论文部分内容阅读
随着超大规模集成电路的集成度不断增加,晶体管单元尺寸不断缩小,硅材料逐渐达到了其理论上的物理极限。为了持续摩尔定律的增长趋势,具有高迁移率的半导体锗(Germanium:Ge)和锗锡(Germanium-Tin:Ge Sn)材料逐渐成为目前研究的热点。然而,由于工艺性质等方面的差异,Ge和Ge Sn材料的应用还存在着诸多困难,金属与Ge或Ge Sn接触就是诸多难题之一。如何解决新型半导体材料金半接触问题就显得尤为重要。本论文尝试在金属镍(Nickel:Ni)与Ge中间利用石墨烯作为插入层对Ni/Ge反应进行调节;同时,也研究了金属铝(Aluminum:Al)插入层对Ni/Ge Sn反应的影响,本论文取得了如下成果:1、利用化学气相沉积系统(Chemical Vapor Deposition:CVD)生长了Ge上石墨烯材料,用离子注入设备制备可控密度的缺陷石墨烯,利用Ge上缺陷石墨烯系统对Ni Ge化物的生成进行调制改性。最终得到了均匀的Ni Ge薄膜,Ni Ge和Ge衬底的界面平整,增加了材料的热稳定性。对制备的Ni Ge薄膜进行了拉曼测试(Raman)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope:SEM)、原子力显微镜(Atomic Force Microscope:AFM)、透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope:TEM)、能谱分析(Energy Dispersive Spectrometer:EDS)等多种分析表征。2、探明了Ni/Ge反应与石墨烯缺陷的关系。分别利用无缺陷石墨烯、硼离子注入剂量分别为1×1014、1×1015、2×1015 atoms/cm2的缺陷石墨烯进行反应,探明了Ni/Ge通过缺陷石墨烯的反应路径,发现硼离子注入剂量为2×1015 atoms/cm2,退火温度500℃时,为最理想的工艺参数,成功获得了高质量的Ni Ge薄膜,取得了极其均匀和平整的接触界面与表面,但当温度超过600℃时,薄膜质量有所下降。3、研究了高Sn含量Ge Sn形成Ni Ge Sn薄膜过程,利用Al插入层调制高Sn含量Ni Ge Sn薄膜表面形貌,成功降低了Ni Ge Sn薄膜在400-500℃退火时样品的表面粗糙度,为Ni Ge Sn提供了极其均匀和平整的表面。这为Ge Sn材料在源/漏接触中应用奠定了一定的基础。