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Über die passivierung von p-n-übergängen in silizium durch anodische oxydation
Thin Solid Films, 102 (1983) 65-69
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ELECTRONICS AND OPTICS
LIBER DIE PASSIVIERUNG VON p-n-LIBERG,~NGEN IN SILIZIUM DURCH ANODISCHE OXYDATION G. MENDE, K.-D. BUTTER UND B. SCHMIDT
Zentralinstitut fiir Kernforschung, Rossendorf, DDR-8051 Dresden, Postfach 19 ( D.D.R.) (Eingegangen am 6. Januar, 1982; angenommen am 13. Dezember, 1982)
Eine Anwendung von anodischem SiO2 fiir die Passivierung von elektronischen Bauelementen ist besonders in solchen Fallen vorteilhaft, wo eine Niedertemperaturpassivierung bevorzugt wird, wie z.B. bei der Passivierung yon p-nlJbergiingen. Es konnte gezeigt werden, dab sich die Lebensdauer von Minoritiitsladungstr~igern in Silizium nach der Passivierung mit anodischem SiO2 nicht ver~indert hat. Anodiseh passivierte Kernstrahlungsdetektoren haben geringe Sperrstr6me aufzuweisen. Derartige Detektoren k6nnen z.B. in der a-Spektrometrie angewandt werden. Summary
An application of anodic SiO2 for the passivation of electronic devices is advantageous especially in cases where low temperature passivation is preferred, e.g. for passivation of p-n junctions. It was demonstrated that the lifetime of minority carriers in silicon did not change after passivation with anodic SiO2. Only a low current flows through anodically passivated nuclear radiation detectors under reverse bias. Such detectors have many applications, e.g. in cx-spectrometry.
1. EINLEITUNG
Durch anodische Oxydation von Silizium k6nnen bei Zimmertemperatur dfinne Oxidschichten mit einer Dicke von ca. 5-200 nm hergestellt werden ~-3, deren Anwendung bei der Passivierung yon elektronischen Bauelementen bisher nur wenig untersucht worden ist (z.B. siehe Litn. 4-7). Als besonders aussichtsreich erscheint anodisches SiO2 gegenfiber thermischem SiO2 bei der Passivierung yon Siliziumhalbleiterbauelementen mit p-n-Uber#ingen, die einen niedrigen Sperrstrom beziehungsweise eine m6glichst g r o ~ Minorit~itsladungstrigerlebensdauer besitzen miJssen, da in diesem Fall Niedertemperaturoxydationsverfahren (T ~<450 °C) infolge der verringerten Gefahr des Eindiffundierens yon Verunreinigungen in das Siliziumbauelement sehr vorteilhaft sein diirften. Daher soil in dieser Arbeit die Qualit~it der anodischen Passivierung am Beispiel yon Kernstrahlungsdetektoren untersucht werden, deren Bauprinzip schematisch auf Abb. 1 dargestellt ist. 0040-6090/83/0(X)0-(RXX)/$03.00
© Elsevier Sequoia/Printed in The Netherlands
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G. MENDE, K.-D. BUTTER, B. SCHMIDT
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(onodisCh) p-Si
SiO2
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I I
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n÷-Si At
Abb. 1. S c h e m a t i s c h e D a r s t e l l u n g des K e r n s t r a h l u n g s d e t e k t o r s .
