DE2351395C3 - Method for forming a dielectric insulating layer in an epitaxial layer of a compound semiconductor or for forming an insulating and protective layer for the pn junction of a compound semiconductor - Google Patents

Description

GalliumarsenidhalbleiterGallium arsenide semiconductors

^"bekannten Verfahren sind entweder zu unwirtschaftlich oder werden Qualitätsanforderungen nicht^ "known processes are either too uneconomical or will not quality requirements

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Ausbildung einer dielektrischen Isolationsschicht in einer epitaxialen Schicht eines Verbindungshalbleiters aus Galliumarsenid oder einer Isolations- und Schutzschicht für den pn-Übergang eines Verbindungshalbleiters aus Galiiumarsenidphosphid oder Galliumphosphid mit vorherigem Aufbringen einer Maskierungsschicht auf den Verbindungshalbleiter, die unter Anwendung eines Fotoätzverfahrens an diskreten Stellen abgetragen und nach Abschluß des Verfahrens ganz entferntThe invention relates to a method for forming a dielectric insulation layer in an epitaxial layer of a compound semiconductor made of gallium arsenide or an insulating and protective layer for the pn junction of a compound semiconductor made of gallium arsenide phosphide or gallium phosphide with prior application of a masking layer on the compound semiconductor, using a photo-etching process in discrete places and completely removed after completion of the process

Aus der DT-AS 12 89 382 ist ein Verfahren zur Oxidation der Oberfläche eines Siliciumhalbleiterkörpers bekannt, bei dem der Halbleiterkörper mit durch kontinuierliche Gasentladung erzeugten Sauerstoffionen behandelt wird. Im Gasentladungsraum herrscht aber ein Druck von etwa 1 bis 3 Torr. Bei einer Entladungsspannung von 50O¹ V und einem Entladungsstrom von etwa 2 rr,A wird dabei ein erster Schritt des Oxidationsverfahrens durchgeführt, der insgesamt eine Stunde dauert. Der nachfolgende zweite Oxidationsschritt wird bei einer Spannung von 500 bis 600 V durchgeführt und der Druck im Entladungsraum dabei so eingestellt, daß sich ein Entladungsstrom von etwa 10 mA ergibt. Auch der zweite Schritt des Oxidationsverfahrens benötigt eine Zeitdauer von etwa einer Stunde. Insgesamt wird trot* der langen Behandlungsijauer nur eine Oxidschichtdicke von etwa 0,2 μ erzielt.From DT-AS 12 89 382 a method for oxidizing the surface of a silicon semiconductor body is known, in which the semiconductor body is treated with oxygen ions generated by continuous gas discharge. In the gas discharge space, however, there is a pressure of about 1 to 3 Torr. At a discharge voltage of 50O ¹ V and a discharge current of about 2 rr, A, a first step of the oxidation process is carried out, which takes a total of one hour. The subsequent second oxidation step is carried out at a voltage of 500 to 600 V and the pressure in the discharge space is set so that a discharge current of about 10 mA results. The second step of the oxidation process also takes about an hour. Overall, despite the long treatment duration, only an oxide layer thickness of about 0.2 μ is achieved.

Aus der FR-PS 14 52 540 ist ein Verfahren zum Ausbilden einer Oxidglasschicht vorbestimmten Musters auf einem Halbleiterkörper beschrieben, bei welchem die nicht vom Glas zu bedeckenden Stellen zunächst mit Silber beschichtet werden. Sodann wird die ganze Oberfläche mit einer Oxidglasschicht bedeckt.From FR-PS 14 52 540 a method for forming an oxide glass layer of predetermined pattern is described on a semiconductor body, in which the areas not to be covered by the glass must first be coated with silver. The entire surface is then covered with an oxide glass layer.

