Abstract
P通道金氧半元件(PMOS)以n型複晶矽(n poly gate)作為閘極材料因為一 埋藏式通道原元件(buried channel device),當元件尺寸縮小時,有很嚴 重的短通道效應及漏電,所以P型複晶矽的使用使得元件為表面式通道元 件,減少短通道效用及漏電將市是不可避免的趨勢.為了元件的高速操作, 使用自動對準矽化物(Self align silicide,Salicide)以降低閘極片電阻 及減少接觸電阻,使得電流加大,元件速度變快,將變得越來越重要 .在所 有的金屬矽化物中,鈦及鈷的電阻係數最低,因此也最受矚目.然而鈷因為 比較不會被氧化及比較少的窄通道效應,且鈷與氧化層不易形成鈷之矽化 物,使得鈷在製程上優於鈦很多.但鈷本身有一個很嚴重的缺點,在 P型複 晶矽閘極上的熱穩定性差.另外一點,所有的金屬矽化物複晶矽閘極都因為 雜質在金屬矽化物中擴散得很快,造成雜質的重新分布,會造成複晶矽閘極 空乏及臨界電壓的不穩.因此如果能增加鈷在P型複晶矽閘極上的熱穩定 性,及延緩雜質的重新分佈,將是次微米元件上的重要技術. 此篇論文中, 使用砷的共植入技術於鈷矽化P型複晶矽閘極上,從片電阻特性,閘極氧化 層之漏電,電壓電容特性及二次離子分佈圖形上可以知砷之共植入於P型複 晶矽閘極上,鈷化二矽之熱穩定性有很明顯的增進.鈷化二矽在P型複晶矽 閘極上的熱穩定性的增進隨不同的離子佈植能量及退火條件而不同.砷的 共植入,對雜質的重新分佈亦有延緩的作用.另外,因為增進了鈷化二矽之 熱穩定性,因而大大降低閘氧化層被鈷破壞的機會.