• 한국재료학회지
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• 제1권4호
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• pp.191-197
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• 1991

Composite $TiSi_{2.6}$ target으로 부터 Ti-silicide를 형성시 단결정 Si기판과 다결정 Si내의 dopant의 확산 거동, 그리고 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기를 secondary ion mass spectrometry (SIMS), 4-point probe, X-선 회절 분석, 표면 거칠기 측정을 통해 조사하였다. X-선 회절 분석결과 중착된 직후의 중착막은 비정질이었고, 단결정 Si기판에 증착된 막은 $800^{\circ}C$에서 20초간 급속 열처리 시 orthorhombic $TiSi_2$(C54 구조)로 결정화가 이루어졌다. 단결정 Si 기판과 다결정 Si에서 Ti-silicide 충으로의 dopant의내부 확산은 거의 발생하지 않았으며, 주입된 불순물들은 Ti-silicide/Si 계면 근처의 단결정 Si이나 다결정 Si 내부에 존재하고 있었다. 또한 형성된 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기는 16-22nm이었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제40권12호
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• pp.1-9
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• 2003

본 논문에서는 cobalt interlayer와 TiN capping을 적용한 Ni-Silicide 구조를 제안하여 100 ㎜ CMOS 소자에 적용하고 소자 특성 연구를 하였다. Ni-Silicide의 취약한 열 안정성을 개선하기 위해 열 안정성이 우수한 Cobalt interlayer이용하여 silicide의 열화됨을 개선하였고 또한 silicide 계면의 uniformity를 향상하기 위해 TiN capping을 동시에 적용하였다. 100 ㎚ CMOS 소자에 제안한 Co/Ni/TiN 구조를 적용하여 700℃, 30분에서의 열처리 시에도 silicide의 낮은 면저항과 낮은 접합 누설 전류가 유지되었으며 100 ㎚이하 소자의 특성 변화도 거의 없음을 확인하였다. 따라서 제안한 Co/Ni/TiN 구조가 NiSi의 열 안정성을 개선시킴으로써 100 ㎚ 이하의 Nano CNOS 소자에 매우 적합한 Ni-Silicide 특성을 확보하였다.

• 한국재료학회지
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• 제31권2호
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• pp.97-100
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• 2021

We report the effect of Standard Clean-1 (SC-1) cleaning to remove residual Ti layers after silicidation to prevent Al diffusion into Si wafer for Ti Schottky barrier diodes (Ti-SBD). Regardless of SC-1 cleaning, the presence of oxygen atoms is confirmed by Auger electron spectroscopy (AES) depth profile analysis between Al and Ti-silicide layers. Al atoms at the interface of Ti-silicide and Si wafer are detected, when the SC-1 cleaning is not conducted after rapid thermal annealing. On the other hand, Al atoms are not found at the interface of Ti-SBD after executing SC-1 cleaning. Al diffusion into the interface between Ti-silicide and Si wafer may be caused by thermal stress at the Ti-silicide layer. The difference of the thermal expansion coefficients of Ti and Ti-silicide gives rise to thermal stress at the interface during the Al layer deposition and sintering processes. Although a longer sintering time is conducted for Ti-SBD, the Al atoms do not diffuse into the surface of the Si wafer. Therefore, the removal of the Ti layer by the SC-1 cleaning can prevent Al diffusion for Ti-SBD.

• 분석과학
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• 제5권2호
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• pp.199-202
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• 1992

$BF_2$를 50keV, 90keV로 에너지를 달리하여 주입한 실리콘 기판에 타이타늄을 sputter하여 Ti-slicide를 형성한 시편과 composite target을 사용하여 Ti-silicide를 형성한 시편을 준비하였다. Ti-silicide 형성시 boron의 거동을 SIMS(secondary ion mass spectrometry)로 분석하였다. Metal-Ti target을 사용한 경우 Ti-silicide 형성시 불순물들이 재분포하였으며 이온 주입 에너지가 작은 경우 심한 out-diffusion이 발생하였다. 한편 Composite target을 사용한 경우 거의 재분포가 발생하지 않고 안정된 boron의 분포를 보였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.1149-1155
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• 2004

In this paper, novel methods for improvement of thermal stability of Ni-germano Silicide were proposed for nano CMOS applications. It was shown that there happened agglomeration and abnormal oxidation in case of Ni-germano Silicide using Ni only structure. Therefore, 4 kinds of tri-layer structure, such as, Ti/Ni/TiN, Ni/Ti/TiN, Co/Ni/TiN and Ni/Co/TiN were proposed utilizing Co and Ti interlayer to improve thermal stability of Ni-germano Silicide. Ti/Ni/TiN structure showed the best improvement of thermal stability and suppression of abnormal oxidation although all kinds of structures showed improvement of sheet resistance. That is, Ti/Ni/TiN structure showed only 11 ohm/sq. in spite of 600 $^{\circ}C$, 30 min post silicidation annealing while Ni-only structure show 42 ohm/sq. Therefore, Ti/Ni/TiN structure is highly promising for nano-scale CMOS technology.

• 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.

