Este trabalho apresenta a fabricação e a caracterização elétrica de contatos Al/Ti/Ni(Pt)Si sobre junções rasas N+P com aproximadamente 0,2 ìm de profundidade, sendo que o monosiliceto de níquel foi formado a partir da estrutura Ni(30nm)/Pt(1,5nm)/Si. O comportamento elétrico dos diodos obtidos no melhor processo foi adequado, com as seguintes médias e desvios padrões: corrente reversa por unidade de área de 33,8nA/cm2 ±12,3 nA/cm2 e corrente reversa por unidade de perímetro de 654pA/cm ±229pA/cm para tensão reversa de -5V, a resistência reversa dos diodos quadrados de 268,9G? ±97,7G? e a resistência reversa dos diodos serpentinas de 35,5G? ±11,5G?, a tensão de início de condução resultou entre 0,55V e 0,56V, a resistência série em condução de 4,7? ±1,3?, fator de idealidade de 1,15 ±0,03, e corrente de saturação de 1,1x10-11A para diodos quadrados (300ìm x 300ìm). O menor valor de resistividade do filme de (Ni(Pt)Si) resultou 25ì?cm e a resistência de folha de 3,13 ?/? foram obtidas após a formação do mono-siliceto de níquel na temperatura de 600 ºC durante 120 segundos. As estruturas Kelvin apresentaram resistividade de contato de 15,0ì?.cm2 ±3,3ì?.cm2 e comportamento ôhmico estável para diversos níveis de corrente. Após uma extensa análise sobre modelagem de contato, foi elaborado um programa computacional desenvolvido em MATLAB, baseado em um método bem conhecido, isto é, uma malha de resistores tridimensional, que analisa os efeitos do fenômeno de concentração das linhas de corrente lateral no contato. Este programa foi aplicado em contatos com siliceto de níquel, onde foram observadas reduções de até 32% na resistividade real do contato. / This work presents the fabrication and electrical characterization of Al/Ti/Ni(Pt)Si contacts having the nickel monosilicide formed from Ni(30nm)/Pt(1.5nm)/Si structure on shallow N+P junctions with about 0.2 ìm of depth. The diodes? electrical behavior achieved at the best process was considered good, with the following average and standard deviations: area diode leakage current of 33.8nA/cm2 ±12.3nA/cm2 and periphery diode leakage current of 654pA/cm ±229pA/cm for reverse voltage of -5V, the square diode reverse resistance of 268.9G? ±97.7G? and serpentine diode reverse resistance of 35.5G? ±11.5G?, forwardbias voltage between 0.55V and 0.56V, forward series resistance of 4.7? ±1.3?, ideality factor of 1.15 ±0.03, and reverse saturation current of 1.1x10-11A for square diodes (300ìm x 300ìm). The lowest film resistivity value (Ni(Pt)Si) of 25ì?cm and sheet resistance of 3.13 ?/? were obtained for the formation of nickel monosilicide under temperature of 600ºC for 120 seconds. The cross-bridge Kelvin resistors presented contact resistivity of 15.0 ì?.cm2 ±3.3 ì?.cm2 and stable ohmic behavior for several electrical current levels. After extensive analysis about contact modeling, a computer program was elaborated in MATLAB, based on a well-known three-dimensional resistor network, which analyses the lateral current crowding effects on contact. This program was applied for contacts with nickel silicide, where a decrease up to 32% at the real contact resistivity was observed.

Nickel-Silicidphasen wurden auf neuen Synthesewegen bei relativ niedrigen Temperaturen und kurzen Reaktionszeiten präpariert. Die Belastung von dispersem Metall mit Siliciumtetrachlorid liefert Produkte, die mit den thermodynamischen Berechnungen korrelieren. Bei der direkten Umsetzung von Nickelhalogeniden mit Silicium beeinflussen die Versuchsbedingungen wesentlich die Zusammensetzung der resultierenden Phasengemische. Durch Temperungen reduziert sich der Bestand an Silicidphasen. Die Umsetzung von Nickelchlorid und Silicium gelang erstmals auch in einer KCl/LiCl-Salzschmelze als Reaktionsmedium, wodurch sich thermodynamisch vorhersagbare Silicidphasen erhalten lassen. In einigen Fällen deuten die Ergebnisse auf die Bildung halogenhaltiger, bei Raumtemperatur metastabiler Silicidphasen hin. Zum Reaktionsmechanismus werden zwei über die Oxidationsstufe +2 des Siliciums verlaufende Routen diskutiert.

Ausgehend von den binären Systemen La-H und La-Si, wurde das Hydrierungs- und Dehydrierungsverhalten von La5Si3, LaSi und LaSi2 mittels thermogravimetrischer und thermoanalytischer Methoden eingehend untersucht und mit den Aussagen thermodynamischer Gleichgewichtsberechnungen verglichen. Die synthetisierten Silicide und Reaktionsprodukte wurden mittels Röntgenpulverdiffraktometrie charakterisiert. La als starker Hydridbildner dominiert die Eigenschaften seiner Silicide. Ein hoher La-Gehalt führt zu einer starken H2-Affinität des Silicids. Zusätzlich zu den berechneten binären Phasen kommt es zur Bildung von stabilen und metastabilen ternären Hydriden. Während LaSi2 über einen weiten Druck- und Temperaturbereich nicht mit H2 reagiert, nimmt La5Si3 schon bei niedrigen Temperaturen in einer mehrstufigen Reaktion unter Zerfall der Ausgangsverbindung Wasserstoff auf. Die Hydrierung von LaSi verläuft reversibel unter Bildung eines stabilen ternären Hydrides. Die Synthese von La-Siliciden aus LaH3 und Si ist in Abhängigkeit vom La-Gehalt schon bei milden Temperaturen möglich.

