Crystal grain nucleation in amorphous silicon

Journal of Applied Physics

Volumn 84, Issue 10, 1998, Pages 5383-5414

  Spinella, Corrado ^a   Lombardo, Salvatore ^a   Priolo, Francesco ^b  

^a CNR   (Italy)

^b UNIVERSITY OF CATANIA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000493391     PISSN: 00218979     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.368873     Document Type: Article

References (139)

1. W. C. Omara, Liquid Crystal Displays; Manufacturing Science and Technology (Van Nostrand Reinhold, New York, 1993).
2. H. Ohshima and S. Morozumi, Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., 157 (1989).
3. H. Ohshima, Conference Record of the 1994 International Display Conference, 1994, p. 26.
4. L. L. Kazmerski, Polysilicon and Amorphous Thin Film Devices (Academic, New York, 1980).
5. T. I. Kamins, Polycrystalline Silicon for Integrated Circuit Applications (Kluwer Academic, Boston, 1988).
6. K. Sera, F. Okumura, H. Uchida, S. Itoh, S. Kaneko, and K. Hotta, IEEE Trans. Electron Devices 36, 2868 (1989).
7. R. Z. Bachrach, K. Winer, J. B. Boyce, S. E. Ready, R. I. Johnson, and G. B. Anderson, J. Electron. Mater. 19, 241 (1990).
8. H. Kuriyama, S. Kiyama, S. Noguchi, T. Kuwahara, S. Ishida, T. Nohda, K. Sano, H. Iwata, S. Tsuda, and S. Nakano, Tech. Dig. Int. Electron Devices Meet., 1 (1991).
9. K. Shimizu, H. Horoya, O. Sugiura, and M. Matsumura, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 30, 3704 (1991).
10. S. D. Brotherton, D. J. McCulloch, J. B. Clegg, and J. P. Gowers, IEEE Trans. Electron Devices 40, 407 (1993).
11. J. S. Im, H. J. Kim, and M. O. Thompson, Appl. Phys. Lett. 63, 1969 (1993).
12. K. T. Y. Kung and R. Reif, J. Appl. Phys. 62, 1503 (1987).
13. T. Noguchi, H. Hayashi, and T. Oshima, J. Electrochem. Soc. 134, 1771 (1987).
14. A. Chiang, T. Y. Huang, I. W. Wu, M. Zarzycki, and M. Fuse, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 106, 305 (1988).
15. T. Katoh, IEEE Trans. Electron Devices ED-35, 923 (1988).
16. F. Emoto, K. Senda, E. Fujii, A. Nakamura, A. Yamamoto, Y. Uemoto, and G. Kano, IEEE Trans. Electron Devices ED-37, 1462 (1990).
17. N. A. Blum and C. Feldman, J. Non-Cryst. Solids 22, 29 (1976).
18. K. Zellama, P. Germain, S. Squelard, and J. C. Bourgoin, J. Appl. Phys. 50, 6995 (1979).
19. P. Germain, S. Squelard, J. Bourgoin, and A. Gheorghiu, J. Non-Cryst. Solids 23, 93 (1977).
20. P. Germain, S. Squelard, J. Bourgoin, and A. Gheorghiu, J. Appl. Phys. 48, 1909 (1977).
21. P. Germain, K. Zellama, S. Squelard, J. Bourgoin, and A. Gheorghiu, J. Appl. Phys. 50, 6986 (1979).
22. G. L. Olson and J. A. Roth, Mater. Sci. Rep. 3, 1 (1988), and references therein.
23. U. Koster, Phys. Status Solidi A 48, 313 (1978).
24. R. B. Iverson and R. Reif, J. Appl. Phys. 71, 5427 (1987).
25. R. B. Iverson and R. Reif, Appl. Phys. Lett. 52, 645 (1988).
26. S. Roorda, D. Kammann, W. C. Sinke, G. F. A. van de Walle, and A. A. van Gorkum, Mater. Lett. 9, 259 (1990).
27. F. Edelman, Y. Komen, M. Bendayan, and R. Beserman, J. Appl. Phys. 72, 5153 (1992).
28. M. Libera and M. Chen, J. Appl. Phys. 73, 2272 (1993).
29. Y. Masaki, P. G. LeComber, and A. G. Fitzgerald, J. Appl. Phys. 74, 129 (1993).
30. H. Kumomi, T. Yonehara, and T. Noma, Appl. Phys. Lett. 59, 3565 (1991).
