欧姆接触
形成欧姆接触的方法
形成欧姆接触的方法：
形成欧姆接触的方法有三种。
选择合适电阻,使金属与半导体之间不形成势垒而形成表面积累层。
但由于表面态存在,是半导体表面总有一个耗尽层,且不受金属的影响,所以实质上选用的是低势垒欧姆接触。
选取的原则:从理论上讲,金属的功函数必须小于n型半导体的功函数,或大于p型半导体的功函数。
半导体表面喷砂或粗磨,产生大量的缺陷,形成复合中心,是表面耗尽区的复合成为控制电流的主要机构,接触电阻大大降低,近似称为欧姆接触。
在靠近金属的半导体表面薄层用一定工艺方法形成高掺杂层,使半导体与金属接触时形成的表面耗尽层很薄,以至发生隧道效应。
具有较小的接触电阻,获得接近理想的欧姆电阻。
硅锗 欧姆接触-概述说明以及解释
硅锗欧姆接触-概述说明以及解释1.引言1.1 概述硅锗材料是一种重要的半导体材料，近年来在电子器件领域得到广泛应用。
硅锗材料具有独特的电学和光学性质，既具备了硅材料的优势，又兼具了锗材料的特点，因此具有很高的研究和应用价值。
同时，欧姆接触作为电子器件中一种基本的连接方式，对于硅锗材料的电子器件设计和性能表现有着重要的影响。
欧姆接触是指两种不同材料之间形成的低电阻接触，其中电流-电压（I-V）特性呈线性关系。
在硅锗材料中，实现良好的欧姆接触关系对于提高器件的性能至关重要。
因此，研究硅锗的欧姆接触机制和性能优化已成为当前材料科学和器件工程领域的热点话题。
本文旨在探讨硅锗材料的欧姆接触特性及其研究进展。
首先会介绍硅锗材料的基本概况，包括其结构特点、物理性质等。
其次，将详细讲解欧姆接触的基本原理，包括欧姆接触的特征、物理机制等方面的内容。
最后，将重点关注硅锗材料的欧姆接触研究进展，包括不同接触方法、材料改性等方面的最新研究成果。
通过对已有研究的综述和分析，可以为进一步的研究提供一定的指导和思路。
通过本文对硅锗材料的欧姆接触进行深入的研究和理解，可以为硅锗材料在电子器件领域的应用提供重要的理论和实验基础。
同时，对未来硅锗材料的欧姆接触研究方向进行展望，也将为该领域的科学家和工程师提供一些有益的借鉴和启示。
综上所述，本文将以概述硅锗材料以及欧姆接触的研究进展为主线，希望为读者提供全面而系统的关于硅锗材料欧姆接触方面的知识，推动相关领域的研究发展，促进相关技术的应用和推广。
文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文将围绕硅锗材料和欧姆接触展开讨论。
文章共分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，我们首先会对硅锗材料和欧姆接触进行概述，介绍其基本特性和重要性。
接着，我们将阐明文章的结构和目的，为读者提供一个整体的框架。
正文部分将详细介绍硅锗材料的特点和性质，并着重介绍欧姆接触的基本原理。
我们将深入探讨硅锗欧姆接触在材料科学和电子技术领域的研究进展，包括不同实验方法、制备工艺、表征技术以及应用领域等方面的内容。
金属与半导体接触后如何形成欧姆接触__概述说明以及解释
金属与半导体接触后如何形成欧姆接触概述说明以及解释1. 引言1.1 概述金属与半导体接触后形成欧姆接触是实现电子器件正常工作的重要环节。
在现代电子技术中，金属与半导体之间的接触被广泛应用于各种电子器件中，如晶体管、二极管和集成电路等。
