Method of Ionic Mixing for Silicide Layer Formation

Abstract

Ионная имплантация ионами отдачи или ионное перемешивание, основанное на внедрении требуемой примеси из поверхностных слоев при передаче им кинетической энергии первичного пучка, имеют большие перспективы для получения структур и соединений с заданными свойствами. В процессе масштабирования сверхбольших интегральных схем паразитное сопротивление межсодинений и неомический характер контактов являются ограничивающими факторами. Перспективными материалами для использования в системах металлизации являются силициды тугоплавких металлов. В работе проведено исследование по внедрению ионов фосфора в систему молибден-кремний. Полученные результаты демонстрируют возможность формирования силицида молибдена при пониженной температуре, применением имплантации ионов, вызывающих ионное перемешивание. Разработанная технология позволяет достичь однородной границы раздела силицида с кремнием, и необходимые электрофизические характеристики метализации и омических контактов. Из-за заглубления границы раздела в объем полупроводника снижается влияние состояния поверхности кремния на параметры омических контактов, в результате обеспечивается их необходимая стабильность и воспроизводимость. Ion implantation with recoil ions or ion mixing based on the introduction of the required impurity from the surface layers during the transfer of the kinetic energy of the primary beam to them have great prospects for obtaining structures and compounds with desired properties. In the process of ranging of very large scale integrated circuits, the parasitic resistance of interconnections and the nonohmic nature of contacts are the limiting factors. Refractory metal silicides are promising materials for use in metallization systems. In this work a study was carried out on the introduction of phosphorus ions into molybdenum-silicon systems. The results obtained demonstrate the possibility of the molybdenum silicide formation at a low temperature using implantation of ions that cause ionic mixing. The developed technology makes it possible to achieve a homogeneous interface between the silicide and silicon with the necessary electrophysical characteristics of metalization and ohmic contacts. Due to the deepening of the interface into the bulk of the semiconductor, the effect of the silicon surface state on parameters of ohmic contacts decreases. As a result their necessary stability and reproducibility are ensured.