Особенности структурно-фазовых превращений в слоях сплава Ni–Pt–V на кремнии при быстрой термической обработке

Abstract

Методами резерфордовского обратного рассеяния, рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии и дифракции установлены особенности структурно-фазовых превращений в слоях сплава Ni–Pt–V толщиной 30 нм на поверхности монокристаллического n-Si(111) при быстрой термической обработке некогерентным световым потоком постоянной мощности от кварцевых галогенных ламп, направленным на обратную сторону подложки, длительностью 7 с до достижения температуры от 350 до 500 °С. Показано, что в данных условиях термообработки происходит формирование слоев NiхSiy, характеризующихся различной степенью упорядоченности (эпитаксиальности). Установлено, что быстрая термообработка при температуре 350 °С сопровождается перераспределением атомов никеля и кремния до состава ∼Ni3Si на границе раздела пленка-подложка с уменьшением доли Si к поверхности с формированием доменов гексагональной (P321) фазы силицида β-Ni31Si12 эпитаксиальных подложек. Быстрая термообработка при температуре от 400 до 500 °С приводит к дальнейшему диффузионному перераспределению реагирующих компонентов до композиционного состава ∼Ni50Si50 и формированию орторомбической (Pnma) фазы силицида NiSi, имеющего трансротационную степень эпитаксиальности. При этом упорядоченный рост силицида NiSi происходит на эпитаксиальных доменах β-Ni31Si12, сохраняющихся на границе раздела силицид-подложка вплоть до температуры 500 °С.