Etude de la formation de l'interface Ni-Si(111)

Abstract

Dans cette thèse, nous avons effectué une étude systématique de l’interface Ni-Si (111) en fonction de la température (300-1000°C) (θ = 1.3 M.C.). Notre ensemble expérimental le permettant (photoémission u.v., D.E.L., S.E.A.), nous avons essayé de corréler les propriétés électroniques et structurales de l’interface en formation. Un processus de diffusion des atomes de Ni dans le réseau hôte du Si (111) est mis en évidence à partir de 300°C. Ce processus s’accompagne principalement de trois structures bien définies : Ni-Si (111) (√3 x √3)R30° [300-400°C], Ni-Si (111) (1x1) [500-600°C], Si (111) (7x7) [650-700°C]. Guidés par l’ensemble de nos résultats, nous avons proposé un modèle concernant la localisation des atomes de Ni dans le réseau du Si (111). Nous avons également rapporté pour la première fois un phénomène nouveau : la migration des atomes de Ni de l’intérieur du cristal vers la surface à 900°C (1x1). Toutefois, il convient de noter que nous n’avons pas apporté de réponse au pourquoi de cette diffusion inverse. Le problème reste donc en suspens. Pour l’interface Ni-Si (111) préparé par θ = 5.6 M.C., l’ensemble de nos résultats se résume en quatre phase : T = 200°C : diffusion des atomes de Si dans la couche déposée de Ni (formation du composé NiSi₂) T = 300°C : formation du composé Ni-Si 400 <T< 600 : croissance épitaxiale de NiSi₂ sur le substrat du Si (111) T = 700°C : formation de cristallites NiSi₂.