2, EXPERIMENTELLES Nachdem die Siliziumproben auf der Vorderseite mit Bor (Energie, 15 keV; Dosis, 5 × 1013 cm- 2) und auf der Riickseite mit Phosphor (Energie, 15 keV; Dosis, 5 x 1014 cm -2) implantiert worden waren, wurden sie bei 450 °C 30 Minim N2Strom ausgeheilt. AnschlieBend wurden die Proben gereinigt und bei konstanter Stromdichte (7,5 mA cm- 2) in einer galvanischen Zelle 3 unter Beleuchtung anodisch oxydiert, wobei als Elektrolyt eine 0,04 N L6sung von KNO 3 in Ethylenglykol diente, das 0,5% H 2 0 enthielt. AnschlieBend wurden die Proben 30 Min bei konstanter Endspannung formiert, nachgereinigt und getempert (bei 400 °C 20 Min im Nz-Strom ). Mit Hilfe der Fotolithografie wurde in das Oxid ein Fenster ge/itzt, und danach erfolgte die Aluminiumbedampfung auf beiden Seiten der Siliziumprobe. SchlieBlich wurde die Aluminiumschicht auf der Vorderseite fotolithografisch strukturiert und eine Kontakttemperung im N2-Strom 30 Min bei 450 °C durchgeffihrt. Die Oxidqualit/it wurde mit Hilfe von Kapazit/its-Spannungs-Messungen an MetaU/Oxid/Halbleiter- (MOS-)Strukturen (Si/SiO2/AI) fiberpriift, die durch Anodisation von Siliziumproben (siehe oben), Temperung (bei 400 °C 20 Min im N2Strom), Aluminiumaufdampfung und Dot-Fotolithografie sowie anschlie~nde Kontakttemperung bei 450 °C (30 Minim N2-Strom) hergestellt worden waren. Das zum Vergleich verwendete thermisehe Oxid wurde durch Oxydation von Silizium im trockenen O2-Strom bei 1000 °C (160 Min) und anschlieBender in situ Temperung im N2-Strom (20 Min) hergestellt. Die Oxidschichtdicken wurden ellipsometrisch bestimmt. 3.
ERGEBNISSE U N D DISKUSSION
In Tabelle I sind elektrophysikalische Eigenschaften der Grenzfl/iche Sianodisches Oxid und Si-thermisches Oxid zusammengestellt, die durch Messung yon MOS-Strukturen erhalten worden sind. Die Reproduzierbarkeit der EinzelmeBwerte ist gut, die Mittelwerte der Parameter des anodischen SiO2 stimmen praktisch mit denen vom thermischen SiO 2 iiberein. Die bei 250 °C ermittelten Nbew-Werte sind vermutlich auf bewegliche Na +-Ionen zurtickzufiihren. Dagegen konnten selbst bei 360°C keine beweglichen K+-Ionen durch TVS-Messungen nachgewiesen werden. Derartig niedrige Nbew-Werte von anodischem SiO2 sind bisher nicht bekannt geworden. Die Durchbruchsfeldstfirke im anodischen SiO2 betr/igt 1 × 10 7 Wcm- 1 und der spezifische elektrische Widerstand ca. 10 is f~ cm. Auf Abb. 2 sind die Strom-Spannung- (U-I-)Kennlinien von Detektoren in Sperrichtung zusammengefaBt, deren Ausgangsmaterial <111> orientiertes n-Si mit einem spezifischen elektrischen Widerstand Pn yon 16 kf~ cm bildete. Die
PASSIVmRUNG VON p--n-UBERG.~NGEN IN Si
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TABELLE I E1GENSCHAFTENVON Si/SiO2/AI-sTRUKTUREN (10 f~ cm p-Si(100); 100 nm SiO2) ni
1
Nfb(HF-CU ) (cm - 2)
Nfb(NF-CU) (cm- 2)
Nss (cm - 2)
Nbew (cm - 2)
1,6
__
__
__
1,6 X 1011 1,4x 1011 1,8x 1011 1,2 × 1011 1,4x 1011 1,6 x 1011 1,6x 1011 1,1 x 1011 1,4x 1011
1,3 x 1011 1,3 x 1011 1,3x 1011 1,2x 1011 0,7 x1011 1,4 x 1011 1,5x 1011 1,5 x 1011 1,4x 1011
2,4 x 101° 2,4 x 101° 3,3 x101° 2,4x 101° 2, 8 x 101° 2,4 x 101° 2,6x 101° 2,4 x 101° 2,6x 101°
(1,6_+0,1) x 1011 ~ 1,5 x 1011
(1,2+_0,1) x 1 0 1 1 .~ 1 x 10 It
(2,6+0,1) x 101° (2,6±0,2) x 1010
x
101
t
2 3 4 5 6 7 8 9 10
1,4 x 1,2x 1,6x 1,4x 1,4x 1,2 x 1,4x 1,0 x 1,6x
1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011
n= nt
(1,4+0,1) x 1011 (1,8+0,15) x 1011
Nf~,, integrale Grenzfl/ichenladungsdichte, ermittelt aus der Flachbandspannungsverschiebung yon Kapazit/its-Spannungs-Kurven (HF, Hochfrequenz; NF, quasistatischS); N,,, schnelle Grenzflichenladungsdichteg; Nb~.,, bewegliche Ionenladungsdichte, ermittelt aus TVS-Messungen bei 250°C lO; n~, Proben-No.; n., Mittelwerte yon anodischem SiO 2; rh, Mittelwerte yon thermischem SiO 2.
