Download
1 / 14
140 likes | 356 Views
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ СО РАН НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ. Кристаллизация тонких пленок гидрогенизированного аморфного кремния с применением фемтосекундных лазерных импульсов. Володин В.А. volodin@isp.nsc.ru Качко А.С. kachko.alex@isp.nsc.ru.
E N D
ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВ СО РАН НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кристаллизация тонких пленок гидрогенизированного аморфного кремния с применением фемтосекундных лазерных импульсов Володин В.А. volodin@isp.nsc.ru Качко А.С. kachko.alex@isp.nsc.ru Кремний-2010, 6-9 июля Нижний Новгород
Интерес • Технологии LTPS • Производство TFT матриц • Подвижность электронов: poly-Si ~200 см2/В*сек, a-Si ~0.5 см2/В*сек • T < 400°C • Снижение энергопотребления и уменьшение габаритов при использовании LTPS технологий
Интерес Управляющие транзисторы для жидкокристаллических дисплеев PV. Солнечные батареи Развитие рынка Green IT к 2015 году Развитие рынка возобновляемых источников энергиик 2013 году
Эксперимент • ПХО осаждение пленок a-Si:Hна стекло из SiH4 • T=250ºC, Corning 7059, d=90-100 нм, H:20ат. % • T=200 ºC, предметное стекло, d=20-160 нм,H:30-40ат. % 20 мкм SiH4 poly-Si a-Si:H
Лазерные обработки Ti-Sapphire • Лазерная кристаллизация в poly-Si • Сканирующие лазерные обработкиперекрытие 90-96 % • Ti-Sapphire,λ=800 нм, t < 30 Изображение в оптический микроскоп кристаллизованных сканирующими обработками с шагом 50 микрометров областей и исходных областей плёнки первого типа (толщина 90 нм).
Лазерные обработки Спектры КРС плёнки первого типа (толщина 100 нм) – исходной и после фемтосекундных лазерных импульсных обработок, 2 и 8 импульсов, плотность энергии в импульсе 65 мДж на квадратный сантиметр.
Измерения КРС спектрометр T64000 HORIBA JobinYvon. Возбуждающий лазер: Ar+, λ=514.5 нм, J = 2-3 мВт
Результаты. Пленки 1 типа. Спектры КРС плёнки первого типа (толщина 90 нм) – исходной и после фемтосекундных сканирующих лазерных обработок.
Результаты. Пленки 2го типа. Спектры КРС плёнки второго типа (толщина 128 нм) после фемтосекундных сканирующих лазерных обработок.
Пленка а-Si:H после обработки фемтосекундными импульсами Пленка а-Si:H до обработки. Содержание водорода ~ 30 % 20 мкм Пленки 2го типа Изображение в оптический микроскоп кристаллизованных сканирующими обработками областей плёнки второго типа (толщина 128 нм).
Заключение • Фемтосекундные лазерные обработки были успешно применены для кристаллизации аморфных гидрогенизированных плёнок кремния. • Установлены режимы полной кристаллизации плёнок на стекле с толщинами до 100 нм, содержащих до 20 атомарных процентов водорода. При большем содержании водорода процесс кристаллизации неоднороден, наблюдается лазерная абляция некоторых областей плёнок. • Развитый подход может быть использован для создания полупроводниковых поликристаллических плёнок на нетугоплавких подложках.
Спасибо за внимание! Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук.ИФП СО РАН
ВРЭМ poly-Si Электронно-микроскопическое изображение плёнки кремния первого типа, кристаллизованной фемтосекундными лазерными импульсами. Слева – область сканированная лазером; справа – область за фронтом кристаллизации.
k0 ks hωs hω0 TO LO Eph, kph Плотность состояний Частота LA Стоксов процесс: hωs= hω0-Eph TA КРС. КРС на кремнии
