1.SiH4分解產(chǎn)生活性粒子Si、H、SiH2 和SiH3等；
    2.活性粒子在襯底表面的吸附和擴(kuò)散；
    3.在襯底上被吸附的活性分子在表面上發(fā)生反應(yīng)生成Poly-Si層，并放出H2；研究表面，在等離子體輔助沉積過程中，離子、荷電集團(tuán)對沉積表面的轟擊作用是影響結(jié)晶質(zhì)量的重要因素之一。克服這種影響是通過外加偏壓抑制或增強(qiáng)。對于采用PECVD技術(shù)制備多晶體硅薄膜的晶化過程,目前有兩種主要的觀點(diǎn)：一種認(rèn)為是活性粒子先吸附到襯底表面,再發(fā)生各種遷移、反應(yīng)、解離等表面過程,從而形成晶相結(jié)構(gòu)，因此,襯底的表面狀態(tài)對薄膜的晶化起到非常重要的作用；另一種認(rèn)為是空間氣相反應(yīng)對薄膜的低溫晶化起到更為重要的作用,即具有晶相結(jié)構(gòu)的顆粒首先在空間等離子體區(qū)形成,而后再擴(kuò)散到襯底表面長大成多晶膜。對于SiH4:H2氣體系統(tǒng),有研究表明,在高氫摻雜的條件下,當(dāng)用RFPECVD的方法沉積多晶硅薄膜時,必須采用襯底加熱到600℃以上的辦法,才能促進(jìn)最初成長階段晶核的形成。而當(dāng)襯底溫度小于300℃時,只能形成氫化非晶硅(a-Si:H)薄膜。以SiH4:H2為氣源沉積多晶硅溫度較高，一般高于600℃，屬于高溫工藝，不適用于玻璃基底。目前有報道用SiC14:H2或者SiF4:H2為氣源沉積多晶硅，溫度較低，在300℃左右即可獲得多晶硅，但用CVD法制備得多晶硅晶粒尺寸小，一般不超過50nm，晶內(nèi)缺陷多，晶界多。

金屬橫向誘導(dǎo)法(MILC)

    20世紀(jì)90年代初發(fā)現(xiàn)a-Si中加入一些金屬如Al，Cu，Au，Ag，Ni等沉積在a-Si∶H上或離子注入到a-Si∶H薄膜的內(nèi)部，能夠降低a-Si向p-Si轉(zhuǎn)變的相變能量，之后對Ni/a-Si:H進(jìn)行退火處理以使a-Si薄膜晶化，晶化溫度可低于500℃。但由于存在金屬污染未能在TFT中應(yīng)用。隨后發(fā)現(xiàn)Ni橫向誘導(dǎo)晶化可以避免孿晶產(chǎn)生，鎳硅化合物的晶格常數(shù)與單晶硅相近、低互溶性和適當(dāng)?shù)南嘧兡芰浚褂面嚱饘僬T導(dǎo)a-Si薄膜的方法得到了橫向結(jié)晶的多晶硅薄膜。橫向結(jié)晶的多晶硅薄膜的表面平滑，具有長晶粒和連續(xù)晶界的特征，晶界勢壘高度低于SPC多晶硅的晶界勢壘高度，因此，MILC TFT具有優(yōu)良的性能而且不必要進(jìn)行氫化處理。利用金屬如鎳等在非晶硅薄膜表面形成誘導(dǎo)層，金屬Ni與a-Si在界面處形成NiSi2的硅化物，利用硅化物釋放的潛熱及界面處因晶格失錯而提供的晶格位置，a-Si原子在界面處重結(jié)晶，形成多晶硅晶粒，NiSi2層破壞，Ni原子逐漸向a-Si層的底層遷移，再形成NiSi2硅化物，如此反復(fù)直a-Si層基本上全部晶化，其誘導(dǎo)溫度一般在500℃，持續(xù)時間在10小時左右，退火時間與薄膜厚度有關(guān)。

    金屬誘導(dǎo)非晶硅晶化法制備多晶硅薄膜具有均勻性高、成本低、相連金屬掩蔽區(qū)以外的非晶硅也可以被晶化、生長溫度在500℃。但是MILC目前它的晶化速率仍然不高，并且隨著熱處理時間的增長速率會降低。我們采用MILC和光脈沖輻射相結(jié)合的方法，實(shí)現(xiàn)了a-Si薄膜在低溫環(huán)境下快速橫向晶化，得到高遷移率、低金屬污染的多晶硅帶。

結(jié)束語

    除了上述幾種制備多晶硅薄膜的主要方法外，還有超高真空化學(xué)氣相沉積(UHV/CVD)、電子束蒸發(fā)等。用UHV/CVD生長多晶硅，當(dāng)生長溫度低于550℃時能生成高質(zhì)量細(xì)顆粒多晶硅薄膜，不用再結(jié)晶處理，這是傳統(tǒng)CVD做不到的，因此該法很適用于低溫多晶硅薄膜晶體管制備。另外，日立公司研究指出，多晶硅還可用電子束蒸發(fā)來實(shí)現(xiàn)，溫度低于530℃。因此，我們相信隨著上述幾種多晶硅制備方法的日益成熟和新的制備方法的出現(xiàn)，多晶硅技術(shù)的發(fā)展必將跨上一個新的臺階，從而推動整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。