ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИЛИЦИДОВ ТУГОПЛАВКИХ МЕТАЛЛОВ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ МИКРО- И НАНОЭЛЕКТРОНИКИ
Authors: МУСТАФАЕВ Г.А. , ЧЕРКЕСОВА Н.В. , ХАСАНОВ А.И. , МУСТАФАЕВ А.Г. 
Published: December 2024

Силициды металлов играют важную роль в получении омических контактов и барьеров Шоттки на кремнии. Формирование омических контактов осуществляется путем нанесения металлической пленки толщиной ~ 100 нм на кремний с последующим отжигом при температурах 400-600°C, в результате чего происходит реакция между кремнием и металлом с образованием силицида. Благодаря этой технологии диффузия кремния приводит к нестабильности устройств. В связи с этим разработана усовершенствованная технология образования силицидов тугоплавких металлов для получения омических контактов. Ионная имплантация позволяет, благодаря ионному перемешиванию, образовывать силицид никеля на поверхности образцов при нагревании. Важно, что с увеличением дозы облучения образование силицида Ni2Si замедляется. Этот эффект можно объяснить образованием диэлектрика Ni3Si2. Подобные явления наблюдались при бомбардировке ионами кислорода и азота. Силициды тугоплавких металлов приготовляются на кремниевых подложках из галоидов металла, восстанавливаемых H2 или Si с образованием тугоплавких металлов (например, Mo, V или Ti); затем металл преобразуется в дисилицид металла диффузией атомов при достаточно высоких температурах. Пленки силицида титана химически осаждались на кремниевую подложку из газовых смесей TiCl4-SiH4 или TiCl4-SiH4-Ar при температурах 600-850°С. Удельное сопротивление этих пленок очень близко к объемному значению 10 мкОм ? см. Химическое осаждение пленок TiSix (x=1) из паровой фазы в плазме проводилось при 450°С в системе с горячей стенкой. Выращивались на легированных слоях поликремниевые структуры из аморфного слоя кремния толщиной 100 нм, TiSiI,1 толщиной 120 нм и аморфного слоя кремния толщиной 15 нм. Обработка в плазме способствовала очищению границы раздела подложки с пленкой. Проведенные эксперименты показали, что образование слоя Ni2Si происходит и в том случае, когда для имплантации используются ионы мышьяка, а затем образцы подвергают термообработке.

Metal silicides play a significant role in the preparation of ohmic contacts and Schottky barriers on silicon. The formation of ohmic contacts is carried out by applying a metal film with a thickness of ~ 100 nm to silicon, followed by annealing at temperatures of 400-600°C, as a result of which there is a reaction between silicon and metal with the formation of silicide. With this technology, silicon diffusion leads to instability of devices. In this regard, the work has developed an improved technology for the formation of silicides of refractory metals to obtain ohmic contacts. Ion implantation allows, due to ionic mixing, to form nickel silicide on the surface of the samples when heated. It is important that, with an increase in the radiation dose, the formation of Ni2Si silicide slows down. This effect can be explained by the formation of a dielectric Ni3Si2. Similar phenomena were observed during the bombardment by oxygen and nitrogen ions. Refractory metal silicides are prepared on silicon substrates from metal halides reduced by H2 or Si to form refractory metals (for example, Mo, V, or Ti); then the metal is converted to metal disilicide by diffusion of atoms at sufficiently high temperatures. Titanium silicide films were chemically deposited on a silicon substrate from gas mixtures TiCl4-SiH4 or TiCl4-SiH4-Ar at temperatures of 600-850°C. The resistivity of these films is very close to the volumetric value of 10 ?Om?cm. Chemical vapor deposition of TiSix films (x=1) in plasma was carried out at 450°C in a hot-wall system. Polysilicon structures were grown on doped layers from an amorphous silicon layer 100 nm thick, TiSiI 1 120 nm thick, and an amorphous silicon layer 15 nm thick. Plasma treatment helped to clean the interface between the substrate and the film. The experiments have shown that the formation of a Ni2Si layer also occurs when arsenic ions are used for implantation, and then the samples are subjected to heat treatment.