Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Het probleem van de aanwezigheid van vervormings- en spanningsvelden in micro-elektronische componenten heeft een groeiende interesse wegens hun effect op het prestatievermogen van een transistor. Door doelbewust een vervorming aan het kanaal (‘channel’) van de transistor op te leggen, kunnen de fysische eigenschappen van het materiaal (Si) veranderd worden en kan de mobiliteit van de ladingsdrager verhoogd worden. Dit resulteert in een hogere stroom doorheen de component. Tegelijkertijd gaat het constant verkleinen van de componenten gepaard met een verhoging van het spannings- en vervormingniveau, veroorzaakt door het fabricatieproces zelf van de transistor. Silicides worden algemeen gebruikt als materialen voor contacten voor de transistorelektrodes in de gebieden van de ‘source’, ‘drain’ en ‘gate’; recent wordt het gebruik van deze veelbelovende materialen ook onderzocht voor metalen ‘gates’ (volledig gesilicideerd, of FUSI gates). De geïnduceerde spanningen in silicium door kobalt- en nikkel-silicides werden bestudeerd voor zowel egale als gestructureerde oppervlakken aan de hand van een combinatie van experimentele technieken en modelleringen met eindige-elementen-simulaties. Karakteristieken zoals de invloed van het ontwerp van de component en de structuur van het silicide op de geïnduceerde spanning en rek werden geëvalueerd. Spanningen in de grootteorde van honderden MPa tot meer dan 1GPa en rekken tot 10-3 a 10-2 kunnen gegenereerd worden door silicide lijnstructuren indien de kanaallengte van het silicium gereduceerd wordt tot 20 nm. Karakteristieken zoals de korreloriëntatie van het silicide hebben, voor materialen met lage kristalsymmetrie zoals NiSi, een grote invloed op zowel de grootte als de symmetrie van de spanning en de rek in het silicium. Een andere belangrijke spanningsbron ontstaat tijdens de silicidatiereactie. De spanning relaxeert, gedeeltelijk of volledig, na de vorming van het silicide en draagt bijgevolg niet significant bij tot de residuele spanningen. Deze “transiënte” spanning kan daarentegen wel defectvorming veroorzaken in het kanaalgebied. De analyse toont aan dat, tijdens de silicidevorming, de filmen onderworpen worden aan intense drukspanningspieken, die voornamelijk overeenkomen met de vorming van de transiënte fasen. De kenmerken, geobserveerd in de spanningscurven, kunnen verklaard worden aan de hand van een model gebaseerd op de variatie van het specifieke volume van de betrokken materiaalsoorten aan de reagerende interfases. Na de reactie vermindert de spanning veroorzaakt door de silicidevorming en na het fabricatieproces worden er residuele spanningen waargenomen. Er wordt aangetoond dat de fasen rijker aan Ni een hoger residueel spanningsniveau hebben en bijgevolg een grotere bron voor spanningen in het Si substraat zijn. The issue of presence of strain and stress fields in microelectronic devices has attracted a growing interest due to their effects on transistors performance. By introducing strain purposefully in the device channel one can change the physical properties of the material (Si) and increase the mobility of the charge carriers. This results in a higher device current. At the same time, the constant device size shrinking is also accompanied by an increase in the level of strain and stress present, due to the transistor fabrication process itself. Silicides are commonly used as contacts to the transistor electrodes in source, drain and gate areas; recently, these materials are also being investigated as promising materials to be used as metal gates (fully silicided, or FUSI, gates). The stress induced in silicon by Co- and Ni-silicides has been studied for blanket as well as patterned structures using a combination of experimental techniques and modeling with finite element simulations. Characteristics such as the impact of a device layout and of the silicide texture on the induced stress and strain have been evaluated. It was found that stresses of the order of hundreds of MPa to more than 1GPa and strains up to 10-3-10-2 can be generated by silicided patterned lines when the silicon channel length is reduced to 20 nm. It was also found that characteristics such as the silicide grain orientation can greatly impact both the level and the symmetry of the stress and strain fields in Si for materials with low crystalline symmetry such as NiSi. Another important source of stress is the one generated during the silicidation reaction. This stress relaxes, partially or totally, after the silicide formation and therefore does not contribute significantly to the residual stress. However, this “transient” stress may cause