Siliciure de titane TiSi2 : le siliciure de titane TiSi2 a été largement utilisé pour la première fois dans la technologie MOS au-dessus de 0,25 µm en raison de son processus simple et de sa bonne stabilité à haute température. Le processus est le suivant : tout d'abord, le métal Ti est déposé sur la tranche par pulvérisation physique, puis la phase intermédiaire C49 à haute résistance est obtenue par le premier recuit à une température légèrement inférieure (600 ~ 700 ℃), puis la phase C49 est transformée en phase finale C54 à faible résistance par le deuxième recuit à une température légèrement plus élevée (800 ~ 900 ℃).
Pour les siliciures de titane, le plus grand défi est l’effet de largeur de raie du TiSi2. Autrement dit, la résistance TiSi2 augmentera avec la diminution de la largeur de la ligne ou de la zone de contact. La raison en est que lorsque la largeur de raie devient trop étroite, le processus de transition de phase de la phase C49 à la phase C54 passera du mode bidimensionnel d'origine au mode unidimensionnel, ce qui augmentera considérablement la température et le temps de transition de phase. Cependant, une température de recuit trop élevée aggravera la diffusion de l'élément de diffusion principal Si et provoquera le problème de fuite électrique et même de court-circuit. Par conséquent, avec la réduction continue de la taille du MOS, le phénomène de transition de phase TiSi2 insuffisante et d'augmentation de la résistance de contact se produira.
Siliciure de cobalt CoSi2 : en remplacement du siliciure de titane, le siliciure de cobalt a d'abord été appliqué sur des nœuds techniques de 0,18 µm à 90 nm. La raison principale est qu’il n’a aucun effet sur la largeur de ligne dans des conditions de cette taille. De plus, la température de recuit lors de la formation du siliciure de cobalt est inférieure à celle du siliciure de titane, ce qui favorise la réduction du budget thermique du procédé. Dans le même temps, les fuites et les courts-circuits provoqués par le pont sont également améliorés.
Bien qu'à 90 nm et plus, le processus de nucléation du Cosi à haute résistance au CoSi2 à faible résistance soit toujours très rapide et il n'y a pas d'effet de largeur de raie pendant la transition de phase du CoSi2. Cependant, lorsque la technologie progressera à moins de 45 nm, ce processus de nucléation à transition de phase sera considérablement limité, de sorte que l'effet de largeur de raie apparaîtra. De plus, à mesure que la profondeur de dopage de la région active diminue, la consommation excessive de silicium hautement dopé en surface lors de la formation du siliciure de cobalt ne peut pas répondre aux exigences des procédés avancés. Une fois que le MOS entre dans 45 nm, en raison de l'influence de l'effet canal court, des exigences plus élevées sont proposées en matière de budget thermique dans le processus de siliciure. La deuxième température de recuit du CoSi2 est généralement supérieure à 700 ℃, il est donc nécessaire de trouver un substitut offrant davantage d'avantages en termes de budget thermique.
Siliciure de nickel Nisi : le siliciure de nickel (Nisi) devient le matériau de choix pour les applications de contact pour les procédés semi-conducteurs avec des nœuds techniques de 45 nm et moins. Par rapport aux précédents siliciures de titane et de cobalt, les siliciures de nickel présentent une série d'avantages uniques. Le siliciure de nickel utilise toujours le processus de recuit en deux étapes similaire au siliciure précédent, mais la température de recuit a été considérablement réduite (<600 °C), ce qui réduit considérablement les dommages causés à la jonction ultra peu profonde formée dans le dispositif. Du point de vue de la cinétique de diffusion, un temps de recuit plus court peut inhiber efficacement la diffusion des ions. Par conséquent, le recuit par pointe est de plus en plus utilisé dans le premier processus de recuit des siliciures de nickel. Le recuit ne comporte qu'un processus de montée et de descente de température sans processus de conservation de la chaleur, il peut donc limiter considérablement la diffusion d'ions dopés lors de la formation de siliciures.
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