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1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410605149.2(22)申请日 2014.10.30H01L 21/02(2006.01)(71)申请人上海工程技术大学地址 201620 上海市松江区龙腾路333号(72)发明人平云霞 侯春雷(74)专利代理机构上海海颂知识产权代理事务所(普通合伙) 31258代理人何葆芳(54) 发明名称一种使用NiTi合金外延生长NiSiGe材料的方法(57) 摘要本发明公开了一种使用NiTi合金外延生长NiSiGe材料的方法，所述方法是首先在硅衬底上生长Si1-yGey层，其中：0.05y0.9；再在Si1-yGey层表面沉积Ni1-。
2、xTix合金层，其中的0.1x0.6；然后进行快速退火处理：以2575/秒的升温速率升温至300600，保温20120秒后，在115200秒时间内冷却至室温；采用化学腐蚀法选择性去除最外层：NiTiSiGe混合合金层，即得到位于Si1-yGey层表面的外延NiSiGe材料。本发明方法具有工艺简单，易于工业化实施优点，所生成的NiSiGe材料连续、均一、平整，可满足作为晶体管器件接触材料的应用要求，并有利于提高晶体管器件的电性能。(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图2页(10)申请公布号 CN 104409321 A(43。
3、)申请公布日 2015.03.11CN 104409321 A1/1页21.一种使用NiTi合金外延生长NiSiGe材料的方法，其特征在于：首先在硅衬底上生长Si1-yGey层，其中：0.05y0.9；再在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层，其中的0.1x0.6；然后进行快速退火处理：以2575/秒的升温速率升温至300600，保温20120秒后，在115200秒时间内冷却至室温；采用化学腐蚀法选择性去除最外层：NiTiSiGe混合合金层，即得到位于Si1-yGey层表面的外延NiSiGe材料。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Si1-yGey层的厚度为100150nm。
4、。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：采用低温远程等离子体化学气相沉积法生长Si1-yGey层。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述Ni1-xTix合金层的厚度为5100nm。5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于：采用磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：采用0.20.5埃米/每秒的淀积速率沉积Ni1-xTix合金层。权 利 要 求 书CN 104409321 A1/3页3一种使用 NiTi 合金外延生长 NiSiGe 材料的方法技术领域0001 本发明是涉及一种使用NiTi合金外延生长Ni。
5、SiGe材料的方法，属于材料制备技术领域。背景技术0002 传统晶体管的源漏区域，半导体和金属电极之间直接接触，接触电阻很大，形成的肖特基势垒很高，从而影响了器件的性能。将金属与硅进行反应生成的金属硅化物用作接触材料，可以大幅度降低接触电阻和肖特基势垒，因而得到了广泛应用。金属硅化物的金属元素历经了从钛到钴，再到镍的发展过程。镍的硅化物凭借其优异的性能及良好的加工工艺获得了广泛应用。目前，英特尔公司(简写为：Intel)和超微半导体公司(简写为：AMD)等厂家生产的金属-氧化层-半导体场效晶体管，简称金氧半场效晶体管(英文名：Metal-Oxide-Semiconductor Field-Ef。
6、fect Transistor，英文缩写为：MOSFET)，在其源漏区域，都采用了镍硅合金作为接触材料。0003 随着半导体材料及工艺的进步，锗(Ge)作为一种新型的高迁移率材料，对硅材料作了重要补充，这一方面已在p型-MOSFET器件的制造应用上得到了证明。同样，锗纳米线器件也已得到了广泛深入的开发研究。0004 镍硅锗合金(NiSiGe)作为又一种新型的高迁移率材料，是未来理想的晶体管材料。然而，在Ni与SiGe反应时，由于Ge原子的存在，易造成Ni与Si、Ge原子的反应次序不一致，不容易形成连续的NiSiGe薄膜。此外，由于Ge的扩散，使形成的NiSiGe薄膜质量不好，很大程度上影响了N。
