激光晶化能量对多晶硅薄膜晶体管特性影响的研究

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金属单向诱导横向晶化激光修饰多晶硅薄膜晶体管

ＵＣ）技术中，金属镍通过低温氧化硅（Ｔ的诱导ＬＯ）口与非晶硅薄膜相接触，随后的５０５０热过在０９ ℃ 程中，与诱导口连接的非晶硅薄膜将发生诱导晶化，晶化的推进方向与诱导口的边缘相垂直．种方法该得到的多晶硅为长条形晶粒，有良好的材料性能．具但是金属诱导技术形成的多晶硅薄膜，在较高密存度的微缺陷，它们是影响器件性能进一步提高的主要原因ｌ “ ．＿］因此，能在完成金属诱导晶化后，１若再进一步予以修饰（就是再进行后道退火处理，也例如：采用激光或高温的后处理等口 ’ ）则既有望获。，得更为良好的多晶硅晶粒结构，可以有效地减少又晶界缺陷态，进一步提高器件性能提供保证．文为本的研究内容，中于对非晶硅材料经ＭＩ集ＵＣ的多晶化之后，选择三倍频ＹＡＧ激光（长为３５ｍ）再波５ｎ后退火技术相结合的工艺与原理性研究．长在波３５ｍ的三倍频ＹＡＧ激光，对应的能量为３ｎ所３７Ｖ，．ｅ由非晶硅和单晶硅吸收系数的数据可知（：收系数曲线见随后文章内图４的插图所注吸示＿］，能量处于薄膜具有高的吸收系数且在１）该５ｎ０ｍ的全厚度内均能吸收的能量范围，因此这个波段的激光后处理作用是很合适的。使材料瞬态它间吸收光能之后，光与物质相互作用改善晶粒微经结构，又不会使衬底受热而改变ＴＴ的其他性而Ｆ能．本研究的特点是力图既能获得良好的多晶硅材料

谢乐公式

2. T he K ey L aboratory of E x cited S tate P rocesses, C h inese A cad em y of S cience, C hang chun 130021, C h ina; 3. J ilin N orth C ai J ing D ig ital E lectron L i m ited C orp oration , C hang chun 130031, C h ina; 4. Institu te of E lectrical S cience and E ng ineering , J ilin U niversity , C hang chun 130023, C h ina )
为保证准分子激光晶化多晶硅薄膜具有良好的均匀性、较好的表面平整度和避免衬底杂质析出造成薄膜污染, 在 a 2Si H 薄膜淀积前用 A PCVD 法在玻璃衬底上沉积100 nm 厚的 Si O 2 膜, 它与a2Si H 有很好的匹配性. 112 a - Si H 的脱氢处理通常 PECVD 法制备的 a2Si H 薄膜材料存在 SiH , SiH 2 , SiH 3 及 ( SiH ) n 等组态, 薄膜材料中氢含量较高, 达30% 以上[ 1, 2 ]. 当 a2Si H 薄膜被加热至温度高于淀积温度时, 氢就会从材料中释放 . 因此, 为了避免激光晶化过程中氢受热逸出引起薄膜表面的粗糙化和熔蚀, 需要在激光晶化前对 a2Si H 进行脱氢处理[ 3 ]. 图1 是脱氢实验装置示意图, 采用石英管容器能较大限度地避免杂质污染 . 脱氢在高纯 N 2 气氛、450 ℃下处理4 h.
I = Θ F hk lc , 式中 F hk lc 是被观测反射的结构因子, 实际上采用的观测强度方程为 I = C Θ F hk lc , 这里

第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件项目环境影响报告书精品

第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件项目环境影响报告书精品一、项目简介第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件（LTPS_TFT-LCD）项目是一项高新技术产业项目，主要生产液晶显示屏幕及相关设备。

