• 한국세라믹학회지
• /
• 제43권4호
• /
• pp.230-234
• /
• 2006

Metal-Induced Crystallization (MIC) of amorphous silicon (a-Si) using aluminum and nickel as catalysts were performed with a variation of metal thickness and temperature. Raman results showed that the crystallization of a-Si depended on the thickness of aluminum while not on nickel. Nickel that forms silicide nodules during annealing simply catalyzed the formation of crystalline silicon (c-Si) while aluminum was consumed and transferred during MIC, which resulted in more complex microstructural characteristics. Crystalline silicons after NIC had elongated shape with a twin along the long axis. Morphological change after Aluminum-Induced Crystallization (AIC) showed more equiaxial grains. The nucleation and growth mechanism of AIC was discussed.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.289.1-289.1
• /
• 2016

Germanium (Ge) with higher carrier mobility and a lower crystallization temperature has been considered as the channel material of thin-film transistors for display applications. Various methods were studied for crystallizaion of poly-Ge from amorphous Ge at low temperature. Especially Metal induced crystalliazation (MIC) process was widely studied because low process cost. In this paper, we investigate copper diffusion process of different thick (70 nm, 350 nm) poly-Ge film obtained by MIC process at various temperatures (250, 300, and $350^{\circ}C$) through atomic force microscopy (AFM), Raman spectroscopy, and secondary ion mass spectroscopy (SIMS) measurement. Crystallization completeness and grain size was similar in all the conditions. Copper diffusion profile of 370 nm poly-Ge film show simirly results regardless of process temperature. However, copper diffusion profile of 70 nm poly-Ge film show different results by process temperature.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.313-313
• /
• 2013

For high-performance TFT (Thin film transistor), poly-crystalline semiconductor thin film with low resistivity and high hall carrier mobility is necessary. But, conventional SPC (Solid phase crystallization) process has disadvantages in fabrication such as long annealing time in high temperature or using very expensive Excimer laser. On the contrary, MIC (Metal-induced crystallization) process enables semiconductor thin film crystallization at lower temperature in short annealing time. But, it has been known that the poly-crystalline semiconductor thin film fabricated by MIC methods, has low hall mobility due to the residual metals after crystallization process. In this study, Ni metal was shallow implanted using PIII&D (Plasma Immersion Ion Implantation & Deposition) technique instead of depositing Ni layer to reduce the Ni contamination after annealing. In addition, the effect of external magnetic field during annealing was studied to enhance the amorphous silicon thin film crystallization process. Various thin film analytical techniques such as XRD (X-Ray Diffraction), Raman spectroscopy, and XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), Hall mobility measurement system were used to investigate the structure and composition of silicon thin film samples.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.356-356
• /
• 2013

Monolithic 3D-IC는 현대 집적회로에서 interconnect로 인해 발생되는 여러 문제들을 해결하기 위해 새롭게 제시되고 있는 기술적 개념으로 구현 시 하위 소자 및 interconnet들에 영향을 주지 않는 저온공정이 필수적이다. 특히 germanium (Ge)은 낮은 녹는점 및 높은 캐리어 이동도 덕분에 3D-IC 구현 시 상위 소자의 channel 물질에 적합한 것으로 알려져 있다. 최근 이러한 Ge을 결정화하기 위해 solid phase crystallization (SPC), metal induced crystallization (MIC), laser annealing과 같은 결정화 방법들이 보고되고 있다. 현재까지 SPC 방법에 의해 얻어진 poly-Ge의 도핑농도 및 이동도와 같은 전기적 특성에 대한 분석은 수행된 바 있으나 3D-IC 공정에 적용이 가능한 MIC 기술을 통해 얻어진 poly Ge 필름에 대한 전기적 특성분석은 부족한 상황이다. 본 연구는 SPC 뿐만 아니라 MIC 방법을 통해 ${\alpha}$-Ge를 결정화시키고 얻어진 poly-Ge 필름의 전기적 특성을 XRD 및 hall effect measurement를 통해 분석하였다. 특히 일반적으로 Ge 내에서 p-type dopant로 동작을 하는 defect과 n-type dopant인 phosphorus 관계를 고려하여 여러 온도에서 SPC 및 MIC에 의해 얻어진 phosphorus doped poly-Ge 필름들의 전기적 특성을 분석하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제7권s1호
• /
• pp.123-133
• /
• 1998

Amorphous silicon (a-Si) was crystallized by metal induced crystallization using metal solution. The a-Si films spin coated with a 50,000 ppm Ni solution were crystallized at as low as $500^{\circ}C$. Needlelike morphology, developed as a result of the migration of $NiSi_2$, precipitates, appears in the MIC poly-Si. The growth of the needlelike crystallites proceeds to a direction parallel to (111). The crystallization temperature can be lowered to $450^{\circ}C$ by Au addition. The enhancement of crystallization results from the decrease of interfacial energy at the NiSi2/Si interface by Au addition.