defect formation in the channel region. The stress developed during the reaction of Ni films with silicon has been investigated for different metal to silicon ratio and different annealing conditions typically used for FUSI gates. The analysis has shown that during the silicide formation the films are subjected to intense compressive stress peaks, mainly in correspondence with the formation of transient phases. The features observed in the stress curves can be explained by a model based on the variation of the specific volume of the species involved at the reacting interfaces. The silicide formation stress is relieved after the reaction, and a thermal residual stress remains after processing. It was found that the Ni-richer phases have a higher residual stress levels, thus they will be stronger stressors for the Si substrate. Het probleem van de aanwezigheid van vervormings- en spanningsvelden in micro-elektronische componenten heeft een groeiende interesse wegens hun effect op het prestatievermogen van een transistor. Door doelbewust een vervorming aan het kanaal (‘channel’) van de transistor op te leggen, kunnen de fysische eigenschappen van het materiaal (Si) veranderd worden en kan de mobiliteit van de ladingsdrager verhoogd worden. Dit resulteert in een hogere stroom doorheen de component. Tegelijkertijd gaat het constant verkleinen van de componenten gepaard met een verhoging van het spannings- en vervormingniveau, veroorzaakt door het fabricatieproces zelf van de transistor. Silicides worden algemeen gebruikt als materialen voor contacten voor de transistorelektrodes in de gebieden van de ‘source’, ‘drain’ en ‘gate’; recent wordt het gebruik van deze veelbelovende materialen ook onderzocht voor metalen ‘gates’ (volledig gesilicideerd, of FUSI gates). De geïnduceerde spanningen in silicium door kobalt- en nikkel-silicides werden bestudeerd voor zowel egale als gestructureerde oppervlakken aan de hand van een combinatie van experimentele technieken en modelleringen met eindige-elementen-simulaties. Karakteristieken zoals de invloed van het ontwerp van de component en de structuur van het silicide op de geïnduceerde spanning en rek werden geëvalueerd. Een andere belangrijke spanningsbron ontstaat tijdens de silicidatiereactie. De spanning relaxeert, gedeeltelijk of volledig, na de vorming van het silicide en draagt bijgevolg niet significant bij tot de residuele spanningen. Deze “transiënte” spanning kan daarentegen wel defectvorming veroorzaken in het kanaalgebied. The issue of presence of strain and stress fields in microelectronic devices has attracted a growing interest due to their effects on transistors performance. By introducing strain purposefully in the device channel one can change the physical properties of the material (Si) and increase the mobility of the charge carriers. This results in a higher device current. At the same time, the constant device size shrinking is also accompanied by an increase in the level of strain and stress present, due to the transistor fabrication process itself. Silicides are commonly used as contacts to the transistor electrodes in source, drain and gate areas; recently, these materials are also being investigated as promising materials to be used as metal gates (fully silicided, or FUSI, gates). The stress induced in silicon by Co- and Ni-silicides has been studied for blanket as well as patterned structures using a combination of experimental techniques and modeling with finite element simulations. Characteristics such as the impact of a device layout and of the silicide texture on the induced stress and strain have been evaluated. Another important source of stress is the one generated during the silicidation reaction. This stress relaxes, partially or totally, after the silicide formation and therefore does not contribute significantly to the residual stress. However, this “transient” stress may cause defect formation in the channel region. The stress developed during the reaction of Ni films with silicon has been investigated for different metal to silicon ratio and different annealing conditions typically used for FUSI gates.

Academic collection --- 621.3.049.77 <043> --- 621.3.049.77 <043> Microelectronics. Integrated circuits--Dissertaties --- Microelectronics. Integrated circuits--Dissertaties --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

621.3.049 <043> --- 661.685 <043> --- Academic collection --- Construction of the electric circuit -- Dissertations --- Silicohydrides. Silicides -- Dissertations --- Theses

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)

Choose an application

• Reference Manager
• EndNote
• RefWorks (Direct export to RefWorks)