專利名稱：制造結(jié)晶硅的方法
相關(guān)申請交叉參考0001在35U.S.C.§119(e)下，本申請要求2004年8月5日申請的美國系列號60/599,277的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容在此并入作為參考。
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域0002本發(fā)明一般地涉及制造硅的領(lǐng)域，更具體地，涉及由非晶硅制造基本為結(jié)晶形式的硅的方法。
背景技術(shù)：
0003結(jié)晶硅是一種重要的材料，廣泛地使用在多種應(yīng)用中。一種制備結(jié)晶硅的途徑是通過金屬-誘導(dǎo)非晶硅結(jié)晶以形成大晶粒多晶硅模板的工藝。這樣的硅晶體可用于制造各種需要使用薄膜的器件。這類器件的例子包括太陽能電池、薄膜晶體管、微電機(jī)械(MEMs)器件和用于多種通信應(yīng)用的光波導(dǎo)。作為舉例說明，在制造太陽能電池過程中，可以首先制備大晶粒多晶硅模板。之后外延薄硅膜可以生長在該多晶硅模板上，將被用于高效率太陽能電池和高少子壽命硅材料，制作在便宜的玻璃襯底上。
0004現(xiàn)在用于由非晶硅制造結(jié)晶硅的方法之一包括將活性金屬并入非晶硅，緊接著退火。金屬顆粒被預(yù)期為使非晶硅成核并誘導(dǎo)結(jié)晶過程，其可導(dǎo)致形成具有達(dá)100微米大的晶粒尺寸的硅晶體。然而，現(xiàn)在使用的方法典型地需要使用高退火溫度，或延長退火周期，或兩者。因此，該方法需要長時間，因此昂貴，并且由于低成本的襯底與高退火溫度不相容，最終多晶硅的質(zhì)量可能在某種程度上存在不足。因此，期望具有更好的由非晶硅制造結(jié)晶硅的方法，諸如需要更低退火溫度的更快的方法。

發(fā)明內(nèi)容
0005根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式，提供了一種用于制造結(jié)晶硅的方法，方法包括形成一層非晶硅，在非晶硅層上淀積金屬以形成金屬-硅復(fù)合物，將金屬-硅復(fù)合物放置于還原性環(huán)境中，以及退火金屬-硅復(fù)合物，從而得到結(jié)晶硅?？梢允褂玫倪€原性環(huán)境的例子包括含Si環(huán)境。
0006可以被用來形成金屬-硅復(fù)合物的金屬的例子包括金、銀、鋁、銦、銅、鎳和鈀。退火溫度可以在約150℃至600℃之間，并且退火可持續(xù)約30分鐘至6小時。含Si環(huán)境可以通過使用氣體形式的含Si劑產(chǎn)生，諸如，硅烷(SiH4)。
0007根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式，提供了包括結(jié)晶硅的器件，其中結(jié)晶硅通過在還原性環(huán)境中退火包括非晶硅和金屬的復(fù)合物來形成。


0008圖1是方框圖，概括地圖示了本發(fā)明的實施方式。
0009圖2示意地示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的金屬-硅復(fù)合物。
0010圖3示意地示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的金屬-硅復(fù)合物。
0011圖4示意地示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的金屬-硅復(fù)合物。
0012圖5示意地示出了根據(jù)本發(fā)明實施方式的一種形成結(jié)晶硅的方法。
0013圖6示出了說明根據(jù)本發(fā)明實施方式制造的結(jié)晶硅結(jié)構(gòu)的顯微照片。