7、iSiGe薄膜作为源漏接触材料的应用。发明内容0005 针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种使用NiTi合金外延生长NiSiGe材料的方法，以生成连续、均一、平整的镍硅锗(NiSiGe)材料，满足作为晶体管器件接触材料的应用要求。0006 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：0007 一种使用NiTi合金外延生长NiSiGe材料的方法，是首先在硅衬底上生长Si1-yGey层，其中：0.05y0.9；再在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层，其中的0.1x0.6；然后进行快速退火处理：以2575/秒的升温速率升温至300600，保温20120秒后，在115200秒时。
8、间内冷却至室温；采用化学腐蚀法选择性去除最外层：NiTiSiGe混合合金层，即得到位于Si1-yGey层表面的外延NiSiGe材料。0008 作为优选方案，所述Si1-yGey层的厚度为100150nm。0009 作为优选方案，采用低温远程等离子体化学气相沉积法(RPCVD)生长Si1-yGey层。0010 作为优选方案，所述Ni1-xTix合金层的厚度为5100nm。0011 作为优选方案，采用磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层。说 明 书CN 104409321 A2/3页40012 作为进一步优选方案，采用0.20.5埃米/每秒的淀积速率沉积N。
9、i1-xTix合金层。0013 本发明通过在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层，利用其中的Ti作为杂质原子，使初始生成的TixSi1-yGey一方面作为扩散阻挡层减缓Ni与Si1-yGey的合金化反应速率，以避免局部反应过度剧烈现象，另一方面增加NiSiGe凝聚所需的表面能，提高Ni1-xTix上表面的平整度，从而保证了所生成的NiSiGe材料的平整度和连续性。本发明同时结合特定的退火工艺，使特定的温度保证了Ni与Si1-yGey合金化反应所需的热激活能。0014 与现有技术相比，本发明方法具有如下有益效果：0015 1)本发明方法工艺简单，易于工业化实施；0016 2)所生成的。
10、NiSiGe材料连续、均一、平整，可满足作为晶体管器件接触材料的应用要求，并有利于提高晶体管器件的电性能。附图说明0017 图1为本发明方法实施流程示意图。0018 图2为实施例在退火处理后所得材料的截面形貌图(透射电镜照片)。0019 图3为对比例在退火处理后所得材料的截面形貌图(透射电镜照片)。具体实施方式0020 下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明。0021 实施例0022 如图1所示：本发明方法是首先在经表面清洁处理后的硅衬底上，采用低温远程等离子体化学气相沉积法(RPCVD)生长厚度为100150nm的Si1-yGey层，其中：0.05y0.9；再在Si1-yGey层表面采用。
11、磁控溅射工艺或电子束蒸发工艺，以0.20.5埃米/每秒的淀积速率沉积厚度为5100nm的Ni1-xTix合金层，其中的0.1x0.6；然后进行快速退火处理：以2575/秒的升温速率升温至300600，保温20120秒后，在115200秒时间内冷却至室温；所得材料的截面形貌图(透射电镜照片)如图2所示：生成了连续、均一、平整的NiSiGe材料层。0023 最外层：NiTiSiGe混合合金层可采用化学腐蚀法选择性去除，得到位于Si1-yGey层表面的外延NiSiGe材料。0024 对比例0025 在Si1-yGey层表面，采用磁控溅射工艺，以0.4埃米/每秒的淀积速率直接沉积Ni金属薄膜层，然后进。
12、行快速退火处理：以40/秒的升温速率升温至400，保温30秒后，在120秒时间内冷却至室温。所得材料的截面形貌图(透射电镜照片)如图3所示：生成的NiSiGe材料层已经发生凝聚和裂开。0026 综上实验可见：本发明通过在Si1-yGey层表面沉积Ni1-xTix合金层，同时结合特定的退火工艺，可生成连续、均一、平整的NiSiGe材料层，可满足作为晶体管器件接触材料的应用要求，并有利于提高晶体管器件的电性能，具有显著性进步和工业化应用价值。0027 最后有必要在此指出的是：以上内容只用于对本发明技术方案做进一步详细说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出说 明 书CN 104409321 A3/3页5的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。说 明 书CN 104409321 A1/2页6图1说 明 书 附 图CN 104409321 A2/2页7图2图3说 明 书 附 图CN 104409321 A。