硅基薄膜调研报告Word文档格式.docx
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3.1物理气相沉积9
3.11溅射法9
射频溅射9
磁控溅射9
3.12离子辅助沉积9
3.2化学气相沉积10
3.21光化学气相沉积10
3.22热化学气相沉积（热CVD）10
3.23等离子体增强化学气相沉积（PECVD）12
3.3多晶硅薄膜的间接制备法13
3.31固相晶化法13
3.32激光诱导退火13
3.33金属诱导晶化13
三、总结与展望13
四、参考文献14
1、什么是薄膜（thinfilm）
1.薄膜的概念
薄膜是一种特殊的物质形态，由于其在厚度这一特定方向上尺寸很小，只是微观可测的量，而且在厚度方向上由于表面、界面的存在，使物质连续性发生中断，由此使得薄膜材料产生了与块状材料不同的独特性能。
2.薄膜的制备和技术应用
薄膜的制备方法很多，如气相生长法、液相生长法（或气、液相外延法）、氧化法、扩散与涂布法、电镀法等等。
薄膜技术涉及的范围很广，它包括以物理气相沉积和化学气相沉积为代表的成膜技术，以离子束刻蚀为代表的微细加工技术，成膜、刻蚀过程的监控技术，薄膜分析、评价与检测技术等等。
现在薄膜技术在电子元器件、集成光学、电子技术、红外技术、激光技术以及航天技术和光学仪器等各个领域都得到了广泛的应用，它们不仅成为一间独立的应用技术，而且成为材料表面改性和提高某些工艺水平的重要手段。
3.薄膜材料的分类
薄膜材料一般有超硬薄膜材料、智能薄膜材料、纳米薄膜材料、三族元素氮化物薄膜材料、磁性氧化物薄膜材料、巨磁组錳氧化物薄膜材料等等。
它们各有其独特的性质，用途很广泛。
硅基薄膜就是薄膜材料中很有应用潜力的一种。
2、硅基薄膜
顾名思义，硅基薄膜就是在衬底上沉积硅元素制成的硅薄膜材料。
自1948年最早的固体电子器件—三极晶体管发明以来，用作制造固体电子器件的半导体材料得到了人们极大的关注。
Si和Ge是两种最重要的半导体材料，用它们的合金和异质结构制造性能更为优异的Si基半导体器件和集成电路是人们追求的目标之一。
从微电子器件的角度来说，随着高新技术的迅猛发展，要求微电子器件的集成度越来越高，器件尺寸越来越小。
如此发展趋势要求人们研究亚微米和纳米的薄膜制备技术，利用亚微米、纳米结构的薄膜制造各种功能器件。
1.硅基薄膜的物性及分类
硅薄膜包括非晶硅、微晶硅、多晶硅和单晶硅薄膜。
下图1.1是单晶、多晶和非晶硅的结构示意图。
可以看出，非晶硅中硅原子呈现无序排列，相应的薄膜中存在悬挂键。
微晶硅中纳米量级的硅晶粒（小于1μm）镶嵌在非晶硅中，晶粒边界处的原子呈无序态。
多晶硅主要由大晶粒（lμm—lmm）构成，并且没有非晶相存在。
单晶硅具有完整的晶体结构，是理想的半导体材料，但其制备成本也最高。
1.1非晶硅薄膜（AmorphousSilicon，a-Si）
非晶硅薄膜（AmorphousSilicon，a-Si）是当前半导体材料和器件研究的重点之一。
非晶硅薄膜具有独特的物理性能，制作工艺简单，可用于大面积太阳能电池，大屏幕液晶显示和平面显像电视机，以及a-Si薄膜传感器等光电器件中。
但是由于a-Si结构中存在大量的悬挂键，极大地影响了a-Si薄膜的光电性能，因此在实际制备过程中，人们总是用氢原子饱和硅中的悬挂键，使a-Si光电性能得到极大的改善，一般所说的非晶硅均指氢化非晶硅。
在结构上，非晶硅中的硅原子没有长程有序性，但由于原子间的键合力十分类似于晶体硅，通常仍保持着几个晶格常数范围内的短程序。
