코발트실리사이드형성에 있어서 Capping layer로써의 Ti의 역할에 대한 연구를 수행하였다. 실리콘 산화막이 제거된 Si(100)기판과 $H_2SO_4$에 의한 chemical oxide를 형성한 Si(100)기판 위에 Co와 Ti를 증착한 후 열처리 온도 증가에 따른 계면반응과 상변화 등의 미세구조와 면저항 특성의 변화를 four point prove, XRD, TEM, SIMS등의 분석을 통하여 TiN capping, capping layer가 없는 경우에 대하여 비교하였다. 실리콘 산화막이 제거된 Si 기판 상에서 Ti capping의 경우 TiN capping, capping layer가 없는 경우보다 높은 온도에서 $CoSi_2$상이 형성되었으며, chemical oxide가 형성된 Si 기판 상에서는 Ti capping의 경우 코발트 실리사이드 박막을 형성 할 수 있었다. 이것은 capping layer인 Ti가 1차 RTA(Rapid Thermal Annealing)동안 Si 기판 방향으로 확산 침투하여 Co와 Si 사이에 존재하는 실리콘 산화막을 분해하는 역할을 하기 때문이다.
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.
$CoSi_2$ was formed through annealing of atomic layer deposition Co thin films. Co ALD was carried out using bis(N,N'-diisopropylacetamidinato) cobalt ($Co(iPr-AMD)_2$) as a precursor and $NH_3$ as a reactant; this reaction produced a highly conformal Co film with low resistivity ($50\;{\mu}{\Omega}cm$). To prevent oxygen contamination, $ex-situ$ sputtered Ti and $in-situ$ ALD Ru were used as capping layers, and the silicide formation prepared by rapid thermal annealing (RTA) was used for comparison. Ru ALD was carried out with (Dimethylcyclopendienyl)(Ethylcyclopentadienyl) Ruthenium ((DMPD)(EtCp)Ru) and $O_2$ as a precursor and reactant, respectively; the resulting material has good conformality of as much as 90% in structure of high aspect ratio. X-ray diffraction showed that $CoSi_2$ was in a poly-crystalline state and formed at over $800^{\circ}C$ of annealing temperature for both cases. To investigate the as-deposited and annealed sample with each capping layer, high resolution scanning transmission electron microscopy (STEM) was employed with electron energy loss spectroscopy (EELS). After annealing, in the case of the Ti capping layer, $CoSi_2$ about 40 nm thick was formed while the $SiO_x$ interlayer, which is the native oxide, became thinner due to oxygen scavenging property of Ti. Although Si diffusion toward the outside occurred in the Ru capping layer case, and the Ru layer was not as good as the sputtered Ti layer, in terms of the lack of scavenging oxygen, the Ru layer prepared by the ALD process, with high conformality, acted as a capping layer, resulting in the prevention of oxidation and the formation of $CoSi_2$.
Cobalt silicide has been employed to Embedded DRAM (Dynamic Random Access Memory) and Logic (EDL) as contact material to improve its speed. We have investigated the influences of Ti and TiN capping layers on cobalt-silicided Complementary Metal-Oxide-Semiconductor (CMOS) device characteristics. TiN capping layer is shown to be superior to Ti capping layer with respect to high thermal stability and the current driving capability of pMOSFETs. Secondary Ion Mass Spectrometry (SIMS) showed that the Ti capping layer could not prevent the out-diffusion of boron dopants. The resulting operating current of MOS devices with Ti capping layer was degraded by more than 10%, compared with those with TiN.
본 연구에서는 CoFeB/MgO/CoFeB 구조를 가지는 자기터널접합에서 capping층 재료의 종류와 열처리 시간에 따른 비정질 top CoFeB 자성층의 결정화 상태 및 자기터널접합의 자기적 특성 변화에 대한 연구결과를 비교 분석 하였다. Hcp(Hexagonal close-packed)의 결정구조를 가지는 Ru(002)를 capping층 재료로 사용한 자기터널접합 박막의 경우에는 열처리 이후 Ru과 인접한 부분의 top CoFeB이 bcc-CoFe(110)로 성장하는 반면, TiAl과 ZrAl을 capping층 재료로 사용한 자기터널접합의 경우는 열처리 이후 top CoFeB이 MgO와 epitaxial하게 bcc-CoFe(002)로 결정성장 하였다. 이로 인해 Ru을 사용한 자기터널접합의 터널자기 저항비(46.7%)보다 약 1.5배 높은 터널자기저항비(TiAl: 71.8%, ZrAl: 72.7%)를 나타내었다.