欧姆接触具有低接触电阻和稳定的电流传输特性，能够有效地实现金属与半导体之间的正常电荷传输。
因此，深入研究金属与半导体接触后形成欧姆接触的原理以及相关研究进展对于提高器件性能和发展新型器件具有重要意义。
1.2 文章结构本文将依次介绍金属与半导体相互作用原理、能带理论和费米能级对接触性质的影响、杂质浓度与载流子浓度之间的关系等方面内容。
随后，将详细讨论欧姆接触形成过程的研究进展，包括材料表面处理方法对欧姆接触的影响、接触面积和接触压力对欧姆接触性质的影响，以及界面反应动力学和电荷传输机制的研究进展。
接着介绍了欧姆接触测试方法及常用技术手段，并分析讨论了典型金属与半导体材料欧姆接触实验结果。
最后，总结实验结果并解释欧姆接触机制，同时指出目前研究中存在的不足并提出未来研究方向。
1.3 目的本文旨在系统地介绍金属与半导体接触后形成欧姆接触的原理、过程研究进展以及相关实验方法与结果分析。
通过深入探讨金属与半导体之间的相互作用机制、能带理论和费米能级对接触性质的影响以及杂质浓度与载流子浓度之间的关系，有助于提高对欧姆接触形成过程的理解。
此外，通过探索不同材料表面处理方法、接触面积和压力对欧姆接触性质的影响，并结合界面反应动力学和电荷传输机制等研究进展，可以为优化实验参数提供指导，并改善金属与半导体的欧姆接触质量。
最终，通过总结实验结果和展望未来研究方向，加深对欧姆接触机制的认识并进一步推动相关领域的发展。
2. 金属与半导体接触形成欧姆接触的原理2.1 金属与半导体相互作用金属和半导体之间的接触产生的电子传输是形成欧姆接触的基础。
当金属与半导体接触时，其能带结构和载流子浓度会发生变化，从而影响了电子在界面上的传输性质。
隧穿电流和欧姆接触
j p eDp ps eV exp( D )(e Lp kT
eV kT
1)
(8-2-27)
空穴的注入比近似为空穴电流与式（8-2-10）电 子电流之比
jp jn ( D p / Lp ) ps vr n
(8-2-28)
由于通常ps<<n，Dp/Lp<<vr (vr具有热运动速度的 量级)少子注入比通常很小．但在某些特殊情形下， 可以有显著的少子注入比。一种情形是点接触， 它由细的金属簧丝压在半导体上构成．注入少子 沿径向扩散时被迅速稀释．这将大大增加注入少 于的径向梯度．
类似于对pn结的分析，很容易求出在正向偏压V下， d处的空穴浓度为
p(d ) p0e
eV kT
(8-2-25)
式中p0为体内空穴平衡浓度．由之可求出空穴扩散电 流为 eV p0 kT j p eDp (e 1) (8-2-26)
Lp
利用p0与表面空穴浓度ps的平衡关系 p0=psexp(eVD/kT)可将上式写为
j evr N c exp(
m
kT
)(e
eV kT
1)
(8-2-10)
两种理论的适用条件 通常的肖特基势垒的厚度均在微米上下，载流子的平 均自由程为几百埃．在这种情况下两极管理论能否使 用？ 若以扩散理论为基础， 若较大，可能有EM>vr，即 在势垒更厚的条件下得到的电流比薄势垒的单纯的热 发射电流还要大，不合理。 这种情况表明载流子通过势垒区的阻力较小．在此情 形下载流子在界面发射所要消耗的界面费米能级降落 不再能够忽略．这时我们必须把载流子的扩散和发射 这两个“串联”的环节一并加以考虑．显然，在扩散 阻力很小的最佳情况下得到的电流不应超过两极管理 论给出的电流.
(整理)半导体的欧姆接触.
