本實驗探討改變覆蓋層種類(Ti/TiN)及其厚度,對鈷矽化物反應系統的影響。藉由in situ曲率量測,輔以X光繞射分析、片電阻量測、歐傑電子能譜儀和穿透式電子顯微鏡,將有助於了解在真空中(<5×10-6 torr)以每一分鐘5 ℃的退火升溫速率下Co/Si、Ti/Co/Si、TiN/Ti/Co/Si、TiN/Co/Si、Ti/TiN/Co/Si系統的反應演變。對於鈷矽化物的相轉換,提供一些製程上的資訊。 與單純Co/Si系統比對,覆蓋Ti層於Co上方,Ti原子會擴散至Co,依據X光繞射分析結果顯示,在496℃~665℃溫度區間(Ti層越厚,區間越廣)出現Co3Ti2Si三元相。將抑制Co原子的擴散使得CoSi2最終相生成溫度延後至約665℃~685 ℃。再覆鍍TiN層於最外部的系統,TiN隔絕了外界的氧直接接觸Ti層,應力量測結果沒有出現由於Ti吸氧導致曲線往壓應力方向移動的特徵。CoSi2相轉變溫度同樣是被延後的(~665 ℃)。 Co上方覆鍍TiN的系統,提前在580 ℃即偵測到CoSi2(220)的繞射峰,對後續的製程是有利的。觀察試片的橫截面,CoSi2整層厚度均勻,與矽的界面及上表面都很平坦,高溫(達800 ℃)時亦然。反之,Co上方覆蓋Ti層的系統CoSi2相與矽基材的界面崎嶇不平整,高溫時(>700 ℃)可看出有一磊晶的優選取向,尤以TiN/Ti/Co/Si系統更為顯著。 最後在氮氣的環境下以每秒50℃的速率做快速升溫退火,結果顯示大部分試片CoSi2相生成溫度區間與真空爐管退火的結果是相似的,皆在合理的誤差範圍。唯有Ti(5,10nm)/Co/Si系統由於表面整層氮化為TiN使得CoSi2低電阻相提前在600 ℃~ 650 ℃出現,電阻值特徵與TiN(5nm)/Co/Si系統雷同。而RTA的反應時間短暫,Co相變為CoSi相的轉變不完全,則讓部分試片的電阻值在前段溫度區間(<550 ℃)呈現一個緩慢上升的趨勢。