Abstract
Polycrystalline silicon thin films have been used for low cost thin film device application. However, it was very difficult to fabricate high performance poly-Si at a temperature lower than $600^{\circ}C$ for glass substrate because the crystallization process technologies like conventional solid phase crystallization (SPC) require the number of high temperature (600-$1000^{\circ}C$) process. The objective of this paper is to grow poly-Si on flexible substrate using a rapid thermal crystallization (RTC) of amorphous silicon (a-Si) layer and make the high temperature process possible on molybdenum substrate. For the high temperature poly-Si growth, we deposited the a-Si film on the molybdenum sheet having a thickness of 150 $\mu\textrm{m}$ as flexible and low cost substrate. For crystallization, the heat treatment was performed in a RTA system. The experimental results show the grain size larger than 0.5 $\mu\textrm{m}$ and conductivity of $10^{-5}$ S/cm. The a-Si was crystallized at $1050^{\circ}C$ within 3min and improved crystal volume fraction of 92 % by RTA. We have successfully achieved a field effect mobility over 67 $\textrm{cm}^2$/Vs.
최근, poly-Si 박막은 저가의 박막소자응용을 위하여 사용되어 왔다. 그러나, 유리기판 위에서 일반적인 고상결정화(SPC) 방식으로 poly-Si 박막을 얻기는 불가능하다. 이러한 단점 때문에 유리와 같은 저가기판 위에 poly-Si을 결정화하는 연구가 최근 다양하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 급속열처리(RTA)를 이용하여 유연한 기판인 몰리브덴 기판 위에서 a-Si:H를 성장시킨 후 고온결정화에 대한 연구를 진행하였다 고온결정화된 poly-Si 박막은 150$\mu\textrm{m}$ 두께의 몰리브덴 기판 위에 성장되었으며 결정화 온도는 고 진공하에서 $750^{\circ}C$~$1050^{\circ}C$ 사이에서 결정화된 시료에 대하여 결정화도, 결정화 면방향, 표면구조 및 전기적 특성이 조사되었다. 결정화온도 $1050^{\circ}C$에서 3분간 결정화된 시료의 결정화도는 92%를 나타내고 있었다. 결정화된 poly-Si 박막으로 제작된 TFT 소자로부터 전계효과 이동도 67 $\textrm{cm}^2$/Vs을 얻을 수 있었다.
