Caractérisation physico-chimique et électrique des couches nanométriques du Nickel déposés sur Silicium(100) par évaporation thermique

Abstract

La plupart des éléments réagissent avec le silicium pour former des siliciures, obtenu par dépôt d'une fine couche de métal sur un substrat en silicium, puis recuit à différents budgets thermiques. Le métal réagit avec le silicium pour former la couche de siliciure, présentant un intérêt technologique pour la nanoélectronique.Dans ce domaine, sur le substrat de silicium monocristallin Si(100) naturellement oxydé et après une préparation de surface HF, deux couches de nickel sont déposées, à savoir (56nm et 35nm) par évaporation thermique par effet joule. Ces différents échantillons (Ni (56nm)/Si(100) et Ni (35nm)/Si(100)) ont ensuite été recuits sous vide à différents budgets thermiques. Ainsi, nous avons couplé des techniques de caractérisation originales : Diffraction des Rayons X (DRX), Microscopie à Force Atomique (AFM) et la méthode électrique de quatre pointes. Ces différentes techniques ont confirmé que la température et le temps de recuit sous vide ont un effet très important sur la croissance de la couche de Ni sur Si, la phase monosiliciure NiSi apparaît à partir de 650°C. L'analyse morphologique de l'interface a révélé la présence de différentes phases NiSi, NiO et Ni2O3 qui est confirmée par l'analyse structurale. De plus, une bonne cohérence a été observée entre les résultats de DRX avec ceux de la résistance de la couche et de la mesures de rugosité de surface Rs.