NiSi(Pt)-NiSi2半导体结构中Pt浓度的定量研究

本应用实例显示了Pt合金NiSi薄膜外延生长的EDS数据和NiSi中少量% Pt合金的定量。NiSi用于半导体器件(如mosfet)中的纳米级金属化结构。铂合金化NiSi是为了在高温下稳定金属NiSi，避免其转变为导电性较差的NiSi2相。Pt可溶于NiSi2取代Ni，但不溶于NiSi2。

采用磁控溅射法在hf清洗的(001)Si晶片上沉积了Ni和Pt。通过优化单个靶溅射Pt的数量，使其在% Pt下沉积少量Pt。薄膜在700°C的N2气氛下快速退火30 s，得到NiSi和NiSi2的混合物。密度越大的NiSi在Z(原子序数)-高角度环形暗场图像(HAADF)的对比中显得更亮。由于铂边缘的延迟，铂含量难以用EELS定量。

然而，在覆盖HAADF图像并在7分钟内获得的EDS地图中，Pt清晰可见。采用常规STEM上的0.12sr、22°起飞角SDD进行eds数据采集。通过EDS实验确定了铂在NiSi中的优选溶液。使用理论Cliff-Lorimer因子对NiSi中Pt含量的定量在±1 at%的误差范围内提供了预期的2 at%，如量化图和提取的直线扫描所示。两者都证实了Pt在NiSi中以2 at%的比例或多或少地均匀分布。