• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.1
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• pp.51-59
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• 1995

(001)방향 GaAs 기판과 Si/Co 박막의 계면반응 및 상평형에 관한 연구를 300-$700^{\circ}C$ 열처리 구간에서 행하였다. 반응에 의한 상전이 과정은 glancing angle X-ray diffraction(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 cross-sectional transmission electron microscopy(GXRD), Auger electron spectroscopy(AES) 및 corss-sectional transmission electron microscopy(XTEM)을 이용하여 분석하였다. Si/Co/GaAs계의 계면반응에서 Co는 $380^{\circ}C$에서 GaAs 기판 및 Si와 반응하여 Co2GaAs과 Co2Si상을 형성하였다. $420^{\circ}C$에서 열처리 후, Co층은 모두 소모되었으며 단면구조는 Si/CoSi/CoGa(CoAs)/Co2GaAs/GaAs으로 전이되었다. $460^{\circ}C$까지 온도를 올려 계속적인 반응을 일으키면 CoGa와 CoAs이 분해되면서 CoSi가 성장하였고, $600^{\circ}C$에서는 Co2GaAs마저 분해되고 CoSi상이 성장하여 GaAs와 계면을 형성하였다. CoSi와 GaAs사이의 계면은 $700^{\circ}C$의 고온까지 안정하였으며 이러한 계면반응 결과는 계산에 의하여 구한 Si-Co-Ga-As 4원계 상태도로부터 이해될 수 있었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.9
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• pp.791-796
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• 1998

self-aligned silicide(salicide)제조시 CoSi2의 에피텍셜 성장을 돕기 위하여 Co와 Si 사이에 내열금속층을 넣은 Co/내열금속/Si의 실리사이드화가 관심을 끌고 있다. Hf 역시 Ti와 마찬가지로 이러한 용도로 사용될 수 있다. 한편, Co/Hf 이중층 salicide 트랜지스터가 성공적으로 만들어지기 위해서는 spacer oxide 위에 증착된 Co/Hf 이중층이 열적으로 안정해야 한다. 이러한 배경에서 본 연구에서는 SiO2기판 위에 증착한 Co 단일층과 Co/Hf 이중층을 급속열처리할 때 Co와 SiO2간의 계면과 Co/Hf와 SiO2간의 계면에서의 상호반응에 대하여 조사하였다. Co 단일층과 Co/Hf 이중층은 각각 $500^{\circ}C$와 $550^{\circ}C$에서 열처리한 후 면저항이 급격하게 증가하기 시작하였는데, 이것은 Co층이 SiO2와의 계면에너지를 줄이기 위하여 응집되기 때문이다. 이 때 Co/Hf의 경우 열처리후 Hf에 의하여 SiO2 기판이 일부 분해됨으로써 Hf 산화물이 형성되었으나, 전도성이 있는 HfSix 등의 화합물은 발견되지 않았다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.7
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• pp.587-591
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• 1997

RBS와 XRD를 이용하여 C o-Nb이중층 실리사이드와 구리 배선층간의 열적안정성에 관하여 조사하였다. Cu$_{3}$Si등의 구리 실리사이드는 열처리시 40$0^{\circ}C$정도에서 처음 형성되기 시작하였는데, 이 때 형성되는 구리 실리사이드는 기판의 상부에 존재하던 준안정한 CoSi의 분해시에 발생한 Si원자와의 반응에 의한 것이다. 한편, $600^{\circ}C$에서의 열처리 후에는 CoSi$_{2}$층을 확산.통과한 Cu원자와 기판 Si와의 반응에 의하여 CoSi$_{2}$/Si계면에도 구리 실리사이드가 성장하였는데, 이렇게 구리 실리사이드가 CoSi$_{2}$/Si 계면에 형성되는 것은 Cu원자의 확산속도가 여러 중간층에서 Si 원자의 확산속도 보다 더 빠르기 때문이다. 열처리 결과 최종적으로 얻어진 층구조는 CuNbO$_{3}$/Cu$_{3}$Si/Co-Nb합금층/Nb$_{2}$O$_{5}$CoSi$_{2}$/Cu$_{3}$Si/Si이었다. 여기서 상부에 형성된 CuNbO$_{3}$는 Cu원자가 Nb$_{2}$O$_{5}$및 Co-Nb합금층과 반응하여 기지조직의 입계에 석출되어 형성된 것이다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.8 no.6
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• pp.499-504
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• 1998

