金属硅化物的介绍

金属与硅生成的化合物。常分成两大类：(1)难熔金属硅化物，指周期表IVB、VB、VIB族元素的硅化物，如硅化钛、硅化锆、硅化钽、硅化钨等；(2)贵金属和近贵金属硅化物，如硅化钯、硅化铂、硅化钴等。其共同特点是：熔点高（大都在1500℃以上），最低共熔温度高（大都在1000℃以上）。电阻率低(约为10-7Ω·m)，硬度高。

硅钛肥，硅是植物体组成的重要营养元素，被国际土壤界认为是氮磷钾之后第四元素。硅肥是一种很好的品质肥料、保健肥料和植物调节性肥料，是其它化学肥料无法比拟的一种新型多功能肥料。

硅钛肥既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调理剂，改良土壤。此外，还兼有防病、防虫和减毒的作用。以其无毒、无味、不变质、不流失、无公害等突出优点，将成为发展绿色生态农业的高效优质肥料。

硅钛肥，硅元素作为一种新型无机矿物质肥料，是一种很好的品质肥料、保健肥料和植物调节性肥料，是其他化学肥料无法比拟的一种新型多功能肥料。它既可作肥料，提供养分，又可用作土壤调节剂，改良土壤。

硅钛肥的十大作用：

1、是种保健性营养元素肥料：施硅钛肥能改良土壤矫正土壤酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌。

如红壤旱地属酸PH值4.5～5.2左右，缺有机质和钙，容易板结。施硅钛肥可改良土性，加速熟化，有利于作物增产。

蔬菜大棚连种两年以气上，霉菌和病菌累积会影响作物产量与品质。施硅钛肥能有效防治霉菌的存活和繁殖及根茎霉烂等作物。

2、是构筑植物体必需营养元素：绝大部分植物体内含有硅。特别是水稻，近年来其营养作用被认为仅次于N、P、K居第四位。

检测表明，如生产1000公斤稻谷，二氧化硅吸收量高达150公斤，超过水稻吸收氢磷钾的总和。

3、是改善品质的营养元素肥料：果树施硅钛肥可显著改善果实品质，体积增大。含糖量提高。

味甜、气香且利人体健康。还耐贮藏及运输。甘蔗施硅、能提高产量，后期能促进茎糖分积累，提高出糖率。

4、是兼合多钙镁元素复混型肥料：E离子硅钛肥主要成分：二氧化硅，二氧化钛兼含铜、锌、硼、铁、锰等微量元素，对农作物有复合营养作用。适合多种作物施作。

5、可帮助作物提高光合作用：硅钛肥可使作物表皮细胞硅质化，使作物的茎叶挺直，减少遮荫，叶片光合作用增强。如水稻施硅后，叶片角度缩小，冠层光合作用提高10%以上。

6、可增强作物抗病虫能力：作物吸收硅素后，体内形成硅化细胞，茎叶表层细胞壁加厚，角质层增加，从而提高防虫抗病能力，特别是抗稻瘟病、叶斑病、茎腐病、白叶枯病、菌栏病及棉铃虫、锈病等。

7、可提高作物抗御倒伏：由于作物的茎秆直，使抗倒伏能力提高80%左右。

8、可使作物体内通气性增强：作物体内硅素量增加，使作物导管刚性加强，促使通气性增强，还可以促进根系生长，预防根系的腐烂和早衰。

9、可提高作物的抗逆性：作物吸收硅钛肥产生硅化细胞，有效地调节叶片气孔的开闭，控制水分蒸腾作用。提高作用的抗旱、抗干热风和抗低温御害能力。

10、可减少磷在土壤中的固定：耕作土壤施硅后能活化土壤中的磷、并难溶性磷，促进在作物体内的运转，从而提高结实率。

钛硅化物TiSi2：钛硅化物TiSi2因具有工艺简单、高温稳定性好等优点，被最早广泛应用于0.25微米以上MOS技术。其工艺是首先采用诸如物理溅射等方法将Ti金属沉积在晶片上，然后经过稍低温度的第一次退火（600～700℃），得到高阻的中间相C49，然后再经过温度稍高的第二次退火（800～900℃）使C49相转变成最终需要的低阻C54相 。

对于钛硅化物而言，最大的挑战在TiSi2的线宽效应。即TiSi2电阻会随着线宽或接触面积的减小而增加。原因是当线宽变得过窄时，从C49相到C54相的相变过程会由原先的二维模式转变成一维模式，这使得相变的温度和时间将大大增加。而过高的退火温度会使主要的扩散元素Si扩散加剧而造成漏电甚至短路的问题。因此随着MOS尺寸的不断变小，会出现TiSi2相变不充分而使接触电阻增加的现象 。

钴硅化物CoSi2：钴硅化物作为钛硅化物的替代品最先被应用于从0.18微米到90纳米技术节点，其主要原因在于它在该尺寸条件下没有出现线宽效应。另外，钴硅化物形成过程中的退火温度相比于钛硅化物有所降低，有利于工艺热预算的降低。同时由于桥通(bridge)造成的漏电和短路也得到改善 。

虽然在90纳米及其以上尺寸，从高阻的 CoSi到低阻的CoSi2的成核过程还十分迅速，在CoSi2相变过程中没有出现线宽效应。但当技术向前推进到45纳米以下时，这种相变成核过程会受到极大的限制，因此线宽效应将会出现。另外，随着有源区掺杂深度不断变浅，钴硅化物形成过程中对表面高掺杂硅的过度消耗也变得不能满足先进制程的要求。MOS进入45纳米以后，由于短沟道效应(short channel effect)的影响对硅化物过程中热预算提出了更高的要求。CoSi2的第二次退火温度通常还在700℃以上，因此必须寻找更具热预算优势的替代品 。

镍硅化物NiSi：对于45纳米及其以下技术节点的半导体制程，镍硅化物（NiSi）正成为接触应用上的选择材料。相对于之前的钛钴硅化物而言, 镍硅化物具有一系列独特的优势。镍硅化物仍然沿用之前硅化物类似的两步退火工艺，但是退火温度有了明显降低(<600oC), 这样就大大减少对器件已形成的超浅结的破坏。从扩散动力学的角度来说，较短的退火时间可以有效地抑制离子扩散。因此，尖峰退火（spike anneal）越来越被用于镍硅化物的第一次退火过程。该退火只有升降温过程而没有保温过程，因此能大大限制已掺杂离子在硅化物形成过程中的扩散 。

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