• 제목/요약/키워드: Polysilicon probe

검색결과 13건 처리시간 0.021초

초소형 고밀도 정보저장장치를 위한 고종횡비의 팁을 갖는 정전 구동형 폴리 실리콘 프로브 어레이 개발 (Electrostatically-Driven Polysilicon Probe Array with High-Aspect-Ratio Tip for an Application to Probe-Based Data Storage)

  • 전종업;이창수;최재준;민동기;전동렬
    • 한국정밀공학회지
    • /
    • 제23권6호
    • /
    • pp.166-173
    • /
    • 2006
  • In this study, a probe array has been developed for use in a data storage device that is based on scanning probe microscope (SPM) and MEMS technology. When recording data bits by poling the PZT thin layer and reading them by sensing its piezoresponse, commercial probes of which the tip heights are typically shorter than $3{\mu}m$ raise a problem due to the electrostatic forces occurring between the probe body and the bottom electrode of a medium. In order to reduce this undesirable effect, a poly-silicon probe with a high aspect-ratio tip was fabricated using a molding technique. Poly-silicon probes fabricated by the molding technique have several features. The tip can be protected during the subsequent fabrication processes and have a high aspect ratio. The tip radius can be as small as 15 nm because sharpening oxidation process is allowed. To drive the probe, electrostatic actuation mechanism was employed since the fabrication process and driving/sensing circuit is very simple. The natural frequency and DC sensitivity of a fabricated probe were measured to be 18.75 kHz and 16.7 nm/V, respectively. The step response characteristic was investigated as well. Overshoot behavior in the probe movement was hardly observed because of large squeeze film air damping forces. Therefore, the probe fabricated in this study is considered to be very useful in probe-based data storages since it can stably approach toward the medium and be more robust against external shock.

Pd 삽입 니켈모노실리사이드의 물성과 미세구조 변화 (Property and Microstructure Evaluation of Pd-inserted Nickel Monosilicides)

  • 윤기정;송오성
    • 대한금속재료학회지
    • /
    • 제46권2호
    • /
    • pp.69-79
    • /
    • 2008
  • A composition consisting of 10 nm-Ni/1 nm-Pd/(30 nm or 70 nm-poly)Si was thermally annealed using rapid thermal for 40 seconds at $300{\sim}1100^{\circ}C$ to improve the thermal stability of conventional nickel monosilicide. The annealed bilayer structure developed into $Ni(Pd)Si_x$, and the resulting changes in sheet resistance, microstructure, phase, chemical composition, and surface roughness were investigated. The silicide, which formed on single crystal silicon, could defer the transformation of $NiSi_2$, and was stable at temperatures up to $1100^{\circ}C$. It remained unchanged on polysilicon substrate compared with the sheet resistance of conventional nickel silicide. The silicides annealed at $700^{\circ}C$, formed on single crystal silicon and 30 nm polysilicon substrates exhibited 30 nm-thick uniform silicide layers. However, silicide annealed at $1,000^{\circ}C$ showed preferred and agglomerated phase. The high resistance was due to the agglomerated and mixed microstructures. Through X-ray diffraction analysis, the silicide formed on single crystal silicon and 30 nm polysilicon substrate, showed NiSi phase on the entire temperature range and mixed phases of NiSi and $NiSi_2$ on 70 nm polysilicon substrate. Through scanning probe microscope (SPM) analysis, we confirmed that the surface roughness increased abruptly until 36 nm on 30 nm polysilicon substrate while not changed on single crystal and 70 nm polysilicon substrates. The Pd-inserted nickel monosilicide could maintain low resistance in a wide temperature range and is considered suitable for nano-thick silicide processing.

