金属单向诱导横向晶化激光修饰多晶硅薄膜晶体管

对采用金属诱导单一方向横向晶化(metal induced unilaterally crystallization,MIUC)并结合激光后退火技术,以提高多晶硅薄膜晶体管的性能,进行了深入研究.MIUC薄膜晶体管已具有良好的器件性能和均匀性,再加以三倍频YAG激光退火后的MIUC薄膜晶体管,其场效应迁移率则可提高近一倍.器件的多种性能和参数的均匀性与所用修饰性的激光处理条件密切相关,具有规律性,故而是可控的,这为工业化技术的掌控提供了基础.     

高性能金属诱导单向横向晶化多晶硅薄膜晶体管技术和应用

低温金属单向诱导横向晶化多晶硅薄膜晶体管技术与常规的固相晶化多晶硅薄膜晶体管相比，制作工艺简单，而且提高了场效应迁移率和漏极击穿电压，降低了漏电电流，改进了器件参数空间分布的均匀性。我们使用金属单向诱导横向晶化多晶硅薄膜晶体管技术，成功地制作了有源矩阵液晶显示器和有源矩阵有机发光二极管显示器。     

镍硅化物诱导横向晶化制备高性能多晶硅薄膜晶体管

提出一种新的采用镍硅化物作为种子诱导横向晶化制备低温多晶硅薄膜晶体管的方法。分别采用微区Raman、原子力显微镜和俄歇电子能谱对制备的多晶硅薄膜进行结构和性能表征,并以此多晶硅薄膜为有源层制备了薄膜晶体管,测试其I-V转移特性。测试结果显示,制备的多晶硅薄膜具有较低的金属污染和较大的晶粒尺寸,且制备的多晶硅薄膜晶体管具有良好的电学特性,可以有效地减小漏电流,同时可提高场效应载流子迁移率。这主要是由于多晶硅沟道区中镍含量的有效降低使得俘获态密度减少。     

准分子激光诱导非晶硅晶化制备多晶硅薄膜晶体管

讨论了用准分子激光诱导非晶硅晶化法制备多晶硅薄膜晶体管的结构与工艺优化问题。用 Xe Cl准分子激光器对 PECVD法生长的非晶硅薄膜进行了诱导晶化处理 ,成功制备了多晶硅薄膜晶体管 ,获得最大场效应迁移率为 1 4.5cm2 /V· s,亚阈值斜率为 1 .9V/dec,开关电流比为 1 .0× 1 0 6的器件性能。     

自缓释镍源的横向诱导晶化多晶硅薄膜晶体管

以镍硅合金靶作为溅射源,采用磁控溅射方法制备了一种自缓释镍源. 控制合适的自缓释镍源的准备条件,以单一方向横向晶化条件对非晶硅薄膜进行再晶化,可以获得低残余镍含量、大晶粒、高薄膜质量的多晶硅. 以此多晶硅为有源层进行了薄膜晶体管研究. 制备的p型TFT器件具有良好的特性,可有效地减小漏电流,同时具有很好的均匀性和稳定性.     

自缓释镍源的横向诱导晶化多晶硅薄膜晶体管

以镍硅合金靶作为溅射源,采用磁控溅射方法制备了一种自缓释镍源.控制合适的自缓释镍源的准备条件,以单一方向横向晶化条件对非晶硅薄膜进行再晶化,可以获得低残余镍含量、大晶粒、高薄膜质量的多晶硅.以此多晶硅为有源层进行了薄膜晶体管研究.制备的p型TFT器件具有良好的特性,可有效地减小漏电流,同时具有很好的均匀性和稳定性.     

低温金属诱导横向晶化多晶硅材料和器件技术

使用金属镍诱导非晶硅晶化(MIC:metal-induced crystallization)技术,获得了低温(＜550℃)多晶硅.通常在镍覆盖区以外的晶化硅更加有用,这一技术被称为金属诱导横向晶化(MILC:metal-induced lateral crystallization)技术.通过对结晶动力学过程和材料特性的研究,提出了可同时适用于镍覆盖区和相连非覆盖区金属诱导结晶的同一晶化机制.虽然MILC多晶硅的材料特性明显优于固相晶化多晶硅的材料特性,薄膜晶体管沟道中存在MIC/MILC 的界面所形成的横向晶界会明显的降低其性能.若将这些界面从沟道中去除掉,即可获得可满足液晶和有机发光二极管等显示器进行系统集成所需的高性能器件.     

金属诱导非晶硅横向晶化形成的多晶硅的生长研究

详细研究了金属诱导非晶硅横向晶化时间、温度对晶化生长的影响。结果显示 ,晶化生长速度受温度影响较大 ,其最大生长速度在 6 2 5℃附近。在较高的温度下 ,非晶自发成核和晶化 ,从而限制了金属诱导晶体生长速度。镍诱导源的长度和厚度也对晶体生长有影响 ,文中对其影响机理进行了讨论     

用金属诱导-准分子激光晶化法制备多晶硅薄膜

提出了一种新的晶化方法——金属诱导-准分子激光晶化法(MI-ELA)。该方法在制备多晶硅(p-Si)薄膜中包括两个步骤：第一步是用镍金属诱导方法(MIC)通过热退火形成NiSi2；第二步是再通过准分子激光退火方法(ELA)晶化形成p-Si。通过用XRD、Raman与SEM测试，研究了p-Si的结晶性和表面形貌特征。研究发现，MI-ELA方法制备的p-Si与传统的ELA方法和MIC方法相比在形貌上不一样，而且从XRD的特征峰强度可以看出在结晶度上有进一步提高。这个结果源于用MIC方法形成的且与e-Si晶格匹配的NiSi2在ELA中起到晶核的作用。这种晶化方法说明，在ELA中，晶粒生长不再仅仅依赖于熔融非晶硅和氧化物表面上残存的随机的固体a-Si作为成核媒介。这种方法不但可以提供晶粒稳定生长条件，而且也可能使获得更大晶粒粒度的激光晶化能量展宽。     

