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DE3700620A1 - Halbleiterkoerper und verfahren zum herstellen desselben - Google Patents

Halbleiterkoerper und verfahren zum herstellen desselben

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Publication number
DE3700620A1
DE3700620A1 DE19873700620 DE3700620A DE3700620A1 DE 3700620 A1 DE3700620 A1 DE 3700620A1 DE 19873700620 DE19873700620 DE 19873700620 DE 3700620 A DE3700620 A DE 3700620A DE 3700620 A1 DE3700620 A1 DE 3700620A1
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DE
Germany
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zone
passivation layer
semiconductor body
atomic percent
body according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19873700620
Other languages
English (en)
Inventor
Grzegorz Kaganowicz
Ronald Edward Enstrom
John Walter Robinson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by RCA Corp filed Critical RCA Corp
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Description

Die Erfindung betrifft einen Halbleiterkörper mit einer liegenden Passivierschicht auf einer Hauptfläche. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung, bei dem auf einem Substrat eine erste Zone des einen, ersten Leitungstyps gebildet und dann eine zweite Zone des zweiten Leitungstyps angrenzend an die erste Zone derart erzeugt wird, daß zwischen den Zonen ein sich bis zu einer Hauptfläche der Anordnung erstreckender Halbleiterübergang entsteht, und bei dem eine Passivierschicht über der Hauptfläche an dem Halbleiterübergang niedergeschlagen wird.
In einem Fotodetektor wird ein Halbleiterübergang z. B. ein PN- oder PIN-Übergang an oder nahe der Grenzfläche zwischen einem lichtabsorbierenden Halbleiterkörper eines ersten Leitungstyps und einer über dem Körper liegenden Zone des zweiten Leitungstyps gebildet. Durch Anlegen einer Sperrvorspannung an den Fotodetektoren wird eine Verarmungszone, also eine Verminderung beweglicher Ladungsträger, hervorgerufen. Auf den Fotodetektor auffallendes Licht wird absorbiert und erzeugt Elektron/Loch-Paare, die aus der Verarmungszone herausgeschwemmt werden und dadurch einen meßbaren elektrischen Strom erzeugen. Der Umfang des Halbleiterübergangs, d. h. der Bereich, an dem der Halbleiterübergang die Oberfläche der Anordnung durchstößt, wird typisch durch Randdurchbruch und Multiplikation von Oberflächen-Leckströmen gekennzeichnet, die den Dunkelstrom, d. h. den ohne Lichteinstrahlung fließenden Sperrstrom, beträchtlich erhöhen. Hierdurch wird die Empfindlichkeit des Fotodetektors herabgesetzt.
Das Auftreten des Randdurchbruchs und der Oberflächenströme wurde bereits durch die Art der Herstellung der Fotodetektoren vermindert, indem nämlich die zweite Zone als wannenartiger Bereich in die erste Zone eingebracht wurde. Ein solcher Aufbau läßt sich beispielsweise herstellen, indem auf die Oberseite der ersten Zone eine Maske aufgebracht und ein den zweiten Leitungstyp erzeugender Dotierstoff durch eine Öffnung der Maske in die erste Zone eindiffundiert wird. Dadurch wird ein Übergang erzeugt, der sich unter der Maske bis zur Oberseite der ersten Zone erstreckt. Vorzugsweise soll die Diffusionsmaske auch als schützende Passivierschicht dienen, da sie die Bauelementoberfläche an dem Umfang des Halbleiterübergangs bedeckt.
Aus Siliziumoxid, z. B. aus SiO2, bestehende Passivierschichten bilden eine gute Feuchtigkeitssperre aber keine Ionen- Barriere für den an der Oberfläche der Anordnung freigelegten Teil des Halbleiterübergangs.
Passivierschichten aus Siliziumnitrid liefern eine ausgezeichnete Sperre gegen eine Ionen-Migration, unter dem Einfluß mechanischer Spannungen neigen diese Schichten jedoch typisch zu Brüchigkeit und zum Lösen von der Oberfläche.
