大尺寸化学Ni源金属诱导晶化多晶硅的研究

用无电电镀的化学方法，在VHF-PECVD沉积获得的非晶硅薄膜表面形成镍诱导源，在550℃下退火若干小时，可以诱导产生微米量级的多晶硅晶粒.用此法形成的镍源可以均匀地分布在非晶硅薄膜的表面.非晶硅薄膜上形成晶核的数量取决于镍溶液的浓度、pH值和无电电镀的时间等参量.当成核密度比较低时可以观察到径向晶化现象.用VHF-PECVD非晶硅薄膜作为晶化前驱物，晶化后多晶硅的最大晶粒尺寸可达到90μm.用此多晶硅试制的TFT，获得了良好的器件特性. 关键词： 金属诱导晶化 化学源 多晶硅 薄膜晶体管     

化学源金属诱导多晶硅研究

以硝酸镍溶液为化学源，对于用不同方法沉积得到的非晶硅膜作晶化前驱物，都能予以不同程度的晶化.用VHF-PECVD方法获得的非晶硅膜作前驱物，易于去氢并更容易晶化.当化学源浓度不同时，晶化效果会存在一定差别，在一定的范围内，溶液浓度越高，晶化后形成的晶粒越大.退火气氛对晶化结果产生某些影响，可以发现，在N₂气氛下退火，比在大气下有更好的晶化效果.最后对物理源与化学源作诱导金属的晶化结果进行了比较，结果表明，对诱导金属源而言，化学源显示出更为有效的晶化趋势. 关键词： 金属诱导晶化 多晶硅薄膜 低温制备 退火处理     

Crystallization of amorphous silicon beyond the crystallized polycrystalline silicon region induced by metal nickel

Crystallization of amorphous silicon(a-Si) which starts from the middle of the a-Si region separating two adjacent metal-induced crystallization(MIC) polycrystalline silicon(poly-Si) regions is observed. The crystallization is found to be related to the distance between the neighboring nickel-introducing MIC windows. Trace nickel that diffuses from the MIC window into the a-Si matrix during the MIC heat-treatment is experimentally discovered, which is responsible for the crystallization of the a-Si beyond the MIC front. A minimum diffusion coefficient of 1.84×10~(-9)cm~2/s at 550℃ is estimated for the trace nickel diffusion in a-Si.     

退火对Ge诱导晶化多晶Si薄膜结晶特性的影响

本文采用磁控溅射法, 衬底温度500 ℃下在硅衬底上分别制备具有Ge填埋层的a-Si/Ge 薄膜和a-Si薄膜, 并进行后续退火, 采用Raman光谱、X射线衍射、原子力显微镜及场发射扫描电镜等对所制薄膜样品进行结构表征. 结果表明, Ge有诱导非晶硅晶化的作用, 并得出以下重要结论: 衬底温度为500 ℃时生长的a-Si/Ge薄膜, 经600 ℃退火5 h Ge诱导非晶硅薄膜的晶化率为44%, 在相同的退火时间下退火温度提高到700 ℃, 晶化率达54%. 相同条件下, 无Ge填埋层的a-Si薄膜经800 ℃退火5 h薄膜实现晶化, 晶化率为46%. 通过Ge填埋层诱导晶化可使在相同的条件下生长的非晶硅晶薄膜的晶化温度降低约200 ℃. Ge诱导晶化多晶Si薄膜在Si(200)方向具有高度择优取向, 且在此方向对应的晶粒尺寸约为76 nm. 通过Ge诱导晶化制备多晶Si薄膜有望成为制备高质量多晶Si薄膜的一条有效途径.     

表面修饰改善溶液法金属诱导晶化薄膜稳定性与均匀性研究

提出了一种表面修饰的金属诱导晶化方法,以稳定地获得晶粒尺寸均匀的多晶硅薄膜.为在非晶硅表面获得均匀稳定的Ni源,在晶化前驱物表面浸沾Ni盐溶液之前,先旋涂一层表面亲合剂.通过控制Ni盐溶液的浓度,可以获得均匀性较好、晶粒尺寸分布在20—70μm的多晶硅薄膜.该方法的特点是改善了Ni盐溶液在表面的黏附状态,从而可在比常规Ni盐溶液浓度低1—2个数量级的情况下仍能获得大晶粒的多晶薄膜. 关键词： 表面修饰 溶液法金属诱导晶化 多晶硅 均匀性     

非晶硅薄膜金属诱导晶化的实时监测系统与晶化效果测量

设计了用于测量非晶硅薄膜诱导晶化的电阻值的实验装置,通过实时电阻测量方法实现了金属诱导晶化制备多晶硅薄膜的实时监控.结果表明薄膜的电阻值在高温下随晶化时间呈指数衰减,且具有很强的温度依赖关系.采用品粒边界势垒模型解释了阻值衰减行为,分析计算了样品的阻值衰减规律.应用拉曼光谱分析检测实时电阻测量的可靠性,结果表明实时电阻测量方法可以用于金属诱导晶化动力学的研究.     