f
1
10-') f
,/
< I-4
10-8
10-9 1
10
Usp [V] 100
Abb. 2. Die Strom-Spannungs-Charakteristik yon anodisch und thermisch passivierten Kernstrahlunssdetektoren in Sperrichtung (Ausgangsmaterial: n-Si(111); p, = 16 k ~ can): O, Detektor 5; A, Detektor 6; x, Detektor 7; II, Detektor 8; O, thermisches Oxid.
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G. MENDE, K.-D. BUTTER, B. SCHMIDT
Sperrstr6me betragen nach anodischer Passivierung c a . 10 - 9 A, dagegen nach thermischer Passivierung ohne Gettereffekte c a . 10- 7 A. Der Durchbruch oberhalb einer Sperrspannung von l0 V ist dadurch bedingt, da6 die Raumladungszone den Riickkontakt erreicht. In Abb. 3 sind die analogen Kennlinien von Detektoren enthalten, deren Ausgangsmaterial (n-Si(lll)) einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1500 f~ cm besaB. Die Messung wurde beim Erreichen einer Sperrspannung von 300 V abgebrochen. In Tabelle II sind alle Versuchsergebnisse zusammengefaBt worden. Im Gegensatz zur Passivierung mit thermischem SiO 2 werden bei der Passivierung mit anodischem S i O 2 Ausbeuten von nahezu 100% bei der Detektorherstellung erreicht. Nach anodischer Oxidpassivierung besitzen die Detektoren die gleiche Minorit~itsladungstr/igerlebensdauer wie das Ausgangsmaterial, dagegen ist die Minorit~itsladungstr~igerlebensdauer nach thermischer Oxidpassivierung (ohne Einbeziehung yon Gettereffekten) wesentlich erniedrigt. Die anodische Oxidpassivierung hat niedrige Sperrstr6me zur Folge, was fiir spektrometrische Detektoren besonders vorteilhaft ist. So ergab sich fiir eine 241Am-Quelle (E~ = 5,486 MeV) ein Aufl6sungsverm6gen von 16-22 keV. Die bei Verwendung geeigneten Materials ¢rreichbaren hohen Sperrspannungen sind fitr Z~ihldetektoren von Interesse.
f
10 .6
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10_ 7
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10
usp[v]
100
1000
Abb. 3. Die Strom-Spannungs-Charakteristik von anodisch passivierten Kernstrahlungsdetektoren in Sperrichtung (Ausgangsmaterial: n - S i ( l l l ) ; p. = 1,5 kf~ cm): ©, Detektor 1; A, Detektor 2; x, Detektor 3; am, Detektor 4.
PASSIVIERUNG VON p-n-UBERG~,NGEN IN
Si
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TABELLE II PASSIVIERUNGVON KERNSTRAHLUNGSDETEKTOREN(n-Si(111>)
p, = 16 f~cm l,p(A) bei U,p = 10V (its) Ausbeute (%) p, = 1,5 fl can l,p (A) bei U,v = 100 V (l~s) Ausbeute (%)
Anodisches Si02
Thermisches SiO 2
(3-5) × 10 -9 (1-4) × 103 ~ 100
2,5 x 10 -7 ~<100 < 100
(5-15) × 10 - s 200-700 ~ 100
1 × 10 -6 ~<1(30 < 100
l,p, Sperrstrom; U,p, Sperrspannung.
