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beobachtet werden [62, 66, 67]. Die hier auftretenden Kristallite sind weitaus größer, und
einige eventuell in den Schichten auftretende kleinere Körner können eine Verschiebung in
dieser Größenordnung nicht erklären. Da die Schichten (abgesehen von Substratverunreinigungen,
vgl. Kap. 8.1.2.3) undotiert sind, ist es plausibel, Verspannungen als
Ursache der Verschiebung anzunehmen. Eine Verschiebung zu niedrigeren Wellenzahlen im
Vergleich zu c-Si wird durch Dehnungsspannung, eine Verschiebung zu höheren
Wellenzahlen durch kompressive Spannung ausgelöst [68]. Die hier beobachteten
Dehnungsspannungen werden durch den Dichteunterschied zwischen amorphem und
kristallinern Silizium verursacht. Die Dichte von kristallinern Silizium beträgt bei
Raumtemperatur 2.33 g/cm 3 , während CVD-deponiertes amorphes Silizium eine Dichte von
nur etwa 97 % dieses Wertes aufweist [69]. Während der Kristallisation tritt daher eine
Kontraktion des Materials auf, welche zu den beobachteten Dehnungsspannungen führt (vgl.
dazu auch die AFM-Messung, Abb. 8.46 in Kap. 8.1.3). Auf eine Quantifizierung dieser
Dehnungsspannungen wurde verzichtet, da die in der Literatur angegebenen Berechnungen
nur für kompressiven StreB und uniaxialen Druck durchgeführt wurden. Die hier betrachteten
Kristallite weisen unterschiedliche Orientierungen auf (s. u.), so daß eine uniaxiale
Betrachtung des Problems nicht möglicli ist.
Der Kristallit in der TEM-Aufnahme, Abb. 8.5, besitzt eine laterale Ausdehnung von etwa
einem Mikrometer. Er erstreckt sich von der Substratgrenzfläche bis zur Schichtoberftäche
und erfüllt damit ein wesentliches Kriterium des in Kap. 3.1 diskutierten idealen
polykristallinen Siliziums. Die Dunkelfeldaufnahme und das dazugehörige Beugungsbild
zeigen, daß der Kristallit nur eine Orientierung besitzt. Bei einer Dunkelfeldaufnahme wird
nur ein Reflex aus dem Beugungsbild zur Abbildung zugelassen (vgl. Kap. 6.3). Daher
erscheinen nur Bereiche hell, welche der gleichen Kristallorientierung angehören. Die großen,
etwas unscharfen Kontraste, wie z. B. in der Mitte des Kristallits, sind auf Verspannungen
bzw. Dickenänderungen der Probe zurückzuführen. Das Streifenmuster am linken oberen
Rand des Kristallits stellt vermutlich sog. "fringes" dar. Diese werden durch Komgrenzen
erzeugt, welche gegenüber der TEM-Probenoberfläche geneigt sind. Dabei ergeben sich
Beugungskontraste am keilförmigen Rand des Kristallits in der TEM-Querschnittsprobe [70].
Die Linienbreite der TO-Mode in Abhängigkeit von der Laserenergie für zwei Probenserien
mit 415 bzw. 466 nm Schichtdicke in Abb. 8.6 läßt wiederum qualitativ auf die Kristallitgröße
und -qualität schließen. Die Messungen erstrecken sich für jede Serie etwa von der
Kristallisationsschwelle bis zum Einsetzen der Schichtablation. Das Energiefenster, in dem
eine Kristallisierung möglich ist, hat bei den 466 nm dicken Schichten eine geringere Breite,
und sein Schwerpunkt liegt bei ca. zweifach höheren Energien verglichen mit der 415 nm­
Serie. Diese Schichtdickenabhängigkeit der Kristallisationsenergien läßt sich mit Hilfe von
Interferenzeffekten erklären. Zur lllustration werden in Abb.8.18 die Feldamplituden von