실리콘 산화막을 N2O 분위기에서 RTP로 제조하여 그 성장 기구를 고찰 했다. 산화막과 기판 실리콘 계면 사이에 질소성분이 포함된 oxynitride층이 존재한다. N2O 기체를 이용한 산화막 성장은 삼화제 확산에 의해 성장이 지배되는 포물선 성장론을 따르고 산화제 확산 억제작용은 실리콘 산화막과 실리콘 기판사이에 존재하는 oxynitride막에서 일어난다. 확산이 산화막 성장을 결정하는 구간에서 포물선 성장율 상수 B의 활성화 에너지는 약 1.5 eV이고 산화막 두께 증가에 따라 증가한다.

Single-Si 기판과 poly-Si 기판에 각각 Ti을 sputter한 후 RTA 처리하여 안정한 TiSi2를 형성하였다. 그 위에 Si이 1% 첨가된 Al-1% Si을 600nm sputter한 후 후속 열처리로서 400-600˚C 에서 30분간 N2분위기로 furnace어닐링을 실시하였다. 이렇게 준비된 각 시편에 대하여 면저항 측정, Auger분석, SEM 사진으로 Al-1% Si/TiSi2이중층 구조에서 Ti-silicide의 열적 안정성을 살펴 보았고, EDS 분석과 X-ray 회절 peak 분석을 통하여 Al-1% Si 층과 TiSi2층의 반응으로 생긴 석출물의 성분과 상을 조사하였다. 이로 부터 다음과 같은 결과를 얻었다 Single-Si 기관에서 형성한 TiSi2층은 Al-1% Si 층과 550˚C에서 완전히 반응하여 석출물을 형성하였고, poly-Si 기판에서 형성한 TiSi2층은 Al-1% Si 층과 500˚C에서 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 Ti7Al5Si12로 확인되었다.

Si(100) 웨이퍼를 사용하여 RTP 장비에서 O2와 N2O 분위기에서 8nm의 oxynitride를 제조 하였다. 기존의 로(furnace) 열산화막과 비교해서 oxynitride는 I-V, TDDB 특성이 우수하였고, flat-band voltage shift도 적었으며 BF2이온 주입에 의한 붕소 투과 억제 특성도 우수하다. 유전상수는 oxynitride가 열산화막에 비해서 크다. Oxynitride는 순수한 SiO2유사하게 V 〉Φ0 구간에서 Fowler-Nordheim 터널링 특성을 나타낸다. SIMS, AES, 그리고 XPS 분석 결과 질소 pile-up이 SiO2/Si 계면에서 나타나고, 이것은 oxynitride 산화막 특성 향상과 깊은 관련이 있다.

Composite TiSi2.6 target으로 부터 Ti-silicide를 형성시 단결정 Si기판과 다결정 Si내의 dopant의 확산 거동, 그리고 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기를 secondary ion mass spectrometry (SIMS), 4-point probe, X-선 회절 분석, 표면 거칠기 측정을 통해 조사하였다. X-선 회절 분석결과 중착된 직후의 중착막은 비정질이었고, 단결정 Si기판에 증착된 막은 800˚C에서 20초간 급속 열처리 시 orthorhombic TiSi2(C54 구조)로 결정화가 이루어졌다. 단결정 Si 기판과 다결정 Si에서 Ti-silicide 충으로의 dopant의내부 확산은 거의 발생하지 않았으며, 주입된 불순물들은 Ti-silicide/Si 계면 근처의 단결정 Si이나 다결정 Si 내부에 존재하고 있었다. 또한 형성된 Ti-silicide 박막의 표면 거칠기는 16-22nm이었다.

Ti-Silicides를 single-Si wafer와 그 위에 oxide를 성장시킨 기판위에 composite target(TiSi2.6)을 sputtering함으로써 증착시켰다. 증착된 비정질 상태의 Ti-silicide는 급속 열처리(RTA)방법으로 600˚C에서 850˚C가지 20초간 처리하였다. RTA온도가 800˚C가 되어서야 비로소 안정한 TiSi2가 형성되었으며, 그 때의 비저항 값은 27~29μΩ-cm로 Ti-metal reactive방법에 의한 TiSi2보다 약간 높은 값으로 드러났다. X-ray로 상천이를 조사한 결과 역시 750˚C가지 C49 TiSi2가 형성되고, 800˚C가 되어서야 안정한 C54 TiSi2로의 상천이가 일어남을 나타내고 있다. 또한 완전히 형성된 Ti-silicide의 조성비는 x-ray photoelectron spectroscopy(XPS)결과에서 Ti : Si이 1 : 2로 드러났으며, 그 동안 reactive 시켰을 때 TiSi2의 단점으로 지적되어 왔던 형성 완료된 TiSi2의 surface roughness는 17±1mm이내로 매우 우수한 값으로 판명되어, device에 대한 응용 가능성을 높이고 있다.