Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 10: Laserverfahren zur Schichtherstellung und Oberfl
ächenmodifizierung II

DS 10.4: Vortrag

Dienstag, 25. März 2003, 11:00–11:15, GER/37

Laserhydrieren von kristallinem und amorphem Silizium — •Marcus Schwickert, Ettore Carpene, Klaus Peter Lieb, Michael Uhrmacher und Peter Schaaf — Universität Göttingen, II. Physikalisches Institut, Bunsenstr. 7-9, D-37073 Göttingen

Für die Herstellung von Dünnschicht-Transistoren (TFT) sind polykristalline Si-Schichten mit hohem Wasserstoffgehalt von großem Interesse. Zu diesem Zweck wurde die Laserbestrahlung von kristallinem und amorphem Si in Wasserstoff-Atmosphäre („Laserhydrieren“) untersucht. Die Wasserstoff-Tiefenprofilierung mittels resonanter Kernreaktionsanalyse (¹H(¹⁵ N,αγ )¹²C) ergibt, daß der Wasserstoffgehalt der c-Si-Proben im oberflächennahen Bereich (bis ca. 100 nm) durch das Laserhydrieren weit über die Löslichkeitsgrenze im thermodynamischen Gleichgewicht erhöht wird. Ebenfalls in diesem Tiefenbereich zeigen RBS-Channeling Messungen eine starke Schädigung der Kristallstruktur der Si-Matrix. Dagegen führt das Laserhydrieren von Xe-amorphisiertem Si nicht zu einer erhöhten Wasserstoff-Aufnahme. Schon bei einer Laserfluenz von 1.5 J/cm² kommt es zu vollständiger epitaktischer Rekristallisation der ursprünglich 400 nm dicken amorphen Deckschicht. Bei geringerer Laserfluenz entsteht polykristallines Silizium mit leicht erhöhtem H-Gehalt. Die Gründe für die unterschiedlich starke Wasserstoff-Aufnahme von c-Si und a-Si durch die Laserbehandlung werden anhand von Simulationsrechnungen diskutiert.