[发明专利]两步退火辅助氯化镍诱导晶化非晶硅薄膜的方法

摘要

本发明涉及两步退火辅助氯化镍溶液诱导晶化非晶硅薄膜的方法，属于多晶硅薄膜制备工艺技术领域。用气相沉积法在载玻片衬底上沉积非晶硅薄膜；将溶有氯化镍的乙醇溶液加入到乙基纤维素、酒精、甲苯的混合溶液中，得到粘稠的溶液并将其旋涂在非晶硅薄膜表面，随后在400℃～450℃退火1～2小时先形成NiSi2作为晶种层，再升温到500℃～550℃退火1～4小时诱导晶化。经过两步退火后可获得晶化率在80%左右，晶粒大小在200nm左右的多晶硅薄膜。和常规物理法金属诱导的方法相比，所制得的多晶硅薄膜更加均匀且金属残余污染更小，因此用本发明制备的多晶硅薄膜可适用于薄膜晶体管、太阳能电池等微电子制造领域。

主权项

一种两步退火辅助氯化镍诱导晶化非晶硅薄膜的方法，其特征在于，具有以下步骤：a)使用载玻片作为衬底，分别用分析纯丙酮，酒精和去离子水对衬底进行超声波清洗，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；b)采用等离子增强化学气相沉积PECVD设备在载玻片生长一层非晶硅a‑Si薄膜，沉积时衬底的温度为150oC～250oC，沉积压强即真空度为1.lTorr，沉积薄膜厚度为200 nm～300nm；溅射功率为200W，射频频率为13.56MHz，气源为纯度为100%的硅烷，作为稀释硅烷使用的氢气纯度为5N；c)配制体积比为乙醇：甲苯=1：4的溶液，向溶液中加入乙基纤维素，并不停搅拌直至完全溶解，冷置5～10min，使溶液变粘稠；将氯化镍加入到乙醇当中置于磁力搅拌仪上加热搅拌，加热温度为60oC，待完全溶解将该溶液加入到乙醇和甲苯混合的粘稠溶液中，配置成质量浓度为0.5%～1%的粘稠性氯化镍溶液；d)通过旋涂法将氯化镍溶液旋涂在非晶硅a‑Si薄膜表面；匀胶机的转速为1500 rpm～2100rpm；e)将上述步骤d)旋涂好之后的非晶硅薄膜样品放入石英舟内，将装载好的石英舟置于石英管式退火炉中，在400oC～450oC退火1～2小时再升温到500oC～550oC退火1～4小时后自然冷却；在整个退火过程中，通入氮气作为保护气体，气体流量为100sccm，退火的升温速率为5oC/min；f)用稀盐酸溶液洗清步骤e)经两步退火的样品表面，除去表面微量的金属残留，最后制得多晶硅薄膜。