Titanium과 Cobalt silicide의 연구 (A Study of Titanium and Cobalt Silicide)

  • 김상용;유석빈;서용진;김태형;김창일;장의구
    • 대한전기학회:학술대회논문집
    • /
    • 대한전기학회 1989년도 추계학술대회 논문집 학회본부
    • /
    • pp.122-126
    • /
    • 1989
  • A composite polycide struoture consisting of refractory metal and noble metal silicide film on top of polysilicon bas been considered as a replacement for polysilicon as a gate electrode and Interconnect line in MOSFET integrated circuits. In this paper presents divice characteristics of NOS with $TiSi_2/n^+$polyoide and $CoSi_2/n^+$polycide gate. Also, evaporated Ti,Co films on polysilicon has been annealed by RTA and furnace annealing in $N_2$ abient at temperature of $400^{\circ}C-1000^{\circ}C$. The Ti-,Co-silioide formation is characterized by 4-point probe, silicide growth rate and Its reproductivity bas been examined by SEM.

  • PDF

인이 주입된 poly-Si/SiO$_{2}$/Si 기판에서 텅스텐 실리사이드의 형성에 관한연구 (Stduy on formation of W-silicide in the diped-phosphorus poly-Si/SiO$_{2}$/Si-substrate)

  • 정회환;주병권;오명환;정관수
    • 전자공학회논문지A
    • /
    • 제33A권3호
    • /
    • pp.126-134
    • /
    • 1996
  • Tungsten silicide films were deposited on the phosphorus-doped poly-Si/SiO$_{2}$/Si-substrates by LPCVD (low pressue chemical vapor deposition). The formation and various properties of tungsten silicide processed by furnace annealing in N$_{2}$ ambient were evaluated by using XRD. AFM, 4-point probe and SEM. And the redistribution of phosphorus atoms has been observed by SIMS. The crystal structure of the as-deposited tungsten silicide films were transformed from the hexagonal to the tetragonal structure upon annealing at 550.deg. C. The surface roughness of tungsten polycide films were found to very smoothly upon annelaing at 850.deg. C and low phosphorus concentration in polysilicon layer. The sheet resistance of tungsten polycide low phosphorus concentration in polysilicon layer. The sheet resistance of tungsten polycide films are measured to be 2.4 .ohm./ㅁafter furnace annealing at 1100.deg. C, 30min. It was found that the sheet resistance of tungsten polycide films upon annealing above 1050.deg. C were independant on the phosphorus concentration of polysilicon layer and furnace annealing times. An out-diffusion of phosphorus impurity through tungsten silicide film after annealing in $O_{2}$ ambient revealed a remarkably low content of dopant by oxide capping.

  • PDF

나노급 다결정 실리콘 기판 위에 형성된 니켈실리사이드의 물성과 미세구조 (Property and Microstructure Evolution of Nickel Silicides on Nano-thick Polycrystalline Silicon Substrates)

  • 김종률;최용윤;송오성
    • 한국산학기술학회논문지
    • /
    • 제9권1호
    • /
    • pp.16-22
    • /
    • 2008
  • 10nm Ni/30 nm와 70nm poly Si/200nm $SiO_2/Si(100)$ 구조로부터 니켈실리사이드의 열적안정성을 연구하기 위해서 쾌속열처리기를 이용하여 실리사이드화 온도 $300{\sim}1100^{\circ}C$에서 40초간 열처리하여 실리사이드를 제조하였다. 준비된 실리사이드의 면저항값 변화, 미세구조, 상 분석, 표면조도 변화를 각각 사점면저항측정기, FE-SEM, TEM, HRXRD, SPM을 활용하여 확인하였다. 30 nm 다결정실리콘 기판 위에 형성된 실리사이드는 $900^{\circ}C$까지 열적안정성이 있었다. 반면에 70 nm 다결정실리콘 기판 위에 형성된 실리사이드는 기존연구결과와 동일한 $700^{\circ}C$ 이상에서 고저항상인 $NiSi_2$로 상변화 하였다. HRXRD로 확인한 결과, 30 nm 두께의 기판 위에 니켈실리사이드는 $900^{\circ}C$ 고온에서도 NiSi상이 유지되다가 $1000^{\circ}C$에서 $NiSi_2$로 상변화 하였다. FE-SEM 과 TEM 관찰결과, 30 nm 두께의 다결정실리콘 기판에서는 $700^{\circ}C$의 저온처리에는 잔류 다결정실리콘 없이 매우 균일하고 평탄한 40 nm의 NiSi가 형성되었고, $1000^{\circ}C$에는 선폭 $1.0{\mu}m$급의 미로형 응집상이 생성됨을 확인하였다. 70 nm 두께의 다결정실리콘 기판에서는 불균일한 실리 사이드 형성과 잔류 다결정실리콘이 존재하였다. SPM결과에서 전체 실험구간에서의 RMS 표면조도 값도 17nm 이하로 CMOS공정의 FUSI게이트 적용의 가능성을 보여주었다. 다결정실리콘 게이트의 높이를 감소시키면 니켈실리사이드는 상안정화가 용이하며 저저항구간을 넓힐 수 있는 장점이 있었다.