Als Diffusionsschicht auf Halbleiterbauelementen werden Siliziumoxynitride verwendet, die jedoch wegen der zahlreichen möglichen Zusammensetzungen unvorhersehbare und variierende Eigenschaften besitzen, so daß die vorgenannten Nachteile in verschiedenen Abstufungen auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksamer passivierte Halbleiteranordnung und ein Verfahren zum Herstellen der Anordnung zu schaffen. Insbesondere wird nach einer passivierenden Schicht für einen an die Oberfläche tretenden Halbleiterübergang eines Fotodetektors gesucht, der zugleich feuchtigkeitsunempfindlich ist und verminderte Oberflächenleckströme und dementsprechend niedrige Dunkelströme besitzt.
Die erfindungsgemäße Lösung ist für den Halbleiterkörper eingangs genannter Art gekennzeichnet durch eine ein Siliziumoxynitrid mit einem Brechungsindex von etwa 1,55 bis etwa 1,75, gemessen für eine Wellenlänge von 632,8 Nanometer (nm) enthaltenden Passivierschicht mit einem erheblichen Wasserstoffanteil. Vorzugsweise wird ein Siliziumoxynitrid mit zwischen etwa 8 oder 20 Atom-% Wasserstoff, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Silizium, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Stickstoff und zwischen etwa 10 und etwa 50 Atom-% Sauerstoff verwendet.
Durch die Erfindung wird eine Passivierschicht für einen an die Oberfläche tretenden Halbleiterübergang eines Fotodetektors geschaffen, die zugleich einen guten Feuchtigkeitsschutz und eine Ionensperre bildet und gegenüber mechanischen Spannungen unempfindlich ist und sich daher von der Oberfläche nicht ohne weiteres löst. Es ist dabei an einen zwischen zwei Zonen entgegengesetzten Leitungstyps gebildeten Halbleiterübergang gedacht, der eine Hauptfläche des Halbleiterkörpers schneidet. Die Passivierschicht läßt sich durch Niederschlag aus der Dampfphase, vorzugsweise bei niedriger Temperatur, insbesondere annähernd Zimmertemperatur, aus einer Atmosphäre niederschlagen, in der das Verhältnis von Silizium enthaltenden Zwischenstoffen zu Sauerstoff und Stickstoff enthaltenden Zwischenstoffen zwischen etwa 1 : 1,67 und etwa 1 : 5 liegt.
Anhand der schematischen Darstellung in der beiliegenden Zeichnung werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Fotodetektor;
Fig. 2 ein Diagramm mit dem Brechungsindex von Siliziumoxynitrid als Funktion der Fließgeschwindigkeit des nitrosen Oxidzwischenstoffs; und
Fig. 3 ein Diagramm des Atom-%-Anteils von Sauerstoff und Stickstoff als Funktion der Fließgeschwindigkeit des nitrosen Oxidzwischenstoffs.
Nach Fig. 1 enthält ein Fotodetektor einen Halbleiterkörper 10 mit einem Substrat 12 mit darauf liegender erster Zone 14 eines ersten Leitungstyps. Die erste Zone 14 enthält eine lichtabsorbierende Zone 16 und eine Deckzone 18. Die Deckzone 18 dient dazu, die Oberflächenrekombination von fotoelektrisch erzeugten Elektron/Loch-Paaren zu vermindern. Die erste Zone (14 besitzt eine Oberseite 20. Unterhalb einer Öffnung 24 einer Passivierschicht 26 erstreckt sich eine zweite Zone 22 des zweiten Leitungstyps typisch bis in die absorbierende Zone 16. An oder nahe der Berührungsfläche 28 der ersten und zweiten Zonen 14 und 22 wird ein Halbleiterübergang, vorzugsweise ein PN- oder PIN-Übergang, gebildet, der sich unterhalb der Passivierschicht 26 an die Oberseite 20 erstreckt.