所以，简单地说，非晶硅结构上是长程无序、短程有序。
非晶硅薄膜材料的独特性质有：
①非晶硅及硅基合金材料光吸收系数大，光敏性（光电导与暗电导之比）高。
例如，a-Si:
H的光吸收系数要比单晶硅（c-Si）高50—100倍，光敏性可达106以上。
②容易实现高浓度可控掺杂，易获得有较低界面态的异质结。
③可以通过调节合金薄膜的成分和H含量调制薄膜的光学带隙。
如a-Si及其
合金的带隙凡可在1.0一3.6eV范围变化。
④沉积温度低（100一300oC），可在玻璃等廉价衬底上大面积沉积。
⑤制作工艺简单，可通过化学气相沉积完成复杂器件的制备，成本较低。
然而，由于非晶硅薄膜的光致衰退效应（S—W效应），使得非晶硅薄膜器件稳定性变差。
同时，非晶薄膜较低的载流子迁移率也极大地限制了它们的应用。
H）
随着薄膜制备技术的不断发展，人们制备出了氢化微晶硅（μc—Si:
H）。
这些薄膜具有优于非晶硅和单晶硅材料的性质，也可在低温下大面积生长，容易掺杂，具有较高的电导率，在太阳能电池和薄膜晶体管中得到了广泛的应用。
μc—Si:
H包含微晶粒和其周围的非晶基体，微晶粒大小在纳米到微米量级。
多晶硅薄膜是由许多大小不等且不同晶面取向的晶粒构成（晶粒尺寸在微米量级），多晶硅薄膜中几乎没有非晶相基体。
图1.2所示为a—Si:
H、μc—Si:
H和c—Si薄膜的光学吸收系数。
与非晶和单晶硅薄膜相比，μc—Si:
H薄膜在可见光低频段具有较高的光吸收系数，而a—Si:
H在高频段具有较高的光学吸收系数。
H和a—Si:
H薄膜可吸收不同波段的太阳光，这为叠层太阳能电池的
制备提供了理论依据。
2.硅基薄膜的应用
2.1硅基薄膜太阳能电池
体硅电池效率较高且稳定，但由于受到硅材料耗用多和提纯技术的限制，成本比较高。
而薄膜电池材料的消耗仅为体硅电池的百分之一，可极大地节省昂贵的半导体材料，不受原材料供应的限制，且面积大，工艺成熟。
薄膜电池的材料制备和电池同时形成，因此节省了许多工序。
能耗回收期短，研究越来越广泛，成本不断下降。
在诸多薄膜电池中，硅基薄膜电池因其材料丰富、无毒、可借助于TFTLCD成熟工艺设备等优点而备受青睐。
硅基薄膜太阳能电池（硅膜厚约50μm）的出现,相对晶体硅太阳能电池,所用的硅材料大幅度减少,很大程度上降低了晶体硅太阳能电池的成本。
薄膜硅太阳能电池主要有非晶硅（a-Si）、微晶硅（μc-Si）、非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳电池和多晶硅（p-Si）薄膜太阳能电池。
2.11非晶硅薄膜太阳能电池
由于非晶硅薄膜材料在长波段具有较单晶和多晶硅更大的光吸收系数，因此，人们开始研究非晶硅薄膜在太阳电池中的应用。
与单晶硅太阳电池不同，非晶硅电池采用pin结构，其中i层只需500nm左右即可有效吸收太阳光，这是非晶硅薄膜相比微晶硅薄膜的一大优势。
同时，由于非晶硅薄膜制备工艺简单，极大地降低了太阳电池的成本。
非晶硅薄膜太阳电池已经开始了产业化生产。
非晶硅太阳电池是20世纪70年代中期才发展起来的一种新型薄膜太阳电池。
由于该种电池采用了低温工艺技术（约200℃），用材少（活性层厚度小于lmm），材料与器件同时完成，便于工业化生产，价格低廉，因而普遍受到人们的高度重视，并得到迅速发展.其电池转换效率已从1976年的1%～2%提高到稳定的12%～14%。
其中10cmX10cm电池的转换效率为10.6%。
