• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.528-537
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• 2008

ICP-CVD를 사용하여 수소화된 비정질 실리콘(a-Si:H)을 60 nm 또는 20 nm 두께로 성막 시키고, 그 위에 전자총증착장치(e-beam evaporator)를 이용하여 30 nm Ni 증착 후, 최종적으로 30 nm Ni/(60 또는 20 nm a-Si:H)/200 nm $SiO_2$/single-Si 구조의 시편을 만들고 $200{\sim}500^{\circ}C$ 사이에서 $50^{\circ}C$간격으로 40초간 진공열처리를 실시하여 실리사이드화 처리하였다. 완성된 니켈실리사이드의 처리온도에 따른 면저항값, 상구조, 미세구조, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, HRXRD, FE-SEM과 TEM, SPM을 활용하여 확인하였다. 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $400^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. 반면 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$이후부터 저온공정이 가능한 면저항값을 보였다. HRXRD 결과 60 nm 와 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 열처리온도에 따라서 동일한 상변화를 보였다. FE-SEM과 TEM 관찰결과, 60 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 저온에서 고저항의 미반응 실리콘이 잔류하고 60 nm 두께의 니켈실리사이드를 가지는 미세구조를 보였다. 20 nm a-Si:H 기판위에 형성되는 니켈실리사이드는 20 nm 두께의 균일한 결정질 실리사이드가 생성됨을 확인하였다. SPM 결과 모든 시편은 열처리온도가 증가하면서 RMS값이 증가하였고 특히 20 nm a-Si:H 기판 위에 생성된 니켈실리사이드는 $300^{\circ}C$에서 0.75 nm의 가장 낮은 RMS 값을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제7권3호
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• pp.332-337
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• 2006

기판전면에 패턴 없이 15 nm Co/15 nm Ni/70 nm polysilicon/200 nm $SiO_2$/Si(100) 구조로 적층된 구조로부터 급속열처리기 (rapid thermal annealer : RTA)를 이용하여 40초간 700, 900, $1000^{\circ}C$의 실리사이드화 온도를 변화시키면서 CoNi 복합실리사이드를 형성하였다. 완성된 두께 100 nm 정도의 CoNi 복합실리사이드층으로 배선층을 만든다고 상정하여, 이중 집속이온빔(dual beam focused ion beam : FIB)을 써서 30 kV에서 표면전류를 $1{\sim}100$ pA 범위에서 조절하면서 나노급 선폭제작의 가능성을 확인하였다. 각 온도별 복합실리사이드에 동일한 이온빔 조건으로 $100{\mu}m$ 길이의 패턴을 만들고, 이온빔으로 양 끝단에 트렌치를 만들어 FE-SEM으로 각 조건에서의 선폭, 두께, 최종 에칭형상을 확인하였다. 기존 형상변형이 많아서 나노급 선폭 구현이 불리한 폴리사이드 공정에 비해서, 최초로 새로운 저저항 복합실리사이드에 대해서 100 nm 이하의 나노급 피치를 가진 선폭 제작이 $30kV{\sim}30pA$ 범위에서 가능하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권4호
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• pp.358-369
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• 1995

SIC와 금속박막의 반응에 의한 표면구조 및 부착력이 550$^{\circ}C$에서 1450$^{\circ}C$의 온도범위에서 조사되어졌다. SiC/Co계에서는 850$^{\circ}C$ 이상에서, SiC/Ni계에서는 650$^{\circ}C$ 이상에서 여러 가지 규소화물이 형성된 반응이 최초로 나타났다. 코발트는 1050$^{\circ}C$, 0.5 h에서 니켈은 950$^{\circ}C$, 2h에서 SiC와 완전히 반응하여 소모되었다. SiC/Co에서는 CoSi상이 SiC/Ni에서는 Ni$_{2}$Si상이 1250$^{\circ}C$와 1050$^{\circ}C$의 반응에서까지 각각 열역학적으로 안정하게 관찰되어졌다. 탄소는 SiC/Co 반응표면에서는 1450$^{\circ}C$ 이상에서 그리고 SiC/Ni 반응표면에서는 1250$^{\circ}C$ 이상에서의 온도에서 흑연으로 결정화되었다. SiC기판과 금속박막의 임계하중이 scratch test 방법에 의하여 정성적으로 비교되어져, 850$^{\circ}C$에서 1050$^{\circ}C$의 온도범위에서 SiC/Ni couple이 20~33N의 상대적으로 높은 값을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제5권2호
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• pp.109-121
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• 1995

