• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2008년도 제34회 동계학술대회 초록집
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• pp.126-126
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• 2008

• 한국재료학회지
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• 제14권6호
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• pp.389-393
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• 2004

The silicide layer used as a diffusion barrier in microelectronics is typically required to be below 50 nm-thick and, the same time, the silicides also need to have low contact resistance without agglomeration at high processing temperatures. We fabricated Si(100)/15 nm-Ni/15 nm-Co samples with a thermal evaporator, and annealed the samples for 40 seconds at temperatures ranging from $700^{\circ}C$ to $1100^{\circ}C$ using rapid thermal annealing. We investigated microstructural and compositional changes during annealing using transmission electron microscopy and auger electron spectroscopy. Sheet resistance of the annealed sample stack was measured with a four point probe. The sheet resistance measurements for our proposed Co/Ni composite silicide was below 8 $\Omega$/sq. even after annealing $1100^{\circ}C$, while conventional nickel-monosilicide showed abrupt phase transformation at $700^{\circ}C$. Microstructure and auger depth profiling showed that the silicides in our sample consisted of intermixed phases of $CoNiSi_{x}$ and NiSi. It was noticed that NiSi grew rapidly at the silicon interface with increasing annealing temperature without transforming into $NiSi_2$. Our results imply that Co/Ni composite silicide should have excellent high temperature stability even in post-silicidation processes.

• 한국재료학회지
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• 제13권5호
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• pp.279-284
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• 2003

The $CoSi_2$ process is widely employed in a salicide as well as an ohmic layer process. In this experiment, we investigated the characteristics of $CoSi_2$ films by combinations of I-type (TiN 100$\AA$/Co 150$\AA$), II-type(TiN 100$\AA$/Co 150$\AA$/Ti 50$\AA$), III-type(Ti 100$\AA$/Co 150$\AA$/Ti 50$\AA$), and IV-type(Ti 100$\AA$/Co 150$\AA$/Ti 100$\AA$). Sheet resistances of $CoSi_2$ show the lowest resistance with 2.9 $\Omega$/sq. in a TiN/Co condition and much higher resistances in conditions simultaneously applying Ti capping layers and Ti interlayers. Though we couldn't observe a $CoSi_2$roughness dependence on the film stacks from RMS values, Ti capping layers turned into 78∼94$\AA$ thick TiN layers of (200) preferred orientation at $N_2$ambient. In addition, Ti interlayers helped to form the epitaxial $CoSi_2$with (200) preferred orientation and ternary compounds of Co-Ti-Si. We propose that film structures of II-type and III-type may be appropriate in the salicide process and the ohmic layer process from the viewpoint of Co diffusion kinetics and the CoSi$_2$epitaxy.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권1호
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• pp.25-32
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• 2007

코발트 니켈 합금형 실리사이드 공정에서 단결정실리콘과 다결정실리콘 기판에 자연산화막이 있는 경우 나노급 두께의 코발트 니켈 합금 금속을 증착하고 실리사이드화하는 경우의 반응 안정성을 확인하였다. 4인치 P-type(100)Si 기판 전면에 poly silicon을 입힌 기판과 single silicon 상태의 두 종류 기판을 준비하고 두께 4 nm의 자연산화막이 있는 상태에서 10 nm 코발트 니켈 합금을 니켈의 상대조성을 $10{\sim}90%$로 달리하며 열증착하였다. 통상의 600, 700, 800, 900, 1000, $1100^{\circ}C$ 각 온도에서 실리사이드화 열처리를 시행 후 잔류 합금층을 제거하고, XRD(X-ray diffraction)및 FE-SEM(Field emission scanning electron microscopy), AES(Auger electron spectroscopy)를 사용하여 실리사이드가 생겼는지 확인하였다. 마이크로라만 분석기로 실리사이드 반응시의 실리콘 층의 잔류 스트레스도 확인하였다. 자연산화막이 존재하는 경우 실리사이드 반응이 진행되지 않았고, 폴리실리콘 기판과 고온에서는 금속과 산화층의 반응잔류물이 생성되었다. 단결정 기판의 고온열처리에서는 실리사이드 반응이 없더라도 핀홀이 발생할 수 있는 정도의 열스트레스가 존재하였다. 코발트 니켈 복합실리사이드 공정에서는 자연산화막을 제거하는 공정이 필수적이었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권11호
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• pp.769-774
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• 2004

