Abstract
The amorphous tungsten nitrides, WNx, film could be fabricated by reactive sputtering process. The nitrogen concentration for the amorphization ranges from 10 at% to 40at%. The amorphous $W_{67}N_{33}$ film was crystallized into low resistivity $\alpha$-tungsten phase with equiaxed grains and excess nitrogen after the rapid thermal annealing for 1min at 1273K, which was similar to the resistivity of the sputtered pure tungsten film. The excess nitrogen was depleted from $\alpha$-tungsten crystals and then segregated at $\alpha$-tungsten/poly-Si interface. The segregated nitrogen has favored the formation of the homogeneous diffusion barrier layer comprised of silicon nitride, $Si_3N_4$, nano-crystals, which undertaken the inhibition of the high resistivity tungsten silicide reaction.
비정질 WNx 박막이 반응성 스퍼터링법으로 제조되었다. 비정질 형성을 위한 질소의 농도범위는 10~40at%이었다. 비정질 W(sub)67N(sub)33 박막은 1273K에서 1분 동안 급속 열처리되어 저항이 낮은 등축정의 $\alpha$-텅스텐 상과 과잉의 질소로 변태되었다. 이러한 박막의 저항은 순수한 텅스텐 박막과 유사하였다. $\alpha$-텅스텐 상으로부터 방출된 과잉의 질소는 $\alpha$-텅스텐/다결정 실리콘의 계면에 편석되었다. 편석된 질소는 Si$_3$N$_4$나노 결정으로 균일한 확산 장벽층을 형성시켰고, 저항이 높은 텅스텐 실리사이드의 반응을 억제하였다.