Metalization of Flash memory with NiSi and alloy elements
Métallisation des mémoires Flash à base de NiSi et d'éléments d'alliages
Résumé
The aim of this study is to characterize the Pt influence on the formation of nickel silicides in the salicide process and especially on the low resistivity phase NiSi, that is believed to become the next silicide used as contacting material on source and drain region in flash memory transistors. We thus studied the nature, the sequence and the kinetics of the formed phases on various systems: firstly on the Ni1-xPtx/Si(100) (0% ≤ x ≤ 30%), and more especially on the Ni(13%Pt)/Si(100) system that presents very interesting properties for microelectronic devices. Two types of deposition techniques have been used and compared: layers deposited using a single Ni(13%Pt) alloyed target and co-deposited using two separated targets. Several in-situ characterization technique were coupled (x-ray diffraction and reflectivity, 4-points probe sheet resistance) in order to understand the mechanisms involved in this system. In particular, in-situ x-ray reflectivity experiments were performed using the synchrotron radiation (ESRF) and analyzed using the fast Fourier transform; these experiments show original results: the phase sequence is modified for the Ni(13%Pt). Finally, sheet resistance measurements have been performed on narrow lines to show the advantages and the limitations of this system.
L'objectif de cette étude est de regarder l'influence du Pt sur la formation des siliciures de Ni dans le procédé Salicide et en particulier sur la phase basse résistivité NiSi, envisagée par l'industrie pour réaliser les contacts avec les zones actives de transistors de type Flash. Pour cela, nous avons étudié la nature, la séquence et la cinétique des phases formées, d'une part sur le système Ni1-xPtx/Si(100) (0% ≤ x ≤ 30%), et plus particulièrement sur un système intéressant pour certaines de ces propriétés, Ni(13%Pt)/Si(100). Deux types de dépôts ont été confrontés : dépôts réalisés avec une cible alliée Ni(13%Pt) ou par codéposition (cibles Ni et Pt dissociées). Ainsi nous avons couplé différentes techniques de caractérisation in situ (diffraction des rayons X, Réflectivité des rayons X (RRX), résistivité 4 pointes) pour essayer de comprendre les mécanismes liés à ce système. En particulier des expériences de RRX in-situ, associées à une analyse par transformée de Fourier inverse, ont été mises en œuvre, en utilisant le rayonnement synchrotron (ESRF), et aboutissent à des résultats originaux : la séquence des phases est modifiée dans le cas du Ni(13%Pt). Enfin, des premières mesures de résistance sur lignes étroites ont été réalisées, soulignant les avantages et les limites associées à l'utilisation d'un tel système.
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