Diffusion Processes in Ti–Si Systems during Silicide Formation

Abstract

Two methods of creation of the TiSi₂(C54) stable phase are reviewed, and their comparison is considered. The formation of the structure of TiSi₂(C54) nanosize films on monocrystalline Si is studied. As shown, the TiSi₂(C54) formation is carried out faster (≅ 55 s) by low-energy thermion deposition (LETD) of Ti on mono-Si than by magnetron sputtering with post-annealing of 150 s and more. As noted, the electrical-resistivity value for TiSi₂(C54) nanosize film deposited by LETD is equal to ρv = 13.5 μΩ∙cm, and with magnetron sputtering, it is equal to ρv = 24 μΩ∙cm. A phenomenological model for titanium disilicide formation on mono-Si by low-energy thermion deposition of titanium is proposed.

Розглянуто дві методи формування стабільної фази TiSi₂(C54). Вивчено формування структури нанорозмірних плівок TiSi₂(C54) на монокристалічному кремнії. Показано, що формування TiSi₂(C54) відбувається швидше (≅ 55 с) за допомогою низькоенергетичної термоіонного осадження (НТІО) Ti на монокристалічний Si, аніж магнетронним напорошенням із подальшим відпалом (150 с і більше). Встановлено, що величина електричного опору для нанорозмірної плівки TiSi₂(C54), одержаної за допомогою НТІО, складає ρv = 13.5 μΩ∙cм, а при магнетронному напорошенні та подальшому відпалі — ρv = 24 μΩ∙cм. Запропоновано феноменологічну модель для формування дісиліциду титану на монокристалічному кремнії при НТІО титану.

Рассмотрены два метода формирования стабильной фазы TiSi₂(C54). Изучено формирование структуры наноразмерных плёнок TiSi₂(C54) на монокристаллическом кремнии. Показано, что формирование TiSi₂(C54) происходит быстрее (≅ 55 с) при помощи низкоэнергетического термоионного осаждения (НТИО) Ti на монокристаллический Si, чем магнетронным напылением с последующим отжигом (150 с и более). Óстановлено, что величина электрического сопротивления для наноразмерной плёнки TiSi₂(C54), полученной при помощи НТИО, составляет ρv = 13.5 μΩ∙см, а при магнетронном напылении и последующем отжиге — ρv = 24 μΩ∙см. Предложена феноменологическая модель для формирования дисилицида титана на монокристаллическом кремнии при НТИО титана.