SiC/Co 반응커플을 Ar/4 vol% $H_2$분위기하에서 $950^{\circ}C$에서 $1250^{\circ}C$ 범위에서 4시간에서 100시간까지 열처리하였다. $950^{\circ}C$ 이상의 온도에서의 고상반응으로 여러 가지 규소화물과 탄소석출이 형성되었다. 이 반응 zone에 있어서의 전형적인 반응층의 순서는 $SiC/CoSi + C/Co_2Si + C/Co_2Si/Co_2Si + C/{\cdots\cdots}/Co_2Si/Co$이었다. 그리고 탄소 석출거동을 동반한 주기적인 띠구조의 형성기구가 반응운동학과 열역학적인 고찰을 통하여 조사되어졌고 논하여졌다. 이 반응의 zone의 서장은 시간의 함수관계를 가지며 이러한 반응운동학이 반응상수의 측정을 통하여 제시되어진다. 또한 microhardness 측정을 통하여 반응 zone의 기계적인 물성이 조사되어졌다.

• 대한금속재료학회지
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• 제48권2호
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• pp.133-140
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• 2010

10 nm thick Ni layers were deposited on 200 nm $SiO_2/Si$ substrates using an e-beam evaporator. Then, 60 nm or 20 nm thick ${\alpha}$-Si:H layers were grown at low temperature (<$200^{\circ}C$) by a Catalytic-CVD. NiSi layers were already formed instantaneously during Cat-CVD process regardless of the thickness of the $\alpha$-Si. The resulting changes in sheet resistance, microstructure, phase, chemical composition, and surface roughness with the additional rapid thermal annealing up to $500^{\circ}C$ were examined using a four point probe, HRXRD, FE-SEM, TEM, AES, and SPM, respectively. The sheet resistance of the NiSi layer was 12${\Omega}$/□ regardless of the thickness of the ${\alpha}$-Si and kept stable even after the additional annealing process. The thickness of the NiSi layer was 30 nm with excellent uniformity and the surface roughness was maintained under 2 nm after the annealing. Accordingly, our result implies that the low temperature Cat-CVD process with proposed films stack sequence may have more advantages than the conventional CVD process for nano scale NiSi applications.

• 한국재료학회지
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• 제11권7호
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• pp.556-561
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• 2001

실리사이드반웅을 이용하여 니켈모노실리사이드의 양측계면에 단결정실리콘을 적층시켜 전도성이 우수하며 식각특성이 달라 MEMS용 기판으로 채용이 가능한 SOS (Silicon-on-Silicide) 기판을 제작하였다. 실리콘 기판 전면에 Ni를 열증착법으로$ 1000\AA$두께로 성막하고, 실리콘 기판 경면과 맞블여 후 $300~900^{\circ}C$온도범위에서 15시간동안 실리사이드 처리하여 니켈모노실리사이드가 접합매체로 되는 기판쌍들을 완성하였다. 완성된 기판쌍들은 IR (infrared) 카메라를 이용하여 비파괴적으로 접합상태를 확인하고. 주사전자현미경 (scaning electron microscope)과 투과전자현미경 (tranmission electron microscope)을 이용하여 수직단면 미세구조를 확인하였다. Ni 실리사이드의 상변화가 일어나는 온도를 제외하고는 Si NiSi ∥Si 기판쌍은 기판전면에 52%이상 완전접합이 진행되었음을 확인하였고 생성 실리사이드의 두께에 따라 나타나는 명암부에 비추어 기판쌍 중앙부에 두꺼운 니켈노실리아드가 형성되었다고 판단되었다. 완성된 Si NiSi ∥ Si 기판쌍을 SBM 수직단면에 의괘 확인한 결과 접합이 완성된 기판중심부의 접합계면은 $1000\AA$ 두께의 NiSi가 균일하게 형성되었으며 배율 30,000배의 해상도에서 계면간 분리부분없이 완전한 접합이 진행되었음을 확인하였다. 반면 기판쌍 에지 (edge)부분에는 실리사이드가 헝성되지 않은 비접합상태가 발견되었다. 수직단면루과전자현미경 결과물에 근거하여 접합된 중심부에서는 피접합되는 실리콘의 경면과 니켈이 성막된 실리콘 경면 상부계면에 10-20$\AA$의 비정질막이 발견되었으며, 산화막으로 추정되는 이 막이 접합률을 현저히 저하시키는 것을 확인하였다. 접합이 진행되지 않은 에지부는 이러한 산화막이 열처리 진행중 급격히 성장하여 피접합 실리콘층의 분리가 발생하였다. 따라서 Si NiSi ∥Si 기판쌍의 접합률을 향상시키기 위해서는 피접합 실리콘 계면과 Ni 상부층간의 비정질부를 적극적으로 제거하여야 함을 알 수 있었다.

• 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.