Die erste und die zweite Zone 14 bzw. 22 können einen beliebigen Leitungstyp bestitzen, wenn nur das Verhältnis der Leitfähigkeiten eingehalten wird.
Der Fotodetektor nach Fig. 1 wird als planares Bauelement dargestellt, weil die erheblichen, durch die Erfindung zu erzielenden Vorteile insbesondere für ein solches Bauelement gelten. Grundsätzlich kann der Fotodetektor im Rahmen der Erfindung aber auch eine Mesa-Struktur besitzen.
Das Substrat 12 wird typisch aus N-leitendem InP gebildet. Die zum Aufbringen der ersten Zone 14 vorgesehene Oberfläche des Substrats 12 wird vorzugsweise in einem Winkel von etwa 2,0 Grad zur (100)-Kristallebene orientiert.
Die erste Zone 14 wird typisch zwischen etwa 6 und 9 Mikrometer Dicke hergestellt. Sie soll eine lichtabsorbierende Zone 16 und eine Deckzone 18 umfassen. Die lichtabsorbierende Zone 16 wird typisch, vorzugsweise mit einer Dicke zwischen etwa 5 und 6 Mikrometer, aus einer Legierung gebildet, die für Licht der zu erfassenden Wellenlänge absorbierend wirkt. Für den Wellenlängenbereich zwischen 1,2 und 1,7 Mikrometer stellt In0,53Ga0,47As ein geeignetes Material für die Absorptionsschicht dar. Die lichtabsorbierende Zone 16 ist beim Abscheiden vorzugsweise undotiert und soll N-Leitung erzeugende Dotierstoffe in einer Konzentration von weniger als etwa 5 × 1015/cm3 enthalten. Wenn die absorbierende Zone 16 ausreichend dick ist, kann sie auch unmittelbar als Substrat dienen.
Die Deckzone 18 bildet ein optisches Fenster und soll typisch eine Dicke zwischen etwa 2 und 3 Mikrometer besitzen. Die Deckzone 18 kann aus, vorzugsweise undotiertem, InP bestehen, in dem die Konzentration der N-Leitung erzeugenden Dotierstoffe bei etwa 1016/cm3 liegt. Alternativ kann die lichtabsorbierende Zone 16 auch allein als erste Zone 14 dienen.
Die zweite Zone 22 besitzt mit 2 bis 3 Mikrometern eine ausreichende Dicke und enthält vorzugsweise mit einem P- Leitung erzeugenden Dotierstoff, z. B. Zink, dotiertes InP. Typisch wird der PN-Übergang an der Berührungsfläche der beiden Zonen 14 und 22 gebildet. Die zweite Zone 22 wird im allgemeinen um etwa 0,25 bis 0,75 Mikrometer dicker als die Deckzone 18 gemacht, so daß sich die zweite Zone 22 um diese Entfernung in die lichtabsorbierende Zone 16 hineinerstreckt. Hierdurch wiederum wird erreicht, daß die zweite Zone 22 auch P-leitendes InGaAs enthalten kann. Die zweite Zone 22 kann durch Diffusion eines P-Dotierstoffs, z. B. Zink, durch eine Öffnung in einer Maskierschicht in die Deckzone 18 hinein erzeugt werden. Alternativ läßt sich die zweite Zone 22 auch durch andere bekannte Verfahren, z. B. durch Ionen-Implantation mit nachfolgender Wärmebehandlung herstellen. Die zweite Zone 22 soll wenigstens etwa 1 × 1017 Akzeptoren/cm3 enthalten. Typisch sollen das Substrat 12 und die zweite Zone 22 lichtdurchlässig und vorzugsweise im wesentlichen transparent für die zu erfassende Wellenlänge sein.
