刘伟 平云霞 杨俊 薛忠营 魏星武爱民 俞文杰 张波‡

1) (上海工程技术大学数理与统计学院， 上海 201620)

2) (中国科学院上海微系统与信息技术研究所， 信息功能材料国家重点实验室， 上海 200050)

本文研究了1 nm钛作为插入层的条件下， 镍与锗锡合金在不同退火温度下的固相反应， 比较了微波退火和快速热退火对镍锗锡化物形成的影响.研究结果表明: 在微波退火300 ℃、快速热退火350 ℃条件下， 可以形成连续平整的镍锗锡薄膜.通过进一步分析镍锗锡薄膜的元素分布， 发现1 nm钛插入层发生“层转移”现象， 钛在镍与锗锡合金反应后分布在样品的表面， 由“插入层”变为“盖帽层”; 而锡元素因受到金属钛的调制作用， 主要分布在镍锗锡薄膜/锗锡衬底的界面.

1 引 言

随着超大规模集成电路集成度的快速增加， 晶体管的单元尺寸需要不断的缩小.当达到纳米节点以下， 短沟道效应[1]、隧穿效应[2]和亚阈值漏电[3]等因素影响了晶体管的性能.目前硅材料逐渐达到了其理论上的物理极限， 需要新的半导体材料才能实现晶体管尺寸的进一步缩小.同为IV族元素的锗 (germanium， Ge)和锡 (stannum， Sn)等引起了人们的极大关注[4，5].研究人员发现锗锡(germanium-tin alloy， GeSn) 合金比Ge具有更高的空穴迁移率[6，7]， 并对GeSn与镍 (nickel， Ni) 形成镍锗锡化物 (Ni stanogermanide， NiGeSn) 的过程、NiGeSn的性质以及接触电阻等方面进行了研究.如Li等[8]研究了NiGeSn的电学性质; Demeulemeester等[9]研究了Ni和GeSn合金反应中的Sn原子扩散性质; Nishimura等[10]研究了三种不同组分Sn的GeSn合金和Ni反应后的NiGeSn薄膜性质; Liu等[11]研究了Sn含量为5.3%的GeSn和Ni反应的特性……