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Nano-scale CMOS를 위한 Ni-germano Silicide의 열 안정성 연구
황빈봉,오순영,윤장근,김용진,지희환,김용구,왕진석,이희덕,Huang, Bin-Feng,Oh, Soon-Young,Yun, Jang-Gn,Kim, Yong-Jin,Ji, Hee-Hwan,Kim, Yong-Goo,Wang, Jin-Suk,Lee, Hi-Deok 한국전기전자재료학회 2004 전기전자재료학회논문지 Vol.17 No.11
In this paper, novel methods for improvement of thermal stability of Ni-germano Silicide were proposed for nano CMOS applications. It was shown that there happened agglomeration and abnormal oxidation in case of Ni-germano Silicide using Ni only structure. Therefore, 4 kinds of tri-layer structure, such as, Ti/Ni/TiN, Ni/Ti/TiN, Co/Ni/TiN and Ni/Co/TiN were proposed utilizing Co and Ti interlayer to improve thermal stability of Ni-germano Silicide. Ti/Ni/TiN structure showed the best improvement of thermal stability and suppression of abnormal oxidation although all kinds of structures showed improvement of sheet resistance. That is, Ti/Ni/TiN structure showed only 11 ohm/sq. in spite of 600 $^{\circ}C$, 30 min post silicidation annealing while Ni-only structure show 42 ohm/sq. Therefore, Ti/Ni/TiN structure is highly promising for nano-scale CMOS technology.
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Nano CMOS 소자를 위한 Ni-silicide의 Dopant 의존성 분석
裵美淑,황빈봉,이희덕,윤장근,왕진석,池熺奐,李憲珍,吳淳榮 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.40 No.11
In this paper, the dependence of silicide properties such as sheet resistance and cross-sectional profile on the dopants for source/drain and gate has been characterized. There was little difference of sheet resistance among the dopants such as As, P, BF2 and B11 just after formation of NiSi using RTP (Rapid Thermal Process). However, the silicide properties showed strong dependence on the dopants when thermal treatment was applied after silicidation. BF2 implanted silicon showed the most stable property, while As implanted one showed the worst. The main reason of the excellent property of BF2 sample is believed to be the retardation of Ni diffusion by the flourine. Therefore, retardation of Ni diffusion is highly desirable for high performance Ni-silicide technology. 본 논문에서는 소스/드레인 및 게이트의 불순물에 따른 실리사이드의 의존성을 면저항과 단면 특성 등의 분석을 통하여 연구하였다. 급속 열처리 후에는 As, P, BF2, B11 등과 같은 불순물에 대한 먼저항의 차이가 거의 나지 않았다. 하지만 실리사이드 형성 후의 고온 열처리시에 그 특성이 매우 크게 변화하였다. BF2를 주입한 시편에서의 특성이 가장 좋게 나타난 반면, As를 주입한 실리사이드의 특성이 가장 열화되었다. BF2를 주입한 시편에서의 실리사이드 특성 향상은 flourine에 의한 니켈의 확산 방지 때문인 것으로 여겨진다. 그러므로 실리사이드의 성능 향상을 위해 Ni의 확산을 방지시키는 것이 매우 필요하다.
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Cobalt Interlayer 와 TiN capping를 갖는 새로운 구조의 Ni-Silicide 및 Nano CMOS에의 응용
吳淳榮,윤장근,황빈봉,왕진석,이희덕,朴英鎬,池熺奐 대한전자공학회 2003 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.40 No.12
In this paper, a novel Ni silicide technology with Cobalt interlayer and Titanium Nitride(TiN) capping layer for sub 100 nm CMOS technologies is presented, and the device parameters are characterized. The thermal stability of Ni silicide is improved a lot by applying co-interlayer at Ni/Si interface. TiN capping layer is also applied to prevent the abnormal oxidation of NiSi and to provide a smooth silicide interface. The proposed NiSi structure showed almost same electrical properties such as little variation of sheet resistance,leakage current and drive current even after the post silicidation furnace annealing at 700℃ for 30 min. Therefore, it is confirmed that high thermal robust Ni silicide for the nano CMOS device is achieved by newly proposed Co/Ni/TiN structure. 본 논문에서는 Cobalt interlayer와 TiN capping을 적용한 Ni-Silicide 구조를 제안하여 100 nm CMOS 소자에 적용하고 소자 특성 연구를 하였다. Ni-Silicide의 취약한 열 안정성을 개선하기 위해 열 안정성이 우수한 Cobalt interlayer를 이용하여 silicide의 열화됨을 개선하였고, 또한 silicide 계면의 uniformity를 향상하기 위해 TiN capping을 동시에 적용하였다. 100 nm CMOS 소자에 제안한 Co/Ni/ TiN 구조를 적용하여 700℃, 30분에서의 열처리 시에도 silicide의 낮은 면저항과 낮은 접합 누설 전류가 유지되었으며 100 nm 이하 소자의 특성 변화도 거의 없음을 확인하였다. 따라서 제안한 Co/Ni/TiN 구조가 NiSi의 열 안정성을 개선시킴으로써 100 nm 이하의 Nano CMOS 소자에 매우 적합한 Ni-Silicide 특성을 확보하였다.
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