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Composite target으로 증착된 Mo-silicide의 형성 및 불순물의 거동
조현춘,백수현,최진석,황유상,김호석,김동원,심태언,정재경,이종길,Cho, Hyun-Choon,Paek, Su-Hyon,Choi, Jin-Seog,Hwang, Yu-Sang,Kim, Ho-Suk,Kim, Dong-Won,Shim, Tae-Earn,Jung, Jae-Kyoung,Lee, Jong-Gil 한국재료학회 1992 한국재료학회지 Vol.2 No.5
Molybdenum silicide films have been prepared by sputtering from a single composite MoS$i_2$ source on both P, B$F_2$respectively implanted (5${\times}10^{15}ions/cm^2$ single crystal and P implanted (5${\times}10^{15}ions/cm^2$) polycrystalline silicon substrates followed by rapid thermal annealing in the ambient of argon. The heat treatment temperatures have been varied in the range of 600-l20$0^{\circ}C$ for 20 seconds. The properties of Mo-silicide and the diffusion behaviors of dopant after the heat treatment are investigated using X-ray diffraction, scanning electron microscopy(SEM) , secondary ions mass spectrometry(SIMS), four-point probe and $\alpha-step.$ Annealing at 80$0^{\circ}C$ or higher resulted in conversion of the amorphous phase into predominantly MoS$i_2$and a lower sheet resistance. There was no significant out-diffusion of dopants from both single crystal and polycrystalline silicon substrate into molybdenum silicide layers during annealing. Composite target(MoS$i_{2.3}$)으로 부터 Mo-silicide를 형성시, 단결정 실리콘 위에 P, B$F_2$불순물(5${\times}10^{15}ions/cm^2$)과 다결정 실리콘 위에 P 불순물(5${\times}10^{15}ions/cm^2$)을 이온 주입하여 아르곤 분위기에서 급속열처리(RTA)하였다. 열처리는 600-120$0^{\circ}C$ 온도구간에서 20초간 행하였다. Mo-silicide의 특성 및 불순물의 거동은 4-point probe, X선 회절분석, SEM, SIMS, $\alpha$-step을 통해 조사하였다. 80$0^{\circ}C$에서 부터 MoS$i_2가 형성되며 열처리 온도가 증가할수록 낮은 비저항간을 갖는 안정한 MoS$i_2로 결정화가 이루어진다. 또한 열처리 동안 단결정 실리콘과 다결정 실리콘에서 Mo-silicide층으로 불순물의 내부 확산은 거의 발생하지 않았다.
Dopant가 주입된 poly-Si 기판에서 Ta-silicides의 형성 및 dopant 의 거동에 관한 연구
최진석,조현춘,황유상,고철기,백수현,Choi, Jin-Seok,Cho, Hyun-Choon,Hwang, Yu-Sang,Ko, Chul-Gi,Paek, Su-Hyon 한국재료학회 1991 한국재료학회지 Vol.1 No.2
Ta-silicide의 게이트 전극 및 비트라인(bit line)으로의 사용가능성을 알아보기 위하여 As, P, $BF_2$가 $5{\times}10^15cm^-2$의 농도로 이온주입된 다결정 실리콘에 탄탈륨을 스퍼터링으로 증착한 후 급속 열처리로 Ta-silicide를 형성하였다. 형성된 Ta-silicide의 특성은 4-탐침법, X-rayghlwjf, SEM 단면사진과 ${\alpha}$-step으로 조사하였으며, 불순물들의 거동은 Secondary Ion Mass Spectroscopy(SIMS)로 알아보았다. $TaSi_2$의 형성은 $800^{\circ}C$에서 시작하며 $1000^{\circ}C$ 이상에서 완료됨을 알았다. 형성된 $TaSi_2$층으로 out-diffusion 하였다. Trantalum thin films have been prepared by DC sputtering onto As, P, and $BF_2$-implanted ($5{\times}10^15cm^-2$) poly-silicon. The heat treatments by rapid thermal annealing(RTA) have been applied to these samples for the formation of silicides. We have studied the application possibility of Ta-silicide as gate electrode and bit line. The silicide formation and the dopant diffusion after the heat treatment were investigated by various methods, such as four-point probe, X-ray, SEM cross sectional views, ${\alpha}$-step, and SIMS, The tantalum disilicide($TaSi_2$) are formed in the temperature above $800^{\circ}C$, and grown in colummar structure. $TaSi_2$ has a good surface roughness, having range from $80{\AA}\;to\;120{\AA}$, and implanted dopants are incoporated into the $TaSi_2$ layer during the RTA temperature.