Abweichungen yon den charakeristischen Detektorparametern--wie z.B. eine zu niedrige Diodendurchbruchspannung--wurden dann beobachtet, wenn die an MOS-Strukturen gemessene Oxiddurchbruchfeldstfirke nur c a . 10e V cm-:, der spezifische elektrische Widerstand viel weniger als 10 t s fl cm und die bewegliche Ionenladungsdichte c a . 2 x 10 ~x crn -2 betrug, w/ihrend die Nfb- und N,-Werte unver/indert blieben (siehe Tabelle I). Diese Verschlechterung der Oxidqualit/it konnte dadurch erkl/irt werden, dab durch St6rungen des normalen Herstellungsprozesses (unter "clean-room"-Bedingungen) Verunreinigungen ins Oxid gelangten. 4. SCHLUBFOLGERUNGEN
Eine Anwendung yon anodischem SiO2 bei der Passivierung yon Halbleiterbauelementen ist besonders vorteilhaft, wenn Niedertemperaturoxydationsverfahren (T <~ 450 °C) ben6tigt werden, wie am Beispiel yon Kernstrahlungsdetektoren demonstriert wurde. DANK
Fiir die Hilfe bei der Durclffiihrung der Versuche sei hiermit Herrn Altmann, Frau Kiister, Herrn Miiller und Frau Rost gedankt. LITERATUR P . F . Schmidt und W. Michel, J. Eiectrochem. Soc., 104 (1957) 230. A. Manara, A. Ostidich, G. Pedroli und G. Restelli, Thin Solid Films, 8 (1971) 359. G. Mende und G. Kiister, Thin Solid Films, 35 (1976) 215. A . G . Revesz, J. Electrochem. Soc., 114(1967) 629. I . D . E . Beynon, G. G. Bloodworth und I. M. McLeod, Solid-State Electron., 16 (1973) 309. M. Croset und D. Dieumegard, J. Electrochem. Soc., 120 (1973) 526. G. Mende, A. Schmidt, G. Kiister, N. Sieber und K. D, Butter, Tagungsber. 10. Arbeitstagung an Physik der Halbleiteroberfldche, Binz, 1979, S. 201. 8 S. Kar, Solid-State Electron., 18 (1975) 169. 9 R. van Overstraeten, G. Dederok und G. Broux, J. Electrochem. Soc., 120 (1973) 1785. 10 P. Arzt, Tagungsber. 7. Arbeitstagung an Physik der Halbleiteroberfliiche, Binz, 1976, S. 122. 1 2 3 4 5 6 7
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LIBER DIE PASSIVIERUNG VON p-n-LIBERG,~NGEN IN SILIZIUM DURCH ANODISCHE OXYDATION G. MENDE, K.-D. BUTTER UND B. SCHMIDT
Zentralinstitut fiir Kernforschung, Rossendorf, DDR-8051 Dresden, Postfach 19 ( D.D.R.) (Eingegangen am 6. Januar, 1982; angenommen am 13. Dezember, 1982)
Eine Anwendung von anodischem SiO2 fiir die Passivierung von elektronischen Bauelementen ist besonders in solchen Fallen vorteilhaft, wo eine Niedertemperaturpassivierung bevorzugt wird, wie z.B. bei der Passivierung yon p-nlJbergiingen. Es konnte gezeigt werden, dab sich die Lebensdauer von Minoritiitsladungstr~igern in Silizium nach der Passivierung mit anodischem SiO2 nicht ver~indert hat. Anodiseh passivierte Kernstrahlungsdetektoren haben geringe Sperrstr6me aufzuweisen. Derartige Detektoren k6nnen z.B. in der a-Spektrometrie angewandt werden. Summary
An application of anodic SiO2 for the passivation of electronic devices is advantageous especially in cases where low temperature passivation is preferred, e.g. for passivation of p-n junctions. It was demonstrated that the lifetime of minority carriers in silicon did not change after passivation with anodic SiO2. Only a low current flows through anodically passivated nuclear radiation detectors under reverse bias. Such detectors have many applications, e.g. in cx-spectrometry.