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.
Zakaria, Myrna Nurlatifah;Cahyanto, Arief;El-Ghannam, Ahmed
생체재료학회지
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제22권4호
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pp.346-351
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2018
Background: Carbonate apatite ($CO_3Ap$) and silica-calcium phosphate composite (SCPC) are bone substitutes with good prospect for dental application. SCPC creates a hydroxyapatite surface layer and stimulate bone cell function while, $CO_3Ap$ induce apatite crystal formation with good adaptation providing good seal between cement and the bone. Together, these materials will add favorable properties as a pulp capping material to stimulate mineral barrier and maintain pulp vitality. The aim of this study is to investigate modification of $CO_3Ap$ cement combined with SCPC, later term as $CO_3Ap-SCPC$ cement (CAS) in means of its chemical (Calcium release) and physical properties (setting time, DTS and pH value). Methods: The study consist of three groups; group 1 (100% calcium hydroxide, group 2 $CO_3Ap$ (60% DCPA: 40% vaterite, and group 3 CAS (60% DCPA: 20% vaterite: 20% SCPC. Distilled water was employed as a solution for group 1, and $0.2mol/L\;Na_3PO_4$ used for group 2 and group 3. Samples were evaluated with respect to important properties for pulp capping application such as pH, setting time, mechanical strength and calcium release evaluation. Results: The fastest setting time was in $CO_3Ap$ cement group without SCPC, while the addition of 20% SCPC slightly increase the pH value but did not improved the cement mechanical strength, however, the mechanical strength of both $CO_3Ap$ groups were significantly higher than calcium hydroxide. All three groups released calcium ions and had alkaline pH. Highest pH level, as well as calcium released level, was in the control group. Conclusion: The CAS cement had good mechanical and acceptable chemical properties for pulp capping application compared to calcium hydroxide as a gold standard. However, improvements and in vivo studies are to be carried out with the further development of this material.
Park, Dahee;Kim, Sun Mi;Qadir, Kamran;Park, Jeong Young
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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pp.264-264
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2013
Strong metal-support interaction effect is an important issue in determining the catalytic ac-tivity for heterogeneous catalysis. In this study, we investigated the support effect and the role of organic capping layers of two-dimensional Pt nanocatalysts on reducible metal oxide supports under the CO oxidation. Several reducible metal oxide supports including CeO2, Nb2O5, and TiO2 thin films were prepared via sol-gel techniques. The structure, chemical state and optical property were characterized using XRD, XPS, TEM, SEM, and UV-VIS spectrometer. We found that the reducible metal oxide supports have a homogeneous thin thickness and crystalline structure after annealing at high temperature showing the different optical band gap energy. Langmuir-Blodgett technique and arc plasma deposition process were employed to ob-tain Pt nanoparticle arrays with capping and without capping layers, respectively on the oxide support to assess the role of the supports and capping layers on the catalytic activity of Pt catalysts under the CO oxidation. The catalytic performance of CO oxidation over Pt supported on metal oxide thin films under oxidizing reaction conditions (40 Torr CO and 100 Torr O2) was tested. The results show that the catalytic activity significantly depends on the metal oxide support and organic capping layers of Pt nanoparticles, revealing the strong metal-support interaction on these nanocatalysts systems.
본 논문에서는 Cobalt interlayer 와 Titanium Nitride(TiN) capping layer를 Ni SALICIDE의 단점인 열 안정성과 sheet resistance 와 series 저항을 감소시키는데 적용하여 0.lum 급 CMOS 소자의 특성을 연구하였다. 첫째로, Ni/Si 의 interface 에 Co interlayer 를 증착하여 Nickel Silicide의 단점인 열 안정성 평가인 700℃, 30min의 furnace annealing 후에 낮은 sheet resistance와 누설전류를 줄일 수 있었다. 두번째로, TiN caping layer를 적용하여 실리사이드 형성시 산소와의 반응을 막아 실리사이드의 표면특성을 향상시켜 누설전류의 특성을 개선하였다. 결과적으로 소자의 구동전류 향상, 누설전류 저하, 낮은 면저항으로 소자의 특성을 개선하였다.
We measured x-ray magnetic circular dichroism of Co films on Pd(111) surface with and without Pd capping layer at the Co L$_2$,$_3$ edges. Perpendicular magnetization and orbital-moment enhancement are induced by the capping layer. The increase of perpendicular magnetic anisotropy induced by capping layer is considered to result from the increase of surface anisotropy due to the hybridization at the surface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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