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Ti-Ploycide 게이트에서 게이트산화막의 전연파괴특성
고종우,고종우,고종우,고종우,박진성,고종우,Go, Jong-U,Go, Jong-U,Go, Jong-U,Go, Jong-U,Park, Jin-Seong,Go, Jong-U 한국재료학회 1993 한국재료학회지 Vol.3 No.6
티타니움 폴리사이드 MOS(metal oxide semiconducter)캐퍼시타 구조에서 두께가 8nm인 게이트산화막의 절연파괴강도의 열화거동을 열처리조건 및 폴리실리콘막의 두께를 달리하여 조사했다. 티타니움 폴리사이드 게이트에서 게이트산화막의 전연피괴특성은 열처리 온도가 높을수록, 열처리시간이 길수록 많이 열화되어 실리사이드의 하부막인 잔류 폴리실리콘의 두께가 얇을수록 그 정도는 심해진다. 티타니움 실리사이드가 게이트산화막고 직접적인 접촉이 없더라도 게이트산화막의 신회성이 열화되는 것을 알 수 있었다. 실리사이드 형성후 열처리에 따른 게이트 산화막의 절연파괴특성열화는 티타니움 원자가 폴리실리콘을 통해 게이트산화막으로 확산되어 게이트산화막에서 티타니움의 고용량이 증가한 때문인 것이 SIMS분석 결과로부터 확인되었다. The degradation of dielectric breakdown field of 8nm-thick gate oxide ($SiO_2$) for Tipolycide MOS(meta1-oxide-semiconductor) capacitor with different annealing conditions and thickness of the polysilicon film on gate oxide was investigated. The degree of degradation in dielectric breakdown strength of the gate oxide for Ti-polycide gate became more severe with increasing annealing temperature and time, especially, for the case that thickness of the polysilicon film remained on the gate oxide after silicidation was reduced. The gate oxide degradation may be occurred by annealing although there is no direct contact of Ti-silicide with gate oxide. From SIMS analysis, it was confirmed that the degration of gate oxide during annealing was due to the diffusion of titanium atoms into the gate oxide film through polysilicon from the titanium silicide film.
TiS$i_2$ 박막의 열안정성에 미치는 막 스트레스의 영향
김영욱,김영욱,고종우,이내인,김일권,박순오,안성태,이문용,이종길,Kim, Yeong-Uk,Kim, Yeong-Uk,Go, Jong-U,Lee, Nae-In,Kim, Il-Gwon,Park, Sun-O,An, Seong-Tae,Lee, Mun-Yong,Lee, Jong-Gil 한국재료학회 1993 한국재료학회지 Vol.3 No.1
단결정 실리콘위에 스퍼터법으로 증착된 티타니움막을 급속가열로에서 고상반응에 의해 형성시킨 면저항 1.2 ohm/sq. 내외의 TiS$i_2$ 박막에 있어서 열안정성을 상부절연막의 유무 및 종류에 따라 조사하였다. 상부절연막은 상압 CVD로 증착한 USG(Undoped Silicate Glass, Si$i_2$) 막과 플라즈마 CVD법으로 증착한 PE-SiN(S$i_3$$N_4$)막을 사용했다. 열안정성 평가는 90$0^{\circ}C$에서 시간을 달리하여 TiS$i_2$막, PE-SiN막, USG막의 스트레스는 각각 1.3${\times}{10^{9}}$, 1.25 ${\times}{10^{10}}$, 2.26 ${\times}{10^{10}}$ dyne/c$m^2$의 인장응력을 나타내었다. 응집현상은 TiS$i_2$의 응집현상은 Nabarro-Herring 마이크로 크리프에 의한 원자의 확산관점에서 검토되었다. Abstract The effect of the film stress on the thermal stability of TiSi, films under the dielectric overcoat was investigated. TiS$i_2$ films with the sheet resistance of 1.2 ohm/sq. were produced by a solid-state reaction between sputtered Ti film and single-crystalline Si in an RTA (rapid thermal anneal) machine. Dielectric overcoats such as the USG (Undoped Silicate Glass, Si$O_2$) film and the PE-SiN(S$i_3$$N_4$) film were