半导体的欧姆接触(2012-03-30 15:06:47)转载▼标签：杂谈分类：补充大脑1、欧姆接触欧姆接触是指这样的接触：一是它不产生明显的附加阻抗；二是不会使半导体内部的平衡载流子浓度发生显著的改变。
从理论上说，影响金属与半导体形成欧姆接触的主要因素有两个：金属、半导体的功函数和半导体的表面态密度。
对于给定的半导体，从功函数对金属－半导体之间接触的影响来看，要形成欧姆接触，对于n型半导体，应该选择功函数小的金属，即满足Wm《Ws，使金属与半导体之间形成n型反阻挡层。
而对于p型半导体，应该选择功函数大的金属与半导体形成接触，即满足Wm》Ws，使金属与半导体之间形成p型反阻挡层。
但是由于表面态的影响，功函数对欧姆接触形成的影响减弱，对于n型半导体而言，即使Wm《Ws，金属与半导体之间还是不能形成性能良好的欧姆接触。
目前，在生产实际中，主要是利用隧道效应原理在半导体上制造欧姆接触。
从功函数角度来考虑，金属与半导体要形成欧姆接触时，对于n型半导体，金属功函数要小于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Ti、In。
对于p型半导体，金属功函数要大于半导体的功函数，满足此条件的金属材料有Cu、Ag、Pt、Ni。
2、一些常用物质的的功函数物质Al Ti Pt In Ni Cu Ag Au功函数4.3 3.95 5.35 3.7 4.5 4.4 4.4 5.203、举例n型的GaN——先用磁控溅射在表面溅射上Ti/Al/Ti三层金属，然后在卤灯/硅片组成的快速退火装置上进行快速退火：先600摄氏度—后900摄氏度——形成欧姆接触；p型的CdZnTe——磁控溅射仪上用Cu－3％Ag合金靶材在材料表面溅射一层CuAg合金。
欧姆接触[编辑]欧姆接触是半导体设备上具有线性并且对称的果电流-这些金属片通过光刻制程布局。
低电阻，稳定接触的欧姆接触是影响集成电路性能和稳定性的关键因素。
它们的制备和描绘是电路制造的主要工作。
欧姆接触层的材质
欧姆接触层的材质
欧姆接触层是电气接触器或开关等设备中的一部分，用于确保电流在接触点之间正常导通。
接触器通常包含一个可移动的触点和一个静止的触点，二者之间的接触层在导电时扮演关键的角色。
欧姆接触层的主要材质：
银（Silver）：银是一种常见的欧姆接触层材质。
银具有良好的电导率，使得电流能够在接触层中顺畅流动。
银接触通常用于低至中等电流负载的应用中。
铜（Copper）：在一些较低成本的应用中，铜也被用作接触层的材质。
然而，与银相比，铜的电导率稍逊，因此在高电流负载或要求更高导电性能的场合使用较少。
银合金（Silver Alloys）：为了提高机械强度和耐磨性，有时会使用银合金作为接触层的材质。
这些合金可能包含小量的其他金属，以改善材料的性能。
其他材料：根据具体的应用和要求，还可以使用其他材料，如铜合金、金、钨合金等，以满足特定的电气、机械和环境性能需求。
在选择接触层材质时，需要考虑到设备的使用环境、电流负载、机械耐久性等因素。
银通常是一种常见而有效的选择，特别是在低至中等电流负载的情况下。
1。
为p型si半导体设计欧姆接触
为p型si半导体设计欧姆接触欧姆接触是一种电子学现象，是指当两个电极之间的接触电阻随着加入的电压增大而变小。
在半导体器件制造中，欧姆接触被广泛应用于p型和n型半导体器件的电极制作中。
本文将针对p型Si半导体的欧姆接触设计进行详细探讨。
1. 欧姆接触原理欧姆接触的原理可以通过欧姆定律来解释。
欧姆定律是指电流$I$与电压$V$之间的关系，即$I=V/R$，其中$R$为电阻。
在欧姆接触中，当两个接触金属与半导体接触时，接触电阻$R$会随着电压的升高而减小，这是因为当电压升高时，电子在金属外壳中的热运动增强，进一步促进更多电子从半导体向金属流动，从而导致接触电阻降低。
2. p型Si半导体欧姆接触设计在p型Si半导体的欧姆接触设计中，我们需要考虑以下因素：2.1 金属材料的选择选择合适的金属材料是欧姆接触设计中最关键的一步。
常用的金属材料包括Ti、Cr、Al和Au等。