For the formation of cobalt polycide gate electrode, CoSi, was grown on columnar poly-Si, granular poly-Si or amorphous Si by depositing either Co monolayer or Co/Ti bilayer and its thermal stability was compared to study effects of the substrate crystallinity and the silicide formation method. When specimens were rapidly heat-treated at 90$0^{\circ}C$ up to 600 seconds, using amorphous Si or Co/Ti on all substrates improved the thermal stability. This was attributed to the uniform chemical composition of initial CoSi, and its smooth interface with the substrates, induced by smooth and clean Si surface and delayed Co diffusion. The main factors determining the thermal stability were found to be composition uniformity and smooth interface of $CoSi_2$, intially formed at the early stage of the heat-treatment.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.5 no.2
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• pp.109-121
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• 1995

Reaction coulples of SiC with cobalt were annealed in an Ar/4 vol% $H_2$ atmosphere at temperatures between $950^{\circ}C$ and $1250^{\circ}C$for various times between 4 and 100 h. At temperatures above $950^{\circ}C$, solid state reactions lead to the formation of various silicides with carbon precipitates. The typical reaction layer sequence was $SiC/CoSi + C/CozSi + C/CozSi/CozSi + C/{\cdot\cdot\}/CO_2Si/CO$ in the reaction zone. The mechanism of the periodic band structure formation with the carbon precipitation behaviour was examined and discussed in terms of reaction kinetics and thermodynamic considerations. The growth of the reaction zone has a square root of time dependence. The reaction kinetics is proposed to estimate the effective reaction constant from the parabolic gowth of the reaction zone. The mechanical properties of the reaction zones were determined by the microhardness test.

• Journal of the Semiconductor & Display Technology
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• v.6 no.4
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• pp.5-9
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• 2007

Phase transition and dopant redistribution during silicidation of $CoSi_2$ thin films were characterized depending on their preparation methods. Our results indicated that cleanness of the substrate surface played an important role in the formation of the final phase. This effect was found to be reduced by addition of W resulting in the formation of $CoSi_2$. However, even in this case, the formation of the final phase was achieved at the cost of extra thermal energy, which induced rough interface between the substrate and the silicide film. As for the dopant redistribution, the deposition sequence of Co and Si on SiGe was observed to induce significant differences in the dopant profiles. It was found that co-deposition of Co and Si resulted in the least redistribution of dopants thus maintaining the original dopant profile.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.62-62
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• 2003

금속-실리콘간 화합물인 실리사이드 중에서, 코발트다이실리사이드(CoSi$_2$)는 비저항이 낮고 선폭이 좁아짐에 따라 면저항이 급격히 증가하는 선폭의존성이 없으며 화학적으로 안정한 재료로 현재 널리 이용되고 있는 재료이다. 또한, 실리콘 (100) 기판과 에피택셜하게 성장한 CoSi$_2$는 우수한 열안정성 과 낮은 juction leakage의 특성을 가지며, shallow junction 형성을 가능하게 하는 많은 장점을 가지고 있어 각광받고 있다. 그러나 순수한 Co의 증착 후속 열처리에 의해 형성된 CoSi$_2$는 (110), (111), (221)등의 다양한 결정방위를 가지게 되어 에피택셜 하게 형성되기 어렵다. 현재까지 Ti, Ta, Zr과 화학 산화막 등의 확산 방지막을 이용하여 에피 택셜하게 성장시키는 많은 방법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 본 연구실에서 반응성화학기상증착법으로 Co-C 박막을 증착하여 in-Situ로 에피택셜 CoSi$_2$를 형성하는 새로운 방법을 보고하였다. 본 연구는 반응성 스퍼터링에 의해 증착된 Co-N 박박으로부터 후속 열처리를 통하여 에피택셜 CoSi$_2$를 성장시키는 새로운 방법을 제시하고자 한다. Co-N 박박은 Ar과 $N_2$의 혼합가스 분위기 속에서 Co를 스퍼터링하여 증착하였다. 증착시 혼합가스 내의 $N_2$함량의 변화에 따라 다양한 Co-N 박막이 형성됨을 확인하였다. 후속열처리시 Co-N 박막의 산화를 방지하기 위하여 Ti층을 마그네트론 스퍼터링으로 증착하였으며, Ar 분위기에서 온도에 따른 ex-situ RTA 열처리를 통하여 에피택셜 CoSi$_2$를 성장시킬 수 있었다. 이러한 에피택셜 CoSi$_2$는 특정 한 Ar/$N_2$ 비율 내에서 성장이 가능하였으며, 약 $600^{\circ}C$이상의 열처리 온도에서 관찰되었다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.34D no.1
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• pp.23-29
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• 1997

