Abstract
本研究係利用離子束合成法來形成鎢矽化物磊晶層，在進行離子佈植時，靶材溫度設定為 100 ℃，施加於鎢離子的電壓為 40 kV，鎢離子的價電荷分別為W^+（8%）、W^2+（34%）、W^3+（36%）、W^4+（19%）、以及W^5+（3%）。本研究並探討在 1x10^17 ions/cm^2 與 3x10^17 ions/cm^2 兩種離子劑量的條件之下，所形成的鎢矽化物層的特性隨不同退火條件（退火時間為 30 分鐘）的變化情形。所使用的特性量測方法包括： SIMS 的縱深分佈量測、XRD 的晶體結構量測、TEM 的微結構影像分析、RBS 的成分比例量測、以及四點探針的電阻值量測。研究結果發現：所使用的兩種離子劑量皆已達可以形成一平整且連續的鎢矽化物磊晶層所需之臨界劑量值（0.87x10^17 ions/cm^2），其所形成的鎢矽化物磊晶層的厚度分別為 35 nm 及 32 nm。當退火溫度為 800 ℃ 時，兩種離子劑量皆可明顯地發現一高溫的 tetragonal 相的 WSi2 生成，然而低溫的 hexagonal 相的 WSi2 則僅在 3x10^17 ions/cm^2 離子劑量的試片中被發現。此外，在退火溫度為 550 ℃ 時的電阻最大值僅出現在 3x10^17 ions/cm^2 離子劑量的試片中，此乃由於 1x10^17 ions/cm^2 離子劑量所形成的鎢矽化物層係為一富矽的薄膜，而 3x10^17 ions/cm^2 為一富鎢的薄膜所致。當退火溫度在 400 ~ 700 ℃ 之間時，所形成鎢矽化物層的電阻值變化主要歸因於 WSi2 晶體結構的變化；然而當退火溫度高於 800 ℃ 之後，WSi2 晶粒成長的效應為影響其電阻值的另一重要因素。綜合本研究所得的結果，利用離子束合成法形成一平整且連續的鎢矽化物磊晶層的最佳參數係為 1x10^17 ions/cm^2 的離子劑量以及 800 ℃ 、30 分鐘的高溫爐退火處理。