루테늄 삽입층에 의한 니켈모노실리사이드의 안정화 (Thermal Stability of Ru-inserted Nickel Monosilicides)

  • 윤기정;송오성
    • 대한금속재료학회지
    • /
    • 제46권3호
    • /
    • pp.159-168
    • /
    • 2008
  • Thermally-evaporated 10 nm-Ni/1 nm-Ru/(30 nm or 70 nm-poly)Si structures were fabricated in order to investigate the thermal stability of Ru-inserted nickel monosilicide. The silicide samples underwent rapid thermal anne aling at $300{\sim}1,100^{\circ}C$ for 40 seconds. Silicides suitable for the salicide process were formed on the top of the single crystal and polycrystalline silicon substrates mimicking actives and gates. The sheet resistance was measured using a four-point probe. High resolution X-ray diffraction and Auger depth profiling were used for phase and chemical composition analysis, respectively. Transmission electron microscope and scanning probe microscope(SPM) were used to determine the cross-sectional structure and surface roughness. The silicide, which formed on single crystal silicon and 30 nm polysilicon substrate, could defer the transformation of $Ni_2Si $i and $NiSi_2 $, and was stable at temperatures up to $1,100^{\circ}C$ and $1,100^{\circ}C$, respectively. Regarding microstructure, the nano-size NiSi preferred phase was observed on single crystalline Si substrate, and agglomerate phase was shown on 30 nm-thick polycrystalline Si substrate, respectively. The silicide, formed on 70 nm polysilicon substrate, showed high resistance at temperatures >$700^{\circ}C$ caused by mixed microstructure. Through SPM analysis, we confirmed that the surface roughness increased abruptly on single crystal Si substrate while not changed on polycrystalline substrate. The Ru-inserted nickel monosilicide could maintain a low resistance in wide temperature range and is considered suitable for the nano-thick silicide process.

폴리실리콘 기판 위에 형성된 코발트 니켈 복합실리사이드 박막의 열처리 온도에 따른 물성과 미세구조변화 (Characteristics and Microstructure of Co/Ni Composite Silicides on Polysilicon Substrates with Annealing Temperature)

  • 김상엽;송오성
    • 한국재료학회지
    • /
    • 제16권9호
    • /
    • pp.564-570
    • /
    • 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.

