| Abstract: | 在CMOS 的先進技術上，金屬閘將如預期取代傳統的多晶體的矽材料。也就是如此，將金屬閘與高介電係數材料結合(high-k) ，就是主要用在45nm 半導體元件上的應用。這幾年來，只要是比傳統SiO2 介電係數高的材料都被研究尤其是在維持低漏電流和電容值的問題。針對這問題，以材料之熱穩定著手來找出最佳的材料就是HfO2 莫屬，這也是目前取代SiO2 的最佳的材料之一。更進一步的將完全矽化鎳與介電係數高的材料共同用在先進CMOS 的電晶體的閘極結構是目前各界一致認為的最佳選擇，尤其是滿足奈米元件的低漏電流和閘極介電層的厚度的要求（EOT），另外，這種結構和目前的半導體製程非常類似。我的前一個國科會計畫中，有幾點重要的發現會影響NiSi 的形成: ?雜;退火處理的溫度;Ni 對Si 薄膜的厚度比; 半導體製程技術。可喜的是，這研究成功的發展出一套套有效的非破壞性方法來偵測出Ni-Si 的相變化。主要有XRD 法,電阻值法,以及AFM 表面。現在，本人更進一步提出這新的計畫案來研究Ni-FUSI/HfO2 和Ni-FUSI/SiO2 這兩種閘極結構的電子與物理特性。Ni-Si 的熱穩定,相變與均勻介面(interface uniformity)都是影響因素。在這研究中將首次運用XRD, XPS,與I-V-T 技術深入探討 Ni-Si 相與介面特性並針對Ni-FUSI/HfO2 和Ni-FUSI/SiO2 這兩種閘極結構。就如同要更換任何舊材質或改進它之前，新材質的優點是來自於製程上面臨瓶頸而須突破，所以這計畫的四大重點如下； (一) 研究Ni-Si 的相變化和形成在Ni-FUSI/HfO2 閘極結構中針對高溫製程上 (二) ?雜對Ni-Si 的相變化和形成與熱穩定度 (三) 運用I-V-T 技術深入探討Ni-Si 相與介面特性針對Ni-FUSI/HfO2 和 Ni-FUSI/SiO2 這兩種閘極結構. (四) 研究電性與物理特性的關係一旦所有的實驗結果完成，Ni-FUSI/HfO2 和Ni-FUSI/SiO2 的理論將呈現且皆根據實驗結果。這將是第一次，運用I-V-T 技術深入探討Ni-Si 相與介面特性針對 Ni-FUSI/HfO2 和Ni-FUSI/SiO2 這兩種閘極結構。我們的最高理想是希望此結果可做為金屬閘極和High-k gate dielectric 的先驅。 |