Die nicht dargestellte elektrische Kontaktierung der zweiten Zone 22 kann vorzugsweise aus einer Gold/Zink-Legierung bestehen, wenn die zweite Zone 22 P-leitend ist. Die Kontaktierung des Substrats 12 kann vorzugsweise aus einer Gold/Zinn-Legierung bestehen, wenn das Substrat 12 N-leitend ist.
Es sei bemerkt, daß es sich bei den beschriebenen Zonen auch um diskrete Schichten handeln kann, die nach bekannten Verfahren auf dem halbleitenden Substrat 12 aufgewachsen werden. Je nach Aufgabe des Detektors können auch andere Kombinationen von Elementen der III. und V. Gruppe des Periodensystems zum Herstellen der Zonen verwendet werden. Der Fotodetektor läßt sich nach bekannten Epitaxieverfahren aus der Dampf- oder Flüssigphase oder durch Molekularstrahlen, herstellen. Eine solche Technik wird in dem Artikel von G. H. Olsen "Vapour-Phase Epitaxy of GaInAsP% in dem von T. P. Pearsall herausgegebenen Buch "GaInAsP Alloy Semiconductors" beschrieben.
Obwohl auf die Oberseite 20 der lichtabsorbierenden Zone 14 eine speziell als Diffusionsmaske zum Bilden der zweiten Zone 22 dienende Materialschicht aufgebracht (und nach den Diffusionen entfernt) werden kann, wird es bevorzugt, daß die Passivierschicht 26 zugleich als Diffusionsmaske dient. Die Passivierschicht 26 soll daher sowohl gut passivierend für den die Oberseite 20 durchstoßenden Halbleiterübergang wirken, als auch eine gute Sperre gegen die zum Herstellen der zweiten Zone dienenden Ionen, typisch Zink, bilden.
Es hat sich herausgestellt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bei niedriger Temperatur gebildete Siliziumoxynitride einen speziellen Brechungsindex und eine gute Kombination aller zum Passivieren eines Halbleiterübergangs notwendigen Eigenschaften besitzen. Die erfindungsgemäßen Passivierschichten besitzen eine ausgezeichnete Undurchlässigkeit gegenüber einer Zink-Diffusion und tragen zugleich zu einer erheblichen Verminderung von Randdurchbrüchen und Dunkelstrom sowie zu einer besseren Adhäsion und einer verringerten Empfindlichkeit gegenüber Feuchtigkeit bei.
Siliziumoxynitride mit einem Brechungsindex zwischen etwa 1,55 und 1,75, vorzugsweise etwa 1,60, bei einer Wellenlänge von 632,8 nm, sind für die beschriebenen Halbleiteranordnungen besonders geeignete Passivierschichten. Die erfindungsgemäße Einstellung des Brechungsindex der Oxynitride wird in ihrer Wichtigkeit besonders deutlich, wenn berücksichtigt wird, daß eine Schicht aus solchem Material mit einem Brechungsindex unter 1,55 gegenüber Ionen und Dotierstoffen stark durchlässig ist und daß eine Schicht mit einem Brechungsindex oberhalb von 1,75 auf dem Substrat schlecht haftet. Die Tatsache, daß die erfindungsgemäßen Passivierschichten bei Umgebungstemperatur, d. h. bei etwa 25°C, herzustellen sind, bedeutet einen weiteren beträchtlichen Vorteil insbesondere dann, wenn es notwendig ist, eine Passivierschicht auf einem wärmeempfindlichen Material, z. B. InP, herzustellen.
