不钉扎的n GaAs 100表面的LB膜钝化.pdfVIP

第5卷 第3期 薄 膜 科 学 与 技 术 VO1．5 NO．3 下HTN F1LM SCIENCE AND TEa 日 OLOOY SePt．1螳 不钉扎的n—GaAs(100)表面的LB膜钝化 林海安 吴冲 石一心 — — — — — — — — ～ ， — — — — — — — 一 (东南大擎电子工程系) ]991年 lO月 20日收割 ● 摘 要 本 文报道 了光化学北理后不钉扎 的GBA嗥 面被LB鹱钝化的姑果．采用LB秉酰亚胺铯孽 艟糊备了MIS蛄构．离撅C— 潮试表明．养面倍阱密度在 10“onl- ．r 量擅，平带电压受滞 后垃应静响漂移09V．LB技术是改善化台曲半导体器件性能的有蛀造径． 关挺词：里坚 面，丝 ．LB泉酰亚胺虞．电挚一电压特性 姨 一 、 引 言 GaAs器件的稳定性在很大程度上决定于它的表面、界面的状况．GaAs很高的界面 陷阱密度 ，不但阻碍了 GaAs-MISFET的实用化，而且严重影响着 GaAs-MESFET和 以GaAs为基础的 HBT的性能． 最近已有报道表明 “ ，通过光化学清洗的GaAs片，其界面陷阱密度将会大大减 小．费米能级钉扎解除．但是 ．若将样品暴露到空气中20--30分钟．费米能级钉扎又将 恢复．显然，对光化学清洗后不钉扎的表面进行钝化是很有意义的．已有种种饨化 GaAs 表面的方法见诸报道 “一]． LB技术是一种沉积单层或多层有机薄膜的方法．它能精确控制膜厚 (以单分子层生 长)，且薄膜质量均匀致密．这种技术在微电子学中的应用潜力 已受到广泛的注意．聚酰 亚胺作为一种钝化材料早已运用于半导体工艺中．本文将报道采用LB技术沉积浆酰亚胺 薄膜，对 GaAs表面进行钝化的研究结果． 二、实 验 本实验采用 n—GaAs(ioo)材料作衬底，其掺杂浓度为 2．69xIO。$cm一．衬底清洗 步骤为： 1，丙酮棉球擦洗 GaAs片 ．然后将其置于丙酮溶液中，用水浴法加热一定时间，最 后依次用无水乙醇和去离子水超声清洗． 2．用体积 比为 15：5：80的HC!／H202／H2O系溶液浸泡GaAs片子2分钟． 3．在 自然光照射下，用大量去离子水冲洗片子 5分钟．清洗完毕后．立即进行 LB ● 第 3期 林海安等：不钉扎的n-GaAs(100)表面的LB膜钝化 ‘61 · 膜沉积． 由于聚酰胺酸本身没有疏水基团．所以不能单独形成单分子膜．必须加人十六胺．聚 靛胺酸 中的羧基~COOH)上 的 H 被十六胺 的氨基 (-NH2)获得，从而产生-COO一， _NH 耦合．十六胺的疏水长链能够辅助聚酰胺酸在亚相液面上有序排列，形成单分子 膜．聚酰胺酸与十六胺的摩尔比为 1：1．5．溶剂为苯与二 甲基乙酰胺混合溶液．沉积 LB 膜时表面压为2x10_．N ／cIT1，拉膜速度为 1．5ram ／rain．操作在室温下进行．亚辐为去 离子水． 完成 LB膜沉积后即进行亚胺化处理．使聚酰胺酸转化为聚酰亚胺，同时挥发掉其中 的十六胺．完成亚胺化后，通过掩模板蒸铝构成顶电极 (面积为 1．3ram2)． 高频 (IMHz)C一 测试在 CTG-!型高频 C- 特性测试仪上进行．GaAs片背面与 澍进极袄问用镓球改善接触特性． 三、结果与讨论 图 1是样