• 한국재료학회지
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• 제16권9호
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• pp.564-570
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• 2006

Silicides have been required to be below 40 nm-thick and to have low contact resistance without agglomeration at high silicidation temperature. We fabricated composite silicide layers on the wafers from Ni(20 nm)/Co(20 nm)/poly-Si(70 nm) structure by rapid thermal annealing of $700{\sim}1100^{\circ}C$ for 40 seconds. The sheet resistance, surface composition, cross-sectional microstructure, and surface roughness were investigated by a four point probe, a X-ray diffractometer, an Auger electron spectroscopy, a field emission scanning electron microscope, and a scanning probe microscope, respectively. The sheet resistance increased abruptly while thickness decreased as silicidation temperature increased. We propose that the fast metal diffusion along the silicon grain boundary lead to the poly silicon mixing and inversion. Our results imply that we may consider the serious thermal instability in designing and process for the sub-0.1 um CMOS devices.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.42-43
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• 2002

반도체 디바이스의 발전은 높은 직접화 및 동작 속도를 추구하고 있으며, 이를 위해서 MOSFET의 scale down시 발생되는 문제를 해결해야만 한다. 특히, Channel이 짧아짐으로써 발생하는 device의 열화현상으로 동작전압의 조절이 어려워 짐을 해결해야만 하며, gate oxide 두께를 줄임으로써 억제할 수 있다고 알려져 왔다. 현재, gate oxide으로 사용되고 있는 SiO2박막은 비정질로써 ～8.7 eV의 높은 band gap과 Si기판 위에서 성장이 용이하며 안정하다는 장점이 있으나, 두께가 1.6 nm 이하로 얇아질 경우 전자의 direct Tunneling에 의한 leakage current 증가와 gate impurity인 Boron의 channel로의 확산, 그리고 poly Si gate의 depletion effect[1,2] 등의 문제점으로 더 이상 사용할 수 없게 된다. 2001년 ITRS에 의하면 ASIC제품의 경우 2004년부터 0.9～l.4 nm 이하의 EOT가 요구된다고 발표하였다. 따라서, gate oxide의 물리적인 두께를 증가시켜 전자의 Tunneling을 억제하는 동시에 유전막에 걸리는 capacitance를 크게 할 수 있다는 측면에서 high-k 재료를 적용하기 위한 연구가 진행되고 있다[3]. High-k 재료로 가능성 있는 절연체들로는 A1₂O₃, Y₂O₃, CeO₂, Ta₂O, TiO₂, HfO₂, ZrO₂,STO 그리고 BST등이 있으며, 이들 재료 중 gate oxide에 적용하기 위해 크게 두 가지 측면에서 고려해야 하는데, 첫째, Si과 열역학적으로 안정하여 후속 열처리 공정에서 계면층 형성을 배제하여야 하며 둘째, 일반적으로 high-k 재료들은 유전상수에 반비례하는 band gap을 갖는 것으로 알려줘 있는데 이 Barrier Height에 지수적으로 의존하는 leakage current때문에 절연체의 band gap이 낮아서는 안 된다는 점이다. 최근 20이상의 유전상수와 ～5 eV 이상의 Band Gap을 가지며 Si기판과 열역학적으로 안정한 ZrO₂[4], HfiO₂[5]가 관심을 끌고 있다. HfO₂은 ～30의 고유전상수, ～5.7 eV의 높은 band gap, 실리콘 기판과의 열역학적 안전성 그리고 poly-Si와 호환성등의 장점으로 최근 많이 연구가 진행되고 있다. 또한, Hf은 SiO₂를 환원시켜 HfO₂가 될 수 있으며, 다른 silicide와 다르게 Hf silicide는 쉽게 산화될 수 있는 점이 보고되고 있다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.36-36
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• 2009

In this work, we describe a method to fabricate the Pt-silicided SB-MOSFETs with a n-type Silicon-On-Insulator (SOI) substrate as an active layer and demonstrate their electrical and structural properties. The fabricated SB-MOSFETs have novel structure and metal gate without sidewall. The gate oxide with a thickness of 7 nm was deposited by sputtering. Also, this fabrication processes were carried out below $500^{\circ}C$. As a result, Subthreshold swing value and on/off ratio of Fabricated SB MOSFETs was 70 [mV/dec] and $10^8$.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권4호
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• pp.187-189
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• 2015

A charge-trap flash (CTF) thin film transistor (TFT) memory is proposed at a low-temperature process (≤ 450℃). The memory cell consists of a sputtered oxide-nitride-oxide (ONO) gate dielectric and Schottky barrier (SB) source/drain (S/D) junctions using nickel silicide. These components enable the ultra-low-temperature process to be successfully achieved with the ONO gate stacks that have a substrate temperature of room temperature and S/D junctions that have an annealing temperature of 200℃. The silicidation process was optimized by measuring the electrical characteristics of the Ni-silicided Schottky diodes. As a result, the Ion/Ioff current ratio is about 1.4×10⁵ and the subthreshold swing and field effect mobility are 0.42 V/dec and 14 cm²/V·s at a drain voltage of −1 V, respectively.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1999년도 춘계학술발표강연 및 눈문개요집
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• pp.105-105
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• 1999