1. EINLEITUNG
Durch anodische Oxydation von Silizium k6nnen bei Zimmertemperatur dfinne Oxidschichten mit einer Dicke von ca. 5-200 nm hergestellt werden ~-3, deren Anwendung bei der Passivierung yon elektronischen Bauelementen bisher nur wenig untersucht worden ist (z.B. siehe Litn. 4-7). Als besonders aussichtsreich erscheint anodisches SiO2 gegenfiber thermischem SiO2 bei der Passivierung yon Siliziumhalbleiterbauelementen mit p-n-Uber#ingen, die einen niedrigen Sperrstrom beziehungsweise eine m6glichst g r o ~ Minorit~itsladungstrigerlebensdauer besitzen miJssen, da in diesem Fall Niedertemperaturoxydationsverfahren (T ~<450 °C) infolge der verringerten Gefahr des Eindiffundierens yon Verunreinigungen in das Siliziumbauelement sehr vorteilhaft sein diirften. Daher soil in dieser Arbeit die Qualit~it der anodischen Passivierung am Beispiel yon Kernstrahlungsdetektoren untersucht werden, deren Bauprinzip schematisch auf Abb. 1 dargestellt ist. 0040-6090/83/0(X)0-(RXX)/$03.00
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Abb. 1. S c h e m a t i s c h e D a r s t e l l u n g des K e r n s t r a h l u n g s d e t e k t o r s .
2, EXPERIMENTELLES Nachdem die Siliziumproben auf der Vorderseite mit Bor (Energie, 15 keV; Dosis, 5 × 1013 cm- 2) und auf der Riickseite mit Phosphor (Energie, 15 keV; Dosis, 5 x 1014 cm -2) implantiert worden waren, wurden sie bei 450 °C 30 Minim N2Strom ausgeheilt. AnschlieBend wurden die Proben gereinigt und bei konstanter Stromdichte (7,5 mA cm- 2) in einer galvanischen Zelle 3 unter Beleuchtung anodisch oxydiert, wobei als Elektrolyt eine 0,04 N L6sung von KNO 3 in Ethylenglykol diente, das 0,5% H 2 0 enthielt. AnschlieBend wurden die Proben 30 Min bei konstanter Endspannung formiert, nachgereinigt und getempert (bei 400 °C 20 Min im Nz-Strom ). Mit Hilfe der Fotolithografie wurde in das Oxid ein Fenster ge/itzt, und danach erfolgte die Aluminiumbedampfung auf beiden Seiten der Siliziumprobe. SchlieBlich wurde die Aluminiumschicht auf der Vorderseite fotolithografisch strukturiert und eine Kontakttemperung im N2-Strom 30 Min bei 450 °C durchgeffihrt. Die Oxidqualit/it wurde mit Hilfe von Kapazit/its-Spannungs-Messungen an MetaU/Oxid/Halbleiter- (MOS-)Strukturen (Si/SiO2/AI) fiberpriift, die durch Anodisation von Siliziumproben (siehe oben), Temperung (bei 400 °C 20 Min im N2Strom), Aluminiumaufdampfung und Dot-Fotolithografie sowie anschlie~nde Kontakttemperung bei 450 °C (30 Minim N2-Strom) hergestellt worden waren. Das zum Vergleich verwendete thermisehe Oxid wurde durch Oxydation von Silizium im trockenen O2-Strom bei 1000 °C (160 Min) und anschlieBender in situ Temperung im N2-Strom (20 Min) hergestellt. Die Oxidschichtdicken wurden ellipsometrisch bestimmt. 3.