该项目的建设将会对环境产生一定的影响，因此需要进行环境影响报告书的编写，以评估和控制项目的环境影响。

二、项目影响1.大气环境：该项目的建设需要一定的能源供应，可能会对大气环境产生污染。

为降低影响，项目建设应采用清洁能源和高效设备，尽量减少排放的有害气体。

2.水资源：项目建设需要水资源进行生产和冷却。

为保护水资源，项目应采用节水措施，如循环利用水资源和进行废水处理，确保废水排放符合环保标准。

3.土地：项目建设需要一定的土地面积。

为合理利用土地资源，项目应进行土地利用评估，确保项目布局合理，并采取相应的土地保护措施。

4.噪音：项目建设可能产生噪音扰民。

为减少噪音对周边居民的影响，项目应采用隔音措施，限制噪音超标的时间和范围。

5.废弃物：项目生产过程中会产生一定的固体废弃物。

为减少对环境的负面影响，项目应建立完善的废弃物管理制度，进行垃圾分类和合理处理。

三、环境保护措施1.节能减排：项目建设应采用清洁能源和能源回收利用技术，合理规划能源消耗，减少二氧化碳等温室气体的排放。

2.废水处理：项目应建立废水处理系统，对废水进行处理，确保排放水质符合国家环境标准。

3.废气治理：项目应安装排气管道和废气处理设备，对项目产生的废气进行有效处理，保证排放的气体符合环境要求。

4.噪音控制：项目应采用隔音设备和隔音材料，减少噪音对周边居民的影响。

5.废弃物处理：项目应建立废弃物分类处理制度，对固体废弃物进行分类收集和处理，合理利用和处置废弃物。

四、环境监测与评估1.环境监测：项目建设后应开展常规环境监测，对大气、水质、噪音等环境因子进行监测，及时发现和解决环境问题。

2.环境评估：项目建设阶段和运营阶段应进行环境评估，评估项目对环境的影响程度，提出改善措施。

多晶硅制备技术的研究现状

多晶硅制备技术的研究现状作者：段昊院系：化学化工学院学号：1502070117日期：2009/10/24多晶硅制备技术的研究现状段昊，中南大学，化学化工学院，1502070117摘要：多晶硅是当今社会在能源和信息产业的重要无机材料，他具备单晶硅和非晶硅的诸多优点，广泛用于制造太阳能电池及半导体。

高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在短期内，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料。

目前多晶硅生产制备的多种生产工艺路线并存，本文主要讨论了制备多晶硅的不同方法及差异。

关键字：多晶硅，制备，晶化，气象沉积。

引言：自从半导体工业发展以来，硅作为性能优良的半导体材料受到人们的重视。

硅有单晶硅，多晶硅和非晶硅等形态，多晶硅兼具单晶硅和非晶硅的大部分优点于一身，以及相对较成熟的单晶硅制造工艺被沿用到多晶硅的制备中，人们对多晶硅制备的研究兴趣愈发浓厚。

多晶硅主要应用于半导体工业及制造太阳能电池上，占多晶硅总需求的90%以上。

目前有两个应用方向有发展潜力：一是大晶粒多晶硅,具有远大于非晶硅,并与单晶硅可相比拟的高载流子迁移率,常代替非晶硅应用于薄膜晶体管(TFT)的有源层,因此不仅可以取代非晶硅用于液晶显示器件(LCD),而且用它制作的互补MOS(CMOS)电路可以实现LCD一体化,即把外围驱动电路和显示屏做在同一衬底上;另一方面,多晶硅薄膜在光照下,无非晶硅薄膜材料在受到长时间的光照之后,光电导和暗电导的性能均有所降低的光致亚稳效应(S-W效应),而且带隙较窄,对可见光能有效吸收,被公认为是高效率和低功耗的光伏材料,因为在太阳电池制作上的应用十分成功。