• 한국표면공학회지
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• 제29권1호
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• pp.3-14
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• 1996

High temperature anneal of W-rich silicides, inferior to adherence compared with Si-rich silicides, resulted in the film peeling off from the Si-substrate when WSix thickness reached more than critical thickness. Investigation of the W-rich silicide films peeling off from the substrate revealed that the voids underneath the $WSi_2$ produced through silicide reaction were responsible for the poor adherence of W-rich silicide. In addition, internal stress in the film increased as the silicide thickness increased. In order to promote the adhesion of WSix to Si-substrate, thin Ti-layer was formed between WSi and Si-substrate(WSix/Ti/Si). No voids were observed in $WSi_2$/Ti/Si $N_2$-annealed at $1000^{\circ}C$, thereby leading to an increase of the critical thickness from ～1700$\AA$ to more than 2500$\AA$. However, higher resisiti-vity was obtained in WSix/Ti/Si than in WSix/Si. Finally, different silicide reaction mechanism for the structures(WSix/Si, WSix/Ti/Si) was proposed to explain the formation of voids as well as the role of thin Ti-layer.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.61-61
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• 2000

Device의 고성능화를 위하여 소자의 고속화, 고집적화가 가속됨에 따라 SALICIDE Process가 더욱 절실하게 요구되고 있다. 이러한 SALICIDE Process의 재료로써는 metal/silicide 중에서 비저항이 가장 낮은 TiSi2(15-25$\mu$$\Omega$cm), CoSi2(17-25$\mu$$\Omega$cm)가 일반적으로 많이 연구되어 왔다. 그러나 Ti-silicide의 경우 Co-silicide는 배선 선폭의 감소에 따른 면저항 값의 변화가 작으며, 고온에서 안정하고, 도펀트 물질과 열역학적으로 안정하여 화합물을 형성하지 않는다는 장점이 있으마 Ti처럼 자연산화막을 제거할 수 없어 Si 기판위에 자연산화막이 존재시 균일한 실리사이드 박막을 형성할 수 없는 단점등을 가지고 있다. 본 연구에서는 Ti Capping layer 에 의한 균일한 Co-silicide의 형성을 일반적인 Si(100)기판과 SCl 방법에 의하여 chemical Oxide를 성장시킨 Si(100)기판의 경우에 대하여 연구하였다. 스퍼터링 방법에 의해 Co를 150 증착후 capping layer로써 TiN, Ti를 각각 100 씩 증착하였다. 열처리는 RTP를 이용하여 50$0^{\circ}C$~78$0^{\circ}C$까지 4$0^{\circ}C$ 구간으로 N2 분위기에서 30초 동안 열처리를 한후, selective metal strip XRD, TEM의 분석장비를 이용하여 관찰하였다. lst RTP후 selective metal strip 후 면저항의 측정과 XRD 분석결과 낮은 면저항을 갖는 CoSi2로의 상전이는 TiN capping과 Co 단일박막이 일반적인 Si(100)기판과 interfacial oxide가 존재하는 Si(100)기판위에서 Ti capping의 경우보다 낮은 온도에서 일어났다. 또한 CoSi에서 CoSi2으로 상전이는 일반적인 Si(100)기판위에서 보다 interfacial Oxide가 존재하는 Si(100)기판 위에 TiN capping과 Co 단일박막의 경우 열처리 후에도 Oxide가 존재하는 불균인한 CoSi2박막을 관찰하였으며, Ti capping의 경우 Oxise가 존재하지 않는 표면과 계면이 더 균일한 CoSi2 박막을 형성 할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제1권3호
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• pp.168-174
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• 1991

Ti-Silicides를 single-Si wafer와 그 위에 oxide를 성장시킨 기판위에 composite target($TiSi_{2.6}$)을 sputtering함으로써 증착시켰다. 증착된 비정질 상태의 Ti-silicide는 급속 열처리(RTA)방법으로 $600^{\circ}C$에서 $850^{\circ}C$가지 20초간 처리하였다. RTA온도가 $800^{\circ}C$가 되어서야 비로소 안정한 $TiSi_2$가 형성되었으며, 그 때의 비저항 값은 $27~29{\mu}\Omega-cm$로 Ti-metal reactive방법에 의한 $TiSi_2$보다 약간 높은 값으로 드러났다. X-ray로 상천이를 조사한 결과 역시 $750^{\circ}C$가지 C49 $TiSi_2$가 형성되고, $800^{\circ}C$가 되어서야 안정한 C54 $TiSi_2$로의 상천이가 일어남을 나타내고 있다. 또한 완전히 형성된 Ti-silicide의 조성비는 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)결과에서 Ti : Si이 1 : 2로 드러났으며, 그 동안 reactive 시켰을 때 $TiSi_2$의 단점으로 지적되어 왔던 형성 완료된 $TiSi_2$의 surface roughness는 $17{\pm}1mm$이내로 매우 우수한 값으로 판명되어, device에 대한 응용 가능성을 높이고 있다.

• 전자공학회논문지A
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• 제28A권11호
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• pp.887-893
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• 1991

To take advantage of Ti-polycide, when it is contacted with both n+ and p+ active area of silicon, the effects of BF$_2$ on the formation of Ti-silicide were investigated with RTA temperature and dopant concentration. The intermediate phase C49 TiSi$_2$ appeared at $650^{\circ}C$ and the stable phase C54 TiSi2 was formed at $700^{\circ}C$. And the formation of Ti-silicide was hindered by BF$_2$ doping and this trend was decreased with increasing temperature. The out-diffusion phenomena of BF$_2$ into Ti silicide were not observed. And significantly, the native oxide was a chief factor preventing the formation of Ti-silicides.