до 10^>-2 м/с, что, по крайней мере, на два порядка ниже скорости рекристаллизации при импульсном лазерном отжиге. Таким образом, скорость кристаллизации тонкого слоя расплава достаточна для достраивания кристаллической решетки, но не достаточна для образования структурных несовершенств, даже когда к тому имеются такие предпосылки. Однако при облучении малой энергией в импульсе (1,55 Дж·см^>-2) наблюдали прорастание дислокаций в плоскости, перпендикулярной фронту кристаллизации.

Для получения монокристаллических областей большого размера используют сканирующее лазерное излучение непрерывного действия. Наибольший интерес представляет технология получения «кремний на изоляторе» (КНИ). Она включает следующие основные операции:

– термическое окисление кремниевой подложки или осаждение слоя Si_>3N_>4;

– нанесение поверх диэлектрического слоя (SiO_>2 или Si_>3N_>4) поликристаллического кремния из газовой фазы при пониженном давлении (как правило, осажденный слой ПКК легируют методом ионной имплантации с фазой, достаточной для аморфизации его поверхности);

– лазерная рекристаллизация слоя ПКК сканирующим излучением непрерывного действия.

В результате обработки получают слои, имеющие поликристаллическую структуру. Максимальные размеры отдельных кристаллитов достигают десятков микрометров. Возможность получения полностью монокристаллической структуры ПКК слоя ограничена процессами гетерозародышеобразования на границах рекристаллизируемой области. Для устранения процесса гетерозародышеобразования в слое ПКК на границах рекристаллизуемой области используют островковую структуру, показанную на рис. 8.

Рис. 8. Разрез рекристаллизуемой структуры с островками ПКК, где 1 – монокристаллическая подложка; 2 – Si_>3N_>4 (0,1 – 0,2 мкм); 3 – ПКК (0,1 – 0,2 мкм)

В результате после лазерной рекристаллизации удается получить полностью монокристаллические островки кремния с поверхностной подвижностью электронов 300 см^>2/В∙с. Для увеличения размеров островков монокристаллического кремния необходимо увеличить температуру краев островков за счет пространственного оптического поглощения в рекристаллизуемой структуре. Достигают этого с помощью нанесения просветляющих диэлектрических покрытий (SiO_>2 и Si_>3N_>4). Это приводит к более высокой эффективности поглощения лазерного излучения подложкой между островками кремния и тем самым к селективному нагреву края островка по отношению к его объему. Такое неоднородное распределение температуры инициирует процесс гомозародышеобразования из центра островка, что обуславливает рост монокристалла в пределах всего островка. Наилучшие результаты достигнуты при использовании подложек монокристаллического кремния с двойным слоем просветляющего диэлектрика SiO_>2 (0,088 мкм)/Si_>3N_>4 (0,064 мкм). При этом, изменяя толщину пленки Si_>3N_>4, можно получить оптимальный температурный профиль нагрева островка ПКК.

Рассмотренные методы лазерной рекристаллизации не обеспечивают строго ориентированного роста всех кристаллов, формируемых на аморфной подложке. Однако известен метод ориентированного выращивания полупроводниковых пленок на аморфных подложках с предварительно сформированным периодическим рельефом поверхности подложки специальной формы, который получил название графоэпитаксии. При этом пространственный период рельефа должен быть меньше среднего размера растущего зерна слоя ПКК. Установлено, что после многократного сканирования подложки происходит полная рекристаллизация слоя ПКК с предпочтительной ориентацией кристаллов вдоль направления, параллельного пространственной решетке и перпендикулярного поверхности подложки.