• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.5 no.4
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• pp.327-332
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• 1996

In this study, the effects of $WSi_x$, thickness and fluorine concentration in tungsten polycide gate structure on gate oxide were investigated. As $WSi_x$, thickness increases, gate oxide thickness increases with fluorine incorporation in gate oxide, and time-to-breakdown($T_{BD,50%}$) of oxide decreases. The stress change with $WSi_x$ thickness was also examined. But it is understood that the dominant factor to degrade gate oxide properties is not the stress but the fluorine, incorporated during $WSi_x$ deposition, diffused into $WSiO_2$ after heat treatment. In order to understand the effect of fluorine diffusion into oxidem fluorine ion implanted gates were compared. The thickness variation and $T_{BD,50%}$ of gate oxide is saturated over 600 $\AA$ thickness of $WSi_x$. The TEM and SIMS studies show the microstructure less than 600 $\AA$ thickness is dense and flat in surface. However, over 600$\AA$, the microstructure of $WSi_x$ is divided into two parts: upper porous phase with rugged surface and lower dense phase with smmoth interface. And this upper phase is transformed into oxygen rich crystalline phase after annealing, and the fluorine is captured in this layer. Therefore, the fluorine diffusion into the gate oxide is saturated.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1993.05a
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• pp.22-22
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• 1993

Tungsten silicide는 낮은 전도도, 높은 녹는점, pattern 형성에 용이함등으로 VLSI device Interconnect(Bit line)로 활발하게 이용되고 있다. 일반적으로 Tungsten silicide 는 polycide(WSi$_2$/poly-Si)구조로 사용이 되며, polycide 구조는 산화분위기에서 WSi$_2$위에 SiO$_2$막을 쉽게 형성시키는 장점이 있다. As-dep상태의 polycide를 산화시킬적에는 텅스텐 실리사이드에 존재하는 excess-silicon과 microcrystalline 구조 (grain size=3$\AA$)로 인하여 텅스텐 실리사이드 표면에 균일한 SiO$_2$가 형성이 된다. 그러나 post-anneal을 실시한 샘플 Furnace anneal ($N_2$:O$_2$유량비=2:1) 처리하면 성장된 텅스텐 실사이드 입자의 입계효과에 의하여 텅스텐 실리사이드의 표면에 SiO$_2$뿐만 아니라 WO$_3$가 형성되는 이상산화가 발생되어 공정의 어려움을 야기시키고 있다. 본 실험에서는 post anneal ($700^{\circ}C$, 30min, $N_2$ 분위기) 시킨 시편을 Implantation(As 또는 phosphorous)을 실시하여 실리사이드 표면을 비정질화 시킨후 Furnace anneal 실시하여 이상산화 발생 억제에 I/I처리가 미치는 효과를 관찰하였다. XPS를 이용하여 이상산화막 두께와 WO$_3$존재를 조사하였고, AES를 사용하여 W, Si, O 원소들이 깊이에 따라 변하는 것을 관찰하였다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1999.11a
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• pp.141-141
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• 1999

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1997.05a
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• pp.14-14
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• 1997

• Electrical & Electronic Materials
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• v.4 no.2
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• pp.97-104
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• 1991

W/Si의 조성비가 2.6인 CVD텅스텐 실리사이드를 어닐링처리 하지 않고 바로 wet oxidation하여 polycide구조에서 다결정 실리콘 내의 인의 농도가 실리사이드의 산화반응 속도에 미치는 영향을 조사하여 직선-포물선적 속도법칙을 토대로 하여 분석 조사하였다. 텅스텐 실리사이드의 산화속도는 다결정 실리콘 내의 도편트 인의 농도가 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 직선적 속도상수와 포물선적 속도상수 모두 인의 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 직선적 속도상수에 대한 활성화 에너지는 인의 농도가 증가함에 따라 감소하였으나 포물선적 속도상수에 대한 활성화 에너지는 인 농도와 무관한 것으로 나타났다.

• The Magazine of the IEIE
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• v.24 no.6
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• pp.38-49
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• 1997

0.4mm Resign Rule의 Super Low Power Dissipation, Low Voltage. Operation-5- Full CMOS SRAM Cell을 개발하였다. Retrograde Well과 PSL(Poly Spacer LOCOS) Isolation 공정을 사용하여 1.76mm의 n+/p+ Isolation을 구현하였으며 Ti/TiN Local Interconnection을 사용하여 Polycide수준의 Rs와 작은 Contact저항을 확보하였다. p-well내의 Boron이 Field oxide에 침적되어 n+/n-well Isolation이 취약해짐을 Simulation을 통해 확인할 수 있었으며, 기생 Lateral NPN Bipolar Transistor의 Latch Up 특성이 취약해 지는 n+/n-wellslze는 0.57mm이고, 기생 Vertical PNP Bipolar Transistor는 p+/p-well size 0.52mm까지 안정적인 Current Gain을 유지함을 알 수 있었다. Ti/TiN Local Interconnection의 Rs를 Polycide 수준으로 낮추는 것은 TiN deco시 Power를 증가시키고 Pressure를 감소시킴으로써 실현할 수 있었다. Static Noise Margin분석을 통해 Vcc 0.6V에서도 Cell의 동작 Margin이 있음을 확인할 수 있었으며, Load Device의 큰 전류로 Soft Error를 개선할수 있었다. 본 공정으로 제조한 1M Full CMOS SRAM에서 Low Vcc margin 1.0V, Stand-by current 1mA이하(Vcc=3.7V, 85℃기준) 를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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• v.34D no.6
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• pp.43-49
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• 1997

