NL8002043A - Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan. - Google Patents

Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan. Download PDF

Info

Publication number
NL8002043A
NL8002043A NL8002043A NL8002043A NL8002043A NL 8002043 A NL8002043 A NL 8002043A NL 8002043 A NL8002043 A NL 8002043A NL 8002043 A NL8002043 A NL 8002043A NL 8002043 A NL8002043 A NL 8002043A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
substrate
ampoule
semiconductor
crystal orientation
manufacturing
Prior art date
Application number
NL8002043A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Chemla Daniel
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 Chemla Daniel filed Critical Chemla Daniel
Publication of NL8002043A publication Critical patent/NL8002043A/nl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02109Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates
    • H01L21/02112Forming insulating materials on a substrate characterised by the type of layer, e.g. type of material, porous/non-porous, pre-cursors, mixtures or laminates characterised by the material of the layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/314Inorganic layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/51Insulating materials associated therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors having potential barriers
    • H01L29/94Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Description

- 1 - £.
Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze vóór * het vervaardigen daarvan.
De uitvinding heeft betrekking op een structuur van het type isolator-halfgeleider, waarin de halfgeleider een III-V-verbinding is, alsmede methodes voor het vervaardigen van deze structuur. Deze structuur vindt toe-5 passing enerzijds in de micro-elektronica, waar zij het mogelijk maakt om componenten van het MIS-type (metaal-isolator-halfgeleider) met hoge prestaties (snelheid, integratiegraad, enz.) te realiseren, en anderzijds in de opto-elektronica, waar zij het mogelijk maakt om een 10 passivering tot stand te brengen van de vlakken van opto-elektronische componenten, bijv. halfgeleiderlasers.
Sinds enkele jaren bestaat er een toenemende belangstelling voor halfgeleiders van het III-V-type (bijv. GaAs of InP). Deze materialen bezitten in facto 15 opmerkelijke eigenschappen, die deze zeer in het bijzonder geschikt maken voor de tot stand koming van geïntegreerde elektronische componenten van het MIS type, waarvan zij de prestaties aanzienlijk zouden kunnen verbeteren in vergelijking met gebruikelijke componenten op basis van 20 silicium en germanium. Onder deze eigenschappen kan men de elektronenbeweeglijkheid noemen, die groot is (van de orde van 10.000 cm/s voor GaAs en 5.000 voor InP tegen slechts 1.200 voor Si en 3.500 voor Ge), de breedte van de verboden band (van de orde van 1,4 eV tegen 1,1 eV
25 voor Si en 0,7 eV voor Ge) en de soortelijke weerstand, — 6 die hoog is (van de orde van 10 Ωαη) .
Evenwel zijn de verwachtingen, die men in deze III-V-verbindingen stelde, niet met succes bekroond in het bijzonder omdat de realisering van een geschikt isolatie-30 halfgeleideroppervlak in de praktijk zeer moeilijk is gebleken. Men heeft gepoogd om isolatiestoffen af te zetten zoals Si02, A1203, Si^N^, Ge2N, GaN enz...... maar de elektrische karakteristieken (stroom-spanning, capaciteit-spanning, scheidingsvlakladingen), die werden verkregen 35 voor deze isolator-halfgeleiderscheidingsvlakken bezaten niet de kwaliteit, vereist voor de verwezenlijking van 80 0 2 0 43 t I*· - 2 - r MIS componenten.
De uitvinding heeft nu tot doel een isolator-halfgeleiderstruktuur te verschaffen, die dit ernstige nadeel mist.
5 Nauwkeuriger gezegd heeft de uitvinding tot doel een structuur van het type isolator-halfgeleider, gevormd door een kristallijn halfgeleidersubstraat, gevormd van
III V
