Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 23, Numéro 7, juillet 1988
Page(s) 1305 - 1312
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:019880023070130500
Rev. Phys. Appl. (Paris) 23, 1305-1312 (1988)
DOI: 10.1051/rphysap:019880023070130500

Croissance de Si3N4 sur GaAs et InP par pulvérisation réactive par faisceau d'ions

A. Bosseboeuf et D. Bouchier

Institut d'Electronique Fondamentale, Unité Associée n° 22, Université Paris-Sud, Bâtiment 220, 91405 Orsay Cedex, France


Abstract
Auger electron spectrometry is used to study chemical preparation and ion etching of InP and then the growth mode and the masking properties of Si 3N4 deposited by reactive ion beam sputtering on GaAs and InP. Preferential sputtering of phosphorus during InP ion cleaning is evidenced by a 30 % decrease of P/In when the ion energy is varied from 90 eV to 500 eV. Examination of Auger peaks of gallium and arsenic for GaAs and of indium for InP during Si3N4 deposition shows an alteration of the substrate surface composition at the very beginning of the deposition. Some possible mechanisms are proposed to explain the observed behaviors. A few monolayers of Si3N4 are sufficient to obtain a thermal stabilization of the GaAs surface but only limit partially indium diffusion in the case of InP.


Résumé
La spectrométrie Auger est utilisée pour étudier la préparation chimique et le nettoyage ionique de substrats d'InP puis le mode de croissance et les propriétés d'encapsulation de Si3N4 déposé par pulvérisation ionique réactive sur GaAs et InP. La pulvérisation préférentielle du phosphore lors d'un décapage ionique est mise en évidence par une décroissance de 30 % du rapport P/In lorsque l'on fait varier l'énergie des ions de 90 eV à 500 eV. L'observation des pics Auger de l'arsenic et du gallium pour GaAs et de l'indium pour InP lors du dépôt de Si3N4 indique une altération de la composition de surface du substrat au début de la croissance du nitrure. Des mécanismes sont proposés pour rendre compte des comportements constatés. Quelques monocouches de Si3N4 suffisent pour stabiliser en température la surface de GaAs mais limitent seulement partiellement la diffusion de l'indium dans le cas de InP.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7920N - Atom , molecule , and ion surface impact and interactions.
8115C - Deposition by sputtering.
8160C - Surface treatment and degradation in semiconductor technology.
0520F - Chemical vapour deposition.
2530F - Metal insulator semiconductor structures.

Key words
Auger effect -- gallium arsenide -- III V semiconductors -- indium compounds -- semiconductor insulator boundaries -- silicon compounds -- sputter deposition -- sputter etching -- substrates -- preferential sputtering -- semiconductor substrates -- reactive ion beam sputtering -- Auger electron spectrometry -- chemical preparation -- ion etching -- growth mode -- masking properties -- ion energy -- substrate surface composition -- thermal stabilization -- 90 to 500 eV -- GaAs -- InP -- Si sub 3 N sub 4 GaAs -- Si sub 3 N sub 4 InP