[发明专利]利用氯化铝升华诱导晶化非晶硅薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种制备多晶硅薄膜的方法，具体的说就是利用氯化铝(AlCl3)升华的物理性质来作为铝源进行铝诱导非晶硅薄膜晶化为多晶硅薄膜的方法。本发明是通过以下技术方案来实现：1、使用玻璃作为衬底，用丙酮和去离子水分别进行超声波清洗，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；2、在玻璃衬底上用等离子增强化学气相沉积法（PECVD）生长一层非晶硅(a-Si:H)薄膜，薄膜厚度为100nm-200nm；3、将作为铝源的无水氯化铝粉末和制备好的非晶硅薄膜制品一起放入特制的石英舟内，将装载好的石英舟置于石英管式退火炉中，在550℃下热处理4小时以上自然冷却，退火前和期间通入氩气(Ar)，气体流量为200sccm；4、用浓度为20%的盐酸溶液来除去表面残留的铝，最后得到诱导晶化的多晶硅薄膜；本发明适用于薄膜场效应晶体管(TFT)和太阳能电池领域。

主权项

一种利用氯化铝(AlCl3)升华诱导晶化非晶硅薄膜的方法，其特征在于具有以下过程和步骤：a．将康宁1737号玻璃衬底切割成2cm×2cm大小，用去污剂洗去表面污垢，然后分别放在丙酮和去离子水中超声波清洗15分钟后放入烘箱中烘干；b．然后采用等离子增强化学沉积(PECVD)方法在玻璃衬底上沉积一层非晶硅(a‑Si:H)薄膜，厚度约为200nm，沉积时衬底温度为200℃，沉积压强为10‑5Pa，气体辉光气压范围50Pa‑250Pa，射频电源13.56MHz，气源为纯度为100%的硅烷(SiH4)，作为稀释硅烷使用的氢气(H2)纯度为5N；c．将上述步骤生长好的非晶硅薄膜样品放入1%浓度的氢氟酸(HF)中浸泡10秒，以除去非晶硅薄膜表面的氧化层；然后取出，用去离子水漂洗后氮气(N2)吹干；d．将石英管式退火炉加热至150度预热半小时，除去炉管内的水分，同时通入氩气(Ar)，作为保护气体；e．将处置好的2cm×2cm大小的非晶硅薄膜样品和10克无水氯化铝粉末放入特制的石英舟内；f．将上述装载有非晶硅薄膜样品和无水氯化铝的石英舟置于管式退火炉中，在550℃条件下退火处理4小时以上；然后让样品在退火炉中自然冷却至室温；该过程中需全程通入氩气，气体流量为200sccm，气流要稳定；g．将退火处理后的样品置于浓度为20％盐酸溶液中浸泡2分钟，除去表面的残留铝，最后制得晶化多晶硅薄膜。