0014圖7示出了說明根據(jù)本發(fā)明實施方式制造的另一結(jié)晶硅實例的拉曼光譜。
0015圖8示出了說明根據(jù)采用玻璃襯底的現(xiàn)有技術(shù)制造的結(jié)晶硅結(jié)構(gòu)的顯微照片。
0016圖9示出了說明根據(jù)采用氧化物覆蓋的硅襯底的現(xiàn)有技術(shù)制造的結(jié)晶硅結(jié)構(gòu)的顯微照片。
具體實施例方式
0017本發(fā)明涉及在還原性環(huán)境中，例如含Si環(huán)境中，通過退火非晶硅，將非晶硅轉(zhuǎn)化為結(jié)晶硅的方法。退火工藝與利用含Si環(huán)境的結(jié)合可以將結(jié)晶速率提高達(dá)300-400％，同時需要較低的退火溫度。例如，與已知的結(jié)晶方法相比，對于Ni，退火溫度可以從約600℃降至約450℃。因此，本發(fā)明的方法可以使形成結(jié)晶硅的工藝更經(jīng)濟(jì)，并可以期待提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
0018一些下文中使用的術(shù)語為了本申請定義如下。
0019術(shù)語“結(jié)晶硅”定義為固態(tài)硅結(jié)構(gòu)，特征為硅原子周期的和重復(fù)的三維陣列形成的晶格，其局部結(jié)晶結(jié)構(gòu)與體硅的結(jié)晶結(jié)構(gòu)相似。硅晶格可由在其內(nèi)以單晶晶向為特征的不同結(jié)晶晶粒構(gòu)成?？梢杂僧a(chǎn)生多晶固態(tài)膜的晶粒邊界分成不同的結(jié)晶晶粒。得到的多晶固態(tài)膜可具有各向異性特征，即，在不同的晶向上表現(xiàn)出給定物理特性的不同值。
0020術(shù)語“基本為結(jié)晶硅”定義為包括至少90質(zhì)量％的結(jié)晶硅和其余為非晶硅的固態(tài)硅。
0021術(shù)語“非晶硅”定義為固態(tài)硅結(jié)構(gòu)，特征為在晶體晶格中不存在可見的長程有序，并具有各向同性特征，即，無論方向如何，特性值相同。
0022術(shù)語“退火(anneal)”和“退火(annealing)”定義為一種熱處理，其中微觀結(jié)構(gòu)被改變并因此材料特性被改變。
0023術(shù)語“還原性環(huán)境”定義為特征為存在還原劑的環(huán)境。
0024術(shù)語“還原劑”定義為引起另一物質(zhì)發(fā)生還原的化合物。還原劑是電子給體并在氧化-還原過程中發(fā)生氧化。
0025術(shù)語“含Si環(huán)境”定義為一種環(huán)境，特征為存在氣體形式的化合物，其中該化合物含有硅(Si)原子。
0026術(shù)語“成核”定義為非晶硅向金屬顆粒周圍硅晶體的轉(zhuǎn)化。
0027術(shù)語“摻雜”或“摻雜的”定義為加入非常少量(諸如，痕量)的化合物，以改變結(jié)晶硅的電性或物理特性或者帶給它新性能。
0028術(shù)語“硅化物”定義為任何具有較電正性(電子受體)元素或基團(tuán)的硅化合物。這樣的電正性元素包括一些金屬，諸如銅或鎳。因此，“金屬硅化物”定義為任何具有比硅更電正性的金屬的硅化合物。
0029術(shù)語“低共熔溫度(eutectic temperature)”定義為二元系統(tǒng)(即，兩成分混合物)中，在固定的壓力下液態(tài)溶液與二元系統(tǒng)中每一成分的純固態(tài)共存的溫度。
0030根據(jù)本發(fā)明的實施方式，提供一種方法用來將非晶硅轉(zhuǎn)化為結(jié)晶硅。通常地，方法包括圖1方框圖示意性示出的步驟。參考圖1，一層非晶硅可被形成(I)，接著通過淀積金屬在非晶硅層(II)上形成含Si的金屬-硅復(fù)合物。金屬可形成為不連續(xù)的或連續(xù)的層在硅的上面，或者硅的下面，或者在硅基體中。之后可以形成還原性環(huán)境，諸如含Si環(huán)境，并且金屬-硅復(fù)合物可被置于那樣的環(huán)境中。之后金屬-硅復(fù)合物可以被退火(III)，從而形成結(jié)晶硅。
