Preview

Доклады БГУИР

Расширенный поиск

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ БЫСТРОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК НИКЕЛЯ НА КРЕМНИИ

https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-81-88

Полный текст:

Аннотация

Работа посвящена установлению закономерности изменения удельного сопротивления и высоты барьера Шоттки пленок никеля на кремнии n-типа (111) при их быстрой термообработке в диапазоне температур от 200 до 550 °С. Пленки никеля толщиной порядка 60 нм наносили магнетронным распылением на кремниевые подложки с удельным сопротивлением 0,58–0,53 Ом×см. Быструю термообработку проводили в интервале от 200 до 550°С в режиме теплового баланса облучением обратной стороны подложек некогерентным световым потоком в среде азота в течение 7 с. Толщину пленок никеля определяли растровой электронной микроскопией. Поверхностное сопротивление образцов измеряли четырехзондовым методом. Высоту барьера Шоттки определяли методом вольтамперных характеристик. Показано, что при температурах быстрой термообработки Ni/n-Si (111) 200–250 °С Ni преобразуется в Ni2Si, увеличиваясь в толщине в 1,15–1,33 раза, удельное сопротивление увеличивается до 26–30 мкОм×см, а высота барьера Шоттки уменьшается с 0,66 до 0,6 В. При температуре быстрой термообработки 300 °С толщина исходной пленки никеля увеличивается в 1,93 раза, удельное сопротивление и высота барьера Шоттки снижаются до 26–30 мкОм×см и 0,59 В, соответственно, что обусловлено преобразованием Ni2Si в NiSi и фиксацией высоты барьера поверхностными состояниями на границе раздела силицида с кремнием. Быстрая термообработка при температурах 350–550 °С переводит исходную пленку никеля в NiSi, увеличивает ее толщинну в 2,26–2,67 раза, уменьшает ее удельное сопротивления до 15–18 мкОм×см, и увеличивает высоту барьера Шоттки до 0,62–0,64 В. Наименьшей дефектностью и лучшей воспроизводимостью электрофизических свойств характеризуются пленки NiSi, сформированные быстрой термообработкой пленок никеля на кремнии при температуре 400–450°С. Полученные результаты могут быть использованы в технологии создания изделий интегральной электроники с выпрямляющими контактами.

Об авторах

Я. А. Соловьёв
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»
Беларусь

Соловьёв Ярослав Александрович, к.т.н., доцент, заместитель директора филиала «Транзистор»

220108, Минск, ул. Корженевского, 16, Филиал «Транзистор» тел.+375-17-212-21-21



В. А. Пилипенко
ОАО «ИНТЕГРАЛ» – управляющая компания холдинга «ИНТЕГРАЛ»
Беларусь
Пилипенко В.А., д.т.н., профессор, членкорреспондент НАН Беларуси, заместитель директора по научному развитию ГЦ «Белмикроанализ»


Список литературы

1. Doering R., Nishi Y. Handbook of Semiconductor Manufacturing Technology. 2nd edition. New York: CRC Press; 2008.

2. Karabko A.O., Soloviev Y.A., Kaidov O.L., Gluchmanchuk V.V., Dostanko A.P. [The development of technological processes of the formation of solar cells with contacts based on nickel silicide]. Doklady BGUIR = Doklady BGUIR. 2009;4(42):61-64. (In Russ.)

3. Bahabry R.R., Hanna A.N., Kutbee A.T., Gumus A., Hussian M.M. Impact of Nickel Silicide Rear Metallization on the Series Resistance of Crystalline Silicon Solar Cells. Energy Technol. DOI: 10.1002/ente.201700790.

4. Popov S. [Power Schottky Diodes]. Electronic Components. 2002;8:77-81 (In Russ.)

5. M’jurarka Sh.P. [Silitsidy dlja SBIS]. M.: Mir; 1986. (In Russ.)

6. Pilipenko V.A. [Bystrye termoobrabotki v tehnologii SBIS]. Minsk: Izd. centr BGU; 2004. (In Russ.)

7. Borisenko V.E., Heskesth P.J. Rapid Thermal Processing of Semiconductors. Berlin: Springer; 1997

8. Chen L.J. Silicide Technology for Integrated Circuits. London; 2004.

9. Martin D.M., Enlund J., Yanchev V., Olsson J., Katardjiev I. Optimisation of smooth multilayer Nickel Silicide surface for ALN growth. Journal of Physics: Conference Series. 2008;100(4):042014. DOI: 10.1088/1742-6596/100/4/042014.

10. Zee S.M. [Fizika poluprovodnikovyh priborov]. М.: Mir; 1984. (In Russ.)

11. Purtell R., Hollinger G., Rubloff G.W., Ho P.S. Schottky barrier formation at Pd, Pt, and Ni/Si(111) interfaces. J. Vac. Sci. Technol. A. 1983;1(2):566-569. DOI: 10.1116/1.571958.

12. Schmid P.E., Ho P.S., Foll H. Tan T.Y. Effects of variations of silicide characteristics on the Schottkybarrier height of silicide-silicon interfaces. Physical Review B. 1983;28(8):4593-4601. DOI: 10.1103/physrevb.28.4593.

13. Tung R.T., Ng K.K., Gibson J.M., Levi A.F.J. Schottky-barrier heights of single-crystal NiSi2 on Si(111): The effect of surface p-n junction. Physical Review B. 1986;33(10):7077-7090. DOI: 10.1103/physrevb.33.7077.

14. Liehr M., Schmid P.E., LeGoues F.K., Ho P.S. Schottky barrier heights of epitaxial Ni-silicides on Si(111). J. Vac. Sci. Technol. A. 1986;4(3):855-859. DOI: 10.1116/1.573795.


Для цитирования:


Соловьёв Я.А., Пилипенко В.А. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ БЫСТРОЙ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК НИКЕЛЯ НА КРЕМНИИ. Доклады БГУИР. 2020;18(1):81-88. https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-81-88

For citation:


Solovjov J.A., Pilipenko V.A. EFFECT OF RAPID THERMAL TREATMENT ТЕMPERATURE ON ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF NICKEL FILMS ON SILICON. Doklady BGUIR. 2020;18(1):81-88. (In Russ.) https://doi.org/10.35596/1729-7648-2020-18-1-81-88

Просмотров: 93


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1729-7648 (Print)
ISSN 2708-0382 (Online)