誘電体超薄膜を用いた金属-半導体接合の安定化

使用超薄介电膜稳定金属-半导体结

• 批准号: 01650520
• 负责人: 奥山 雅則
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1989
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1989 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01650520/
• 关键词: 誘導体; 超薄膜; 酸化珪素; 金属-半導体接合; 光CVD; フッ素処理; IR-ATR

半導体-金属接合では一般に電流-電圧特性はpn接合のような優れた整流性は得にくいが、もし安定な誘電体超薄膜がSi基板上に再現性良く堆積できれば、トンネル電流による電気伝導が起こり、かつ界面が安定しているため良好な整流性を持つ接合の実現が期待される。本研究では、清浄化されたSi表面上に光CVDにより低温で数〜50ÅのSiO_2誘電体超薄膜を再現性良くSi基板上に成長させ、その構造的、光学的性質を明らかにし、またMOSダイオ-ドの安定な整流性を得ることを目的とする。SiO_2薄膜は重水素ランプを用いた光CVD法により成長した。Si基板を200℃でF_2により5分間清浄化した後、原料ガスを流量比SiO_2H_6/O_2=0.051で流し、圧力0.2Torrで成長をした。成長膜の膜厚は偏光解析法により求めた。熱酸化膜は、数十〜100Å位のものでも赤外透過スペクトルが変化し、基板に近い所では構造遷移領域が存在する。これに対して光CVDでは20Å以下の非常に薄い膜でも、厚い膜と同じスペクトルをもっており、構造遷移領域は非常に薄いと考えられる。つまり、光CVDで非常に薄く安定なSiO_2膜を成長できることがわかる。1/C^2-Vのプロットから得られたバリアハイトは、Schottkyダイオ-ドで0.60Vであるのに対してMOS構造のものは0.75Vで高くなった。MOS構造のI-V特性は逆方向の電流が大変小さくなりShottky接合よりも整流性の良く、nファクタ-は1.07とよい値を示した。Au/Si接合では低温界面固相反応がおこり、AuとSiの合金層のために、バリアハイトが低くなるが、SiO_2膜を挟むとそれが防がれ、より高いバリヤハイトが得られるために逆方向電流が抑えられる。界面固相反応によるSiのAu中での拡散をAu表面の微量SiO_2の高感度反射赤外分光により調べた。作製後2時間経過したShottky接合では、SiO_2による吸収が見られるが、MOS構造では作製後27時間経過してもSiO_2はみられず安定な接合であると確認された。

Semi-solid-metal bonding devices general current-electrical characteristics, pn bonding devices, high-performance rectifiers, thermal stability devices on the Si substrates of ultra-thin films, thermal stability, thermal conductivity, thermal conductivity, thermal stability, thermal stability, good rectifying performance, good rectifying performance, good rectifying performance. In this study, the photoluminescence CVD temperature on the surface of Si is about 50 ℃. The reproducibility of ultra-thin films of Sio _ 2 electrics is good. The optical properties of Si substrates are better than those of Sio _ 2 thin films. The optical properties, optical properties, thermal stability and rectifying properties of silicon dioxide thin films on the surface of Si are highly sensitive. SiO_2 thin films were grown by phosphorescence CVD method. After the heating of Si substrate at 200 ℃ for 5 minutes, the flow rate of raw material consumption is higher than that of SiO_2H_6/O_2=0.051 and 0.2Torr. The thickness of the grown film is measured by polarization analysis. The acidizing film, tens to 100 centimeters, and the substrate near the surface of the substrate can be used in the field of acidification. The thickness of the thin film is very thin, the thickness of the film is the same as that of the optical CVD, the optical CVD is less than 20, and the thickness of the film is the same as that of the thin film. The growth of diazepam SiO_2 film is very important for the growth of CVD film. 1

项目成果

中村雅一: "Reduction of interface states of MOS structure using photo-CVD SiO_2 film by F_2 treatment" Extended abstract of the 21st conference on solid state devices an materials. 413-416 (1989)

Masakazu Nakamura：“通过 F_2 处理使用光 CVD SiO_2 薄膜减少 MOS 结构的界面态”第 21 届固态器件和材料会议的扩展摘要 413-416 (1989)。

井上幸二: "Reduction of interface-state density by F_2 treatment in a metaloxide-semiconductor diode prepared from a photochemical vapor deposited SiO_2 film" Applied Physics Letters. 55. 2402-2404 (1989)

Koji Inoue：“在由光化学气相沉积 SiO_2 薄膜制备的金属氧化物半导体二极管中通过 F_2 处理降低界面态密度”《应用物理快报》55。2402-2404 (1989)。

永吉良一: "直接励起光CVD法とより成長したSiO_2膜の光吸収とフォトルミネッセンス" 電子情報通信学会シリコン科デバイス研究会. SDM89-151. 41-45 (1989)

Ryoichi Nagayoshi：“使用直接激发光 CVD 方法生长的 SiO_2 薄膜的光吸收和光致发光”IEICE SDM89-151 (1989)。

中村雅一: "Infrared characterization of interface states reduction by F_2 treatment in SiO_2/Si structure using photo-CVD SiO_2 film" Japanese Journal of Applied Physics. (1990)

Masakazu Nakamura：“使用光CVD SiO_2 薄膜通过F_2 处理SiO_2/Si 结构中的界面态减少的红外表征”日本应用物理学杂志（1990）。

中村雅一: "フッ素処理による光CVD・SiO_2膜のSiMOS界面準位密度の低減とIR-ATRによる評価" 電子情報通信学会シリコン材料デバイス研究会. SDM89-151. 49-54 (1989)

Masakazu Nakamura：“通过氟处理降低 SiMOS 界面态密度并通过 IR-ATR 进行评估”电子、信息和通信工程师研究所硅材料和器件研究组 SDM89-151（ 1989）