【摘 要】
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随着CMOS制造技术的进步,与之对应的自对准硅化物(SALICIDE)的材料和工艺也在不断发展和创新。工业界先后采用二硅化钛、二硅化钴和硅化镍作为硅化物材料,但是它们都有不足之
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随着CMOS制造技术的进步,与之对应的自对准硅化物(SALICIDE)的材料和工艺也在不断发展和创新。工业界先后采用二硅化钛、二硅化钴和硅化镍作为硅化物材料,但是它们都有不足之处。为了克服这些不足,用镍与其他金属的合金得到广泛的研究和应用。这些合金中,镍-钴合金以其优异的特性成为新一代SALICIDE工艺的优选材料。本文研究了超薄镍-钴合金在Si(100)衬底上的反应特性。1-8nm厚的镍-钴合金(其中钴的含量在0%-100%之问)经过350℃-900℃的退火后形成硅化物。测试表明镍-钴合金的硅化物薄膜具有电阻低、稳定性强、界面平整的优点。分析拉曼散射测试结果可以推断出,虽然一硅化镍和一硅化钴晶格结构不同,但镍在一硅化钴中具有一定的溶解度。此外,在二硅化镍中观察到的无序引入拉曼散射现象在镍-钻合金的二硅化物中也能被观察到。拉曼散射测试和透射电子显微镜测试结果均说明,相变过程中,对于每种特定组分都存在一个临界厚度。当金属薄膜的厚度低于此临界厚度时,相变过程将不经历一硅化物的环节,直接形成二硅化物。本文中根据经典成核理论建立模型并进行推导,发现由于薄膜厚度的变化导致的相变时的吉布斯自由能的变化是本文中观察到的硅化反应特性的原因。
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