矽化鈷的耐高溫能力與鈷─鎢/矽化鈷擴障層的形成技術

Abstract

特性很好且沒有橫向成長的矽化鈷已經成功地利用矽(500埃)/鎢(1000 埃)/鈷(450埃 ) 三層結構在700 度至800 度30分鐘的單一退火步驟下形成。其薄層電阻值為1.6Ω/ □, 我們使用此三層結構及植入金屬矽化物法(ITS) 的技術制成具5–10nA/cm 漏電 流密度的矽化鈷淺接面。而P /N試片具有1.3-1.4Ω/□的薄膜電阻值。像氟化硼的雜 質會加快矽化鈷晶塊的成長, 而降低了薄層電阻值。 然后本文對此矽化鈷淺接面的耐高溫能力加以探討, 經實驗結果分析我們發現植入的 雜質對矽化鈷的耐高溫能力扮演重要角色, 那些未由氟化硼布植過的矽化鈷層, 在經 過高溫(950度或1000度) 處理后造成去矽化鈦后矽表面的不平整, 較高的薄層電阻值 和不完整的矽化鈷淺接面, 經由氟化硼布植過的矽化鈷層特性, 在經過1000度/30 分 鐘的高溫處理后仍未發生變化, 這些已經由掃描式電子顯微鏡, 薄層電阻值測量, 歐 傑電子譜儀和矽化鈷淺接面的電特加以證實, 此現象可能因為在退火過程中氟原子在 矽化鈷和矽接面間聚集, 它會像障礙層一樣防止融解的鈷原子跑到矽內。 具理想電性的蕭特基接觸可由鋁/ 矽化鈷/N型矽結構獲得, 其能障高度及理想因子各 為0.64eV及1.01, 此蕭特基接觸只能忍耐450 度/ 30分鐘的退火處理, 歐傑電子譜儀 分析顯示在450 度/ 30分鐘的熱處理后, 矽和鈷從矽化鈷分解而進入鋁內, 同時鋁也 進入矽化鈷內,X射線分析顯示在475 度/30 分鐘后形成了二鈷化九鋁(Co Al ),細微 結構經由掃描式電子顯微鏡分析, 由於反應產生了大約一微米大的矽塊分布。 我們提出了矽/ 鎢 /鈷三層結構來形成鋁和矽間鈷- 鎢/ 矽化鈷的技術以加強熱穩定 性, 此技術的特徵是鈷- 鎢層和矽化鈷層是在矽化過程中同時形成。此鋁/ 鎢- 鈷/ 矽化鈷 /矽結構的熱穩定度接著被探討。–鈷- 鎢(1000 埃)/矽化鈷(1350 埃) 已證 明在550 度以下為鋁和矽間有效的擴障層, 在該溫度下將形成鎢化十二鋁(WA112),此 利用矽 /鎢/ 鈷三層結構所形成的鈷- 鎢/ 矽化鈷擴障層和其它的研究比起來, 具有 較優良的特質。