太高以致相邻的纳米硅岛不熔化，那么即使提高退火温度或延长退火时间都不能完全消除
其中的非晶部分。

RTA 退火法制备的多晶硅晶粒尺寸小，晶体内部晶界密度大，材料缺陷

密度高，而且属于高温退火方法，不适合于以玻璃为衬底制备多晶硅。

　　

5 等离子体增强化学反应气相沉积（PECVD）

　　等离子体增强化学反应气相沉积（

PECVD）法是利用辉光放电的电子来激活化学气相

沉积反应的。起初，气体由于受到紫外线等高能宇宙射线的辐射，总不可避免的有轻微的电
离，存在着少量的电子。在充有稀薄气体的反应容器中引进激发源（例如，直流高压、射频、
脉冲电源等），电子在电场的加速作用下获得能量，当它和气体中的中性粒子发生非弹性
碰撞时，就有可能使之产生二次电子，如此反复的进行碰撞及电离，结果将产生大量的离
子和电子。由于其中正负粒子数目相等。故称为等离子体，并以发光的形式释放出多余的能
量，即形成

"辉光"。在等离子体中，由于电子和离子的质量相差悬殊，二者通过碰撞交换能

量的过程比较缓慢，所以在等离子体内部各种带电粒子各自达到其热力学平衡状态，于是
在这样的等离子体中将没有统一的温度，就只有所谓的电子温度和离子温度。此时电子的温
度可达

104

℃，而分子、原子、离子的温度却只有 25～300℃。所以，从宏观上来看，这种等

离子的温度不高，但其内部电子却处于高能状态，具有较高的化学活性。若受激发的能量超
过化学反应所需要的热能激活，这时受激发的电子能量（

1～10eV）足以打开分子键，导

致具有化学活性的物质产生。因此，原来需要高温下才能进行的化学反应，通过放电等离子
体的作用，在较低温度下甚至在常温下也能够发生。

　　

PECVD 法沉积薄膜的过程可以概括为三个阶段：

　　

1.SiH4 分解产生活性粒子 Si、H、SiH2 和 SiH3 等；

　　

2.活性粒子在衬底表面的吸附和扩散；

　　

3.在衬底上被吸附的活性分子在表面上发生反应生成 Poly-Si 层，并放出 H2；

研究表面，在等离子体辅助沉积过程中，离子、荷电集团对沉积表面的轰击作用是影响

结晶质量的重要因素之一。克服这种影响是通过外加偏压抑制或增强。对于采用

PECVD 技

术制备多晶体硅薄膜的晶化过程

,目前有两种主要的观点.一种认为是活性粒子先吸附到衬底

表面

,再发生各种迁移、反应、解离等表面过程,从而形成晶相结构,因此,衬底的表面状态对薄

膜的晶化起到非常重要的作用

.另一种认为是空间气相反应对薄膜的低温晶化起到更为重要

的作用

,即具有晶相结构的颗粒首先在空间等离子体区形成,而后再扩散到衬底表面长大成多

晶膜。对于

Si Ｈ 4:Ｈ 2 气体系统,有研究表明,在高氢掺杂的条件下,当用 RFPECVD 的方法沉

积多晶硅薄膜时

,必须采用衬底加热到 600

℃以上的办法,才能促进最初成长阶段晶核的形成。

而当衬底温度小于

300

℃时,只能形成氢化非晶硅(a-Si:Ｈ)薄膜。以 Si Ｈ 4:Ｈ 2 为气源沉积多

晶硅温度较高，一般高于

600

℃，属于高温工艺，不适用于玻璃基底。目前有报道用

SiC14:H2 或者 SiF4:H2 为气源沉积多晶硅，温度较低，在 300

℃左右即可获得多晶硅，但

用

CVD 法制备得多晶硅晶粒尺寸小，一般不超过 50nm，晶内缺陷多，晶界多。

　 　

6 金 属 横 向 诱 导 法 (MILC) 　 　 20 世 纪 90 年 代 初 发 现 a-Si 中 加 入 一 些 金 属 如

Al，Cu，Au，Ag，Ni 等沉积在 a-Si

∶H 上或离子注入到 a-Si∶H 薄膜的内部，能够降低 a-Si

向

p-Si 转变的相变能量，之后对 Ni/a-Si:H 进行退火处理以使 a-Si 薄膜晶化，晶化温度可低

于

500

℃。但由于存在金属污染未能在 TFT 中应用。随后发现 Ni 横向诱导晶化可以避免孪晶

产生，镍硅化合物的晶格常数与单晶硅相近、低互溶性和适当的相变能量，使用镍金属诱导
a-Si 薄膜的方法得到了横向结晶的多晶硅薄膜。横向结晶的多晶硅薄膜的表面平滑，具有长