金属诱导横向晶化非晶硅薄膜技术及新发展

金属诱导横向晶化技术(MILC)由于具有晶化温度低、晶化颗粒大等优点而获得了快速发展。阐述了金属诱导横向晶化非晶硅薄膜的晶化机理、晶化效果及影响晶化效果的主要参数,并介绍了基于多种辅助措施,如离子掺杂、电磁场辅助、微波退火、激光退火、氮硅化合物覆盖法和焦耳热升温法等方法,以优化金属诱导横向晶化非晶硅薄膜。辅助措施均有利于增强晶化效果,更易获得大面积无孪晶多晶硅薄膜,并具有较高的载流子迁移率。最后提出采用微纳金属阵列结构调控晶化能量,实现低温、高速、大晶粒直径的多晶硅薄膜制备新方法。     

非晶硅薄膜YAG激光微晶化晶粒生长研究

以单晶硅(111)为衬底,以等离子体增强化学气相沉积技术制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用YAG激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用X射线衍射仪和原子力显微镜对YAG激光晶化薄膜进行了表征与分析。结果表明:薄膜的晶粒尺寸在纳米级;随着激光脉冲频率的增加,晶粒尺寸先变大后变小,其最佳结晶频率区间为10～12 Hz。     

非晶硅薄膜激光晶化及其结构分析

以射频(频率为13.6MHz)磁控溅射系统制备的非晶硅薄膜为前驱物,采用激光晶化技术实现从非晶硅薄膜到纳米晶硅薄膜的相变过程。采用拉曼光谱仪和高分辨透射电镜对激光晶化薄膜的组织结构进行了研究。结果表明:薄膜由非晶硅结构转变为微晶硅结构,微晶硅晶粒尺寸在纳米级。激光晶化存在一个最佳工艺参数,功率太高或太低都不利于晶化。     

激光晶化制备多晶硅薄膜技术

激光晶化是一种制作晶硅薄膜器件(如薄膜晶体管、太阳能电池)很有效的技术.展望了低温多晶硅薄膜的应用前景,详细介绍了近几年激光晶化制备多晶硅薄膜技术的研究成果,并就激光对非晶硅作用的原理作了简单讨论.     

微波退火法低温制备多晶硅薄膜晶体管

多晶硅薄膜晶体管以其独特的优点在液晶显示领域中有着重要位置。为了满足在普通玻璃衬底上制备多晶硅薄膜晶体管有源矩阵液晶显示器,低温制备（小于600℃）高质量多晶硅薄膜已成为研究热点,文章利用微波加热技术,采用非晶硅薄膜微波退火固相晶化法低温制备出多晶硅薄膜晶体管,研究了微波退火工艺对多晶硅薄膜晶体管电学性能的影响。     

基于溶液法的规则排列连续晶畴的金属诱导多晶硅薄膜及薄膜晶体管(英文)

介绍了一种新的金属诱导多晶硅技术。该技术的核心是预设规则化晶核定位孔和镍源补充孔与溶液浸蘸技术的结合。以定位孔为晶化的起始点,晶化过程中消耗的镍可通过分布在周边的镍源补充孔中的镍给予补充。这样可以大大降低晶核定位孔中的初始镍量,使整个多晶硅薄膜中不存在明显的高镍含量区。即包括晶核定位孔、镍源补充孔在内的整个多晶硅薄膜区域内,能形成连续晶畴的多晶硅薄膜,都可作为高质量TFT的有源层。根据晶核定位孔分布形式的不同,可以设计成规则、重复的分布形式,获得正六边形的蜂巢晶体薄膜和准平行晶带晶体薄膜。这些规则形成的晶畴形状与尺寸相同,可准确地控制晶化的过程,具有晶化时间的高可控性和工艺过程的高稳定性,故而适合于工业化生产的要求。利用些技术,当温度为590 ℃时,可将晶化时间缩短至2 h之内。用这种多晶硅薄膜为有源层,所得多晶硅TFT的场效应迁移率典型值为～55 cm2/V.s ,亚阈值斜摆幅为0 .6 V/dec ,开关电流比为～1×107,开启电压为-3 V。     

激光脉冲频率对不同衬底上非晶硅薄膜晶化的影响

应用不同频率的YAG激光分别对单晶硅及多晶硅衬底上的非晶硅薄膜进行了退火处理。晶化后的非晶硅薄膜的物相结构和表面形貌用XRD和AFM进行分析。XRD测试结果表明:随着激光频率的增加,两种衬底上的非晶硅薄膜晶化晶粒尺寸均出现了先增加后降低的现象。所有非晶硅样品的衍射峰位与衬底一致,说明非晶硅薄膜的晶粒生长是外延生长。从多晶硅衬底样品的XRD可以看出,随着激光频率的增加,激光首先融化衬底表面,然后衬底表层与非晶硅薄膜一起晶化。非晶硅薄膜最佳晶化激光频率分别为:多晶硅衬底20Hz,单晶硅衬底10Hz。