Die Passivierschicht 26 soll eine Dicke von wenigstens etwa 90 nm bei einem Brechungsindex von 1,55 besitzen und kann bis zu einer Dicke von mehreren 100 nm haben, wobei eine Dicke von etwa 300 nm bevorzugt wird. Bei Anwendungen, die eine dickere Passivierschicht 26 (dicker als 400 nm) erfordern, kann die zusätzliche Schichtdicke vorzugsweise durch Niederschlagen von Borphosphorsilikat-Glas (BPSG) auf der Siliziumoxynitrid-Schicht erzeugt werden. Obwohl die aus Siliziumoxynitrid bestehende Passivierschicht 26 vorzugsweise kontaktierend auf der Oberseite 20 liegen soll, kann es in bestimmten Fällen vorteilhaft sein, eine weitere Schicht zwischen die Oberseite 20 und die Passivierschicht 26 einzufügen. Beispielsweise im Fall von Bauelementen mit Phosphor enthaltendem Material z. B. Indiumphosphit, kann ein Phosphor enthaltendes Passiviermittel, z. B. BPSG, zwischen die Oberseite 20 und die aus Siliziumoxynitrid bestehende Passivierschicht 26 eingefügt werden. Eine solche Anordnung ist vorteilhaft, da das BPSG dazu neigt, mit dem Indiumphosphit kompatibel zu sein, und da das Siliziumoxynitrid eine ausgezeichnete Feuchtigkeits- und Ionensperre liefert.
Die Passivierschicht 26 kann durch bekannte Dampf-Abscheidetechniken, z. B. durch Plasma unterstütztes chemisches Aufdampfen (PECVD), ausgeführt werden. Das PECVD-Verfahren kann bei niedrigen Temperaturen, z. B. zwischen etwa 25°C und 200°C, vorzugsweise bei Umgebungstemperatur ausgeführt werden. Die niedrigen Temperaturen sind wesentlich bei dem Passivieren von Indium enthaltenden Anordnungen, z. B. bei Fotodetektoren, da sie die Integrität des Substrats sichern.
Typische Zwischenstoffe zum Herstellen der Passivierschicht sind Silan (SiH4), Ammoniak (NH3) und Distickstoffmonoxid bzw. Lachgas (N2O), die die erforderlichen Anteile an Silizium, Stickstoff und Sauerstoff liefern. Es hat sich herausgestellt, daß das Verhältnis der Flußgeschwindigkeiten von SiH4 : NH3 + N2O zwischen etwa 1 : 1,67 und 1 : 5 zu halten ist, wenn Siliziumoxynitridfilme mit einem Brechungsindex im gewünschten Bereich entstehen sollen. Die Verwendung von Ammoniak als Stickstoff-Quelle sorgt für einen Wasserstoffgehalt der Passivierschicht 26 zwischen etwa 8 und etwa 20 Atom-%. Die Gegenwart von Wasserstoff in der Passivierschicht 26 vermindert deren Brechungsindex um etwa 10%. Die Passivierschicht 26 enthält auch etwa 9 bis etwa 35 Atom-% Silizium, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Stickstoff und zwischen etwa 10 und etwa 50 Atom-% Sauerstoff. Vorzugsweise soll das Siliziumoxynitrid zwischen etwa 10 und etwa 15 Atom-% Wasserstoff, zwischen etwa 25 und etwa 30 Atom-% Silizium, zwischen etwa 25 und etwa 30 Atom-% Stickstoff und zwischen etwa 20 und etwa 40 Atom-% Sauerstoff enthalten.
Wenn unter oder über der Passivierschicht 26 eine gewisse Dicke an BPSG gewünscht wird, kann dieses nach bekannten Verfahren niedergeschlagen werden, beispielsweise in der US-PS 34 81 781 wird ein Verfahren zum chemischen Aufdampfen verschiedener Silikatgläser bei Temperaturen zwischen etwa 300 und 450°C beschrieben. Es hat sich herausgestellt, daß Abscheidetemperaturen für das BPSG von nicht wesentlich über 300°C - auf jeden Fall nicht über 360°C - bei Anordnungen, die Indiumphosphit enthalten, ausreichend sind.
Die Qualität der Halbleiteranordnung und die Wirksamkeit der Passivierschicht werden erhöht, wenn die Oberfläche zum Aufnehmen der Passivierschicht vor dem Niederschlagen derselben vorbehandelt wird. In einer Patentanmeldung gleicher Priorität wird vorgeschlagen, die zu bedeckende Oberfläche zu behandeln, z. B. in einer wässrigen Ammoniumfluorid/Flußsäure- Lösung, und anschließend einem Plasma in einer Sauerstofffreien, stickstoffhaltigen Atmosphäre auszusetzen.