本文总结了多晶硅制备的一些方法。

制备方法：目前多晶硅制备方法有铸造法[1]和低温合成法[2]两大方法。

其中铸造法有浇铸法，定向凝固法，电磁感应加热连续铸造法等；低温合成则分为化学气象沉积(CVD)和非晶硅薄膜晶化两类。

非晶硅薄膜晶化又有金属诱导横向晶化，准分子激光诱导等方法；化学气象沉积则有触媒化学气象沉积(CAT-CVD)，电感耦合等离子体化学气象沉积(ICP-CVD)，等离子体增强气象沉积(PECVD)，热丝化学气象沉积(HWCVD)等。

多晶硅薄膜的工艺研究

第25卷　第4期2004年　8月材　料　热　处　理　学　报TRANS ACTIONS OF M ATERIA LS AND HE AT TRE AT ME NTV ol .25　N o .4August2004多晶硅薄膜的工艺研究王　军,　祁康成,　成建波(电子科技大学光电信息学院,四川成都　610054)摘　要:研究了制备性能优良非晶硅薄膜的工艺参数,对薄膜进行高温退火得到多晶硅薄膜。

用X 射线衍射仪(XRD )和扫描电镜(SE M )观察薄膜的结晶情况以及晶粒的大小。

结果表明:退火温度越高,退火时间越长,得到多晶硅薄膜的比例越高,晶粒也相对较大;薄膜在(111)方向上优先结晶,晶粒大小可以达到1μm ,与理论值做了比较。

关键词:多晶硅;　薄膜;　等离子体增强化学气相沉积(PEC VD );　退火中图分类号:T B383;　T B43 文献标识码:A 文章编号:100926264(2004)0420004203收稿日期:　2004203229;　修订日期:　2004206204基金项目:　电子科技大学青年基金(Y F0503)作者简介:　王　军(1982～),男,电子科技大学光电信息学院硕博连读生,主要从事光刻及封装研究,电话:028*********,E 2mail :aaajun@ 多晶硅薄膜作为一种新材料,已广泛应用于显示、半导体、太阳能等许多方面[1]。