een III-V verbinding van de formule A B ), bekleed met een isolatielaag, waarbij deze struktuur het kenmerk heeft, 10 dat het substraat een speciale kristallijne oriëntatie bezit, en dat de isolator een sulfide is, dat beantwoordt aan de eenduidige formule (A^^B^) .
Volgens een eerste variant is de uitvinding van toepassing op de gebruikelijke verbindingen van deze 15 groep, nl. GaAs en InP, maar ook op daarvan afgeleide verbindingen, bijv. GaAs, P , waarin x kleiner is dan 1.
X "X X
Studies, zowel theoretisch als experimenteel maakten het mogelijk om een interpretatie te geven van de oorsprong van de opmerkelijke eigenschappen, verkregen 20 door de bijzondere struktuur volgens de uitvinding.
Volgens de uitvinding is gevonden, dat het sulfide bij de tot stand koming van isolator- half geleiderscheidingsvlakken een voorkeursrol vervult ten opzichte van isolatiemiddelen volgens de bekende 25 techniek, omdat de molecuulstruktuur van dit materiaal overeenkomstig is aan die van het substraat. In dit geval gaat het om een tetraëdische struktuur. De omgeving eigen aan het substraat is dus bewaard tijdens de passivering ervan.
30 De isolatiemiddelen, die worden gebruikt in de
bekende techniek, bezitten daarentegen niet deze tetra-edische struktuur, en het gebruik daarvan veroorzaakt onvermijdelijk een breuk in het scheidingsvldk, met als gevolg het optreden van elektrische ladingen, die de 35 onregelmatigheden in de chemische samenstelling compenseren. De continuïteit van de struktuur verkregen met III V
het sulfide (A B )S4, voorgeschreven volgens de uitvinding, leidt daarentegen tot een dichtheid van rest-ladingen aan het scheidingsvlak, die veel lager is, het-40 geen zeer gunstig is bij toepassingen in de micro- 800 2 0 43 - 3 - -, Λ elektronica. Λ
De keuze van het sulfide (AIIIBV)S^ om een halfgeleider (AIIIBV)-substraat te passiveren is niet eenvoudigweg een kwestie van chemische samenstelling. Deze keus is 5 voorgeschreven door veel meer complexe overwegingen, die betrekking hebben op de inwendige funktionering van halfgeleider struktur en van het isolator-halfgeleidertype.
Vanzelfsprekend is de hiervoor gegeven interpretatie slechts gegeven ter verduidelijking, en niet bedoeld voor 10 het beperken van de uitvinding.
Verder kan men waarnemen, dat het gebruik van een sulfide, zoals voorgeschreven door de uitvinding, in de opto-elektronica leidt tot een supplementair voordeel met betrekking tot oxyde-halfgeleiderstrukturen, aangezien in 15 dit laatste geval de zuurstof, voorkomende in de passiverings-processen, een zeer actieve trap vormt in de halfgeleider, welke afbreuk doet aan het rendement van de inrichting.
De uitvinding heeft eveneens tot doel methodes voor het vervaardigen van de genoemde struktuur, die hier- 20 onder zullen worden gegeven.
Volgens een eerste werkwijze volgens de uitvinding gaat men als volgt te werk: · - men vervaardigd een kristallijn halfgeleidersubstraat van de formule en met een speciale kristaloriëntatie, 25 - men plaatst dit substraat in een ampul, die zwavel of zwavelwaterstof bevat, - men brengt deze ampul in een oven, - men brengt de ampul op een temperatuur van de orde van 400°C, 30 - men handhaaft deze temperatuur gedurende de tijd noodzakelijk voor het verkrijgen van een gewenste sulfide-dikte, - men laat de temperatuur teruggaan tot omgevingstemperatuur , en 35 - men haalt het substraat uit de ampul.
Bij een tweede werkwijze volgens de uitvinding gaat men als volgt te werk: - men vervaardigd een kristallijn halfgeleider-substraat van de formule (Ai:i:IBV) en met een kristal- 40 oriëntatie 110, 800 2 0 43 * - 4 - - men brengt dit .substraat in een ampul, die het sulfide (A^^B^JS^ bevat, en - men legt een thermische gradiënt op aan de ampul teneinde een transport in dampfase tot stand te brengen van 5 (A B )S4 op (A B ).
In al het voorgaande kan de kristaloriëntatie bijv. de 110 oriëntatie zijn* maar ook andere oriëntaties zijn mogelijk.
t - conclusies - 800 2 0 43

Claims (6)

