• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.675-678
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• 2003

본 논문에서는 N-type 기판에서 Nickel-Silicide를 적용하였을 경우에 나타나는 문제점과 PAI (Pre-amorphization Implant)의 효과에 대하여 알아보았다. N-type 기판에 RTP (Rapid Thermal Process)를 통하여 Nickel-Silicide 를 형성하게 되는데, 여기까지는 안정한 Nickel mono-Silicide (NiSi)가 형성됨을 확인하였다. 하지만 후속 열처리 공정 후 심한 응집 현상 (Agglomeration)과 이상 산화 현상 (Abnormal Oxidation Phenomenon), Silicide Island 등 열안정성 (Thermal Stability) 측면에서 여러 가지 많은 문제점들이 나타났다. 이 후속 열처리의 열안정성 취약점들을 극복하는 방안으로 Ge 및 N₂ PAI를 적용하였다. PAI를 적용하였을 경우에는 그렇지 않은 경우에 비하여 고온 열처리 후에도 면저항이 비교적 잘 유지되었으며, 두께가 얇고 안정한 Nickel-Silicide 특성을 확보할 수 있었다. 특히 Ge PAI 에 비하여 N₂ PAI 의 경우가 보다 특성 개선 효과가 크게 나타났다.

• 한국표면공학회지
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• 제38권1호
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• pp.44-48
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• 2005

We prepared nickel silicide layers from p-Si(l00)/SiO₂(2000 Å)/poly-Si(700 Å)/Ni(400 Å) structures, feasible for gates in MOSFETs, by annealing them from 500℃～900℃ for 30 minutes. We measured the color coordination in visible range, cross sectional micro-structure, and surface topology with annealing temperature by an UV-VIS-IR spectrometer, field effect scanning electron microscope(FE-SEM), and scanning probe micro-scope respectively. We conclude that we may identify the nickel silicide by color difference of 0.90 and predict the silicide process reliability by color coordination measurement. The nickel silicide layers showed similar thickness while the columnar grains size and surface roughness increased as annealing temperature increased.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제8권3호
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• pp.110-114
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• 2007

Dependence of the thermal stability of nickel silicide on the film stress of inter layer dielectric (ILD) layer has been investigated in this study and silicon nitride $(Si_3N_4)$ layer is used as an ILD layer. Nickel silicide was formed with a one-step rapid thermal process at $500^{\circ}C$ for 30 sec. $2000{\AA}$ thick $Si_3N_4$ layer was deposited using plasma enhanced chemical vapor deposition after the formation of Ni silicide and its stress was split from compressive stress to tensile stress by controlling the power of power sources. Stress level of each stress type was also split for thorough analysis. It is found that the thermal stability of nickel silicide strongly depends on the stress type as well as the stress level induced by the $Si_3N_4$ layer. In the case of high compressive stress, silicide agglomeration and its phase transformation from the low-resistivity nickel mono-silicide to the high-resistivity nickel di-silicide are retarded, and hence the thermal stability is obviously improved a lot. However, in the case of high tensile stress, the thermal stability shows the worst case among the stressed cases.

• 한국재료학회지
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• 제15권5호
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• pp.301-305
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• 2005

We fabricated nickel silicide layers on whole non-patterned wafers from $p-Si(100)SiO_2(200nm)$/poly-Si(70 nm)mn(40 nm) structure by 40 sec rapid thermal annealing of $500\~900^{\circ}C$. The sheet resistance, cross-sectional microstructure, surface roughness, and phase analysis were investigated by a four point probe, a field emission scanning electron microscope, a scanning probe microscope, and an X-ray diffractometer, respectively. Sheet resistance was as small as $7\Omega/sq$. even at the elevated temperature of $900^{\circ}C$. The silicide thickness and surface roughness increased as silicidation temperature increased. We confirmed the nickel silicides iron thin nickel/poly-silicon structures would be a mixture of NiSi and $NiSi_2$ even at the $NiSi_2$ stable temperature region.

• 한국재료학회지
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• 제10권9호
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• pp.601-606
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• 2000

Ni mono-silicide는 선폭이 0.15$\mu\textrm{m}$이하에서도 전기저항이 커지는 현상이 없고 Ni와 Si이 1:1로 반응하기 때문에 얇은 실리사이드의 제조가 가능하고 도펀트의 재분포 현상을 감소시킬수 있다. 따라서 0.15$\mu\textrm{m}$급 이하 디바이스에 사용이 기대되는 NiSi의 제조를 위한 Ni 박막의 증착조건 확보와 열처리 조건에 따른 NiSi의 기초 물성조사를 수행하였다. Ni mono-silicide는 sputter의 물리적 증착방법으로 Ni 박박을 증착후 관상로를 상용하여 $150~1000^{\circ}C$ 온도 범위에서 제조하였다. 그후 SPM을 이용하여 각 시편의 표면조도를 측정하였고, 미세구조와 성분분석은 EDS가 장착된 TEM을 사용하여 측정하였다. 각 열처리 온도별 생성상의 전기적 성질은 4 point probe로 측정하였다. 본 연구의 결과, SPM은 비파괴 방법으로 NiSi가 NiSi$_2$로 변태되었는지 확인할 수 있는 효과적인 공정모니터링 방법임을 확인하였고, $800^{\circ}C$이상 공온 열처리에 잔류 Ni의 산화방지를 의해 산소분압의 제어가 $Po_2$=1.5$\pm$10(sup)-11색 이하가 되어야 함을 알 수 있었으며, 전지적 특성실험으로부터 본 연구에서 제조된 박막의 NiSi$\longrightarrow$NiSi$_2$ 상태변온도는 $700^{\circ}C$라고 판단되었다.