非晶硅(a 2Si :H )薄膜晶体管—液晶显示器(TFT —LC D )因其工艺性能好、开关比高、显示性能优良而倍受重视。

作为TFT 的有源层的a 2Si :H 的性能对TFT 的工作性能有着关键性作用。

a 2Si :H 薄膜中大量畴区表面存在很多悬挂键,因此a 2Si :H 薄膜中载流子迁移率很低,一般为012～110cm 2ΠV ・s 。

这对a 2Si :H TFT 的开态电流、开口率以及响应速度均存在不利影响。

多晶硅薄膜晶体管(p 2Si TFT )相对非晶硅薄膜晶体管(a 2Si TFT )有着其独特的优势。

多晶硅薄膜材料的热导特性分析与优化策略研究

多晶硅薄膜材料的热导特性分析与优化策略研究多晶硅薄膜材料在光伏领域具有广泛的应用前景，然而其热导特性对其性能和稳定性有着重要影响。

因此，对多晶硅薄膜材料的热导特性进行深入分析和优化研究具有重要意义。

本文将从多晶硅薄膜材料的热导机制入手，探讨其影响因素，分析其热导特性，并提出相应的优化策略。

一、多晶硅薄膜材料的热导机制多晶硅薄膜材料的热导机制主要包括晶格热导和界面热导两部分。

晶格热导是指晶格振动传递热量的过程，而界面热导是指晶界和晶粒之间传递热量的过程。

多晶硅薄膜材料的热导机制对其热导特性有着重要影响，因此需要深入研究。

二、多晶硅薄膜材料热导特性的影响因素多晶硅薄膜材料的热导特性受多种因素影响，包括晶粒大小、晶界密度、晶格缺陷等。

晶粒大小对热导特性有着重要影响，晶界密度和晶格缺陷也会影响热导性能。

因此，需要对这些影响因素进行深入分析。

三、多晶硅薄膜材料热导特性的分析方法多晶硅薄膜材料的热导特性可以通过实验方法和理论模拟方法进行分析。

实验方法包括热导率测试和热导率显微镜观察等，理论模拟方法包括分子动力学模拟和有限元分析等。

通过这些方法可以深入分析多晶硅薄膜材料的热导特性。

四、多晶硅薄膜材料热导特性的优化策略针对多晶硅薄膜材料的热导特性，可以采取一系列优化策略，包括晶粒控制、晶界工程、缺陷修复等。

通过这些优化策略可以提高多晶硅薄膜材料的热导性能，从而提高其在光伏领域的应用性能。

五、结论多晶硅薄膜材料的热导特性对其性能和稳定性有着重要影响，因此需要深入研究和优化。

本文从热导机制、影响因素、分析方法和优化策略等方面对多晶硅薄膜材料的热导特性进行了系统分析和探讨，为进一步提高多晶硅薄膜材料的性能和应用提供了重要参考。

六、展望未来，可以进一步深入研究多晶硅薄膜材料的热导特性，探索新的优化策略，提高其在光伏领域的应用性能。

同时，可以结合其他材料和技术，进一步提高多晶硅薄膜材料的性能和稳定性，推动其在光伏领域的广泛应用。

PECVD法制备多晶硅薄膜

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2.2多晶硅薄膜太阳能电池多晶硅薄膜太阳电池因同时具有单晶硅的高迁移率，长寿命及非晶硅材料成本低、可大面积制备，材料制备工艺相对简单的优点,且无光致衰减效应。多晶硅薄膜电池技术可望使太阳电池组件的成本得到更大程度的降低,从而使得光伏发电的成本能够与常规能源相竞争
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目前认为，影响多晶硅薄膜太阳能电池性能的主要因素是晶粒尺寸，晶界宽度和有害杂质的含量及分布方式。此外影响电池光电转换效率的因素还有：禁带宽度，温度，载流子的复合寿命，光强，参杂浓度及剖面分布，表面复合速率以及衬底因素等纳米多晶硅薄膜太阳能电池基于纳米尺寸的多晶硅薄膜，当晶粒尺寸为几个纳米时，会产生量子特性，其导电不再是由热电子引起，而是由量子隧穿效应代替。纳米多晶硅薄膜太阳能电池可以在廉价衬底上制备，且无效率衰减问题，转化效率比非晶硅薄膜太阳能电池高，成本低，所以具有市场发展潜力。 2.3GaAs太阳能电池 GaAs具有直接能带隙，宽度1.42eV。实验室最高效率已达到24%以上。砷化镓太阳电池目前大多用液相外延方法或金属有机化学气相沉积技术制备，因此成本高，产量受到限制。砷化嫁太阳电池目前主要用在航天器上。
•
多晶硅薄膜的制备方法
• 生长多晶硅薄膜的方法很多，这些方法从两个方面来分类，一种分类是按照制备温度的高低，可以分为高温制备技术(>600℃)和低温制备技术(<600℃)。另一种分类是按照制备过程，可分为直接制备方法和间接制备方法，主要有以下六种：一化学气相沉积法(CVD)、二液相外延技术（LPE）、三固相晶化法（SPC）、四金属诱导晶化（MIC）、五区域熔化再结晶法（ZMR）、六激光晶化法(LIC)。
直接法就是通过不同的反应条件以控制最初晶粒的形成并直接长大在基片衬底上制备多晶硅的方法。一化学气相沉积法(CVD)

