Abstract
對於許多電子元件及太陽能電池而言，在玻璃基板上使用簡單製程製造出多晶矽，乃是相當有吸引力的低成本目標。利用金屬誘發非晶矽結晶擁有這樣的潛力。使用鋁誘發時，可在較低溫度下退火，獲得大晶粒的多晶矽，且由於鋁-矽不具有穩定化合物，所以能夠產生連續的多晶矽薄膜，鋁誘發的反應又稱為鋁誘發薄膜互換反應。 本實驗在一般蓋玻片的玻璃基板上先後鍍上50nm的鋁及60nm的非晶矽，兩層薄膜間的介面不具有氧化鋁層，以200∼300℃區間溫度進行後，在不同退火溫度及退火時間下取出試片，以光學顯微鏡觀察玻璃與鋁介面出現黑色區域的覆蓋率，即為多晶矽的置換率。再將各覆蓋率進行Avrami’s equation擬合之後，得到的n值誤差過大，無法以Avrami’s equation解釋此反應機制。在不同溫度的S曲線，取反應由0%∼50%的時間，求得整體活化能約為0.13eV，較文獻中所得的值小了許多，影響活化能差異的最大因素可能是介面的氧化鋁層。另以反應20%∼80%所需的時間，求得反應活化能約為0.17eV，即便以k值以Arrhenius法則來計算活化能，得到的活化能數值依然相當低，約為0.15eV。 觀察置換反應中，成核點的數量隨時間的改變無法得到飽和的趨勢，乃是受限於本實驗觀察的方式；當非晶矽薄膜厚度較薄時，觀察到的晶粒有更為明顯的樹突狀結構，可能因殘留的鋁所致，也影響到覆蓋率，且有機會得到更大的晶粒。