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
- Publication number
- 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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- JP
- Japan
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- film
- silicon nitride
- surface protective
- protective film
- oxide film
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- Pending
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- 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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