不同有源层厚度的多晶硅薄膜晶体管特性研究

ｓ盯．ｒｇｔｅｆｂｃｔｎｏｏｙｒｓａｌｅｓｉｏｈｎｆｍｎｔＦｒｄｖｃｓｔｉｏｓｒｅｈｔｏｙｒｓａｌｅｓｉｏｊＴＤｕｎｈａｒａｉｆｌｃｙｔｌｎｉｃｎｔｉｌａｄｉＴ ’ ｅｉｅ．ｉｓｂｅｖｄｔａｌｃｙｔｌｎｉｃｎｉｉｏｐｉｌｉｓｐｉｌｔｉｌｓｏｅｉｅｅｔｅｅｔｃｌｒｐｒｅ．Ａｔｒａａｙｉ．ｗｅｃｎｉｅａｏｙｉｃｎｔｉｌＴｈｎｆｍｈｗｓｄｆｒｎｌｃｒａｏｅｔｓｆｎｌｓｓｉｉｐｉｅｏｓｄｒｔｔｌｓｌｏｈｎｆｍｈｐｉｉｄｖｃｓｗｔｉｅｅｔｅｉｅｉｄｆｒｎｈ
ＡｓａｔｏｙＳＦｒｈｓｂｃｍｅｔｅｈｔｔｐｃｉｈｉｌｆｉｐａｕｒｎｌｕｏｈｇｅｅｄｅｆｃｂｌｙｔａａｆａｂｔｃＰｌ — ｉｒＴａｅｏｈｏｉｔｅｆｄｏｓｌｙｃｒｔｄｅｔｉｈｒｆｌ —ｆｔｍｏｉｔｎｔｔｏ — ｏｎｅｄｅｙｉｅｉｈｈ
ＬＩＹａｇｎ
（ｃｏｌｆｐｌｄＰｙｉｓｎａｅａｃｅｃ，ｙＵｉｒｔ，ａｇｅ２００ＣｉａＳｈｏｏＡｐｉｈｓｄＭｔｒｌＳｉｅＷｕｉｎｅｓｙＪｎｍｎ５９２，ｈｎ）ｅｃａｉｓｎｖｉｉ
李阳
（邑大学应用物理与材料学院，东江门５９２）五广２００

多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性研究

多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性研究多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性一直是光电领域的研究热点之一。

随着光电技术的不断发展，人们对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行了深入的研究，以期能够更好地应用于太阳能电池、光电器件等领域。

本文将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行系统的研究和分析，以期为相关研究提供一定的参考和借鉴。

一、多晶硅薄膜材料的基本特性多晶硅薄膜材料是一种常见的光电材料，具有优良的光电性能和稳定性。

多晶硅薄膜材料的基本特性包括光电导率、光吸收系数、载流子寿命等。

在不同光谱下，多晶硅薄膜材料的基本特性可能会有所不同，这也是本文研究的重点之一。

二、多晶硅薄膜材料在可见光谱下的响应特性研究可见光是人类日常生活中最常见的光谱之一，多晶硅薄膜材料在可见光谱下的响应特性对于太阳能电池等光电器件的性能至关重要。

本文将对多晶硅薄膜材料在可见光谱下的吸收、光电导率等特性进行深入研究，以期揭示其在可见光谱下的响应规律。

三、多晶硅薄膜材料在红外光谱下的响应特性研究红外光谱是一种具有较长波长的光谱，对于多晶硅薄膜材料的响应特性也具有重要意义。

本文将对多晶硅薄膜材料在红外光谱下的吸收、透射等特性进行研究，以期为红外光谱下的光电器件设计提供一定的参考。

四、多晶硅薄膜材料在紫外光谱下的响应特性研究紫外光谱是一种波长较短的光谱，对于多晶硅薄膜材料的响应特性也有一定的影响。

本文将对多晶硅薄膜材料在紫外光谱下的吸收、光电导率等特性进行研究，以期揭示其在紫外光谱下的响应规律。

五、多晶硅薄膜材料在不同光谱下的应用展望最后，本文将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的响应特性进行综合分析，展望其在太阳能电池、光电器件等领域的应用前景。

