完全鎳自我對準矽化源/汲與閘極之薄膜電晶體研究

Abstract

超薄的絕緣層上矽金氧半場效電晶體的大的源/汲極寄生電阻會使得元件性能變差。相同的問題也會發生在多晶矽薄膜電晶體。超薄的多晶矽薄膜電晶體限制了元件的驅動電流。為了減少多晶矽薄膜電晶體的寄生電阻，我們採用完全鎳自我對準矽化反應去解決這個問題。最近，關於矽化鎳的研究被廣泛地探討。片電阻方面，矽化鎳(NiSi)的片電阻是跟二矽化鈦(TiSi2)和二矽化鈷(CoSi2)差不多的。而且鎳金屬矽化物可以在低溫(400~600℃)時形成，而不會有結塊效應(agglomeration effect)。在矽化鎳的形成過程當中，它消耗較少的矽，所以它可以形成較淺的接面。 在本論文中，完全鎳自我對準矽化源/汲與閘極多晶矽薄膜電晶體(FSA-TFTs)已經被成功地製造出來。和傳統的多晶矽薄膜電晶體比較的話，完全鎳自我對準矽化多晶矽薄膜電晶體有較小的源/汲極與閘極片電阻，而且它可以有效地抑制浮接基體效應(floating body effect)和寄生雙極性接面電晶體效應(parasitic bipolar junction transistor action)。實驗結果顯示完全鎳自我對準矽化多晶矽薄膜電晶體有較低的漏電流、較好的次臨界特性、較少的臨界電壓變化量和較大的場效遷移率。所以完全鎳自我對準矽化多晶矽薄膜電晶體的特性適合用在需要穩定的臨界電壓和大的崩潰電壓。