硅化物的集成电路中的金属硅化物[2]

钛硅化物TiSi2：钛硅化物TiSi2因具有工艺简单、高温稳定性好等优点，被最早广泛应用于0.25微米以上MOS技术。其工艺是首先采用诸如物理溅射等方法将Ti金属沉积在晶片上，然后经过稍低温度的第一次退火（600～700℃），得到高阻的中间相C49，然后再经过温度稍高的第二次退火（800～900℃）使C49相转变成最终需要的低阻C54相 。

对于钛硅化物而言，最大的挑战在TiSi2的线宽效应。即TiSi2电阻会随着线宽或接触面积的减小而增加。原因是当线宽变得过窄时，从C49相到C54相的相变过程会由原先的二维模式转变成一维模式，这使得相变的温度和时间将大大增加。而过高的退火温度会使主要的扩散元素Si扩散加剧而造成漏电甚至短路的问题。因此随着MOS尺寸的不断变小，会出现TiSi2相变不充分而使接触电阻增加的现象 。

钴硅化物CoSi2：钴硅化物作为钛硅化物的替代品最先被应用于从0.18微米到90纳米技术节点，其主要原因在于它在该尺寸条件下没有出现线宽效应。另外，钴硅化物形成过程中的退火温度相比于钛硅化物有所降低，有利于工艺热预算的降低。同时由于桥通(bridge)造成的漏电和短路也得到改善 。

虽然在90纳米及其以上尺寸，从高阻的 CoSi到低阻的CoSi2的成核过程还十分迅速，在CoSi2相变过程中没有出现线宽效应。但当技术向前推进到45纳米以下时，这种相变成核过程会受到极大的限制，因此线宽效应将会出现。另外，随着有源区掺杂深度不断变浅，钴硅化物形成过程中对表面高掺杂硅的过度消耗也变得不能满足先进制程的要求。MOS进入45纳米以后，由于短沟道效应(short channel effect)的影响对硅化物过程中热预算提出了更高的要求。CoSi2的第二次退火温度通常还在700℃以上，因此必须寻找更具热预算优势的替代品 。

镍硅化物NiSi：对于45纳米及其以下技术节点的半导体制程，镍硅化物（NiSi）正成为接触应用上的选择材料。相对于之前的钛钴硅化物而言, 镍硅化物具有一系列独特的优势。镍硅化物仍然沿用之前硅化物类似的两步退火工艺，但是退火温度有了明显降低(<600oC), 这样就大大减少对器件已形成的超浅结的破坏。从扩散动力学的角度来说，较短的退火时间可以有效地抑制离子扩散。因此，尖峰退火（spike anneal）越来越被用于镍硅化物的第一次退火过程。该退火只有升降温过程而没有保温过程，因此能大大限制已掺杂离子在硅化物形成过程中的扩散 。

化学镀镍半导体拉力不好的原因

A . PH值过低，反应慢，沉积速度低

B．PH值过高，溶液会反应剧烈，呈沸腾状，出现深灰色镍粉（溶液自然分解的象征）

*** 作中可以添加氨水来补充蒸发了的氨和中和沉积反应时产生的酸4.温度：

温度对沉积速度影响很大，温度俞高，沉淀速度俞快，当温度低于700C 反应已不进行，当温度高于950C时，将大大降低溶液的稳定性，特别是加热不均匀，PH值偏高时，很容易的自然分解

5.镀镍的时间：

时间过长，沉积的镍层过厚，在烧结时会导镍层致脱落，镀镍失败

时间过短，沉积的镍层过薄，烧结渗入芯片中的镍层不足，不会与二次镍足够的接合在一起，导致抗拉力不足。

本公司镀镍工艺采用渐延长时间的镀镍工艺，2-4min,控制镍层在一个比较均匀的范围内

6.烧结：

由于热能的驱动，加上镍是比较活泼的金属，在高温下镍极易向硅层中渗透。

控制点：

A．氮气的流量

因镍在高温下极易氧化，氮气作为保护气体必须提供足够的保护作用B．推拉杆的速度：

推进的速度过快：热应力过大，层与硅层的附着性降低

拉出的速度过快：芯片过热的情况下拉至炉口导致镍层氧化C．在炉口冷却足够时间：

防止芯片镍层氧化

7.去氧化镍及清洗：

目的：

A．去没有烧渗入硅层内部多余的镍层及氧化镍，为二次镍作与一次镍结合提供清洁，无杂质干扰的环境

B．如氧化镍除去不净，它会增高VF

工艺条件：

85℃热硝酸浸泡4min,浸1：10HF30秒，振清洗10：15min.

控制重点：

A．将一次镍外表的氧化镍及其它杂质振荡清洗撤底，如清洗不净会导致一次镍与二次镍之间的结合不良，最终导致一次镍与二次镍之间的

在极低温度下，半导体的价带是满带（见能带理论），受到热激发后，价带中的部分电子会越过禁带进入能量较高的空带，空带中存在电子后成为导带，价带中缺少一个电子后形成一个带正电的空位，称为空穴。空穴导电并不是实际运动，而是一种等效。

电子导电时等电量的空穴会沿其反方向运动 。它们在外电场作用下产生定向运动而形成宏观电流，分别称为电子导电和空穴导电。这种由于电子-空穴对的产生而形成的混合型导电称为本征导电。导带中的电子会落入空穴，电子-空穴对消失，称为复合。

复合时释放出的能量变成电磁辐射（发光）或晶格的热振动能量（发热）。在一定温度下，电子- 空穴对的产生和复合同时存在并达到动态平衡，此时半导体具有一定的载流子密度，从而具有一定的电阻率。温度升高时，将产生更多的电子- 空穴对，载流子密度增加，电阻率减小。

扩展资料：

半导体的应用

1、在无线电收音机（Radio）及电视机（Television）中，作为“讯号放大器/整流器”用。

2、发展「太阳能（Solar Power）」，也用在「光电池（Solar Cell）」中。

3、半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300℃，是性价比极高的一种测温元件。

4、半导体致冷器的发展, 它也叫热电致冷器或温差致冷器, 它采用了帕尔贴效应。

参考资料来源：百度百科-半导体

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