文档介绍：复旦大学
博士学位论文
钴镍与锗硅薄膜的固相反应及肖特基接触特性研究
姓名:王光伟
申请学位级别:博士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:李炳宗
20040505
摘要多晶锗硅在现代集成电路中亦有重要应用。蓿サ娜鄣惚萐停砘基器件为主流的时代,锗硅由于和现有硅集成电路工艺相容,在半导体材料科学单晶。屎嫌谀艽こ蹋谋鋁值可以调节其晶格常数、禁带宽度、骷髦撇粼映⌒в骞子阱金属一氧化物一半导体场效应晶体管等也可能得到应用。结晶和杂质激活温度也比低,比较适宜低温工艺。多晶锗硅可以用作本文采用离子束溅射淀积锗硅薄膜,通过再结晶提高其结晶度,是一种简便、薄膜进行磷、硼掺杂。高温扩散过程伴随着再结晶过程。用湎哐苌和激光馄妆碚髁苏喙璞∧ぴ诶┥⑶昂蟮奈锵唷8盏砘恼喙璞∧そ峋Ф群低。扩散后,锗硅的鎏卣餮苌浞錝、蚐的是,退火温度越高,退火时间越长,则锗硅薄膜结晶度越高。就常规炉退火而言,及载流子浓度与热退火条件之间的关系进行了研究。通过馐苑⑾郑9炉退火结晶的一个主要问题是比较严重的氧化。利用光谱对快速热退火引起的结晶进行了表征。探讨了锗硅薄膜结晶与快速热退火条件的关系。系统研究了钴镍与多晶锗硅薄膜的固相反应。用虯谱分别表征了锗】。是硅和锗通过共价键结合起来的半导体合金材料。在当今以硅和器件应用方面具有重要意义。介电常数等;上外延可形成异质结双极晶体管幕韧质晶体管具有更高截止频率和电流增益;外延系统在某些新型器件结构,如应变硅栅极材料、薄膜晶体管⑻嵘绰┮约把≡窭┥⒃吹取经济和利于环保的方法。利用热扩散法,分别在和对锗硅强度明显增强。馄妆砻鳎盏砘恼喙璞∧ぜ觳獠坏絉信号;扩散后,。俄歇电子谱馐员砻鳎票傅腟。含量约为—%。载流子浓度与磷、硼在岛中的固溶度以及在晶粒间界分凝有关。利用测试得到了磷、硼扩散后薄膜的载流子浓度及迁移率与扩散温度的关系。研究了影响锗硅薄膜固相结晶的诸多因素。鞯腁离子轰击锗硅薄膜谕娜却硖跫拢炔缓浠鞯难纺芑竦酶叩慕峋Ф取对常规炉退火和快速热退火引起的结晶进行了对比研究。这两种退火方式的共性单晶硅衬底比衬底更有利于锗硅薄膜的结晶。对晶粒尺寸、迁移率以生成物物相和元素深度分布。发现较低温度下反应很弱,钴的作用是诱导锗硅薄膜结晶。中等温度退火时,生成物占优势的物相是。通过公
。徒缑娴母籊愠涞绷薈騍如扩散的阻挡式计算出尸谱表明,在反应过程中发生分凝;退火温度越高,分关键词:多晶锗硅离子束溅射热扩散固相结晶快速热退火固相反应凝的越多,。随着退火温度的根据热电子发射模型,对钴镍与多晶锗硅薄膜的肖特基接触特性进行了研究。实验表明,快速热退火对表观肖特基势垒高度只有微弱影响。过渡金属铜、有微弱的依赖关系。这可归结为高密度的界面态对费米能级的“钉扎”效应。铝/多晶锗硅的接触,在热退火处理下,存在вΑ@帽湮耝矿方法同退火条件下,势垒高度分布的标准偏差以及相关参量。表观肖特基势垒高度随对多晶锗硅薄膜作为薄膜晶体管材料的可行性作了初步研究。给出了制作该分凝肖特基接触表观势垒高度功函数“钉扎”效应薄膜晶体管上升,。与在单晶上形成啾龋饫顲生成温度提高了。层,导致的有效扩散系数减小,降低了反应速率。在/畃甋浼一薄层,可以有效地降低低阻相的生成温度。镍与多晶锗硅的固相反应与钴有类似之处。钨、镍、铂、钛、钒在快速热退火条件下,各自的势垒高度基本不变。研究了势垒高度随金属铜、钨、镍、铂、钛、钒、钴和铝功函数的变化,发现与功函数只测试碚髁吮砉凼评莞叨鹊牟痪确植肌@硐胍蜃咏峡淼牟ǘ段Ш曲线的弯曲是势垒高度分布不均匀的体现。通过线性拟合,得到在不理想因子的增大而降低。晶体管的简单制程,进行工艺操作,得到了大尺寸的原型器件。虽然晶体管的特性有待于改进,但为该课题的探索创造了一个开端。摘要
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第一章文献综述引言叫异质结的基本性质对器件应用和半导体材料科学都具有重要意义场效应晶体管,红外探测器和隧道器件等,均是基于√材料是人类物质文明的基石。每个时代都有自己的标志性材料。从石器到铁器,再到今天的半导体,材料的更新生动地体现了物质文明的进步。信息时代,最具代表性的半导体材料是硅。如今一个几平方厘米的硅片上,能够集成几千万个电子元件【。这种具备复杂功能的超大规模集成电路,是微电子工业的核心。硅在微电子工业广泛应用的事实证明,电子工业的发展和半