孙钦钦,王 鹏,陈松岩,李 成,黄 巍

(厦门大学物理与机电工程学院,福建 厦门 361005)

多晶硅薄膜具有比非晶硅薄膜更高的载流子迁移率和更优良的光电性能,因而被广泛应用于薄膜晶体管、有源矩阵液晶显示器和薄膜太阳能电池等领域[1-2]．铝诱导晶体(AIC)可以在玻璃等廉价衬底上低温制备大晶粒、高结晶质量的多晶硅薄膜,以此为基础制作太阳能电池等器件,既具有晶硅器件效率高、性能稳定等优点,又能大大降低生产成本,因而引起广泛的研究．Oliver等[3]在玻璃衬底上用AIC制备多晶硅膜并进行研究,提出了AIC制备多晶硅薄膜的机理模型:低于硅铝共熔温度的退火条件下,硅原子从非晶硅层通过硅铝界面向铝层中扩散,当Al层中的硅原子浓度达到临界浓度时则开始结晶形成硅晶核,硅原子继续扩散促使晶核不断长大．其后人们相继对薄膜的生长机理进行补充及薄膜性能进行更深入的研究[4-8]．Masashi等[9-12]对诱导形成的多晶硅晶化取向性进行了一系列的探究．在Al层和非晶硅层间加入Al2O3层,对Al和Si原子的互扩散起阻挡作用,可以使最终形成的多晶硅颗粒增大．Tang等[13]制备玻璃/Al(70 nm)/Al2O3/a-Si(420 nm)样品,退火并去Al后得到双层连续膜结构,上层是多晶硅及部分非晶硅,下层是高质量的多晶硅,并给出解释模型:在退火过程中,硅原子向Al层中扩散,在其中生成多晶硅颗粒并不断长大,最终形成连续的多晶硅膜,而Al逐渐进入原始非晶硅层,诱导其附近的非晶硅晶化,最终原始非晶硅……