專利名稱：：非晶硅金屬誘導(dǎo)晶化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及由低溫多晶硅制備薄膜晶體管的技術(shù)。特別是，金屬被引入非晶材料上的選定位置，其濃度略高于開始發(fā)生誘導(dǎo)晶化的最低濃度，在其他的位置引入金屬，但其濃度小于發(fā)生誘導(dǎo)晶化的濃度，可為保證晶化速度和結(jié)晶質(zhì)量提供誘導(dǎo)金屬。如上設(shè)置的金屬元素引入后，對非晶薄膜進(jìn)行熱退火。結(jié)果會(huì)形成大晶粒尺寸并按設(shè)計(jì)排列的多晶硅薄膜。用該方法可以制備出高均勻性，高質(zhì)量的多晶硅薄膜，且工藝重復(fù)性好。
背景技術(shù)：
：為獲得高質(zhì)量、高性能的平板顯示器，有源選址驅(qū)動(dòng)是一項(xiàng)必需的技術(shù)，它主要包括有源驅(qū)動(dòng)液晶顯示技術(shù)和有源驅(qū)動(dòng)有機(jī)發(fā)光二極管顯示技術(shù)。有源選址驅(qū)動(dòng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)全彩色化顯示，同時(shí)也能獲得無交叉串?dāng)_的高分辨率顯示。對于有源選址驅(qū)動(dòng)顯示而言，最關(guān)鍵的技術(shù)就是在普通玻璃基板上薄膜晶體管(TFT)的制備。在傳統(tǒng)的有源選址顯示中，主要采用的是非晶硅薄膜晶體管。其主要原因是非晶硅薄膜晶體管的制備溫度低，大面積制備成本也比較低。但對于非晶硅薄膜晶體管而言，其很難制備出具有集成驅(qū)動(dòng)電路高分辨率的液晶顯示器件。要實(shí)現(xiàn)更高分辨率、更低功耗和結(jié)構(gòu)更加緊湊的全集成型的顯示器，必須要用性能優(yōu)良的多晶硅薄膜。如果能夠在較低的溫度下制備多晶硅，就可以將周邊驅(qū)動(dòng)電路也集成在玻璃襯底上。所以，在未來的顯示市場中，低溫多晶硅的制備技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵的技術(shù)。目前，晶化非晶硅的方法主要包括以激光照射加熱非晶硅的晶化技術(shù)和金屬鎳催化非晶硅晶化技術(shù)。兩者相比較，后者更有希望成為適合制備大面積基板的低成本多晶硅薄膜制備技術(shù)。金屬鎳催化非晶硅晶化技術(shù)走向?qū)嵱没?，必須滿足以下幾個(gè)條件(1)在制備過程中鎳濃度較低，晶體結(jié)構(gòu)良好；(2)在晶化過程中，不會(huì)出現(xiàn)玻璃襯底收縮造成的對版錯(cuò)位問題(3)在600℃以下退火溫度，完全晶化時(shí)間1小時(shí)以下。本發(fā)明所要提供的非晶硅金屬誘導(dǎo)晶化方法可以同時(shí)滿足以上三項(xiàng)要求。除此之外，在如相關(guān)的專利USPatent5,705,829；US2003129853；USPatent6,737,674；USPatent6,338,991；USPatent6,242,779等所述技術(shù)和文章“Giant-grainsilicon(GGS)anditsapplicationtostablethin-filmtransistor”Displays26(2005)137-142；“Ni-MediatedCrystallizationofAmorphousSiliconwithaSiO2Nanocap”ElectrochemicalandSolid-StateLetters，7(10)G207-G209(2004)報(bào)道的技術(shù)中沒有一項(xiàng)技術(shù)可以做到這一點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供了一種用金屬誘導(dǎo)晶化技術(shù)制備高質(zhì)量低溫多晶硅薄膜的方法。