ERGEBNISSE U N D DISKUSSION
In Tabelle I sind elektrophysikalische Eigenschaften der Grenzfl/iche Sianodisches Oxid und Si-thermisches Oxid zusammengestellt, die durch Messung yon MOS-Strukturen erhalten worden sind. Die Reproduzierbarkeit der EinzelmeBwerte ist gut, die Mittelwerte der Parameter des anodischen SiO2 stimmen praktisch mit denen vom thermischen SiO 2 iiberein. Die bei 250 °C ermittelten Nbew-Werte sind vermutlich auf bewegliche Na +-Ionen zurtickzufiihren. Dagegen konnten selbst bei 360°C keine beweglichen K+-Ionen durch TVS-Messungen nachgewiesen werden. Derartig niedrige Nbew-Werte von anodischem SiO2 sind bisher nicht bekannt geworden. Die Durchbruchsfeldstfirke im anodischen SiO2 betr/igt 1 × 10 7 Wcm- 1 und der spezifische elektrische Widerstand ca. 10 is f~ cm. Auf Abb. 2 sind die Strom-Spannung- (U-I-)Kennlinien von Detektoren in Sperrichtung zusammengefaBt, deren Ausgangsmaterial <111> orientiertes n-Si mit einem spezifischen elektrischen Widerstand Pn yon 16 kf~ cm bildete. Die
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TABELLE I E1GENSCHAFTENVON Si/SiO2/AI-sTRUKTUREN (10 f~ cm p-Si(100); 100 nm SiO2) ni
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Nfb(HF-CU ) (cm - 2)
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Nss (cm - 2)
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1,3 x 1011 1,3 x 1011 1,3x 1011 1,2x 1011 0,7 x1011 1,4 x 1011 1,5x 1011 1,5 x 1011 1,4x 1011
2,4 x 101° 2,4 x 101° 3,3 x101° 2,4x 101° 2, 8 x 101° 2,4 x 101° 2,6x 101° 2,4 x 101° 2,6x 101°
(1,6_+0,1) x 1011 ~ 1,5 x 1011
(1,2+_0,1) x 1 0 1 1 .~ 1 x 10 It
(2,6+0,1) x 101° (2,6±0,2) x 1010
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1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011 1011
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(1,4+0,1) x 1011 (1,8+0,15) x 1011
Nf~,, integrale Grenzfl/ichenladungsdichte, ermittelt aus der Flachbandspannungsverschiebung yon Kapazit/its-Spannungs-Kurven (HF, Hochfrequenz; NF, quasistatischS); N,,, schnelle Grenzflichenladungsdichteg; Nb~.,, bewegliche Ionenladungsdichte, ermittelt aus TVS-Messungen bei 250°C lO; n~, Proben-No.; n., Mittelwerte yon anodischem SiO 2; rh, Mittelwerte yon thermischem SiO 2.
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Abb. 2. Die Strom-Spannungs-Charakteristik yon anodisch und thermisch passivierten Kernstrahlunssdetektoren in Sperrichtung (Ausgangsmaterial: n-Si(111); p, = 16 k ~ can): O, Detektor 5; A, Detektor 6; x, Detektor 7; II, Detektor 8; O, thermisches Oxid.
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Sperrstr6me betragen nach anodischer Passivierung c a . 10 - 9 A, dagegen nach thermischer Passivierung ohne Gettereffekte c a . 10- 7 A. Der Durchbruch oberhalb einer Sperrspannung von l0 V ist dadurch bedingt, da6 die Raumladungszone den Riickkontakt erreicht. In Abb. 3 sind die analogen Kennlinien von Detektoren enthalten, deren Ausgangsmaterial (n-Si(lll)) einen spezifischen elektrischen Widerstand von 1500 f~ cm besaB. Die Messung wurde beim Erreichen einer Sperrspannung von 300 V abgebrochen. In Tabelle II sind alle Versuchsergebnisse zusammengefaBt worden. Im Gegensatz zur Passivierung mit thermischem SiO 2 werden bei der Passivierung mit anodischem S i O 2 Ausbeuten von nahezu 100% bei der Detektorherstellung erreicht. Nach anodischer Oxidpassivierung besitzen die Detektoren die gleiche Minorit~itsladungstr/igerlebensdauer wie das Ausgangsmaterial, dagegen ist die Minorit~itsladungstr~igerlebensdauer nach thermischer Oxidpassivierung (ohne Einbeziehung yon Gettereffekten) wesentlich erniedrigt. Die anodische Oxidpassivierung hat niedrige Sperrstr6me zur Folge, was fiir spektrometrische Detektoren besonders vorteilhaft ist. So ergab sich fiir eine 241Am-Quelle (E~ = 5,486 MeV) ein Aufl6sungsverm6gen von 16-22 keV. Die bei Verwendung geeigneten Materials ¢rreichbaren hohen Sperrspannungen sind fitr Z~ihldetektoren von Interesse.
