Formation and Interface Mophologies of the Epitaxial $\textrm{CoSi}_2$ Using the Chemical Oxide on Si(100) Substrate

화학적 산화막을 이용한 epitaxial $\textrm{CoSi}_2$형성과 계면구조

  • Published : 1998.10.01

Abstract

화학적 산화막(SiOx)이 형성된 Si(100)기판 위에 Co-silicide의 형성과 계면 형상에 관한 연구를 하였다. 화학적 산화막은 과산화수소수(H2O2)의 인위적 처리에 의해 약 2nm을 형성시켰다. 그 위에 5nm 두께의 Co 박막을 전자빔 증착기에 의해 증착시킨 후 열처리하여 Co-silicide를 형성하였다. 화학적 산화막 위에서 Co-silicide 반응기구를 알아 보기 위해 $500^{\circ}C$-$900^{\circ}C$의 온도 범위에서 ex-situ와 in-situ 열처리를 하였다. 이와같이 형성된 Co-silicide 시편의 상형성, 표면 및 계면 형상, 그리고 화학적 조성을 XRD, SEM, TEM, 그리고 AES를 이용하여 분석하였다. 분석 결과 es-situ 열처리시 $700^{\circ}C$까지 CoSi2 상은 형성되지 않았고 Co의 응집화현상이 일어났다. $800^{\circ}C$ 열처리한 경우에는 CoSI2가 형성되었고 facet 현상이 크게 나타났으며 불연속적인 grain 들이 형성되었다. In-situ 열처리한 경우에는 저온에서 ($550 ^{\circ}C$)반응하여 Co-silicide가 형성되기 시작하였으며 $600^{\circ}C$부터는 facet에 의해 박막의 특성이 나빠지기 시작했다. $550^{\circ}C$에서 Co가 화학적 산화막 층을 통해 확산하여 균질한 Co-silicide를 형성하였다. 이와같이 형성된 균질한 실리사이드 층을 이용하여 다단계(55$0^{\circ}C$-$650^{\circ}C$-$800^{\circ}C$)열처리에 의해 균질한 다결정 CoSI2의 형성이 관찰되었다.

Keywords

References

  1. J. Appl. Phys. v.71 no.5 C.W.T.Bulle;A.H.V.Ommen;J.Hornstra;C.N.A.M.Aussems
  2. Appl. Phys. Lett. v.61 no.13 F.Hong;G.A.Rozgonyi;B.K.Patnaik
  3. J. Appl. Phys. v.80 no.2 J.Cardenas;S.Zhang;B.G.Svesson;C.S.Petersson
  4. J. Vac. Sci, Technol. v.B9 no.3 J.P.W.B.Duchateau;A.E.T.Kuiper;M.F.C.Wilemsen;A.Torrisi;G.J.V.Kolk
  5. Appl. Phys. Lett. v.58 no.12 M.Lawrence;A.Dass;D.B.Fraser;C.Wei
  6. J. Appl. Phys. v.79 no.1 C.M.Comrie;R.T.Newman
  7. J. Appl. Phys. v.70 no.12 S.L.Hsia;T.Y.Tan;P.Smith;G.E.McGuire
  8. J. Appl. Phys. v.75 no.8 A.V.Vantomme;M.Nicolet;N.D.Theodore
  9. J. Appl. Phys. v.70 K.Rajan;L.M.Hsiung;J.R.Jimenez;L.J.Schowalter;K.V.Ramanathan;R.D.Thompson;S.S.Iyer
  10. Appl. Phys. Lett. v.50 E.W.Alice;K.T.Short;R.C.Dynes;J.P.Garno;J.M.Gibson
  11. Appl. Phys. Lett. v.64 no.17 F.Hong;G.A.Rozgonyi;B.K.Patnaik
  12. Electrochem. Soc. v.143 no.3 J.S.Byun;J.M.Seon;K.S.Youn;H.Hwang;J.W.Park;J.J.Kim
  13. Appl. Phys. Lett. v.62 no.3 A.V.Vantomme;M.Nicolet;G.Bai;D.B.Fraser
  14. J. Electrochem. Soc. v.134 no.4 A.E.Morgan;E.K.Broadbent;M.Delfino;B.Coulman;D.K.Dadana
  15. J. Appl. Phys. v.78 no.3 J.S.Byun;D.Kim;W.S.Kim;H.J.Kim
  16. J. Appl. Phys. v.79 no.2 T.Nguyen;H.L.Ho;D.E.Kotecki;T.D.Nguyen
  17. J. Appl. Phys. v.67 no.10 A.E.Morgan;K.N.Ritz;E.K.Broadbent;A.S.Bhansali
  18. Appl. Phys. Lett. v.68 no.24 R.T.Tung
  19. Jap. J. Appl. Phys. v.36 R.T.Tung