Zum Niederschlagen einer Passivierschicht auf einer Oberfläche eines Fotodetektors oder eines ähnlichen Bauelements, wird dieses in einem normalen Glimmentladungs-Apparat behandelt, wie er beispielsweise in der US-PS 45 12 284 beschrieben wird. Die Kammer wird auf einen Druck zwischen etwa 10-3 und etwa 10-4 Pa evakuiert. Die Ausgangsmaterialien werden mit den gewünschten Fließgeschwindigkeiten bis zu einem Partialdruck zwischen etwa 1,3 und 6,7 Pa, vorzugsweise zwischen etwa 5 und 6 Pa, in die Kammer eingelassen. Das Plasma wird durch Einschalten des Systems, z. B. durch Beaufschlagen von Aluminium-Elektroden mit 400 W bei 13,56 MHz, eingeschaltet und der Betrieb wird so lange aufrechterhalten, bis das Siliziumoxynitrid mit der gewünschten Dicke niedergeschlagen worden ist.
In Fig. 2 wird der Zusammenhang zwischen dem Brechungsindex einer erfindungsgemäß erzeugten Siliziumoxynitrid und den Abscheide-Parametern grafisch dargestellt. Dabei wird der Brechungsindex als Funktion des N2O-Flusses während des PECVD-Verfahrens für drei verschiedene Flußgeschwindigkeiten von Silan dargestellt. Die drei Kurven des Diagramms zeigen die verschiedenen Kombinationen der Zwischenstoff- Fließgeschwindigkeiten, die geeignet sind, Oxynitrid- Schichten innerhalb des gewünschten Bereichs des Brechungsindex zu erzeugen. Die Werte für die in der Abszisse und der für den Ammoniak angegebenen Fließgeschwindigkeiten gelten für Normalbedingungen.
Zur weiteren Darstellung der Wirkung sich ändernder Niederschlags- Parameter auf die entstehenden Siliziumoxynitrid- Schichten wird in Fig. 3 ein Diagramm der Atom-% von Sauerstoff und Stickstoff innerhalb der Schichten als Funktion des N2O-Flusses beim Niederschalgen gezeigt. Die Ergebnisse werden ebenfalls als Funktion des Brechungsindex für einen konstanten NH3-Fluß von 45 cm3/min und einen konstanten SiH4-Fluß von 45 cm3/min aufgetragen. Die Prozentwerte von Sauerstoff und Stickstoff wurden durch Auger-Elektronen- Spektroskopie (AES) bestimmt und in jeder Probe für den Wasserstoffgehalt korrigiert, da die AES-Technik Wasserstoff nicht erfaßt. Der Wasserstoffgehalt wurde getrennt durch Sekundärionen-Masenspektroskopie (SIMS) ermittelt, um die korrigierten Werte zu finden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bilden einer Passivierschicht ist im besonderen Maße beim Passivieren von Fotodetektoren vorteilhaft, weil die passivierten Anordnungen feuchtigskeitsunempfindlich sind und wesentlich verminderte Oberflächenleckströme und Dunkelströme besitzen, wie sich an ihren typisch niedrigen Dunkelströmen und hohen Durchbruchspannungen zeigt.
Das Verfahren ist zwar unter Bezugnahme auf eine ternäre InGaAs/InP-Legierung eines Planar-Fotodetektors beschrieben worden. Es können jedoch auch andere Legierungen, Halbleiter oder andere Strukturen, z. B. Mesa-Konstruktionen oder irgendwelche anderen Halbleiterbauelemente im allgemeinen, durch das erfindungsgemäße Passiviermaterial verbessert werden.