15 nm-Co/15 nm-Ni/P-Si(100)[Type I] and 15 nm-Ni/15 nm-Co/P-Si(100)(Type II) bilayer structures were annealed using a rapid thermal annealer for 40sec at $700/sim1100^{\circ}C$. The annealed bilayer structures developed into composite NiCo silicides and resulting changes in sheet resistance, composition and microstructure were investigated using Auger electron spectroscopy and transmission electron microscopy. Prepared NiCoSix films were further treated in a sequential annealing set up from $900\sim1100^{\circ}C$ with 30 minutes. The sheet resistances of NiCoSix from Type I maintained less than $7\;{\Omega}/sq$. even at the temperature of $1100{\circ}C$, while those of Type II showed about $5\;{\Omega}/sq$. with the thinner and more uniform thickness. With the additive post annealing, the sheet resistance for all the composite silicides remained small up to $900^{\circ}C$. The proposed NiCoSix films were superior over the conventional single-phased silicides and may be easily incorporated into the sub-0.1 ${\mu}m$ process.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권5호
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• pp.505-511
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• 1998

단결정 Si 기판 위에 증착한 Co/Hf과 Co/Nb 이중층으로부터 형성된 Co 실리사이드의 성장기구에 대하여 조사하였다. 두 경우 모두 500$^{\circ}C$ 이상에서 CoSi2가 주로 형성되었으나 그 결정방위의 성장양상은 서로 달랐다. Co/Hf/(100)Si 구조에서는 Si 기판과 에피텍셜 관계를 갖는 결정립과 그렇지 않은 결정립이 서로 혼합되어 성장하였다. 그러나 Co/Nb/(100)Si에서는 처음부터 에피텍셜 관계를 갖지 않는 결정립들만이 형성되었다. 동일한 구조임에도 불구하고 이렇게 내열금속 중간층에 따라 성장된 실리사이드의 결정방위가 달라지는 것으 안정한 반응제어층의 형성 및 고온에서의 그 분해과정과 관련이 있었다. 여러 구성원소들로 이루어진 반응제어층이 고온까지 안정할 경우에는 Co의 확산이동을 균일하게 제어하여 실리사이드의 에피텍셜 성장이 가능하다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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• pp.31-32
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• 2005

Ge 농도가 30%인 SiGe 위에 Ni-Pd 합금을 이용한 새로운 Ni-Germanosilicide의 방법을 제안하여 열안정성 향상에 대해 연구하였다. 새롭게 제안한 Ni-Pd 합금을 이용하여 3 가지 구조 (Ni-Pd, Ni-Pd/TiN, Ni-Pd/Co/TiN) 중 Cobalt 다층구조를 사용한 구조 (Ni-Pd/Co/TiN)가 면저항이 가장 낮고 안정한 silicide 특성을 갖는 것을 나타냈으며, 고온열처리 $700^{\circ}C$, 30분에서도 낮고 안정한 면저항 특성을 유지시켜 열안정성을 개선하였다.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권8호
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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$_2$.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.671-674
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• 2003

본 논문에서는 Cobalt interlayer 와 Titanium Nitride(TiN) capping layer를 Ni SALICIDE의 단점인 열 안정성과 sheet resistance 와 series 저항을 감소시키는데 적용하여 0.lum 급 CMOS 소자의 특성을 연구하였다. 첫째로, Ni/Si 의 interface 에 Co interlayer 를 증착하여 Nickel Silicide의 단점인 열 안정성 평가인 700℃, 30min의 furnace annealing 후에 낮은 sheet resistance와 누설전류를 줄일 수 있었다. 두번째로, TiN caping layer를 적용하여 실리사이드 형성시 산소와의 반응을 막아 실리사이드의 표면특성을 향상시켜 누설전류의 특성을 개선하였다. 결과적으로 소자의 구동전류 향상, 누설전류 저하, 낮은 면저항으로 소자의 특성을 개선하였다.

• 한국재료학회지
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• 제17권7호
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• pp.358-360
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• 2007

Cobalt subtitution on NiSi is investigated by using an ab-initio calculation. Firstly, a relaxed NiSi structure is calculated and the calculated lattice parameters are compared with experimentally determined lattice parameters. The calculated values are smaller than the experimental values by about 2%. As the calculation is based on 0 K, and the experimental measurement is performed at room temperature, those values are in good agreement. Next, a Co atom substitutes a Ni and Si site, respectively, to evaluate the preferable site between them. Co prefers Ni site to Si site. The calculated total energy also indicates that the Co substitution to Ni site stabilizes the NiSi structure. Therefore, the thermal stability of NiSi with Co addition can be achieved by the structure stabilization of NiSi by Co substitution into Ni site of NiSi.