• 센서학회지
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• 제7권5호
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• pp.364-371
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• 1998

Field programmable gate array (FPGA)의 전압 프로그램 요소(voltage programmable link)로써 사용될 새로운 안티퓨즈를 제조하였다. 제조된 안티퓨즈는 Al/$BaTiO_3/SiO_2$/TiW-실리사이드 구조를 갖는다. 안티퓨즈의 프로그램 전압은 $BaTiO_3$의 증착 두께를 조절함으로써 정확하게 조절할 수 있었다. $BaTiO_3(120{\AA})$/$SiO_2(120{\AA})$의 안티퓨즈에서 TiW-실리사이드 전극에 (-)극성을 인가하여 측정된 프로그램 전압은 14.4 V였으며, on-저항은 $40-50{\Omega}$의 값을 갖는다. 안티퓨즈의 전류-전압 특성은 Frenkel-Poole 전도 기구를 따르고 있으며, 그 특성은 인가 전압의 극성에 따라 차이를 보였다. 이것은 Al/$BaTiO_3$계면과 TiW-silicide/$SiO_2$계면 특성이 다르기 때문이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 추계학술대회 논문집 Vol.21
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• pp.10-10
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• 2008

Silicide is inevitable for CMOSFETs to reduce RC delay by reducing the sheet resistance of gate and source/drain regions. Ni-silicide is a promising material which can be used for the 65nm CMOS technologies. Ni-silicide was proposed in order to make up for the weak points of Co-silicide and Ti-silicide, such as the high consumption of silicon and the line width limitation. Low resistivity NiSi can be formed at low temperature ($\sim500^{\circ}C$) with only one-step heat treat. Ni silicide also has less dependence of sheet resistance on line width and less consumption of silicon because of low resistivity NiSi phase. However, the low thermal stability of the Ni-silicide is a major problem for the post process implementation, such as metalization or ILD(inter layer dielectric) process, that is, it is crucial to prevent both the agglomeration of mono-silicide and its transformation into $NiSi_2$. To solve the thermal immune problem of Ni-silicide, various studies, such as capping layer and inter layer, have been worked. In this paper, the Ni-silicide utilizing Pd stacked layer (Pd/Ni/TiN) was studied for highly thermal immune nano-scale CMOSFETs technology. The proposed structure was compared with NiITiN structure and showed much better thermal stability than Ni/TiN.

• 전자공학회논문지A
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• 제33A권12호
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• pp.77-82
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• 1996

The breakdown characteristics of metal-oxide-semiconductor(MOS) capacitors fabricated by Al, polysilicon, and tungsten polycide gate electrodes onto gate oxide was evaluated by time zero dielectric breakdwon (TZDB). The average breakdown field of the gate oxide with tungsten polycide electride was lower than that of the polysilicon electrode. The B model (1~8MV/cm) failure of the gate oxide with tungsten polycide electrode was increased with increasing annealing temperature in the dry $O_{2}$ ambient. This is attributed ot fluorine and tungsten diffusion from thungsten silicide film into the gate oxide, and stress increase of tungsten polcide after annealing treatment.

• 한국재료학회지
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• 제1권2호
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• pp.99-104
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• 1991

Ta-silicide의 게이트 전극 및 비트라인(bit line)으로의 사용가능성을 알아보기 위하여 As, P, $BF_2$가 $5{\times}10^15cm^-2$의 농도로 이온주입된 다결정 실리콘에 탄탈륨을 스퍼터링으로 증착한 후 급속 열처리로 Ta-silicide를 형성하였다. 형성된 Ta-silicide의 특성은 4-탐침법, X-rayghlwjf, SEM 단면사진과 ${\alpha}$-step으로 조사하였으며, 불순물들의 거동은 Secondary Ion Mass Spectroscopy(SIMS)로 알아보았다. $TaSi_2$의 형성은 $800^{\circ}C$에서 시작하며 $1000^{\circ}C$ 이상에서 완료됨을 알았다. 형성된 $TaSi_2$층으로 out-diffusion 하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.130-131
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• 2005

In the era of submicron devices, super ultra thin gate oxide characteristics are required. Titanium silicide process has studied gate oxide reliability and dielectric strength characteristics as the composition of gate electrode. In this study the author observed process characteristics on MOS structure. In view point of the process characteristics of MOS capacitor, the oxygen & Ti, Si2 was analyzed by SIMS analysis on before and after annealing with 1,2 step silicidation, the Ti contents[Count/sec]of $9.5{\times}1018$ & $6.5{\times}1018$ on before and after 2'nd anneal. The oxygen contents[Count/sec] of $4.3{\times}104$ & $3.65{\times}104$, the Si contents[Count/sec] of $4.2{\times}104$ & $3.7{\times}104$ on before and after 2'nd anneal. The rms value[A] was 4.98, & 4.03 on before and after 2'nd anneal.