Die Arbeit befasst sich mit dem Wachstum dünner CrSi2-Schichten auf Si(001). Die Schichtherstellung wurde mittels eines template-Verfahrens in einer MBE-Anlage realisiert. Die Charakterisierung der Schichten erfolgte mittels RBS,AES,LEED,REM,TEM,XRD sowie Widerstandsmessungen.

Elektronenmikroskopie zum Wachstum von Chromdisilizid in Multilagen (nm-Bereich). Variation der abgeschiedenen Zusammensetzung und Tempertemperatur.

In der vorliegenden Arbeit wurden Röntgentechniken benutzt um die Struktur von dünnen (etwa 40 nm) CrSi2-Schichten, die unter UHV-Bedingungen mittels reaktive Koabscheidung und template-Verfahren auf Si(001) hergestellt wurden, zu charakterisieren. Die Ergebnisse wurden mit TEM-, SEM- und RBS-Untersuchungen korreliert und ergänzt. Die XRD-Analysen zeigen, dass die beiden Abscheideverfahren immer zur Bildung der CrSi2-Phase führen, wobei die Kristallite mit einer bevorzugten Orientierungsbeziehung CrSi2(001)[100] || Si(001)[110] wachsen. Im ersten Teil der Arbeit wurde die Cr-Si-Koabscheidung benutzt um die Prozessparameter zu bestimmen, die zum Wachstum epitaktischer Schichten führen können. Die Strukturuntersuchungen zeigen, dass nur bei einer Substrattemperatur von 700°C nahezu geschlossene Schichten mit Kristalliten, welche lateral eine Größe bis zu 300 nm haben und neben der bevorzugten noch andere Orientierungen zum Substrat aufweisen, entstehen. Als zweite Herstellungsmethode wurde das template-Verfahren verwendet, wo die Cr-Si-Koabscheidung auf ein vorher in-situ präpariertes ultradünnes CrSi2-template erfolgt. Die Morphologie und die Stärke der bevorzugten Orientierung der CrSi2-Schichten sind stark von der template-Dicke abhängig. Die Abscheidung auf CrSi2-templates, welche aus einer Cr-Schicht mit nominaler Dicker von 0,35 nm bis 0,52 nm entstehen, führt zum Wachstum weitgehend geschlossener, homogener und epitaktischer CrSi2-Schichten. Ein Modell, das den Einfluss der template-Dicke auf die Qualität der CrSi2-Schichten erklären kann, wird vorgeschlagen.

Semiconductor nanowires are one-dimensional nanoscale systems that exhibit many unique properties. Their nanoscale size can lead to defect densities and impurity populations different than bulk materials, resulting in altered diffusion behavior and mechanical properties. Synthetic methods now support the large-scale production of semiconductor nanowires, enabling a new class of materials and devices that use macroscopic quantities of nanowires. These advances have created an opportunity to fabricate bulk structures which exhibit the unique physical properties of semiconductor nanowires, bridging the properties of a nanoscale system with macroscopic materials. High aspect ratio germanium nanowires were synthesized in supercritical organic solvents using colloidal gold nanocrystal seeds. The nanowires were chemically passivated inside the reactor system using in situ thermal hydrogermylation and thiolation. The chemical stability of the passivated nanowires was studied by exposure to highly corrosive and oxidative environments. Chemical surface functionalization of germanium nanowires was investigated by covalently tethering carboxylic acid groups to the surface, as a general platform for the further functionalization of nanowire surfaces with molecules such as polyethylene glycol. Surface functionalization with dopant-containing molecules was also explored as a potential route for doping nanowires. In addition, static charging was exploited in the development of an electrostatic deposition method for semiconductor nanowires. In situ transmission electron microscopy experiments were conducted on gold-seeded germanium nanowires encapsulated within a volume-restricting carbon shell. A depressed eutectic melting temperature was observed, along with strong capillary effects, and the solid-state diffusion of gold into the crystalline stem of the germanium nanowire, occurring at rates orders of magnitude slower than in the bulk. Copper, nickel, and gold diffusion in silicon nanowires were also investigated. The rate of gold diffusion was found to be a strong function of the amount of gold available to the system. Finally, germanium nanowires were found to exhibit exceptional mechanical properties, with bending strengths approaching that of an ideal, defect-free, perfect crystal, and strength-to-weight ratios greater than either Kevlar or carbon fiber. Macroscopic quantities of nanowires were used to fabricate large sheets of free-standing semiconductor nanowire fabric, and the physical, morphological, and optical properties of the material were investigated. / text

Chemnitz, Techn. Univ., Diss., 1999.

Chemnitz, Techn. Univ., Diplomarb., 2002.

Zugl.: Dresden, Techn. Univ., Diss., 2010