[發明專利]一種非晶硅薄膜的低溫快速晶化方法

無效

• 申請號: 201310016881.1
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103060768A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 楊雯;段良飛;張力元;楊培志;自興發;冷天玖
• 申請（專利權）人: 云南師范大學
• 主分類號: C23C14/58
• 分類號: C23C14/58;C23C14/35;C23C14/16;H01L21/02;H01L31/18
• 代理公司: 昆明慧翔專利事務所 53112
• 代理人: 程韻波;鄧麗春

1.一種非晶硅薄膜的低溫快速晶化方法，其包括：室溫下在單晶硅襯底上濺射一層非晶硅（α-Si）薄膜；再在非晶硅（α-Si）薄膜上濺射一層鋁（Al）膜；利用光熱退火爐在N₂氣氛下退火，其特征在于：按以下步驟實施：

??A、利用磁控濺射技術在單晶硅Si(100)襯底上室溫濺射一層非晶硅（α-Si）薄膜，

??B、再在非晶硅（α-Si）薄膜上濺射一層鋁（Al）薄膜，

??C、利用光熱退火爐在N₂氣氛下150℃~200℃退火5min~15min，得到多晶硅薄膜成品。

2.根據權利要求1所述的一種非晶硅薄膜的低溫快速晶化方法，其特征在于：其中的一種實施方法是：依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水對單晶硅Si（100晶相）襯底進行超聲清洗8min?，室溫下，采用JCP-450三靶磁控濺射鍍膜儀，以純度?為99.999?%、電導率?0.02Ωcm的多晶?P?型硅靶為靶材，濺射氣體為純度99.99%的Ar氣，濺射腔室真空抽至為6.0×10^-5pa，打開通氣閥通入Ar氣，Ar氣流量為20sccm，濺射壓強為2.0pa，在襯底上先濺射一層非晶硅（α-Si）薄膜，濺射功率為120W，電流為0.6A，電壓為200V，濺射時間為3h，再以純度為99.999%的金屬鋁為靶材，再在非晶硅（α-Si）薄膜表面濺射一層鋁膜，濺射功率為40W，電流為0.6A，電壓為100V，濺射時間為50s，濺射壓強為1.5pa，將制備的α-Si/Al膜樣品放入光熱退火爐中，在N₂氣氛下以150℃的溫度進行快速退火15min，得到晶化率達到49℅～70℅，晶粒尺寸達到23nm~100nm，帶隙寬度為1.31ev~1.42ev的多晶硅薄膜成品。

3.根據權利要求1所述的一種非晶硅薄膜的低溫快速晶化方法，其特征在于：其中的另一種實施方法是：依次使用丙酮、無水乙醇和去離子水對單晶硅Si襯底進行超聲清洗7min，室溫下，采用JCP-450三靶磁控濺射鍍膜儀，金屬鋁為靶材，濺射氣體使用純度為99.99%的Ar氣，濺射腔室真空抽至為6.0×10^-5pa，Ar氣流量為20sccm，在襯底上先濺射一層鋁膜，濺射功率為50W，濺射時間為30s，將帶鋁膜的襯底加熱到200℃，再以120W,電流為0.5A，電壓為200V的濺射功率，采用多晶?P?型硅靶,純度?99.999?%、電導率?0.02Ωcm為靶材，在鋁膜上濺射非晶硅薄膜，濺射時間為3h，得到晶化率40%~60%，晶粒尺寸20nm~80nm，帶隙寬度為1.37ev~1.50ev的多晶硅薄膜成品。