激光晶化能量对多晶硅薄膜晶体管特性影响的研究

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金属单向诱导横向晶化激光修饰多晶硅薄膜晶体管

ＵＣ）技术中，金属镍通过低温氧化硅（Ｔ的诱导ＬＯ）口与非晶硅薄膜相接触，随后的５０５０热过在０９ ℃ 程中，与诱导口连接的非晶硅薄膜将发生诱导晶化，晶化的推进方向与诱导口的边缘相垂直．种方法该得到的多晶硅为长条形晶粒，有良好的材料性能．具但是金属诱导技术形成的多晶硅薄膜，在较高密存度的微缺陷，它们是影响器件性能进一步提高的主要原因ｌ “ ．＿］因此，能在完成金属诱导晶化后，１若再进一步予以修饰（就是再进行后道退火处理，也例如：采用激光或高温的后处理等口 ’ ）则既有望获。，得更为良好的多晶硅晶粒结构，可以有效地减少又晶界缺陷态，进一步提高器件性能提供保证．文为本的研究内容，中于对非晶硅材料经ＭＩ集ＵＣ的多晶化之后，选择三倍频ＹＡＧ激光（长为３５ｍ）再波５ｎ后退火技术相结合的工艺与原理性研究．长在波３５ｍ的三倍频ＹＡＧ激光，对应的能量为３ｎ所３７Ｖ，．ｅ由非晶硅和单晶硅吸收系数的数据可知（：收系数曲线见随后文章内图４的插图所注吸示＿］，能量处于薄膜具有高的吸收系数且在１）该５ｎ０ｍ的全厚度内均能吸收的能量范围，因此这个波段的激光后处理作用是很合适的。使材料瞬态它间吸收光能之后，光与物质相互作用改善晶粒微经结构，又不会使衬底受热而改变ＴＴ的其他性而Ｆ能．本研究的特点是力图既能获得良好的多晶硅材料

谢乐公式

2. T he K ey L aboratory of E x cited S tate P rocesses, C h inese A cad em y of S cience, C hang chun 130021, C h ina; 3. J ilin N orth C ai J ing D ig ital E lectron L i m ited C orp oration , C hang chun 130031, C h ina; 4. Institu te of E lectrical S cience and E ng ineering , J ilin U niversity , C hang chun 130023, C h ina )
为保证准分子激光晶化多晶硅薄膜具有良好的均匀性、较好的表面平整度和避免衬底杂质析出造成薄膜污染, 在 a 2Si H 薄膜淀积前用 A PCVD 法在玻璃衬底上沉积100 nm 厚的 Si O 2 膜, 它与a2Si H 有很好的匹配性. 112 a - Si H 的脱氢处理通常 PECVD 法制备的 a2Si H 薄膜材料存在 SiH , SiH 2 , SiH 3 及 ( SiH ) n 等组态, 薄膜材料中氢含量较高, 达30% 以上[ 1, 2 ]. 当 a2Si H 薄膜被加热至温度高于淀积温度时, 氢就会从材料中释放 . 因此, 为了避免激光晶化过程中氢受热逸出引起薄膜表面的粗糙化和熔蚀, 需要在激光晶化前对 a2Si H 进行脱氢处理[ 3 ]. 图1 是脱氢实验装置示意图, 采用石英管容器能较大限度地避免杂质污染 . 脱氢在高纯 N 2 气氛、450 ℃下处理4 h.
I = Θ F hk lc , 式中 F hk lc 是被观测反射的结构因子, 实际上采用的观测强度方程为 I = C Θ F hk lc , 这里

第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件项目环境影响报告书精品

第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件项目环境影响报告书精品一、项目简介第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件（LTPS_TFT-LCD）项目是一项高新技术产业项目，主要生产液晶显示屏幕及相关设备。