Tungsten poycide has studied gate oxide reliability and dielectric strength charactristics as the composition of gate electrode which applied submicron on CMOS and MOS device for optimizing gate electrode resistivity. The gate oxide reliability has been tested using the TDDB(time dependent dielectric breakdwon) and SCTDDB (stepped current TDDB) and corelation between polysilicon and WSi$_{2}$ layer. iN the case of high intrinsic reliability and good breakdown chracteristics on polysilicon, confirmed that tungsten polycide layer is a better reliabilify properities than polysilicon layer. Also, hole trap is detected on the polysilicon structure meanwhile electron trap is detected on polycide structure. In the case of electron trap, the WSi$_{2}$ layer is larger interface trap genration than polysilicon on large POCL$_{3}$ doping time and high POCL$_{3}$ doping temperature condition. WSi$_{2}$ layer's leakage current is less than 1 order and dielectric strength is a larger than 2MV/cm.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.3
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• pp.178-186
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• 1990

다결정 실리콘 상의 텅스텐 시리사이드 막의 Si/W 조성비, 저항 및 응력을 측정함으로써 어닐링과 산화에 따른 막 특성의 변화를 조사하였다. 막형성 직후의 텅스텐 시리사이드 막의 Si/W 조성비는 2.6이었으나 어닐링 후에는 2.4-2.6으로 산화후에는 2.0-2.3으로 감소하였다. 비저항은 막형성 직후에는 41.2.OMEGA./$\square$ 로, 산화후에는 4.3.OMEGA./$\square$으로 감소하였다. 또한 텅스텐 실리사이드 막의 응력은 SiH$_{4}$유량의 증가에 따라 감소하였으며 어닐링후에는 증가하였다. 그밖에 과잉의 Si, 도펀트 P 그리고 막내에 유입된 F와 H등은 열처리시 실리사이드/다결정 Si 및 실리사이드/SiO$_{2}$의 계면으로 이동하여 응력의 증가를 초래하는 것으로 보인다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.3 no.4
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• pp.263-270
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• 1990

WSi$_{x}$박막을 Polycide구조로 저압화학증착법에 의해 제작한 후, 열처리를 N$_{2}$분위기에서 30분간 여러온도로 수행하였다. WSi$_{x}$박막의 전기비저항은 열처리온도의 증가에 따라 감소하였으며 1000.deg.C이상으로 열처리한 시편의 경우, 하부 다결정실리콘층의 도우핑여부에 관계없이 35.mu.m.OMEGA.-cm 정도를 나타내었다. 560.deg.C의 열처리에서 WSi$_{x}$박막은 정방정의 WSi$_{2}$ 결정질로 결정화가 되기 시작하였고 열처리온도의 증가에 따라 WSi$_{2}$결정립의 성장도 관찰되었다. 열처리온도에 따른 전기저항의 변화는 WSi$_{x}$박막의 결정립크기와 밀접한 관계가 있었다. 증착된 WSi$_{x}$박막내의 광잉실리콘원자들이 열처리중에 하부의 다결정실리콘층으로 재분배됨을 AES분석에 의해 확인하였다. Hall 측정결과 900.deg.C이상으로 열처리된 시편은 Hole도전체의 거동을 나타내었고 800.deg.C이하로 열처리된 시편은 electron도전체의 거동을 나타내었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.4 no.3
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• pp.301-305
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• 1995

습식 분위기로 성장한 게이트 산화막 위에 다결정 실리콘(poly-Si)과 텅스텐 폴리사이드(WSix/poly-Si)게이트 전극을 형성하여 제작한 금속-산화물-반도체(metal-oxide-semiconductor:MOS)의 전기적 특성을 순간 절연파괴(time zero dielectric breakdown: TZDB)로 평가하였다. 텅스텐 폴리사이드 게이트 전극에 따른 게이트 산화막의 평균 파괴정계는 다결정 실리콘 전극보다 1.93MV/cm 정도 낮았다. 텅스텐 폴리사이드 게이트 전극에서 게이트 산화막의 B model(1-8 MV/cm)불량률은 dry O2 분위기에서 열처리함으로써 증가하였다. 이것은 열처리함으로써 게이트 전극이 silane(SiH4)에 의한 것보다 B mode 불량률이 감소하였다. 그것은 dichlorosilane 환원에 의한 텅스텐 실리사이드내의 불소 농도가 silane에 의한 것보다 낮기 때문이다.