它包括(1)采用濺射、蒸發(fā)超薄金屬鎳以及含鎳物質(zhì)或鎳鹽溶液浸沾法在非晶硅表面形成微量鎳源；(2)有效控制成核點(diǎn)的位置；(3)晶化過程中消耗的鎳可通過分布在整個(gè)非晶硅表面的補(bǔ)充孔中的鎳給予補(bǔ)充，不需要在晶核定位孔中通過擴(kuò)散來提供鎳，該補(bǔ)充孔可以通過光刻形成，也可通過薄膜自身形成。因此，這樣可以大大降低晶核定位孔中鎳的初始量，使整個(gè)多晶硅薄膜中，不存在如傳統(tǒng)MILC中的誘導(dǎo)口的明顯高鎳含量區(qū)間，整個(gè)多晶硅薄膜的任何區(qū)域，都可作為TFT的有源層。采用晶核定位孔和鎳源補(bǔ)充孔技術(shù)并結(jié)合微量鎳沉積與附著技術(shù)，可以獲得具有連續(xù)晶疇的多晶硅薄膜。使得整個(gè)多晶硅薄膜的任何區(qū)域，都可作為高質(zhì)量TFT的有源層?？上Щ^程玻璃襯底收縮造成的對位板錯(cuò)位問題。對晶核定位孔和鎳源補(bǔ)充孔給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)，可形成正六角形的蜂巢晶體薄膜和準(zhǔn)平行晶帶晶體薄膜。由于晶核定位孔的分布為規(guī)則重復(fù)分布，形成的晶疇形狀與尺寸相同，可準(zhǔn)確的控制晶化的過程，具有晶化時(shí)間的高可控性和工藝過程的高穩(wěn)定性，適合于工業(yè)化生產(chǎn)要求。本發(fā)明所述的制備多晶硅薄膜的一種方法，其步驟至少包括1)在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜2)在非晶硅薄膜層上生長第二層薄膜3)刻蝕上述第二層薄膜，所刻蝕的圖案是由面積較大的非晶硅暴露區(qū)和面積較小的非晶硅暴露區(qū)組成的。4)暴露的非晶硅薄膜表面上形成自然氧化層。5)在上述樣品表面形成微量的金屬鎳。6)將上述樣品在420℃-620℃進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜7)腐蝕掉第二層薄膜，清洗多晶硅薄膜表面。所述的襯底材料為但不限于玻璃襯底，聚合物塑料，不銹鋼等，薄膜覆蓋絕緣阻擋層。所述的第一層非晶硅薄膜為但不限于PECVD，LPCVD或?yàn)R射等方法制備。所述的第一層非晶硅薄膜的厚度是從10-300納米。所述的第二層薄膜是但不限于低溫氧化硅(LTO)，厚度從2-100納米。所述的第二層薄膜的圖案是用光刻法來實(shí)現(xiàn)的。所述的面積較大的區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照方形點(diǎn)陣排列，圓孔內(nèi)部為裸露非晶硅薄膜表面。所述的面積較大的區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照六角形點(diǎn)陣排列，圓孔內(nèi)部為裸露非晶硅薄膜表面。所述的面積較大的區(qū)域是以長的平行的線條組成的，線條的寬度在0.5-10微米。線條內(nèi)部為裸露非晶硅薄膜表面。所述的面積較小的區(qū)域是以圓孔或方孔的形式存在的，圓孔的直徑為0-8微米，方孔邊長0-8微米，這些孔按照方形點(diǎn)陣排列，并且這些相鄰孔之間的距離是2-10微米，孔內(nèi)部為裸露非晶硅薄膜表面。所述的面積較小的區(qū)域是以圓孔或方孔的形式存在的，圓孔的直徑在0-8微米，方孔邊長0-8微米，這些孔按照六角形點(diǎn)陣排列，并且這些相鄰孔之間的距離是2-10微米，孔內(nèi)部為裸露非晶硅薄膜表面。所述的裸露非晶硅薄膜表面形成的自然氧化層，是指在空氣中放置或在熱硫酸雙氧水中浸泡等方式在裸露非晶硅薄膜表面形成自然氧化層。所述的在樣品表面形成微量的金屬鎳，指是通過濺射或蒸發(fā)方法，沉積的超薄鎳或含鎳薄膜層。所述的樣品表面形成微量的金屬鎳，指的是在鎳鹽溶液中浸泡，粘附的超薄鎳或含鎳薄膜層。所述的樣品表面形成微量的金屬鎳，指的是在大氣條件下，通過旋涂鎳的化合物的方法在非晶硅薄膜表面上形成的。