異種材料界面制御による超低抵抗コンタクトの開発と半導体/金属界面の原子直視研究

通过控制不同材料界面开发超低电阻接触以及半导体/金属界面的直接原子观察研究

基本信息

批准号：
13025224
负责人：
財満鎭明
金额：
$ 61.82万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、次世代ULSI素子の性能向上に必須となる金属/半導体及び半導体/半導体等の異種材料界面の物性及び構造制御技術の開発を目的とする。超平坦界面を有する超低抵抗コンタクト形成技術の開発、及びナノプローブ電子線を装備した走査透過型電子顕微鏡による界面構造及び物性の原子直視技術の確立を目指す。以下、本年度に得られた成果を記す。1.NiSiの熱的安定性及び劣化機構解明の為に、Si上のNiSi層の等温熱処理を行い、その時間変化を詳紬に分析した。その結果、650〜750℃の範囲で熱処理時間に伴いNiSiの凝集によるシート抵抗の増大が顕著に生じることが分かった。また、凝集したNiSiとSi表面露出領域の境界においてエピタキシャルNiSi_2の初期核が形成され、その成長に伴ってシリサイド層の凝集が抑制されることを見出した。2.NiSi/Si界面の熱的安定性改善を目的に、Pd及びPtの添加を試み、TEM、STEMおよびEDXによるナノメータースケールでの解析を行った。Pd添加はNiSi_2への相転移抑制効果を持つが、凝集抑制効果を持たなかった。これはNi_<1-x>Pd_xSi系では、Si基板と特定の結晶方位関係を持つ安定な層を形成しにくい為であることが分かった。3.一方、Pt添加は相転位抑制に加え750℃までの凝集抑制にも効果的であった。これはNiSi/Si界面においてNi_<1-x>Pt_xSi(100)//Si(111)の方位関係を持つ熱的に安定な領域が形成される為と考えられる。4.エピタキシャルNiSi_2の低温形成を目指して、Ti中間層を導入したNi/Ti/Si系の固相反応を調べた。その結果、350℃という従来にない低温でエピタキシャルNiSi_2の連続層を形成できた。また、この層を850℃で熱処理することで、極めて平坦かつ均一な界面承び層構造を持つエピタキシャルNiSi_2の形成に成功した。

在这项研究中，目的是开发金属/半导体，半导体和半导体的物理性质和结构控制技术，这对于改善下一代ULSI元素的性能至关重要。目的是开发一个超flat的面部 - 面 - 面表面，并建立界面结构和一种扫描传输的电子显微镜的原子直接技术，配备了纳米杆电子线。今年获得的结果如下所述。 1。为了阐明Nisi的热稳定性和恶化机理，提供了SI层上的NISI层，并在详细的Pongee中分析了时间变化。结果，发现在650至750°C内的热处理时间明显增加了由于NISI聚集而引起的座椅耐药性的增加。发现外部NISI_2的早期核是在聚集的NISI和Si表面暴露区域之间的边界形成的，并且随着生长的抑制，抑制了孤立层的聚集。 2。为了改善NISI/SI交换中的热稳定性，我们尝试添加PD和PT，并使用TEM，STEM和EDX在纳米尺度上进行分析。 PD添加对NISI_2具有相位转移控制效果，但没有骨料抑制作用。已经发现，在Ni_ <1-X> PD_XSI系统中，很难形成具有SI底物和特定晶体方向的稳定层。 3。另一方面，除相位位置抑制外，PT添加也有效抑制高达750°C的聚集。这可能是因为在NISI/SI界面中具有方向的热区域形成了Ni_ <1-x> pt_xsi（100）// si（111）之间的方向关系。 4.针对外延NISI_2的低温形成，检查了引入Ti中间层的基于Ni/Ti/Si的固体反应。结果，可以在前所未有的350°C的低温下形成外延NISI_2的连续层。此外，通过在850°C上加热该层，具有极其平坦且均匀表面结构的外延NISI_2成功。