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Quantifizierung von Pt in einer NiSi(Pt)-NiSi2-Halbleiterstruktur

Dieses Anwendungsbeispiel zeigt EDS-Daten des epitatktischen Wachstums einer mit Pt-legierten NiSi-Dünnschicht. NiSi wird für nm-große Metallisierungsstrukturen in Halbleiterbauteilen wie MOSFETS verwendet. Die Legierung von NiSi mit Pt wird zur Stabilisierung des metallischen NiSi bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, um somit zu verhindern, dass es sich in die schlechter leitende NiSi2-Phase umwandelt. Pt ist in NiSi löslich, wo es Ni substituiert, aber nicht in NiSi2.

Ni und Pt wurden mittels Magnetron-Sputtering auf HF-gereinigten (001)-Si-Wafern deponiert. Die Menge des Pt, das von einem einzelnen Pt-Target gesputtert wurde, wurde so optimiert, dass wenige Atom% auf den Wafern abgelagert wurden. Die Schicht wurde für 30 s auf 700° C in einer N2-Atmosphäre erhitzt, was zur Ausbildung eines Gemischs von NiSi und NiSi2 führte. Das dichtere NiSi erscheint im Ordnungszahl(Z)-Kontrast des HAADF-Bildes heller. Pt ist mit EELS wegen der verschobenen Platin-Kante schwer zu quantifizieren.

Im EDS-Map, das innerhalb von 7 Minuten akquiriert und mit dem HAADF-Bild überlagert wurde, lässt sich Pt hingegen einfach ausmachen. Für die EDS-Datenaufnahme wurde ein SDD mit einem Raumwinkel von 0,12 sr und einem Abnahmewinkel von 22° an einem konventionellen STEM benutzt. Die Quantifizierung des Pt-Gehalts im NiSi unter Verwendung theoretischer Cliff-Lorimer-Faktoren liefert die erwarteten 2 ± 1 Atom%, wie im quantifizierten Map und dem Linescan zu sehen. Beide zeigen, dass Pt mehr oder weniger gleichmäßig mit den berechneten 2 Atom% verteilt ist.