Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/9947
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dc.contributor.advisorFuh-Sheng Shieuen_US
dc.contributor.advisor貢中元zh_TW
dc.contributor.advisor薛富盛zh_TW
dc.contributor.author陳建璋zh_TW
dc.contributor.authorChen, Jan-Changen_US
dc.date2003zh_TW
dc.date.accessioned2014-06-06T06:43:56Z-
dc.date.available2014-06-06T06:43:56Z-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/9947-
dc.description.abstractABSTRACT The poly-si films have been employed in fabrication of TFT-LCD to improve the electronic property of amorphous silicon. The large size grain boundaries and less lattice defects in poly-silicon films remarkably up grade the TFT characteristics, such as sub-threshold voltage, mobility and leakage current. Now, various technologies are used to obtain poly-silicon thin films including the conspicuous method - laser induced crystallization of a-silicon. In this research, the poly-silicon films were obtained by similar laser annealing method using (Nd:YAG) laser. However, the initial silicon films were deposited by ion beam sputtered a-silicon technology. The structure of poly-silicon films were studied with various deposition conditions and annealing conditions. The high quality large grain poly-silicon films are obtained using the high voltage (800 V) ion beam to sputter silicon on the capped PECVD SiO2 layer and laser annealed with energy 225mj/cm, scanning speed of 0.6mm/sec.The properly control of the heat dissipation during the sputtering and annealing is the major technique to control the grain size in this research.en_US
dc.description.abstract摘要 近來有些研究利用多晶矽薄膜取代非晶矽薄膜來改善薄膜電晶體顯示器的電子性質。多晶矽薄膜的晶粒越大以及晶格缺陷越少則可以明顯地改善薄膜電晶體的元件特性如次臨界電壓、電子遷移率、漏電流等問題。 現今製作多晶矽薄膜的技術有很多種,其中以雷射誘發非晶矽再結晶的方法最受大家注目。在本研究中是使用離子束濺鍍系統(ion beam sputtering)於玻璃基板上先沈積一層非晶矽薄膜,然後以控制雷射能量、掃瞄速率、基板的溫度、二氧化矽層影響等方式,來探討經Nd:YAG雷射誘發後的多晶矽結構。 本實驗流程中,離子束的加速電壓在400V至1000V的範圍,雷射掃瞄密度從150mj/cm2到250mj/cm2,雷射掃瞄速率由0.2mm/sec到0.8mm/sec,其中當以離子束的加速電壓為800V沈積非晶矽薄膜在有一層二氧化矽層的玻璃基板上、接著以雷射能量為225mj/cm2、掃瞄速率0.6mm/sec的條件掃瞄試片,可以製作出優良的多晶矽薄膜。實驗中得知,適當地控制熱傳將可以得到最佳化的多晶矽薄膜。zh_TW
dc.description.tableofcontents總目錄 中文摘要 ………………………………………………………………Ⅰ 英文摘要 ………………………………………………………………Ⅱ 總目錄 …………………………………………………………………Ⅲ 圖目錄 …………………………………………………………………Ⅵ 第一章緒論………………………………………………………………1 1.1前言……………………………………………………………1 1.2研究動機………………………………………………………1 1.3研究目的………………………………………………………4 第二章 文獻回顧 ………………………………………………………6 2.1多晶矽相對於非晶矽的技術優勢……………………………6 2.2薄膜沈積理論…………………………………………………7 2.3濺鍍原理………………………………………………………9 2.3.1電漿的形成與濺鍍原理………………………………9 2.3.2離子束濺鍍(Ion Beam Sputtering,IBS)………11 2.4雷射退火Laser annealing …………………………………14 第三章 實驗方法與分析儀器…………………………………………21 3.1實驗步驟………………………………………………………21 3.2離子束濺鍍系統………………………………………………22 3.3雷射退火處理系統……………………………………………24 3.3.1Nd:YAG雷射……………………………………………24 3.3.2雷射能量密度(Laser power density )的定義…26 3.4薄膜材料分析…………………………………………………26 3.4.1 X光繞射分析儀分析………………………………26 3.4.2 原子力顯微鏡分析…………………………………27 3.4.3 掃瞄式電子顯微鏡分析……………………………30 3.4.4 穿透式電子顯微鏡分析……………………………31 3.4.5 顯微拉曼光譜儀分析………………………………32 第四章 結果與討論……………………………………………………35 4.1 濺鍍參數對於非晶矽薄膜之影響…………………………35 