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金属シリサイド・シリコン界面の電子状態の計算

金属硅化物-硅界面电子态的计算

基本信息

批准号：
01650510
负责人：
浅野攝郎
金额：
$ 0.9万
依托单位：
The University of Tokyo
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：
1989
资助国家：
日本
起止时间：
1989 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-01650510/
关键词：
ショットキ-障壁金属半導体界面 NiSi_2 CoSi_2 MIGS

项目摘要

本研究は、金属半導体界面における原子配置まで取入れた精密な電子構造を第一原理から計算し、界面の電子物性を明かにしようとするものである。具体的には局所電子密度近似の枠内で、LMTQ-ASA法により、NiSi_2,CoSi_2等の金属シリサイドとSiとの(111)界面について、ス-パ-セルの方法で電子構造の計算を行った。界面でのNi原子やCo原子に対しては、7配位および8配位になっているモデルを仮定した。計算から得られたショットキ-障壁の高さはス-パ-セルのサイズに依存したが、Siやシリサイドの層数を増やすに従い、価電子帯の幅がバルクの値に近づき、障壁の高さも一定の値に収束する。Si_2層9層、シリサイド層が8〜10層のス-パ-セルを用いて計算したショットキ-障壁の高さ(シリサイド層のフェルミ準位とSi層の価電子帯との差)は、NiSi_2/Siの場合、7A構造では0.34eV,7B構造では0.19eVで、その大きさは界面の原子構造に依存した。最近のタング達の実験では、Aタイプが0.47eV、Bタイプが0.33eVである。障壁の値そのものは、局所密度近似のために実験値より小さくなっているが、AタイプとBタイプの違いは実験値とよく一致している。計算によると、界面における電荷移動は界面から1〜2層に限られ、それによって電気的二重層が形成されている。界面から3層以上離れると電荷分布は殆ど完全に中性である。他方、金属シリサイドによって半導体のエネルギ-ギャップ中に誘起される金属誘起準位(MIGS)は、界面から3層以上離れてもかなり高濃度で存在し、そのため金属のフェルミ準位が半導体のバンドギャップの中にピン止めされており、ショットキ-障壁の高さが金属の種類に余り依存しないことが分る。しかし、ショットキ-障壁が界面の原子構造に、なぜこれ程依存するかはよく分らない。これは今後の課題である。

In this paper, the atomic configuration of metal-semiconductor interface is introduced into the first principle calculation, and the electronic properties of interface are clarified. The electronic structure of Si (111) interface of NiSi_2, CoSi_2 and other metals was calculated by LMTQ-ASA method. Ni atoms and Co atoms at the interface are coordinated to each other in 7-and 8-coordinate systems. The calculation results in the dependence of the height of the barrier on the number of layers of Si and Si, and the amplitude of the electron band on the value of the barrier. Si_2 layer 9 layers, Si_2 layer 8 ~ 10 layers, Si_2 layer 9 layers, Si_2 layer 8 ~ 10 layers, Si_2 layer 9 layers, Si_2 layer 8 ~ 10 layers, Si_2 layer 9 layers, Si_2 layer 8 ~ 10 layers, Si_ The most recent version of the code is 0.47eV and 0.33eV. The value of the barrier is similar to the density of the barrier. The calculation shows that the charge transfer at the interface is limited by 1 ~ 2 layers, and the double layer of charge transfer at the interface is formed. The charge distribution of the interface is almost completely neutral. Other metals, such as those in the semiconductor industry, are induced in the metal-induced level (MIGS), and the interface layer is more than 3 layers away from each other. The MIGS is present in high concentration, and the metal level in the semiconductor industry depends on the type of metal. The atomic structure of the interface depends on the process.これは今后の课题である。