金属诱导法制备多晶硅薄膜的研究进展

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1、维普资讯http://www.cqvip.com·48·轻金属2006年第ll期·镁钛工业硅·金属诱导法制备多晶硅薄膜的研究进展蔡捷宏，姚若河，陈明鑫，许佳雄，陈岳政(华南理工大学物理科学与技术学院，广州510640)摘要：多晶硅薄膜材料已广泛应用干太阳能电池和集成电路制造等领域。本文综述了金属诱导非晶硅薄膜进行低温晶化的研兜。讨论了金属诱导法的晶化机理，分析了金属诱导晶化过租中的主要影响因素，对不同的金属诱导法进行比较。展望了金属诱导法的进一步发展。关键调：多晶硅薄膜；金属诱导；低温晶化中圈分类号：TF533．2I文献标识码：A文章编号：1002—1752(2006)

2、11—0048—03ProgressinStudyonPoly—SiFilmsbyMetalInducedCrystallizatiOnCAIJie—hong，YAORuo—he，CHENMing—xin，XUJia—xiong，CHENYue—zheng(SchoolPhysics，SouthChinaUniversityTechnology，Guangzhou510640，China)Abstract：Thepolycrystallinesilicon(Poly—si)filmsarewidelyusedinenergysourc船andinformationals

3、ciencefield．Thisartidepresentstheteehnol-ogyofPoly—Sifilmsbymeadinducedcrystalization，anddiscussescrystallinemechanism．Finally．thedevdoI~dtendeneyofPoly—Sifilmsispredi-cated．Keywords：Poly—Sifilms；meadinduced；lowtemperaturecrystallizati0n化的均匀性有待改进，而且其非平衡退火机制尚不1前言清楚，其工艺的重复性与稳定性较差；金属诱导法所多晶硅

4、(Poly—si)薄膜由于有较高的载流子迁需晶化温度低，意味着可以采用廉价的玻璃为衬底移率和稳定的光电性能。广泛应用于太阳能电池、液材料，且所需晶化时间较短，得到的晶粒较大、薄膜晶显示器(LCD)、图像感应器、集成电路等领域。而均匀性好。多晶硅薄膜的低温制备技术能降低多晶硅的制造成2金属诱导的晶化机理本。因此，如何在低温下获得优质的多晶硅薄膜成为研究的热点。如果没有金属诱导，Si的固相结晶激活能是目前，低温制备多晶硅薄膜的主要方法有：低压3ev～4ev。当用层与a—Si层相接触时，原子化学气相沉积(LPCVD)【1】、热丝化学气相法扩散进Si中，Al原子与Si原子相互作

5、用，使S卜Si(HwCvD)【2J、固相晶化法(SPC)(3-4]、准分子激光键从饱和价键向非饱和价键转变，其键强变弱【7】，退火法(EIA)【5]、金属诱导法(MIC)【6]。用LPCVD从而使AlxSi激活能下降0．8ev。由于Si—界面法制备多晶硅成膜致密、均匀，能大面积生产，但是处高浓度的原子的存在，使得电子和原子的迁移用这种方法制备时，所需衬底的温度较高，且沉积速率明显提高，从而使AlxSi的混合相层在Si—界度较慢，不能使用廉价的玻璃为衬底；热丝化学气相面处形成。这层混合相层是和Si相互扩散的媒法具有沉淀速率快、衬底温度低等优点，但是由于淀介。一旦AlxSi

6、媒介层形成，Si就不断地通过扩散积速度太快时，薄膜会形成微空洞，在空气中易被氧进中。并在中溶化。溶化的Si优先在边界化；固相晶化法工艺相对简单、成本低、均匀性好、而处成核。晶核通过吸附从a—Si中扩散进来的Si原且能大面积应用，但是晶化温度较高(600℃以上)，子不断向层内部生长。当晶粒长到跟一样厚晶化时间长，晶粒尺寸和均匀性较难控制；准分子激度时，由于衬底和／Si界面的约束，晶体不再纵向光退火法具有晶化度高、可以实现大面积制备、晶粒长大，但横向继续长大，一直到相邻的晶体颗粒碰撞尺寸合适、工艺周期短、衬底的温度低等优点，但是到一起。由于在结晶硅中的溶解度极低，原达莹旦到

7、塑备昂贵，成本高，大面积衬底上晶子被不断长大的Si颗粒排挤入a—Si层中。在整个维普资讯http://www.cqvip.com2006年第11期蔡捷宏。姚若河，陈明鑫。许佳雄，陈岳政：金属诱导法制备多晶硅薄膜的研究进展·49·晶化过程中，由于Si原子在Al中的高扩散系数，a当条件的退火之后，形成一层与Al层一样厚的连续—Si中的Si源源不断地进入Al层与晶粒结合，直Poly—Si层，同时，过剩的a—Si在原来的地方形成到形成连续的Poly—Si层L8J。如果Al层与a—Si了网状的a—Si层。当a—Si厚度比Al层小的时不是在同一个系统