View/Open - JUWEL - Forschungszentrum Jülich

118 8 Ergebnisse und Diskussion
Dieser Vergleich soll den Einfluß der laserkristallisierten Keime auf die strukturellen
Eigenschaften der thennisch kristallisierten Bereiche aufzeigen. Die TO-Mode des Bereiches
mit Keimmuster besitzt eine Halbwertsbreite von 4.9 cm- I und ihr Schwerpunkt liegt bei
518.5 ern-I. Dagegen zeigt die TO-Mode der rein thennisch kristallisierten Schicht eine Breite
von 5.3 cm- I und liegt bei 519 ern-I. Die Meßfehler der Linienbreiten betragen ca. 0.1,
diejenigen der Positionen etwa 0.2 ern-I.
Um die Oberflächenmorphologie und die Kristallite im Bereich der laserkristallisierten Punkte
und deren unmittelbarer thennisch kristallisierter Umgebung zu untersuchen, wurde ein
weiteres Keimmuster erzeugt. Der Abstand der Punkte beträgt 10 11m bei einem Durchmesser
von 2-2.5 11m in einer 415 nm dicken Schicht. Die Schicht wurde 3.5 h bei 600°C im
Rohrofen getempert, um sowohl laser- und thennisch kristallisierte als auch amorph
gebliebene Bereiche untersuchen zu können. Abb.8.43 bzw. 8.44 zeigt eine
Ausschnittvergrößerung vierer solcher Punkte unter dem Durchlichtmikroskop bzw. dem
AFM. In Abb.8.43 ist ein dendritisches Wachstum kristalliner Bereiche um die
laserkristallisierten Punkte ähnlich wie in Abb.8.40 zu erkennen. Die ursprünglichen
laserkristallisierten Punkte erscheinen etwas dunkler. Die kristallinen Bereiche sind von
amorphem Material umgeben, das aber auch von spontan entstandenem kristallinem Silizium
durchsetzt ist.
Ein Vergleich mit dem Oberflächenprofil der Schicht (s. Abb. 8.44) zeigt, daß alle thennisch
kristallisierten Bereiche eine leichte Absenkung erfahren haben und genau wie die amorphen
Teile der Schicht sehr glatt sind. Die laserkristallisierten Punkte dagegen weisen eine starke
Oberflächenrauhigkeit auf. Abb.8.45 zeigt die AFM-Aufnahme eines kristallinen
Keimpunktes in dreidimensionaler Darstellung, Abb. 8.46 einen Schnitt durch dessen
Oberflächenprofil.
In Abb. 8.45 ist die Oberflächenrauhigkeit im Bereich des laserkristallisierten Punktes gut zu
erkennen. Sie ist in der Mitte des Punktes am höchsten und fällt rotationssymmetrisch nach
außen etwa bei dem halben Radius stark ab. Sowohl am Rand des rauheren Mittelpunktes als
auch am Rand des gesamten laserkristallisierten Punktes zeigt sich jeweils ein Ring von
Oberflächenpeaks. In der Mitte des Punktes scheint ein dritter Bereich höherer
Peakkonzentration zu existieren. Der Querschnitt durch den Keimpunkt in Abb. 8.46 zeigt
Peakhöhen im Mittelpunkt des laserkristallisierten Punktes bis zu 25 nm an. Die Bereiche
zwischen den Peaks haben sich im Vergleich zu dem Niveau der ursprünglichen amorphen
Schicht deutlich abgesenkt. Dieses Niveau ist links und rechts am Rand des Plots zu erkennen.
Die Absenkung der thennisch kristallisierten Bereiche gegenüber der Oberfläche der
amorphen Schicht beträgt etwa 6-7 nm. Diese Bereiche sind ähnlich glatt wie die amorph
gebliebene Umgebung.