Ti和Cr的粘附性强，可以很好地粘附到p型Si表面，并且它们的电学性能也比较适合制作欧姆接触。
而Al和Au的电学性能更优秀，但由于它们的粘附性不够强，需要在它们之上涂覆一层Ti或Cr来增强粘附力。
对于p型Si半导体的欧姆接触设计，建议选择Ti或Cr材料。
2.2 洁净度的保证在欧姆接触制作过程中，确保器件表面的洁净度是非常重要的。
因为器件表面的杂质和污染物会对接触电极的制造和性能产生很大影响。
需要在制作欧姆接触前，充分保证p型Si表面的洁净度。
2.3 接触面积的控制接触面积的大小会直接影响欧姆接触的电学特性。
一般来讲，接触面积越大，电流密度就越小，接触电阻就越小。
在设计欧姆接触时，需要合理控制接触面积，以达到最佳电学性能。
2.4 热处理的优化在欧姆接触制作过程中，热处理是一个非常重要的步骤。
热处理可以改善接触金属与p型Si之间的界面特性，促进更好的电子传输。
在制作欧姆接触时，需要对热处理的参数进行优化，以获得最佳的电学性能。
在设计p型Si半导体的欧姆接触时，需要考虑金属材料的选择、洁净度的保证、接触面积的控制以及热处理的优化等因素。
半导体物理欧姆接触
EF
在表面态能级中存在一个距离EV约1/3禁带 宽度的特征能级q0 。
q0
EV
5 表面态使能带在表面层弯曲
qVD
EF
q0
q0
低密度表面态
qVD EF
高密度表面态
6 表面态改变半导体的功函数
E0
WS
Байду номын сангаас
WS
EF
qVD WS
Eg q0
EF q0
E0
qVD EF
欧姆接触 1、定义 2、如何实现欧姆接触？
不同偏置状态的肖特基势垒
理论的实用性（如何区分势垒区的宽窄？）
迁移率高的载流子有较大的平均自由程。因而在室温下， 这些半导体材料的肖特基势垒中的电流输运机构，主要是 多数载流子的热电子发射。
五、金-半接触的少子注入问题
n 型阻挡层也是空穴的积累层， 能带弯曲使积累层内比积累层外 空穴密度高，在表面最大。若用 p0表示积累层外的空穴密度，则 其表面密度为
由于Em是反偏压的函数，所以JSD 会随U缓慢变化，并不饱和。
q(VD-U)
qU
EFS
EFM 0
xd
x
薄势垒金-半接触的伏安特性
j
jSM
jMS
A
*
T
2e
qm kT
[e
qU kT
1]
qU
jST (e kT
1)
反向饱和电流密度
jST
A
*
T
2e
qm kT
（窄势垒）
qm
jSD qEmNCe kT
（宽势垒）
1金属－n型半导体接触 WM＞WS WM＜WS
2金属－p型半导体接触 WM＞WS WM＜WS
mosfet 欧姆接触
mosfet 欧姆接触
MOSFET是一种重要的半导体器件，在电子电路中有着广泛的应用。
而MOSFET的欧姆接触是指通过材料间的接触来改变器件的电学特性。
下面将为大家分步骤介绍MOSFET欧姆接触的相关知识。
第一步：了解欧姆接触的概念
欧姆接触也称为欧姆联系，是指通过两种不同材料之间的直接接触来形成一个电子的通道，从而改变电子流的性质的现象。
在半导体器件中，欧姆接触是用于连接不同的材料，以实现多种电学性质的重要方法。
第二步：认识MOSFET的基本构造和工作原理
MOSFET器件是由源极、漏极和栅极三部分组成。
当栅极电压变化时，会影响介质层的电场分布，从而控制了介质层下方导电层的电性能。
当栅源电压为零时，MOSFET器件处于正常工作状态，电流可以在源极和漏极之间自由穿行。
第三步：深入了解MOSFET欧姆接触
MOSFET的欧姆接触是指把金属电极电气地连接到半导体晶体管的漏极和源极上。
通过金属电极和半导体之间的接触，改变了器件的电学特性。
在欧姆接触中，电子流可以直接穿过金属电极和半导体之间的接触界面，增加了器件的导电性能。
第四步：MOSFET欧姆接触的优点
MOSFET欧姆接触的优点是可以简化电路设计，减小了器件的体积和功耗。
此外，欧姆接触还可以提高器件的负载能力和稳定性。
这使得MOSFET器件更适合用于各种高频、高压、高温等特殊场合的电子电路中。
