超薄可控金属硅化物的形成工艺及机理研究

在过去的40多年里，集成电路技术基本上一直遵循着摩尔定律而快速地发展。现在最先进的集成电路技术已经达到32纳米技术代的水平，而集成电路的核心元件金属氧化物场效应晶体管的物理栅长已经缩微到32纳米左右。形成厚度小于10纳米的超薄、可控且厚度可调的金属硅化物薄膜是形成未来技术代极小尺寸晶体管的关键技术。本项目通过研究超薄金属硅化物的自限制饱和形成机理，重点针对超薄可控的硅化镍（NiSi、NiSi2）、镍钴合金硅化物（Ni1-xCoxSi2）和镍铂合金硅化物（Ni1-xPtxSi）的形成机理、工艺技术和薄膜特性进行研究，并着重研究在三维器件结构上形成超薄、均匀、可控且厚度可调的金属硅化物工艺，从而为形成满足未来16、11和8纳米等多个技术代集成电路晶体管中的金属硅化物提供理论基础和技术支撑。

集成电路技术基本上一直遵循着摩尔定律而快速地发展。形成厚度小于10纳米的超薄、可控且厚度可调的金属硅化物薄膜是形成未来技术代极小尺寸晶体管的关键技术。本项目通过研究超薄金属硅化物的自限制饱和形成机理，重点针对超薄可控的硅化镍（NiSi、NiSi2）、镍钴合金硅化物（Ni1-xCoxSi2）和镍铂合金硅化物（Ni1-xPtxSi）的形成机理、工艺技术和薄膜特性进行研究，研究采用的一个关键技术方案是在硅衬底上淀积金属层，所述金属层中的金属向半导体沉底扩散，去除半导体沉底表面剩余金属层，最后采用新型微波退火技术形成制备出稳定可控的最薄厚度仅约为2nm的金属硅化物。此外，还着重研究了在三维器件结构上形成超薄、均匀、可控且厚度可调的金属硅化物工艺，采用创新的 HiPIMS技术，将淀积的金属离子化，然后在被淀积的衬底上加载偏压，可以更加有效地将金属离子均匀地引导到衬底表面，使金属淀积在三维结构表面上具有更好的保形性、并进一步在退火后形成更好保形性的金属硅化物。最终，形成满足未来16、11和8纳米等多个技术代集成电路晶体管中的金属硅化物提供理论基础和技术支撑。