Nickelmonosilicid

chemische Verbindung

Nickelmonosilicid ist eine intermetallische Verbindung zwischen Nickel und Silicium. Anwendung findet Nickelmonosilicid in der Halbleitertechnik als Teil von ohmschen Kontakten und niederohmigen metallischen elektrischen Verbindungen auf Polysilicium bzw. Silicium. In dieser Funktion wird es in der 90-nm-Technologie und kleineren Technologieknoten eingesetzt und löste Cobaltdisilicid ab.

Kristallstruktur
Kristallstruktur von Nickelmonosilicid
Allgemeines
Name Nickelmonosilicid
Verhältnisformel NiSi
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 12035-57-3
PubChem 10176091
Wikidata Q18212012
Eigenschaften
Molare Masse 86,78 g·mol−1
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung
keine Einstufung verfügbar[1]
Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen.

HerstellungBearbeiten

Nickelmonosilicid kann durch Beschichtung einer Nickelschicht auf Silicium mit anschließendem Glühen hergestellt werden. Im Fall von Nickelfilmen mit Dicken über 4 nm ist der Phasenübergang gegeben mit Ni2Si bei 250 °C gefolgt von NiSi bei 350 °C und NiSi2 bei ungefähr 800 °C.[2]

Für Nickelfilme mit einer Dicke von unter 4 nm wird Nickelmonosilicid bei Temperaturen von 230 bis 290 °C gebildet.[3]

EigenschaftenBearbeiten

Nickelmonosilicid kristallisiert bei Umgebungsdruck in der MnP-(B31)-Struktur mit der Raumgruppe Pnma (Raumgruppen-Nr. 62)Vorlage:Raumgruppe/62, und besitzt ein reichhaltiges Phasendiagramm.[4]

VerwendungBearbeiten

Mehrere Eigenschaften, unter anderem der geringe spezifische Widerstand von 13–14 μΩ·cm und ein, verglichen mit alternativen Materialien wie Cobaltdisilicid, geringer Siliciumverbrauch, machen NiSi zu einem wichtigen Kontaktmaterial im Feld der Mikroelektronik im Bereich 90-nm-Technologie und kleiner.[5][6]

EinzelnachweiseBearbeiten

  1. Dieser Stoff wurde in Bezug auf seine Gefährlichkeit entweder noch nicht eingestuft oder eine verlässliche und zitierfähige Quelle hierzu wurde noch nicht gefunden.
  2. F. M. d'Heurle, P. Gas: Kinetics of formation of silicides: A review. In: Journal of Materials Research. Band 1, Nr. 1, Februar 1986, ISSN 2044-5326, S. 205–221, doi:10.1557/JMR.1986.0205 (cambridge.org [abgerufen am 19. Oktober 2020]).
  3. Tuan T. Tran, Christian Lavoie, Zhen Zhang, Daniel Primetzhofer: In-situ nanoscale characterization of composition and structure during formation of ultrathin nickel silicide. In: Applied Surface Science. Band 536, S. 147781, doi:10.1016/j.apsusc.2020.147781 (elsevier.com [abgerufen am 19. Oktober 2020]).
  4. Oliver T. Lord, Andrew R. Thomson, Elizabeth T. H. Wann, Ian G. Wood, David P. Dobson, Lidunka Vocadlo: The equation of state of the phase of NiSi. In: Journal of Applied Crystallography. 48, 2015, S. 1914, doi:10.1107/S1600576715020087.
  5. C. Lavoie, F.M. d’Heurle, C. Detavernier, C. Cabral: Towards implementation of a nickel silicide process for CMOS technologies. In: Microelectronic Engineering. Band 70, Nr. 2-4, November 2003, S. 144–157, doi:10.1016/S0167-9317(03)00380-0 (elsevier.com [abgerufen am 19. Oktober 2020]).
  6. Robert Doering, Yoshio Nishi: Handbook of semiconductor manufacturing technology. 2nd ed. CRC Press, Boca Raton 2008, ISBN 978-1-57444-675-3, S. 11–65 ff.