变温退火制备铝诱导大晶粒多晶硅薄膜的机理研究

为了缩短铝诱导法制备大晶粒多晶硅薄膜的退火时间,用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积了a-Si/SiO2/Al叠层膜,并用两种方法进行变温退火.分析了变温退火工艺对铝诱导晶化过程的影响,着重讨论了退火过程中温度由低温升到高温时不形成小晶粒的机理和条件.研究表明,当退火温度升高时,是否形成小晶粒取决于晶粒半径、耗尽层厚度和相邻晶粒间距三者之间的关系.     

非晶硅薄膜的低温快速晶化及其结构分析

在镀铝的廉价玻璃衬底上高速沉积的非晶硅薄膜在不同的温度下退火10min.退火温度为500℃时,薄膜表面形成了硅铝的混合相,非晶硅薄膜开始呈现了晶化现象 退火温度为550℃时,大部分(约80%)的非晶硅晶化为多晶硅,平均晶粒尺寸为500nm 退火温度为600℃时,几乎所有的非晶硅都转化为多晶硅,其平均晶粒尺寸约为15μm.     

In situ spectromicroscopic study of nickel induced lateral crystallization of amorphous silicon thin film using SPESM

Scanning photoelectron spectromicroscopy (SPESM) has been used to study nickel metal induced lateral crystallization (Ni-MILC) of amorphous silicon (a-Si) thin films, produced by in situ annealing of vacuum deposited Ni patterned films on a-Si. The spatial variations in the chemical composition of the Ni-MILC of a-Si were directly imaged. High-resolution photoemission spectra of both Si 2p and Ni 3p core levels and valence band were used to evaluate morphological changes and chemical interactions. Our direct spectromicroscopic characterization clearly shows that the Ni-MILC process in UHV leads to the lower crystallization temperature and a faster crystallization speed of a-Si, and a poly-Si film with high-crystallinity can be obtained. A unified mechanism for the enhanced growth rate of the high-crystallinity poly-Si film produced by Ni-MILC in UHV is proposed.     

Measurement and calculation of electrostatically induced voltage generated on an ungrounded metal box

When a charged body passes by the front of an ungrounded metal box such as a box of electronic equipment, an electrostatically induced voltage is generated. The induced voltage can cause malfunctions and failure of the equipment. However, whether a voltage is induced in the metal box by a moving charged body and how much is induced is not clear. In this study, measured induced voltages are compared with values calculated for two capacitance-measuring methods. The results will be helpful to estimate the possibility of malfunction and failure by induced voltage and whether a standard test method should be considered.     

Hysteresis suppression improvement of polycrystalline silicon thin-film transistors by two-step hydrogenation

The effect of two-step hydrogenation, consisting of plasma hydrogenation and annealing in hydrogen, on the hysteresis phenomenon of metal-induced unilaterally crystallized silicon thin-film transistors (MIUC-Si TFTs) was investigated. The large hysteresis level of the conventional MIUC-Si TFTs caused a wide variation of the drain current with the previous gate voltage. As the plasma exposure time increased, the plasma hydrogenation commonly used for stability in poly-Si TFTs was found to increase the hysteresis level of MIUC-Si TFTs after a minimum point. This is because plasma-induced damages correlated with unique defects of MIUC-Si such as metal-related weak bonds, are accompanied by passivation. The following annealing repaired the damages. Consequently the hysteresis level was lower, which resulted in a narrower variation of the drain current.     

