Crystallization of amorphous silicon films

Abstract

Kinetics and morphology in crystallization of unsupported amorphous silicon films are investigated by hot stage transmission electron microscopy. Crystallization occurs by thermally activated nucleation and growth processes; activation energies of 470 kJ/mol for nucleation and 280 kJ/mol for growth are obtained. Nucleation rates are observed to increase with annealing time, whereas the growth rate depends on the annealing temperature and the crystallographic growth direction. Kinetik und Morphologie der Kristallisation amorpher Silizium-Schichten wird elektronenmikroskopisch untersucht. Die Kristallisation erfolgt über thermisch aktivierte Keimbildung und Wachstum, wobei die Aktivierungsenergie mit 470 kJ/Mol für die Keimbildung und 280 kJ/Mol für das Wachstum bestimmt werden. Die Keimbildungsrate nimmt während isothermer Temperung zu; die Wachstumsgeschwindigkeit hängt dagegen nur von der Temperungstemperatur und der kristallographischen Wachstumsrichtung ab.