Excimer Laser Annealing Effects of Double Structured Poly-Si Active Layer

이중 활성층(a-Si/a-SiNx)의 XeCl 엑시머 레이저 어닐링 효과

A new method to form the double structured active layers of a-Si/a-SiN$_{x}$ of polycrystalline thin film transistor is proposed and poly-Si TFTs employed double structure active film are fabricated. Nitrogen ions were added to bottom amorphous silicon active film(a-SiN$_{x}$ ) and pure a-Si film deposition on a-SiN$_{x}$ was followed. The XeCl excimer laser was irradiated to crystallize double structure active film. The grain growth of upper a-Si film was also promoted in the double structured active layers of a-Si/a-SiN$_{x}$ due to the mitigation of solidification process of lower a-SiN$_{x}$ layer. Our experimental results show that the ratio of NH$_3$/SiH$_4$ is required to maintain below 0.11 for the reduction of contact resistance of n$^{+}$ poly-SiN$_{x}$ layer.r.

저온 공정으로 제작되는 다결정 실리콘 박막 트랜지스터의 활성층을 이중 활성층(a-Si/a-SiN/sub x/)으로 제작하는 공정을 제안하고 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 제작하였다. 본 논문에서는 활성층의 아래쪽 실리콘 박막에 약간의 질소기를 첨가한 후 그 위에 순수한 비정질 실리콘 박막을 증착하여 엑시머 레이저의 에너지로 비정질 실리콘 박막을 결정화하여 사용하였다. 이중 활성층 (a-Si/a-SiN/sub x/)의 경우, 하부층의 NH₃/SiH₄ 유속비가 증가함에 따라, 상부 a-Si 층의 결정 성장이 촉진됨을 알 수 있었으나, n/sup +/ poly-SiN/sub x/ 층의 전도도 특성을 고려해 볼 때, NH₃/SiH₄ 유속비는 0.11의 상한치를 가짐을 알 수 있었다. 전계 방출 전류에 영향을 미치는 광학적 밴드갭의 경우, poly-Si 박막에 비해 증가하였으며, NH₃/SiH₄ 유속비가 0.11 이하에서도 0.1eV 정도의 증가를 보여, 이로 인하여 소자 제작시 전계 방출 전류가 억제될 것을 예상할 수 있다.