光CVD法によるアルミナ絶縁膜の低温堆積の研究

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低圧Hgランプ照射の減圧下でアルミナ(Al_2O_3)の光CVDの研究を行った。原料としてアルミニウム・トリ・イソプロポキシド(ATI)を用いた。酵素雰囲気中でのアルミナ膜の堆積速度は、230から360℃の基板温度の範囲において約200A^^○と一定であった。一方、熱CVD及び窒素雰囲気中での光CVDにおける活性化エネルギ-は、それぞれ20及び9.7Kcal/molと求められた。酸素雰囲気中での光CVDにおける堆積速度は、熱CVDにおける360℃付近の原料供給律速領域の値と同じであった。このことは、基板に供給それた原料が、低温においても全てアルミナの膜形成に寄与していることを意味している。堆積速度は紫外光185nmの約2mW/cm_2以上の強度で飽和傾向を示した。A1原子の堆積がアルミナ膜になる見かけの量子収率はほぼ1になることが解った。ATIや酵素分子の光吸収は小さいことを考慮すると、紫外光がアルミナ膜で吸収され、光生成された電子や正孔が光触媒のような効果で、表面における堆積反応を促進させていることが考えられる。また、堆積速度の増加にもかかわらず、アルミナ膜の屈折率及び誘電損失は劣化せず、むしろ改善の傾向が見られた。基板温度300℃で作製したSiのMIS構造の界面準位は、ミッドギャップにおいて10^<11>cm^<-2>eV^<-1>を下まわる程度に小さかった。HF処理によるSi表面の水素終端効果と低温堆積が、界面準位の低減に効果があったと考えられる。これらのことはMIS精造作成において、アルミナ膜の光CVD法が有望であることを示している。またGaAsのMIS構造の作製では、硫黄によるGaAs表面のパッシベ-ションを利用し、プロセスの低温化を計ることにより、ミッドギャッブ付近の界面準位密度が、3×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>程度と比較的小さいCーV特性が得られた。このことから、化合物半導体のMIS構造においても光CVDにおける低温化が有効であることが示された。