31. J. L. Batstone, Philos. Mag. A 67, (1993).
32. J. P. Guillemet, B. de Mauduit, B. Pieraggi, D. Bielle-Daspet, and E. Scheid, Mater. Sci. Eng. 173, 379 (1993).
33. J. P. Guillemet, B. Pieraggi, B. de Mauduit, and A. Claverie, Solid State Phenom. 37, 293 (1994).
34. H. Kumomi and T. Yonehara, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 202, 645 (1991).
35. H. Kumomi, T. Yonehara, and T. Noma, Appl. Phys. Lett. 59, 3565 (1991).
36. H. Kumomi and T. Yonehara, J. Appl. Phys. 75, 2884 (1994).
37. H. Kumomi and T. Yonehara, Jpn. J. Appl. Phys., Part 1 36, 1383 (1997).
38. H. Kumomi and F. G. Shi, Phys. Rev. B 52, 16753 (1995).
39. F. S. Becker, H. Oppolzer, I. Weitzel, H. Eichermuller, and H. Shaber, J. Appl. Phys. 56, 1233 (1984).
40. C. H. Hong, C. Y. Park, and H. J. Kim, J. Appl. Phys. 71, 5427 (1992).
41. I. W. Wu, A. Chiang, M. Fuse, L. Ovecoglu, and T. Y. Huang, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 182, 107 (1990).
42. J. Morgiel, I. W. Wu, A. Chiang, and R. Sinclair, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 182, 107 (1990).
43. C. Spinella, S. Lombardo, and S. U. Campisano, Phys. Rev. Lett. 66, 1102 (1991).
44. A. Sakai, H. Ono, K. Ishida, T. Niino, and T. Tatsumi, Jpn. J. Appl. Phys., Part 2 30, L941 (1991).
45. A. S. Kirtikar, R. Sinclair, J. Morgiel, I. W. Wu, and A. Chiang, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 202, 627 (1991).
46. R. Sinclair, J. Morgiel, A. S. Kirtikar, I. W. Wu, and A. Chiang, Ultramicroscopy 51, 41 (1993).
47. G. Liu and S. J. Fonash, Appl. Phys. Lett. 62, 2554 (1993).
48. S.-W. Lee and S.-K. Joo, IEEE Electron Device Lett. 17 (1996).
49. K. N. Tu and J. W. Mayer, in Thin Films-Interdiffusion and Reactions, edited by J. M. Poate, K. N. Tu, and J. W. Mayer (Wiley, New York, 1978), p. 450.
50. H. Yamamoto, H. Ishiwara, and S. Furukawa, Appl. Phys. Lett. 46, 268 (1985).
51. C. S. Pai, S. S. Lau, and I. Suni, Thin Solid Films 109, 263 (1993).
52. D. Turnbull, in Beam-Solid Interactions and Phase Transformations, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 51 (Materials Research Society, Pittsburgh, 1985), p. 71.
53. J. M. Poate, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 13, 263 (1983).
54. S. R. Elliot, Physics of Amorphous Materials (Wiley, New York, 1990).
55. J. S. Im and R. S. Sposili, Mater. Res. Bull. 21, 39 (1996).
56. D. E. Polk and D. S. Bodreaux, Phys. Rev. Lett. 31, 92 (1973).
57. S. Roorda, W. C. Sinke, J. M. Poate, D. C. Jacobson, S. Dierker, B. S. Dennis, D. J. Eaglesham, and P. Fuoss, Phys. Rev. B 44, 3702 (1991).
58. S. Roorda, S. Doorn, W. C. Sinke, P. M. L. O. Scholte, and E. van Loenen, Phys. Rev. Lett. 62, 1880 (1989).
59. E. P. Donovan, F. Spaepen, J. M. Poate, and D. C. Jacobson, Appl. Phys. Lett. 55, 1516 (1989).
60. S. Coffa, F. Priolo, J. M. Poate, and S. H. Glarum, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 80/81, 603 (1993).
61. S. Coffa, F. Priolo, and A. Battaglia, Phys. Rev. Lett. 70, 3756 (1993).
62. F. Priolo, S. Coffa, and A. Battaglia, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 90, 314 (1994).
63. J. S. Shin and H. A. Atwater, Phys. Rev. B 48, 5964 (1993).
64. P. A. Thomas, M. H. Brodsky, D. Kaplan, and D. Lepine, Phys. Rev. B 18, 3059 (1978).