该项目的建设将会对环境产生一定的影响，因此需要进行环境影响报告书的编写，以评估和控制项目的环境影响。

二、项目影响1.大气环境：该项目的建设需要一定的能源供应，可能会对大气环境产生污染。

为降低影响，项目建设应采用清洁能源和高效设备，尽量减少排放的有害气体。

2.水资源：项目建设需要水资源进行生产和冷却。

为保护水资源，项目应采用节水措施，如循环利用水资源和进行废水处理，确保废水排放符合环保标准。

3.土地：项目建设需要一定的土地面积。

为合理利用土地资源，项目应进行土地利用评估，确保项目布局合理，并采取相应的土地保护措施。

4.噪音：项目建设可能产生噪音扰民。

为减少噪音对周边居民的影响，项目应采用隔音措施，限制噪音超标的时间和范围。

5.废弃物：项目生产过程中会产生一定的固体废弃物。

为减少对环境的负面影响，项目应建立完善的废弃物管理制度，进行垃圾分类和合理处理。

三、环境保护措施1.节能减排：项目建设应采用清洁能源和能源回收利用技术，合理规划能源消耗，减少二氧化碳等温室气体的排放。

2.废水处理：项目应建立废水处理系统，对废水进行处理，确保排放水质符合国家环境标准。

3.废气治理：项目应安装排气管道和废气处理设备，对项目产生的废气进行有效处理，保证排放的气体符合环境要求。

4.噪音控制：项目应采用隔音设备和隔音材料，减少噪音对周边居民的影响。

5.废弃物处理：项目应建立废弃物分类处理制度，对固体废弃物进行分类收集和处理，合理利用和处置废弃物。

四、环境监测与评估1.环境监测：项目建设后应开展常规环境监测，对大气、水质、噪音等环境因子进行监测，及时发现和解决环境问题。

2.环境评估：项目建设阶段和运营阶段应进行环境评估，评估项目对环境的影响程度，提出改善措施。

多晶硅制备技术的研究现状

多晶硅制备技术的研究现状作者：段昊院系：化学化工学院学号：1502070117日期：2009/10/24多晶硅制备技术的研究现状段昊，中南大学，化学化工学院，1502070117摘要：多晶硅是当今社会在能源和信息产业的重要无机材料，他具备单晶硅和非晶硅的诸多优点，广泛用于制造太阳能电池及半导体。

高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在短期内，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。

目前多晶硅生产制备的多种生产工艺路线并存，本文主要讨论了制备多晶硅的不同方法及差异。

关键字：多晶硅，制备，晶化，气象沉积。

引言：自从半导体工业发展以来，硅作为性能优良的半导体材料受到人们的重视。

硅有单晶硅，多晶硅和非晶硅等形态，多晶硅兼具单晶硅和非晶硅的大部分优点于一身，以及相对较成熟的单晶硅制造工艺被沿用到多晶硅的制备中，人们对多晶硅制备的研究兴趣愈发浓厚。

多晶硅主要应用于半导体工业及制造太阳能电池上，占多晶硅总需求的90%以上。

目前有两个应用方向有发展潜力：一是大晶粒多晶硅,具有远大于非晶硅,并与单晶硅可相比拟的高载流子迁移率,常代替非晶硅应用于薄膜晶体管(TFT)的有源层,因此不仅可以取代非晶硅用于液晶显示器件(LCD),而且用它制作的互补MOS(CMOS)电路可以实现LCD一体化,即把外围驱动电路和显示屏做在同一衬底上;另一方面,多晶硅薄膜在光照下,无非晶硅薄膜材料在受到长时间的光照之后,光电导和暗电导的性能均有所降低的光致亚稳效应(S-W效应),而且带隙较窄,对可见光能有效吸收,被公认为是高效率和低功耗的光伏材料,因为在太阳电池制作上的应用十分成功。

本文总结了多晶硅制备的一些方法。

制备方法：目前多晶硅制备方法有铸造法[1]和低温合成法[2]两大方法。

其中铸造法有浇铸法，定向凝固法，电磁感应加热连续铸造法等；低温合成则分为化学气象沉积(CVD)和非晶硅薄膜晶化两类。

非晶硅薄膜晶化又有金属诱导横向晶化，准分子激光诱导等方法；化学气象沉积则有触媒化学气象沉积(CAT-CVD)，电感耦合等离子体化学气象沉积(ICP-CVD)，等离子体增强气象沉积(PECVD)，热丝化学气象沉积(HWCVD)等。

多晶硅薄膜的工艺研究

第25卷　第4期2004年　8月材　料　热　处　理　学　报TRANS ACTIONS OF M ATERIA LS AND HE AT TRE AT ME NTV ol .25　N o .4August2004多晶硅薄膜的工艺研究王　军,　祁康成,　成建波(电子科技大学光电信息学院,四川成都　610054)摘　要:研究了制备性能优良非晶硅薄膜的工艺参数,对薄膜进行高温退火得到多晶硅薄膜。

用X 射线衍射仪(XRD )和扫描电镜(SE M )观察薄膜的结晶情况以及晶粒的大小。

结果表明:退火温度越高,退火时间越长,得到多晶硅薄膜的比例越高,晶粒也相对较大;薄膜在(111)方向上优先结晶,晶粒大小可以达到1μm ,与理论值做了比较。

关键词:多晶硅;　薄膜;　等离子体增强化学气相沉积(PEC VD );　退火中图分类号:T B383;　T B43 文献标识码:A 文章编号:100926264(2004)0420004203收稿日期:　2004203229;　修订日期:　2004206204基金项目:　电子科技大学青年基金(Y F0503)作者简介:　王　军(1982～),男,电子科技大学光电信息学院硕博连读生,主要从事光刻及封装研究,电话:028*********,E 2mail :aaajun@ 多晶硅薄膜作为一种新材料,已广泛应用于显示、半导体、太阳能等许多方面[1]。

