能。这种技术的优点是能制备大面积的薄膜，晶粒尺寸大于直接沉积的多晶硅。可进行原位
掺杂，成本低，工艺简单，易于形成生产线。由于

SPC 是在非晶硅熔融温度下结晶，属于

高温晶化过程，温度高于

600

℃，通常需要 1100℃左右，退火时间长达 10 个小时以上，不

适用于玻璃基底，基底材料采用石英或单晶硅，用于制作小尺寸器件，如液晶光阀、摄像机
取景器等。

 

   
   
   准分子激光晶化(ELA)
   
   
   激光晶化相对于固相晶化制备多晶硅来说更为理想，其利用瞬间激光脉冲产生的高能量
入射到非晶硅薄膜表面，仅在薄膜表层

100nm 厚的深度产生热能效应，使 a-Si 薄膜在瞬间

达到

1000

℃左右，从而实现 a-Si 向 p-Si 的转变。在此过程中，激光脉冲的瞬间(15～50ns)能

量被

a-Si 薄膜吸收并转化为相变能，因此，不会有过多的热能传导到薄膜衬底，合理选择

激光的波长和功率，使用激光加热就能够使

a-Si 薄膜达到熔化的温度且保证基片的温度低

于

450

℃，可以采用玻璃基板作为衬底，既实现了 p-Si 薄膜的制备，又能满足 LCD 及 OEL

对透明衬底的要求。其主要优点为脉冲宽度短

(15～50ns)，衬底发热小。通过选择还可获得

混合晶化，即多晶硅和非晶硅的混合体。准分子激光退火晶化的机理：激光辐射到

a-Si 的表

面，使其表面在温度到达熔点时即达到了晶化域值能量密度

Ec。a-Si 在激光辐射下吸收能

量，激发了不平衡的电子

-空穴对，增加了自由电子的导电能量，热电子-空穴对在热化时

间内用无辐射复合的途径将自己的能量传给晶格，导致近表层极其迅速的升温，由于非晶
硅材料具有大量的隙态和深能级，无辐射跃迁是主要的复合过程，因而具有较高的光热转
换效率，若激光的能量密度达到域值能量密度

Ec 时，即半导体加热至熔点温度，薄膜的表

面会熔化，熔化的前沿会以约

10m/s 的速度深入材料内部，经过激光照射，薄膜形成一定

深度的融层，停止照射后，融层开始以

108～1010K/s 的速度冷却，而固相和液相之间的界

面将以

1～2m/s 的速度回到表面，冷却之后薄膜晶化为多晶，随着激光能量密度的增大，

晶粒的尺寸增大，当非晶薄膜完全熔化时，薄膜晶化为微晶或多晶，若激光能量密度小于
域值能量密度

Ec，即所吸收的能量不足以使表面温度升至熔点,则薄膜不发生晶化。一般情

况下

,能量密度增大，晶粒增大，薄膜的迁移率相应增大，当 Si 膜接近全部熔化时，晶粒最

大。但能量受激光器的限制，不能无限增大，太大的能量密度反而令迁移率下降。激光波长
对晶化效果影响也很大，波长越长，激光能量注入

Si 膜越深，晶化效果越好。 

   
   
   ELA 法制备的多晶硅薄膜晶粒大、空间选择性好，掺杂效率高、晶内缺陷少、电学特性好、
迁移率高达到

400cm2/v.s，是目前综合性能最好的低温多晶硅薄膜。工艺成熟度高，已有大

型的生产线设备，但它也有自身的缺点，晶粒尺寸对激光功率敏感，大面积均匀性较差。重
复性差、设备成本高，维护复杂。
   
   
   快速热退火（RTA）
   
   
   一般而言，快速退火处理过程包含三个阶段：升温阶段、稳定阶段和冷却阶段。当退火炉
的电源一打开，温度就随着时间而上升，这一阶段称为升温阶段。单位时间内温度的变化量