Abstract
近幾年來通訊、訊號處理、快速電腦、軍事等各方面高速處理的要求，使得高速元作備受重視，各先進國家莫不汲汲於此方面的研究。三－五族化合物半導體（GaAs、I-nP）等因具直接能隙結構、比矽更高的電子遷移率和較大的能隙，故在高速元件領域有舉足輕重之地位。雖高速元件因結構不同有HEMT、HBT 等，但皆為單一元件之構造，且製程複雜、高價；而具集積性之MISFET則因三－五族化合物半導體迄今無法製作良好，如：Si MISFET 特性之無機絕緣體之良好介面。雖然以前我們利用PECVD 製作SiON╱GaAs．InP 介面可得平均為１０□□cm□□－sv□□之介面狀態密度；但其製程與控製亦複雜，故本文尋求低價、易製作之有機體介質做為三－五MISFET之絕緣體，期得低成本之MISFET，探討之重點著眼於絕緣體之電性及其與半導體介面狀態密度之分佈，藉以判明該等有機體與二－五族化合物半導體之匹配情形。本實驗探討二種有機體：polyimide 和３－aminoproylfirethoxyellane（ 以下簡稱P．l與aminosllane） ，利用旋轉塗佈法塗佈於Si、GaAs、InP 上，經熱處理後，以真空蒸鍍法蒸鍍電極於絕緣體及半導體上形成MIS 結構，測量其電流－電壓、電容－電壓響應而得電性及介面特性。薄膜厚度則由橢圓偏光儀測得。此二種有機體之重要參數，如：電阻係數、電場強度、介電常數等分別為P．l：５．０E１５ Ω－cm、４MV╱cm、９－１０、對P．l 、aminosilane╱InP 系統而言，其介面狀態密度分佈基本上為W 型、平均介於１．０E１２ cm□□－sv□□－１．０E１３ cm□□－sv□□之間；對aminosilane╱InP 系統，其介面狀態分佈基本上為U型，經４００℃熱處理後其平均值可由１．０E１１cm□□－sv□□降至１．０E１１ cm□□－sv□□以下。由各MIS 系統之介面性質，吾人推測介面狀態的來源可能為I╱S介面的disorder la-yer。 GaAs因native oxide、As等不易在塗佈前除去，致所得結果與其他無機法等大致雷同。但在InP 上確可得比其他大部分的無機、有機絕緣體，如：SiO□、Al□O□、nativs oxide、L．B film 等為佳的介面而與P□N□所得接近，已違MISFET介面的要求，為目前所發表介面狀態密度最低者之一。且本文所用的旋轉塗佈法遠較其他方法簡單、迅速及便宜；更重要的是它不需要高溫程序，這對化合物半導體而言特別重要。由我們以前SiON與目前有機體的研究，顯示InP 比GaAs更這於MISFET之製作，未來如能尋求aminosilane 之添加物增君其電阻係數，而保有同等之介面狀態密度，則低成本InP MISFET有實現之可能。