Nachfolgend werden Versuchsbeispiele zur noch besseren Erläuterung der Erfindung angegeben. In den Beispielen sind Teile- oder Prozentangaben auf Gewichtsbasis und alle Temperaturen in °C zu verstehen, wenn nichts Gegenteiliges angegeben wird.
Beispiel I
Ein planarer InGaAs/InP-Körper mit einer N-leitenden InP- Deckschicht wurde in einem Glimmentladungs-Apparat behandelt. Das System wurde auf etwa 1,3 · 10-4 Pa evakuiert. NH3 und SiH4 wurden jeweils mit Fließgeschwindigkeiten von etwa 45 cm3/min eingelassen. N2O wurde mit einer Fließgeschwindigkeit von etwa 15 cm3/min eingelassen. Durch Anlegen von 400 W Energie bei 13,56 MHz wurde ein Plasma erzeugt. Ein 300 nm dicker Siliziumoxynitrid-Film wurde bei Umgebungstemperatur auf der Deckschicht niedergeschlagen. Das entstandene Siliziumoxynitrid hatte einen Brechungsindex - gemessen bei einer Wellenlänge von 632,8 nm - von etwa 1,82. Die Passivierschicht enthielt Blasen und löste sich sogar in vielen Bereichen beim anschließenden Ätzen und Diffundieren.
Beispiel II
Ein Verfahren wie in Beispiel I wurde mit einem zweiten InGaAs/InP-Körper ausgeführt, jedoch betrugen die Fließgeschwindigkeiten 45 cm3/min für NH3, 45 cm3/min für SiH4 und 60 cm3/min für N2O. Die entstandene Siliziumoxynitrid- Schicht hatte einen Brechungsindex von etwa 1,60. Die SIMS- Analyse zeigte, daß sie etwa 12% Wasserstoff enthielt. Aus dem zweiten Körper nach bekannten Ätz- und Diffusionsverfahren hergestellte planare Fotodetektoren zeigten niedrige Dunkelströme und eine ausgezeichnete Adhäsion der Passivierschicht. Auf diese Weise hergestellt Anordnungen haben in einer Zerreißprobe zum Ermitteln von Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Bauelements eine ausgezeichnete Stabilität der elektrischen Charakteristiken über eine Belastungsdauer von 3000 Stunden bei 150°C und 9 Volt Sperrspannung gezeigt.
Beispiel III
Eine Schicht aus Siliziumnitrid wurde auf Siliziumscheibchen durch gleiche Zuströme von Ammoniak und Silan unter den folgenden Bedingungen gebildet: chemisches Abscheiden bei 850°; plasmagestütztes chemisches Abscheiden bei 380° und 25°. Eine nachfolgende SIMS-Analyse zeigte einen Wasserstoffgehalt von drei in vorstehender Weise hergestellten Filmen mit etwa 1%, etwa 7 bis 8% bzw. etwa 12 bis 15%.
Unter denselben Bedingungen, jedoch ohne Hinzufügen von Lachgas in den in Beispiel II angegebenen Mengen hergestellte Filme besaßen einen Wasserstoffgehalt von etwa 1%, etwa 5 bis 6% bzw. etwa 9 bis 12%.
Die Untersuchung hat gezeigt, daß bei Wiederholung desselben Experiments mit Stickstoff anstelle von Ammoniak Filme entstehen, die - wegen des Wegfalls von Ammoniak als Wasserstoff- Quelle - im Durchschnitt 20% weniger Wasserstoff enthalten.

Claims (20)

1. Halbleiterkörper (10) mit einer Passivierschicht (26) auf einer Hauptfläche (12), gekennzeichnet durch eine ein Siliziumoxynitrid mit einem Brechungsindex von etwa 1,55 bis etwa 1,75 enthaltende Passivierschicht (26) mit einem erheblichen Wasserstoffanteil.
2. Halbleiterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht (26) zwischen etwa 8 und etwa 20 Atome-% Wasserstoff, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Silizium, zwischen etwa 9 und 35 Atom-% Stickstoff und zwischen etwa 10 und etwa 50 Atom-% Sauerstoff enthält.