Der Ertmaung liegt die Aufgabe zugrunde, e.n Verfahren zur Ausbildung von Schichten der e.ngangs genannten Art anzugeben, das vergleichsweise schnell abläuft und Produkte hoher Qualität liefertThe assessment is based on the task, e.n Specify a method for the formation of layers of the type mentioned above, which is comparatively fast expires and delivers high quality products

SSe Aufgabe wird erfmdungsgemäß aurch d.e .m kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebene Maßnahmen gelöst. Eine vorteilhafte Ausgestaltung 3e? Erfindung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2. Oxdationsverfahren. die unter Verwendung eines Plasmas arbeiten, waren stets mit Problemen behalte , dieTus dem Vorhandensein einer Mask.erungssch.cht, die durch das Oxidationsverfahren beeinträchtigt werden kann, ausgelöst waren. Diese Maskienings-Sch? soll dazu dienen, die nicht zu oxidierenden ^reiche des Halbleitermaterials vor dem Einfluß des Plasmas zu schützen. Obgleich erfindungsgemaa ais Maskirungsschicht Aluminium verwendet wird, das Si verhähnismäßig leicht wegätzen läßt und einen relativ niedrigen Schmelzpunkt hat, wird durch d.e er indungsgemäße Einstellung der Verfahrensparameterdafür gesorgt, daß das Aluminium weder mit der Halbleiterunterlage legiert noch wegschmilzt. Erreich, wird dies durch die verhältnismäßig hohe Plasmatemperatur von 1000 bis 1300°C, die auf dem Alumina.«- augenblicklich eine Schicht aus Aluminiumoxid bildet die das darunterliegende Aluminium fur die kurze Behandlungszeit, die der Halbleiter ausgesetzt .st, vo, Sem Hitzeiinfluß des Plasmas schützt D.e erf.ndungs gemäße Plasmatemperatur, die zur Erzielung e.ne hohen Arbeitsgeschwindigkeit notwendig ist, haAccording to the invention, this task is carried out by d.e .m characterizing part of claim 1 specified Measures resolved. An advantageous embodiment 3e? Invention is the subject of claim 2. Oxidation process. those using a Working plasmas were always faced with problems, dieTus the presence of a mask. affected by the oxidation process can be triggered. This masking Sch? is to serve to protect the not to be oxidized ^ rich of the semiconductor material from the influence of the Protect plasmas. Although aluminum is used as the masking layer according to the invention, Si teasingly and easily etched away and one has a relatively low melting point, is achieved by setting the process parameters appropriately ensured that the aluminum neither alloyed with the semiconductor substrate nor melted away. Reach this is due to the relatively high plasma temperature from 1000 to 1300 ° C, the one on the Alumina. «- instantly a layer of aluminum oxide forms the underlying aluminum for the short Treatment time to which the semiconductor is exposed .st, vo, sem heat influence of the plasma protects the invention Appropriate plasma temperature, which is necessary to achieve a high working speed, ha

, ■ ....: „^inriunocffpniäBen Maßnahme], ■ ....: "^ inriunocffpniäBen measure]

keinen negativen Einfluß auf die Maskierungssch.ch und damit die Qualität des Produktes.no negative impact on Maskierungssch.ch and thus the quality of the product.

Es kommt jedoch hierbei entscheidend darauf aru·d. hohen Plasmatemperaturen von 1000 bis UW < schlagartig zu erreichen. Dies ist nur durch diHowever, the decisive factor here is aru · d. high plasma temperatures from 1000 to UW < to be reached instantly. This is only through di

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erfindungsgemäße Verwendung eines Hochfrequenzfeldes möglich, da dieses für eine rasche Ionisierung des Sauerstoffes sorgt. Der Einstellung des richtigen Druckes kommt dabei ebenfalls Bedeutung zu. Drücke zwischen 1 und 3 Torr, wie sie in der DT-AS 12 89 382 beschrieben sind, sind viel zu hoch, da die freien Weglängen für die Elektronen dabei viel ?u klein werden. Andererseits reicht ein kleiner Druck von 0,3 Torr, wie er in der FR-PS 14 52 540 beschrieben ist, allein nicht aus, um befriedigende Ergebnisse zu erzielen. Es müssen beide Merkmale, nämlich optimal eingestellter Dnick und Hochfrequenzanwendung, zusammenkommen, um das schlagartige Erzeugen einer hohen Plasmatemperatur zu ermöglichen.Use of a high frequency field according to the invention possible, as this ensures rapid ionization of the oxygen. Hiring the right one Pressure is also important here. Pressures between 1 and 3 Torr, as specified in DT-AS 12 89 382 are much too high, since the free path lengths for the electrons are much? u small will. On the other hand, a small pressure of 0.3 Torr, as described in FR-PS 14 52 540, is sufficient, alone is not enough to achieve satisfactory results. It must have both characteristics, namely optimal discontinued Dnick and high frequency application, come together to create a sudden enable high plasma temperature.

