以下、InP系の化合物半導体の場合の実施例について
説明する。
（実施例） 第１の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化鉄（II）の粉末を溶
解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に試料18
を浸漬し、一定時間その状態を保持するというものであ
る。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を形成さ
せるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面に気泡
が付着しないようにした。塩化鉄（II）の濃度は過酸化
水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃以上105℃以
下であればパッシベーション膜は形成される。最適条件
は、塩化鉄（II）の濃度に関しては、250PPM以上2000PP
M以下、溶液温度に関しては、50℃以上115℃以下、酸化
時間は、30分以上１時間以下である。この条件の時、50
Aから1100Aまでのパッシベーション膜が成膜された。
この時、溶液中では、Fe2+は一部触媒として作用し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応を起こす。ここで発生する酸素は、基板を酸化
し酸化膜を生じる。さらに、 ４FeCl2＋O2＋４H2Ｏ→２Fe2O3＋8HCl FeCl2＋H2Ｏ→FeO＋2HCl なる反応が起こり、InP系基板との相互作用が生じて、F
e2O3、FeOが物理的あるいは化学的に吸着することで堆
積する。
さらに、 ６H2O2＋２FeCl2→4HCl＋3O2↑＋H2↑＋２Fe(OH)3↓な
る反応が起こるので水酸化鉄が試料表面に堆積すると同
時に、ここでも発生する酸素が基板を酸化し酸化膜を形
成する。
以上のように、本実施例によれば鉄（II）イオンの存
在により、酸化鉄（II），（III）及び水酸化鉄が堆積
し、かつ酸化に必要な酸素が大量に発生することで基板
に酸化膜を形成することで試料18に安定に、再現性良く
パッシベーション膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例２） 実施例１と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下でパッシ
ベーション膜が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2
以上3mA/cm2以下である。溶液温度、塩化鉄（II）の濃
度の条件は、実施例１と全く同じである。酸化時間は15
分から30分である。電流を流すことにより酸素イオンが
試料にクーロン力で引きつけられ、さらに水の電気分解
も起こり、されによって発生した酸素によっても反応が
促進される。この条件の時、2000A以上のパッシベーシ
ョン膜が得られた。酸化鉄（II）、酸化鉄（III）、水
酸化鉄が生じる反応式は実施例１と同じである。
以上のように、本実施例によれば鉄（II）イオンの存
在により、酸化鉄（II）酸化鉄（III）及び水酸化鉄が
基板上に堆積し、酸素が大量に発生することで基板が酸
化されて、試料18に安定に、再現性良くパッシベーショ
ン膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例３） 第３の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化鉄（III）の粉末を
溶解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に試料
18を浸漬し、一定時間その状態を保持するというもので
ある。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を形成
させるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面に気
泡が付着しないようにした。塩化鉄（III）の濃度は過
酸化水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃以上105
℃以下であればパッシベーション膜は形成される。最適
条件は、塩化鉄（III）の濃度に関しては、250PPM以上2
000PPM以下、溶液温度に関しては、50℃以上115℃以
下、酸化時間は、30分以上１時間以下である。この条件
の時、20Aから2000Aまでのパッシベーション膜が成膜さ
れた。
この時、溶液中では、Fe3+は、一部触媒として作用
