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シリサイド膜の作製方法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P07A013148
整理番号 K11740000
掲載日 2008年3月10日
出願番号 特願2004-051790
公開番号 特開2005-243923
登録番号 特許第3879003号
出願日 平成16年2月26日(2004.2.26)
公開日 平成17年9月8日(2005.9.8)
登録日 平成18年11月17日(2006.11.17)
発明者
  • 中塚 理
  • 酒井 朗
  • 財満 鎭明
  • 安田 幸夫
  • 大久保 和哉
  • 土屋 義規
出願人
  • 学校法人名古屋大学
発明の名称 シリサイド膜の作製方法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

【課題】シリコン基材との界面が平坦であって、構造及び組成などが均一であり、シリコン系素子の実用的な電極材料などとして使用することのできるシリサイド膜を形成する。
【解決手段】所定のシリコン基材11を準備し、シリコン基材11上に、チタン介在層12及び被化合物元素含有層13を順次に形成して、多層膜中間構造体10を作製する。次いで、多層膜中間構造体10に対して熱処理を施し、シリコン基材11のシリコン元素と、被化合物元素含有層13の被化合物元素とを含むシリサイド膜23を形成する。
【選択図】図1

従来技術、競合技術の概要


従来、半導体集積回路において金属/半導体接合を形成する場合、半導体基板上に金属膜を蒸着し、熱処理を加えることによって、金属-半導体化合物薄膜を形成し、これを素子の接合金属電極として用いる。シリコン系素子においては、金属としてチタン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)などを用いてチタンダイシリサイド(TiSi)、コバルトダイシリサイド(CoSi)、ニッケルモノシリサイド(NiSi)、及びにニッケルダイシリサイド(NiSi)などの金属シリコン化合物(シリサイド)膜を形成する方法が一般に用いられている。



CoSiおよびNiSiなどのシリサイド膜は、シリコン基材とその格子定数差が数%しか相異しないために、前記シリサイド膜は、前記シリコン基材上にエピタキシャル成長させることができ、単結晶とすることができる。特に、NiSiは、シリコン基材との格子定数差が0.4%程度であるために、800℃以上の熱処理によって比較的容易に前記シリコン基材上にエピタキシャル成長させることができる。このため、前記NiSiはシリコン系素子において、理想的な電極材料である。



しかしながら、上述のような高温での熱処理によってNiSiエピタキシャル膜を形成する場合、その前段階で形成されるニッケルシリサイド膜中には比較的多量の多結晶NiSiが含まれており、この多結晶NiSiが熱的に不安定であることから、前記のような高温での熱処理を行うことによって多結晶のNiSi結晶粒が凝集してしまい、目的とするNiSiエピタキシャル膜の構造及び組成の均一性が劣化してしまう場合があった。



また、前記NiSiエピタキシャル膜及び前記シリコン基材の界面におけるエネルギー的な安定性の関係から、前記シリコン基板の主面に対して傾斜したファセットが多数形成され、前記界面が凹凸状になってしまう場合があった。この結果、前記NiSiはシリコン系素子の電極材料として理想的であるにも拘わらず、その潜在的な特性を十分に発揮させて、前記シリコン系素子の電極材料として実用することができないでいた。

産業上の利用分野


本発明は、シリサイド膜の作製方法、前記シリサイド膜を作製するための多層膜中間構造体、及び前記シリサイド膜を含む多層膜構造体に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
所定のシリコン基材を準備する工程と、
前記シリコン基材上に、チタン介在層を形成する工程と、
前記チタン介在層上に、被化合物元素含有層を形成して、多層膜中間構造体を形成する工程と、
前記多層膜中間構造体に対して、350℃以下の熱処理と400℃以上の追加熱処理を順次施し、前記シリコン基材のシリコン元素と、前記被化合物元素含有層の被化合物元素とを含むシリサイド膜を形成する工程と、
を具え
前記被化合物元素含有層はニッケル層であって、前記シリサイド膜はニッケルシリサイド膜であることを特徴とする、シリサイド膜の作製方法。

【請求項2】
前記チタン介在層の厚さが50nm以下であることを特徴とする、請求項1に記載のシリサイド膜の作製方法。

【請求項3】
前記シリサイド膜はエピタキシャル膜であることを特徴とする、請求項1又は2に記載のシリサイド膜の作製方法。

【請求項4】
前記ニッケルシリサイド膜はニッケルダイシリサイド(NiSi)膜であることを特徴とする、請求項1、2または3に記載のシリサイド膜の作製方法。
産業区分
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004051790thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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