Das die Erfindung aufweisende Verfahren soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigtThe method incorporating the invention is described below with reference to the drawings are explained in more detail. It shows

Fig. I in schematischer Darstellung die bei der Ausbildung einer Isolationsschicht auf einem Verbindungshalbleiter verwendete Vorrichtung,Fig. I in a schematic representation of the Formation of an insulating layer on a compound semiconductor device used,

Fig.2a —2e verschiedene Stufen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ausbildung einer Isolationsschicht,2a-2e different stages in the implementation the method according to the invention for forming an insulation layer,

Fig-3 Strom-Spannungs-Kennlinien verschiedener Proben,Fig-3 Current-voltage characteristics of various Rehearse,

Fig.4a —4c verschiedene Stufen bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer oberflächenpassivierenden Oxidschicht,Fig. 4a-4c different stages in the implementation the method according to the invention for producing a surface passivating oxide layer,

Fig.4d die Strom-Spannungs-Kennlinie von Proben nach F i g- 4c und4d the current-voltage characteristic of samples according to F i g-4c and

Fig.5 Strom-Spannungs-Kennlinien weiterer Proben, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurden.FIG. 5 current-voltage characteristics of further samples obtained by the method according to the invention were manufactured.

In der F i g. 1 ist schematisch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Reaktionsapparatur dargestellt. Die in der F i g. 1 angegebene Bezugsziffer 1 steht für eine Hochfrequenzquelle, die beispielsweise eine Hochfrequenzenergie von 420 kHz liefert. Ein Probestück 4 wird auf ein vertikal in einer Glasglocke 2 angeordnetes Quarz- oder Aluminiumoxyd-Rohr 3 gelegt. Die Glasglocke 2 muß mit Hilfe einer schematisch dargestellten Vakuumpumpe 5 ausreichend evakuiert sein. Der Unterdruck wird durch Einführen von Sauerstoffgas (O₂) aus einer dafür geeigneten Quelle über ein Nadelventil 6 und ein Absperrventil 7 während des Evakuierens eingestellt. Der Unterdruck wird bei etwa 0,3 Torr gehalten, wenn das Probestück aus Galliumarsenid (GaAs) besteht, während ein Druck von 0,4 bis 0,6 Torr angewandt wird, wenn das Probestück aus Galliumarsenidphosphid (GaAsi-,Ρ,) oder Galliumphosphid (GaP) besteht. Anschließend kann durch Zuführen von Hochfrequenzenergie augenblicklich ein Plasma mit geringer Dichte ausgebildet werden. Die Anodenspannung beträgt, wenn das Probestück aus Galliumarsenid (GaAs) besteht, etwa bis 7 kV, während im Fall des Einsatzes von Galliumarsenidphosphid (GaAs,-,P,) oder Galliumphosphid (GaP) Probestücken eine Anodenspannung von etwa 8 kV benützt wird. Wenn das Plasma mit geringer Dichte im thermischen Gleichgewicht ist. beträgt dessen Temperatur, die durch das Einführen eines Chromel-Alumel-Thermoelements in das Plasma bestimmt werden kann, etwa 1000 bis 1300⁰C. Durch Behandeln des Probestückes mit der Plasmaentladung während einer Reaktionszeit von etwa H) Sekunden wird dieses bis zu einer Dicke von etwa 10 μ oxydiert. Während der Reaktionszeit wird die Sauerstoffatmosnhäre mit vermindertem Druck durch Einführen von Sauerstoff gas (O₂) konstant gehalten.In FIG. 1 is a schematic representation of the reaction apparatus used in the process according to the invention. The in the F i g. Reference number 1 given in 1 stands for a high-frequency source which, for example, supplies high-frequency energy of 420 kHz. A test piece 4 is placed on a quartz or aluminum oxide tube 3 arranged vertically in a bell jar 2. The bell jar 2 must be sufficiently evacuated with the aid of a vacuum pump 5 shown schematically. The negative pressure is set by introducing oxygen gas (O ₂ ) from a suitable source via a needle valve 6 and a shut-off valve 7 during evacuation. The vacuum is maintained at about 0.3 torr when the specimen is gallium arsenide (GaAs), while a pressure of 0.4-0.6 torr is used when the specimen is gallium arsenide phosphide (GaAsi, Ρ,) or gallium phosphide (GaP) exists. Then, by applying high frequency energy, a low density plasma can be formed instantaneously. If the test piece is made of gallium arsenide (GaAs), the anode voltage is around 7 kV, while if gallium arsenide phosphide (GaAs, -, P,) or gallium phosphide (GaP) test pieces are used, an anode voltage of around 8 kV is used. When the low density plasma is in thermal equilibrium. its temperature, which can be determined by inserting a Chromel-Alumel thermocouple into the plasma, is about 1000 to 1300 ^° C. By treating the specimen with the plasma discharge for a reaction time of about H) seconds, it is up to a thickness of about 10 μ oxidized. During the reaction time, the oxygen atmosphere is kept constant _{at reduced pressure by introducing oxygen gas (O 2).}

