TWI324187B - - Google Patents

Description

1324187 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種微晶矽或奈米晶矽薄膜之製 備方法，尤指一種以矽一鋁金屬化合物成長為微晶矽 或奈米晶矽結構的薄膜。 【先前技術】 目前市場上已開發之矽薄膜太陽電池微晶矽結構 薄膜技術，主要是採用薄膜沉積技術（plasma-enhanced chemical vapor deposition，PECVD) ’ 其中，該微晶石夕 結構之薄膜係以氫氣（H2)與矽曱烷（SiH4)間流量 比或濃度比大於一數值之條件下合成，但因SiH4採高 度稀釋在H2中進行磊晶製程，故其薄膜沉積速率十 分緩慢。 另，目前市場上已開發之薄膜電晶體（thin film transistor，TFT)與液晶銀幕（liquid crystal display， LCD)之微晶矽結構薄膜技術，係先利用電子搶蒸鍍 法 （e-gun evaporation ) 或離子滅射法 (ion-sputtering )，將某一厚度之金屬薄膜被覆 (coating )在一基板上，再於該金屬薄膜表面上轰晶 一非晶矽薄膜，而其所被覆之厚度約略小於非晶矽薄 膜厚度，之後，再進入高溫爐中進行退火製程◊其目 的係利用金屬擴散過程，達到形成矽金屬化合物 (silicide)與微晶石夕之成核點，再成長為微晶石夕之薄 5 1324187 膜，同時使金屬薄膜層與非晶矽薄膜層間，產生上下 層相互交換位置的現象，即原先位於下表層金屬薄膜 的位置，經長時間退火處理後，擴散到最上表層，之 後利用化學方法去除表面殘留之不透光材料即紹薄 膜。但上述方法’必須包括兩個5戈以上的製程與兩個 不同的反應爐。故…般習用者係無法符合使用者於 實際使用時之所需。 【發明内容】 本發明之主要目的係在於，自非晶矽薄膜直接轉 變成微晶矽或奈米晶矽薄膜，全部僅需一個製程且在 一個反應爐中完成。 為達上述之目的，本發明係一種利用有機金屬化 學氣相沈積法（metalorganic chemical vapor dep〇siti〇n， MOCVD)，在矽與鋁金屬固相間之共析（eutectic)溫 度條件下，將已成長一定厚度的一非晶矽薄膜，經由 一铭有機金屬材料（trimethylaluminum，TMA )的沉積 與擴散過程’直接形成一矽一鋁金屬化合物 (silicide ) ’而該矽一鋁金屬化合物即為成長微晶矽或 奈米晶矽之成核點，於後續之加熱處理製程中，進一 步成長為微晶梦或奈米晶石夕之薄膜。 【實施方式】 請參閱『第1〜第5圖』所示’係分別為本發明 之製作流程7F思圖、本發明之取得基板示意圖、本_ 6

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 1 · 一種微晶矽薄膜之製備方法，係至少包括下列步驟： (a )取得一基板； (b )利用一化學氣相沉積法（chemical vapor deposition，CVD )，將一非晶矽薄膜沉積在 該基板上； (c )設定一有機金屬化學氣相沈積法 (metalorganic chemical vapor deposition, MOCVD )之環境，將該基板溫度保持在 575°C以下範圍，以氫氣（H2)為輸送氣體， 將一三甲基铭（trimethylaluminum，TMA) 與該氫氣直接輸送至該MOCVD之反應室 中，以形成一矽一鋁金屬化合物，該矽一鋁 金屬化合物係為一成核點；以及 (d)控制一鋁原子沉積時間或濃度及一退火時 間’以形成該微晶梦薄膜。 . 2·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該基板材料係可為石夕。 3 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該棊板材料係可為玻璃。 4 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法’其中’該基板材料係可為藍寶石（A1203)。 1324187 5 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該基板材料係可為石英。 6 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該基板材料係可為不鏽鋼。 7 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該化學氣相沉積法係可為電漿輔助式化 學氣相沉積法（plasma_enhanced chemical vapor deposition, PECVD)。 8 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該化學氣相沉積法係可為電子迴旋共振 式化學氣相沉積法（electron cyclotron resonance plasma-enhanced chemical vapor deposition, ECR-CVD)。 9 ·依申請專利範圍第1項所述之微晶矽薄膜之製備方 法，其中，該化學氣相沉積法係可為低壓式化學氣 相沉積法(low pressure chemical vapor deposition, LPCVD)〇 1 0 · —種奈米晶石夕薄膜之製備方法，其至少包括下列 步驟： a b Γχ Γν 選擇一基板； 利用一 CVD沉積法，將一非晶石夕薄膜沉積 在該基板上； 12 c e又疋一 MOCVD之環境，將該基板溫度保持 在575〇c以下範圍，以氫氣為輸送氣體，將 一三曱争鋁與該氫氣直接輪送至該MOCVD 之反應至中，以形成一矽—鋁金屬化合物， 該矽-鋁金屬化合物係為-成核點；以及 (d)控制-銘原子沉積時間或濃度及一退火時 間’以獲得該奈米晶矽薄膜。 11制利範圍第1Q項所述之奈米晶碎薄膜之 製備方法’其中，該基板材料係可為矽。 1弋依申請專利範圍第1 0項所述之奈米晶石夕薄膜之 製備方法’其中，該基板材料係可為玻璃。 1 3 .依申請專利範圍第工〇項 製備方法，其中，兮美把不未日日矽溥膜之 ψ 5亥基板材料係可為藍寶石。 1 4·依申請專利範圍h 〇項 劁備古冰 ^ . '丁、木日日石夕薄膜之 製備方法，其中，該基板材料係可為石英。 15製利範圍第1〇項所述之奈米晶梦薄膜之 製備方法，其中，該基板材料係可為不鏽鋼。、 [6·依中請專利範圍第1G項所述之 製備方法，其中，該化學氣相之 助式化學氣相沉積法。 ^係可為電漿輔 7 ·依申請專利第i 〇項 <不米晶矽薄膜之 13 製備方法，其中’ $化學氣相沉積法係可為電子迴 旋共振式化學氣相沉積法。 製備方法，其中，哕項所述之奈米晶矽薄膜之 化學氣相沉積法。^化千乳相沉積法係可為低壓式