非晶化注入技术在NiSi SALICIDE工艺中的应用

在pn结形成之后借助非晶化Si离子注入技术可以将结表面Si单晶层非晶化. 作者研究了这种非晶化处理对Ni硅化反应的影响. 实验发现，非晶化处理可以促进Ni在低温下与衬底Si的反应，而且在低温下Ni/Si可以直接反应形成NiSi. 实验结果表明这种非晶化未对硅化反应过程中杂质的再分布产生影响，但是剖面透射电镜分析表明，这种非晶化所需能量需要合理优化.     

固相外延CoSi_2薄膜作为扩散源形成n~＋p浅结技术研究

通过Ａｓ＋离子注入到由ＴｉＮ／Ｃｏ／Ｔｉ／Ｓｉ多层结构因相反应得到的外延ＣｏＳｉ２层中，利用外延硅化物作为扩散源（ＥＳＡＤＳ），形成了０．１μｍ的浅ｎ＋ｐ结．研究了Ｃｏｓｉ２外延薄膜离子注入非晶化后的再结晶特性、注入杂质退火时的再分布特性和形成的ｎ＋ｐ浅结特性．实验结果表明：外延ＣｏＳｉ２层在非晶化后能有效地再结晶；Ａｓ原子在多晶ＣｏＳｉ２／Ｓｉ结构和单晶ＣｏＳｉ２／Ｓｉ结构中有着不同的再分布特性；同相应的以多晶ＣｏＳｉ２作为扩散源形成的结相比，以外延ＣｏＳｉ２作为扩散源形成的结反向漏电小１～２个数量级，     

Co/Ti/Si三元固相反应形成自对准TiN/CoSi_2复合薄膜

采用离子束溅射技术在Si片上先后连续淀积Ti膜和Co膜,对Co/Ti/Si三元体系固相反应特性进行了研究。在氮气氛下对Co/Ti/Si样品进行热处理,结果表明,样品薄层电阻及薄膜结构随热处理温度的升高发生显著变化。原来处于样品表面的Co穿过Ti膜与Si发生反应在薄膜内部形成钴硅化合物,在薄膜表面Ti与气氛中的N结合形成TiN。实验在有SiO_2图形的Si片上溅射Co/Ti,通过两步退火和选择腐蚀可在硅区域表面获得线条整齐的自对准TiN/CoSi_2复合薄膜。     

分子束外延中的掺硼工艺

我们在硅分子束外延中利用共蒸发B_2O_3的方法在硅中进行硼掺杂,掺杂浓度可控制在4×10~(17)cm~(-3)至4.2×10~(19)cm~(-3)之间,这说明不需要利用离子注入或高温掺杂炉,也可以在硅外延层中实现有效的P型硼掺杂.我们还对掺杂外延层的质量进行了初步分析:外延层剖面均匀、没有明显的偏析现象;当硅源速率在 2A/s时,外延层中氧含量与衬底相同.     

超薄外延CoSi2/n-Si的肖特基势垒接触特性

研究了超薄(～10nm)CoSi2/Si的肖特基势垒接触特性.Co(3-4nm)/Ti(1nm)双层金属通过快速热退火在Si(100)衬底上形成超薄CoSi2薄膜.X射线衍射测试表明该薄膜具有较好的外延特性.用I-V、C-V方法在82-332K温度范围内测试了CoSi2/Sj的肖特基势垒特性.用弹道电子发射显微术直接测量了微区肖特基势垒高度.测试表明,用Co/Ti/Si方法形成的超薄CoSj2/Sj接触在室温时具有优良的肖特基势垒特性,I-V方法测得的势垒高度为0.59eV,其理想因子为1.01;在低温时,I-V方法测得的势垒高度随温度降低而降低,理想因子则升高.采用肖特基势垒不均匀性理论,并假设势垒高度呈高斯分布,实验数据和理论吻合较好.     

Pt层对Ni/Si(100)固相反应NiSi薄膜高温稳定性的增强效应

研究了顺次淀积在 Si (10 0 )衬底上的 Ni/ Pt和 Pt/ Ni的固相硅化反应 .研究发现 ,当 1nm Pt作为中间层或覆盖层加入 Ni/ Si体系中时 ,延缓了 Ni Si向 Ni Si2 的转变 ,相变温度提高 .对于这种双层薄膜体系 ,80 0℃退火后 ,XRD测试未检测到 Ni Si2 相存在 ;85 0℃退火后的薄膜仍有一些 Ni Si衍射峰存在 . 80 0℃退火后的薄膜呈现较低的电阻率 ,在 2 3— 2 5 μΩ· cm范围 .上述薄膜较 Ni/ Si直接反应生成膜的热稳定性提高了 10 0℃以上 .这有利于Ni Si薄膜材料在 Si基器件制造中的应用 .     

固相反应制备的多晶和外延 CoSi_2/n-Si(111)接触的肖特基特性(英文)

通过硅 (111)衬底淀积的单层 Co或 Co/ Ti双金属层在不同退火温度的固相反应 ,在硅上形成制备了多晶和外延 Co Si2 薄膜 .用电流 -电压和电容 -电压 (I- V/ C- V)技术在 90 K到室温的温度范围内测量了 Co Si2 / Si肖特基接触特性。用肖特基势垒不均匀模型分析了所测得的 I- V特性 ,在较高温度下 (≥～ 2 0 0 K)或较低温度的较大偏压区域 ,I- V曲线能用热激发和在整个结面积上势垒高度的高斯分布模型描述 .而在较低温度的较小偏压区域 ,电流由流过一些小势垒高度微区的电流决定 ,从而在低温 I- V曲线上在约 10 - 7A处有一个“曲折”.在室温下 ,从 I-V曲线得到的多晶 Co Si2 / Si的势垒高度为约 0 .5 7e V.对外延 Co Si2 ,势垒高度依赖于最后退火温度 ,当退火温度从 70 0℃升到 90 0℃ ,势垒高度从 0 .5 4e V升高到 0 .6 0 e V.     

SiOx调制的三元硅化物(C01-xNix)Si2外延

报道了通过Co/Ni/SiOx/Si(100)体系固相反应,实现三元硅化物(Co1xNix)Si2薄膜外延生长及薄膜特性的表征.测试结果表明,中间氧化硅层对原子扩散起到阻挡作用.XRD和RBS图谱显示,有中间层的样品所形成的硅化物膜和硅衬底有良好的外延关系.而Co/Ni/Si(100)体系,则形成多晶硅化物膜,和硅衬底没有外延关系.外延三元硅化物(Co1-xNix)Si2膜的晶格常数介于CoSi2和NiSi2之间,从而可以降低生成膜的应力.薄膜的厚度约为110nm;最小沟道产额(Xmin)为22%.外延三元硅化物膜的电阻率约为17μΩ@cm;高温稳定性达1000C,与CoSi2膜相当.