10-9Ωcm2という低コンタクト抵抗と耐熱性を併せ持つPtHfSi膜
Advantages
- シリサイド化によるSi消費量が少なく半導体素子の微細化・パワー半導体に好適。
- 耐熱性に優れ高温プロセスに対応可能。
- 汎用されている金属で高性能なシリサイド合金膜が作製可能。
Background and Technology
MOSFET等の半導体デバイスではSi基板上のソース／ドレイン(S/D)電極に金属／半導体接合を形成するために、Si基板上に形成した金属薄膜への熱処理によるSiの拡散(シリサイド化)で得られるシリサイド合金膜が用いられている。近年、デバイスの微細化に伴うS/D領域の接合領域の極薄化・低抵抗化が要求されており、シリサイド化時のSi消費量が少なく、かつ良好な電流特性を示すシリサイド電極として、例えばSiの消費量が少ないNiSiが汎用されているが、NiSiは高温処理により安定相であるNiSi2に相転移しSi消費量が増大・高抵抗化・ラスネスが悪化するなどの問題を有し、高特性なシリサイド合金膜の開発が望まれている。
東京工業大学の大見准教授は耐熱性に優れ、かつ、シリサイド化のSi消費量が少ないPtやPdに着目した。一方、これらのシリサイド合金膜は仕事関数が高く、Si基板との電位障壁が大きくなり不要な寄生抵抗が発生するため、Hfなどの仕事関数の低い金属との合金を用いてシリサイド合金膜を成膜することでこの問題を解決した。
Data
- p-Si(100)基板と、n-Si(100)基板上にPtHf合金をスパッタリングにより成膜し不純物偏析のためのイオン注入後にPtHfSi合金膜を作成した。シリサイド化の条件は500℃ 20分。
- CBKR(交差ブリッジKelvin抵抗)テストで10-9Ωcm2を実現。
Expectations
- シリサイド化によるSi消費量が少なく半導体素子の微細化・パワー半導体に好適。
- 耐熱性に優れ高温プロセスに対応可能。
- 汎用されている金属で高性能なシリサイド合金膜が作製可能。
Publications
- IEICE TRANSACTIONS on Electronics Vol.E102-C No.6 pp.453-457 (2019)
Patents
- 特許登録済み：特許第6455847号
Researchers
大見 俊一郎 准教授（東京工業大学）
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