4.1.1加速電壓對於非晶矽薄膜鍍膜性質之影響………35 4.1.2基版溫度對於非晶矽薄膜鍍膜性質之影響………37 4.1.3 SiO2層對於非晶矽鍍膜性質之影響………………38 4.2 雷射退火參數對於非晶矽薄膜退火之影響………………39 4.2.1 雷射強度對於非晶矽薄膜退火之影響……………39 4.2.2 雷射掃瞄速率對於非晶矽薄膜退火之影響………41 4.2.3 基版溫度對於之非晶矽薄膜雷射退火影響………42 4.2.4 SiO2層對於雷射退火矽鍍膜性質之影響…………43 第五章 結論……………………………………………………………79 參考文獻………………………………………………………………80 圖目錄 圖2.1:薄膜沉積的過程………………………………………………45 圖2.2:入射粒子撞擊靶材表面使靶材原子散出之情形……………46 圖2.3:(a)電漿的電流密度與電漿電位之關係(b)電漿在正常放電區間的發光情形 …………………………………………………47 圖2.4:(a)Kaufman type寬束離子源的剖面圖(b)Kaufman type寬束離子源與電源供應器 ……………………………………………48 圖2.5:Kaufman type之離子束電流量與兩柵極之關係 …………49 圖2.6:End-Hall type離子源的工作示意圖 ………………………50 圖3.1 雙離子束濺鍍系統 ……………………………………………51 圖3.2 Nd:YAG雷射儀器裝置及構造 …………………………………52 圖3.3 X光的繞射原理及基本結構……………………………………53 圖3.4 原子力顯微鏡掃瞄原理示意圖 ………………………………54 圖3.5 SEM的基本原理及構造示意圖…………………………………55 圖3.6 TEM基本原理示意圖……………………………………………56 圖3.7 拉曼散射基本原理示意圖 ……………………………………56 圖3.8 拉曼光譜儀 ……………………………………………………57 圖4.1以400V加速電壓所成長薄膜之POM圖 ……………………58 圖4.2以600V加速電壓所成長薄膜之POM圖 ……………………58 圖4.3以600V加速電壓所成長薄膜SEM圖 ………………………59 圖4.4(a)以600V加速電壓所成長薄膜AFM 2-D圖 ………………59 圖4.4(b)以600V加速電壓所成長薄膜AFM 3-D圖 ………………60 圖4.5 以800V加速電壓所成長薄膜SEM圖 ………………………60 圖4.6(a)以800V加速電壓所成長薄膜AFM 2-D圖 ………………61 圖4.6(b)以800V加速電壓所成長薄膜AFM 3-D圖 ………………61 圖4.7(a)加速電壓800V,基版溫度120OC下薄膜的AFM 2-D圖…62 圖4.7(b)加速電壓800V,基版溫度120OC下薄膜的AFM 3-D圖…62 圖4.8(a)加速電壓800V,基版溫度450OC下薄膜的AFM 2-D圖…63 圖4.8(b)加速電壓800V,基版溫度450OC下薄膜的AFM 3-D圖…63 圖4.9 加速電壓800V,基版溫度450OC薄膜之X-ray曲線………64 圖4.10以加速電壓800V,未成長SiO2直接於玻璃沈積矽薄膜 之POM圖………………………………………………………64 圖4.11(a) 雷射掃瞄強度150mj/cm2的SEM圖………………………65 圖4.11(b) 雷射掃瞄強度175mj/cm2的SEM圖………………………65 圖4.11(c) 雷射掃瞄強度200mj/cm2的SEM圖………………………66 圖4.11(d) 雷射掃瞄強度225mj/cm2的SEM圖………………………66 圖4.11(e) 雷射掃瞄強度250mj/cm2的SEM圖………………………67 圖4.12(a) 雷射掃瞄強度150mj/cm2的X-ray繞射圖………………67 圖4.12(b) 雷射掃瞄強度175mj/cm2的X-ray繞射圖……………..68 圖4.12(c) 雷射掃瞄強度200mj/cm2的X-ray繞射圖……………..68 圖4.12(d) 雷射掃瞄強度225mj/cm2的X-ray繞射圖……………..69 圖4.12(e) 雷射掃瞄強度250mj/cm2的X-ray繞射圖……………..69 圖4.13(a) 雷射掃瞄強度150mj/cm2的Raman光譜圖………………70 圖4.13(b) 雷射掃瞄強度175mj/cm2的Raman光譜圖………………70 圖4.13(c) 雷射掃瞄強度200mj/cm2的Raman光譜圖……………..71 圖4.13(d) 雷射掃瞄強度225mj/cm2的Raman光譜圖……………..71 圖4.13(e) 雷射掃瞄強度250mj/cm2的Raman光譜圖……………..72 圖4.14(a) 掃瞄速率為0.2mm/sec的X-ray繞射圖…………………72 圖4.14(b) 掃瞄速率為0.4mm/sec的X-ray繞射圖…………………73 圖4.14(c) 掃瞄速率為0.6mm/sec的X-ray繞射圖…………………73 圖4.14(d) 掃瞄速率為0.8mm/sec的X-ray繞射圖…………………74 圖4.15(a) 基版溫度250C的TEM影像………………………………75 圖4.15(b) 基版溫度250C的TEM繞射圖形…………………………75 圖4.15(c) 基版溫度2200C的TEM影像………………………………76 圖4.15(d) 基版溫度2200C的TEM繞射圖形…………………………76 圖4.16(a) 沈積SiO2厚度500Å誘發後多晶矽SEM圖………………77 圖4.16(b) SiO2厚度5000Å誘發後多晶矽SEM圖……………………77 圖4.16(c) 沒有沈積SiO2誘發後多晶矽SEM圖……………………78zh_TW
dc.language.isoen_USzh_TW
dc.publisher材料工程學研究所zh_TW
dc.subjectamorphous siliconen_US
dc.subject非晶矽zh_TW
dc.subjectpoly-siliconen_US
dc.subjectlaser induced crystallizationen_US
dc.subjectIon Beam Sputteringen_US
dc.subject多晶矽zh_TW
dc.subject雷射誘發結晶zh_TW
dc.subject離子束濺鍍zh_TW
dc.titleThe study of laser induced amorphous silicon thin films crystallizationen_US
dc.title非晶矽薄膜之雷射誘發結晶研究zh_TW
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1en_US-
item.grantfulltextnone-
Appears in Collections:材料科學與工程學系
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