금속 유도결정화 기법을 이용한 nc-Si:H 박막의 나노구조 및 광학적 특성

초록

PECVD 기법을 이용하여 상온에서 수소화 된 나노결정질 실리콘(nc-Si:H) 박막을 제조하였다. nc-Si:H 박막 위에 고주파 마그네트론 스퍼터 기법을 이용하여 30 nm 두께의 Ni, Al층을 증착하였고, 350~500℃ 열처리 과정을 수행하였다. Ni, Al/nc-Si:H 이중 층 박막에서는 약 350℃의 낮은 온도범위에서 나노결정질 실리콘(nc-Si)을 형성하였다. 열처리 온도가 350에서 500℃까지 증가함에 따라 PL 스펙터럼의 세기는 ~420 뿐만 아니라 ~580nm 파장대에서 증가하였다. PL 세기의 증가는 박막 내 ~2에서 ~5 nm 크기의 나노결정의 전체 부피 증가에 기인한 것으로 보인다. 알루미늄 유도 결정화 과정은 박막 내 나노결정질 실리콘의 핵생성을 증가시키고, 그 결과 결정화 온도를 500에서 350℃로 낮추었다.