非晶硅(a 2Si :H )薄膜晶体管—液晶显示器(TFT —LC D )因其工艺性能好、开关比高、显示性能优良而倍受重视。

作为TFT 的有源层的a 2Si :H 的性能对TFT 的工作性能有着关键性作用。

a 2Si :H 薄膜中大量畴区表面存在很多悬挂键,因此a 2Si :H 薄膜中载流子迁移率很低,一般为012～110cm 2ΠV ・s 。

这对a 2Si :H TFT 的开态电流、开口率以及响应速度均存在不利影响。

多晶硅薄膜晶体管(p 2Si TFT )相对非晶硅薄膜晶体管(a 2Si TFT )有着其独特的优势。

多晶硅薄膜材料的热导特性分析与优化策略研究

多晶硅薄膜材料的热导特性分析与优化策略研究多晶硅薄膜材料在光伏领域具有广泛的应用前景，然而其热导特性对其性能和稳定性有着重要影响。

因此，对多晶硅薄膜材料的热导特性进行深入分析和优化研究具有重要意义。

本文将从多晶硅薄膜材料的热导机制入手，探讨其影响因素，分析其热导特性，并提出相应的优化策略。

一、多晶硅薄膜材料的热导机制多晶硅薄膜材料的热导机制主要包括晶格热导和界面热导两部分。

晶格热导是指晶格振动传递热量的过程，而界面热导是指晶界和晶粒之间传递热量的过程。

多晶硅薄膜材料的热导机制对其热导特性有着重要影响，因此需要深入研究。

二、多晶硅薄膜材料热导特性的影响因素多晶硅薄膜材料的热导特性受多种因素影响，包括晶粒大小、晶界密度、晶格缺陷等。

晶粒大小对热导特性有着重要影响，晶界密度和晶格缺陷也会影响热导性能。

因此，需要对这些影响因素进行深入分析。

三、多晶硅薄膜材料热导特性的分析方法多晶硅薄膜材料的热导特性可以通过实验方法和理论模拟方法进行分析。

实验方法包括热导率测试和热导率显微镜观察等，理论模拟方法包括分子动力学模拟和有限元分析等。

通过这些方法可以深入分析多晶硅薄膜材料的热导特性。

四、多晶硅薄膜材料热导特性的优化策略针对多晶硅薄膜材料的热导特性，可以采取一系列优化策略，包括晶粒控制、晶界工程、缺陷修复等。

通过这些优化策略可以提高多晶硅薄膜材料的热导性能，从而提高其在光伏领域的应用性能。

五、结论多晶硅薄膜材料的热导特性对其性能和稳定性有着重要影响，因此需要深入研究和优化。

本文从热导机制、影响因素、分析方法和优化策略等方面对多晶硅薄膜材料的热导特性进行了系统分析和探讨，为进一步提高多晶硅薄膜材料的性能和应用提供了重要参考。

六、展望未来，可以进一步深入研究多晶硅薄膜材料的热导特性，探索新的优化策略，提高其在光伏领域的应用性能。

同时，可以结合其他材料和技术，进一步提高多晶硅薄膜材料的性能和稳定性，推动其在光伏领域的广泛应用。

PECVD法制备多晶硅薄膜

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2.2多晶硅薄膜太阳能电池多晶硅薄膜太阳电池因同时具有单晶硅的高迁移率，长寿命及非晶硅材料成本低、可大面积制备，材料制备工艺相对简单的优点,且无光致衰减效应。多晶硅薄膜电池技术可望使太阳电池组件的成本得到更大程度的降低,从而使得光伏发电的成本能够与常规能源相竞争
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目前认为，影响多晶硅薄膜太阳能电池性能的主要因素是晶粒尺寸，晶界宽度和有害杂质的含量及分布方式。此外影响电池光电转换效率的因素还有：禁带宽度，温度，载流子的复合寿命，光强，参杂浓度及剖面分布，表面复合速率以及衬底因素等纳米多晶硅薄膜太阳能电池基于纳米尺寸的多晶硅薄膜，当晶粒尺寸为几个纳米时，会产生量子特性，其导电不再是由热电子引起，而是由量子隧穿效应代替。纳米多晶硅薄膜太阳能电池可以在廉价衬底上制备，且无效率衰减问题，转化效率比非晶硅薄膜太阳能电池高，成本低，所以具有市场发展潜力。 2.3GaAs太阳能电池 GaAs具有直接能带隙，宽度1.42eV。实验室最高效率已达到24%以上。砷化镓太阳电池目前大多用液相外延方法或金属有机化学气相沉积技术制备，因此成本高，产量受到限制。砷化嫁太阳电池目前主要用在航天器上。
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多晶硅薄膜的制备方法
• 生长多晶硅薄膜的方法很多，这些方法从两个方面来分类，一种分类是按照制备温度的高低，可以分为高温制备技术(>600℃)和低温制备技术(<600℃)。另一种分类是按照制备过程，可分为直接制备方法和间接制备方法，主要有以下六种：一化学气相沉积法(CVD)、二液相外延技术（LPE）、三固相晶化法（SPC）、四金属诱导晶化（MIC）、五区域熔化再结晶法（ZMR）、六激光晶化法(LIC)。
直接法就是通过不同的反应条件以控制最初晶粒的形成并直接长大在基片衬底上制备多晶硅的方法。一化学气相沉积法(CVD)