し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応が起こり、ここで発生する酸素の一部がFe3+と
反応して酸化鉄と（II）と酸化鉄（III）をつくり、基
板との物理的あるいは化学的吸着を起こして堆積する。
さらに、 ６H2O2＋２FeCl3→6HCl＋３O2↑＋２Fe(OH)3↓ なる反応が起こると考えられる。この水酸化鉄が試料18
の表面に吸着して堆積し、ここで発生する酸素と過酸化
水素水の分解によって生じる酸素とが試料18を酸化し酸
化膜を形成する。これら２つの膜がパッシベーション膜
となる。
以上のように、本実施例によれば鉄（III）イオンの
存在により、酸化鉄（II），酸化鉄（III）及び水酸化
鉄が基板上に堆積し、酸素が大量に発生することで基板
が酸化されて，試料18に安定に、再現性良くパッシベー
ション膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例４） 実施例３と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下で酸化膜
が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2以上3mA/cm2以
下である。溶液温度、塩化鉄（III）の濃度の条件は、
実施例３と全く同じである。酸化時間は、15分から30分
である。電流を流すことにより酸素イオンが試料18にク
ーロン力で引きつけられ、さらに水の電気分解も起こ
り、それによって発生した酸素によっても反応が促進さ
れる。この条件の時、2000A以上のパッシベーション膜
が得られた。酸化鉄（II）、酸化鉄（III）、水酸化鉄
が生じる反応式は実施例２と同じである。
以上のように、本実施例によれば鉄（III）イオンの
存在により、酸化鉄（II），酸化鉄（III）及び水酸化
鉄が堆積し、酸素の発生により、基板上に酸化膜が生じ
ることで試料18を安定に、再現性良くパッシベーション
膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例５） 第５の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化銅（Ｉ）の粉末を溶
解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に試料18
を浸漬し、一定時間その状態を保持するというものであ
る。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を形成さ
せるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面に気泡
が付着しないようにした。塩化銅（Ｉ）の濃度は過酸化
水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃以上105℃以
下であればパッシベーション膜は形成される。最適条件
は、塩化銅（Ｉ）の濃度に関しては、250PPM以上2000PP
M以下、溶液温度に関しては、50℃以上115℃以下、酸化
時間は、30分以上１時間以下である。
この条件の時、10Aから500Aまでのパッシベーション
膜が成膜された。
この時、溶液中では、Cu+は、一部触媒として作用
し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応が起こり、発生する酸素の一部がCu+と反応し
て、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）をつくり、基板との物
理的あるいは化学的吸着を起こして堆積する。また、こ
の酸素は基板も酸化して酸化膜をつくる。
さらに、 ３H2O2＋2CuCl→２Cu(OH)2＋2HCl＋O2↑ なる反応が起こると考えられる。ここで発生する酸素も
試料18を酸化し酸化膜を形成すると同時に、水酸化銅が
試料18の表面に吸着して堆積する。これらの膜及び前記
反応で生じた酸化銅（II）がパッシベーション膜とな
る。
以上のように、本実施例によれば銅（Ｉ）イオンの存
在により、酸化銅（Ｉ），酸化銅（II）が基板上に堆積
し、酸素が大量に発生することで基板が酸化され、試料
18に安定に、再現性良くパッシベーション膜を形成する
ことが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例６） 実施例５と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下でパッシ
ベーション膜が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2
以上3mA/cm2以下である。溶液温度、塩化銅（Ｉ）の濃