Die F i g. 2a-2e zeigen Querschnitte von Probestük ken, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer dielektrischen Isolationsschicht versehen werden.The F i g. 2a-2e show cross-sections of Probestük ken using the inventive Method are provided with a dielectric insulation layer.

In der Fig.2a ist dabei der erste Schritt der Behandlung gezeigt. Bei dieser Ausführungsform wird ein Galliumarsenid-Halbleitersubstrat (GaAs) 8 mit einem spezifischen Widerstand von ΙΟ⁶ Ωαη verwendet, ίο Durch ein Aufwachsverfahren wird auf die Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats (GaAs) 8 eine epitaxiale Galliumarsenid-Schicht (GaAs) 9 aufgebracht, die eine Verunreinigungsdichte von etwa 10¹⁶/em³ besitzt. Durch ein Vakuumaufdampfverfahren wird auf die epitaxiale Schicht 9 eine Aluminiumschicht (Al) 10 aufgedampft. Die Aluminiumschicht (Al) 10 wird teilweise, wie in der F i g. 2b dargestellt, mit Hilfe eines Photoverfahrens entfernt Das Probestück wird in dem in der Fig. 2b dargestellten Zustand in die Reaktionsapparatur eingebracht und mit Hilfe einer Hochfrequenzentladung in Sauerstoffatmosphäre einer Oxidation unterworfen. Hierdurch wird eine isolierende oxydierte Schicht 11 auf dem freien Galliumarsenid-Bereich (GaAs) ausgebildet, die eine Dicke besitzt, die größer ist als die Dicke der epitaxialen Galliumarsenid-Schicht (GaAs) 9. Aus der F i g. 2d ist der Querschnitt durch ein Probestück zu ersehen, dessen restliche Aluminiumschicht (AI) mit Hilfe von Fluorwasserstoffsäure (HF) entfernt worden ist. Die F i g. 2e zeigt das Probestück nach dem Anbringen von Ohmschen Elektroden 12 bzw. 12' durch Aufdampfen von Indium (In) auf die obere Oberfläche der epitaxialen Galliumarsenid-Schicht (GaAs) 9 bzw. die untere Oberfläche des Galliumarsenid-Substrats (GaAs) 8. Die untere Elektrode 12' kann als Erdungsklemme G des Elements verwendet werden, während die obere Elektrode 12 die Elektroden A, Bund Cdes Elements bildet.The first step of the treatment is shown in FIG. 2a. In this embodiment, a gallium arsenide semiconductor substrate (GaAs) 8 with a specific resistance of ΙΟ ⁶ Ωαη is used, ίο By a growth process, an epitaxial gallium arsenide layer (GaAs) 9 is applied to the surface of the gallium arsenide substrate (GaAs) 8, which has an impurity density of about 10 ¹⁶ / cm ³ . An aluminum layer (Al) 10 is evaporated onto the epitaxial layer 9 by means of a vacuum vapor deposition process. The aluminum layer (Al) 10 is partially, as shown in FIG. 2b, removed with the aid of a photo process. The test piece is introduced into the reaction apparatus in the state shown in FIG. 2b and subjected to oxidation with the aid of a high-frequency discharge in an oxygen atmosphere. As a result, an insulating oxidized layer 11 is formed on the free gallium arsenide region (GaAs) which has a thickness which is greater than the thickness of the epitaxial gallium arsenide layer (GaAs) 9. From FIG. 2d shows the cross-section through a test piece, the remaining aluminum layer (AI) of which has been removed with the aid of hydrofluoric acid (HF). The F i g. 2e shows the test piece after the application of ohmic electrodes 12 or 12 'by vapor deposition of indium (In) on the upper surface of the epitaxial gallium arsenide layer (GaAs) 9 or the lower surface of the gallium arsenide substrate (GaAs) 8. Die lower electrode 12 'can be used as the grounding terminal G of the element, while the upper electrode 12 forms electrodes A, B and C of the element.

