• 대한금속재료학회지
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• 제46권3호
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• pp.159-168
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• 2008

Thermally-evaporated 10 nm-Ni/1 nm-Ru/(30 nm or 70 nm-poly)Si structures were fabricated in order to investigate the thermal stability of Ru-inserted nickel monosilicide. The silicide samples underwent rapid thermal anne aling at $300{\sim}1,100^{\circ}C$ for 40 seconds. Silicides suitable for the salicide process were formed on the top of the single crystal and polycrystalline silicon substrates mimicking actives and gates. The sheet resistance was measured using a four-point probe. High resolution X-ray diffraction and Auger depth profiling were used for phase and chemical composition analysis, respectively. Transmission electron microscope and scanning probe microscope(SPM) were used to determine the cross-sectional structure and surface roughness. The silicide, which formed on single crystal silicon and 30 nm polysilicon substrate, could defer the transformation of $Ni_2Si $i and $NiSi_2 $, and was stable at temperatures up to $1,100^{\circ}C$ and $1,100^{\circ}C$, respectively. Regarding microstructure, the nano-size NiSi preferred phase was observed on single crystalline Si substrate, and agglomerate phase was shown on 30 nm-thick polycrystalline Si substrate, respectively. The silicide, formed on 70 nm polysilicon substrate, showed high resistance at temperatures >$700^{\circ}C$ caused by mixed microstructure. Through SPM analysis, we confirmed that the surface roughness increased abruptly on single crystal Si substrate while not changed on polycrystalline substrate. The Ru-inserted nickel monosilicide could maintain a low resistance in wide temperature range and is considered suitable for the nano-thick silicide process.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권2호
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• pp.170-177
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• 1992

Contact resistance and contact leakage current of the Al/TiSiS12T/Si system are investigated for NS0+T and PS0+T junctions. SALICIDE (Self Aligned Silicide) process was used to make the Al/TiSiS12T/Si system. Titanium disilicide is one of the most common silicides because of its thermal stability, ability to form selective formation and low resistivity. In this paper, RTA temperature effect and Junction implant dose effect were evaluated to characterize contact resistance and contact leakage current. The TiSiS12T contact resistance to NS0+T silicon is lower than that to PS0+T silicon, and TiSiS12T of contact leakage current to NS0+T silicon is lower than that to PS0+T silicon. Contact resistance and contact leakage current of the Al/TiSiS12T/Si system by this method were possible for VLSI application.

• 한국재료학회지
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• 제6권12호
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• pp.1192-1198
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• 1996

배선 재료나 salicide 트랜지스터에 적용될 것으로 기대되는 Cu 배선과 Co 단일층 및 Co/Ti 이중층을 사용하여 형성된 코발트 실리사이드간의 열적 안정성에 대하여 조사하였다. 40$0^{\circ}C$열처리후 Cu3Si 막이 CoSi2층과 Si 기판 사이에 형성되었는데, 이것은 Cu 원자의 확산에 기인한 것이다. $600^{\circ}C$에서의 열처리 후에 형성된 최종막의 구조는 각각 Cu/CoSi2/Cu3Si/Si과 TiO2/Co-Ti-Si 합금/CoSi2/Cu3Si/Si였으며, 상부에 형성된 TiO2층은 산소 오염에 의한 것으로 밝혀졌다.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권9호
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• pp.1012-1018
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• 1996

To investigate the final structures and reactions of silicides a somewhat thick Ti monolayer Co monolayer and Co/Ti bilayer films were deposited on single Si(100) wafer by electron beam evaporation followed by heat treatment using RTA system in N2 ambient. TiO2 film formed between Ti and TiSi2 layers due to oxgen or moisture in the Ti monolayer sample. The final layer structure obtained after the silicidation heat-treatment of the Co/Ti bilayer sample turned out to be TiSi2/CoSi2/Ti-Co-Si alloy/CoSi2/Si sbustrate. This implies that imperfect layer inversion occurred due to the formation of Ti-Co-Si intermediate phase.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제10권6호
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• pp.189-192
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• 2009

The leakage current in a CMOS image sensor (CIS) can have various origins. Leakage current investigations have focused on such things as cobalt-salicide, source and drain scheme, and shallow trench isolation (STI) profile. However, there have been few papers examining the effects on leakage current of nitride stringers that are formed by gate sidewall etching. So this study reports the results of a series of experiments on the effects of a nitride stringer on real display images. Different step heights were fabricated during a STI chemical mechanical polishing process to form different nitride stringer sizes, arsenic and boron were implanted in each fabricated photodiode, and the doping density profiles were analyzed. Electrons that moved onto the silicon surface caused the dark leakage current, which in turn brought up the speckle defect on the display image in the CIS.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1993년도 춘계학술발표회
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• pp.62-63
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• 1993

