Статья «Температурная зависимость диффузии меди в аморфных слоях вольфрам/нитрид вольфрама различной толщины, "Физика металлов и металловедение"»

Аморфные пленки вольфрам/нитрид вольфрама W/WN различной толщины (10, 30 и 40 нм) с высокой термической стабильностью были успешно получены методами распыления и реактивного распыления на подложке SiO/Si. Двухслойное покрытие W/WN имеет технологическое значение, так как обладает низким удельным сопротивлением, высокой температурой плавления и является хорошими диффузионным барьером между медью и кремнием. Термическая стабильность была оценена с помощью рентгеновского дифрактометра и сканирующего электронного микроскопа. В процессе отжига аморфная пленка W/WN кристаллизуется. Предполагается, что это приводит к началу диффузии атомов меди в Si через барьер W/WN. При появлении высоко резистивной фазы CuSi система W/WN теряет свою функцию диффузионного барьера. Основной механизм диффузии атомов Cu – диффузия по границам зерен, которые образуются при термообработке. Аморфная структура в пленке оптимальной толщины является ключевым фактором для достижения наилучших диффузионно-барьерных характеристик. Результаты показывают, что температура потери барьерных свойств повышается при увеличении толщины пленки W/WN от 10 до 30 нм, но не меняется при изменении толщины пленки W/WN от 30 до 40 нм. Установлено, что пленки W/WN толщиной 10 и 40 нм являются хорошими диффузионными барьерами, по крайней мере, до температуры 800°C; пленка W/WN толщиной 30 нм демонстрирует превосходные диффузионно-барьерные свойства, тем не менее, она теряет свою функцию диффузионного барьера при температуре 900°C (что на 100°C выше, чем для пленок W/WN толщиной 10 и 40 нм).