Ion Mixing of Ni and Pt Layers on Si

Abstract

Backscattering spectrometry is used to investigate the depth dependence of NiSi atomic mixing induced by 300 keV Xe+ ions. Nickel films with thicknesses of 40, 64, 68, and 97 nm are deposited on 〈100〉 Si substrates and irradiated at various temperatures. The numbers of metal atoms per unit area mixed with the silicon substrates are calculated from the backscattering spectra. The results show that the ion mixing process takes place at a depth much greater than that of the ion-induced cascade, even at about −180 °C. The temperature dependence of the ion mixing is measured for 64 nm Ni on 〈100〉 Si and for 40 nm Pt on 〈100〉 Si between −180 and 160 °C. The results suggest that the formation of compound phases plays an important role in the atomic mixing, even at −180 °C. La dependance en profondeur du mixage ionique de NiSi induit par des ions Xe+ de 300 keV est etudiee par retrodiffusion coulombienne. Des films de nickel d'epaisseurs 40, 64, 68 et 97 nm ont ete deposes sur un substrat de silicium d'Orientation 〈100〉, a differentes temperatures. Le nombre d'atomes metalliques par unite de surface, melanges avec les substrats de silicium, a ete calcule a partir du spectre de retrodiffusion. Les resultats montrent que le processus de mixage ionique a lieu a une profondeur bien plus grande que celle correspondant au phenomene de cascade, et ce, měme a −180 °C. L'influence de la temperature sur le mixage ionique a ete etudiee pour des films de Ni de 64 et de Pt 40 nm sur un substrat de silicium d'Orientation 〈100〉 entre −180 et 160 °C. Les resultats suggerent que la formation de phases composees joue un rǒle important dans le processus de mixage ionique, et ce, měme a −180 °C.