反応性エピタキシャル成長によるCoSi_2/Si(100)ヘテロ構造形成の研究

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450010
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 財満 鎮明 名古屋大学, 先端技術共同研究センター, 教授 (70158947)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 池田 浩也 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (00262882) ; 安田 幸夫 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60126951)
• Keywords: CoSi_2 / エピタキシャル成長 / サリサイド技術 / 界面反応過程 / 走査型トンネル顕微鏡 / SK成長 / 多核多層成長

Research Abstract

CoSi_2は、Si(100)上にエピタキシャル成長するシリサイドとして、エピタキシャルコンタクトやメタルベーストランジスタ等への種々の応用が期待されている。しかしながら、ピンホールの形成、異なるエピタキシャル方位面の存在、Si中へのスパイク形成等の問題を解決する必要がある。本研究では、Si-ULSIプロセスで要求される膜厚20nm以上のエピタキシャルCoSi_2膜をSi(100)上に形成するサリサイド技術を確立するために、Co/Si界面における反応機構を明らかにし、反応を支配する要因を明らかにする。本年度は、Si(100)表面構造及び表面吸着酸素とエピタキシャルCoSi_2膜の表面モホロジーの関係を調べることにより、SoSi2膜のエピタキシャル反応過程を支配する要因を考察した。
本年度に得られた主な結果を以下に示す。
(1)Si(100)清浄表面上では、エピタキシャルCoSi_2膜はSK成長することを見出した。
(2)アモルファスシリコン、表面欠陥及びシリコン島で覆われた3種類のSi(100)表面上に形成したエピタキシャルCoSi_2膜を走査型トンネル顕微鏡(STM)で観察したところ、清浄表面に形成した場合と比較して、エピタキシャルCoSi_2膜の表面被覆面積率が増加し、膜厚は低下することがわかった。これらの結果は、表面欠陥やステップ構造が、CoSi_2の生成核として働き、多核多層成長を促進することを示している。
(3)表面吸着酸素は、CoSi_2の表面エネルギーを低下させる効果を持つことを明らかにした。その結果、ほとんどピンホールが無く、原子レベルで平坦なエピタキシャルCoSi_2膜の形成を実現した。

Research Products

• [Publications] Y.Hayashi: "Effects of initial surface states on formation processes of epitaxial CoSi_2 (100) on Si(100)"Thin Solid Films. 343/344. 562-566 (1999)
• [Publications] Y.Hayashi: "Solid-phase epitaxial growth of CoSi_2 on clean and oxygen-adsorbed Si(001) surfaces"Surf. Sci.. 438. 116-122 (1999)