0031非晶硅層可被形成在襯底上，諸如玻璃襯底；可選擇地，如果需要的話，可以使用非晶硅自由層(a free layer 0f amorphoussilicon)。非晶硅層可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的各種方法形成在玻璃襯底上。例如，可使用化學(xué)氣相沉積、蒸發(fā)、脈沖激光淀積、分子束外延或者磁控濺射法中任何一種。如果選擇化學(xué)氣相沉積方法，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以依據(jù)將被形成的非晶硅層的所需厚度和其它特性在催化化學(xué)氣相沉積、熱絲化學(xué)氣相沉積、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積中進(jìn)行選擇。非晶硅層布置在玻璃襯底上的厚度可以在約100納米至500納米之間，諸如約250納米。
0032如果需要的話，任選地，非晶硅層可以被摻雜。多種電子摻雜物可被用于這一目的?？杀皇褂玫碾娮訐诫s物的例子包括硼、鋁、鎵、銦、磷、砷、銻或碲。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以選擇合適的方法，引入摻雜物至非晶硅層中。摻雜物的濃度可以在約0.1與1.0原子％之間，諸如，高斯分布具有每立方厘米非晶硅約1019摻雜物原子的峰值。
0033如上述形成的非晶硅層可以任選地脫氧，以除去原本的硅氧化物，諸如非晶硅上出現(xiàn)的Si02層?？梢允褂貌煌那鍧嵎椒?，諸如，使用5％的氫氟酸(HF)水溶液清潔非晶硅層。非晶硅層可被浸入HF溶液，或可選擇地，用HF溶液進(jìn)行旋涂干燥。
0034脫氧工藝之后，如果使用的話，金屬可被淀積在非晶硅層上，以形成金屬-硅復(fù)合物?？墒褂玫慕饘侔ńY(jié)晶溫度低于600℃的金屬。將被使用的金屬可以包括具有與硅低共熔溫度的金屬，諸如，金、銀、鋁或銦。形成硅化物的金屬也可以使用，諸如銅、鎳或鈀。
0035不同的方法可被用來淀積金屬。諸如，圖2-4所示的方法可被使用。參考圖3，金屬可使用旋涂工藝(spin-on process)淀積。在旋涂工藝中，首先制備金屬在溶劑中的分散體。異丙醇或者丙酮可被用作溶劑，分散體中金屬濃度可在約20μg/ml至200mg/ml之間。之后分散體可以約1500rpm的速率持續(xù)約20秒旋涂到非晶硅層上。結(jié)果，金屬-硅復(fù)合物可被形成在玻璃襯底1上。
0036金屬-硅復(fù)合物包括非晶硅層2和金屬顆粒3。金屬顆粒3可以隨機(jī)地遍及非晶硅層2分布。金屬顆?？梢曰旧蠟榍蛐位蚩蔀椴灰?guī)則形狀。金屬顆粒3的最長線性尺寸(諸如，球形顆粒的直徑)可以在約2到200納米之間。金屬顆粒3的濃度可為每100平方微米層2外表面約1個顆粒。
0037參考圖2，金屬層3可以形成在玻璃襯底1上淀積的非晶硅層2上。金屬層3的厚度可以在約5到10納米之間，并且可以使用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的任何合適方法淀積，諸如，金屬氣相沉積法，如上所述。參考圖4，金屬沉積工藝可選擇地與標(biāo)準(zhǔn)的光刻技術(shù)(lithographic technique)結(jié)合。在光刻工藝中，使用掩模4，金屬可沉積在非晶硅層2上。淀積工藝完成之后，掩模4被移除，留下包括非晶硅層2和布置于非晶硅層2上的金屬顆粒3的金屬-硅復(fù)合物。