度の条件は、実施例５と全く同じである。酸化時間は、
15分から30分である。電流を流すことにより酸素イオン
が試料にクーロン力で引きつけられ、さらに水の電気分
解も起こり、それによって発生した酸素によっても反応
が促進される。この条件の時、1000A以上のパッシベー
ション膜が得られた。
酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）が生じるときの反応式
は、実施例５と同じである。
以上のように、本実施例によれば銅（Ｉ）イオンの存
在により、酸化銅（Ｉ），酸化銅（II）が基板上に堆積
し、酸素が大量に発生することで基板が酸化され、試料
18に安定に、再現性良くパッシベーション膜を形成する
ことが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例７） 第７の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化銅（II）の粉末を溶
解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に試料18
を浸漬し、一定時間その状態を保持するというものであ
る。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を形成さ
せるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面に気泡
が付着しないようにした。塩化銅（II）の濃度は過酸化
水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃以上105℃以
下であればパッシベーション膜は形成される。最適条件
は、塩化銅（II）の濃度に関しては、250PPM以上2000PP
M以下、溶液温度に関しては、50℃以上115℃以下、酸化
時間は、30分以上１時間以下である。
この条件の時、10Aから500Aまでのパッシベーション
膜が成膜された。
この時、溶液中では、Cu2+は、一部触媒として作用
し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応が起こり、発生する酸素の一部がCu2+と反応し
て、酸化銅（Ｉ）及び酸化銅（II）をつくり、基板との
物理的あるいは化学的吸着を起こして堆積する。また、
この酸素は、基板も酸化して酸化膜をつくる。さらに、 ２H2O2→CuCl2→Cu(OH)2＋2HCl＋O2↑ なる反応が起こると考えられる。ここで発生する酸素も
試料18を酸化し酸化膜を形成すると同時に、水酸化銅が
試料18の表面に吸着して堆積する。これらの膜及び前記
反応で生じた酸化銅（II）がパッシベーション膜とな
る。
以上のように、本実施例によれば銅（II）イオンの存
在により、酸化銅（Ｉ），酸化銅（II）が基板上に堆積
し、酸素が大量に発生することで基板が酸化され、試料
18に安定に、再現性良くパッシベーション膜を形成する
ことが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例８） 実施例７と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下でパッシ
ベーション膜が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2
以上3mA/cm2以下である。溶液温度、塩化銅（II）の濃
度の条件は、実施例７と全く同じである。酸化時間は、
15分から30分である。電流を流すことにより酸素イオン
が試料にクーロン力で引きつけられ、さらに水の電気分
解も起こり、それによって発生した酸素によっても反応
が促進される。この条件の時、1000A以上のパッシベー
ション膜が得られた。
酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）が生じるときの反応式
は、実施例７と同じである。
以上のように、本実施例によれば銅（II）イオンの存
在により、酸化銅（Ｉ），酸化銅（II）が基板上に堆積
し、酸素が大量に発生することで基板が酸化され、試料
18に安定に、再現性良くパッシベーション膜を形成する
ことが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例９） 第９の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化コバルト（II）の粉
末を溶解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に
試料18を浸漬し、一定時間その状態を保持するというも
