Ptsi界面反应与肖特基势垒形成的研究.pdfVIP

维普资讯 第 12卷 第 5期 红 外 与 毫米 波 学报 Vol_l2．No．5 1993年 lO月 J．Infrared M illim W aves October．1993 Pt／si界面反应与肖特基势垒形成的研究 一 丁孙安 振嘉 年 t f中国科学院半导体研究所，表面物理国家重点实验室，北京t 100083) 摘要 ：利用俄歇 电子能谱、二次离子质谱 、深能级瞬态谱 (DLTS)和C 法 等电学测量方法，详细研究了Pt／Si和Pt硅化物／si界面的反应性质、原子 结构及杂质 ／缺陷的分布，讨论 了它们对 肖特基势垒的形成、势垒特性和势 垒高度的影响． 1， 关键词 ： 界面反应， 肖特基势垒， 绲 ， 引言 过渡金属Pt在半导体工业中有着重要而广泛的应用．例如Pt／N Si接触可以形成较 高的势垒 (～0．8eV1，Pt／PSi接触在一定的条件下形成较低的势垒 (～0．2eV1或 良好的 欧姆接触．Pt硅化物也是一种非常重要且性能优 良的金属化材料．这是因为Pt／Si很容 易反应形成硅化物 f200℃)，且在硅化物形成过程中，Pt／Si可以将界面上的c、o等 杂质驱赶到硅化物的外表面，从而形成具有完整界面的PtSi／Si接触Lll，其性质比Pt／Si 直接接触更稳定 对于金属 ／半导体接触，决定势垒性质及其高度 的因素很多，其中界面反应性质和原子 结构十分关键．本文着重讨论 Pt／Si和 P十硅化物／si界面的反应性质，原子结构及杂质／ 缺 陷的分布对 肖特基势垒形成 、势垒特性和高度 的影 响． 1 实验 选用 N si(100)(P≈2～4r2-CITI)和 PSi(1l1)(P≈8～13r2cm)两种类型硅衬 底，经常规化学清洗 、氧化 、光刻 、腐蚀后制各 出直径为 1Iili]3．的圆形窗 口．在超高真空 (～1Z10一Pa)及室温下，电子束蒸发 200A的高纯金属Pt(99．9％)于窗口内的si衬底 上 ． 采用真空炉退火 (VFA)快速退火 (RTA)两种方式对样品进行处理．真空退火的真空 本文 1992年 12月 21 日收到，修改稿 1993年 6月 8 收到 同家 自然科学 肇I毪资助课 题 维普资讯 386 红 外 -q 毫 米 波 学 报 12卷 一 — — — — — — — — — — — — — — — — 一 — — — — — — — — — — — — — — — — — — 摩为 1×10一apa，时间60rain；快速退 火在 N2气氛下进行，时间 20s·两种退火 的温 度都分别为30O~C~500~U．详细制备过程可参阅文献 [2】．对于制备好的Pt／Si和Pt硅 ~Vz／si二极管样品，首先用俄歇电子能谱 (AES)和二次离子质谱 (SIMS)对界面的原子 结构、杂质分布等进行分析，然后用深能级瞬态谱 (DLTS)分析各种界面下的杂质／缺陷 态及利用 — 法测量各个样 品的势垒高度 · 一 2 实验结果 2．1 俄歇电子能谱 (AES)和二次离于质谱 (SIMS) 图1(a)、(b)分别为快速退火 (RTA)