所述的樣品表面形成微量的金屬鎳，指的是在真空條件下，通過離子注入的方法在非晶硅薄膜內(nèi)形成的。所述的退火過程是在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行的。所述的退火過程的溫度在420℃-620℃之間。所述的腐蝕掉第二層薄膜，指的是采用氧化硅的腐蝕液腐蝕掉LTO層和自然氧化層，同時(shí)在LTO和自然氧化層上的殘余鎳被一起去掉。得到光潔表面的多晶硅薄膜。所述的清洗多晶硅薄膜表面，指的是采用鹽酸對樣品進(jìn)行浸泡，進(jìn)一步去除殘余鎳。所述的多晶硅薄膜用來做薄膜晶體管的有源層。所述的薄膜晶體管按照矩陣的形式排列，它用來作為有源選址顯示器基板。上述詳細(xì)說明是有關(guān)本發(fā)明的具體說明，凡未脫離本發(fā)明精神所為的等效實(shí)施或變更，均屬于本發(fā)明的內(nèi)容范圍。圖1a為通常MILC的結(jié)構(gòu)和晶化過程示意圖，圖1b為對應(yīng)圖1a的多晶硅薄膜中鎳金屬殘留的分布示意圖。圖2為用氮化硅做緩沖層的碟形MILC多晶硅晶化過程示意圖。圖3a為本發(fā)明晶核定位孔和鎳源補(bǔ)充孔的示意圖，圖3b為晶化過程示意圖，以及圖3c為鎳金屬在多晶硅薄膜中的分布示意圖。圖4為晶核定位孔和鎳源補(bǔ)充孔的平面分布圖。圖5為按蜂巢結(jié)構(gòu)排列的碟形晶粒示意圖。圖6為用TMAH腐蝕后的蜂巢晶體多晶硅薄膜的顯微照片。圖7為用Secco腐蝕后的蜂巢晶體多晶硅薄膜的顯微照片。圖8為獲得準(zhǔn)平行晶帶多晶硅膜的晶核定位長孔和鎳源補(bǔ)充孔的平面分布示意圖。圖9為用TMAH腐蝕后的準(zhǔn)平行晶帶晶體多晶硅薄膜的顯微照片。圖10為用Secco腐蝕后的準(zhǔn)平行晶帶晶體多晶硅薄膜的顯微照片。具體實(shí)施例方式本發(fā)明參照附圖詳述如下如圖1a所示的為傳統(tǒng)的金屬誘導(dǎo)橫向晶化(MILC)多晶硅形成過程，在襯底材料101上首先沉積非晶硅薄膜，并在其上面沉積LTO層103，在LTO的特定位置開誘導(dǎo)口104，并在誘導(dǎo)口內(nèi)的非晶硅上沉積金屬鎳或鎳的化合物105，在氮?dú)庀?20-620℃退火后數(shù)小時(shí)后，形成金屬誘導(dǎo)晶化區(qū)102a，金屬誘導(dǎo)橫向晶化區(qū)102b和未晶化區(qū)102c。如圖1b所示，在誘導(dǎo)孔和鄰近區(qū)域?yàn)楦哝嚭繀^(qū)，不滿足TFT有源層的要求，因此，高質(zhì)量的MILC區(qū)間為被定位在離散的區(qū)域。此MILC區(qū)間的多晶硅雖然可以滿足TFT有源層質(zhì)量要求，但是大面積的玻璃襯底在晶化過程中會(huì)產(chǎn)生收縮，造成后道版圖與該MILC區(qū)間對版錯(cuò)位問題。本發(fā)明去除了高鎳含量區(qū)，并獲得了晶疇連續(xù)的MILC多晶硅薄膜，TFT的有源溝道可在晶化后形成，即可保證TFT有源層的質(zhì)量，又可消除晶化過程玻璃襯底收縮造成的對位標(biāo)錯(cuò)位問題。如圖2a所示為采用氮化硅過濾層方法形成碟形MILC的過程，在襯底材料101上首先沉積非晶硅薄膜，并在非晶硅薄膜上沉積氮化硅覆蓋層203，之后在其上面形成極其微量的鎳204，在氮?dú)庀?20-620℃退火后數(shù)小時(shí)后，非晶硅薄膜可轉(zhuǎn)變成碟形晶疇的MILC多晶硅薄膜202。該技術(shù)雖可形成連續(xù)晶疇的MILC多晶硅薄膜，可保證TFT有源層的質(zhì)量，及消除晶化過程玻璃襯底收縮造成的對位標(biāo)錯(cuò)位問題，但是如圖2b所示，因?yàn)樵撝卸嗑Ч璞∧ぞШ?02b在非晶硅201中為隨意的分布，具有很大的離散性，因此對晶化過程時(shí)間的控制和工藝穩(wěn)定性存在問題。圖3至圖10，給出了本發(fā)明中多晶硅材料的形成過程的技術(shù)關(guān)鍵、典型微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和材料制備的結(jié)果。