Large area crystallization of amorphous silicon thin-films on glass substrates is one of key technologies in manufacturing flat displays. Among various crystallization technologies, the Joule induced crystallization (JIC) is considered as the highly promising one in the OLED fabrication industries, since the amorphous silicon films on the glass can be crystallized within tens of microseconds, minimizing the thermally and structurally harmful influence on the glass. In the JIC process the metallic layers can be utilized to heat up the amorphous silicon thin films beyond the melting temperatures of silicon and can be fabricated as electrodes in OLED devices during the subsequent processes. This numerical study investigates the heating mechanisms during the JIC process and estimates the deformation of the glass substrate. Based on the thermal analysis, we can understand the temporal and spatial temperature fields of the backplane and its warping phenomena.
High quality polycrystalline silicon is very critical part of the high quality thin film transistor(TFT) for display devices. Metal induced lateral crystallization(MILC) is one of the most successful technologies to crystallize the amorphous silicon at low temperature(below $550^{\circ}C$) and uses conventional and large glass substrate. In this study, we observed that the MILC behavior changed with abrupt variation of the amorphous silicon active pattern width. We explained these phenomena with the novel MILC mechanism model. The 10 nm thick Ni layers were deposited on the glass substrate having various amorphous silicon patterns. Then, we annealed the sample at $550^{\circ}C$ with rapid thermal annealing(RTA) apparatus and measured the crystallized length by optical microscope. When MILC progress from narrow-width-area(the width was $w_2$) to wide-width-area(the width was $w_1$), the MILC rate decreased dramatically and was not changed for several hours(incubation time). Also the incubation time increased as the ratio, $w_1/w_2$, get larger. We can explain these phenomena with the tensile stress that was caused by volume shrinkage due to the phase transformation from amorphous silicon to crystalline silicon.
본 연구는 비정질실리콘 박막트랜지스터를 비휘발성 메모리소자로 제작함으로써 스위칭 소자로 사용되는 박막 트랜지스터(TFT)의 응용범위를 확대시키고, 비정질 실리콘 사용에 따라 대면적화에 적합하고 아울러 값싼 기판을 사용할 수 있게 한 비정질 실리콘 비휘발성 메모리소자에 관한 것이다. 이와 같은 본 연구는 유리기판과 그 유리기판위에 증착시켜 패터닝한 게이트, 그 게이트를 덮어씌운 제1 절연층, 그 제1 절연층위에 증착시켜 패터닝한 플로우팅 게이트와 그 플로우팅 게이트를 덮어씌운 제2 절연층, 그 제2 절연층위에 비정질실리콘을 증착시킨 액티브층과 그 액티브층위에 n+ 비정질실리콘을 증착시켜 패터닝한 소오스/드레인층 그리고 소오스/드레인층 위에 증착시킨 소오스/드레인층 전극으로 비정질실리콘 박막트랜지스터 비휘발성 메모리소자를 구성한다.
Nanomachining process, static nanoplowing, is one of the most promising lithographic technologies in terms of the low cost of operation and variety of workable materials. In nanomachining process, chemical effects are more dominant factor compared with those by physical deformation or fracture. For example, during the nanoscratch on a silicon surface in the atmosphere, micro protuberances are formed due to the mechanochemical reaction between diamond tip and the surfaces. On the contrary, in case of chemically stable materials, such as ceramic or glass, surface protuberances are not formed. The purpose of this study is to understand effects of the mechanochemical reaction between tip and surfaces on deformation behaviors of hard-brittle materials. Nanometerscale elasoplastic deformation behavior of single crystal silicon (100) was characterized with micro protuberance phenomena, and compared with that of borosilicate (Pyrex glass 7740). In addition, effects of the silicon protuberances on nanoscratch test results were discussed.
Crystallization of 100 nm thick amorphous silicon (a-Si) films on glass substrates was carried out by using a double laser irradiation method. Depending on a-Si deposition method or glass types, the quality of crystallized silicon film varies significantly. For a-Si films deposited with high concentration of impurities, large grains or high crystallinity can not be achieved. Crystallization with different a-Si deposition methods confirmed that for the polycrystallization of a-Si films on glass substrates, controlling the impurity density during substrate preparation is critical.
The poly silicon thin films were prepared by solid phase crystallization at 600$^{\circ}C$ of amorphous silicon films deposited on Corning 7059 glass and (100) silicon wafer with thermally grown SiO$_2$substrate by plasma enhanced chemical vapor deposition with varying rf power, deposition temperature, total flow rate. Crystallization time, microstructure, absorption coefficients were investigated by RAMAN, XRD analysis and UV transmittance measurement. Crystallization time of amorphous silicon films was increased with increasing rf power, decreasing deposition temperature and decreasing total flow rate.
한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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pp.1455-1458
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2008
Amorphous silicon (a-Si:H) thin-film transistors (TFTs) are fabricated on flexible organic polymer foil substrates. As-fabricated performance, electrical bias-stability at elevated temperatures, electrical response under mechanical flexing, and prolonged mechanical stability of the TFTs are studied. TFTs made on plastic at ultra low process temperatures of $150^{\circ}C$ show initial electrical performance like TFTs made on glass but large gate-bias stress instability. An abnormal saturation of the instability against operation temperature is observed.
Amorphous silicon thin-film transtors (TFT's) have been designed and fabricated on glass substrates. The hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) thin-film has been deposited by decomposing silane(SiH4) in hydorgen ambient by rf glow discharge method. Amorphous silicon nitride(a-Si:H) has been chosen as the gate dielectric material. It has been prepared by decomposing the mixed gas of silane(SiH4) and ammonia(NH3). The electrical properties and performance characteristics of the thin-film transistrs have been measured and compared with the requirements for the switching elements in liquid crystal flat panel display. The results show that liquid crystal flat panel displays can be fabricated using the thin-film transistors described in this paper.
In solar industry, numerous researchers reported about cold spray method among various electrode formation technic, but there are no known a bonding mechanism of metal powder. In this study, a cross-section of copper electrode formed by cold spray method was observed and heterogeneous phase between silicon substrate and copper electrode was analyzed using morphology observation technic. SEM and TEM analysis were performed to analyze a crystallinity and distribution shape of heterogeneous copper phase. Molecular dynamics simulation was performed to calculate glass transition temperature of copper metal. In the result, amorphous copper phase was observed near interface between silicon substrate and metal electrode. The results of the molecular dynamics simulation show that an amorphous copper phase could be formed at a temperature below the melting point of copper because cold spraying resulted in a lower glass transition temperature.
We focused on light management technology in amorphous silicon solar cells to suppress increase in absorber thickness for improving power conversion efficiency (PCE). $MgF_2$ and $TiO_2$ anti-reflection layers were coated on both sides of Asahi VU ($glass/SnO_2:F$) substrates, which contributed to increase in PCE from 9.16% to 9.81% at absorber thickness of only 150 nm. Also, we applied very thin $MgF_2$ as a rear reflector at n-type nanocrystalline silicon oxide/Ag interface to boost photocurrent. By reinforcing rear reflection, we could find the PCE increase from 10.08% up to 10.34% based on thin absorber about 200 nm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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