Al-1% Si층과 Ti-silicide층의 반응에 관한 연구
황유상,백수현,송영식,조현춘,최진석,정재경,김영남,심태언,이종길,이상인,Hwang, Yoo-Sang,Paek, Su-Hyon,Song, Young-Sik,Cho, Hyun-Choon,Choi, Jin-Seog,Jung, Jae-Kyoung,Kim, Young-Nam,Sim, Tae-Un,Lee, Jong-Gil,Lee, Sang-In 한국재료학회 1992 한국재료학회지 Vol.2 No.6
Single-Si 기판과 poly-Si 기판에 각각 Ti을 sputter한 후 RTA 처리하여 안정한 TiS$i_2$를 형성하였다. 그 위에 Si이 1% 첨가된 Al-1% Si을 600nm sputter한 후 후속 열처리로서 400-60$0^{\circ}C$ 에서 30분간 $N_2$분위기로 furnace어닐링을 실시하였다. 이렇게 준비된 각 시편에 대하여 면저항 측정, Auger분석, SEM 사진으로 Al-1% Si/TiS$i_2$이중층 구조에서 Ti-silicide의 열적 안정성을 살펴 보았고, EDS 분석과 X-ray 회절 peak 분석을 통하여 Al-1% Si 층과 TiS$i_2$층의 반응으로 생긴 석출물의 성분과 상을 조사하였다. 이로 부터 다음과 같은 결과를 얻었다 Single-Si 기관에서 형성한 TiS$i_2$층은 Al-1% Si 층과 55$0^{\circ}C$에서 완전히 반응하여 석출물을 형성하였고, poly-Si 기판에서 형성한 TiS$i_2$층은 Al-1% Si 층과 50$0^{\circ}C$에서 완전히 반응하여 석출물을 형성하였는데 전반적으로 기판이 poly-Si인 경우가 반응이 더 잘 일어났고, 석출물의 크기도 비교적 컸다. 이는 poly-Si에 존재하는 grain boundary로 인해 poly-Si에서 형성된 Ti-silicide 층이single-Si 기관에서 형성된 Ti-silicide 층보다 불안정하기 때문으로 생각된다. EDS 분석에 의하여 석출물은 Ti, Al, 그리고 Si로 이루어진 3상 화합물이라고 추정되었고, X-ray회절 분석에 의해 석출물은 Ti, Al, 그리고 Si간의 3상 화합물인 T$i_7$A$l_5$S$i_12$로 확인되었다. Stable TiS$i_2$was formed by RTA on single-Si and on poly-Si. Subsequently, an Al-1% Si layer with 600-nm thick was deposited on top of the TiS$i_2$, Finally, the specimens were annealed for 30min at 400-60$0^{\circ}C$in $N_2$ambient. The thermal stability of Al-1% Si/TiS$i_2$bilayer and interfacial reaction were investigated by measuring sheet resistance, Auger electron spectroscopy (AES), and scanning electron microscopy (SEM). The composition and phase of precipitates formed by the reaction of Al-1% Si with Ti-silicide were studied by energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction (XRD). In the case of single-Si substrate the reaction of Al-1% Si layer with TiS$i_2$layer resulted in precipitates, consuming all TiS$i_2$layer at 55$0^{\circ}C$. On the other hand, the disappearance of TiS$i_2$on poly-Si occurred at 50$0^{\circ}C$ and more precipitates were formed by the reaction of Al-1% Si/TiS$i_2$on potty-Si substrate than those of the reaction on single-Si substrate. This phenomenon resulted from the fact that Ti-silicide formed on poly-Si was more unstable than on single-Si by the effect of grain boundary. By EDS analysis the precipitates were found tobe composed of Ti, Al, and Si. X-ray diffraction showed the phase of precipitates to be theT$i_7$A$l_5$S$i_12$ternary compound.