532nm连续激光晶化非晶硅薄膜的原位拉曼光谱研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第20卷第3期光散射学报V01．20No．32008年9月THEJOURNALOFLIGHTSCATTERINGSep．2008文章编号：1004—5929{2008)03—0258—07532am连续激光晶化非晶硅薄膜的原位拉曼光谱研究徐二明，袁超2，王俊平，霍浩磊，梁二军¨(1．郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州450052；2．河南农业大学理学院，郑州450002)摘要：用磁控溅射制备了非晶硅薄膜，用波长为532nin的连续激光退火和显微Raman光谱原位测试技术和场发射扫描电子显微

2、镜研究了非晶硅薄膜在不同激光功率密度和不同扫描速度下的晶化状态。结果表明，激光照射时间10s，激光功率密度大于2．929×10W／c1Tl2时，能实现非晶硅薄膜晶化。在激光功率密度为5．093X10w／an2，扫描速度为10mm／s时非品硅开始向多晶硅转化。在5．093X10w的功率密度下，以1．0mm／s的扫描速度退火非晶硅薄膜，得到的晶粒直径为740nln。关键词：非晶硅薄膜；拉曼光谱；晶化中图法分类号：TG156．99文献标识码：AIn‘-situRamanSpectroscopicStudyontheCrystallizati0nofAmorp

3、housSiliconThinFilmswitha532amContinuous·——waveLaserXUEr—ruing，YuanChao2，WANGJun—ping，HUOHao—lei，LIANGEr—jun(1．SchoolQ厂PhysicsandEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou450052，China；2．SchoolSciences，HenanUniversity0厂Agriculture，Zhengzhou450002，China)Abstract：Amorphoussiliconthi

4、nfilmswerepreparedbymagnetronsputteringandcrystalliza—tionofthefilmsbya532nnqcontinuous—wavelaserunderdifferentpowerdensitiesandscanspeedsWaSstudiedbyin—situmicro—Ramanspectroscopicmeasurementsandfieldemissionscanningelectronmicroscope．ItisshownthattheamorphousSifilmsareabletocr

5、ystallizewithin10Satlaserpowerdensitiesabove2．929x1OW／cm2．TheamorphousSistartstotransformtopolycrystallineSiat10mill,Isscanspeedunderilluminationof5．093x10W／cmlaserpowerdensity．Thecrystalsizearound740nlnwasobtainedat11YI1TI／sSCanspeedwithlaserpowerdensityof5．093×10W／cm2．Keywords

6、：Amorphoussiliconfilm；Ramanspectroscopy；Crystallization迁移率和掺杂效率高等特点在有源矩阵电致发l引言光、平板显示和太阳能电池等领域有广泛的应用利用激光退火非晶硅薄膜制备的多晶硅(p前景[1l。目前利用准分子激光晶化(ELC)非晶—si)薄膜以低温形成、大面积、空间选择性好、硅薄膜制备多晶硅薄膜方法已有许多报收稿日期：2008．04—10；收修改稿日期：2008—04—21基金项目：河南省杰出人才基金(0121001200)作者简介：徐二明，硕士研究生，从事半导体薄膜研究通讯作者：梁二军．E—mai

7、l：ejli~@zzu．edu．cn维普资讯http://www.cqvip.com第3期徐二明：532nln连续激光晶化非晶硅薄膜的原位拉曼光谱研究259道[2]，但ELC退火难以满足性能越来越高的司6517A型高阻测试仪测量了样品的电导率。n的要求[。相比之下，可见光区连续波激使用紫外一可见一近红外分光光度计测了样品光晶化(CLC)在工艺成本和退火得到的多晶硅的吸收谱。工作波长为200nm-3200Tim。质量(晶粒的缺陷密度和晶粒尺寸)上，都远好于3结果和讨论ELC方法[8一引。然而，在CLC处理非晶硅薄膜的过程中，对熔融非晶硅的凝固时间和阈值功

8、率考虑到功率密度、退火时间、重结晶时间都的研究还很少，原因在于当激光加热薄膜至熔融会对晶化效果