如圖3a所示，在襯底材料101上沉積10-300納米的非晶硅薄膜301。在非晶硅上沉積一層厚度為2-100納米的低溫氧化層(LTO)302，之后光刻并腐蝕出包括作為晶核生成的位置的定位孔304和鎳補(bǔ)充孔305的圖形。鎳補(bǔ)充孔的尺寸為邊長0-4微米的方形小孔或相當(dāng)該尺寸的圓孔或其他形狀小孔，定位孔的尺寸大于鎳補(bǔ)充孔。在120℃的熱硫酸和雙氧水混合液體中，去掉光刻膠，同時(shí)在孔中的裸露非晶硅表面上形成了自然氧化硅層303。清洗上述樣品后，將其放置在真空濺射臺(tái)內(nèi)，采用硅鎳混合靶材，氬氣和氧氣混合氣體，濺射形成的微量鎳層306，鎳原子數(shù)量為非晶硅中硅原子數(shù)量的0.1％-0.01％。微量的鎳金屬或含鎳物質(zhì)層306附著在孔304和305中的非晶硅自然氧化層的表面以及LTO表面。鎳的沉積量和定位孔與鎳補(bǔ)充孔的尺寸相匹配，要使定位孔中開始發(fā)生橫向晶化，而鎳補(bǔ)充孔內(nèi)的非晶硅不發(fā)生橫向晶化。如圖3b所示，上述樣品，在氮?dú)鈿夥障拢?20-620℃溫度下退火處理1-2小時(shí)，在定位孔的區(qū)域內(nèi)，成為晶核孵化區(qū)307，并在此區(qū)域的邊緣聚集了可發(fā)生橫向晶化的鎳濃度，并開始發(fā)生金屬誘導(dǎo)橫向晶化過程，在晶化前沿309向前推進(jìn)的過程中，多晶硅中陷獲的鎳和晶化前沿向前推進(jìn)所需的鎳由補(bǔ)充孔305中的鎳來補(bǔ)充，而不是靠鎳從定位孔304中擴(kuò)散而來。這樣形成高質(zhì)量的連續(xù)的多晶硅薄膜308。而且如圖3c所示，和傳統(tǒng)的MILC相比，可以有效的降低了定位孔中鎳的含量。圖4為形成碟形晶疇MILC的定位孔401和鎳補(bǔ)充孔402平面示意圖。確定晶核發(fā)生位置的定位孔401是直徑為d1的圓形孔，綜合考慮定位孔占整個(gè)晶疇的比例、定位的作用和鎳的濃度，d1的尺寸為2-30微米。補(bǔ)充孔402為正方形孔，邊長為0-4微米，要使其尺寸足夠小，以確保在此區(qū)間不會(huì)產(chǎn)生晶核隨之發(fā)生MILC的反應(yīng)。補(bǔ)充孔的尺寸d2與間隔d3的比為1/2～1/4，整個(gè)開孔的面積與總晶化面積比為1/4～1/16。定位孔的不同排列，就會(huì)產(chǎn)生不同晶疇的MILC多晶硅薄膜。最具典型的碟形晶疇如圖5所示，當(dāng)相鄰的定位孔401按等邊三角形排列，可形成正六角的連續(xù)分布的MILC晶疇501，我們稱之為蜂巢晶體。對形成的蜂巢晶體薄膜在TMAH中腐蝕，由于不同晶向的腐蝕速率不同，通過顯微鏡可以觀察到其微結(jié)構(gòu)。其結(jié)果如圖6所示，20微米定位孔中形成的為碟形晶疇的MILC多晶硅601，然后晶疇的外沿呈輻射狀外延602，最后MILC前鋒發(fā)生對撞，形成對撞晶界603。一個(gè)連一個(gè)的MILC多晶硅晶疇形成連續(xù)的MILC多晶硅薄膜。鎳補(bǔ)充孔的位置晶向分布與整體分布相同，證明在此位置未形成獨(dú)立的晶核。圖7為蜂巢多晶硅薄膜經(jīng)過Secco腐蝕后的顯微照片，其中只在晶疇碰撞的地方形成正六角形的晶界603，在晶疇內(nèi)不存在明顯的晶界，證明晶疇內(nèi)為連續(xù)晶界的MILC多晶硅。另一種重要的MILC多晶硅薄膜為準(zhǔn)平行晶帶的連續(xù)MILC多晶硅薄膜。圖8為準(zhǔn)平行晶帶MILC的定位孔801和鎳補(bǔ)充孔802平面示意圖。確定晶核發(fā)生位置的定位孔為長形孔，長度與襯底相同，可為數(shù)十厘米到數(shù)米長，寬度為L1，綜合考慮定位孔占整個(gè)晶疇的比例、定位的作用和鎳的濃度，L1的尺寸為0.5-10微米。補(bǔ)充孔402為正方形孔，邊長為0-4微米，要使其尺寸足夠小，以確保在此區(qū)間不會(huì)產(chǎn)生晶核隨之發(fā)生MILC的反應(yīng)。