초록
비정질 실리콘 박막 위에 구리용액을 스콘코팅하여 구리이온을 흡착시킨 후 이를 표면 핵생성 site로 이용하는 새로운 저온 결정화 방법에 관하여 연구하였다. 구리 흡착으로 LPCVD비정질 실리콘 박막의 결정화온도를 $500^{\circ}C$까지 낮출 수 있었고 결정화시간도 크게 단축되었다. $530-600^{\circ}C$에서 어닐링시 구리가 흡착된 비정질 실리콘 막은 나뭇가지 형태의 fractal을 이루며 결정화되었다. 이때 fractal크기는 구리용액의 농도에 따라 $30-300{\mu}m$로 성장하였다. Fractal의 내부는 새 털 모양의 타원형 결정립으로 구성되어 있으며 TEM 에 의한 최종 결정립의 크기는 $0.3-0.4{\mu}m$로 intrinsic 비정질 실리콘 박막을 $600^{\circ}C$에서 어닐링하였을 때화 크기가 비슷하였다. 구리용액의 농도 증가에 따라 핵생성 활성화 에너지와 결정성장 활성화 에너지가 감소하였다. 결과적으로 구리 흡착이 표면에서 우선 핵생성 site를 증가시키고 핵생성 및 fractal 성장에 필요한 활성화 에너지를 모두 낮추어 저온에서도 결정화가 촉진되었음을 알 수 있었다.
Copper ions were adsorbed on amorphous Si films by spincoating of Cu solutions and were employed as surface nucleation sites for low-temperature crystallization. The crystallization temperature can bc lo~vered down to $500^{\circ}C$ and rhe crystallization time can be shortened by Cu adsorption. The Cu-adsorbed amorphous films were crystallized by fractal growth with the shape of tree branches. The fractal size ranged from $30 to 300{\mu}m$, depending on the Cu solution concentration. The fractals consisted of f e a t h e r like elliptical grains with the size of $0.3~0.4{\mu}m$. which was comparable to that of the intrinsic films crystallized at $600^{\circ}C$. Both the nucleation activation energy and grotvth activation energy decreased as the Cu concentration in the solution increased. The results suggest thcit the adsorbed Cu increases preferred nucleation sites at the surface and enhmces crystallization by reducing thc activation energies of nucleation and growth.
