NiSiGe金属源漏组分对肖特基势垒Ge MOSFET电学性能的影响

发布时间：2021-10-28 18:40

　　随着CMOS集成电路技术进入纳米时代,一些物理现象开始在MOS器件中出现,如短沟道效应,速度饱和效应等,这使得传统的器件小型化（scaling）已不能再有效地提高器件以及电路的整体性能。为了去克服这一技术上的瓶颈,高迁移率的半导体材料如SiGe、Ge、Ⅲ/Ⅴ族材料等被考虑引入到新的器件结构中,通过提高沟道载流子的迁移率、减小沟道电阻,从而提高器件的性能和速度。其中,Ge由于它的高空穴迁移率,成为pMOSFET器件最有希望的沟道替代材料。然而,日益减小的器件尺寸也使MOSFET器件源漏区的串联寄生电阻RSD对驱动电流的克制作用愈加严重。其中,源漏接触电阻Rcsd在源漏串联寄生电阻中占据越来越大的比重。因此,减小Rcsd是小尺寸器件发展中一个亟待解决的重要问题。而目前,Si1-xGex作为主流的源漏材料,它的硅锗化物的电学特性还未得到系统的研究。其中,Ni依旧是现在最热门的源漏金属的材料。本文针对如今主流的Ni的硅锗化技术,制备出了不同Ge含量的NiSi1-xGex合金的样品,对其电学特性进行了研究与优化,例如薄层电阻率、比接触电阻率和功函数,同时模拟其对短沟道器件的性能的影响。 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

图１－２源漏电阻对器件性能的影响??１??

＾ｊ：?ｓｉｌｉｃｉｄｅ－ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｃｏｎｔａｃｔ?Ｒｏｖ：?ｏｖｅｒｌａｐ?ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ??ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ??图１－３源漏电阻各部分示意图??源漏接触电阻由以下几个部分组成：源漏扩展区与栅极重叠处的电阻Ｒ〇Ｖ，??源漏扩展区的电阻Ｒｕｔ，源漏重掺杂区的电阻Ｒｄｐ和接触电阻Ｒ？ｄ［６—７］，如图１－３??所示。??金属硅化物与源漏的接触电阻Ｒ＆的大小取决于界面的比接触电阻率Ｐ。和??硅化物的薄层电阻率Ｐ。??接触电阻与接触面积直接相关，接触面积越小，接触电阻越大。随着器件尺??寸的缩小，源漏与电极的接触面积的长、宽和特征尺寸一样，也在等比例减小，??因此接触电阻的大小会随着器件特征尺寸的减小而增大［８１。因此，接触电阻在源??漏电阻中的比重会逐渐上升。??？?７０，???７０，＿?．一?????己?６。．?？?Ｌ?ＰＭＯＳ?｜?６０

与ＣｏＳｉ２、ＴｉＳｈ相比，ＮｉＳｉ有许多优点［２７］。首先，ＮｉＳｉ的薄层电阻率很低，??约为２０｜＿ｉｎｃｍ；其次ＮｉＳｉ对短沟道有更好的扩展性，当沟道小于４０ｎｍ，依然保??持较低的电阻率，如图１－６所示；另外，ＮｉＳｉ的耗硅量是三者中最少的，ＮｉＳｉ、??ＣｏＳｈ、ＴｉＳｈ形成?ｌｎｍ?的桂化物分别消耗?０．８２、１．０４、０．９１ｎｍ?桂，Ａ．Ｌａｕｗｅｒｓ?等??表明为达到目标要求的薄层电阻大小，ＮｉＳｉ比ＣｏＳｂ减小消耗３５％的硅；同时??ＮｉＳｉ工艺的表面更加光滑，有利于超浅结工艺，也有利于减小漏电流。??ＮｉＳｉ在较低的温度下就可以形成，有利于减小形成硅化物的需要产生的热。??本论文是以ＳｉＧｅ材料作为研究出发点的，由于引入了?Ｇｅ，生产工艺对于减小热??预算提出了更高的要求，因此相比Ｔｉ、Ｃｏ，?Ｎｉ和ＳｉＧｅ材料形成ＮｉＳｉＧｅ具有更??显著的优势。??在源漏材料方面，为了提高器件载流子迁移率，Ｉｎｔｅｌ在９０ｎｍ制程时首次引??入１７％Ｇｅ的源漏区外延ＳｉＧｅ技术

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本文编号：3463174