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采用电场增强金属诱导侧向晶化方法获得了结晶良好的多晶硅薄膜,拉曼光谱分析表明侧向扩散区域结晶效果最好,X射线衍射分析表明加电场于两电极之间有促进晶化的作用,可以得到结晶良好的多晶硅薄膜.采用该工艺制备了p沟道薄膜晶体管器件,其迁移率为65cm2/V·s,开关态电流比为5×106.

关键词: 电场增强晶化 , 多晶硅薄膜 , 金属诱导晶化 , 薄膜晶体管

铝诱导晶化法低温制备多晶硅薄膜

饶瑞 , 徐重阳 , 孙国才 , 王长安 , 曾祥斌

无机材料学报

为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器，低温（＜６００℃）制备高质量多晶硅薄膜已成为研究热点．本文研究了一种低温制备多晶硅薄膜的新工艺：金属诱导非晶硅薄膜低温晶化法．在非晶硅薄膜上蒸镀金属铝薄膜，并光刻形成铝膜图形，而后于氮气保护中退火．利用光学显微镜和拉曼光谱等测试方法，研究了Ａｌ诱导下非晶硅薄膜的晶化过程，结果表明；在５６０℃退火６ｈ后；铝膜下的非晶硅已完全晶化，确定了所制备的是多晶硅薄膜．初步探讨了非晶硅薄膜金属诱导横向晶化机理．

关键词: 金属诱导晶化 , low temperature , amorphous silicon film , polycrystalline silicon film

电场辅助铝诱导晶化非晶硅薄膜

夏冬林 , 王慧芳 , 石正忠 , 张兴良 , 李蔚

人工晶体学报

以氢气稀释的硅烷和氢气为反应气体,利用PECVD法先在玻璃衬底上生长非晶硅薄膜,然后利用磁控溅射法在非晶硅薄膜上镀制铝膜,最后将镀有铝膜的非晶硅薄膜样品置于快速热处理炉中,在外加电场辅助条件下,在氮气气氛下对薄膜样品进行退火制备多晶硅薄膜.本论文研究了不同外加电场强度和退火时间对非晶硅薄膜晶化的影响.利用XRD、SEM和Raman等测试方法对薄膜样品的晶相结构、表面形貌和晶化程度进行了表征.实验结果表明,在外加横向电场辅助铝诱导晶化的条件下,非晶硅薄膜在500 ℃低温下成功地转化成多晶硅薄膜,并且随着横向电场强度的增大以及退火时间的延长,薄膜的晶化程度增强,晶粒尺寸增大.

关键词: 非晶硅薄膜 , 多晶硅薄膜 , 金属诱导晶化 , 等离子体增强化学气相沉积

金属诱导晶化的实时电阻测量与监控

曾祥斌 , 孙小卫 , 李俊峰 , 齐国钧

功能材料

采用实时电阻测量方法实现了金属镍诱导晶化制备多晶硅薄膜的实时监控,实验中使用了两种样品,一种采用电场增强侧向晶化;另一种采用金属诱导侧向晶化.结果表明薄膜电阻值在高温下随晶化时间呈指数衰减,且具有很强的温度依赖关系.采用晶粒边界势垒模型解释了阻值衰减行为,分析计算了两种样品的阻值衰减规律.电场增强方式的时间常数比非电场增强方式小,表明加电场有促进晶化的作用.实时电阻测量方法可以用于金属诱导晶化动力学的研究,是一种简单实用的实时监控手段.

关键词: 多晶硅薄膜 , 金属诱导晶化 , 实时电阻测量 , 薄膜晶体管

铝诱导晶化法低温制备多晶硅薄膜

饶瑞 , 徐重阳 , 孙国才 , 王长安 , 曾祥斌

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2001.04.019

为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器,低温(＜600℃)制备高质量多晶硅薄膜已成为研究热点.本文研究了一种低温制备多晶硅薄膜的新工艺:金属诱导非晶硅薄膜低温晶化法.在非晶硅薄膜上蒸镀金属铝薄膜,并光刻形成铝膜图形,而后于氮气保护中退火.利用光学显微镜和拉曼光谱等测试方法,研究了Al诱导下非晶硅薄膜的晶化过程,结果表明,在560℃退火6h后,铝膜下的非晶硅已完全晶化,确定了所制备的是多晶硅薄膜.初步探讨了非晶硅薄膜金属诱导横向晶化机理.