相鄰列補(bǔ)充孔交錯(cuò)分布，使鎳得到較均勻的補(bǔ)充，對撞區(qū)間不設(shè)補(bǔ)充孔。補(bǔ)充孔的尺寸d1與間隔d2的比為1/2～1/4，整個(gè)開孔的面積與總晶化面積比為1/4～1/16。對形成的準(zhǔn)平行晶帶MILC多晶硅薄膜在TMAH中腐蝕，其結(jié)果如圖9所示，8微米定位孔中形成的為碟形晶疇的MILC多晶硅901，然后晶疇的外沿準(zhǔn)平行外延902，最后MILC前鋒發(fā)生對撞，形成對撞晶界903。一個(gè)連一個(gè)的帶狀MILC多晶硅晶疇形成連續(xù)的MILC多晶硅薄膜。鎳補(bǔ)充孔的位置晶向分布與整體分布相同，說明在此位置未形成獨(dú)立的晶核。圖10為準(zhǔn)平行晶帶晶體薄膜經(jīng)過Secco腐蝕后的顯微照片，其中只在晶疇碰撞的地方形成直線形的晶界903，在誘導(dǎo)孔中有碟形晶疇對撞晶界1001，但外延一段后，晶界消逝，變?yōu)檫B續(xù)晶界的MILC多晶硅。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的一種制備方法包括以下步驟1)在沉積有氮化硅、二氧化硅過渡層的康寧1737F玻璃襯底101上沉積50納米的非晶硅薄膜301。2)在非晶硅上形成一層厚度為約5-10納米的LTO302，之后光刻并腐蝕出包括成為晶核生成的位置的定位孔304和鎳補(bǔ)充孔305的圖形。鎳補(bǔ)充孔的尺寸為邊長約4微米的方形小孔。在120℃的熱硫酸和雙氧水混合液體中，去掉光刻膠，同時(shí)在孔中的裸露非晶硅表面上形成了自然氧化硅層303。3)清洗上述樣品后，將其放置在真空濺射臺(tái)內(nèi)，采用硅鎳混合靶材，氬氣和氧氣混合氣體，濺射形成微量鎳或含鎳物質(zhì)層306。微量的鎳金屬或含鎳薄膜306附著在孔304和305中的非晶硅自然氧化層的表面以及LTO表面。鎳的沉積量和定位孔與鎳補(bǔ)充孔的尺寸相匹配，要使定位孔中開始發(fā)生橫向晶化，而鎳補(bǔ)充孔內(nèi)的非晶硅不發(fā)生橫向晶化。4)在氮?dú)鈿夥障拢?90℃溫度下退火處理1-2小時(shí)，形成準(zhǔn)平行晶帶MILC多晶硅薄膜。5)采用LTO的濕法腐蝕液，諸如BOE、氫氟酸等，去掉LTO層和自然氧化層以及上面殘余的鎳。權(quán)利要求1.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖案，所形成的圖案是由非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在所述第二層薄膜和非晶硅暴露區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·去掉所述第二層薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。2.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖案，所形成的圖案是由面積較大的非晶硅暴露區(qū)和面積較小的非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在所述第二層薄膜和所述非晶硅暴露區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·去掉所述第二層薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。3.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖案，所形成的圖案是由非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在非晶硅暴露區(qū)表面上形成自然氧化層，·在所述第二層薄膜和所述表面形成自然氧化層的非晶硅區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·如果所述第二層薄膜是有機(jī)膜，則去掉第二層薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。