In der F i g. 3 sind die Isolationswerte von Galliumarsenid-Inseln dargestellt, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in der durch die Fig. 2a-2e verdeutlichten Weise ausgebildet wurden. Gemäß dieser Ausführungsform wurden die Strom-Spannungs-Kennlinien in der Weise bestimmt, daß man Golddrähte (Au) an die entsprechenden Ohmschen Elektroden und 12' anlegte und die obere Elektrode 12 als positive Elektrode verwendete. Auf der Abszisse ist die Quadratwurzel der angelegten Spannung Vund auf der Ordinate die Stromstärke /in iogarithmischem Maßstab aufgetragen. Die in der F i g. 3 dargestellte gestrichelte Kurve (1) entspricht der Messung zwischen den Elektroden A und G des in der Fig.2e dargestellten Probestückes. Die ausgezogene Kurve (2) der F i g. entspricht der Messung zwischen den Elektroden A und S des in der Fig.2e dargestellten Probestückes. während die gestrichelte Kurve (3) der F i g. 3 den Meßwerten entspricht, die zwischen den Elektroden A und C der F i g. 2e bestimmt wurden. Der spezifische Widerstand der oxydierten Schicht 11 beträgt etwa bis 10'° Qcm, so daß der durch die oxydierte Schicht no fließende Strom im wesentlichen vernachlässigt werden kann. Demzufolge wird angenommen, daß der gemessene Strom überwiegend durch einen Strom gebildet wird, der durch das halbleitende Galliumarsenid-Substrat (GaAs) 8 fließt, so daß man sagen kann, daß eine ideale 65 dieiekirische Isolation erreicht wird.In FIG. 3 shows the insulation values of gallium arsenide islands as they were formed according to the method according to the invention in the manner illustrated by FIGS. 2a-2e. According to this embodiment, the current-voltage characteristics were determined by connecting gold wires (Au) to the respective ohmic electrodes 12 and 12 'and using the upper electrode 12 as a positive electrode. The square root of the applied voltage V is plotted on the abscissa and the current intensity / is plotted on the ordinate on a logarithmic scale. The in the F i g. The dashed curve (1) shown in FIG. 3 corresponds to the measurement between the electrodes A and G of the test piece shown in FIG. The solid curve (2) of FIG. corresponds to the measurement between electrodes A and S of the test piece shown in FIG. while the dashed curve (3) of FIG. 3 corresponds to the measured values between the electrodes A and C of FIG. 2e were determined. The specific resistance of the oxidized layer 11 is approximately up to 10 ° Ωcm, so that the current flowing through the oxidized layer no can essentially be neglected. Accordingly, it is assumed that the measured current is mainly formed by a current flowing through the semiconducting gallium arsenide (GaAs) substrate 8, so that it can be said that an ideal Diekirch insulation is achieved.

