[发明专利]一种晶硅薄膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种晶硅薄膜的制备方法，包括步骤1：在硅片上淀积一层晶硅薄膜；步骤2：采用光刻工艺，在硅片的晶硅薄膜上曝光出条状窗口；步骤3：采用磁控溅射法在窗口内晶硅薄膜上溅射一层金属镍；步骤4：采用激光器对着晶硅薄膜进行辐射照射制备晶硅薄膜；步骤5：将衬板装入腔室，腔室抽至真空度为10^‑5托的外延生长系统，对衬板进行加热至250℃~450℃；然后将氢气和SiCl4进行高温热丝催化，SiCl4流量8ml/min，氢气流量15~25ml/min；步骤6：用氯化氢除去残留的金属镍及光刻胶，本发明具有晶硅薄膜量产量大的优点，同时生产时间短，生产制造效率高。

技术领域

本发明涉及一种半导体的制造方法，特别涉及一种晶硅薄膜的制备方法。

背景技术

非晶硅薄膜太阳能电池的光衰减特性及转化效率不高，使得人们把更多目光转到晶硅薄膜上。

公开号为CN1967882的发明专利申请公开了一种具有择优取向的多晶硅薄膜的制备方法，采用微电子的光刻工艺和磁控溅射镀膜方法在衬底上形成分布均匀、大小为微米量级的铝颗粒；采用磁控溅射方法在有铝颗粒的衬底上制备非晶硅薄膜；将非晶薄膜在真空中先进行2至5分钟的500℃至550℃退火，再进行20至25分钟的300℃至350℃退火，制备得到的多晶硅薄膜具有垂直于衬底的择优取向，且整个制备过程中温度不大于550℃。

但是上述技术方案，对金属诱导技术的改进并没有摆脱金属诱导的根本缺点既晶化速率不够高，因而生成晶硅薄膜量少，同时热处理时间长，期间耗时相对长，生产制造效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种晶硅薄膜的制备方法，具有晶硅薄膜量产量大、生产时间短、生产制造效率高。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种晶硅薄膜的制备方法，步骤1：在硅片上淀积一层晶硅薄膜；步骤2：采用光刻工艺，在硅片的晶硅薄膜上曝光出条状窗口；步骤3：采用磁控溅射法在窗口内晶硅薄膜上溅射一层金属镍；步骤4：采用激光器对着晶硅薄膜进行辐射照射制备晶硅薄膜；步骤5：将衬板装入腔室，腔室抽至真空度为10^-5托的外延生长系统，对衬板进行加热至250℃～450℃；然后将氢气和SiCl4进行高温热丝催化，SiCl4流量8ml/min，氢气流量15～25ml/min再次制备晶硅薄膜；步骤6：用氯化氢除去残留的金属镍及光刻胶。

通过上述技术方案，先硅片上沉积一层晶硅薄膜，接着金属诱导固相化法和激光晶化事先在晶硅薄膜上快速沉积一层晶硅薄膜，然后在多薄膜上继续通过氢气和SiCl4作为反应气源进行晶硅薄膜的沉积，最后通过氯化氢除去金属镍以及光刻胶。期间以氢气和SiCl4作为反应气源，在氢气流量15～25ml/min条件下，属于较低的流速，因此对硅片仅具有一定的腐蚀程度，同时SiCl4在腔室内流动时能够有足够的时间滞留于衬板上进行分解，进而得到大量的晶硅薄膜，而在氢气流量过大时，SiCl4难以在硅片上充分分解也就不容易得到一定厚度的晶硅薄膜；但是过低的氢气流速就会难以除去硅片表面的活性Cl，造成活性Cl残留在硅片表面，阻碍Si的析出。

本发明进一步的：所述步骤5中，氢气流量20ml/min。

通过上述技术方案，氢气流量20ml/min为最佳，能够得到一定厚度的大面积晶硅薄膜。

本发明进一步的：所述步骤1中，将硅片进行RCA清洗，接着进行去除氧化层处理，处理后使用去离子水清洗，并通过氮气吹干得到衬板；接着将步骤1的衬板迅速装入腔室，腔室抽至真空度为10^-5托的外延生长系统，对衬板进行加热至150℃～250℃；然后将氢气和SiH4进行高温热丝催化，SiH4流量8ml/min，氢气流量60ml/min。

本发明进一步的：所述步骤1中，对衬板加热至200℃。