同时，本文也将对多晶硅薄膜材料在不同光谱下的研究进行总结，并提出未来研究的方向和重点。

梳理一下本文的重点，我们可以发现，具有重要的理论和应用意义，对于推动光电技术的发展具有重要的意义。

有机薄膜晶体管的性能研究与优化

有机薄膜晶体管的性能研究与优化有机薄膜晶体管（OFT）是一种新型的半导体材料，具有低成本、易加工、柔韧性等优点，非常适合于大面积、低功耗、可穿戴电子设备等领域。

在OFT的研究中，性能是一个非常重要的指标。

本文将详细介绍OFT的性能研究、性能优化以及未来的发展方向。

一、有机薄膜晶体管的性能研究在OFT的性能研究中，主要关注三个方面：载流子传输特性、界面特性和结构性质。

1. 载流子传输特性载流子传输特性是评价OFT电学性能的关键指标。

通过比较不同OFT材料的载流子传输特性，可以选择出性能较好的材料。

目前，研究人员主要依靠两种材料进行OFT的传输特性研究：聚合物和结晶有机材料。

其中，聚合物材料主要采用场效应管传输测量来评价其电学性能；而结晶有机材料则通过引入尺寸效应来提高其载流子传输。

2. 界面特性界面特性是影响OFT性能的另一个重要因素。

在OFT的研究中，主要关注两种界面：有机-金属界面和有机-有机界面。

针对有机-金属界面，研究人员通过表面修饰和金属电极表面覆盖薄膜等方法来改变界面的特性，以提高OFT的性能。

而对于有机-有机界面，研究人员则通过胶原纤维等有机化学物质来改善界面的质量，以增强OFT的传输性能。

3. 结构性质结构性质是OFT性能研究中的另一个关键因素。

OFT材料的结构性质对其载流子传输、界面特性等方面都有着很大影响。

目前，研究人员主要利用微观纳米结构、异构分子和有序聚集物等结构来提高OFT的传输性能。

二、有机薄膜晶体管的性能优化在OFT的性能研究基础上，可以针对其性能缺陷进行优化。

目前，主要从以下几个方面进行优化：1. 材料选择与配方设计材料的选择与配方设计对OFT的性能影响极大。

合理的材料选择和配方设计，能够显著提高OFT的载流子传输效率、电子迁移率等性能指标。

目前，一些研究机构还在不断研究新的材料体系以及更好的配方设计方案。

2. 界面的优化与控制在OFT的研究中，界面的优化和控制也是重要的优化方向。

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激光晶化能量对多晶硅薄膜晶体管特性影响的研究
作者：江朝庆
来源：《电子技术与软件工程》2016年第13期
摘要本文利用准分子激光晶化技术制备了低温多晶硅薄膜晶体管，研究了不同激光晶化能量密度对多晶硅薄膜晶粒尺寸以及器件电学特性的影响。

为了进一步阐释激光晶化能量密度对多晶硅薄膜晶体管特性产生影响的原因，通过二维器件仿真拟合了多晶硅薄膜晶体管特性并提取了缺陷态密度等参数。

通过比较得到态密度随着能量密度变化规律，最终得到最优工艺条件。

【关键词】激光晶化能量密度多晶硅薄膜晶体管缺陷态器件仿真
在经过了阴极射线显像管，液晶屏显示技术以后，发展到了有机发光二极管（OLED）显示器又称为有机电激光显示技术阶段。

