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《多晶硅薄膜低温生长中晶粒大小的控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第%$卷第!!期#&&(年!!月物理学报1R,3%$，QR3!!，QRSC:TCH，#&&(!&&&-$#J&4#&&(4%（$!!）4$J%&-&’M+NM/.O)P+M)PQP+M"#&&(+G*>3/G=@3)RE3###############################################################多晶硅薄膜低温生长中晶粒大小的控制!!）!）"!）!）#）黄锐林璇英余云鹏林揆训姚若河$）!）!）!）黄文勇魏俊红王照奎余楚迎!（）汕头大学物理系，汕头%!%&’$）#（）华南理工大学应用物理系，广州%!&’(!）$（）广东韩山
2、师范学院物理系，潮州%#!&(!）（#&&(年!月%日收到；#&&(年$月#$日收到修改稿）以)*+,(-.#为气源，用等离子体增强化学气相沉积（/0+12）方法低温快速沉积多晶硅薄膜3实验发现，在多晶硅薄膜的生长过程中，气相空间各种活性基团的相对浓度是影响晶粒大小的重要因素，随功率、.#4)*+,(流量比的减小和反应室气压的增加，晶粒增大3而各种活性基团的相对浓度依赖于/0+12工艺参数，通过工艺参数的改变，分析生长过程中空间各种活性基团相对浓度的变化，指出“气相结晶”过程是晶粒长大的一个重要因素3关键词：气相结晶，多晶硅薄膜，晶粒生长，)*+,(!"##：5!!&6
3、，7$’&8，’!%&+，’!’&必须研究薄膜的低温快速生长机理3目前有关低温!F引言晶化硅薄膜的生长机理存在不同观点3)G*H;*等人认为晶化硅薄膜的生长过程中晶核的形成由表面反应［7］多晶硅薄膜具有单晶硅材料高迁移率的特点，决定3I*>等人认为具有晶相结构的纳米晶粒在空且可与非晶硅薄膜生长工艺兼容，易于实现大面积间等离子体区形成，然后扩散到衬底生长，这很好地［5，J］自动化生产，已被广泛地用于光伏器件、微电子器件解释了薄膜生长过程中的结构特性3我们通过进及液晶显示等领域，并显示出巨大的应用潜力3等离一步研究发现，生长过程中晶核的形成包括两部分：子体增强化学气相沉积（
4、/0+12）技术因具有制备大表面成核和空间成核，这由空间气相反应决定3通过面积、高均匀度薄膜及反应温度低等优点，成为低温控制空间气相反应，降低表面成核概率，提高空间晶［!，#］生长多晶硅薄膜的一种主要方法3通常以)*.(核形成的概率，可极大地促进晶粒生长3本文在前面和.组成的源气体，用/0+12方法在低温下只能研究的基础上，用实验结果进一步讨论多晶硅薄膜#制备出微晶硅（）薄膜［$］，难以生长多晶硅薄膜3的生长机理3!E-)*近期，用)*+,(4.#和)*.#+,#4.#作为新的原材料组合，由于低温下采用/0+12方法可制备出高质量的#F空间气相反应晶化硅薄膜而倍受关注3
5、但采用此方法制备的硅薄膜生长速率低，一般为&F&#—&F&%>:，而且晶粒较多晶硅薄膜的生长过程中晶核的形成包括两部小，只有!&—$&>:［(，%］，这在一定程度上影响载流子分：表面成核和空间成核，这由空间气相反应决定，迁移率的提高，限制其在微电子领域中的推广应用3空间主要发生以下反应3最近，我们实验室探索出一种低温高速成薄技术，采首先，（发生的是）气相中的电子与气体分子发用)*+,和.作为反应源气体，用通常的/0+12技生碰撞：(#L术，研制出沉积速率高达&F$%>:4@的多晶硅薄CK)*+,(")*+,$K+,KC，（!）［’］L，（#）膜3为了进一步提高薄膜的质量
6、，增大晶粒尺寸，")*+,#K+,#KC!国家重点基础研究发展规划项目（批准号：9#&&&#&5）资助的课题3"通讯联系人30-:;*,：<=,*>?@AB3CDB3E>..期黄锐等：多晶硅薄膜低温生长中晶粒大小的控制)4-.(，（)）外，!"#$在表面的迁移势垒为234’5，低于!"#$!!"#$%#$&%#$%’&(（&3)’5）［..］，当!"#$被吸附到表面后，容易扩散，聚!!"%&#$&%’，（*）’%+&+%’(,（-）集成核,结合上述反应，我们认为：（.）表面成核主要&!由!"#$决定，（&）空间成核以!"!#$$多硅烷为主,其次，上述反应产生的活性
7、基团相互之间或与单体分子在气相中发生如下反应，生成聚合中间体)3实验方法即多硅烷，形成晶核：!"#$!%"!"#$!!""%.#$!%"实验系统如图.所示，利用真空反应室气压远低于!"#$瓶里的!"#$饱和蒸气压，将!"#$饱和蒸%#+***!!""%.#$!%"(#%#+#$，（/）气压引入反应室和+反应，反应室内上下电极间&!"#$*%$!"#$!!"$%.#$$%*距为&67,用89#5:方法制备多晶硅薄膜已有过报%%+［&］!!"$%.#$$%*(%%%+#$,（0）道，样品沉积在玻璃衬底上，改变射频（;<）功率（.2—./2=）
