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A U S G E w ä H L T E P R O J E K T E – S E L E C T E d P R O J E C T S
Die Kristallisations-Prozesse der MQW haben wir mit Raman-Spektroskopie
untersucht. Dabei hat sich herausgestellt,
dass zwei Hauptprozesse den Phasenübergang
während der Beleuchtung mit monochromatischem
Licht bestimmen. Der eine Prozess ist die Kristallisation,
die durch die Lichtabsorption induziert wird, und
der andere ist die Auflösung / Oxidation der Si-Schichten,
die sich zwischen den SiO 2 -Spacerschichten befinden
(Abb. 39). Wir haben herausgefunden, dass eine
optimale Leistung für jede Wellenlänge im spezifischen
Spektralbereich existiert, die zu einer vollständigen
Umwandlung von a-Si- in nanokristalline Si-Schichten
führt, ohne dass dabei eine merkliche Auflösung / Oxidation
auftritt (Abb. 39). Die optimale Wellenlänge ist
gegeben durch den maximalen relativen Unterschied
der Absorptionskoeffizienten der anfänglichen a-Si-
und der am Ende erzielten nanokristallinen Si-Schicht
im MQW. Die hier verwendete Leistungsdichte des Lasers
war mindestens eine Zehnerpotenz unter der, die
üblicherweise bei konventionellen a-Si Kristallisationsbehandlungen
verwendet wird.
MQW-Strukturen mit unterschiedlichen Dicken der Si-
Schichten und Anzahl der Perioden konnten erfolgreich
in nanokristalline Si-Schichten transformiert werden
(Abb. 40).
the processes of crystalization in the MQW were analyzed
by Raman spectroscopy. there are mainly two
processes governing the phase transition by illumination
with monochromatic light. one is the crystallization,
induced by the light absorption and the
other is dissolution / oxidation of the silicon films in
the Sio 2 spacer layers (Fig. 39). We found that an optimal
power exists for each wavelength of the light
in the specified range, which leads to a full a-Si to
Si-nc conversion of the Si layers without occurrence
of a significant dissolution / oxidation (Fig. 39). the
optimal wavelength for the process is given primarily
by the maximal relative difference of the absorption
coefficient between initial amorphous and the final
nanocrystalline Si in the MQW. laser power density
employed is at least one order of magnitude smaller
than that used in conventional a-Si laser crystallization
procedures.
MQW structures with various thicknesses of Si layers
and various numbers of periods were successfully
converted to Si-nc (Fig. 40).
Abb. 38: Absorptionskoeffizient für MQW mit 20x3 nm und 6x10
nm Si-Schichten gemessen an Proben nach der Abscheidung
und nach einer Wärmebehandlung. Die vertikalen
gestrichelten Linien markieren die Laser-Wellenlängen, die
für die Behandlung verwendet wurden.
Fig. 38: Absorption coefficient measured for MQW with 20x3 nm
and 6x10 nm Si layers for as-deposited samples and those
subjected to an annealing procedure. Vertical dashed
lines indicate the various laser wavelengths employed
for the annealing.