不同有源层厚度的多晶硅薄膜晶体管特性研究

ｓ盯．ｒｇｔｅｆｂｃｔｎｏｏｙｒｓａｌｅｓｉｏｈｎｆｍｎｔＦｒｄｖｃｓｔｉｏｓｒｅｈｔｏｙｒｓａｌｅｓｉｏｊＴＤｕｎｈａｒａｉｆｌｃｙｔｌｎｉｃｎｔｉｌａｄｉＴ ’ ｅｉｅ．ｉｓｂｅｖｄｔａｌｃｙｔｌｎｉｃｎｉｉｏｐｉｌｉｓｐｉｌｔｉｌｓｏｅｉｅｅｔｅｅｔｃｌｒｐｒｅ．Ａｔｒａａｙｉ．ｗｅｃｎｉｅａｏｙｉｃｎｔｉｌＴｈｎｆｍｈｗｓｄｆｒｎｌｃｒａｏｅｔｓｆｎｌｓｓｉｉｐｉｅｏｓｄｒｔｔｌｓｌｏｈｎｆｍｈｐｉｉｄｖｃｓｗｔｉｅｅｔｅｉｅｉｄｆｒｎｈ
ＡｓａｔｏｙＳＦｒｈｓｂｃｍｅｔｅｈｔｔｐｃｉｈｉｌｆｉｐａｕｒｎｌｕｏｈｇｅｅｄｅｆｃｂｌｙｔａａｆａｂｔｃＰｌ — ｉｒＴａｅｏｈｏｉｔｅｆｄｏｓｌｙｃｒｔｄｅｔｉｈｒｆｌ —ｆｔｍｏｉｔｎｔｔｏ — ｏｎｅｄｅｙｉｅｉｈｈ
ＬＩＹａｇｎ
（ｃｏｌｆｐｌｄＰｙｉｓｎａｅａｃｅｃ，ｙＵｉｒｔ，ａｇｅ２００ＣｉａＳｈｏｏＡｐｉｈｓｄＭｔｒｌＳｉｅＷｕｉｎｅｓｙＪｎｍｎ５９２，ｈｎ）ｅｃａｉｓｎｖｉｉ
李阳
（邑大学应用物理与材料学院，东江门５９２）五广２００

多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性研究

多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性研究多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性一直是光电领域的研究热点之一。

随着光电技术的不断发展，人们对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行了深入的研究，以期能够更好地应用于太阳能电池、光电器件等领域。

本文将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行系统的研究和分析，以期为相关研究提供一定的参考和借鉴。

一、多晶硅薄膜材料的基本特性多晶硅薄膜材料是一种常见的光电材料，具有优良的光电性能和稳定性。

多晶硅薄膜材料的基本特性包括光电导率、光吸收系数、载流子寿命等。

在不同光谱下，多晶硅薄膜材料的基本特性可能会有所不同，这也是本文研究的重点之一。

二、多晶硅薄膜材料在可见光谱下的响应特性研究可见光是人类日常生活中最常见的光谱之一，多晶硅薄膜材料在可见光谱下的响应特性对于太阳能电池等光电器件的性能至关重要。

本文将对多晶硅薄膜材料在可见光谱下的吸收、光电导率等特性进行深入研究，以期揭示其在可见光谱下的响应规律。

三、多晶硅薄膜材料在红外光谱下的响应特性研究红外光谱是一种具有较长波长的光谱，对于多晶硅薄膜材料的响应特性也具有重要意义。

本文将对多晶硅薄膜材料在红外光谱下的吸收、透射等特性进行研究，以期为红外光谱下的光电器件设计提供一定的参考。

四、多晶硅薄膜材料在紫外光谱下的响应特性研究紫外光谱是一种波长较短的光谱，对于多晶硅薄膜材料的响应特性也有一定的影响。

本文将对多晶硅薄膜材料在紫外光谱下的吸收、光电导率等特性进行研究，以期揭示其在紫外光谱下的响应规律。

五、多晶硅薄膜材料在不同光谱下的应用展望最后，本文将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行综合分析，展望其在太阳能电池、光电器件等领域的应用前景。

同时，本文也将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的研究进行总结，并提出未来研究的方向和重点。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，具有重要的理论和应用意义，对于推动光电技术的发展具有重要的意义。