射频驱动精细结构能级跃迁引起的非线性效应

研究了射频驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导透明（EIT）和电磁诱导吸收（EIA）的转化。通过采用射频场同时驱动激发态和基态精细结构能级跃迁,使系统中出现EIT和EIA。研究结果表明,调谐射频场频率从与基态精细结构能级共振到与激发态精细结构能级共振的过程中,EIT和EIA相互转化,而且射频场的拉比频率取值不同,EIT和EIA的变化规律也不同。     

基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱探测土壤重金属Cr元素含量

本文基于飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱对土壤重金属Cr元素含量进行了实验研究.利用荧光法对等离子体丝的长度进行测量,给出了在不同焦距聚焦透镜作用下土壤中Cr425.5 nm的谱线强度空间分布,实验给出了Cr元素的定标曲线.实验结果表明,土壤中Cr元素浓度分析测量的相对标准偏差小于5%,土壤中重金属Cr元素的检测极限为7.85 ppm.表明飞秒激光等离子体丝诱导击穿光谱技术在土壤重金属Cr元素含量的定量探测方面是完全可行的.     

Electromagnetically induced absorption and transparency in an optical-rf two-photon coupling configuration

We study electromagnetically induced absorption (EIA) and transparency (EIT) in an optical-rf two-photon coupling configuration. It is shown that the interference effect due to interacting dark resonances results in an EIA for a resonant two-photon coupling and this EIA is observed to evolve into an EIT when there is a detuning in the two-photon coupling.     

探测功率展宽效应引起的电磁诱导透明向电磁诱导吸收的转化

本文对准型四能级系统中探测功率展宽效应引起的非线性效应进行了理论研究。准型四能级系统包括三个基态精细结构能级和一个激发态能级,除光学耦合场和探测场分别激励一个基态精细结构能级和激发态能级之间的跃迁外,附加了一个射频驱动场作用于其中一个基态精细结构能级和另一个新的基态精细结构能级之间,并通过与耦合场驱动共同能级建立量子相关性。研究结果表明,在射频驱动场的辅助激励下,探测功率展宽效应不仅可以使EIT的线宽增宽,还能引起吸收曲线中的类色散特性,使EIT最终变化为EIA。     

改进的用于AMOLED的移位寄存器的设计与仿真

p-type技术能够简化低温多晶硅TFT的制作过程。基于这个原因,本文提出了一种改进的利用p-type多晶硅TFT构成的移位寄存器结构,它可以作为AMOLED或者AMLCD外围驱动电路的一部分被集成到显示屏的衬底上。改进的移位寄存器由6个时钟控制,每个单元包含6个p-type多晶硅TFT。本文利用HSPICE进行仿真,验证了电路功能的正确性。利用韩方在多晶硅制作方面的优势,已经利用以上技术完成了96×3×128的AMOLED显示屏的制作。     

Mg-Ni-Nd非晶合金晶化温度与晶化驱动力的预测

通过对Buschow提出的预测二元非晶态合金晶化温度的“最小空位”模型进行扩展,并进一步结合Miedema理论得到了一种预测三元非晶态合金晶化温度和晶化驱动力的理论方法.利用该方法计算了(Mg_70.6Ni_29.4)_1-xNd_{x(x＝5,10,15)非晶态合金的晶化温度、晶化驱动力以及晶化焓.其中晶化温度和晶化焓的理论预测值与实验值的相对误差分别小于8%和7%.同时发现较高的晶化驱动力会降低 关键词： 非晶态合金 晶化温度 晶化驱动力}     

用镍硅氧化物源横向诱导晶化的多晶硅薄膜

采用磁控溅射法,以镍硅合金为靶,制备了一种适用于金属诱导横向晶化的氧化物镍源——自缓释镍源.该镍源在内部构成和晶化现象上都不同于纯金属镍源.采用该镍源制备低温多晶硅材料,晶化速率不明显依赖于镍源薄膜的厚度,且晶化多晶硅膜内的残余镍量亦可有效降低,可为薄膜晶体管提供宽的工艺窗口.本文对用纯金属镍源所得多晶硅薄膜的晶化率、表面粗糙度、电学特性等与溅射条件的关系进行了研究,并对相应结果进行了讨论. 关键词： 自缓释 金属诱导横向晶化 多晶硅薄膜 低温制备与退火     

用镍硅氧化物源横向诱导晶化的多晶硅薄膜

采用磁控溅射法,以镍硅合金为靶,制备了一种适用于金属诱导横向晶化的氧化物镍源——自缓释镍源.该镍源在内部构成和晶化现象上都不同于纯金属镍源.采用该镍源制备低温多晶硅材料,晶化速率不明显依赖于镍源薄膜的厚度,且晶化多晶硅膜内的残余镍量亦可有效降低,可为薄膜晶体管提供宽的工艺窗口.本文对用纯金属镍源所得多晶硅薄膜的晶化率、表面粗糙度、电学特性等与溅射条件的关系进行了研究,并对相应结果进行了讨论.