Zur Verdeutlichung einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Ausbildung einer Isolations- und Schutz-Schicht für einen pn-Übergang einer Galliumar-To illustrate a further embodiment of the invention, the formation of an insulation and Protective layer for a pn junction of a gallium ar-

senid-Diode (GaAs) unter Bezugnahme auf die F i g. 4a — 4d erläutert.senid diode (GaAs) with reference to FIG. 4a-4d explained.

In der F i g. 4a ist ein η-leitendes Galliumarsenid-Substrat (GaAs) 13 dargestellt, das eine Verunreinigungskonzentration von 10¹⁶ cm-³ besitzt. In dieses n-leitende Substrat 13 wird Zink (Zn) in einer Menge von 10¹⁸ cm"³ eindiffundiert, wodurch sich eine 1,5 bis 1,7 μ starke p-leitende Schicht 14 ergibt. Nach dem Aufdampfen einer Aluminiumschicht (Al) 15 auf die gesamte Oberfläche der p-leitenden Schicht 14 wird der gewünschte Bereich der Aluminiumschicht (Al) mit Hilfe eines Photoverfahrens entfernt. Dann wird die Probe in die in der F i g. 1 dargestellte Reaktionsapparatur eingebracht und der Oxidation im Plasma unterworfen. Durch diese Oxydation werden die freien, keine Aluminium-Schicht aufweisenden Galliumarsenid-Bereiche (GaAs) bis zu einer Tiefe oxydiert, die über den pn-Übergang hinausgeht, wodurch sich die in der F i g. 4b dargestellte oxydierte Schicht 16 bildet. Dann wird in gleicher Weise wie oben bereits beschrieben die aufgedampfte Aluminiumschicht (Al) 15 entfernt, worauf Indiumelektroden (In) 17 und 17' aufgedampft werden. Die Strom-Spannungs-Kennlinie dieser Probe, wie sie mit einem Linienschreiber erhalten wird, ist als gestrichelte Kurve B in der Fig.4d dargestellt. Die ausgezogene Kurve A dieser Figur steht für die Strom-Spannungs-Kennlinie einer Probe, die zu Vergleichszwecken nicht mit dem hier beschriebenen Oxydationsverfahren behandelt worden war. Wie aus der Fig.4d zu ersehen ist, zeigt die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelte Probe eine gewisse Abweichung bei der Gegenspannungs-Kennlinie. In FIG. 4a shows an η-conductive gallium arsenide (GaAs) substrate 13 which has an impurity concentration of 10 ¹⁶ cm ^-3 . Zinc (Zn) is diffused into this n-conductive substrate 13 in an amount of 10 ¹⁸ cm " ³ , resulting in a 1.5 to 1.7 μ thick p-conductive layer 14. After the vapor deposition of an aluminum layer (Al) The desired area of the aluminum layer (Al) is removed with the aid of a photographic process on the entire surface of the p-conductive layer 14. The sample is then introduced into the reaction apparatus shown in FIG. 1 and subjected to oxidation in the plasma this oxidation oxidizes the free gallium arsenide regions (GaAs), which do not have an aluminum layer, to a depth which extends beyond the pn junction, as a result of which the oxidized layer 16 shown in FIG. 4b is formed in the same way as already described above, the vapor-deposited aluminum layer (Al) 15 is removed, after which indium electrodes (In) 17 and 17 'are vapor-deposited is shown as dashed curve B in Figure 4d. The solid curve A in this figure stands for the current-voltage characteristic of a sample which, for comparison purposes, had not been treated with the oxidation process described here. As can be seen from FIG. 4d, the sample treated according to the method according to the invention shows a certain deviation in the counter-voltage characteristic.