0038金屬-硅復(fù)合物形成之后，如上所述，復(fù)合物可被退火，以從非晶硅轉(zhuǎn)化為結(jié)晶形式。取決于用于金屬-硅復(fù)合物中的金屬，退火溫度可以在約150℃至600℃之間，諸如，對于Ni，約320℃至600℃之間。為了說明，較低退火溫度(諸如，150-200℃)可用于鋁-硅復(fù)合物，而較高退火溫度(諸如，350-600℃)可用于鎳-硅復(fù)合物。退火工藝持續(xù)時間可在約30分鐘至6小時之間，諸如，約3小時。
0039退火工藝可在金屬-硅復(fù)合物處于還原性環(huán)境中的同時進(jìn)行?？墒褂玫倪€原性環(huán)境的例子包括含有硅的環(huán)境和氫氣環(huán)境。含Si環(huán)境可通過使用氣體Si前體圍繞金屬-硅復(fù)合物而產(chǎn)生并在退火工藝期間維持。一種形成含Si環(huán)境的途徑可以包括產(chǎn)生氣體前體流。
0040可使用的氣體含Si劑的例子包括硅烷(SiH4)、四氯化硅(SiCl4)、三氯氫硅或二氯甲烷硅。如果需要，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以選擇使用的其它氣體含Si劑。含Si氣體環(huán)境可以僅包括氣體含Si劑，或可選擇地可包括氣體含Si劑與惰性氣體(諸如，氮或氬)的混合物。如果這樣的混合物被使用，含Si氣體劑與惰性氣體在混合物中的比率可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定。
0041當(dāng)上述金屬-硅復(fù)合物暴露在提高溫度的含Si環(huán)境中時，非晶硅的成核過程開始圍繞復(fù)合物中存在的金屬顆粒發(fā)生。之后在金屬-硅復(fù)合物暴露于提高溫度的含Si環(huán)境的持續(xù)期間，結(jié)晶生長蔓延整個復(fù)合物。結(jié)果，基本上結(jié)晶的硅(諸如，具有超過90％的結(jié)晶形式的硅)可在襯底上形成。
0042可用來進(jìn)行退火工藝的設(shè)備的一個示例性實施方式通過圖5說明。圖5中所示設(shè)備100包括具有分別用來通入、排出氣體含Si劑的開口7和8的室5。具有置于襯底上的金屬-硅復(fù)合物2的襯底1可被定位在支持物6上。為了使用設(shè)備100進(jìn)行退火工藝，下面的步驟可被使用。
0043襯底1可被連接到支持物6，并且室5可被排空。為了排空室5，通入開口7可以被暫時密封地關(guān)閉(諸如，使用可移除阻塞物)，并且真空管線(未示出)可被連接到排氣開口8。
0044可選擇地，真空管線的連接位置可以切換，即，排氣開口8可被密封地關(guān)閉并且真空管線可被連接到進(jìn)氣開口7。作為另一選擇，如果需要的話，可以不通過進(jìn)氣開口7也不通過排氣開口8來連接真空管線。諸如，一特殊開口(未示出)可被制作在室5的壁上，用于連接真空管線。使用真空管線，真空(諸如，約10-6至10-7托之間)可在室5內(nèi)部產(chǎn)生。
0045排空室5之后，暫時被用于關(guān)閉進(jìn)氣開口7的阻塞物可被移除，并且上面描述的含Si氣體流或混合氣流被引入室5。含Si氣體或混合氣可以通過進(jìn)氣開口7進(jìn)入室5并通過排氣開口8排出，或者反過來。含Si氣體或混合氣的流速可以在每分鐘約1到5標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)之間，諸如，約2.5sccm。
0046接下來，金屬-硅復(fù)合物2可被加熱至上述所需溫度。各種裝置可被用來引導(dǎo)熱量至金屬-硅復(fù)合物。在一個實施方式中，支持物6可包括電加熱元件(未示出)，可被用來加熱襯底1和金屬-硅復(fù)合物2。
0047在另一實施方式中，加熱爐可被用作室5，其加熱元件嵌入到室壁中。在又一實施方式中，在含Si氣體進(jìn)入室5之前，含Si氣體可被預(yù)加熱至所需溫度或至稍微高于所需溫度的溫度(以允許一些熱量散失)。