deposited by AP-CVD and PE-CVD, respectively, on the TiS$i_2$ film. The thermal stability of the TiSi, film was evaluated by changes in the sheet resistance, film stress and microstructure after furnace anneals at 90$0^{\circ}C$. Agglomeration of the TiSi2 film high temperatures results in the increase of sheet resistance and the decrease of tensile stress of TiSi, film. The stress level of the TiSi" PE-SiN and ~SG films at 90$0^{\circ}C$C was 1.3${\times}{10^{9}}$, 1.25 ${\times}{10^{10}}$, 2.26 ${\times}{10^{10}}$ dyne/c$m^2$ in tensile, respectively. Dielectric films deposited by CVD on TiSi, was effective on preventing agglomeration of TiSi,. The PE-SiN film mproved the thermal stability of TiSi, more effectively than the AP-CVD USG film. It is considered that agglomeration of the TiS$i_2$ film under the stress of dielectric overcoat at high temperature can be caused by a diffusional flow of atom called Nabarro-Herring microcreep.reep.
티타니움 실리사이드 박막의 열안정성에 미치는 기판 실리콘막의 영향
김영욱,이내인,고종우,김일권,안성태,이종식,송세안,Kim, Yeong-Uk,Lee, Nae-In,Go, Jong-U,Kim, Il-Gwon,An, Seong-Tae,Lee, Jong-Sik,Song, Se-An 한국재료학회 1993 한국재료학회지 Vol.3 No.2
실리콘박막의 상부에 고상반응에 의해 형성된 TiS$i_2$ 박막의 응집 거동에 미치는 기판 실리콘의 영향을 조사했다. 폴리실리콘과 어몰퍼스실리콘을 증착상태 또는 어닐링한 상태엣 TiS$i_2$를 형성시키고 90$0^{\circ}C$열처리에 따른 TiS$i_2$의 면저항값의 변화를 조사하고 XRD, SEM 및 TEM에 의한 실리콘의 조직관찰을 행했다. TiS$i_2$응집은 어몰퍼스실리콘 위의 경우가 더욱 심했다. 폴리실리콘을 어닐링하면 TiS$i_2$의 응집은 억제되며 고온에서 어닐링할수록 그 효과가 현저했다. 이는 폴리실리콘의 입도 변화보다는 증착시 존재하는 결함들이 열처리에 의해 감소된 때문이다. 폴리실리콘의 경우는 어닐링 전후에 상관없이 (110)집합조직인 주상정 조직을 갖고 있다. 어몰퍼스실리콘을 결정화시킨 경우는 (111)집합조직를 갖는 등축정 조직을 나타내었다. 실리콘의 표면에너지가 낮은 (111)면이TiS$i_2$ 막의 하부 폴리실리콘에 많이 존재할수록 응집은 촉진된다. Abstract To investigate the effect of underlying Si on the thermal stability of the TiS$i_2$ film, TiS$i_2$ films obtained by the solid-state reaction of the Ti film on as-deposited or on heat-treated poly-silicon and amorphous-silicon were annealed at 90$0^{\circ}C$ for various times. The poly-Si film was evaluated by XRD, SEM and TEM. The thermal stability of the TiS$i_2$ film was evaluated by measuring the sheet resistance and microstructural evolution during furnace annealing. Agglomeration of the TiSi, film occurred more on amorphous-Si than on poly-Si. The thermal stability of the TiS$i_2$ film was improved by annealing poly-Si. The Si layer crystallized from amorphous-Si has an equiaxed structure with the (111) preferred orientation whereas for as-deposited poly-Si has a columnar structure with the (110) orientation. Better thermal stability of the TiS$i_2$ film can be obtained by the higher surface energy of underlying poly-Si.