65. W. G. Spitzer, G. K. Huber, and T. A. Kennedy, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 209/210, 309 (1983).
66. S. C. Moss and J. F. Graczyk, Phys. Rev. Lett. 23, 1167 (1969).
67. J. E. Frederickson, C. N. Waddel, W. G. Spitzer, and G. K. Hubler, Appl. Phys. Lett. 40, 172 (1982).
68. W. C. Sinke, T. Warabisako, M. Miyao, T. Tokuyama, S. Roorda, and F. Saris, J. Non-Cryst. Solids 99, 308 (1988).
69. A. Battaglia, S. Coffa, F. Priolo, G. Compagnini, and G. Baratta, Appl. Phys. Lett. 63, 2204 (1993).
70. R. A. Street, Hydrogenated Amorphous Silicon, edited by R. W. Cahn, E. A. Davis, and I. M. Ward (Cambridge University Press, Cambridge, UK, 1991).
71. S. T. Pantelides, Phys. Rev. Lett. 58, 1344 (1987).
72. S. Coffa and J. M. Poate, Appl. Phys. Lett. 59, 2296 (1991).
73. G. N. van den Hoven, Z. N. Liang, L. Nielsen, and J. S. Custer, Phys. Rev. Lett. 68, 3714 (1992).
74. E. P. Donovan, F. Spaepen, D. Turnbull, J. M. Poate, and D. C. Jacobson, J. Appl. Phys. 57, 1795 (1985).
75. M. G. Grimaldi, P. Baeri, and M. A. Malvezzi, Phys. Rev. B 44, 1546 (1991).
76. P. Baeri, G. Foti, J. M. Poate, and A. G. Cullis, Phys. Rev. Lett. 45, 2036 (1980).
77. J. W. Mayer, L. Eriksson, and J. A. Davies, Can. J. Phys. 45, 663 (1968).
78. L. Csepregi, J. W. Mayer, and T. W. Sigmon, Phys. Lett. 54A, 157 (1975).
79. J. S. Williams, in Surface Modification and Alloying, edited by J. M. Poate, G. Foti, and D. C. Jacobson (Plenum, New York, 1983), p. 133.
80. L. Csepregi, E. F. Kennedy, T. J. Gallagher, J. W. Mayer, and T. W. Sigmon, J. Appl. Phys. 48, 4234 (1977).
81. E. F. Kennedy, L. Csepregi, J. W. Mayer, and T. W. Sigmon, J. Appl. Phys. 48, 4241 (1977).
82. M. Wittmer, J. Roth, P. Revesz, and J. W. Mayer, J. Appl. Phys. 49, 5207 (1978).
83. I. Suni, G. Goltz, M. G. Grimaldi, M.-A. Nicolet, and S. S. Lau, Appl. Phys. Lett. 40, 269 (1982).
84. J. S. Williams and R. G. Elliman, Phys. Rev. Lett. 51, 1069 (1983).
85. L. Csepregi, E. F. Kennedy, J. W. Mayer, and T. W. Sigmon, J. Appl. Phys. 49, 3906 (1978).
86. F. Spaepen and D. Turnbull, in Laser Annealing of Semiconductors, edited by J. M. Poate and J. W. Mayer (Academic, New York, 1982), p. 15.
87. v).
88. J. J. Gilman, J. Appl. Phys. 31, 2208 (1960).
89. J. Linnros, B. Svensson, and G. Holmen, Phys. Rev. B 30, 3629 (1984).
90. J. S. Williams, R. G. Elliman, W. L. Brown, and T. E. Seidel, Phys. Rev. Lett. 55, 1482 (1985).
91. J. M. Poate, J. Linnros, F. Priolo, D. C. Jacobson, J. L. Batstone, and M. O. Thompson, Phys. Rev. Lett. 60, 1322 (1988).
92. J. Linnros, R. G. Elliman, and W. L. Brown, J. Mater. Res. 3, 1208 (1988).
93. K. A. Jackson, J. Mater. Res. 3, 1218 (1988).
94. F. Priolo, C. Spinella, and E. Rimini, Phys. Rev. B 41, 5235 (1990).
95. F. Priolo and E. Rimini, Mater. Sci. Rep. 5, 319 (1990), and references therein.
96. J. S. Custer, A. Battaglia, M. Saggio, and F. Priolo, Phys. Rev. Lett. 69, 780 (1992).
97. W. A. Johnson and R. F. Mehl, Trans. Am. Inst. Min. Metall. Pet. Eng. 135, 416 (1939).
98. M. Avrami, J. Chem. Phys. 7, 1103 (1939).
99. M. Avrami, J. Chem. Phys. 8, 212 (1940).
100. M. Avrami, J. Chem. Phys. 9, 177 (1941).
101. K. F. Kelton, A. L. Greer, and C. V. Thompson, J. Chem. Phys. 79, 6261 (1983).
