低温多晶硅薄膜制备技术应用进展

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1、万方数据第26卷第8期2007年8月电子元件与材料ELECTRoNICCOMPoNENTSANDMATERIALSVbl．26NO．8Aug．2007低温多晶硅薄膜制备技术应用进展杨定宇，蒋孟衡，涂小强(成都信息工程学院光电技术系，四川成都610225)摘要：系统介绍了金属诱导横向晶化法、准分子激光晶化法、触媒化学气相沉积法(cat—cVD)以及电感耦合等离子体化学气相沉积法(IcP．cvD)制备低温多晶硅薄膜的原理及进展。对不同制备工艺的优势和不足进行了比较，重点讨论了C小cvD和IcP．CvD在实用化中需克服的技术问题。对上述制备方法的应用前景作

2、了评述和展望。关键词：半导体技术；低温多晶硅薄膜；综述；金属诱导横向晶化；准分子激光晶化；触媒化学气相沉积；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：1001．2028(2007)08—0008—04Applica咖nprogressontheprepara伽n0f10wtemperatllrepolysiliconfilmsYANGDing-yu，JIANGMeng-heng，TUXiao-qiang(ChcngduUIliVers竹ofIIIfomationTechnolo鼢Chengdu610225，China)

3、Abstr曩ct：T11epdnciplesandpfo譬ressofl卫f峪pfep盯ationmemodsincludingmetalinduced】ateralcrystaHjzation(M几C)，exciIIlerlaserannealing(ELA)，catalyticcheIIlicalVapord印osition(Cat．CVD)andinductiVelycoupledplasmachelIlicalvapord印osition(ICP-CVD)weresystemalic“lyin廿oduced．Then，meadvantages

4、andshoncomingsofdifferentprocesseswerecomparled耐meachotller．DiscussedwereseveralproblemsofCat-CVDandICP—CVDinpracticalapplic撕ons．Finally，a确efrcviewaIld印plicationpmspectofaboVe-me聪onedmethodsarealsopresented．Keywords：senliconductortectlIlology；UPS；re“ew；MnC；ELA；Cat．CVD；ICP-CVD低温

5、多晶硅薄膜(删)晶体管驱动的L(D和OLED，具有亮度高，画面细腻，响应速度快等优点，被业界视为实现全彩大尺寸平板显示的技术发展方向。L1PS具有比高温多晶硅和非晶硅更高的电子迁移率，较低的漏电流，低温下制备还使得廉价衬底的使用成为可能。此外，制备廉价高效的大面积多晶硅薄膜太阳电池也推动了低温多晶硅制备技术的研发热潮。1制备方法低温多晶硅薄膜的制备方法分为直接沉积和间接沉积两大类。直接法主要有Cat-CVD和ICP．CVD两种类型。间接沉积有金属诱导横向晶化和准分子激光晶化两种。间接法需要采用低压CVD预先制备非晶硅薄膜，再通过不同的加热机制使其转变

6、为多晶硅薄膜。目前，间接法基本实现工业化生产，但工艺复杂，成本昂贵，产量较低。直接法有望解决这个问题，但在多晶硅薄膜的结晶质量及均匀性方面还有待提高。1．1金属诱导横向晶化法金属诱导横向晶化(M眦)法来源于金属诱导晶化法(MIC)的改进。MIC是直接将一些金属如AJ，Cu，Au，Ag，Ni等沉积在非晶硅(a—Si)薄膜表面或离子注入到其内部，发现可降低a—si薄膜的晶化转变温度。研究认为，金属扩散进入a—si薄膜中后，削弱了Si键之间的结合能，加速了晶化Si核的形成和生长，这使得金属能够诱导非晶硅薄膜晶化【1]。此外，MIC中形成的金属硅化物(如Si

7、Ni2、SiNi)与Si晶格常数近似，可诱导Si晶粒在其表面“外延”生长，形成晶化Si颗粒。金属硅化物颗粒显然已经成为晶化中心。然而，MIC法这种将金属与薄膜直接接触的方式却带来了金属污染，在TFT中未能得到应用。进一步的研究发现【2’3】，金属掩蔽区内形成的金属硅化物颗粒可横向运动进入没有被金属覆盖的a-Si薄膜区域，金属掩蔽区以外的非晶硅也可以被诱导晶化，即金属横向诱导晶化。MILc比MIC的晶化速率高，降低了金属离子对薄膜的污染。MILC的诱导温度一般小于500℃，退火时间在10h左右，所获得的多晶硅薄膜表面平滑，具有长晶粒和连续晶界的特征。与

8、其他的低温多晶硅技术相比，MILC比激光晶化的成本低，收稿日期：2007-03—07通讯作者：杨定宇，基金项