Salicide(Self-aligned) CoSi$_2$의 형성을 알아보기 위하여, 단결정 실리콘 기판내에 불순물 주입에 따른 실리사이드의 형성영향을 알아보는, As,BF$_2$를 주입 한 시편과, 코발트와 SiO$_2$를 증착한 시편을 준비하였다. RF sputtering 방식으로 각각의 기판위에 코발트를 증착 한 후 Rapid Thermal Annealing(RTA) 온도 400-100$0^{\circ}C$영역에서 20초 동안 열처리 하였다. RTA 온도 80$0^{\circ}C$에서 비저항이 약 18$\mu$$\Omega$-cm정도의 CoSi$_2$를 형성 시켰으며 SEM 과 $\alpha$-step 으로 확인된 Si 기판과 코발트 실리사이드의 계면 roughness 및 surface roughness는 우수하였고, CoSi$_2$의 두께 증가에 따른 실리콘 소모량의 증가에 따라 기판내에 있던 As,BF$_2$ 이온들이 실리사이드내로 재분포 되는 현상을 보였다.CoSi$_2$/Si 계면간의 열적안정성은 $N_2$분위기로 30분간 Furnace Annealing 온도 100$0^{\circ}C$까지 CoSi$_2$의 응집화 현상이 일어나지 않았다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.83-83
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• 2012

금속 실리사이드는 낮은 비저항, 실리콘과의 좋은 호환성 등으로 배선 contact 물질로 널리 연구되고 있다. 특히 $CoSi_2$는 선폭의 축소와 관계없이 일정하고 낮은 비저항과 열적 안정성이 우수한 특성 등으로 배선 contact 물질로 활발히 연구되고 있다. 금속 실리사이드를 실리콘 평면기판에 형성시키는 방법으로는 열처리를 통한 금속박막과 실리콘 기판 사이에 확산작용을 이용한 SALICIDE (self-algined silicide) 기술이 대표적이며 CoSi2도 이와 같은 방법으로 형성할 수 있다. Co 박막을 증착하는 방법에는 물리적 기상증착법 (PVD)과 유기금속 화학 증착법 등이 보고되어있지만 최근 급격하게 진행 중인 소자구조의 나노화 및 고 단차화에 따라 기존의 증착 기술은 낮은 단차 피복성으로 인하여 한계에 부딪힐 것으로 예상되고 있다. ALD(atomic layer deposition)는 뛰어난 단차 피복성을 가지고 원자단위 두께조절이 용이하여 나노 영역에서의 증착 방법으로 지대한 관심을 받고 있다. 앞선 연구에서 본 연구진은 CoCp2 전구체과 $NH_3$ plasma를 사용하여 Plasma enhanced ALD (PE-ALD)를 이용한 고 순도 저 저항 Co 박막 증착 공정을 개발 하고 이를 SALICIDE 공정에 적용하여 $CoSi_2$ 형성 연구를 보고한 바 있다. 하지만 이 연구에서 PE-ALD Co 박막은 플라즈마 고유의 성질로 인하여 단차 피복성의 한계를 보였다. 이번 연구에서 본 연구진은 Co(AMD)2 전구체와 $NH_3$, $H_2$, $NH_3$ plasma를 반응 기체로 사용하여 Thermal ALD(Th-ALD) Co 및 PE-ALD Co 박막을 증착 하였다. 고 단차 Co 박막의 증착을 위하여 Th-ALD 공정에 초점을 맞추어 Co 박막의 특성을 분석하였으며, Th-ALD 및 PE-ALD 공정으로 증착된 Co 박막의 단차를 비교하였다. 연구 결과 Th-ALD Co 박막은 95% 이상의 높은 단차 피복성을 가져 PE-ALD Co 박막의 단차 피복성에 비해 크게 향상되었음을 확인하였다. 추가적으로, Th-ALD Co 박막에 고 단차 박막의 증착이 가능한 Th-ALD Ru을 capping layer로 이용하여 CoSi2 형성을 확인하였고, 기존의 PVD Ti capping layer와 비교하였다. 이번 연구에서 Co 박막 및 $CoSi_2$ 의 특성 분석을 위하여 X선 반사율 분석법 (XRR), X선 광전자 분광법 (XPS), X선 회절 분석법 (XRD), 주사 전자 현미경 (SEM), 주사 투과 전자 현미경 (STEM) 등을 사용하였다.

• 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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• 제13권11호
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• pp.711-716
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• 2003

Gate length, height, and silicide thickness have all been shrinking linearly as device density has progressively increased over the years. We investigated the effect of the cobalt diffusion during the silicide formation process on the 60$\AA$-thick gate oxide lying underneath the Ti/Co and Co/Ti bilayers. We prepared four different cobalt silicides, which have similar sheet resistance, made from the film structure of Co/Ti(interlayer), and Ti(capping layer)/Co, and peformed the current-voltage, time-to-break down, and capacitance-voltage measurements. Our result revealed that the cobalt silicide process without the Ti capping layer allowed cobalt atoms to diffuse into the upper interface of gate oxides. We propose that 100$\AA$-thick titanium interlayer may lessen the diffusion of cobalt to gate oxides in 1500-$\AA$ height polysilicon gates.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.29-34
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• 2008

In this paper, we investigated electrical and physical characteristics of nickel silicide using rare-earth metals(Er, Yb, Tb, Dy), Incorporated Ytterbium into Ni-silicide is proposed to reduce work function of Ni-silicide for nickel silicided schottky barrier diode (Ni-silicided SBD). Nickel silicide makes ohmic-contact or low schottky barrier height with p-type silicon because of similar work function (${\phi}_M$) in comparison with p-type silicon. However, high schottky barrier height is formed between Ni-silicide and p-type substrate by depositing thin ytterbium layer prior to Ni deposition. Even though the ytterbium is deposited below nickel, ternary phase $Yb_xN_{1-x}iSi$ is formed at the top and inner region of Ni-silicide, which is believed to result in reduction of work function about 0.15 - 0.38 eV.