OLED显示器极大提升了画面的细腻程度和彩色饱和度及对比度，使人们对于视觉的享受追求到达了一个新的境界。

有源矩阵有机发光二极管（AMOLED）产业在国内外都得到迅速的发展，其中代表性的企业有三星，台积电等。

多晶硅薄膜晶体管在AMOLED做驱动电路，起着重要的作用，对于其迁移率，阈值电压，亚阈值摆幅，均一性等参数都有很高的要求。

利用二维器件仿真工具对多晶硅薄膜晶体管进行器件仿真，通过模型的选取以及参数的调整，能够让我们对于多晶硅薄膜晶体管的复杂物理机制进行研究讨论。

例如多晶硅材料的晶粒结构特性，以及漏电模型我们都可以通过仿真工具建模来分析。

而且在对更为复杂的应用中，还可以利用它来建新的器件，并预测相关的电学特性。

在半导体行业及集成电路产业中都有深远的意义。

1 ELA多晶硅薄膜晶体管制备与分析
1.1 工艺流程
本论文中用到了P型准分子激光晶化（ELA）多晶硅薄膜晶体管器件，其制备工艺流程如下：
利用等离子体增强化学气相沉积法（PECVD）方法在玻璃衬底上沉淀厚度为100nm的
Si02缓冲层。

450℃下采用PECVD，淀积厚度为50nm非晶硅。

利用准分子激光法制备多晶硅薄膜，为了研究比较不同晶化能量密度的激光对器件特性，分别采用能量密度为390、410、430、450、470、490、510、530 mJ/cm2激光光照来制备多晶硅薄膜晶体管，定义有源区，并在有源区上利用PECVD法淀积厚度为120 nm的栅氧层。

之后利用金属溅射法将MoW作为栅
极材料，干法刻蚀栅极金属及多余的栅氧层。

采用离子淋浴工艺将杂质剂量为1.6×1015cm-2的硼离子注入形成源漏端，注入能为50keV。

在450℃条件下退火2小时激活杂质。

淀积绝缘层，刻出接触孔，溅射形成源、漏金属，定义金属电极图形。

最后，淀积厚度为300nm的SiNx钝化层。

最终形成ELA多晶硅薄膜晶体管。

1.2 ELA多晶硅薄膜晶体管的特性分析
使用不同激光退火能量密度制备的多晶硅薄膜作为TFT沟道有源层，制作沟道宽长比
W/L=10 /10 的TFT器件，并用Vector公司MX-1100B手动探针台和Agilent公司的4156C半导体参数分析仪对制备的TFT器件进行测试分析。

测试条件为Vds=-0.1V，-5V，Vg扫描范围为-15V～5V。

过程中测试漏极电流Ids，得到TFT转移特性曲线。

然后通过计算最大跨导法得到场效应迁移率μEF，截距法得到TFT阈值电压Vth，亚阈值摆幅SS及在Vgs=-15V、5V定电流条件下分别得到开、关态电流Ion、Ioff。

图1所示即为所测转移特性曲线。

从图中2可以看到，本次TFT特性参数测试结果表明随着激光退火能量密度的增加，所得TFT迁移率、开态电流均呈现逐步增加的趋势；亚阈值电压、漏电电流、亚阈值摆幅则呈现下降趋势。

能量密度较低（460mJ/cm2）时，尽管迁移率、开态电流仍然有所增加，亚阈值电压、亚阈值摆幅、漏电电流有所下降，但这种趋势非常缓，尤其是阈值电压，和亚阈值摆幅几乎呈现对激光能量密度良好的稳定性。

2 ELA多晶硅薄膜晶体管的器件仿真
利用二维多晶硅薄膜晶体管仿真来拟合ELA多晶硅薄膜晶体管特性曲线，从而得到多晶硅薄膜晶体管态密度等参数。

通过比较不同能量密度下态密度参数的变化，说明能量密度对多晶硅薄膜晶体管特性的影响。

2.1 陷阱态与器件仿真
在二维器件仿真中，对态密度DOS的描述为：
其中，g（E）是总的DOS在能量E上的分布。

由四部分组成，包括两个指数形式的带尾态（类施主态gTA和类受主态gTD）以及两个高斯分布的深能态（类受主态gGA和类受主态gGD）。

类受主态（陷阱空时呈电中性，被电子填充时带负电性）存在于多晶硅禁带的上半部分，而类施主态（发射电子后陷阱空时带正电，被填充时呈电中性）存在于多晶硅禁带的下半部分。