综上所述，MOSFET的欧姆接触是一种重要的电子器件设计方法，可以用于改变器件的电学特性以满足各种设计要求。
因此，掌握MOSFET欧姆接触的相关知识对于电子工程师来说是十分重要的。
欧姆接触
1.1 金属-半导体接触的基本原理金属-半导体接触（金半接触）是制作半导体器件中十分重要的问题，接触情况直接影响到器件的性能。
从性质上可以将金属-半导体接触分为肖特基接触和欧姆接触。
肖特基接触的特点是接触区的电流-电压特性是非线性的，呈现出二极管的特性，因而具有整流效应，所以肖特基接触又叫整流接触。
欧姆接触的特点是不产生明显的附加阻抗，而且不会使半导体内部的平衡载流子浓度产生明显的改变。
理想的欧姆接触的接触电阻与半导体器件相比应当很小，当有电流通过时，欧姆接触上的电压降应当远小于半导体器件本身的电压降，因而这种接触不会影响器件的电流-电压特性[1]。
下面将从理论上对金属-半导体接触进行简要的分析。
1.2欧姆接触本章1.1节中提到，当金属-半导体接触的接触区的I-V曲线是线性的，并且接触电阻相对于半导体体电阻可以忽略不计时，则可被定义为欧姆接触（ohmic contact）[1]。
良好的欧姆接触并不会降低器件的性能，并且当有电流通过时产生的电压降比器件上的电压降还要小。
1.2.1欧姆接触的评价标准良好的欧姆接触的评价标准是[4]：1)接触电阻很低，以至于不会影响器件的欧姆特性，即不会影响器件I-V的线性关系。
对于器件电阻较高的情况下（例如LED器件等），可以允许有较大的接触电阻。
但是目前随着器件小型化的发展，要求的接触电阻要更小。
2)热稳定性要高，包括在器件加工过程和使用过程中的热稳定性。
在热循环的作用下，欧姆接触应该保持一个比较稳定的状态，即接触电阻的变化要小，尽可能地保持一个稳定的数值。
3)欧姆接触的表面质量要好，且金属电极的黏附强度要高。
金属在半导体中的水平扩散和垂直扩散的深度要尽可能浅，金属表面电阻也要足够低。
1.2.3欧姆接触电极的制作要点上节指出，制作欧姆接触时，可以提高掺杂浓度或降低势垒高度，或者两者并用。
这就为如何制得良好的欧姆接触提供了指导。
主要有以下方面：1)半导体衬底材料的选择掺杂浓度越高的衬底越容易形成欧姆接触。
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25
铜在硅和二氧化硅中都有很高的扩散率，这种高 扩散率将破坏器件的性能。可淀积一层阻挡层金属， 作用是阻止层上下的材料互相混合（见下图）。其厚 度对 0.25µm 工艺来说为 100nm ；对 0.35µm 工艺来说为 400～600nm。
阻挡层金属 铜
铜需要由一层薄膜阻挡层完全封闭起来，这层封闭 薄膜的作用是加固附着并有效地阻止扩散。
熔点(C)
1412 1412 660 1083 3417 1670 2996 2620 1772
电阻率 (-cm)
109 500 – 525 2.65 1.678 8 60 13 – 16 5 10
21
铝铜合金
由于铝的低电阻率及其与硅片制造工艺的兼容性，因 此被选择为IC的主要互连材料。然而铝有众所周知的 电迁徒引起的可靠性问题。由于电迁徒，在金属表面 金属原子堆起来形成小丘（如图所示）如果大量的小 丘形成，毗邻的连线或两层之间的连线有可能短接在 一起。 当少量百分比的铜与铝形成合金，铝的电迁移现象会 被显著的改善。 Al-Si-Cu (0.5%)合金是最常使用的连线金属
由于在优化超大规模集成电路的性能方面，需要进一步 按比列缩小器件的尺寸，因此在源 / 漏和第一金属层之 间电接触的面积是很小的。这个小的接触面积将导致接 触电阻增加。一个可提供稳定接触结构、减小源 / 漏区 接触电阻的工艺被称为自对准硅化物技术。它能很好地 与露出的源、漏以及多晶硅栅的硅对准。许多芯片的性 能问题取决于自对准硅化物的形成（见下图）。
常用扩散阻挡层：TiN, TiW
较好的方法是采用阻挡层, Ti 或 TiSi2有好的接触和黏附 性,TiN 可作为阻挡层
16
2.铝的电迁移
