准分子激光退火下Ni/4H-SiC中的互扩散、熔化与反应相互作用
应用物理
2020-11-11 v1 材料科学
摘要
我们研究了镍层与4H-SiC衬底在紫外激光辐照下自原子互扩散早期阶段起的复杂相互作用，相关详尽描述在文献中仍属缺失。我们采用基于透射电子显微镜、能量色散谱与衍射（电子及X射线）技术的多方法手段，对激光辐照后接触界面的终态进行交叉关联表征，详述了在2.4-3.8 J/cm2激光能量密度范围内各形成相的化学计量与晶格结构，以及沿接触界面的Ni/Si合金分布。为建立工艺条件与工艺后表征间的联系，我们利用修正的相场方法以恰当的多化合物形式，模拟了时间依赖的超快现象（激光脉冲约160ns），如互混驱动熔化与镍硅化物反应。我们发现提高激光能量密度具有多重效应：1）与4H-SiC界面处形成的硅化物层厚度增大；2）反应层内硅含量增加；3）在最高能量密度3.8 J/cm2下促进Ni2Si相生成；4）硅原子向最表层残余镍层扩散，且Ni/Si比朝接触表面方向增大。
引用
@article{arxiv.2011.05159,
title = {Inter-diffusion, melting and reaction interplay in Ni/4H-SiC under excimer laser annealing},
author = {Salvatore Sanzaro and Corrado Bongiorno and Paolo Badalà and Anna Bassi and Giovanni Franco and Patrizia Vasquez and Alessandra Alberti and Antonino La Magna},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.05159},
year = {2020}
}
备注
12 pages, 8 figures