Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 24, Numéro 5, mai 1989
Page(s) 545 - 551
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01989002405054500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 24, 545-551 (1989)
DOI: 10.1051/rphysap:01989002405054500

Couches minces d'oxynitrure de phosphore. Application aux structures MIS sur InP

Dang Tran Quan1, A. Le Bloa1, H. Hbib1, O. Bonnaud1, J. Meinnel1, A. Quemerais2 et R. Marchand3

1  Département Matériaux et Composants, Groupe de Microélectronique, UA 804 CNRS, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France
2  Laboratoire de Spectroscopie, UA 1202 CNRS, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France
3  Laboratoire de Chimie des Matériaux, UA 254 CNRS, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes, France


Abstract
We present a technique for the preparation of stable, homogeneous and moisture insensitive oxynitride phosphorus films. They were fabricated directly from PON solid sample ; this technique allows for deposition on InP substrate at low temperature (290 °C). Using X-ray photoelectron spectroscopy these films are identified as POxNyHz compounds (1.61 ≤ x ≤ 1.93, 0.63 ≤ y ≤ 0.73, 0.41 ≤ z ≤ 0.75). Electrical characteristics of MIS structures show an hysteresis at high frequency of only 0.20 V for 33 nm thick oxynitride phosphorus film, indicating structural compatibility between the insulating layer and the InP substrate. The density of the interface states, at best, is about 5 x 10^11 cm-2 eV-1.


Résumé
Nous présentons une méthode permettant de préparer des couches minces d'oxynitrure de phosphore stables, homogènes et insensibles à l'humidité destinées à la passivation de la surface d'InP. Les couches minces ont été obtenues directement à partir du produit passivant massif (PON) déjà élaboré ; cette technique a permis de les préparer sur substrats InP aux basses températures (290 °C). L'analyse XPS a permis de les identifier aux composés du type PO xNyHz avec 1,61 ≤ x ≤ 1,93, 0,63 ≤ y ≤ ≤0,73, 0,41 ≤ z ≤ 0,75. Les caractéristiques C (V ) des structures MIS présentent une hystérésis qui est de 0,20 V seulement pour une épaisseur d'oxynitrure de 33 nm, ce qui traduit une bonne compatibilité entre le substrat InP et le dépôt isolant. La densité des états d'interface, dans le cas le plus favorable, atteint 5 x 10^11 cm-2 eV-1.

PACS
8115H - Chemical vapour deposition.
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7340Q - Electrical properties of metal insulator semiconductor structures.
7320A - Surface states, band structure, electron density of states.
7960G - Photoelectron spectra of composite surfaces.
0520F - Chemical vapour deposition.
2530F - Metal insulator semiconductor structures.

Key words
CVD coatings -- electronic density of states -- III V semiconductors -- indium compounds -- interface electron states -- metal insulator semiconductor structures -- phosphorus compounds -- X ray photoelectron spectra -- interface state density -- CVD -- passivation -- electrical characteristics -- semiconductor -- X ray photoelectron spectroscopy -- MIS structures -- hysteresis -- 290 degC -- PON solid sample -- PO sub x N sub y H sub z InP -- InP