矽化鈦的形成與生長技術及其在互補式金氧半超大型積體電路製程上之應用

Abstract

本論文探討三層結構--非晶矽╱鎢╱鈦的矽化鈦成長與製造技術，以及成功地應用在 超大型互補式金氧半積體電路製程上。 矽化鈦是所有耐高溫金屬矽化物中，擁有最低的片電阻，可適應及解決超大型金氧半 積體電路次微米技術中閘電阻及連線的問題。然而在成長及製造矽化鈦時有兩個關鍵 ，一是鈦容易和殘留的氧作用，其次是矽化鈦形成時將產生橫向成長，以致於閘極和 汲極╱源極間短路，因此無法應用在金氧半積體電路製程上。 為了改善這種現象，我們提出三層結構技術--非晶矽╱鎢╱鈦，頂層的非晶矽用來隔 絕鈦與外界，防止氧及雜質侵入。中層的鎢是用來阻止橫向成長及提高矽化鈦的成長 溫度，增加其耐高溫的能力。用這種方法，我們可以製得無橫向成長及低片電阻的矽 化鈦，可應用在LDD 金氧半積體電路製程上。由於可自動校準的特性，我們應用這種 三層結構製造矽化鈦可省下一道光罩，降低製程費用及提高良率。在第二章將就這種 技術製得矽化鈦及離子植入金屬法製得矽化鈦的片電阻，接觸電阻，p-n 接觸漏電流 的特性加以比較，研究其高溫下特性及耐高溫的能力，做一總檢討，以合理的理論說 明這種現象，並用掃描式電子顯微鏡、歐傑電子分析儀等加以佐證。最後，我們利用 此技術應用於互補式金氧半積體電路製程上，與傳統的多晶矽閘作一比較，萃取元件 參數，並成功製得無漏電流的互補式金氧半積體電路元件。篇尾，討論日後自動校準 LDD 金氧半積體電路矽化物研究主流及應用方向。