In situ high-resolution transmission electron microscopy study of interfacial reactions of Cu thin films on amorphous silicon

Abstract

Electron microscopy study of interfacial reaction between eutectic SnPb and Cu/Ni(V)/Al thin film metallizationInterfacial reactions of Cu with amorphous silicon ͑a-Si͒ in the Cu/ a-Si/glass system are studied by in situ high-resolution transmission electron microscopy at 550°C. Various Cu silicides, such as -Cu 3 Si, Cu 15 Si 4 , and Cu 5 Si, and Cu particles are observed. The formation of the Cu particles can be attributed to a heating effect from electron beam irradiation. Around the Cu silicides, crystallization of a-Si occurs. Around the Cu particles, however, crystallization does not occur. Crystallization appears to be enhanced by Cu dissolved in a-Si.

Формирование Нанопористых Пленок Силицидов Меди

“…Cилициды меди используются в микроэлектронике [1,2], при производстве эффективных солнечных батарей и Li-ионных аккумуляторов, записывающих лазерных дисков [3][4][5], а также в качестве катализаторов в процессах формирования углеродных и SnO 2 -наноструктур [6,7]. Активное их исследование проводится и в настоящее время, что подтверждается значительным количеством публикаций по данной тематике.…”

- Introduction to Metal-Induced Crystallization

“…Amorphous semiconductors such as silicon and germanium can crystallize at a temperature much lower than their "bulk" crystallization temperatures when they are put in direct contact with a metal, such as Al [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17], Au [18][19][20][21][22], Ag [23][24][25], Ni [26][27][28][29][30][31][32][33], Cu [34][35][36], and Pd [37,38]. This phenomenon, which was firstly observed more than 40 years ago for amorphous germanium [39], is now commonly referred to as metal-induced crystallization (MIC) [40][41][42][43].…”

“…For compound (e.g., silicide)-forming metals such as Ni, Cu, and Pd, the MIC of amorphous semiconductors usually occurs at a relatively high temperature of about 500°C [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38]. The MIC process in such systems is often associated with initial formation of one or more compound phases at the metal/semiconductor interface and subsequent motion of the compound phase(s) reaction front into the amorphous semiconductor phase, leaving behind a crystalline semiconductor phase in the wake of the compound phase reaction front [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38].…”

“…The MIC process in such systems is often associated with initial formation of one or more compound phases at the metal/semiconductor interface and subsequent motion of the compound phase(s) reaction front into the amorphous semiconductor phase, leaving behind a crystalline semiconductor phase in the wake of the compound phase reaction front [26][27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38].…”

Влияние постоянного магнитного поля на формирование силицидных фаз в структуре Cu/Si(100) при изотермическом отжиге

“…Во-первых, си-лициды меди считаются материалами, перспективными для важных технических направлений. Например, они могут служить активаторами кристаллизации аморф-ного кремния при создании эффективных солнечных батарей [2], а также использоваться при изготовлении анодов Li-ионных аккумуляторов с улучшенными харак-теристиками [3]. Во-вторых, в системе медь−кремний существует целый ряд фаз, имеющих разные состав и структуру кристаллической решетки, причем на диа-грамме состояния бинарной системы [4] небольшие фазовые области располагаются компактно друг к другу.…”