Nickelmonosilicid
Nickelmonosilicid ist eine intermetallische Verbindung zwischen Nickel und Silicium. Anwendung findet Nickelmonosilicid in der Halbleitertechnik als Teil von ohmschen Kontakten und niederohmigen metallischen elektrischen Verbindungen auf Polysilicium bzw. Silicium. In dieser Funktion wird es in der 90-nm-Technologie und kleineren Technologieknoten eingesetzt und löste Cobaltdisilicid ab.
| Kristallstruktur | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ||||||||||
| _ Ni+ _ Si− | ||||||||||
| Allgemeines | ||||||||||
| Name | Nickelmonosilicid | |||||||||
| Verhältnisformel | NiSi | |||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||
| ||||||||||
| Eigenschaften | ||||||||||
| Molare Masse | 86,78 g·mol−1 | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
| ||||||||||
| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | ||||||||||
Herstellung
BearbeitenNickelmonosilicid kann durch Beschichtung einer Nickelschicht auf Silicium mit anschließendem Glühen hergestellt werden. Im Fall von Nickelfilmen mit Dicken über 4 nm ist der Phasenübergang gegeben mit Ni2Si bei 250 °C gefolgt von NiSi bei 350 °C und NiSi2 bei ungefähr 800 °C.[2]
Für Nickelfilme mit einer Dicke von unter 4 nm wird ein direkter Phasenübergang von orthorhombischem Ni2Si zu epitaxischem NiSi2-x beobachtet. Nickelmonosilicid wird in diesem Fall übersprungen.[3]
Eigenschaften
BearbeitenNickelmonosilicid kristallisiert bei Umgebungsdruck in der MnP-(B31)-Struktur mit der Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62) und besitzt ein reichhaltiges Phasendiagramm.[4]
Verwendung
BearbeitenMehrere Eigenschaften, unter anderem der geringe spezifische Widerstand von 13–14 μΩ·cm und ein, verglichen mit alternativen Materialien wie Cobaltdisilicid, geringer Siliciumverbrauch, machen NiSi zu einem wichtigen Kontaktmaterial im Feld der Mikroelektronik im Bereich 90-nm-Technologie und kleiner.[5][6]
Einzelnachweise
Bearbeiten- ↑ Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
- ↑ F. M. d'Heurle, P. Gas: Kinetics of formation of silicides: A review. In: Journal of Materials Research. Band 1, Nr. 1, Februar 1986, S. 205–221, doi:10.1557/JMR.1986.0205 (cambridge.org).
- ↑ Philipp M. Wolf, Eduardo Pitthan, Zhen Zhang, Christian Lavoie, Tuan T. Tran: Direct Transition from Ultrathin Orthorhombic Dinickel Silicides to Epitaxial Nickel Disilicide Revealed by In Situ Synthesis and Analysis. In: Small. 21. Februar 2022, S. 2106093, doi:10.1002/smll.202106093.
- ↑ Oliver T. Lord, Andrew R. Thomson, Elizabeth T. H. Wann, Ian G. Wood, David P. Dobson, Lidunka Vocadlo: The equation of state of the phase of NiSi. In: Journal of Applied Crystallography. 48, 2015, S. 1914, doi:10.1107/S1600576715020087.
- ↑ C. Lavoie, F.M. d’Heurle, C. Detavernier, C. Cabral: Towards implementation of a nickel silicide process for CMOS technologies. In: Microelectronic Engineering. Band 70, Nr. 2–4, November 2003, S. 144–157, doi:10.1016/S0167-9317(03)00380-0.
- ↑ Robert Doering, Yoshio Nishi: Handbook of semiconductor manufacturing technology. 2nd ed Auflage. CRC Press, Boca Raton 2008, ISBN 978-1-57444-675-3, S. 11–65 ff.