5~10nm 두께의 얇은 산화막 위에 $\alpha$-실리콘과 Co/Ti 이중막을 순차적으로 증착하고 급속열처리하여 코발트 폴리사이드 전극을 만든 후, SADS법으로 다결정 Si을 도핑하여 MOS 커패시터를 제작하였다. 이때 drive-in 열처리조건에 따른 커패시터의 C-V 특성과 누설전류를 측정하여, $\textrm{CoSi}_{2}$의 열적안정성과 도판트 (B 및 As)의 재분포가 Co-폴리사이드 게이트의 전기적 특성에 미치는 영향을 연구하였다.$ 700^{\circ}C$에서 60~80초간 열처리시, 다결정 Si층의 도핑으로 우수한 C-V 특성과 낮은 누설전류를 나타냈으나, 그 이상 장시간 또는 $900^{\circ}C$의 고온에서는 $\textrm{CoSi}_{2}$의 분해에 따른 Co의 확산으로 전기적 특성이 저하되었다. SADS법으로 Co-폴리사이드 게이트 전극을 형성할 때, 도판트가 다결정 Si층으로 충분히 확산되는 것뿐만 아니라, $\textrm{CoSi}_{2}$의 분해를 억제하는 것이 매우 중요하다.
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.
$SiO_2$ and polycrystalline Si layers were sequentially grown on (100) Si. NiSi was formed on this substrate from a 20nm Ni layer or a 20nm Ni/5nm Ti bilayer by rapid thermal annealing (RTA) at $300~500^{\circ}C$ to compare thermal stability. In addition, MOS capacitors were fabricated by depositing a 20nm Ni layer on the Poly-Si/$SiO_2$substrate, RTA at $400^{\circ}C$ to form NiSi, $BF_2$ or As implantation and finally drive- in annealing at $500~800^{\circ}C$ to evaluate electrical characteristics. When annealed at $400^{\circ}C$, NiSi made from both a Ni monolayer and a Ni/Ti bilayer showed excellent thermal stability. But NiSi made from a Ni/Ti bilayer was thermally unstable at $500^{\circ}C$. This was attributed to the formation of insignificantly small amount of NiSi due to suppressed Ni diffusion through the Ti layer. PMOS and NMOS capacitors made by using a Ni monolayer and the SADS(silicide as a dopant source) method showed good C-V characteristics, when drive-in annealed at $500^{\circ}C$ for 20sec., and$ 600^{\circ}C$ for 80sec. respectively.
W/Si의 조성비가 2.6인 CVD텅스텐 실리사이드를 어닐링처리후 dry 또는 wet oxidation하여 폴리사이드 구조에서 다결정 Si내의 농도가 실리사이드의 산화반응속도에 미치는 영향을 조사하였다. 인의 농도에 관계없이 항상 실리사이드의 산화속도가 (100)Si의 그것보다 더 높았다. 저온에서 dry oxidation한 경우 인의 농도가 증가함에 따라 산화속도는 감소하였으나 고온에서 dry oxidation한 경우에는 P농도와 산화속도간에 상관관계가 별로 없었다. 한편, wet oxidation의 경우에는 모든 산화온도에서 인의 농도가 높을수록 실리사인의 산화속도가 더 낮은 것으로 나타났다.
Tungsten silicide films were deposited on the highly phosphorus-doped poly Si/SiO2/Si substrates by Low Pressure Chemical Vapor Deposition. They were heat treated in different conditions. XTEM, SIMS and high frequency C-V analysis were conducted for characterization. It can be concluded that outdiffusion of phosphours impurity throught the silicide films lead to its depletion in the poly-Si gate region near the gate oxide, resulting in loss of capacitance and increase of effective gate oxide thickness.
In order to prevent the short-channel effects due to threshold voltage adjustment implantation in conventional n+ doped silicon gate process, a new approach involving automatic doping of polycide by boron during source and drain implantation is introduced. P-MOSFET devece fabricated by theis approach shows improved short channel characteristics than conventional device with n+ doped gate. Some concerns of adopting this approach in CMOS technology are addressed togetheer with some suggestions.
PMOS capacitors with Ce-policide electrode were fabricated by the SADS method to study the effects of activation condition on the C-V characteristics. For the activation temperature of $600^{\circ}C$ , the capacitor using CoSi$_2$ formed from Co/Ti bilayer as diffusion source showed excellent C-V properties and the increase in V$_{th}$ with the increasing activation time. But impurties into the oxide.e.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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