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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13025224/
• 关键词: 界面; シリサイド; ニッケル; チタン; パラジウム; プラチナ; エピタキシャル成長; 走査型透過電子顕微鏡; シリコン; シリコンゲルマニウム; カーボン(炭素); コバルト; エピタキシャル; 高角度散乱暗視野走査透過電子顕微鏡

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。

In this study, the improvement of the performance of the next-generation ULSI ferrite requires the improvement of the physical properties of various materials, such as metal

项目成果

S.Zaima, O.Nakatsuka, A.Sakai, J.Murota, Y.Yasuda: "Interfacial reaction and electrical properties in Ni/Si and Ni/SiGe(C) contacts"Applied Surface Science. (掲載決定). (2003)

S.Zaima、O.Nakatsuka、A.Sakai、J.Murota、Y.Yasuda：“Ni/Si 和 Ni/SiGe(C) 接触中的界面反应和电性能”应用表面科学（2003 年出版）。

S.Zaima, O.Nakatsuka, A.Sakai, J.Murota, Y.Yasuda: "Interfacial reaction and electrical properties in Ni/Si and Ni/SiGe(C)contacts"Applied Surface Science. 224. 215-221 (2004)

S.Zaima、O.Nakatsuka、A.Sakai、J.Murota、Y.Yasuda：“Ni/Si 和 Ni/SiGe(C) 接触中的界面反应和电性能”应用表面科学。

O.Nakatsuka, H.Onoda, E.Okada, H.Ikeda, A.Sakai, S.Zaima, Y.Yasuda: "Effect of Al interlayers on two-step epitaxial growth of CoSi_2 on Si(100)"Applied Surface Science. (掲載決定). (2003)

O.Nakatsuka、H.Onoda、E.Okada、H.Ikeda、A.Sakai、S.Zaima、Y.Yasuda：“Al 中间层对 CoSi_2 在 Si(100) 上两步外延生长的影响”应用表面科学（决定出版）（2003）。

財満 鎭明: "「エピタキシャル成長のフロンティア」(中島一雄編) 第4章4-1節"シリサイド化固相成長"(PP.94-108)"共立出版. 15 (2002)

Shinmei Zaimitsu：“‘外延生长的前沿’（由 Kazuo Nakajima 编辑）第 4 章，第 4-1 节‘硅化物固相生长’（PP.94-108）”Kyoritsu Shuppan 15 (2002)。

Y.Tsuchiya, A.Tobioka, O.Nakatsuka, H.Ikeda, A.Sakai, S.Zaima, Y.Yasuda: "Electrical properties and solid-phase reaction in Ni/Si(100) contacts"Japanese Journal of Applied Physics. 41(4B). 2450-2454 (2002)

Y.Tsuchiya、A.Tobioka、O.Nakatsuka、H.Ikeda、A.Sakai、S.Zaima、Y.Yasuda：“Ni/Si(100) 接触中的电特性和固相反应”日本应用物理学杂志