發(fā)布時(shí)間：2018-09-19 12:37

【摘要】：多晶硅薄膜比非晶硅薄膜具有更高的電子遷移率,在器件中表現(xiàn)出更優(yōu)良的性能,脈沖激光結(jié)晶非晶硅薄膜制備多晶硅薄膜的方法具有熱積存小、對(duì)襯底影響小、成本低等優(yōu)點(diǎn)。使用532 nm固體納秒激光器進(jìn)行了非晶硅薄膜激光結(jié)晶實(shí)驗(yàn),為了解決直接使用高斯光束結(jié)晶時(shí)因光斑能量分布帶來的結(jié)晶效果不均勻,首先基于光束整型系統(tǒng)將圓形的高斯光束整型成為線性平頂光束,而后研究單脈沖能量密度、脈沖個(gè)數(shù)、非晶硅薄膜厚度對(duì)結(jié)晶效果的影響。結(jié)果表明,線性平頂光束用于非晶硅薄膜結(jié)晶具有更好的均勻性,對(duì)于100 nm非晶硅薄膜,隨著能量密度的增加,晶粒逐漸變大,直到表面出現(xiàn)熱損傷,最大晶粒尺寸約為1μm×500 nm。隨著脈沖個(gè)數(shù)的增加,表面粗糙度有減小的趨勢(shì),觀察到的最小粗糙度約為2.38 nm。對(duì)于20nm超薄非晶硅薄膜,只有當(dāng)能量密度位于134 mJ/cm~2和167 mJ/cm~2之間、脈沖個(gè)數(shù)大于或等于八個(gè)時(shí)才能觀察到明顯的結(jié)晶效果。
[Abstract]:Polycrystalline silicon films have higher electron mobility than amorphous silicon thin films and exhibit better performance in devices. The method of preparing polycrystalline silicon thin films by pulsed laser crystallization has smaller thermal accumulation and less influence on substrates. Low cost and other advantages. The laser crystallization experiment of amorphous silicon thin film was carried out by using 532nm solid-state nanosecond laser. In order to solve the uneven crystallization effect caused by the energy distribution of the spot when Gao Si beam was used directly, Firstly, the circular Gao Si beam is transformed into a linear flat-top beam based on the beam integral system, and then the effects of single pulse energy density, number of pulses and thickness of amorphous silicon film on the crystallization effect are studied. The results show that the linear flat-top beam has better homogeneity for amorphous silicon film crystallization. For 100 nm amorphous silicon film, with the increase of energy density, the grain size increases gradually, until the thermal damage occurs on the surface, the maximum grain size is about 1 渭 m 脳 500 nm.. With the number of pulses increasing, the surface roughness tends to decrease, and the observed minimum roughness is about 2.38 nm.. For 20nm ultrathin amorphous silicon thin films, only when the energy density is between 134 mJ/cm~2 and 167 mJ/cm~2 and the number of pulses is greater than or equal to eight can the effect of crystallization be observed.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所;中國(guó)科學(xué)院微電子研究所;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(No.61376083) 中國(guó)科學(xué)院院裝備研制項(xiàng)目資助
【分類號(hào)】：TN249;TN304.12

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本文編號(hào)：2250137