Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 935-939 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002509093500

Silice UVCVD pour transistors MISFET autoalignés sur InP

J.L. Courant, P. Dimitriou et G. Post

C.N.E.T., Laboratoire de Bagneux, 196 avenue Henri Ravera, 92220 Bagneux, France

Abstract
A photochemical technique for silica deposition is presented, in view of the realisation of selfaligned gate MISFET's on indium phosphide substrate. This technology requires a high temperature anneal. We submitted those films to rapid thermal annealing between 300 and 900 °C. Analyses have been performed by infra-red transmission spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, measurement of capacitance of MIS diodes at 1 MHz, and of leakage current. We found a significant dehydration, a strong improvement of the resistivity and of the dielectric constant. The fixed charges which appear in the oxide are eliminated by a low temperature anneal. The density of these films is 2.06. Ellipsometry revealed a slight excess of silicon (1 %). The transconductance of the first transistors is 12 mS/mm, with a low current drift (a few % over 104 s) at V ds = 0.1 V and Vgs = 2.5 V.

Résumé
Nous utilisons un mode de dépôt de silice photochimique pour la réalisation d'un transistor MISFET sur substrat en phosphure d'indium, InP, à grille autoalignée. Cette technique nécessite l'emploi d'un recuit à haute température. Nous avons soumis ces films à des recuits rapides, sous lampes, dans une gamme de température de 300 à 900 °C. Les analyses ont été faites par spectroscopie infrarouge par transmission, ellipsométrie spectroscopique, mesures de capacités de diodes MIS à 1 MHz, et courants de fuite. Nous avons constaté une déshydratation rapide, une amélioration notable de la résistivité et de la constante diélectrique. Il apparaît des charges fixes dans l'oxyde qu'un recuit à basse température permet d'éliminer. La densité de ces films est de 2,06. L'ellipsométrie révèle un léger excès de silicium (1 %). Les performances des premiers transistors restent modestes (12 mS/mm) mais avec une faible dérive (< qq % sur 10 4 s) à Vds = 0,1 V et Vgs = 2,5 V.

PACS
8115H - Chemical vapour deposition.
8250 - Photochemistry and radiation chemistry.
8140G - Other heat and thermomechanical treatments.
7865J - Optical properties of nonmetallic thin films.
7830G - Infrared and Raman spectra in inorganic crystals.
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
7340Q - Electrical properties of metal insulator semiconductor structures.
6860 - Physical properties of thin films, nonelectronic.
7720 - Dielectric permittivity.
7360H - Electrical properties of insulators thin films/low dimensional structures.
0520F - Chemical vapour deposition.
2560R - Insulated gate field effect transistors.
2530F - Metal insulator semiconductor structures.

Key words
annealing -- chemical vapour deposition -- density of solids -- electronic conduction in insulating thin films -- ellipsometry -- III V semiconductors -- indium compounds -- infrared spectra of inorganic solids -- insulated gate field effect transistors -- permittivity -- photochemistry -- silicon compounds -- semiconductor -- UVCVD silica -- photochemical technique -- silica deposition -- self aligned gate MISFET -- high temperature anneal -- rapid thermal annealing -- infrared transmission spectroscopy -- spectroscopic ellipsometry -- capacitance -- MIS diodes -- leakage current -- dehydration -- resistivity -- dielectric constant -- low temperature anneal -- density -- transconductance -- low current drift -- 300 to 900 degC -- 1 MHz -- InP substrate -- InP -- SiO sub 2