• 융합정보논문지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.117-124
• /
• 2019

본 논문에서는 AMOLED 디스플레이 구동회로로 사용되는 박막트랜지스터의 구성요소 중에서 반도제 물질 제조의 최근 동향에 대해 논한다. 트랜지스터에 적용을 위해 특성이 좋은 반도체 막을 얻는 방법으로 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 변화시켜야 하는데 레이저와 열처리 방법이 있으며, 레이저를 이용한 기술에는 SLS(Sequential Lateral Solidification), ELA(Excimer Laser Annealing), TDX(Thin-beam Directional Crystallization), 열처리 기술에는 SPC(Solid Phase Crystallization), SGS(Super Grain Silicon), MIC(Metal Induced Crystallization), FALC(Field Aided Lateral Crystallization)가 대표적이며, 이들에 대해 상세히 설명한다. 본 연구실에서 연구중인 레이저 결정화 기술의 대형 AMOLED 디스플레이 제작을 위한 연구 내용도 다룬다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1400-1402
• /
• 2002

금속유도 측면 결정화 (Metal Induced Lateral Crystallization; MILC)를 통하여 형성한 다결정 실리콘 박막에 엑시머 (excimer) 레이저를 조사하여 우수한 특성을 갖는 박막 트랜지스터를 제작하였다. MILC 공정 중에 형성되는 금속 유도 결정화 (Metal Induced Crystallization; MIC) 실리콘 박막은 다량의 Ni을 함유하고 있기 때문에, 이에 인접한 MILC 실리콘 박막 내에는 니켈 농도의 점진적인 차이가 발생한다. MILC 다결정 실리콘 박막 내의 Ni 농도 차이는 실리콘 박막의 용융점 차이를 유발하여 레이저 결정화 시에 매우 큰 실리콘 결정립의 성장을 유도한다. 새로운 다결정 실리콘 박막 트랜지스터는 기존의 레이저 결정화 방식으로 제작한 다결정 실리콘 박막 트랜지스터에 비하여 40% 향상된 전계효과 이동도를 나타내었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.59.1-59.1
• /
• 2010

Aluminum-induced crystallization (AIC) of amorphous silicon (a-Si) is studied with the structure of a glass/Al/$SiO_2$/a-Si, in which the $SiO_2$ layer has micron-sized laser holes in the stack. An oxide layer between aluminum and a-Si thin films plays a significant role in the metal-induced crystallization (MIC) process determining the properties such as grain size and preferential orientation. In our case, the crystallization of a-Si is carried out only through the key hole because the $SiO_2$ layer is substantially thick enough to prevent a-Si from contacting aluminum. The crystal growth is successfully realized toward the only vertical direction, resulting a crystalline silicon grain with a size of $3{\sim}4{\mu}m$ under the hole. Lateral growth seems to be not occurred. For the AIC experiment, the glass/Al/$SiO_2$/a-Si stacks were prepared where an Al layer was deposited on glass substrate by DC sputter, $SiO_2$ and a-Si films by PECVD method, respectively. Prior to the a-Si deposition, a $30{\times}30$ micron-sized hole array with a diameter of $1{\sim}2{\mu}m$ was fabricated utilizing the femtosecond laser pulses to induce the AIC process through the key holes and the prepared workpieces were annealed in a thermal chamber for 2 hours. After heat treatment, the surface morphology, grain size, and crystal orientation of the polycrystalline silicon (pc-Si) film were evaluated by scanning electron microscope, transmission electron microscope, and energy dispersive spectrometer. In conclusion, we observed that the vertical crystal growth was occurred in the case of the crystallization of a-Si with aluminum by the MIC process in a small area. The pc-Si grain grew under the key hole up to a size of $3{\sim}4{\mu}m$ with the workpiece.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.287.1-287.1
• /
• 2014

본 연구에서는 현재 디스플레이에서 가장 널리 이용되는 저온 polycrystalline silicon (poly-Si)의 결정화 방법에 따른 thin-film transistor (TFT)의 전기적 특성을 분석하였다. 분석에 이용된 결정화 방식은 Excimer Laser Annealing (ELA)와 Metal Induced Crystallization (MIC)이다. ELA와 MIC TFTs의 전기적 특성 측정을 통한 분석결과 ELA와 MIC poly-Si TFTs의 전기적 특성 [field-effect mobility (${\mu}_{FE}$), on/off current ratio ($I_{ON}/I_{OFF}$), sub-threshold swing (SS)]은 큰 차이는 없지만, ELA를 이용한 poly-Si TFT의 전기적 특성이 조금 우수하다. 하지만, MIC poly-Si TFT의 경우 threshold voltage ($V_{TH}$)가 0V에 보다 가까울 뿐만 아니라, 전기적 스트레스를 통한 신뢰성 확인 시 ELA poly-Si TFT보다 조금 더 안정적이다. 이는 ELA의 경우 좁은 면에 선형 레이저 빔으로 조사하면서 생기는 hill-lock의 영향으로 표면이 거칠고 균일하지 못하여 바이어스 인가시 생기는 문제이다. 또한 MIC는 금속 촉매를 이용해 결정립 경계를 확장하고 결정 크기를 키워 대면적화에 유리하다. Thermal Stress에서는 (from 293K to 373K) TFT에 점차 높은 온도를 가하자 MIC poly-Si TFT의 경우 off 상태에서 누설 전류 값이 증가하며 열에 민감한 반응을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.151-151
• /
• 2010

In this paper, the electrically properties of nonvolatile memory (NVM) using multi-stacks gate insulators of oxide-nitride-oxynitride (ONOn) and active layer of the low temperature polycrystalline silicon (LTPS) were investigated. From hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H), the LTPS thin films with high crystalline fraction of 96% and low surface's roughness of 1.28 nm were fabricated by the metal induced crystallization (MIC) with annealing conditions of $650^{\circ}C$ for 5 hours on glass substrates. The LTPS thin film transistor (TFT) or the NVM obtains a field effect mobility of ($\mu_{FE}$) $10\;cm^2/V{\cdot}s$, threshold voltage ($V_{TH}$) of -3.5V. The results demonstrated that the NVM has a memory window of 1.6 V with a programming and erasing (P/E) voltage of -14 V and 14 V in 1 ms. Moreover, retention properties of the memory was determined exceed 80% after 10 years. Therefore, the LTPS fabricated by the MIC became a potential material for NVM application which employed for the system integration of the panel display.