The growth behaviour of epitaxial NiSi2 islands of A- and B-types during the reaction of nickel vapour with the Si(111) surface

Abstract

Epitaxial NiSi2 islands of both A- and B-orientation are grown in UHV by the reaction of nickel vapour with Si(111) surfaces at 670K. Habit, structure, and relative volume share of A- and B-type islands, respectively, are investigated in plane view and cross section by SAED and TEM (diffraction contranst at 1 MV; high resolution at 400 kV) for different amounts of deposited nickel. A-type islands grow with a three-dimensional, B-type islands with a more two-dimensional shape. Both types of islands are bounded by {111}Si faces, which represent {111} faces for the A-NiSi2 lattice, but {111} and lateral {151} faces for B-NiSi2. A-type islands grow about 10 times more rapidly than B-type ones. The observations are discussed with respect to Tung's model related to his methods of growing uniformly oriented NiSi2 films. Epitaxiale NiSi2-Inseln beider Orientierungen (A und B) werden in UHV durch Reaktion von Nickel-Dampf mit Si(111)-Oberflächen bei 670K erzeugt. Habitus, Struktur und relativer Volumenanteil der Inseln vom A- und B-Typ werden für unterschiedliche Ni-Aufdampfmengen mittels SAED und TEM (Beugungskontrast bei 1 MV, Hochauflösung bei 400 kV) an planaren und Querschnittsproben untersucht. Die Inseln vom A-Typ wachsen mit dreidimensionaler, die vom B-Typ mit eher zweidimensionaler Form. Beide Inseltypen sind durch {111}Si-Flächen begrenzt, die für das A-NiSi2-Gitter {111}-Flächen, für das B-NiSi2 aber {111} und laterale {151}-Flächen darstellen. Die A-Inseln wachsen ca. 10 mal schneller als die B-Inseln. Die Beobachtungen werden im Hinblick auf Tung's Modell des Wachstums einheitlich orientierter NiSi2-Schichten nach der von ihm entwickelten Methode diskutiert.