Préparation et caractérisation de couches minces d'oxynitrure de phosphore destinées à la passivation d'InP

H. Hbib; O. Bonnaud; A. Quemerais; M. Gauneau; J. L. Adam; R. Marchand

doi:doi:10.1051/jp3:1996198

Numéro		J. Phys. III France Volume 6, Numéro 11, November 1996


Page(s)		1489 - 1506
DOI		https://doi.org/10.1051/jp3:1996198

DOI: 10.1051/jp3:1996198
J. Phys. III France 6 (1996) 1489-1506

Préparation et caractérisation de couches minces d'oxynitrure de phosphore destinées à la passivation d'InP

H. Hbib¹, O. Bonnaud¹, A. Quemerais², M. Gauneau J. L. Adam^{3, 4} and R. Marchand⁴

¹ Groupe de Microélectronique et de Visualisation, URA CNRS 1648, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex, France
² Laboratoire de Spectroscopie du Solide et d'Électronique Quantique, URA CNRS 1202, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex, France
³ France Telecom CNET Centre Lannion B Département PCO, 2 Avenue Pierre Marzin, 22307 Lannion Cedex, France
⁴ Laboratoire des Verres et Céramiques, URA CNRS 1496, Université de Rennes I, Campus de Beaulieu, 35042 Rennes Cedex, France

(Recçu le 30 juin 1995, révisé le 3 juillet 1996, accepté le 2 septembre 1996)

Abstract
We present three techniques to prepare stable, homogeneous and moisture insensitive phosphorus oxinitride insulating films. They were fabricated directly from PON solid sample. The deposited films were characterized by optical absorption in UV-visible, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS). The optical band gap value for the best films is 4 eV. X-ray photoelectron spectroscopy showed that the layers deposited on substrates maintained at temperature $T_{\rm s}<350~^{\circ}$ C are PO _xN _y - type and those deposited at temperature $T_{\rm s}\ge350~^{\circ}$ C are PO _xN _yIn _z - type. The resistivity and breakdown strength of the films are of the order of 10 $^{11}\Omega$ cm and 10 ¹⁶ V cm ^-1 respectively.

Résumé
Nous présentons trois méthodes permettant de préparer des couches minces isolantes stables, insensibles à l'humidité et homogènes, à base de phosphore, d'azote et d'oxygène. Ces couches ont été obtenues à partir de l'évaporation de l'oxynitrure de phosphore (PON) massif. Les films déposés ont été caractérisés par absorption optique dans le visible-UV, par XPS et par SIMS. Le gap optique pour les meilleurs films est de l'ordre de 4 eV. L'analyse XPS a montré que les films déposés sur substrats maintenus à des températures $T_{\rm s}<350~^{\circ}$ C sont de type PO _xN _y tandis que ceux déposés à des températures $T_{\rm s}\ge350~^{\circ}$ C sont de type PO _xN _yIn _z. La résistivité et le champ de claquage des films obtenus sont de l'ordre de 10 $^{11}\,\Omega$ cm et 10 ¹⁶ V cm ^-1 respectivement.