● 摘要
本论文研究在廉价的玻璃衬底上利用铝诱导晶化非晶硅(a-Si)薄膜制备多晶硅(poly-Si)薄膜。样品采用glass/Al/a-Si:H结构，研究了退火条件、铝膜厚度、铝膜的制备条件等因素对非晶硅薄膜晶化的影响。利用X射线衍射(XRD)光谱、拉曼(Raman)光谱、原子力显微镜(AFM)等测试手段研究了所制备的多晶硅薄膜的结构性质，得出主要结论如下：
1. 退火温度对非晶硅的晶化有着重要的影响，尽管有报道说铝诱导晶化非晶硅薄膜的最低温度可达到150 ºC，但是想快速制备高质量的多晶硅薄膜，必须适当提高退火温度，至少在300 ºC以上；同时,样品在高温500 ºC下会快速晶化，延长退火时间对样品的晶化效果影响不明显。
2. 非晶硅薄膜晶化为多晶硅薄膜后，出现Si(111)面的择优取向，而且退火处理时间越长，退火温度越高，择优取向越明显。
3. 在相同条件下，退火时间越长，样品的晶化程度越高，获得的多晶硅薄膜的晶粒越大，实验中得到的最大晶粒直径为156 nm，但是薄膜表面的粗糙度增加。
4. 在相同条件下，退火温度越高，样品的晶化速度越快，成核密度越大，获得的多晶硅薄膜的晶粒越小，薄膜表面粗糙度越小。
5. 铝膜与非晶硅膜的厚度存在一个最佳的比例，当铝膜与非晶硅膜的厚度比约为1:1时，得到的多晶硅薄膜的晶化效果是最好的。
6. 沉积非晶硅薄膜之前，铝膜表面的氧化层对非晶硅薄膜的晶化有重要的影响。铝氧化层越厚，铝、硅原子的互扩散越难，非晶硅膜中的铝浓度及铝膜中的硅浓度越小，使硅的成核密度小，可得到尺寸大的硅晶粒；反之，铝氧化层越薄，硅的成核密度越大，会生成尺寸小的硅晶粒。
关键词：非晶硅薄膜，铝诱导晶化，多晶硅薄膜，X射线衍射，拉曼光谱