NiSi/SiO{sub}2界面近傍の化学結合状態およびNiSi層の実効仕事関数評価

摘要

不純物（Sb、As、PおよびB）添加したNi-silicideを熱酸化シリコン酸化膜(SiO{sub}2)上に形成し、Si基板を化学溶液エッチングにより除去して、絶縁膜側からNi-silicide/SiO{sub}2界面のシリサイド構造をラマン散乱分光で評価すると共に界面化学結合状態および実効仕事関数をX線光電子分光法により評価した。Ni-silicide表面側のラマン散乱分光測定では、モノシリサイド相のみならず、Niリッチ相やSiリッチ相も検出された。これに対して、Ni-silicide/SiO{sub}2界面からの観測では、主にモノシリサイド相が観測され、僅かながらSiリッチ相が認められるものの、Niリッチ相は観測されなかった。 XPS分析の結果からも、界面極近傍で、顕著にSiリッチ組成となっていることを確認した。 また、Ni-silicide/SiO{sub}2界面近傍にパイルアップしたP，Sb，Asでは、酸化成分は検知されず、一方Bでは、界面でのパイルアップは認められないが、僅かながら酸化成分が観測された。 PおよびSb添加Ni-silicideで観測された界面の実効仕事関数変化は、不純物未添加の場合と類似のNi組成依存性を示すことから、界面のNi組成変化が主要因であることが示唆された。一方、B添加Ni-silicideではNi組成減少に伴う仕事関数の低下が顕著に抑制されていることが明らかになった。