Abstract
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.
$450^{\circ}C$ 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.
