低温多晶硅薄膜的制备工艺研究

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1、万方数据第45卷第1期2008年1月真空VACI】1乃订V01．45．NO．1Jan．2008低温多晶硅薄膜的制备工艺研究杨定宇，蒋孟衡，杨军f成都信息工程学院光电技术系，四川成都610225)摘要：低温多晶硅薄膜是制备高性能薄膜晶体管的首选材料，由其制成的薄膜晶体管由于在平板显示器件驱动中所展现的优越性能而受到广泛关注。本文系统介绍了低温多晶硅薄膜的三种制备方法一金属诱导横向晶化法、准分子激光晶化法和电感耦合等离子体化学气相沉积法的原理和研究进展，比较了它们之间各自的优缺点，最后对该领域的发展前景进行了展望。关键词：低温多晶硅薄膜：金属

2、诱导横向晶化：准分子激光晶化：电感耦合等离子体化学气相沉积中图分类号：TN304文献标识码：A文章编号码：1002—0322(2008)01—004t一04Researchonpreparationprocessesoflow-temperaturepoly-siliconfilmsYANGDing-yu，JIANGMeng-heng，YANGJun(ChengduUniversityofInformationTechnology，Chengdu610225，China)Abstract：ThelOW—temperaturepolycry

3、stallinesiliconthinfilmsfLTPS)，ast}Iefirstchoiceforthefabricationofthinfilmtransistor(，rFT)，haveattractedmoreandmoreattentionrecentlybecauseofitsexceHentperformanceforfiatpaneldisplay．DescribessystematicallytheworkingprincipleandR&DofthethreepreparationprocessesofLTPS，ie．

4、，themetal—inducedlateralcrystallization(MILC),excimerlaserannealing(ELA)andinductivelycoupledplasmaCVD(ICP—CVD)，withtheiradvantagesanddisadvantagescomparedwitheachother．AnoudookforthethreeprocessesismadeinrespecttotheirapplicationsanddevelopmentsinLTPS—T盯．Keywords：LTPS；MI

5、LC；ELA；ICP-CVD低温多晶硅薄膜(LTPS)由于具有较高的电子迁移率而在液晶显示器(LCD)和有机电致发光显示器(OLED)的驱动中引起了业界的广泛重视，已被视为实现低成本全彩平板显示的重要材料基础。目前，基于低温多晶硅的薄膜晶体管(LTPS—TFT)，就如何进一步提高其响应速度和开关电流比已成为研究的主要方向之一。提高低温多晶硅TFT性能的方法是增大晶粒尺寸和改善晶粒间界的平滑性，同时改进T肼器件的光刻工艺。如，制备超大晶粒，使每个哪沟道仅包含一个晶粒，其大小在微米量级；或者晶粒尺寸不太大(将晶粒尺寸控制在150—250BE之

6、间)，但晶粒呈均匀分布，以减小TFr器件性能的波动性；还可改善晶粒间界的光滑性，实现连续性的晶粒生长。图1示意性的表示了单晶硅、多晶硅和氢化非晶硅各自的迁移率及结构特征。单晶硅400～700cm2／Vs叁．多晶硅10～600cm2／Vs^。．^。＆^．曼氢化非晶硅0．i～1．0cm。／Vs‰^．．Ⅳh．茂八nSi原子晶粒晶粒问界H原洒翻底溉图1不同Si材料的电子迁移率及结构不意图Fig．1Schematicofelectronmobilityandstructureofdifferentsilico．nmaterials目前，业界成熟的低

7、温多晶硅薄膜制备工艺是对非晶硅薄膜(a'Si)进行退火，主要有准分子激光晶化法(EIA)和金属诱导横向晶化法(MILC)两种方式，已基本实现产业化生产。前者收稿日期：2007-03-05作者简介：杨定宇(1976")，男，贵州省凯里市人，博士生，讲师。+基金项目：四川省应用基础研究基金资助项目(04JY029—104o万方数据真空VACUUM第45卷制备的多晶硅颗粒结晶性好，但工艺复杂，设备维护成本高，产量也较低；后者具有产量大，工艺简单等优点，但容易导致金属污染，严重降低器件性能。近年来，电感耦合等离子化学气相沉积法(ICP—CVD)由

8、于能够直接沉积低温多晶硅薄膜，开始受到重视。1‘准分子激光晶化准分子激光晶化法(ELA)是将高功率的激光束作用于待晶化非晶硅薄膜表面，由于硅极强的紫外光吸收能力，在极短的时间内(约50～150