Effects of Co thickness on the formation of epitaxial $CoSi_2$ from the Co/Ti bilayer have been investigated. Ti and Co were sequentially deposited with the Ti thickness fixed at 5 or 10nm, while the Co thickness was varied from 5 to 30nm. The metal-deposited samples were then rapidly thermal-annealed in $N_2$ at $900^{\circ}C$ for 20 sec. Material properties of $CoSi_2$ thin films were analyzed by the 4-point probe, XRD, AES, andXTEM. When the as-deposited Co thickness was below 15nm, the $CoSi_2$ with high resistivity and rough interface was formed. On the other hand, when the Co thickness was above 15 nm, the epitaxial $CoSi_2$ with the resistivity of about 16 ~ 19 $\mu\Omega.cm$, uniform composition and thickness and flat interface was formed. Initial Ti thickness has sizable effect on the formation of $CoSi_2$, when the Co layer was very thin (~ 5 nm). But there was no significant effect of the Ti thickness for the initial Co thickness of above 15 nm.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.11
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• pp.1117-1122
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• 1999

Amorphous Si and Co/Ti bilayers were sequentially evaporated onto 5- 10nm thick $\textrm{CoSi}_{2}$ and rapidly thermal-annealed(RTA) to form Co-polycide electrodes. Then, MOS capacitors were fabricated by doping poly-Si using SADS method. The C-V and leakage-current characteristics of the capacitors depending upon the RTA conditions were measured to study the effects of thermal stability of $\textrm{CoSi}_{2}$ and dopant redistribution on electrical properties of Co -polycide gates. Capacitors RTAed at $700^{\circ}C$ for 60-80 sec., showed excellent C-V and leakage-current characteristics due to degenate doping of poly-Si layers. But for longer time or at higher temperature, their electrical properties were degraeded due to $\textrm{CoSi}_{2}$ decomposition and subsequent Co diffusion. When making Co-polycide gate electrodes by SADS, not only degenerate doping of poly-Si layer. but also suppression of have been shown to be very critical.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics A
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• v.29A no.8
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• pp.89-98
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• 1992

IIM(Implantation Into Metal) process usning Co silicides has been investigated to obtain ultra-shallow junctions less than 0.1$\mu$m. Rapid Thermal Annealing using halogen lamps was employed to form CoSi$_2$ and junctions simultaneously.. Resistivities of CoSi$_2$ were 13-17$\mu$ $\Omega$-cm. CoSi$_2$/p$^{+}$/Si and CoSi$_2$/n$^{+}$/Si junction were formed by diffusion of B and As, respectively, from Co film. It was found out that B and As were severely lost by the evaporation during high temperature annealing Therefore SiO$_2$ capping layers were introduced to prevent the evaporation of the implanted dopants from the films. Investigation of the behavior of dopants with respect to annealing time revealed that increasing the annealing time enhanced the diffusion of dopants into Si from CoSi$_2$.