ISSN:
0392-6737
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Physics
Description / Table of Contents:
Riassunto Sono state studiate, con la diffrattometria ai raggi X e con la tecnica RBS di ioni4He accelerati ad energie dell'ordine del MeV, la formazione e la velocità di crescita del composto NiSi ottenuto per trattamento termico di uno strato sottile di Ni depositato su Si monocristallino 〈111〉 e 〈100〉. La presenza di eventuali impurezze, tipo carbone e ossigeno, è stata osservata con la spettrometria Auger combinata con la rimozione catodica del materiale. Il primo composto che si forma dalla reazione Si−Ni è l'Ni2Si. Successivamente l'NiSi cresce per la reazione dell'Ni2Si con il Si e ciò avviene solo dopo che tutto il ni si è consumato nella formazione dell'Ni2Si. Lo spessorex dell'NiSi cresce col tempot secondo una legge del tipo $$x \propto \sqrt t$$ su entrambi i tipi di Si monocristallino. La velocità di crescita su Si 〈100〉 è però maggiore di quella su Si 〈111〉. Sono diverse anche le energie di attivazione del processo di diffusione che determina la crescta dell'NiSi. Infatti, nell'intervallo di temperatura (300÷370)°C, si ottiene un'energia di attivazione di 1.83 eV per l'NiSi cresciuto su Si〈111〉 e 1.23 eV su Si〈100〉. Dall'analisi ai raggi X si correla la diversa microstruttura dell'NiSi cresciuto su substrati di Si diversamente orientati con le cinetiche di crescita e con le energie di attivazione del processo. Due meccanismi di diffusione competitivi sono responsabili dei diversi risultati ottenuti sui due tipi di substrato monocristallino. Su Si 〈100〉 predomina la diffusione di atomi attraverso i bordi di grano dell'NiSi, mentre sul 〈111〉 predomina la diffusione per sostituzione successiva degli atomi del composto.
Abstract:
Резюме Оценивается кинематика роста соединения NiSi, образованного посредством осаждения пленки Ni на подложках 〈111〉 и 〈100〉 Si. Используется дифракция ренттеновских лучей и обратное рассеяние МэВ-ных4He+ для идентификации полученных соединений и измерения их толщины. Примеси углерода и кислорода определяются с помощью спектроскопии Оже-электронов при Ar распылении. Во время термического отжига сначала овразуется Ni2Si, тогда как NiSi появляется только после полного истошения пленки Ni. Обнаружено, что на обоих подложках 〈111〉 и 〈1000〉 Si толшина NiSi увеличивается как квадратный корень из времени. Для двух различных ориентаций Si наблюдаются различные скорости роста. Энергия активации в области температур (300÷370)°C составляет 1.83 эВ при вырашивании NiSi на 〈111〉 Si и 1.23 эв при вырашивании NiSi на 〈100〉 Si. Два конкурируюших механизма диффузии Ni через NiSi на границе зерна или в результате процессов замещения коррелируют с различными микрокристаллическими структурами слоев NiSi, выращенных на подложках кремния с различной ориестациеи.
Notes:
Summary The growth kinetics of NiSi has been evaluated by depositing a Ni film on 〈111〉 and 〈100〉 Si substrates. X-ray diffraction and MeV4He+ backscattering have been used to identify the compounds formed and to measure their thicknesses. Carbon and oxygen impurities have been detected with Auger electron spectrometry with Ar sputtering. During thermal annealing Ni2Si is formed first, while NiSi appears only after the total exhaustion of the Ni film. It has been found that, on both Si substrates, the thickness of NiSi increases with the square root of time. Different growth rates have been observed for the two different Si orientations. The activation energy in the (300÷370)°C temperature range is 1.83 eV for NiSi grown on 〈111〉 and 1.23 eV for NiSi on 〈100〉 Si. The two competing mechanisms of Ni diffusion through NiSi by grain boundary and by substitutional processes are correlated with the different microcrystalline structure of the NiSi silicide layers grown on different Si-oriented substrates.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF02451869
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