有机薄膜晶体管的性能研究与优化

有机薄膜晶体管的性能研究与优化有机薄膜晶体管（OFT）是一种新型的半导体材料，具有低成本、易加工、柔韧性等优点，非常适合于大面积、低功耗、可穿戴电子设备等领域。

在OFT的研究中，性能是一个非常重要的指标。

本文将详细介绍OFT的性能研究、性能优化以及未来的发展方向。

一、有机薄膜晶体管的性能研究在OFT的性能研究中，主要关注三个方面：载流子传输特性、界面特性和结构性质。

1. 载流子传输特性载流子传输特性是评价OFT电学性能的关键指标。

通过比较不同OFT材料的载流子传输特性，可以选择出性能较好的材料。

目前，研究人员主要依靠两种材料进行OFT的传输特性研究：聚合物和结晶有机材料。

其中，聚合物材料主要采用场效应管传输测量来评价其电学性能；而结晶有机材料则通过引入尺寸效应来提高其载流子传输。

2. 界面特性界面特性是影响OFT性能的另一个重要因素。

在OFT的研究中，主要关注两种界面：有机-金属界面和有机-有机界面。

针对有机-金属界面，研究人员通过表面修饰和金属电极表面覆盖薄膜等方法来改变界面的特性，以提高OFT的性能。

而对于有机-有机界面，研究人员则通过胶原纤维等有机化学物质来改善界面的质量，以增强OFT的传输性能。

3. 结构性质结构性质是OFT性能研究中的另一个关键因素。

OFT材料的结构性质对其载流子传输、界面特性等方面都有着很大影响。

目前，研究人员主要利用微观纳米结构、异构分子和有序聚集物等结构来提高OFT的传输性能。

二、有机薄膜晶体管的性能优化在OFT的性能研究基础上，可以针对其性能缺陷进行优化。

目前，主要从以下几个方面进行优化：1. 材料选择与配方设计材料的选择与配方设计对OFT的性能影响极大。

合理的材料选择和配方设计，能够显著提高OFT的载流子传输效率、电子迁移率等性能指标。

目前，一些研究机构还在不断研究新的材料体系以及更好的配方设计方案。

2. 界面的优化与控制在OFT的研究中，界面的优化和控制也是重要的优化方向。

薄膜晶体管研究进展

薄膜晶体管研究进展许洪华1，徐征2, 黄金昭2，袁广才2，孙小斌2，陈跃宁1（1.辽宁大学物理系，沈阳 110036 ; 2.北京交通大学光电子技术研究所，发光与光信息技术教育部重点实验室，北京 100044 )摘要：薄膜晶体管是液晶显示器的关键器件，对显示器件的工作性能具有十分重要的作用。

本文论述了薄膜晶体管的发展历史，描述了薄膜晶体管的工作原理，分析了非晶硅薄膜晶体管、多晶硅薄膜晶体管、有机薄膜晶体管、ZnO活性层薄膜晶体管的性能结构特点与最新进展，并展望了薄膜晶体管的应用。

关键词：薄膜晶体管；液晶显示；ZnO薄膜中图分类号:TN304；TQ050；TB742 文献标识码：AResearch Progress on Thin Film TransistorXU Hong-hua1, XU Zheng2, HUANG Jin-zhao2, YUAN Guang-cai2, SUN Xiao-bin2, CHEN Yue-ning1(1. Department of Physics, Liao-ninUniversity, Shenyang 110036 ; 2. Key Laboratory of Luminescence and OpticalInformation , Ministry of Education Institute of Optoelectronics Technology, Beijing Jiaotong University , Beijing 100044 ) Abstract: Thin film transistor（TFT）which is of great importance in the properties of display devices is the key device of liquid crystal display. In this paper, the research history and the operating principles of TFT are described, meanwhile, the outstanding properties and recent research progress on thin film transistor such as amorphous silicon TFT, polycrystalline silicon TFT, organic TFT and ZnO-Based TFT are analyzed. At last, the development trends of thin film transistor are forecasted.Key Words: thin film transistor; liquid crystal display; zinc oxide thin film1 引言纵观信息时代迅猛发展的各项技术，不论网络技术与软件，还是通信技术、计算机技术，如果没有TFT-LCD 为代表的平板显示技术做人机交互界面，就构不成现在的信息社会。

PECVD研究

PECVD多晶硅薄膜制备工艺和性能研究摘要在石油和天然气价格不断上扬的今天，可再生能源(尤其是太阳能)的研究业己成为各国各大研究小组研究的重点。

随着第三代太阳能电池—薄膜太阳能电池的深入研究，要提高多晶硅薄膜太阳能电池的光伏转换效率，制备高质量的多晶硅薄膜是从本质上解决问题的一个途径。

为制备多晶硅薄膜，对所制非晶硅薄膜进行后续热处理。

研究结果发现:较仅经过800℃下5h、1oh和22h常规热处理(SPC)的晶化薄膜，经过800℃、60s 快速热处理(RTP)的非晶硅薄膜在常规热处理后所得的晶化薄膜有着更大的平均晶粒尺寸和更高的晶化率。

研究结果表明:低温短时快速热预处理能促进在后续常规热处理中的非晶硅薄膜的晶化过程进而提高了薄膜的晶化率。

关键词：多晶硅；PECVDPECVD多晶硅薄膜制备工艺和性能研究PECVD preparation process and properties ofpolycrystalline silicon thin filmAbstractAs the ever increasing prices of oil and natural gas, the renewable energy resources, especially solar energy, have been attracting more and more attention internationally. With the further research into the third generation solar cells一thin film solar cells, tofabricate high quality polycrystalline silicon (poly-Si) thin films is a most straightapproach to improve the photovoltaic conversion efficiency.In order to fabricate poly-Si thin films, the as-deposited hydrogenated amorphoussilicon (a-Sigh) thin films are thermally annealed. 1t was found that rapid thermalpr℃essing (RTP) at 800 0C for 60 s resulted in slightly larger average grain size andhigher crystallinity than those without the RTP pretreatment after solid phasecrystallization (SPC) at 800 0C for 5, 10 and 22 h. The results suggest that the lowtemperature short-time RTP pretreatment can promote the crystallization pr℃ess ofthe as-deposited a-Si:H thin films during the following SPC and then improve theircrystallinity.Keyword:Polycrystalline silicon；PECVD第1章绪论1.1研究多晶硅薄膜的意义经济迅速发展的今天，信息产业高速发展，源需求的日益紧张，促使了能太阳能产业飞速发展。

准分子激光引起的非晶硅薄膜晶化行为的研究(1)

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟准分子激光引起的非晶硅薄膜晶化行为的研究(1)利用KrF 准分子激光对非晶硅薄膜的表层进行了晶化。