4.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖案，所形成的圖案是由面積較大的非晶硅暴露區(qū)和面積較小的非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在非晶硅暴露區(qū)表面上形成自然氧化層，·在所述第二層薄膜和所述表面形成自然氧化層的非晶硅區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·如果所述第二層薄膜是有機(jī)膜，則去掉第二層薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。5.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層很薄的氧化硅薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖案，所形成的圖案是由非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在非晶硅暴露區(qū)表面上形成自然氧化層，·在所述第二層薄膜和所述表面形成自然氧化層的非晶硅區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。6.一種制備多晶硅薄膜的方法，至少包括步驟·在襯底上沉積第一層非晶硅薄膜，·在第一層非晶硅薄膜上形成第二層很薄的氧化硅薄膜，·在所述第二層薄膜上形成圖形，所形成的圖案是由面積較大的非晶硅暴露區(qū)和面積較小的非晶硅暴露區(qū)和非暴露區(qū)組成的，·在非晶硅暴露區(qū)表面上形成自然氧化層，·在所述第二層薄膜和所述表面形成自然氧化層的非晶硅區(qū)上沉積含金屬鎳的薄膜，·進(jìn)行熱退火，在退火過程中，非晶硅薄膜形成多晶硅薄膜。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述襯底材料為但不限于玻璃襯底，比如康寧1737和Eagle2000等。8.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述第一層非晶硅薄膜為但不限于利用PECVD，LPCVD或?yàn)R射等方法制備。9.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述第一層非晶硅薄膜的厚度是從10-300納米。10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任何之一的方法，其中所述第二層薄膜是但不限于光刻膠或LTO。11.根據(jù)權(quán)利要求5或6的方法，其中所述采用氧化硅的第二層薄膜厚度2-10納米。12.根據(jù)權(quán)利要求3-6任何之一的方法，其中所述非晶硅表面的自然氧化層厚度為0-4納米。13.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述第二層薄膜圖案是用光刻法來實(shí)現(xiàn)的。14.根據(jù)權(quán)利要求1、3、或5的方法，其中所述非晶硅暴露區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照方形點(diǎn)陣排列。15.根據(jù)權(quán)利要求1、3、或5的方法，其中所述非晶硅暴露區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照六角形點(diǎn)陣排列。16.根據(jù)權(quán)利要求1、3、或5的方法，其中所述非晶硅暴露區(qū)域是以長的平行的線條組成的，線條的寬度在0.5-10微米，線條間隔10-90微米。17.