Dégradation des MESFETs GaAs : mécanismes liés à l'interface GaAs/SiO2

Nous montrons que les dérives à long terme observées sur des MESFETs GaAs de puissance, protégés avec une couche de SiO2, sont dues à une dégradation de l'interface GaAs/SiO2. La mise en oeuvre de microanalyses Auger (taille du faisceau ≃ 0,1-0,2 μm), nous a permis d'identifier une exodiffusion de gallium, induite lors du dépôt de silice, ainsi qu'un mécanisme d'oxydation de GaAs pendant le fonctionnement. Ces réactions modifient les propriétés électriques de la surface dans les zones d'accès, expliquant ainsi les dérives observées sur les paramètres statiques et hyperfréquences

Dégradation des MESFETs GaAs : mécanismes liés à l'interface GaAs/SiO2

Long term degradation of GaAs power MESFET's protected with a SiO2 layer is shown to be surface-induced. Using micro-Auger analysis (beam spot size ≃ 0.1-0.2 μm), we have identified a gallium outdiffusion induced by the SiO2 surface protection deposition and a GaAs oxidation mechanism during electrical operation. These reactions modify the electrical surface properties in the access regions thus explaining the static and microwave performance degradations.Nous montrons que les dérives à long terme observées sur des MESFETs GaAs de puissance, protégés avec une couche de SiO2, sont dues à une dégradation de l'interface GaAs/SiO2. La mise en oeuvre de microanalyses Auger (taille du faisceau ≃ 0,1-0,2 μm), nous a permis d'identifier une exodiffusion de gallium, induite lors du dépôt de silice, ainsi qu'un mécanisme d'oxydation de GaAs pendant le fonctionnement. Ces réactions modifient les propriétés électriques de la surface dans les zones d'accès, expliquant ainsi les dérives observées sur les paramètres statiques et hyperfréquences

The rôle of plasma oxide in InP MIS structures

Silicon dioxide formed by a plasma assisted reaction at 250 °C between silane and nitrous oxide, has been deposited either directly or on a plasma oxide layer grown formely on the InP substrate, to realize a MIS structure. The quality of the plasma oxide layer (≤ 100 A) is demonstrated through its effect on the rigidity of the MIS structure. Interface state densities on unannealed structures which include plasma oxide, is 1012 cm -2 eV-1. Furthermore, the slow states located at the SiO 2/plasma oxide interface are minimized when the transition between the two oxides is abrupt. Factors of improvement are finally presented : annealing procedure, reaction temperature, composition of reacting gases

The rôle of plasma oxide in InP MIS structures

Silicon dioxide formed by a plasma assisted reaction at 250 °C between silane and nitrous oxide, has been deposited either directly or on a plasma oxide layer grown formely on the InP substrate, to realize a MIS structure. The quality of the plasma oxide layer (≤ 100 A) is demonstrated through its effect on the rigidity of the MIS structure. Interface state densities on unannealed structures which include plasma oxide, is 1012 cm -2 eV-1. Furthermore, the slow states located at the SiO 2/plasma oxide interface are minimized when the transition between the two oxides is abrupt. Factors of improvement are finally presented : annealing procedure, reaction temperature, composition of reacting gases.Un dépôt de silice obtenu par réaction à 250 °C entre silane et oxyde nitreux est réalisé par CVD assisté par plasma sur un substrat InP, soit directement, soit après croissance d'un oxyde natif plasma à la surface (≤ 100 A). On montre alors l'influence prépondérante de cette couche d'oxyde sur la qualité diélectrique de la structure MIS. Les résultats obtenus sur le plan de la qualité d'interface sur des structures non recuites, font apparaitre une densité moyenne d'états rapides de 1012 cm-2 eV-1 à l'interface InP/oxyde plasma, et la présence d'états lents situés essentiellement à la transition oxyde plasma/SiO2. Une amélioration de ces propriétés passe par une optimisation de la température de réaction, des conditions de recuit, et de la composition des gaz réactants utilisés