[发明专利]多循环快速热退火非晶硅薄膜的方法

摘要

本发明涉及多循环快速热退火晶化非晶硅薄膜的方法，属于多晶硅薄膜制备工艺技术领域。用气相沉积法在普通玻璃载片衬底上沉积非晶硅薄膜；随后进行快速热处理，升温速率在150-200℃/s左右，将薄膜样品从室温升至640℃后再恒温一段时间，然后自然冷却，当薄膜温度冷却到达室温时，再进行下一次循环；经过多次快速热退火后晶化非晶硅薄膜。用该方法可制得晶化率在71.9%左右的多晶硅薄膜。和传统的固相晶化非晶硅薄膜工艺相比，该方法在降低了对衬底要求的同时，也缩短了处理时间，具有制备工艺简单、污染小和成本低等特点。因此用本发明制备的多晶硅薄膜可适用于薄膜晶体管、太阳能电池等微电子制造领域。

主权项

一种多循环快速热退火晶化非晶硅薄膜的方法，其特征在于其有以下的过程和步骤：a)      使用普通玻璃载片作为衬底，分别用分析纯丙酮，酒精和去离子水对衬底进行超声波清洗，使玻璃衬底清洁，烘干后放入等离子增强化学气相沉积反应室；b)      采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)设备在载玻片生长一层非晶硅a‑Si薄膜，沉积时衬底的温度为150oC～250oC，沉积压强即真空度为1.lTorr，沉积薄膜厚度为200 nm～300nm；溅射功率为200W，射频频率为13.56MHz；气源为纯度为100%的硅烷，作为稀释硅烷使用的氢气纯度为5N；c)      用氢氟酸来去除非晶硅薄膜表面的氧化层；将非晶硅薄膜放置于HF:H2O=1:100的溶液中浸泡1‑2min，取出用去离子水冲洗干净烘干，然后将非晶硅样品放置于快速热退火炉的石英支架上，推入石英腔内；d)     升温从室温开始，以150‑200oC/s左右的升温速率快速提升温度，将薄膜表面升温至640oC后再恒温一段时间，然后开始自然冷却；当薄膜温度冷却到达室温后，按同法再进行下一次升温，在整个退火过程中，通入氮气作为保护气体；e)      按上法经过多次循环快速热退火，以达到晶化效果，最后制得多晶硅薄膜。