• 当直流电流流过金属薄膜时，导电电子与金属离 子将发生动量交换，使金属离子沿电子流的方向迁移， 这种现象称为金属电迁移 • 后果： 电迁移会使金属离子在阳极端堆积，形成 小丘或晶须，造成电极间短路，在阴极端由于金属空 位的积聚而形成空洞，导致电路开路
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由于ULSI组件密度的增加，互连电阻和寄生电 容也会随之增加，从而降低了信号的传播速度。 减小互连电阻可通过用铜取代铝作为基本的导 电金属而实现。对于亚微米的线宽，需要低K 值层间介质（ILD）。通过降低介电常数来减 少寄生电容。
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IC互连金属化引入铜的优点
1. 电阻率的减小：互连金属线的电阻率减小 可以减少信号的延迟，增加芯片速度。 2. 功耗的减少：减小了电阻，降低了功耗。 3. 更高的集成密度：更窄的线宽，允许更高 密度的电路集成，这意味着需要更少的金 属层。 4. 良好的抗电迁移性能：铜不需要考虑电迁 徒问题。 5. 更少的工艺步骤：用大马士革 方法处理铜 具有减少工艺步骤 20％ to 30 %的潜力。
26
钽作为铜的阻挡层金属：对于铜互连冶金术来说，钽 （Ta） 、氮化钽和钽化硅都是阻挡层金属的待选材料，阻 挡层厚度必须很薄（约 75 埃），以致它不影响具有高深宽 比填充薄膜的电阻率而又能扮演一个阻挡层的角色。
钽 铜
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可接受的阻挡层金属的基本特征：
1. 有很好的阻挡扩散作用； 2. 高导电率具有很低的欧姆接触电阻； 3. 在半导体和金属之间有很好的附着；
14
金属和硅接触的问题--1.尖峰现象"spiking" problems
硅不均匀溶解到Al中，并向Al中扩散，硅片中留下 空洞 ,Al填充到空洞,引起短路
15
解决spiking问题的方法
一种方法是在Al中掺入1-2% Si以满足溶解性 另一种方法是利用扩散阻挡层( Diffusion Barrier )
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对铜的挑战
与传统的铝互连比较，用铜作为半导体互连主要涉 及三个方面的挑战，这些挑战明显不同于铝技术， 在铜应用与IC互连之前必须解决： 1. 铜快速扩散进氧化硅和硅，一旦进入器件的有源区， 将会损坏器件。 2. 应用常规的等离子体刻蚀工艺，铜不能容易形成图 形。干法刻蚀铜时，在它的化学反应期间不产生挥 发性的副产物，而这对于经济的干法刻蚀是必不可 少的。 3. 低温下（＜200℃）空气中，铜很快被氧化，而且不 会形成保护层阻止铜进一步氧化。
6
对IC金属化系统的主要要求
(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) 低阻互连 •High speed 金属和半导体形成低阻欧姆接触 •High reliability 与下面的氧化层或其它介质层的粘附性好 对台阶的覆盖好 •High density 结构稳定，不发生电迁移及腐蚀现象 易刻蚀 制备工艺简单
金属化与平坦化
1
概
述
金属化将晶片上制成的各种元器件用互连金 属线连接起来构成具有各种功能的集成电路 的工艺。是芯片制造过程中在绝缘介质薄膜 上淀积金属薄膜，通过光刻形成互连金属线 和集成电路的孔填充塞的过程。
2
互连金属
3
4
在集成电路中金属薄膜主要用于 1.欧姆接触（Ohmic Contact） 2.肖特基接触（Schottky Barrier Contact） 3.低阻栅电极（Gate Electrode） 4.器件间互联（interconnect）
自对准硅化物的主要优点是避免了对准误差。
34