3. Halbleiterkörper nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch erste (14) und zweite (22) Zonen entgegengesetzten Leitungstyps mit dazwischen liegendem, sich bis zu der Hauptfläche (20) erstreckendem Halbleiterübergang (28).
4. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht (26) die Hauptfläche (20) berührt.
5. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht (26) einen Brechungsindex von etwa 1,60 besitzt.
6. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumoxynitrid zwischen etwa 10 oder etwa 15 Atom-% Wasserstoff, zwischen etwa 25 und etwa 30 Atom-% Silizium, zwischen etwa 25 und etwa 30 Atom-% Stickstoff und zwischen etwa 20 und etwa 40 Atom-% Sauerstoff enthält.
7. Halbleiterhörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Schicht aus Borphosphorsilikatglas auf der Passivierschicht (26).
8. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Schicht aus Borphosphorsilikatglas zwischen der Hauptfläche (20) und der Passivierschicht (26).
9. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Indiumlegierung besteht.
10. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone (14) über einem Substrat (12) liegt, daß die zweite Zone (22) innerhalb der ersten Zone (14) so angeordnet ist, daß der Halbleiterübergang (28) sich bis zur Hauptfläche (20) erstreckt sowie unterhalb der Passivierschicht (26) liegt und daß die Passivierschicht (26) eine die zweite Zone (22) berührende durchgehende Öffnung (24) besitzt.
11. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine lichtabsorbierende Zone (16).
12. Halbleiterkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone (14) die lichtabsorbierende Zone (16) bildet.
13. Halbleiterkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zone (14) eine Absorptionszone (16) und eine darüberliegende Deckzone (18) enthält.
14. Halbleiterkörper nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (12) aus N-leitendem InP, die Absorptionszone (16) aus einer InGaAs-Legierung, die Deckzone (18) aus N- leitendem InP und die zweite Zone (22) aus P-leitendem InP besteht.
15. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiteranordnung (10), bei dem auf einem Substrat (12) eine erste Zone (14) des einen, ersten Leitungstyps gebildet und dann eine zweite Zone (22) des zweiten Leitungstyps angrenzend an die erste Zone (14) derart erzeugt wird, daß zwischen den Zonen ein sich bis zu einer Hauptfläche (20) der Anordnung (10) erstreckender Halbleiterübergang (28) entsteht, und bei dem eine Passivierschicht (26) über der Hauptfläche (20) an dem Halbleiterübergang (18) niedergeschlagen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Passivierschicht (26) Siliziumoxynitrid mit einem Brechungsindex zwischen etwa 1,55 und etwa 1,75 niedergeschlagen wird, welches zwischen etwa 8 und etwa 20 Atom-% Wasserstoff, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Silizium, zwischen etwa 9 und etwa 35 Atom-% Stickstoff sowie zwischen etwa 10 und etwa 50 Atom-% Sauerstoff enthält.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht (26) vor dem Bilden der zweiten Zone (22) auf die erste Zone (14) niedergeschlagen wird, daß in der Passivierschicht (26) eine Öffnung als Diffusionsmaske gebildet wird und daß die zweite Zone (22) durch Diffusion durch die Öffnung (24) hindurch gebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht (26) bei einer Temperatur zwischen etwa 25 und etwa 200°C durch plasmaverstärktes chemisches Aufdampfen (PECVD) aus einer Atmosphäre abgeschieden wird, die Silizium, Stickstoff und Sauerstoff enthaltende Zwischenstoffe aufweist.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekenneichnet, daß Silan, Ammoniak und/oder Lachgas als Zwischenstoffe verwendet werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Silan zur Summe von Lachgas und Ammoniak auf etwa 1 : 1,67 bis etwa 1 : 5 eingestellt wird.
20. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Passivierschicht bei einer Temperatur von etwa 25°C niedergeschlagen wird.
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