  1. 2. Struktuur volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat de halfgeleider de verbinding GaAs is.
  2. 3. Struktuur volgens conclusie 1, m e t het 10 kenmerk, dat de halfgeleider de verbinding InP is.
  3. 4. Struktuur volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de kristaloriëntatie van het substraat de 110-oriëntatie is.
  4. 5. Werkwijze voor het vervaardigen van een struktuur 15 volgens ëên der conclusies 1-4,met het kenmerk, dat men een kristallijn halfgeleidersubstraat van de formule met een speciale kristaloriëntatie vervaardigt, dat men dit substraat in een ampul plaatst, die 20 zwavel of zwavelwaterstof bevat, dat men deze ampul in een oven brengt, dat men de ampul brengt op een temperatuur van ongeveer 400°C, dat men deze temperatuur handhaaft gedurende de 25 tijd nodig voor het verkrijgen van een gewenste sulfide-dikte, dat men de temperatuur laag terugkeren naar omgevingstemperatuur, en dat men het substraat uit de ampul haalt.
  5. 6. Werkwijze voor het vervaardigen van de struktuur volgens ëên der conclusies 1-4,met het kenmerk, dat men een kristallijn halfgeleidersubstraat van de formule (A B ) met een speciale kristaloriëntatie 800 2 0 43 *- - 6 - vervaardigt, dat men dit substraat aanbrengt in een ampul, die TTT v het sulfide (Ax XBV)S4 bevat, en dat men een thermische gradiënt oplegt aan deze 5 ampul teneinde een transport in dampfase tot stand te brengen van (AIi;i:BV) S4 op (AI]CIBV) .
  6. 7. Werkwijze volgens één der conclusies 5 en 6, met het kenmerk, dat men een kristallijn halfgeleidersubstraat vervaardigt met de kristaloriëntatie 10 110. 80 0 2 0 43
NL8002043A 1979-04-10 1980-04-08 Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan. NL8002043A (nl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR7909044 1979-04-10
FR7909044A FR2454184A1 (fr) 1979-04-10 1979-04-10 Structure de type isolant-semi-conducteur dans laquelle le semi-conducteur est un compose iii-v et l'isolant un sulfure, et procedes de fabrication de cette structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8002043A true NL8002043A (nl) 1980-10-14

Family

ID=9224170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8002043A NL8002043A (nl) 1979-04-10 1980-04-08 Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4320178A (nl)
JP (1) JPS55140235A (nl)
DE (1) DE3013563A1 (nl)
FR (1) FR2454184A1 (nl)
GB (1) GB2046994B (nl)
NL (1) NL8002043A (nl)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4447469A (en) * 1982-06-10 1984-05-08 Hughes Aircraft Company Process for forming sulfide layers by photochemical vapor deposition
US4513057A (en) * 1982-06-10 1985-04-23 Hughes Aircraft Company Process for forming sulfide layers
EP0111510B1 (en) * 1982-06-22 1988-02-03 Hughes Aircraft Company Low temperature process for depositing epitaxial layers
GB2133928B (en) * 1982-12-04 1986-07-30 Plessey Co Plc Coatings for semiconductor devices
US4590130A (en) * 1984-03-26 1986-05-20 General Electric Company Solid state zone recrystallization of semiconductor material on an insulator
US4632886A (en) * 1984-09-28 1986-12-30 Texas Instruments Incorporated Sulfidization of compound semiconductor surfaces and passivated mercury cadmium telluride substrates
JPS61275191A (ja) * 1985-05-29 1986-12-05 Furukawa Electric Co Ltd:The GaAs薄膜の気相成長法
FR2604826B1 (fr) * 1986-10-06 1989-01-20 France Etat Procede de formation d'une couche isolante comportant du sulfure, derives sulfures obtenus et appareillage pour la mise en oeuvre du procede
US4751200A (en) * 1987-03-04 1988-06-14 Bell Communications Research, Inc. Passivation of gallium arsenide surfaces with sodium sulfide
US4811077A (en) * 1987-06-18 1989-03-07 International Business Machines Corporation Compound semiconductor surface termination
US4843037A (en) * 1987-08-21 1989-06-27 Bell Communications Research, Inc. Passivation of indium gallium arsenide surfaces
JP2659830B2 (ja) * 1989-11-06 1997-09-30 シャープ株式会社 半導体レーザ素子及びその製造方法
JP2650769B2 (ja) * 1989-02-03 1997-09-03 シャープ株式会社 半導体レーザ装置の製造方法
US5393680A (en) * 1990-08-01 1995-02-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. MIS electrode forming process
US5760462A (en) * 1995-01-06 1998-06-02 President And Fellows Of Harvard College Metal, passivating layer, semiconductor, field-effect transistor
AU4695096A (en) * 1995-01-06 1996-07-24 National Aeronautics And Space Administration - Nasa Minority carrier device
US6793906B2 (en) 2002-04-04 2004-09-21 Robert W. Shelton Methods of making manganese sulfide