0048如果需要的話，產(chǎn)生含Si環(huán)境和加熱的步驟順序可反過來。諸如，其上具有金屬-硅復(fù)合物2的襯底1可被首先加熱，諸如，使用支持物6。當(dāng)金屬-硅復(fù)合物2的溫度已經(jīng)達(dá)到理想水平時，含Si氣體流或混合氣流被引入室5，如上面所述。
0049金屬-硅復(fù)合物2的溫度可以調(diào)節(jié)和/或保持在預(yù)定水平。標(biāo)準(zhǔn)溫度控制和/或測量技術(shù)可被使用。諸如，熱電偶或其它類似器件(圖5中未示出)可被用于此目的。熱電偶可被布置在室5中或連接到襯底1。
0050金屬-硅復(fù)合物2退火一預(yù)定時間段后，結(jié)晶過程結(jié)束。含Si氣流或混合氣流被終止，并且現(xiàn)在包含基本上結(jié)晶的硅的復(fù)合物可被冷卻到室溫。之后復(fù)合物可以可選擇地被處理，以從結(jié)晶硅中除去金屬顆粒。顆?？赏ㄟ^使用已知技術(shù)蝕刻產(chǎn)物而被除去。諸如，酸或堿可被用來蝕刻Ni顆粒，同時硅化物將會是惰性的并且不應(yīng)引起其晶格參數(shù)偏離Si0.2％的問題。銅膜或銅顆?？杀粧伖獬?。
0051提供下面的實施例，以進(jìn)一步揭示本發(fā)明的優(yōu)點和特征，但無意限定本發(fā)明的范圍。
實施例0052實施例1說明了根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施方式。制備非晶硅淀積在覆蓋氧化物的硅襯底上的兩個樣品。非晶硅層的厚度為約100nm并通過MBE淀積。非晶硅層被摻雜有離子注入的磷；磷濃度為約1019離子/cm3。
0053將樣品浸入48％HF在去離子水中的5％溶液。之后在異丙醇中含有約20μg/ml Ni顆粒的金屬成分被以約1500轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)旋涂約20秒。樣品被退火。對于兩個樣品，退火溫度均為約485℃。第一個樣品(測試樣品)在每分鐘2.5標(biāo)準(zhǔn)立方厘米(sccm)的硅烷氣體環(huán)境中，退火約3小時35分鐘，而第二個樣品(對照樣品)在約10-7托真空下退火約3小時57分鐘。退火后，制作了兩個樣品的顯微照片。
0054圖6示出了在約485℃下在硅烷環(huán)境中退火約3小時35分鐘(上面部分)的樣品和退火約3小時57分鐘的對照樣品(中間部分)的顯微照片。正如可以看到的，測試樣品的結(jié)晶度更高。事實上它幾乎100％結(jié)晶。因此，對于兩個樣品，由于退火時間相似且退火溫度相同，含Si環(huán)境的存在加速了結(jié)晶過程。
實施例0055實施例2說明根據(jù)本發(fā)明方法的另一實施方式。制備非晶硅淀積在氧化物覆蓋的硅襯底上的兩個樣品。非晶硅層的厚度約200nm并通過MBE淀積。非晶硅層摻雜有離子注入的磷；磷的濃度約1019離子/cm3。
0056將樣品浸入48％HF在去離子水中的5％溶液。之后在異丙醇中含有約20μg/ml Ni顆粒的金屬成分被以約1500rpm旋涂約20秒。樣品被退火。對于兩個樣品，退火溫度均為約485℃。第一個樣品(測試樣品)在約2.5sccm的硅烷氣體環(huán)境中退火約6小時43分鐘，而第二個樣品(對照樣品)在約10-7托真空下退火約17小時44分鐘。
0057退火后，用拉曼光譜學(xué)確定兩個樣品的結(jié)晶度(圖7)。在約485℃下持續(xù)約6小時43分鐘后，硅烷退火膜大約是100％結(jié)晶度，而在真空中退火的相同膜大約是100％非晶形。拉曼光譜中在波數(shù)480處的峰值代表非晶Si，而在520波數(shù)處的峰值代表結(jié)晶Si。
