[发明专利]干法刻蚀两步法铝诱导非晶硅晶化薄膜的方法

摘要

本发明涉及一种干法刻蚀两步法铝诱导非晶硅晶化薄膜的方法，属于多晶硅薄膜制备技术领域。利用金属铝的催化作用，在低温下通过两步退火法，将非晶硅薄膜诱导晶化为多晶硅薄膜，以减少金属沾污。首先在玻璃上作为生长衬底，后续依次制备非晶硅、二氧化硅及铝膜，形成多重界面的结构。然后，进行两步退火，先进行快退，后续将样品置退火炉中进行慢退火、再刻蚀去铝。最后可制得铝诱导晶化的多晶硅薄膜，晶粒大小约为50-200nm。本发明可有效缓解金属诱导晶化（MIC）技术中，金属污染，适用于场效应晶体管和薄膜太阳能电池制备。

主权项

一种干法刻蚀两步法铝诱导非晶硅晶化薄膜的方法，其特征在于，具有以下过程和步骤：1）玻璃衬底的清洗：首先，使用曲拉通，即聚氧乙烯‑8‑辛基苯基醚TritonX‑100溶液，清洗玻璃衬底的表面污垢，然后将该衬底分别依次放在丙酮、无水乙醇和去离子水中超声波清洗15分钟，并用氮气吹干；2）非晶硅薄膜的形成：使用等离子体增强化学气相沉积方法，在上述衬底上沉积一层非晶硅薄膜，薄膜厚度300‑500 nm，沉积时衬底的温度为250 ℃，使用的气源为99.999%的硅烷和氢气，控制气体辉光放电的气压为50‑200 Pa，射频电压为13.56 MHz；3）二氧化硅薄膜的形成：将生长好的非晶硅薄膜样品放在氧气室中，在20‑200 ℃下氧化0.5 ‑72小时，形成一层1‑20 nm的二氧化硅薄膜；4）淀积金属层：取出样品后，用真空蒸发法或者磁控溅射法，在样品表面淀积一层厚度为5‑100 nm的金属铝薄膜，得到衬底/a‑Si:H/SiO2/Al结构，其中蒸发或者溅射原料是99.999%的铝粉或者铝靶；5）然后将样品置于以氮气为保护气退火炉中，450℃‑550℃快速退火10分钟；6）再置于真空度为1‑10 Pa的恒温退火炉中，在250℃‑450℃条件下，恒温退火处理1‑2小时，并将样品在退火炉中自然冷却； 7）将退火后的样品置于磁控溅射中刻蚀去掉表面残留的铝。