关键词: 金属诱导晶化 , 低温 , 非晶硅薄膜 , 多晶硅薄膜

Ni金属诱导晶化非晶硅(a-Si:H)薄膜

黄金英 , 赵玉环 , 张志伟 , 荆海 , 凌志华

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2005.05.008

对在氢化非晶硅薄膜(a-Si:H)上溅射金属Ni的样品进行金属诱导晶化(MIC)/金属诱导横向晶化(MILC),制备多晶硅薄膜(p-Si)的工艺及薄膜特性进行了研究.XRD测量结果表明非晶硅在500 ℃退火1 h后就已经全部晶化.金属诱导晶化的优选晶向为(220),而且晶粒随退火时间的延长而长大.非晶硅薄膜样品500 ℃下退火6 h后的扫描电镜照片显示,原金属镍覆盖区非晶硅全部晶化,晶粒均匀,平均晶粒大小约为0.3 μm,而且已经发生横向晶化.EDS测试Ni在晶化的非晶硅薄膜中的原子百分含量分析表明,金属Ni在MILC过程中的作用只是催化晶化,除了少量残留在MILC多晶硅中外,其余的Ni原子都迁移至晶化的前沿.500 ℃下退火20 h后样品的Raman测试结果也表明,金属离子向周边薄膜扩散,横向晶化了非晶硅薄膜.

关键词: 氢化非晶硅 , 多晶硅 , 金属诱导晶化 , 金属诱导横向晶化

基于溶液法的规则排列连续晶畴的金属诱导多晶硅薄膜及薄膜晶体管

赵淑云 , 孟志国 , 王文 , 郭海成

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2010.03.007

介绍了一种新的金属诱导多晶硅技术.该技术的核心是预设规则化晶核定位孔和镍源补充孔与溶液浸蘸技术的结合.以定位孔为晶化的起始点,晶化过程中消耗的镍可通过分布在周边的镍源补充孔中的镍给予补充.这样可以大大降低晶核定位孔中的初始镍量,使整个多晶硅薄膜中不存在明显的高镍含量区.即包括晶核定位孔、镍源补充孔在内的整个多晶硅薄膜区域内,能形成连续晶畴的多晶硅薄膜,都可作为高质量TFT的有源层.根据晶核定位孔分布形式的不同,可以设计成规则、重复的分布形式,获得正六边形的蜂巢晶体薄膜和准平行晶带晶体薄膜.这些规则形成的晶畴形状与尺寸相同,可准确地控制晶化的过程,具有晶化时间的高可控性和工艺过程的高稳定性,故而适合于工业化生产的要求.利用些技术,当温度为590℃时,可将晶化时间缩短至2 h之内.用这种多晶硅薄膜为有源层,所得多晶硅TFT的场效应迁移率典型值为～55 cm2/V·s,亚阈值斜摆幅为0.6 V/dec,开关电流比为～1×107,开启电压为-3 V.

关键词: 金属诱导晶化 , 规则排列连续晶畴 , 薄膜晶体管 , 低温多晶硅

金属镍诱导p型多晶硅薄膜的光电性能研究

黄园媛 , 石培培 , 牛巧利 , 章勇

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2011.04.003

利用电子束蒸镀方法及重掺杂p型硅为蒸发源在K8玻璃衬底上沉积非晶硅薄膜,采用镍诱导晶化法在氮气氛围下进行退火处理制备出p型多晶硅薄膜.研究了不同温度热处理条件对p型多晶硅薄膜的光电性能的影响,通过霍尔测量、拉曼光谱、原子力显微镜、紫外-可见光吸收光谱等测试手段对薄膜进行分析.结果表明,随着晶化温度的提高晶化程度先增强后减弱.优化晶化温度使30 nm厚p型多晶硅薄膜的方块电阻达到300Ω/□,在可见光范围的透射率超过10％.

关键词: 金属诱导晶化 , p型多晶硅薄膜 , 非晶硅薄膜