のである。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を
形成させるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面
に気泡が付着しないようにした。塩化コバルト（II）の
濃度は過酸化水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃
以上105℃以下であればパッシベーション膜は形成され
る。最適条件は、塩化コバルト（II）の濃度に関して
は、250PPM以上2000PPM以下、溶液温度に関しては、50
℃以上105℃以下、酸化時間は、30分以上１時間以下で
ある。
この条件の時、50Aから600Aまでのパッシベーション
膜が成膜された。
この時、溶液中では、Co2+は、一部触媒として作用
し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応が起こる。この酸素がCo2+と反応して、酸化コ
バルトを生成し、基板に吸着する。さらにこの酸素は基
板の酸化もし、酸化膜をつくる。さらに、 CoCl2＋２H2O2→Co(OH)2＋2HCl＋O2↑ なる反応も起こり、基板上に水酸化コバルトが物理的あ
るいは化学的に吸着する。以上の酸化コバルト、水酸化
コバルト及び基板の酸化膜が、パッシベーション膜とな
るわけである。
以上のように、本実施例によればコバルト（II）イオ
ンの存在により、酸化コバルト、水酸化コバルトが基板
上に堆積し、酸素が大量に発生することで基板上に酸化
膜を形成することで試料18に安定に、再現性良くパッシ
ベーション膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例10） 実施例９と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下でパッシ
ベーション膜が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2
以上3mA/cm2以下である。溶液温度、塩化コバルト（I
I）の濃度の条件は、実施例７と全く同じである。酸化
時間は、15分から30分である。電流を流すことにより水
の電気分解が起こり、それによって発生した酸素により
反応が促進される。この条件の時、1000A以上のパッシ
ベーション膜が得られた。酸化コバルト、水酸化コバル
トの生じる反応式は、実施例９と同じである。
以上のように、本実施例によればコバルト（II）イオ
ンの存在により、酸化コバルト、水酸化コバルトが基板
上に堆積し、酸素が大量に発生することで基板上に酸化
膜を形成することで試料18に安定に、再現性良くパッシ
ベーション膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例11） 第11の実施例において、パッシベーション膜６の堆積
方法は、30％の過酸化水素水に塩化クロム（II）の粉末
を溶解させ、加熱して規定の温度にした後、溶液中に試
料18を浸漬し、一定時間その状態を保持するというもの
である。試料18の表面に均一にパッシベーション膜を形
成させるためN2ガスを溶液中に導入し、試料18の表面に
気泡が付着しないようにした。塩化クロム（II）の濃度
は過酸化水素水に対して1PPM以上、溶液温度は０℃以上
105℃以下であればパッシベーション膜は形成される。
最適条件は、塩化クロム（II）の濃度に関しては、250P
PM以上2000PPM以下、溶液温度に関しては、50℃以上105
℃以下、酸化時間は、30分以上１時間以下である。
この条件の時、50Aから600Aまでのパッシベーション
膜が成膜された。
この時、溶液中では、Cr2+は、一部触媒として作用
し、 ２H2O2→２H2O＋O2↑ なる反応が起こる。この酸素がCr2+と反応して、酸化ク
ロムを生成し、基板に吸着する。さらにこの酸素は基板
の酸化もし、酸化膜をつくる。さらに、 CrCl2＋２H2O2→Cr(OH)2＋2HCl＋O2↑ なる反応も起こり、基板上に水酸化クロムが物理的ある
いは化学的に吸着する。以上の酸化クロム、水酸化クロ
ム及び基板の酸化膜が、パッシベーション膜となるわけ
である。
以上のように、本実施例によればクロム（II）イオン
の存在により、酸化クロム、水酸化クロムが基板上に堆
積し、酸素が大量に発生することで基板上に酸化膜を形
成することで試料18に安定に、再現性良くパッシベーシ
ョン膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
（実施例12） 実施例11と同様の構成で、試料18を陽極、白金を陰極
16として電源17から電流を流し、試料18を陽極酸化し