적합화된 자장의 세기 및 배열을 통한 대면적 유도결합형 플라즈마 개발에 관한 연구

  • 이영준;한혜리;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
    • /
    • 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
    • /
    • pp.248-248
    • /
    • 1999
  • 현재 반도체 공정에서 사용하는 건식식각 공정은 고밀도 프라즈마를 사용한 플라즈마 장비를 사용하는 경향이 증대되고 있으며 이와 같은 고밀도 플라즈마 장비의 사용은 반도체 소자의 최소 선폭(CD)이 deep sub-micron으로 감소하고 반면 실리콘 웨이퍼의 크기는 8인치 직경이상으로 증가하여 가고 있어서 그 필요성이 더욱 더 증가되고 있다. 특히 TFT-LCD를 비롯한 PDP, 그리고 FED 등과 같은 여러 가지 형태의 평판 디스플레이의 제조공정에 있어서도 실리콘 기판에 비하여 대면적의 기판을 이용하고 또한 사각형 형태의 시편공정이 요구되므로 평판 디스플레이에서도 고밀도의 균일한 플라즈마 유지가 중요하다. 따라서, 본 실험에서는 여러 가지 형태의 영구자석 및 전자석의 세기 및 배열이 유도결합형 플라즈마에 미치는 효과(plasma&etch uniformity, etch rate, etc.)를 살펴보기 위해서, 유도결합형 플라즈마 chamber(210mm$\times$210mm) 내부에 magnetic cusping을 위한 영구자석용 하우스를 제작하여 표면에서 3000Gauss의 자장세기를 갖는 소형영구자석을 부착하였으며,외벽에는 chamber와 같이 사각형태로 40회 감겨진 50cm$\times$50cm 의 크기로 chamber 상하에 1개씩 Helmholtz 코일 형태로 설치하였다. 식각가스로는 Cl2, HBr, 그리고 BCl3 gas를 이용하여 axial magnet과 multidipole magnet 유무에 따른 반응성 gas의 polysilicon 식각특성을 살펴보았으며, 또한 electrostatic probe(ESP, Hiden Analytic미)를 이용하여 이들 반응성 gas에 대한 magnetically enhanced inductively coupled plasma의 특성분석을 수행하였따. Cl2, HBr, BCl3의 반응성 식각가스 조합을 이용하여 polysilicon의 식각속도 및 식각선택도를 관찰한 결과, 어떠한 자장도 가하지 않은 경우에 비해 gas의 분해율이 가장 높은 영구자석과 전자석의 조합에서 가장 높은 식각도가 관찰되었다. 특히 pure Cl2 플라즈마의 경우, Axial 방향의 전자석만을 가한 경우 식각속도에 있어서는 큰 증가를 보였으나, 식각균일도(식각균일도:8.8%)는 다소 감소하였으며, Axial 방향의 전자석과 영구자석을 조합한 경우 가장 높은 식각속도를 얻었으며, 식각균일도는 Axial 방향의 전자석만을 사용하였을 경우와 비교하여 향상되었다.

  • PDF

열적으로 강인한 Molybdenium 게이트-PMOS Capacitor의 분석 (Analysis of PMOS Capacitor with Thermally Robust Molybdenium Gate)

  • 이정민;서현상;홍신남
    • 한국전기전자재료학회논문지
    • /
    • 제18권7호
    • /
    • pp.594-599
    • /
    • 2005
  • In this paper, we report the properties of Mo metal employed as PMOS gate electrode. Mo on $SiO_2$ was observed to be stable up to $900^{\circ}C$ by analyzing the Interface with XRD. C-V measurement was performed on the fabricated MOS capacitor with Mo Bate on $SiO_2$. The stability of EOT and work-function was verified by comparing the C-V curves measured before and after annealing at 600, 700, 800, and $900^{\circ}C$. C-V hysteresis curve was performed to identify the effect of fired charge. Gate-injection and substrate-injection of carrier were performed to study the characteristics of $Mo-SiO_2$ and $SiO_2-Si$ interface. Sheet resistance of Mo metal gate obtained from 4-point probe was less than $10\;\Omega\Box$ that was much lower than that of polysilicon.

PMOS에 적합한 Mo 전극의 전기적 화학적 안정성 (Electrical and Chemical Stability of Mo Gate Electrode for PMOS)

  • 노영진;이충근;홍신남
    • 대한전자공학회논문지SD
    • /
    • 제41권4호
    • /
    • pp.23-28
    • /
    • 2004
  • 본 논문에서는 Mo을 PMOS의 금속 게이트로 사용하였을 때의 Mo의 특성에 대해서 연구 하였다. Mo을 게이트 물질로 사용한 MOS 커패시터를 제작하였고, 소자의 C-V 특성 곡선으로부터 일함수를 추출하였다. 그 결과 Mo 게이트는 PMOS에 적합한 일함수를 나타내는 것을 알 수 있었다. Mo의 전기적/화학적 안정성을 검증하기 위해서 600, 700, 800 그리고 900℃에서 급속 열처리를 수행하였으며 열처리 이후 유효 산화막의 두께와 일함수의 변화를 살펴보았다. 또한 900℃ 열처리 이후의 XRD 분석을 통해서 Mo 금속 게이트가 SiO₂에 대해서 안정하다는 것을 확인하였다. 4점 탐침기로 측정한 Mo 금속 게이트의 면저항은 10Ω/□ 미만으로 폴리 실리콘에 비해서 매우 작은 값을 나타냈다.