研究了激光能量密度和照射脉冲数对薄膜结晶度的影响，并对晶化后薄膜的形貌和结构进行了表征。

结果表明：该非晶硅薄膜晶化阈值约为110mJ/cm2，且不受照射脉冲数的影响；激光能量密度是影响薄膜结晶度的首要因素，但在较低的能量密度时，增加照射脉冲数也会显著的提高薄膜结晶度；结构及形貌表征发现，薄膜晶化层厚度约为400~500nm，平均晶粒尺寸为30~50nm。

准分子激光晶化（ELC）是一种将非晶硅薄膜转换为多晶硅薄膜的有效方法，目前在薄膜晶体管（TFT）和薄膜太阳能电池领域有着广泛的研究和应用。

通常准分子激光工作在紫外光区，非晶硅薄膜对其光子的吸收仅限于表层的几纳米深度；并且由于激光脉宽较窄，非晶硅的融化和结晶过程在纳秒级的短时间内完成，整个晶化过程对于薄膜的衬底几乎没有影响。

因此，可以采用廉价衬底，如玻璃，不锈钢等，这对于制造低成本、大面积的高效太阳能电池来说是非常关键的。

然而，目前的研究主要集中于将非晶硅薄膜整体晶化，至今很少有文献报道利用该技术来进行薄膜的表层晶化，从而制备微晶硅/ 非晶硅（μc-Si/a-Si）复合薄膜。

众所周知，非晶硅薄膜在接受阳光照射时存在光致亚稳效应（SWE），并且对红光及红外波长吸收不足，这些在很大程度上影响了薄膜电池的转换效率及稳定性。

而微晶硅薄膜对红外吸收系数高、稳定性好，可以大大弥补非晶硅的不足。

因此，这种复合薄膜对于提升薄膜电池的转换效率及稳定性具有巨大的潜力。

然而，由于非晶与微晶结构上的差异，使得复合薄膜沉积工艺复杂、制备困难。

因此，将ELC 技术应用于此，使得复合薄膜制备工艺简单快捷，有着很好的研究和应用前景。

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型

多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型姚若河;欧秀平【摘要】提出一个多晶硅薄膜晶体管的有效迁移率模型.该模型同时考虑了晶体管沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处不同的输运特性和栅致迁移率降低效应, 适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管.研究表明:当晶粒尺寸Lg<0.4μm时,其有效迁移率主要由晶粒间界控制;降低晶粒间界陷阱态密度可提高有效迁移率; 减小栅氧化层厚度可增强栅压对有效迁移率的控制作用;高栅压时出现明显的有效迁移率退化效应.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(038)005【总页数】4页(P61-64)【关键词】多晶硅;薄膜晶体管;迁移率模型;晶粒间界【作者】姚若河;欧秀平【作者单位】华南理工大学,电子与信息学院,广东,广州,510640;华南理工大学,电子与信息学院,广东,广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TN321近年来,多晶硅薄膜晶体管(P-Si TFT)在有源矩阵液晶显示(AMLCD)等领域得到了越来越广泛的应用[1].由于多晶硅薄膜是由许多小晶粒组成的,其晶粒间界中存在大量的悬挂键与缺陷态,这些陷阱会对P-Si TFT的性能产生很大影响[2-3].在P-Si TFT中,沟道迁移率与晶粒间界陷阱态、表面散射效应等因素有关,因此用有效迁移率来表示.现有的P-Si TFT迁移率模型多为经验公式[4-5];文献[6]的有效迁移率模型考虑了沟道内晶粒间界的数目,并将晶粒与晶粒间界分开考虑,但忽略了高栅压所引起的迁移率退化效应,只适用于低栅压的线性区.本研究基于P-Si TFT的物理过程,建立了一个适应于从小晶粒到大晶粒线性区的多晶硅薄膜晶体管有效迁移率模型.新模型考虑了高栅压所引起的迁移率退化效应,更符合P-Si TFT的实际工作情况.1 理论模型在实际的多晶硅薄膜中,晶粒间界可看作二维分布.对于小晶粒的P-Si TFT,可认为陷阱在整块薄膜内均匀分布;而大晶粒时,则需考虑沟道内晶粒间界的数目.本研究将晶粒与晶粒间界分开考虑,并假定沟道内的平均晶粒尺寸为 Lg.由于平行于电流方向的晶粒间界对开启区的电流影响较小,故只考虑沟道内与载流子运动方向垂直的晶粒间界[6].图 1为P-Si TFT沟道横截面图.图中,Vb为晶粒间界的垫垒高度,LGi为除去耗尽区宽度的晶粒尺寸,LGB为晶粒间界的厚度,W为沟道宽度.假设沟道长度方向内有n个晶粒与n个晶粒间界,与晶粒相比,晶粒间界的厚度LGB可以忽略(一般认为LGB=1～2nm).沟道电阻Rch可表示为图1 P-Si TFT沟道横截面图Fig.1 Cross sectional view of the channel in P-Si TFT式中:L为沟道长度;μeff0为低栅压下的有效迁移率; QinvG为晶粒内部的反型层电荷.由于晶粒间界陷阱态的存在,晶粒间界两侧将形成耗尽区,产生势垒并阻碍载流子的运动.因此,沟道内存在载流子输运特性相异的两种区域[7-10].沟道电阻也可看成是晶粒内部电阻 RGi与晶粒间界(包括耗尽区)电阻RGB的串联:式中:w为晶粒间界两侧耗尽层的宽度;QinvGB为晶粒间界(包括耗尽区)的反型层电荷;μGi为载流子在晶粒内部的平均迁移率;μGB为载流子在晶粒间界的平均迁移率.由图1可知:式中:εSi为硅的介电常数;q为电子电量;Na为受主浓度[11].当栅压Vgs小于阈值电压 Vth时,陷入晶粒间界陷阱的电荷随着栅压的增大而增多,Vb逐渐增大并将达到一个极大值(此时晶粒间界陷阱态被全部填满);当栅压大于Vth后,Vb则随着Vgs 的增大而减小.其表达式为式中:Nt为晶粒间界陷阱态密度;tinv为反型层厚度,这里tinv=4nm;Cox为栅氧化层电容.若载流子越过晶粒间界势垒的主要传输机制为电子的热发射,则 QinvG与 QinvGB 之间存在如下关系[9]:式中:k为波尔兹曼常数;T为绝对温度.联立式(1)、(2)和(6),可得若平均晶粒尺寸远大于晶粒间界的厚度,则沟道内的平均晶粒间界数目式(7)又可变为当栅压较高时,表面散射增强,还需考虑有效垂直电场引起的迁移率退化效应,此时的有效迁移率为式中:Ecrit为引起迁移率退化的临界电场;而有效栅电场 Eeff可由反型层电荷以及体电荷求出[5].2 结果与分析应用Silvaco进行仿真的结果见图2-4.图2示出了低栅压时不同晶粒内部载流子迁移率μGi下的Lg-μeff曲线.从图2中可以看出,当Lg＞0.4μm时,μGi对有效迁移率影响较大;而小晶粒(Lg＜0.4μm)时则可认为有效迁移率不受μGi变化的影响,主要由晶粒间界载流子迁移率μGB控制.当晶粒尺寸非常小时,n变得很大,式(8)可表示为但式(10)对大晶粒器件存在较大的误差.图2 不同晶粒内部载流子迁移率下的Lg-μeff曲线Fig.2 Lg-μeff curves with different carriermobility in grains图3示出了不同晶粒间界陷阱态密度Nt下的Vgs-μeff曲线.从图3中可以看出,有效迁移率随着Nt的减小而增大,这是由晶粒间界势垒高度随着Nt的减小而降低所引起的.在高栅压时,由于表面散射增强导致有效迁移率下降,晶粒间界势垒效应开始减弱,该现象在Nt较低时更为明显.此外,当Nt较小时,最大有效迁移率所对应的栅压也较小,这是由于此时 Nt被完全填满所需的栅压变小,随后晶粒间界势垒随着栅压的增大而迅速降低所致.图4示出了不同栅氧化层厚度tox下的Vgs-μeff曲线.