High-resolution investigation of atomic interdiffusion during Co/Ni/Si phase transition (Articolo in rivista)

Type
Label
  • High-resolution investigation of atomic interdiffusion during Co/Ni/Si phase transition (Articolo in rivista) (literal)
Anno
  • 2003-01-01T00:00:00+01:00 (literal)
Alternative label
  • Alberti A., Bongiorno C., La Via F., Spinella C. (2003)
    High-resolution investigation of atomic interdiffusion during Co/Ni/Si phase transition
    in Journal of applied physics
    (literal)
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  • Alberti A., Bongiorno C., La Via F., Spinella C. (literal)
Pagina inizio
  • 231 (literal)
Pagina fine
  • 237 (literal)
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  • Si tratta di un'attività di grande importanza nel settore delle metallizzazioni avanzate per la tecnologia CMOS. Le tecniche di caratterizzazione usate, specialmente la microscopia filtrata in energia, hanno consentito una profonda comprensione dei fenomeni osservati. Fattore di impatto della rivista (2002): 2.281 (literal)
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  • 94 (literal)
Rivista
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  • È stato dimostrato che introducendo la deposizione di un film sottile di nichel all’interfaccia tra strati di cobalto e di silicio, si aumenta la velocità di nucleazione della fase stabile CoSi2 migliorando la planarità dell’interfaccia siliciuro/silicio. In queste condizioni si può realizzare la reazione su strutture sub-micrometriche estremamente piccole senza problemi legati alla densità dei siti di nucleazione. Inoltre, con questo tipo di metallizzazione, viene diminuito anche lo spessore di silicio consumato dalla reazione con un notevole vantaggio quando questo schema di metallizzazione viene applicato su dispositivi aventi giunzioni ultra-sottili (minore di 50 nm). Nello studio in questione è stata analizzata la reazione mediante misure in-situ di resistenza di strato e successive misure ex-situ con la tecnica dell’Energy Filtered Transmission Electron Microscopy (EFTEM) su campioni reagiti parzialmente. Con questa tecnica è stato possibile determinare la complessa sequenza delle fasi. All’inizio del processo termico si è osservata la reazione fra nichel e silicio con la formazione del Ni2Si. Successivamente inizia a reagire il cobalto formando la fase CoSi mentre si osserva la completa formazione della fase NiSi. Queste due fasi sono immiscibili e formano due strati ben distinti con interfacce planari. Continuando la reazione si ha la formazione di una fase ternaria Co(Ni)Si2 che è la fase stabile di questo sistema. (literal)
Note
  • ISI Web of Science (WOS) (literal)
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  • 1 IMM-CNR Sezione di Catania (literal)
Titolo
  • High-resolution investigation of atomic interdiffusion during Co/Ni/Si phase transition (literal)
Abstract
  • We studied the phase transition of Co/Ni thin films on amorphous silicon using an approach based on in situ sheet resistance analyses during isothermal annealing processes. Compared to conventional Co/Si systems, Co/Ni/Si reaction produces a double peak in the resistance curve versus time. This behavior has been extensively studied by Rutherford backscattering spectroscopy, x-ray diffraction, energy filtered transmission electron microscopy, and selected area diffraction analyses. It has been found that the kinetic evolution of the Co/Ni/Si structure occurs through two consecutive transition stages which are strictly related to each of the resistance peaks. At the beginning, cobalt atoms remain confined at the surface while nickel reacts with silicon hence producing the occurrence of the first resistance peak. The second peak is instead related to the cobalt atoms diffusing through the grain boundaries of the underlying Ni2Si layer, converting Ni2Si in a continuos CoSi film and forming pipelines through the underlying NiSi down the substrate. As a result, a ternary compound nucleates in contact with silicon. The final structure at the plateau of the resistance curve is a multilayer of CoSi/NiSi/Co(Ni)Si, different from the case of Co/Ni thick-layer reaction. (literal)
Prodotto di
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