为了能够对多晶硅薄膜晶体管电学特性进行仿真，在定义了器件的结构基础上，首先对结构的划分网格，每个网格代表计算的节点，网格的疏密程度代表计算的精度。

同时结合多晶硅薄膜晶体管的相关物理模型，如迁移率模型，电极接触模型，漏电电流模型，间界分布模型等，由输入电压、电流等初始条件得到我们所需要求的结果。

利用二维器件仿真来模拟ELA多晶硅薄膜晶体管转移特性曲线。

所用器件能量密度为530mJ/cm2宽长比为W/L=10μm/10μm；栅极扫描电压范围为-15V～5V，漏端电压分别为
Vds=-5V，-2V，-0.1V。

最终我们拟合的结果如图3所示。

从图3中我们可以看出，利用二维器件仿真ELA多晶硅薄膜晶体管，所用的参数能够拟合测量数据。

同样道理，我们将不同能量密度器件都进行仿真，所得到的参数列表如表1所示。

经过上面的仿真，我们可以得到相关参数变化趋势图4所示。

通过二维器件仿真我们可以看到，不同能量密度条件下的ELA多晶硅薄膜晶体管其态密度变化明显。

对于，类施主态（gTD、gGD）而言，在ED小于460 mJ/cm2时，其值随着能量密度的增大明显减小，直到大于460 mJ/cm2，则将近饱和，缓慢下降。

多晶硅薄膜的缺陷态不再有显著的变化，即达到了激光退火修复缺陷的极限能力。

2.2 能量密度（ED）不同对器件特性的影响
根据上面的内容中知道，不同晶化能量密度的器件其态密度DOS分布不同，由此造成ELA多晶硅薄膜晶体管特性发生变化。

为了说明其中原理，比较Vds=-5V时的不同能量密度的ELA多晶硅薄膜晶体管的转移曲线族，其开态区电流明显值不同，如图5所示。

栅电压较大时，由于表面势的原因，费米能级Ef位于价带附近。

此时费米能级Ef最接近类施主能级ETD，此时对ELA多晶硅薄膜晶体管其主要作用的是带尾态类施主缺陷态密度gTD。

并且，随着能量密度的增加，由于NTD的减小，缺陷态密度gTD也减小，陷阱俘获载流子数也减少，电流增大，符合图5中电流变化规律。

同样分析高斯态类施主缺陷态密度gGD，当栅压较小时，对亚阈值区电流特性的影响较大，而带尾态类受主缺陷密度gTA、高斯态类受主缺陷密度gGA由于处于禁带上方，对P型多晶硅薄膜晶体管而言，对电流特性影响较小。

3 结论
在利用准分子激光法工艺制作多晶硅薄膜晶体过程中，发现在不同能量密度条件下的多晶硅薄膜晶体管特性明显发生改变。

利用SEM可以看出随着晶化能量密度的增大，晶粒尺寸增大。

为了进一步探究激光晶化能量密度对器件特性影响规律，使用半导体二维器件仿真对准分子激光法制备多晶硅薄膜晶体管特性进行了研究，并分析了激光晶化能量密度对ELA多晶硅薄膜晶体管特性的影响。

基于多晶硅态密度的带尾态指数分布模型和深能态高斯分布模型，成功拟合了不同能量密度的多晶硅薄膜晶体管特性曲线，从而提取出态密度模型等参数。

通过分
析能量密度和态密度的变化，以及ELA多晶硅薄膜晶体管特性曲线变化的原因，我们能够得到最优的工艺条件激光晶化能量约为大于460mJ/cm2。

参考文献
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作者简介
江朝庆（1990-），男，安徽省滁州市人。

现为苏州大学电子信息学院研究生。

主要研究方向为半导体器件物理。

作者单位
苏州大学电子信息学院江苏省苏州市 215006。

第五代低温多晶硅薄膜晶体管液晶显示器件(ltpstftlcd

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