實施例0058實施例3說明根據(jù)本發(fā)明方法的另一實施方式。兩個非晶硅樣品被淀積在玻璃襯底上。非晶硅層的厚度可為約100nm并且可通過MBE淀積。非晶硅層可摻雜有離子注入的磷；磷的濃度可為約1019離子/cm3。
0059樣品可使用48％HF在去離子水中的5％溶液的HF液滴進(jìn)行旋涂干燥。之后在異丙醇中含有約20μg/ml Ni顆粒的金屬成分被以約1500rpm旋涂約20秒。樣品可被退火。第一樣品(測試樣品)可在約2.5sccm的硅烷氣體環(huán)境中約485℃下退火約6小時43分鐘，而第二個樣品(對照樣品)在約10-7托真空下在約600℃退火約17小時。
0060退火后，拍攝了如圖8中可見的對照樣品的顯微照片。這一樣品僅僅部分結(jié)晶。測試樣品將與圖6中更加相似并且完全結(jié)晶。因此，硅烷環(huán)境可以降低退火溫度并可以減少退火時間。
實施例0061實施例4說明了根據(jù)本發(fā)明方法的一個實施方式。制備非晶硅淀積在氧化物覆蓋的硅襯底上的兩個樣品。非晶硅層的厚度約100nm并通過MBE淀積。非晶硅層摻雜有離子注入的磷；磷的濃度約1019離子/cm3。
0062將樣品浸入到48％HF在去離子水中的5％溶液中。之后在異丙醇中含有約20μg/ml Ni顆粒的金屬成分被以約1500rpm旋涂約20秒。樣品被退火。第一樣品(測試樣品)在約2.5sccm的硅烷氣體環(huán)境中在約485℃下退火約3小時35分鐘，而第二個樣品(對照樣品)在約10-7托真空下退火約3小時57分鐘。退火后，制作了兩個樣品的顯微照片。
0063圖6示出了在485℃下硅烷環(huán)境中退火約3小時35分鐘的樣品的顯微照片(上面部分)，而圖9示出了在約600℃下退火約10小時的對照樣品的顯微照片。正如可以看到的，測試樣品的結(jié)晶度更高。這一工藝將結(jié)晶時間從約17小時減少到4小時以下，同時降低了處理溫度。
0064盡管本發(fā)明已經(jīng)參照上述實施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解修改及變化包含在本發(fā)明精神和范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種器件，其包括結(jié)晶硅，其中結(jié)晶硅通過在還原性環(huán)境中退火包括非晶硅和金屬的復(fù)合物而形成。
2.如權(quán)利要求1中的器件，其中硅氧化物已被從非晶硅中除去。
3.如權(quán)利要求1中的器件，其中非晶硅淀積在玻璃襯底上。
4.如權(quán)利要求3中的器件，其中非晶硅被淀積為厚度在約100納米至500納米之間的層。
5.如權(quán)利要求1中的器件，其中所述金屬選自金、銀、鋁、銦、銅、鎳和鈀。
6.如權(quán)利要求1中的器件，其中所述復(fù)合物中的金屬濃度為每100μm2非晶硅層外表面約1個顆粒。
7.如權(quán)利要求1中的器件，其中所述復(fù)合物中的金屬以淀積在非晶硅層上的金屬層存在。
8.如權(quán)利要求7中的器件，其中所述金屬層的厚度在約5nm至10nm之間。
9.如權(quán)利要求1中的器件，其中所述復(fù)合物還包括引入非晶硅中的摻雜物。
10.如權(quán)利要求9中的器件，其中所述摻雜物選自元素硼、鋁、鎵、銦、磷、砷、銻和碲。
11.如權(quán)利要求9中的器件，其中非晶硅中的所述摻雜物濃度在約0.1至1.0原子％之間。
12.如權(quán)利要求1中的器件，其中所述還原性環(huán)境是通過在所述金屬-硅復(fù)合物的周圍形成氣體還原劑氣氛而產(chǎn)生。
13.如權(quán)利要求12中的器件，其中所述還原劑選自硅烷、四氯化硅、三氯氫硅、二氯甲烷硅和氫氣。
14.一種制造結(jié)晶硅的方法，包括(a)形成非晶硅層；(b)在所述非晶硅層上淀積金屬，以形成金屬-硅復(fù)合物；(c)將所述金屬-硅復(fù)合物置于還原性環(huán)境中；和(d)退火所述金屬-硅復(fù)合物，從而得到結(jié)晶硅。
