Abstract
The $CoSi_2$ layers have been in-situ grown on undoped poly-Si by the reactive chemical vapor deposition of $Co({\Eta}^5-C_5H_5)(CO)_2$ at $650^{\circ}C$ and their thermal stabilities have been investigated in the temperature range of 800 to $1000^{\circ}C$. The $CoSi_2$ layer grown by the in-situ method had grains with large area of (111) plane, while grains with little area of (111) plane appeared on the $CoSi_2$ layer grown by the conventional two-step method where $CoSi_2$ formed first and transformed to $CoSi_2$. The thermal stability of the $CoSi_2$ layer grown by the in- situ process was improved by more than $100^{\circ}C$ higher than that of the $CoSi_2$ layer grown by the conventional two-step process. The $CoSi_2$ layer grown in situ on a large-grained Poly-Si was stable up to $950^{\circ}C$. The effect of stability improvement by the in situ growth was more pronounced when the grain sizes of the poly-Si substrate were small. The improved thermal stability of the in-situ grown $CoSi_2$ layer could be mainly due to the formation of a uniform $CoSi_2$ layer with the $CoSi_2$ grains, which are in the form of epitaxial-like growth on the each poly-Si grains, causing a reduction of the interfacial energy of the system.
$650^{\circ}C$에서 Co(η$^{5}$ $V_{5}$ $H_{5}$ ) (CO)$_2$의 반웅성.화학기상증착법에 의해 도핑되지 않은 다결정실리콘 위에 $CoSi_2$충이 직접 (in-situ) 성장되었고 이 $CoSi_2$층들의 열적안정성을 $800~1000^{\circ}C$의 온도구간에서 조사하였다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$충은 표면에 평행한 (111) 면의 면적이 큰 결정립들을 가지는 반면에, $CoSi_2$가 먼저 형성되고 $CoSi_2$로 상변태되는 기존의 두단계 성장 방법에 의해 성장된 CoSi$_2$충은 표면에 평행한 (111) 면을 가지는 결정립들이 거의 없었다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$층의 열적 안정성은 기존의 두 단계 성장 방법에 의해 성장된 $CoSi_2$층의 열적안정성보다 개선되어 열화 온도가 $100^{\circ}C$정도 더 높았다. 큰 결정립의 다결정실리론 기판 위에서 직접 성장된 $CoSi_2$충은 $950^{\circ}C$에서 열처리한 후에도 안정했다. 직접 성장에 의한 열적 안정성의 개선 효과는 다결정실리콘 기판의 결정립의 크기가 작을 때 두드러졌다. 직접 성장된 $CoSi_2$층의 열적 안정성 개선의 주된 원인은 다결정실리콘의 각 결정립들 위에 유사에피 성장을 하면서 자라난 $CoSi_2$ 결정립들이 균일한 $CoSi_2$층을 형성하여 이것이 계의 계면에너지를 낮추기 때문이라고 사료된다.
