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$450^{\circ}C$ 이하에서 FALC 공정에 의한 비정질 실리콘의 결정화
Crystallization of amorphous silicon films below $450^{\circ}C$ by FALC

박경완   (한양대학 세라믹공학과UU0001519  ); 유정은   (한양대학 세라믹공학과UU0001519  ); 최덕균   (한양대학 세라믹공학과UU0001519  );
  • 초록

    $450^{\circ}C$ 이하에서 Cu를 이용한 전계 유도 방향성 결정화 공정을 통해 비정질 실리콘의 결정화 거동을 고찰하였다. 열처리와 동시에 전계를 인가하여 Cu가 증착된 패턴의 외부에서 Cu가 존재하지 않는 비정질 실리콘의 영역으로 측면 결정화를 유도하였다. 특히, Cu가 존재하지 않는 영역의 측면결정화는 (-) 전극 쪽에서 (+) 전극 쪽으로 방향성을 가지고 결정화가 진행되었다. 이러한 현상은 Cu와 Si가 반응 할 때, 주확산 종이 금속(Cu)이기 때문에 가능하다고 판단되었다. 또한, FALC 공정을 이용한 $350^{\circ}C$ 의 온도에서 결정화된 영역 내에 커다란 dendrites 형태의 가지가 형성되었고 전계 방향에 따른 측면 결정화가 진행되었음을 확인하였다. 결론적으로 $350^{\circ}C$ 의 매우 낮은 온도에서 30 V/cm의 전계 인가를 통해 12 $\mu$ m/h의 결정화 속도로 결정화가 가능함을 확인하였다.


    The crystallization behavior of amorphous silicon (a-Si) film was investigated by using Cu-field aided lateral crystallization (Cu-FALC) process below $450^{\circ}C$ . The lateral crystallization was induced from the Cu deposited region outside of pattern toward the Cu-free region inside of the pattern by applying an electric field during heat treatment. As expected, the lateral crystallization toward Cu-free region proceeded from negative toward positive electrode side. The occurrence of Cu-FALC phenomenon was interpreted in terms of dominant diffusing species in the reaction between Cu and Si. Even at the annealing temperature of $350^{\circ}C$ , the large dendrite-shaped branches were formed in the crystallized region and the polarity in the lateral crystallization was clearly observed. Consequently, we could successfully crystallize the a-Si at the temperature as low as $350^{\circ}C$ by an electric field of 30 V/cm with fast crystallization velocity of 12 $\mu$m /h.


  • 주제어

    Cu-field aided lateral crystallization .   Dominant diffusing species .   Low temperature .   Dendrite-shaped branches .   Poly-Si .   Mobility.  

  • 참고문헌 (11)

    1. In situ Observation of Fractal Growth during a-Si Crystallization in a$Cu_3Si$Matrix , S.W. Russell;J. Li;J.W. Mayer , J. Apply. Phys. / v.70,pp.515,
    2. Effect of Multiple Scans Granular Defects on Excimer Laser Annealed Polysilicon TFTs , A.M. Marmorstein;A.T. Voutsa;R. Solanki , Solid state Electronics / v.43,pp.305,
    3. Crystallization of Amorphous Silicon During Thin-film Gold Reaction , L. Hultman;A. Robertsson;H.T.G. Hentzell;I. Engstrom;P.A. Psaras , J. Appl. Phys. / v.62,pp.3647,
    4. Polycrystalline Thin Film Transistors Fabricated by FALC Technique , K.S. Song;J.B. Lee;S.I. Jun;D.K. Choi;S.K. Park , J. mater. sci. Lett. / v.18,pp.1209,
    5. Pd Induced Lateral Crystallization of Amorphous Si Thin Films , S.W. Lee;S.K. Jeon;S.K. Joo , Appl. Phys. Lett / v.66,pp.1671,
    6. I-V Characteristics of Poly-Silicon Thin Film Transistor by Field Aided Lateral Crystallization (FLAC) , K.S. Song;S.I. Jun;S.H. Park;D.K. Choi , Proceedings of 5th International Conference on VLSI and CAD / v.,pp.187,
    7. Silicide Formation and Silicide-mediated Crystallization of Nickel-implanted Amorphous Silicon Then Films , C. Hayzelden;J.L.L. Bastone , J. Appl. Phys. / v.73,pp.8279,
    8. Field Aided Lateral crystallization of Amorphous Silicon thin Film , S.H. park;S.I. Jun;C.K. Kim;D.K. Choi , Jpn. J. Appl. Phys. / v.38,pp.108,
    9. Electrical Characteristics of Thin Film Transistors Using Fieldaided Lateral Crystallization , S.I. Jun;Y.H. Yang;J.B. Lee;D.K. Choi , Appl. Phys. Lett. / v.75,pp.2235,
    10. Influences of Various Metal Elements on Field Aided Lateral Crystallization of Amorphous Silicon Films , J.B. Lee;C.J. Lee;D.K. Choi , Jpn. J. Appl. Phys. / v.40,pp.6181,
    11. The Influenced of Cu and Au on Field Aided Lateral Crystallization of Amorphous silicon Films , C.J. Lee;J.B. Lee;Y.C. Chung;D.K. Choi , Jpn. J. Appl. Phys. / v.39,pp.6191,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. 2003. "Computer simulation of electric field distribution in FALC process" 한국결정성장학회지 = Journal of the Korean crystal growth and crystal technology, 13(2): 93~97     

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