InP衬底表面的H_2N_2等离子体清洁技术.pdf

　第 20 卷第 10 期 半　导　体　学　报 . 20, . 10 V o l N o 　1999 年 10 月 . , 1999 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S O ct 衬底表面的 2 2 等离子体清洁技术 InP H N 谭满清　茅冬生 ( 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程研究中心　北京　100083) 摘要　本文介绍了用电子回旋共振( ) 等离子体去除 衬底表面的氧、碳原子的方 ECR H 2 N 2 InP 法, 并保持了 InP 衬底表面原有的有序结构, 给出了这种处理方法的工艺条件, 对这种方法的优 越性进行了系统的分析和讨论, 得出了一些有价值的结论. PACC: 0750, 0755, 8640K , 7220, 7280E 1　引言 置于空气中的 InP 及由 InP 为衬底的各种半导体器件表面容易被氧化, 也易被碳等粘 污[ 1～ 4 ]. 这些粘污破坏了器件和衬底的表面结构, 严重影响器件的许多特性, 诸如降低器件 的使用寿命, 增加器件的漏电流, 减少各种介质膜在 InP 衬底表面淀积时的附着力等等. 为 此, 在 InP 等衬底表面淀积绝缘膜、扩散掩蔽膜、介质光学膜等介质膜之前, 必须进行 InP 衬 底表面的去碳、氧等的清洁处理. 通常的化学腐蚀、清洗液处理法不可能达到 InP 衬底表面 的去除碳、氧等原子的目的, 比较有效的方法是在真空室中的等离子体处理技术. 有文献报 [ 3 ] 道: 对半导体 Si 衬底表面去氧采用原子氢和 SiH 2 技术 , 而 GaA s 表面去氧采用电子回旋 共振氢的等离子体技术[ 2, 4 ] , 文献结果表明它们的去氧效果较好. 下面介绍用电子回旋共振(ECR ) H 2 和N 2 的等离子体技术实现 InP 衬底表面去氧和碳 的处理. A uger 分析测量的结果表明, 这种去 InP 衬底表面的氧和碳的效果是很好的. 2　实验 本实验是在电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR P lasm a CVD ) 设备上实现的, [ 1, 5 ] 它的工作原理在许多文献中都有报道 . 实验方案是: 用H F 酸等化学腐蚀液预处理 InP 衬底表面, 去除表面的油性物质和大部 分表面的机械磨损, 然后, 将 衬底置于设备的淀积室中, 用电子回旋共振 混合气 InP H 2 N 2 体的等离子体进行 InP 衬底表面的去氧和碳的处理. 为便于用A uger 分析仪检测实验的效 果, 最后用 ECR P lasm a CVD 法在经处理后的 InP 衬底表面上淀积 10～ 30nm 厚的 SiN x 介 质膜, 整个过程是在真空室中进行的. 衬底表面的去氧和碳处理的电子回旋共振 2 2 气体的等离子体工艺条件为: 2 InP