Die Trennung und der Schutz des pn-Überganges eines Gailiumarsenidphosphid-Elements (GaAs, _«P,; χ = 0,4) kann dadurch erfolgen, daß man den Sauerstoffdruck bei 0,4 bis 0,6 Torr und die Anodenspannung der Hochfrequenzenergie bei 8 kV hält und das Verfahren in gleicher Weise wie das bei der Behandlung des pn-Überganges der Galliumarsenid-Diode (GaAs) angewandte durchführt. In der F i g. 5 ist ein Beispiel für eine Strom-Spannungs-Kennlinie einer derartigen Probe dargestellt. In dieser Fig.5 stellt die gestrichelte Kurve B die Kennlinie einer mit der PlasmaoxydationThe separation and protection of the pn junction of a Gailiumarsenidphosphid element (GaAs, _ «P ,; χ = 0.4) can be done by keeping the oxygen pressure at 0.4 to 0.6 Torr and the anode voltage at the high frequency energy Holds 8 kV and carries out the process in the same way as that used for the treatment of the pn junction of the gallium arsenide diode (GaAs). In FIG. 5 shows an example of a current-voltage characteristic curve of such a sample. In this FIG. 5, the dashed curve B represents the characteristic curve of one with plasma oxidation

,ο behandelten Probe aus η-leitendem Galliumarsenidphosphid (GaAs, _„P_V; x = 0,4) mit einer Verunreinigungsdichte von 10^l7cm~³ dar, die eine 2,5 μ starke p-leitende Schicht aufweist, die durch Eindiffundieren von Zink (Zn) mit einer Dichte von 1O²⁰Cm-³ , ο treated sample of η-conductive gallium arsenide phosphide (GaAs, _ "P _V ; x = 0.4) with an impurity ^density of 10 l7 cm ^-3 , which has a 2.5 μ thick p-conductive layer that diffuses in of zinc (Zn) with a density of 10 ²⁰ cm ^-3

,j gebildet worden war. Zum Vergleich zeigt die durch eine durchgehende Linie dargestellte Kurve A die Strom-Spannungs-Kennlinie der gleichen Probe, die jedoch nicht der hier beschriebenen Oxydation unterworfen worden war., j had been formed. For comparison, curve A represented by a solid line shows the current-voltage characteristic of the same sample, which, however, was not subjected to the oxidation described here.

,o Die Ätzgeschwindigkeit der durch Plasmabehandlung gebildeten Oxidschicht beträgt im Fall von Galliumarsenid (GaAs) etwa 50 bis 80 Ä/Min. bei der Verwendung einer heißen Chlorwasserstoffsäurelösung (HCl) und im Fall von Galliumarsenidphosphid (GaAs,-,P_x) oderIn the case of gallium arsenide (GaAs), the etching speed of the oxide layer formed by plasma treatment is approximately 50 to 80 Å / min. when using a hot hydrochloric acid solution (HCl) and in the case of gallium arsenide phosphide (GaAs, -, P _x ) or

_2J Galliumphosphid (GaP) 500 bis 1000 Ä/Min. bei der Verwendung einer 5%igen Fluorwasserstoffsäure (HF). Wie oben erwähnt, kann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in sehr kurzer Zeit und in einfacher Weise durch Anwendung der oxydierenden Atmosphäre im Plasma mit geringer Dichte die dielektrische Isolation einer epitaxialen Schicht eines Verbindungs halbleiters auf einem halbleitenden Substrat und di< Trennung und der Schutz des pn-Überganges eine: Verbindungshalbleiters erreicht werden. _2J gallium phosphide (GaP) 500 to 1000 Å / min. when using a 5% hydrofluoric acid (HF). As mentioned above, the dielectric isolation of an epitaxial layer of a compound semiconductor on a semiconducting substrate and the separation and protection of the pn- Transition one: compound semiconductor can be achieved.