た。電流密度は、0.1mA/cm2以上100mA/cm2以下でパッシ
ベーション膜が形成可能である。最適条件は、1mA/cm2
以上3mA/cm2以下である。溶液温度、塩化クロム（II）
の濃度の条件は、実施例７と全く同じである。酸化時間
は、15分から30分である。電流を流すことにより水の電
気分解が起こり、それによって発生した酸素により反応
が促進される。この条件の時、1000A以上のパッシベー
ション膜が得られた。酸化クロム、水酸化クロムの生じ
る反応式は、実施例11と同じである。
以上のように、本実施例によればクロム（II）イオン
の存在により、酸化クロム、水酸化クロムが基板上に堆
積し、酸素が大量に発生することで基板上に酸化膜を形
成することで試料18に安定に、再現性良くパッシベーシ
ョン膜を形成することが出来る。
第３図にこのパッシベーション膜を用いた時のリーク
電流を示す。
以上、InP系の化合物について説明したが、GaAs系の
化合物半導体、InAs,GaP,InSb等においても同様であ
る。
なお、実施例１〜８において、金属イオン供給源とし
て塩化物を使用したが、これらの金属イオンの他のハロ
ゲン化物、硫酸塩、カルボン酸塩であってもよい。ま
た、実施例２、４、６、８、10、12において、定電流法
で陽極酸化を行なったが、定電圧法で陽極酸化を行なっ
てもよく、定電流法と定電圧法の組合せで陽極酸化を行
なってもよい。
発明の効果 以上のように本発明は、次に述べるような効果があ
る。
請求項（１）の効果は、過酸化水素水にFe2+を添加す
ることにより、化合物半導体上に鉄の酸化物及び水酸化
物を堆積し、さらにFe2+の触媒作用により、過酸化水素
を分解して酸素を発生させ、その酸素により化合物半導
体に酸化膜を形成し、パッシベーション膜を安定にかつ
再現性良く形成することが出来ることである。
請求項（２）の効果は、通電することで請求項（１）
の効果に加え、反応時間が短くなることである。
請求項（３）の効果は、過酸化水素水にFe3+を添加す
ることにより、化合物半導体上に鉄の酸化物及び水酸化
物を堆積し、さらにFe3+の触媒作用により、過酸化水素
を分解して酸素を発生させ、その酸素により化合物半導
体に酸化膜を形成し、パッシベーション膜を安定にかつ
再現性良く形成することが出来ることである。
請求項（４）の効果は、通電することで請求項（３）
の効果に加え、反応時間が短くなることである。
請求項（５）の効果は、過酸化水素水にCu+を添加す
ることにより、化合物半導体上に銅の酸化物を堆積し、
さらにCu+の触媒作用により、過酸化水素を分解して酸
素を発生させ、その酸素により化合物半導体に酸化膜を
形成し、パッシベーション膜を安定にかつ再現性良く形
成することが出来ることである。
請求項（６）の効果は、請求項（５）の効果に加え、
通電することで、反応時間が短くなることである。
請求項（７）の効果は、過酸化水素水にCu2+を添加す
ることにより、化合物半導体上に銅の酸化物を堆積し、
さらにCu2+の触媒作用により、過酸化水素を分解して酸
素を発生させ、その酸素により化合物半導体に酸化膜を
形成し、パッシベーション膜を安定にかつ再現性良く形
成することが出来ることである。
請求項（８）の効果は、請求項（７）の効果に加え、
通電することで、反応時間が短くなることである。
請求項（９）の効果は、過酸化水素水にCo2+を添加す
ることにより、化合物半導体上にコバルトの酸化物及び
水酸化物を堆積し、さらにCo2+の触媒作用により、過酸
化水素を分解して酸素を発生させ、その酸素により化合
物半導体にに酸化膜を形成し、パッシベーション膜を安
定にかつ再現性良く形成することが出来る。
請求項（10）の効果は、請求項（９）の効果に加え、
反応時間を短くなることである。
請求項（11）の効果は、過酸化水素水にCr2+を添加す
ることにより、化合物半導体上にコロムの酸化物及び水
酸化物を堆積し、さらにCr2+の触媒作用により、過酸化
水素を分解して酸素を発生させ、その酸素により化合物
半導体に酸化膜を形成し、パッシベーション膜を安定に
かつ再現性良く形成することが出来る。
請求項（12）の効果は、請求項（11）の効果に加え、
反応時間が短くすることである。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明を適用することが出来る一実施例のホ
トトランジスタの概念断面図、第２図はこの発明を実施
するための製造装置の概念図、第３図はバイアス電圧に
対するリーク電流の変化を示す特性図、第４〜15図は過
酸化水素水への添加物の濃度、または溶液温度に対する
パッシベーション膜の成長膜厚を示す図である。 １……InP基板、２……エミッタ、３……ベース、４…
…コレクタ、５……電極、６……パッシベーション膜、
７……N2ガス導入用パイプ、８……過酸化水素水導入用