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1273484B (de) * 1963-08-01 1968-07-25 Siemens Ag Verfahren zum Herstellen von reinem, gegebenenfalls dotiertem Halbleitermaterial mittels Transportreaktionen
DE1589922A1 (de) * 1967-01-26 1970-04-09 Ibm Deutschland Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen
US3519492A (en) * 1967-12-21 1970-07-07 Dow Chemical Co Process for the production of pure semiconductor materials
US3914784A (en) * 1973-12-10 1975-10-21 Hughes Aircraft Co Ion Implanted gallium arsenide semiconductor devices fabricated in semi-insulating gallium arsenide substrates
JPS5120154A (ja) * 1974-08-09 1976-02-18 Takeshi Kawai Jidoshikikansosochi

Also Published As

Publication number Publication date
GB2046994A (en) 1980-11-19
DE3013563A1 (de) 1980-10-23
JPS55140235A (en) 1980-11-01
JPS6328339B2 (nl) 1988-06-08
DE3013563C2 (nl) 1989-04-13
FR2454184B1 (nl) 1982-09-24
GB2046994B (en) 1983-05-25
US4320178A (en) 1982-03-16
FR2454184A1 (fr) 1980-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL8002043A (nl) Isolatie-halfgeleiderstructuur, alsmede werkwijze voor het vervaardigen daarvan.
Kim et al. Adhesion and interface studies between copper and polyimide
CN103459137B (zh) 用于石墨烯mosfet的氮化物栅极电介质
JP6556842B2 (ja) 多結晶シリコンcvdダイヤモンドを含む化合物半導体デバイス構造
US5599748A (en) Method of passivating group III-V surfaces
US4751200A (en) Passivation of gallium arsenide surfaces with sodium sulfide
US6933244B2 (en) Method of fabrication for III-V semiconductor surface passivation
KR102257421B1 (ko) 반도체 장치 및 이의 제조 방법
JPS6395661A (ja) 半導体素子電極
Matsumae et al. Room-Temperature bonding of AlN ceramic and Si semiconductor substrates for improved thermal management
JPH06350078A (ja) 半導体装置とその製造方法
TWI783497B (zh) 碳化矽複合晶圓及其製造方法
JP2014239179A (ja) 窒化物半導体装置の製造方法
Haydl Planar Gunn diodes with ideal contact geometry
US4214953A (en) Process for making semiconductor devices passivated by an integrated heat sink
LaCombe et al. A new failure mechanism in thin gold films at elevated temperatures
JPS5877227A (ja) オ−ミツク接点の形成方法
Suzuki et al. Structure and resistivity of heat-treated polycrystalline zinc sulfide prepared by chemical vapor deposition
KR950001145B1 (ko) 헤테로접합 쌍극성 트랜지스터의 제조방법
JPS5873136A (ja) 半導体デバイスの製造方法
JPS6398120A (ja) 結晶成長方法
JPS62244150A (ja) 低い割合のバナジウムを含むアルミニウムの相互接続層を有した半導体装置及び方法
RU2031478C1 (ru) Способ изготовления выпрямляющих контактов к карбиду кремния n-типа
CN114678340A (zh) 晶圆键合结构及其形成方法以及半导体器件的制备方法
González Díaz Interface quality study of ECR-deposited and rapid thermal annealed silicon nitride Al/SiNx: H/InP and Al/SiNx: H/In0. 53Ga0. 47As structures by DLTS and conductance transient techniques

Legal Events

Date Code Title Description
A85 Still pending on 85-01-01
BV The patent application has lapsed
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed