SiO2层上沉积纳米多晶硅薄膜和特性研究.pdfVIP

2．纳米材料 中国微米纳米技术学会第十一届学术年会 Si 0：层上沉积纳米多晶硅薄膜及特性研究 赵晓锋，王天琦，温殿忠 (黑龙江省普通高等学校电子工程重点实验室，黑龙江大学，黑龙江哈尔滨，150080： 黑龙江大学，集成电路重点实验室，黑龙江哈尔滨150080) films 多晶硅薄膜在薄膜晶体管(Thin 结晶度高、载流子迁移率大的多晶硅薄膜具有重要意义。本文采用LPCVD系统以高纯SiH4为气 Torr 源，在P型4英寸100晶向单晶硅衬底Si02层上制备纳米多晶硅薄膜，工作气压0．3钏．40 AFM对Si02层上纳米多晶硅薄膜进行特性测试和表征研究。分析薄膜厚度、真空退火温度对纳 米多晶硅薄膜结晶度等微结构特性影响，为纳米多晶硅薄膜在TFT领域进一步应用奠定基础。 采用法国JOBW-YYON 图l给出不同厚度薄膜沉积态Raman光谱，在薄膜厚度为30am时，TO模散射峰峰位为522cml， 随薄膜厚度增加，TO模峰位出现红移(峰位移向低波数)，由522cm。1移向507cm～，晶粒大小 增加，结晶程度增强。图2给出薄膜厚度30nm的沉积态和700℃、800℃、900℃不同退火温度 纳米多晶硅薄膜Raman光谱，在沉积态时，TO模散射峰峰位为522cm-1，随退火温度增加，TO 模峰位出现红移，由522cm。移向506cm～，散射峰强度随退火温度升高逐渐增强，退火温度升 高，晶粒大小增加，结晶度增强。图3给出薄膜厚度63nnl的沉积态和700℃、800℃、900℃不 同退火温度纳米多晶硅薄膜Raman光谱，在沉积态时，TO模散射峰峰位为520cml，随退火温 度增加，TO模峰位出现红移，由520cml移向517cm～，随退火温度升高，散射峰强度逐渐增强， 晶粒大小增加，结晶程度增强。图4给出薄膜厚度98hill薄膜沉积态和700℃、800℃、900C不同 退火温度Raman光谱，在沉积态时，TO模散射峰峰位为517cml，随退火温度增加，TO模峰位 出现红移，由517cm-1移向515cm～，随退火温度升高，散射峰强度逐渐增强，晶粒大小增加，结 晶程度增强。采用日立$4800型SEM对LPCVD沉积的纳米多晶硅薄膜进行形貌分析。图5分别 nm、63 3100AFM 为薄膜厚度30 nm和98nm薄膜形貌，薄膜厚度增加，晶粒大小增加。采用Vecco 对纳米多晶硅薄膜进行表征研究，图6分别为薄膜厚度30nm、63nm和98rim薄膜AFM形貌， 薄膜厚度增加，Si02层上生长的纳米多晶硅薄膜晶粒大小增加。图7给出纳米多晶硅薄膜电阻 制作工艺示意图，掺杂浓度1018cⅢ一。采用HP4145B半导体参数特性测试仪对不同薄膜厚度纳米 多晶硅薄膜电阻I．V特性进行测试，图8给出纳米多晶硅薄膜电阻I．V特性，随薄膜厚度增加， 纳米多晶硅薄膜电阻阻值减小。采用LPCVD系统在P型i00晶向单晶硅衬底Si02层上制备纳 米多晶硅薄膜，随薄膜厚度增加和退火温度增加，薄膜晶粒大小增加，结晶度增加。【正文字数： 975字】 References a1．Theeffectsof siliconthinfilm Park，Sang—MyeonHan，et nanocrystalline 【1]Dong—WonKang，Joong-Hyun thicknesson siliconthinfilmtransistorfabricatedat1 OF topgatenanocrystalline 80C[J】．JOURNAL SEMICoNDUCTOR 1l—I14． TECHNOLOGY∞岣SCIENCE，2008(8)：l a1．Effectsof