라만 분석을 통한 비정질 실리콘 박막의 고온 고상 결정화 거동 document_id A220517029088

고상 결정화는 열처리로를 사용하여 비정질 실리콘 박막을 다결정 상으로 제조한 간단한 방법이다. 결정화 기술의 주된 목적은 열적으로 취약한 유리 기판 상에 저온 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제조하는 것에 있다. 그러므로 고상 결정화의 주된 연구는 저온 영역에서 주로 수행되어 왔다. 최근 철강 박판 모재 상에 고온 다결정 공정을 사용하여 다결정 실리콘 트랜지스터를 제조하는 것에 관한 보고가 있었다. 비정질 실리콘의 고상 결정화는 핵생성 및 핵성장에 의하여 진행된다. 핵생성 후 다결정 상은 쌍정을 매개로한 성장 기구에 의하여 성장한다. 그러므로 타원형 모양의 결정은 미서 쌍정과 같은 결정립 내 결함을 포함하고 있다. 결정립계 및 결정립 내 결함은 모두 고상 결정화에 의해 제조된 다결정 실리콘의 결정화도를 반영한다. 본 논문에서는 고온에서 제조된 다결정 실리콘의 결정화도 및 결정화 kinetics를 본 연구에서 새로이 제안하는 라만 분석방법을 사용하여 저온에서 제조된 실험 결과들과 비교하였다. Raman Crystallinity와 Hall Mobility는 열처리 시간 및 온도의 변화에 따라 유사한 거동을 보여주고 있다. 열처리 온도가증가함에 따라 비정질 Si 박막의 결정화를 하기 위한 Incubation time은 급격히 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 매우 높은 값을 갖는 핵생성 활성화 에너지에 기인한다. 이온주입 후 열처리한 시편의 핵성장 속도가 이온주입을 하지 않고 열처리한 시편의 핵성장 속도에 비하여 느려지며 그에 따라 라만 결정화도는 상당한 차이를 나타냄을 알 수 있었다