15.如權(quán)利要求14中的方法，還包括在所述非晶硅層上淀積所述金屬之前對非晶硅脫氧。
16.如權(quán)利要求15中的方法，其中所述脫氧包括用氫氟酸處理所述非晶硅層。
17.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述非晶硅層形成在玻璃襯底上。
18.如權(quán)利要求17中的方法，其中所述非晶硅層具有約100納米至500納米之間的厚度。
19.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述非晶硅層通過包括化學(xué)氣相沉積、脈沖激光淀積、分子束外延或磁控濺射的方法形成。
20.如權(quán)利要求19中的方法，其中化學(xué)氣相沉積包括催化化學(xué)氣相沉積、熱絲化學(xué)氣相沉積、等離子增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積或低壓化學(xué)氣相沉積。
21.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述金屬選自金、銀、鋁、銦、銅、鎳和鈀。
22.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述淀積金屬包括通過旋涂工藝在所述非晶硅層中隨機(jī)引入金屬顆粒。
23.如權(quán)利要求22中的方法，其中所述金屬顆粒的濃度為每100μm2非晶硅層外表面約1個顆粒。
24.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述淀積金屬包括在非晶硅層上形成金屬層。
25.如權(quán)利要求24中的方法，其中所述金屬層的厚度在約5nm至10nm之間。
26.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述淀積金屬包括在所述非晶硅層上應(yīng)用掩模，并在掩模上應(yīng)用金屬。
27.如權(quán)利要求14中的方法，還包括在所述非晶硅層上淀積所述金屬之前，通過向非晶硅中引入摻雜物來摻雜非晶硅。
28.如權(quán)利要求27中的方法，其中所述摻雜物選自元素硼、鋁、鎵、銦、磷、砷、銻和碲。
29.如權(quán)利要求27中的方法，其中非晶硅中的所述摻雜物濃度在約0.1至1.0原子％之間。
30.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述還原性環(huán)境通過在所述金屬-硅復(fù)合物的周圍形成氣體還原劑氣氛而產(chǎn)生。
31.如權(quán)利要求30中的方法，其中所述還原劑選自硅烷、四氯化硅、三氯氫硅、二氯甲烷硅和氫氣。
32.如權(quán)利要求30中的方法，其中所述氣體還原劑氣氛通過以約1至5sccm之間的流速向室提供所述還原劑而產(chǎn)生。
33.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述退火包括加熱所述金屬-硅復(fù)合物至約150℃到600℃之間的溫度。
34.如權(quán)利要求14中的方法，其中所述退火的持續(xù)時間在約30分鐘至8小時之間。
全文摘要
本發(fā)明提供由非晶硅制造基本為結(jié)晶形式的硅的方法。
文檔編號H01L21/36GK101019214SQ200480043738
公開日2007年8月15日 申請日期2004年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月5日
發(fā)明者C·E·理查森, H·A·阿特沃特 申請人:加州理工大學(xué)