Salicide: 它的生成比较复杂，先是完成栅刻蚀及 源漏注入以后，以溅射的方式在POLY上淀积一层金 属层（一般为 Ti,Co或Ni），然后进行第一次快速 升温退火处理（RTA），使多晶硅表面和淀积的金属 发生反应，形成金属硅化物。 根据退火温度设定，使得其他绝缘层（ Nitride 或 Oxide）上的淀积金属不能跟绝缘层反应产生不希望 的硅化物，因此是一种自对准的过程(does not require lithographic patterning processes)。 然后再用一种选择性强的湿法刻蚀（NH4OH/H2O2/H20或 H2SO4/H2O2的混合液）清除不需要的金属淀积层，留下 栅极及其他需要做硅化物的salicide。
4. 抗电迁移
5. 在很薄的并且高温下具有很好的稳定性； 6. 抗侵蚀和氧化。
28
Silicide Polycide Salicide
这三个名词对应的应用应该是一样的，都是利用硅 化物来降低连接电阻。但生成的工艺是不一样的
29
硅化物 Silicide
Silicide就是金属硅化物，是由金属和 硅经过物理－化学反应形成的一种化合态， 其导电特性介于金属和硅之间 硅化物是一种具有热稳定性的金属化合 物，并且在硅 / 难熔金属的分界面具有低的 电阻率。在硅片制造业中，难熔金属硅化物 是非常重要的，因为为了提高芯片性能，需 要减小许多源漏和栅区硅接触的电阻。在铝 互连技术中，钛和钴是用于接触的普通难熔 金属。
7
为了将半导体器件与外部有效地联系起来，
必须首先在半导体和互连线之间制作接触。
早期结构是简单的AL/Si接触
Early structures were simple Al/Si contacts.
8
金属层和硅衬底形成什么接触？
9
金属层和硅衬底的接触，既可以形成整流接触， 也可以形成欧姆接触，主要取决于半导体的掺杂 浓度及金－半接触的势垒高度
30
Polycide和Salicide则是分别指对着不同的形 成Silicide的工艺流程，下面对这两个流程的 区别简述如下：
31
多晶硅上的多晶硅化物 Polycide
钛多晶硅化物 多晶硅栅 钛硅化物
掺杂硅
如果难熔金属和多晶硅反应。那么它被称为多晶 硅化物。掺杂的多晶硅被用作栅电极，相对而言 它有较高的电阻率（约500µΩ-cm），正是这导致 了不应有的信号延迟。多晶硅化物对减小连接多 晶硅的串联电阻是有益的
5
金属化的几个术语
接触（contact）：指硅芯片内的器件与第一层金属层之 间在硅表面的连接 互连（interconnect）：由导电材料，(如铝，多晶硅或 铜)制成的连线将电信号传输到芯片的不同部分 通孔（via）：通过各种介质层从某一金属层到相邻的另 一金属层形成电通路的开口 “填充薄膜”：是指用金属薄膜填充通孔，以便在两金属 层之间形成电连接。 层间介质（ILD:Inner Layer Dielectric ）：是绝缘材 料，它分离了金属之间的电连接。ILD一旦被淀积，便被 光刻刻蚀成图形，以便为各金属层之间形成通路。用金属 （通常是钨 W）填充通孔，形成通孔填充薄膜。
17
解决方法： 采用Al-Cu或Al-Si-Cu（硅1.2～2％，铜2～ 4％）合金。 铜原子在多晶状Al的晶粒边界处分凝，阻止 Al原子沿晶粒边界的运动。 优化版图设计，降低电流密度。
18
3. Al 与二氧化硅的反应
4Al+3SiO22Al2O3+3Si 会使铝穿透下面的SiO2绝缘层，导致电极间 的短路失效。
19
合金化
合金化的目的是使接触孔中的金属与硅之间形成低 阻欧姆接触，并增加金属与二氧化硅之间的附着力 在硅片制造业中，常用的各种金属和金属合金
铝 铝铜合金 铜 硅化物 金属填充塞 阻挡层金属
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硅和硅片制造业中所选择的金属 (at 20°C)
材料
硅 (Si) 掺杂的多晶硅 铝 (Al) 铜 (Cu) 钨 (W) 钛 (Ti) 钽 (Ta) 钼(Mo) 铂 (Pt)
Al/p-Si势垒高度 一般金属和P型半导体 0.4eV
的接触势垒较低
半导体表面的晶体缺陷和高复合中心杂质 高复合欧姆接触
在半导体表面耗尽区中起复合中心作用
高掺杂欧姆接触
Al/N-Si势垒高度 0.7eV 需高掺杂欧姆接触