전자빔 증착법을 사용하여 10nm두께의 Ti과 18nm두께의 Co를 Si(100)기판에 증착한 후, $N_{2}$분위기에서 $900^{circ}C$, 20초 급속 열처리하여, Co/Ti 이중금속박막의 역전을 유도함으로서 $CoSi_{2}$박막을 형성하였다. 4점 탐침기로 측정한 면저항은 3.9Ω/ㅁ 었으며, 열처리 시간을 증가해도 이값은 유지하여 열적 안정성을 나타내었다. XRD 결과는 형성된 실리사이드는 기판과 에피관계를 갖는 $CoSi_{2}$상 임을 보였으며, SEM 사진은 평탄한 표면을 나타내었다. 단면 TEM 사진은 기판위에 형성된 박막층은 70nm 두께의 $CoSi_{2}$ 에피박막과 그위에 두개의 C0-Ri-Si합금층등 세개의 층으로 되어 있음을 보였다. AES 분석은, 기판상의 자연산화막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. AES분석은, 기판상의 잔연산화막이 열처리초기, Ti에 의해 제거된후 Co가 원자적으로 깨끗한 Si기판에 확산하여 $CoSi_{2}$에피박막을 형성할 수 있었음을 보여주었다. $700^{circ}C$, 20초 + $900^{circ}C$, 20초 이중 열처리를 한 경우, $CoSi_{2}$결정성장으로 면저항값은 약간 낮아졌으나, 박막의 표면과 계면이 거칠었다. 이 $CoSi_{2}$에피박막의 실제 소자에의 적용방안과 막의 역전을 통한 에피박막형성의 기제를 열역학 및 kinetics 관점에서 고찰하였다.
Ti film of lOnm thickness and Co film of 18nm thickness were sequentially e-heam evaporated onto Si (100) substrates. Metal deposited samples were rapidly thermal-annt.aled(KTA) in thr N1 en vironment a t $900^{circ}C$ for 20 sec. to induce the reversal of metal bilayer, so that $CoSi_{2}$ thin films could be formed. The sheet resistance measured by the 4-point probe was 3.9 $Omega /square$This valur was maintained with increase in annealing time upto 150 seconds, showing high thermal stab~lity. Thc XRII spectra idrn tified the silicide film formed on the Si substrate as a $CoSi_{2}$ epitaxial layer. The SKM microgr;iphs showed smooth surface, and the cross-sectional TKM pictures revealed that the layer formed on the Si substrate were composed of two Co-Ti-Si alloy layers and 70nm thick $CoSi_{2}$ epl-layer. The AES analysis indicated that the native oxide on Si subs~rate was removed by TI ar the beginning of the RTA, and Ihcn that Co diffused to clean surface of Si substrate so that epitaxial $CoSi_{2}$ film could bt, formed. In thc rasp of KTA at $700^{circ}C$. 20sec. followed by $900^{circ}C$, 20sec., the thin film showed lower sheet resistance, but rough surface and interface owing to $CoSi_{2}$ crystal growth. The application scheme of this $CoSi_{2}$ epilayer to VLSI devices and the thermodynarnic/kinetic mechan~sms of the $CoSi_{2}$ epi-layer formation through the reversal of Co/Ti bdayer were discussed.