根據(jù)權(quán)利要求2、4、或6的方法，其中所述面積較大的區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照方形點(diǎn)陣排列。18.根據(jù)權(quán)利要求2、4、或6的方法，其中所述面積較大的區(qū)域是以圓孔的形式存在的，圓孔的直徑在2-30微米，這些圓孔按照六角形點(diǎn)陣排列。19.根據(jù)權(quán)利要求2、4、或6的方法，其中所述面積較大的區(qū)域是以長的平行的線條組成的，線條的寬度在0.5-10微米，線條間隔10-90微米。20.根據(jù)權(quán)利要求2、4、或6的方法，其中所述面積較小的區(qū)域是以圓孔或方孔的形式存在的，圓孔的直徑、方孔的邊長為0-8微米，這些孔按照方形點(diǎn)陣排列，并且這些相鄰圓孔之間的距離是2-10微米。21.根據(jù)權(quán)利要求2、4、或6的方法，其中所述的面積較小的區(qū)域是以圓孔或方孔的形式存在的，圓孔的直徑或方孔的邊長在0-8微米，這些孔按照六角形點(diǎn)陣排列，并且這些相鄰圓孔之間的的距離是2-10微米。22.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述樣品表面上形成微量的金屬鎳是在鎳鹽溶液中浸泡，粘附的超薄鎳或含鎳薄膜層。23.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中在所述樣品表面上形成微量的金屬鎳是通過濺射或蒸發(fā)方法，沉積的超薄鎳或含鎳薄膜層。24.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述樣品表面上形成微量的金屬鎳，是在大氣條件下，通過旋涂鎳的化合物的方法在非晶硅薄膜表面上形成的。25.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述樣品表面形成微量的金屬鎳，是在真空條件下，通過離子注入的方法在非晶硅薄膜內(nèi)形成的。26.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述退火過程是在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行的。27.根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法，其中所述退火過程的溫度在420℃-650℃之間。28.一種薄膜晶體管，其中使用根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法制備的多晶硅薄膜作為薄膜晶體管的有源層。29.一種有源選址顯示器基板，包括按照矩陣形式排列的薄膜晶體管，其中該薄膜晶體管使用根據(jù)權(quán)利要求1至6任何之一的方法制備的多晶硅薄膜作為薄膜晶體管的有源層。全文摘要本發(fā)明提供一種非晶硅金屬誘導(dǎo)晶化方法。以非晶硅為初始材料，通過對非晶硅上LTO進(jìn)行光刻制備出相應(yīng)的圖案。其中面積較大的被稱作定位孔，面積較小的被稱作鎳源補(bǔ)充孔。然后沉積微量鎳，誘導(dǎo)產(chǎn)生大晶粒的多晶硅。特別是，金屬被引入非晶材料上的選定位置，其濃度略高于開始發(fā)生誘導(dǎo)晶化的最低濃度，在其他的位置引入金屬，但其濃度小于發(fā)生誘導(dǎo)晶化的濃度，可為保證晶化速度和結(jié)晶質(zhì)量提供誘導(dǎo)金屬。如上設(shè)置的金屬元素引入后，對非晶薄膜進(jìn)行熱退火。結(jié)果會(huì)形成大晶粒尺寸并按設(shè)計(jì)排列的多晶硅薄膜。用該方法可以制備出高均勻性，高質(zhì)量的多晶硅薄膜，且工藝重復(fù)性好。文檔編號H01L21/84GK101086962SQ20071008630公開日2007年12月12日申請日期2007年3月13日優(yōu)先權(quán)日2006年3月13日發(fā)明者郭海成,王文,孟志國,趙淑云,吳春亞申請人:香港科技大學(xué)