Hierzu 4 BIaU Zeichnungen4 BIaU drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Ausbildung1. Procedure for training a) einer dielektrischen Isolationsschicht in einer epitaxialen Schicht eines Verbindungshalbleiters aus Galliumarsenid (GaAs) odera) a dielectric insulation layer in an epitaxial layer of a compound semiconductor made of gallium arsenide (GaAs) or b) einer Isolations- und Schutzschicht für den pn-Ubergang eines Verbindungshalbleiters aus Galiiumarsenidphosphid (GaAsi__vP,) oder Galliumphosphid (GaP)b) an insulation and protective layer for the pn junction of a compound semiconductor made of gallium arsenide phosphide (GaAsi_ _v P,) or gallium phosphide (GaP) mit vorherigem Aufbringen einer Maskierungsschicht auf den Verbindungshalbleiter, die unter Anwendung eines Fotoätzverfahrens an diskreten Stellen abgetragen und nach Abschluß des Verfahrens ganz entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Maskierungsschicht Aluminium verwendet wird und daß die Isolationsschicht an den freien, keine Aluminium-Schicht aufweisenden Verbindungshalbleiterstellen durch Oxidation des Verbindungshalbleitermaterials mit Hilfe einer Hochfrequenzentladung in einer Sauerstoffatomosphäre ausgebildet wird, wobei die Temperatur des Plasmas im Bereich zwischen 1000° C und 1300° C und der Sauerstoffdruck im Fall a) bei 0,3 Torr, im Fall b) bei 0,4 bis 0,6 Torr eingestellt sind.with prior application of a masking layer on the compound semiconductor, which under Use of a photo-etching process in discrete areas and removed after the process is complete is completely removed, characterized by that aluminum is used as the masking layer and that the insulation layer on the free compound semiconductor sites that do not have an aluminum layer due to oxidation of the compound semiconductor material is formed with the help of a high frequency discharge in an oxygen atmosphere, with the temperature of the plasma in the range between 1000 ° C and 1300 ° C and the Oxygen pressure in case a) are set at 0.3 Torr, in case b) at 0.4 to 0.6 Torr. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hochfrequenzentladung die Anodenspannung im Fall a) etwa 6 — 7 kV, im Fall b) etwa 8 kV beträgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the high-frequency discharge Anode voltage in case a) is about 6-7 kV, in case b) about 8 kV. was durch elektrische Entladung unter einem Druck was dun-n ^ ^^ ^^ _Sauerstoff_atrnoSpharewhat by electrical discharge under a pressure what dun-n ^ ^^ ^^ _Oxygen f _atrnoS phare Der Halbleiterkörper liegt dabei mit der zu τ Seite nach oben auf der Anode, κ pnH die ihm gegenüberliegende Kathode mitThe semiconductor body lies with the side to τ up on the anode, κ pnH with the cathode opposite it wahrend .^Scki "t. Während der Entladung wird von S⁰KthotISm abgegeben, was sich auf dem HalbSerkörper niederschlägt Gleichzeitig reag.ert 2S Sr mit dem bei der Entladung gebildeten Ozon.while . ^ Scki "t. During the discharge, S ⁰ KthotISm is given off, which is reflected on the half-body. At the same time, 2S Sr reacts with the ozone formed during the discharge. ,ο d" soSbMete Silberoxid diffundiert augenbhckhch ,η dasGitfer des auf dem Halbleiterkörper abgeschiedene S «Sums. In einem nachfolgenden Verarbe.tungsvoigang werden diejenigen Bereiche, d.e im Silicium em d°fundfertes Silberoxid enthalten, h.nweggeatzt, ο d "soSbMete silver oxide diffuses augenbhckhch, η the grid of the deposited on the semiconductor body S «Sums. In a subsequent processing step those areas that contain d ° solid silver oxide in the silicon are etched away „ Bei dem höheren der angegebenen Drucke der .m Bereich von 0,3 Torr liegt, erreicht man noch d.e höchste ArbeSsge^chwmdigkeit Setzt ma, den Druck herab,"At the higher of the specified pressures of the .m Range of 0.3 Torr, the highest work speed is still reached.