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Abb. 3. Die Strom-Spannungs-Charakteristik von anodisch passivierten Kernstrahlungsdetektoren in Sperrichtung (Ausgangsmaterial: n - S i ( l l l ) ; p. = 1,5 kf~ cm): ©, Detektor 1; A, Detektor 2; x, Detektor 3; am, Detektor 4.
PASSIVIERUNG VON p-n-UBERG~,NGEN IN
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TABELLE II PASSIVIERUNGVON KERNSTRAHLUNGSDETEKTOREN(n-Si(111>)
p, = 16 f~cm l,p(A) bei U,p = 10V (its) Ausbeute (%) p, = 1,5 fl can l,p (A) bei U,v = 100 V (l~s) Ausbeute (%)
Anodisches Si02
Thermisches SiO 2
(3-5) × 10 -9 (1-4) × 103 ~ 100
2,5 x 10 -7 ~<100 < 100
(5-15) × 10 - s 200-700 ~ 100
1 × 10 -6 ~<1(30 < 100
l,p, Sperrstrom; U,p, Sperrspannung.
Abweichungen yon den charakeristischen Detektorparametern--wie z.B. eine zu niedrige Diodendurchbruchspannung--wurden dann beobachtet, wenn die an MOS-Strukturen gemessene Oxiddurchbruchfeldstfirke nur c a . 10e V cm-:, der spezifische elektrische Widerstand viel weniger als 10 t s fl cm und die bewegliche Ionenladungsdichte c a . 2 x 10 ~x crn -2 betrug, w/ihrend die Nfb- und N,-Werte unver/indert blieben (siehe Tabelle I). Diese Verschlechterung der Oxidqualit/it konnte dadurch erkl/irt werden, dab durch St6rungen des normalen Herstellungsprozesses (unter "clean-room"-Bedingungen) Verunreinigungen ins Oxid gelangten. 4. SCHLUBFOLGERUNGEN
Eine Anwendung yon anodischem SiO2 bei der Passivierung yon Halbleiterbauelementen ist besonders vorteilhaft, wenn Niedertemperaturoxydationsverfahren (T <~ 450 °C) ben6tigt werden, wie am Beispiel yon Kernstrahlungsdetektoren demonstriert wurde. DANK
Fiir die Hilfe bei der Durclffiihrung der Versuche sei hiermit Herrn Altmann, Frau Kiister, Herrn Miiller und Frau Rost gedankt. LITERATUR P . F . Schmidt und W. Michel, J. Eiectrochem. Soc., 104 (1957) 230. A. Manara, A. Ostidich, G. Pedroli und G. Restelli, Thin Solid Films, 8 (1971) 359. G. Mende und G. Kiister, Thin Solid Films, 35 (1976) 215. A . G . Revesz, J. Electrochem. Soc., 114(1967) 629. I . D . E . Beynon, G. G. Bloodworth und I. M. McLeod, Solid-State Electron., 16 (1973) 309. M. Croset und D. Dieumegard, J. Electrochem. Soc., 120 (1973) 526. G. Mende, A. Schmidt, G. Kiister, N. Sieber und K. D, Butter, Tagungsber. 10. Arbeitstagung an Physik der Halbleiteroberfldche, Binz, 1979, S. 201. 8 S. Kar, Solid-State Electron., 18 (1975) 169. 9 R. van Overstraeten, G. Dederok und G. Broux, J. Electrochem. Soc., 120 (1973) 1785. 10 P. Arzt, Tagungsber. 7. Arbeitstagung an Physik der Halbleiteroberfliiche, Binz, 1976, S. 122. 1 2 3 4 5 6 7