102. V. A. Shneidman, Sov. Phys. Tech. Phys. 32, 76 (1987).
103. V. A. Shneidman, Sov. Phys. Tech. Phys. 33, 1338 (1988).
104. D. T. Wu, J. Chem. Phys. 97, 2644 (1992).
105. S. Veprek, Z. Iqbal, and F. A. Sarott, Philos. Mag. B 45, 137 (1982).
106. D. Turnbull and J. C. Fisher, J. Chem. Phys. 17, 71 (1949).
107. R. Becker and W. Döring, Ann. Phys. (Leipzig) 24, 719 (1935).
108. J. B. Zeldovich, Acta Physicochim. URSS 18, 1 (1943).
109. J. Frenkel, Kinetic Theory of Liquids (Oxford University Press, Oxford, 1946).
110. See for example, J. Feder, K. C. Russel, J. Lothe, and G. M. Pound, Adv. Phys. 15, 111 (1966); K. Binder and D. Stauffer, ibid. 25, 343 (1976); L. Demeio and B. Shizgal, J. Chem. Phys. 98, 5713 (1993).
111. See for example, J. Feder, K. C. Russel, J. Lothe, and G. M. Pound, Adv. Phys. 15, 111 (1966); K. Binder and D. Stauffer, ibid. 25, 343 (1976); L. Demeio and B. Shizgal, J. Chem. Phys. 98, 5713 (1993).
112. See for example, J. Feder, K. C. Russel, J. Lothe, and G. M. Pound, Adv. Phys. 15, 111 (1966); K. Binder and D. Stauffer, ibid. 25, 343 (1976); L. Demeio and B. Shizgal, J. Chem. Phys. 98, 5713 (1993).
113. D. Kashchiev, Surf. Sci. 14, 209 (1969).
114. F. C. Collins, Z. Elektrochem. 59, 404 (1955).
115. A. Kantrowitz, J. Chem. Phys. 19, 1097 (1951).
116. R. F. Probstein, J. Chem. Phys. 19, 619 (1951).
117. H. Wakeshima, J. Chem. Phys. 22, 1614 (1954).
118. B. K. Chakraverty, Surf. Sci. 4, 205 (1966).
119. J. Feder, K. C. Russel, J. Lothe, and G. M. Pound, Adv. Phys. 15, 111 (1966).
120. R. P. Andres and M. Boudart, J. Chem. Phys. 42, 2057 (1965).
121. F. G. Shi, Scr. Metall. Mater. 30, 1195 (1994).
122. F. G. Shi, Chem. Phys. Lett. 212, 421 (1993).
123. F. G. Shi, Phys. Lett. A 183, 311 (1993).
124. F. G. Shi and J. H. Seinfeld, AIChE. J. 40, 11 (1994).
125. F. G. Shi and J. H. Seinfeld, Mater. Chem. Phys. 37, 1 (1994).
126. F. G. Shi, J. H. Seinfeld, and K. Okuyama, Phys. Rev. A 41, 2101 (1990).
127. J. J. Hoyt and G. Sunder, Scr. Metall. Mater. 29, 1535 (1993).
128. F. Spaepen, in Amorphous Materials: Modeling of Structure and Properties, edited by V. Vitek (The Metallurgic Society of AIME, New York, 1983), p. 265.
129. K. K. Mon and D. Jasnow, Phys. Rev. Lett. 59 (1987).
130. J. S. Im and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 57, 1766 (1990).
131. J. S. Im and H. A. Atwater, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 59/60, 422 (1991).
132. C. Spinella, A. Battaglia, F. Priolo, and S. U. Campisano, Europhys. Lett. 16, 313 (1991).
133. C. Spinella, S. Lombarde, F. Priolo, and S. U. Campisano, Phys. Rev. B 53, 7742 (1995).
134. C. Spinella, S. Lombardo, F. Priolo, and S. U. Campisano, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 398, 165 (1996).
135. C. Spinella, F. Priolo, R. A. Puglisi, S. Lombardo, and S. U. Campisano, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B 120, 198 (1996).
136. J. P. Biersack and L. G. Haggmark, Nucl. Instrum. Methods 174, 257 (1980).
137. M. Lohmeier, S. de Vries, J. S. Custer, E. Vlieg, M. S. Finney, F. Priolo, and A. Battaglia, Appl. Phys. Lett. 64, 1803 (1994).
138. L. Colombo and D. Maric, Europhys. Lett. 29, 623 (1995).
139. J. S. Im, J. H. Shin, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 59, 2314 (1991).