パイプ、９……金属イオン原料導入用パイプ、10……N2
ガス。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】化合物半導体の表面パッシベーションにお
    いて、過酸化水素水と２価の鉄イオン（Fe2+）とを共存
    させた溶液中で、前記Fe2+の濃度と前記溶液の温度を制
    御しながら化合物半導体表面にその半導体の酸化膜、水
    酸化鉄、酸化鉄（II）及び酸化鉄（III）を堆積して形
    成することを特徴とする化合物半導体のパッシベーショ
    ン膜の製造方法。
  2. 【請求項２】請求項第１項記載の溶液中でFe2+の濃度と
    溶液温度を制御しながら陽極酸化することにより、化合
    物半導体表面にその半導体の酸化膜、水酸化鉄、酸化鉄
    （II）及び酸化鉄（III）を堆積して形成することを特
    徴とする化合物半導体のパッシベーション膜の製造方
    法。
  3. 【請求項３】２価の鉄イオンに代えて３価の鉄イオンを
    用いた請求項第１項記載の化合物半導体のパッシベーシ
    ョン膜の製造方法。
  4. 【請求項４】２価の鉄イオンに代えて３価の鉄イオンを
    用いた請求項第２項記載の化合物半導体のパッシベーシ
    ョン膜の製造方法。
  5. 【請求項５】化合物半導体の表面パッシベーションにお
    いて、過酸化水素水と１価の銅イオン（Cu+）を共存さ
    せた溶液中で、前記Cu+の濃度と前記溶液の温度を制御
    することにより、化合物半導体表面にその半導体の酸化
    膜、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）及び水酸化銅を堆積し
    て形成することを特徴とする化合物半導体のパッシベー
    ション膜の製造方法。
  6. 【請求項６】請求項第５項記載の溶液中でCu+の濃度と
    溶液の温度を制御しながら陽極酸化することにより、化
    合物半導体表面にその半導体の酸化膜、酸化銅（Ｉ）、
    酸化銅（II）及び水酸化銅を堆積して形成することを特
    徴とする化合物半導体のパッシベーション膜の製造方
    法。
  7. 【請求項７】化合物半導体の表面パッシベーションにお
    いて、過酸化水素水と２価の銅イオン（Cu2+）を共存さ
    せた溶液中で、前記Cu2+の濃度と前記溶液の温度を制御
    することにより、化合物半導体表面にその半導体の酸化
    膜、酸化銅（Ｉ）、酸化銅（II）及び水酸化銅を堆積し
    て形成することを特徴とする化合物半導体のパッシベー
    ション膜の製造方法。
  8. 【請求項８】請求項第５項記載の溶液中で、Cu2+の濃度
    と溶液の温度を制御しながら陽極酸化することにより、
    化合物半導体表面にその半導体の酸化膜、酸化銅
    （Ｉ）、酸化銅（II）及び水酸化銅を堆積して形成する
    ことを特徴とする化合物半導体のパッシベーション膜の
    製造方法。
  9. 【請求項９】化合物半導体の表面パッシベーションにお
    いて、過酸化水素水と２価のコバルトイオン（Co2+）と
    を共存させた溶液中で、前記Co2+の濃度と前記溶液の温
    度を制御することにより、化合物半導体表面にその半導
    体の酸化膜、酸化コバルト及び水酸化コバルトを堆積し
    て形成することを特徴とする化合物半導体のパッシベー
    ション膜の製造方法。
  10. 【請求項１０】請求項第７項記載の溶液中でCo2+の濃度
    と溶液温度を制御しながら陽極酸化することにより、化
    合物半導体表面にその半導体の酸化膜、酸化コバルト及
    び水酸化コバルトを堆積して形成することを特徴とする
    化合物半導体のパッシベーション膜の製造方法。
  11. 【請求項１１】化合物半導体の表面パッシベーションに
    おいて、過酸化水素水と２価のクロムイオン（Cr2+）と
    を共存させた溶液中で、前記Co2+の濃度と前記溶液の温
    度を制御することにより、化合物半導体表面にその半導
    体の酸化膜、酸化クロム及び水酸化クロムを堆積して形
    成することを特徴とする化合物半導体のパッシベーショ
    ン膜の製造方法。
  12. 【請求項１２】請求項第７項記載の溶液中でCr2+の濃度
    と溶液温度を制御しながら陽極酸化することにより、化
    合物半導体表面にその半導体の酸化膜、酸化クロム及び
    水酸化クロムを堆積して形成することを特徴とする化合
    物半導体のパッシベーション膜の製造方法。
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