从图4中可以看出,当tox 较小(tox＜100nm)时,高栅压时所引起的有效迁移率退化现象更为明显.图3 不同晶粒间界陷阱态密度下的Vgs-μeff曲线Fig.3 Vgs-μeff curves with different trap density in grain boundaries图4 不同栅氧化层厚度下的Vgs-μeff曲线Fig.4 Vgs-μeff curveswithdifferentgate oxide thicknesses为验证模型的有效性,将仿真结果与文献[12]中N沟TFT器件的实验数据进行对比.仿真中所用的参数值见表1,其中与实验样品的参数相一致.从图 5中可见,由模型仿真得到的结果与文献[12]的实验结果有较好的一致性.其中高温结晶多晶硅(HTP-Si TFT)具有更高的有效迁移率,其参数中的晶粒间界陷阱态密度Nt较小,载流子在晶粒内部的平均迁移率μGi以及在晶粒间界的平均迁移率μGB都要比低温结晶多晶硅(LT P-Si TFT)的大,这与实际情况相符,因为高温过程有助于减少晶粒间界陷阱态密度.在高栅压时,有效迁移率逐渐远离与栅压的线性关系,显示出有效垂直电场对迁移率退化的控制作用.表1 仿真中所用的参数Table 1 Parameters used in simulation?图5 本研究提出的模型的仿真结果与文献[12]中的实验数据比较Fig.5 Comparison of simulated resu lts of themodel proposed in this study and the experimental data in reference[12]3 结论(1)本研究提出的P-Si TFT有效迁移率模型同时考虑了沟道内晶粒的数目、载流子在晶粒与晶粒间界处具有不同的输运特性和栅致迁移率降低效应,适合于从小晶粒到大晶粒线性区的P-Si TFT.(2)对于小晶粒的P-Si TFT,特别是当Lg＜0.4μm时,可认为其有效迁移率主要由晶粒间界所控制;降低晶粒间界陷阱态密度可大大提高有效迁移率;此外,栅压对有效迁移率的影响随栅氧化层厚度的减小而增加,高栅压时的有效迁移率退化效应更为明显.参考文献:[1] Gupta N,Tyagi B P.On the mobility,turn-on characteristics and activation energy of polycrystalline silicon thinfilm transistors[J].Thin SolidFilms,2006,504(1/2): 59-63.[2] Jagar S,Cheng C F,Zhang S,et al.A SPICE model for thin-film transistors fabricated on grain-enhanced polysilicon film[J].IEEE Transactions on Electron Devices, 2003,50(4):1103-1108.[3] 姚若河,欧秀平.低掺杂多晶硅薄膜晶体管阈值电压的修正模型 [J].华南理工大学学报:自然科学版, 2010,38(1):14-17,43.Yao Ruo-he,Ou Xiu-ping.Modified model of threshold voltage for thin-film transistorswith low-doped polysilicon [J].Journal of South China University of Technology: Natural Science Edition,2010,38(1):14-17,43.[4] King T,Hack M G,Wu I.Effective density-of-states distributions for accurate modeling of polycrystalline-silicon thin-film transistors[J].Journal of Applied Physics, 1994,75(2):908-913.[5] Lee SW.Universality ofmobility-gate field characteristics of electrons in the inversion charge layer and its application in MOSFET modeling[J].IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems,1989,8(7):724-730.[6] Hatzopoulos A T,Tassis D H,Hastas N A,et al.On-state drain currentmodeling of large-grain poly-Si TFTs based on carrier transport through latitudinal and longitudinal grain boundaries[J].IEEE Transactions on Electron Devices,2005,52(8):1727-1733.[7] Chern H N,Lee C L,Lei T F.An analyticalmodel for the above-threshold characteristics of polysilicon thin-film transistors[J].IEEE Transactions on Electron Devices, 1995,42(7):1240-1246.[8] Yamauchi N,Hajjar J,Reif R.Polysilicon thin-film transistors with channellength and width comparable to or smaller than the grain size of the thin film[J].IEEE Transactions on Electron Devices,1991,38(1):55-60.[9] Seto JYW.The electricalproperties of polycrystalline siliconfilms[J].Journalof Applied Physics,1975,46(12): 5247-5254.[10] Yang G,Hur S,Han C.A physical-based analytical turnon model of polysilicon thin-film transistors for circuit simu lation[J].IEEE Transactions on Electron Devices, 1999,46(1):165-172.[11] 欧秀平,姚若河,吴为敬.多晶硅薄膜晶体管中的晶粒间界电荷分享效应[J].微电子学,2008,38(6): 796-799.Ou Xiu-ping,Yao Ruo-he,Wu Wei-jing.Charge sharing effects of grain boundary in polysilicon TFTs[J].Microelectronics,2008,38(6):796-799. 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准分子激光相位掩模法制备大晶粒尺寸多晶硅薄膜

