SiO_x调制的三元硅化物(Co_(1-x)Ni_x)Si_2外延

报道了通过 Co/ Ni/ Si Ox/ Si(10 0 )体系固相反应 ,实现三元硅化物 (Co1 - x Nix) 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(10 0 )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 - x Nix) Si2 膜的晶格常数介于 Co Si2 和 Ni Si2 之间 ,从而可以降低生成膜的应力 .薄膜的厚度约为110 nm;最小沟道产额 (χmin)为 2 2 % .外延三元硅化物膜的电阻率约为 17μΩ· cm ;高温稳定性达     

Co/C/Si(100)结构固相外延生长CoSi2

采用Co/C/Si多层薄膜结构的中间层诱导固相外延方法在Si(100)上制备外延CoSi2薄膜.用四探针电阻仪、XRD、AES、RBS等分析手段对该结构固相反应形成的薄膜的电学特性、组分、晶体结构等进行了表征.结果表明,Co/C/Si多层结构经快速热退火,可以在Si(100)衬底上得到导电性能和高温稳定性良好的CoSi2薄膜.C层的加入阻碍了Co和Si的互扩散和互反应,从而促进了CoSi2在硅衬底上的外延.     

用于自对准提升硅化物结构的CO/Si/Ti/Si及CO/Si/…Ti/Si多层薄膜固相反应研究

为了减小硅化物形成过程中消耗的衬底硅,提出添加非晶Si的新方法,并探索了Co/Si/Ti/Si及Co/Si(×7)/Ti/Si多层薄膜固相反应的两种途径.实验采用四探针、XRD、RBS等多种方法对固相反应过程进行了研究,对反应形成的CoSi2薄膜进行了测试分析,并探索了在SiO2/Si及图形片上的选择腐蚀工艺.结果表明,当选择合适的Co：Si原子比,恰当的两步退火方式及选择腐蚀溶液,两种方法都可以形成自对准硅化物结构.研究了这两种固相反应过程,发现在一定的Co:Si原子比范围内,这两种方法制备的CoSi2薄膜都有一定的外延特性,其中第一种途径得到的CoSi2薄膜具有十分良好的外延特性.     

硅衬底上异质外延生长硅化钴研究进展

综述近年国内外在CoSi2／Si异质外延生长技术领域的研究进展,在半导体衬底上异质外延具有优良导电特性的金属硅化物,从基础研究和技术发展两方面都具有重要价值。利用Co／Ti／Si多层薄膜固相反应实现CoSi2／Si异质外延,是近年取得重要进展的新方法。应用这种方法在（111）和（100）硅衬底上都可实现CoSi2外延生长,无需在超高真空下进行,与硅器件基本工艺相容性好,可形成自对准硅化物接触结构,对发展新器件制造技术有重要作用。在简要介绍分子束外延和离子合成CoSi2外延薄膜生长技术后,重点介绍和评述新型固相异质外延方法的工艺技术、机理和应用研究进展。     

Si(100)上生长的CoSi_2薄膜的STM研究

在大气中用STM研究了固相反应生长的CoSi2薄膜表面．在Si（100）晶片上用离子束溅射淀积Co／Ti双层膜，经退火处理完成三元固相反应，生成TiN／CoSi2／Si膜，然后经H2SO4和H2O2溶液腐蚀去除TiN膜层得到均匀平整的厚度约为100nm的CoSi2薄膜．AES，XRD等分析表明所得CoSi2膜层是Si（100）衬底的外延生长膜．STM测量结果显示CoSi2薄膜表面结构致密平整，主要由交替出现的平台和台阶结构组成．平台的平均宽度为9nm，台阶高度为2个原子层厚度，分析表明这是由于Si衬底的晶面切割偏离（100）面引起的．平台表面呈平行台阶方向的相距约1．1nm的条状结构．     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

用弹道电子显微术研究Co-Ti-Si系统的退火温度对CoSi2/Si势垒不均匀性的影响

通过在硅(100)衬底上淀积的Co(3nm)/Ti(1nm)双金属层在不同退火温度下的固相反应,在硅衬底上制备了超薄外延CoSi2薄膜.在低温下,用弹道电子显微术(BEEM)及其谱线(BEES)测量了CoSi2/Si接触的局域肖特基势垒高度.对于800℃退火的CoSi2/Si接触,势垒高度的空间分布基本符合高斯分布,其峰值在599meV,标准偏差为21meV.而对于700℃退火样品,势垒高度分布很不均匀,局域的势垒高度值分布在152meV到870meV之间,这可归因于CoSi2薄膜本身的不均匀性.     

Co—Si多层膜的透射电镜研究

本文用TEM技术系统地研究了超高真空中在Si(111)衬底上交替蒸镀Co、Si形成的多层薄膜,在稳态热退火过程中硅化物的生长规律,观察生成硅化物的成分和晶粒度、薄膜的表面形态和界面特征等微结构的变化。结果表明,随着退火温度的升高Co膜逐渐转化为Co_2Si、CoSi和CoSi_2,硅化物晶粒的大小随退火温度的升高而增大,340—370℃退火后在Co耗尽前Co_2Si和CoSi能同时生长(三相共存)。结合XRD分析,证实了上述结果的可靠性。     

超薄外延CoSi_2/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/Si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CoSi2/Si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     

微波等离子体退火制备CoSi2薄膜

采用微波等离子体退火方法使溅射的金属钴薄膜与(100)硅衬底发生固相反应直接生成CoSi2,证明了采用微波等离子体退火制备低阻硅化钴的可行性.通过X射线衍射图谱发现,当退火时间相同时,在610C时先形成CoSi2(111)织构,750C时(100)取向的CoSi2生长显著.此外,在微波作用下,无需先形成富Co的Co2Si和CoSi,就能直接得到稳态的CoSi2,不同于常规的热处理.分析认为这是因为微波可以促进固相反应中Co原子的扩散,有利于CoSi2形核生长.