铝诱导结晶法制备高度(111)择优取向多晶硅薄膜及成核分析

• 作 者: 黄添懋 陈诺夫 张兴旺 白一鸣 尹志岗 施辉伟 张汉 汪宇 王彦硕 杨晓丽
• 机 构: 中国科学院半导体研究所,半导体材料科学重点实验室,华北电力大学可再生能源学院,浙江大学硅材料国家重点实验室,
• 出 处: 中国科学:技术科学
• 发表日期: 2010年11期
• 关键词: 择优取向 多晶硅薄膜 结晶法 玻璃衬底 晶格匹配 铝诱导结晶 磁控溅射 非晶硅 结晶过程 退火温度

采用铝诱导结晶法在玻璃衬底上制备了具有高度(111)择优取向的多晶硅薄膜.首先通过磁控溅射在玻璃衬底上先后沉积铝层和非晶硅层,然后在480℃下退火1h以完成铝诱导结晶.退火后硅层与铝层发生置换,形成了具有高度(111)择优取向以及良好结晶质量的多晶硅层.通过对Al2O3氧化膜结构变化及晶格匹配进行分析,阐明了铝诱导结晶过程中(111)择优取向的铝层间接促使多晶硅(111)择优取向成核的作用机制.

A polycrystalline silicon thin film with a high (111) preferred orientation was prepared on a glass substrate by aluminum-induced crystallization by first depositing an aluminum layer and an amorphous silicon layer on a glass substrate by magnetron sputtering followed by annealing at 480 ° C 1h to complete the Al-induced crystallization.After annealing, the Si layer and the Al layer were replaced to form a polycrystalline silicon layer with a high (111) preferred orientation and a good crystalline quality.By analyzing the structure change and lattice matching of the Al2O3 oxide film, During the aluminum-induced crystallization, the (111) preferential orientation of the aluminum layer indirectly promotes the selective nucleation of polycrystalline silicon (111).