准分子激光相位掩模法制备大晶粒尺寸多晶硅薄膜张健;林广平;张睿;崔国宇;李传南【摘要】为扩大晶粒尺寸并降低晶粒间界缺陷对多晶硅薄膜晶体管的不良影响,采用准分子激光相位掩模法制备了大晶粒尺寸的多晶硅薄膜.首先,在无相位掩模时利用不同能量密度的准分子激光晶化非晶硅薄膜,通过扫描电镜观测晶粒尺寸确定超级横向生长的能量窗口；然后,在该能量密度下采用周期为1 073 nm的相位掩模板对入射光束进行相位调制,在样品表面形成人工可控的横向温度梯度,使非晶硅熔化并横向生长结晶为多晶硅；最后,对薄膜特性进行测量,并与非晶硅薄膜和超级横向生长制备的多晶硅薄膜进行比较.结果表明:本文方法制作的薄膜的平均晶粒尺寸提高了一个数量级,达到了228.24 nm;薄膜电阻率降低一个数量级,为18.9 Ω.m;且晶粒分布规则有序.该方法能有效提高多晶硅薄膜的电学特性,适用于高质量多晶硅薄膜器件的制作.%To enlarge the grain size and decrease the effect of the defect between the grain boundaries on a p-Si film transistor, a phase modulated excimer laser crystallization technique is used to fabricate the uniform p-Si film with a large grain size. First, an energy window for super lateral growth is determined by measuring the grain size of p-Si film fabricated with different laser energy intensities. Then, the spatial distribution of the input laser is modulated by a phase mask with a period of 1 073 nm and an artificially controlled lateral temperature gradient is induced on the a-Si film, which leads the a-Si to be melten and crystallized into p-Si grains by super lateral growth. Finally, the characteristics of the prepared p-Si film are measured and compared with those of the a-Si film and the p-Si film fabricated by super lateral growth technique. The resultsshow that the grain size of the p-Si film is 228. 24 nm, which is ten times of that fabricated by super lateral growth under the same processing parameters; the electrical resistivity of the prepared sample is 18. 9Ω · m.which is lower by an order magnitude than that prepared by super lateral growth. Furthermore, the distribution of the grain is more uniform than that fabricated by other techniques. The reported technique can increase the electrical characteristics of the p-Si film greatly and is suitable for the fabrication of high quality p-Si devices.【期刊名称】《光学精密工程》【年(卷),期】2012(020)001【总页数】6页(P58-63)【关键词】多晶硅薄膜;准分子激光;相位掩模【作者】张健;林广平;张睿;崔国宇;李传南【作者单位】吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林长春130012);吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林长春130012);吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林长春130012);吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林长春130012);吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区,吉林长春130012)【正文语种】中文【中图分类】TN304.055;TN305.71 引言为了制备高性能多晶硅薄膜晶体管（Poly Silicon Thin Film Transistor，p－Si TFT），提高多晶硅薄膜的质量一直是备受人们关注的课题［1－5］。