Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Apr 2004)
Métodos de reducción del tiempo de proceso y mejora estructural de capas de SiGe obtenidas por cristalización en fase sólida
Abstract
Two methods, ion implantation and crystallization at two different temperatures, have been investigated to reduce the process time and to improve the structural properties of polycrystalline SiGe films obtained by solid phase crystallization for thin film transistors applications. The starting material was amorphous SiGe films deposited by low pressure chemical vapour deposition on oxidized silicon substrates. The crystallization kinetics and microstructure were analyzed in both cases using transmission electron microscopy and X-ray diffractometry. The first method consisted of the ion implantation with C or F and the subsequent crystallization at 600 ºC. The implanted samples show greater grain sizes, smaller grain size dispersion and stronger (111) preferred orientation than the unimplanted ones. The second method consisted of the crystallization by sequential annealing at two different temperatures. The samples were processed by rapid thermal annealing at 625 ºC for several minutes to form a certain density of crystalline nuclei. The subsequent crystallization at 525 ºC takes place mainly from the previously induced nuclei. The process time is reduced by 50 %. The grain size in the samples processed in this way is at least equal than in the samples crystallized without the RTA treatment. This crystallization method does not affect the preferred orientation of the grains.<br><br>Se han investigado dos métodos, implantación iónica y cristalización a dos temperaturas, para reducir el tiempo de proceso y mejorar la estructura de películas policristalinas de SiGe obtenidas por cristalización en fase sólida aplicables en transistores de película delgada. Se partió de capas amorfas de SiGe obtenidas mediante depósito químico en fase vapor a baja presión sobre Si oxidado térmicamente. En ambos casos se estudió la cinética de cristalización y la microestructura de las capas mediante microscopía electrónica de transmisión y difractometría de rayos X. El primer método consistió en la implantación iónica de las muestras con C o F y la posterior cristalización a 600 ºC. Las muestras implantadas tienen tamaño de grano mayor y más uniforme que las no implantadas y los granos presentan una orientación (111) más acentuada. El segundo método consistió en la cristalización mediante dos recocidos a temperaturas distintas. Las muestras fueron procesadas a 625 ºC mediante procesado térmico rápido durante varios minutos para formar una cierta densidad de núcleos. Seguidamente se cristalizaron las capas a 525 ºC partiendo de los núcleos creados. La duración del proceso se reduce hasta en un 50 %. El tamaño de grano es igual o mayor que en las muestras no procesadas previamente y la orientación de los granos no se ve alterada.
