Korean Journal of Materials Research, Vol.11, No.8, 641-646, August, 2001
반응성 화학기상증착법에 의해 다결정실리콘 위에 직접성장된 CoSi 2 층의 열적안정성의 개선
Improvement of Thermal Stability of In-situ Grown CoSi 2 Layer on Poly-Si Using Reactive Chemical Vapor Deposition
초록
650 ? C 에서 Co(η 5 V 5 H 5 ) (CO) 2 의 반웅성.화학기상증착법에 의해 도핑되지 않은 다결정실리콘 위에 CoSi 2 충이 직접 (in-situ) 성장되었고 이 CoSi 2 층들의 열적안정성을 800 1000 ? C 의 온도구간에서 조사하였다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 CoSi 2 충은 표면에 평행한 (111) 면의 면적이 큰 결정립들을 가지는 반면에, CoSi 2 가 먼저 형성되고 CoSi 2 로 상변태되는 기존의 두단계 성장 방법에 의해 성장된 CoSi 2 충은 표면에 평행한 (111) 면을 가지는 결정립들이 거의 없었다. 직접 성장 방법에 의해 성장된 CoSi 2 층의 열적 안정성은 기존의 두 단계 성장 방법에 의해 성장된 CoSi 2 층의 열적안정성보다 개선되어 열화 온도가 100 ? C 정도 더 높았다. 큰 결정립의 다결정실리론 기판 위에서 직접 성장된 CoSi 2 충은 950 ? C 에서 열처리한 후에도 안정했다. 직접 성장에 의한 열적 안정성의 개선 효과는 다결정실리콘 기판의 결정립의 크기가 작을 때 두드러졌다. 직접 성장된 CoSi 2 층의 열적 안정성 개선의 주된 원인은 다결정실리콘의 각 결정립들 위에 유사에피 성장을 하면서 자라난 CoSi 2 결정립들이 균일한 CoSi 2 층을 형성하여 이것이 계의 계면에너지를 낮추기 때문이라고 사료된다.
The CoSi 2 layers have been in-situ grown on undoped poly-Si by the reactive chemical vapor deposition of Co(\Eta 5 ?C 5 H 5 )(CO) 2 at 650 ? C and their thermal stabilities have been investigated in the temperature range of 800 to 1000 ? C . The CoSi 2 layer grown by the in-situ method had grains with large area of (111) plane, while grains with little area of (111) plane appeared on the CoSi 2 layer grown by the conventional two-step method where CoSi 2 formed first and transformed to CoSi 2 . The thermal stability of the CoSi 2 layer grown by the in- situ process was improved by more than 100 ? C higher than that of the CoSi 2 layer grown by the conventional two-step process. The CoSi 2 layer grown in situ on a large-grained Poly-Si was stable up to 950 ? C . The effect of stability improvement by the in situ growth was more pronounced when the grain sizes of the poly-Si substrate were small. The improved thermal stability of the in-situ grown CoSi 2 layer could be mainly due to the formation of a uniform CoSi 2 layer with the CoSi 2 grains, which are in the form of epitaxial-like growth on the each poly-Si grains, causing a reduction of the interfacial energy of the system.
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