小面积的单结的电池转换效率已超过13%。
非晶硅太阳电池的发展对整个光伏电池的发展起了巨大的推动作用，并成为光伏能源中的一支生力军。
但是，由于非晶硅薄膜光致衰退效应（又称Staebler一Wronski效应）的存在，使得非晶硅薄膜太阳电池的光学稳定性很差，在长时间光照下，其效率衰减大约3%一4%。
另外，提高薄膜沉积速率是工业生产中降低成本的主要途径，如何高速沉积高质量的非晶硅薄膜也是当前研究的重点。
总之，如何提高非晶硅太阳电池的光学稳定性和转换效率是当前非晶硅太阳电池需要解决的两大难题。
2.12微晶硅薄膜太阳电池
由于微晶硅薄膜较非晶硅薄膜具有更好的光学稳定性和更高的载流子迁移率，人们期望将微晶硅薄膜应用于太阳能电池中。
微晶硅薄膜是由许多大小不等、具有不同晶面取向的小晶粒镶嵌在非晶硅介质材料中，它同时拥有非晶硅和多晶硅的优点，被认为是一种更理想的太阳电池材料。
但由于微晶硅的吸收系数较非晶硅小，因此微晶硅太阳电池中，i层的厚度要远大于非晶硅太阳电池中i层的厚度，这无形中增加了电池的成本。
如何高速沉积高质量的微晶硅薄膜也是目前人们研究的重点。
2.13非晶硅/微晶硅叠层薄膜太阳电池
由于非晶硅和微晶硅薄膜带隙不同，它们各自对光敏感吸收的波段不同。
为了更好的吸收太阳光，制备出高效率的硅薄膜太阳电池，近年来人们发明了叠层太阳电池。
即在太阳电池pin结构中的i层制备过程中用a-Si/μc-Si叠层结构代替原来的单层结构。
图1.23所示是面积为1cm2时的a-Si/μc-Si叠层太阳电池的I-V特性曲线。
从图中可以看出，叠层太阳电池具有较高的填充因子和开路电压，电池效率高达14.5%。
叠层太阳电池被公认为是下一代高效薄膜太阳电池，目前已引起了广泛的关注。
2.14多晶硅薄膜太阳能电池
多晶硅（p-Si）薄膜电池因为兼有单晶硅电池效率高、稳定、成本低、材料用量少以及易集成等优点，而被认为是最有潜力的薄膜技术。
多晶硅薄膜全部为结晶相，晶粒尺寸介于0.1μm与100μm之间。
晶粒大小和晶界缺陷对电荷的输运性质影响很大。
晶粒越小，晶界比例越大，缺陷密度就越高，因而载流子的扩散长度就越小，体内和界面复合就越强，对开路电压的影响也就越大。
多晶硅薄膜电池的结构与晶体硅电池类似，即高掺杂的发射极+低掺杂的吸收层。
其吸收层一般不耗尽，背面采用高掺杂背电极，这样可以形成电场以阻止少数载流子的反向扩散。
多晶硅薄膜电池有两种构型，即p+nn+型和n+pp+型。
多晶硅薄膜电池高掺杂层的电导率较大，可作为收集层，因而一般不需要淀积TCO层，可节省原材料和减少工艺步骤。
多晶硅薄膜的吸收系数较小，因而需要很好地设计陷光结构以保证足够的光吸收。
多晶硅薄膜太阳能电池的结构和制备工艺虽然有所不同,但原理上是一致的,下图是其简单结构示意图。
多晶硅薄膜太阳能电池的简单结构
多晶硅薄膜太阳能电池是兼具晶体硅太阳能电池的高光电转换效率、稳定长寿和非晶硅太阳能电池的材料制备工艺简单、成本低,并且无污染,可大面积生长等优点于一身的新一代太阳能电池,具有广阔的发展前景。
多晶硅薄膜的晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒晶界、膜厚以及基体中有害杂质的含量及分布方式严重地影响着太阳光的吸收率和载流子的复合率,从而影响着光电转化效率,这也是多晶硅薄膜太阳能电池的性能仍落后于晶体硅太阳电池的主要原因。
目前,几乎所有制备晶体硅高效太阳能电池的技术均已用在制备多晶硅薄膜太阳能电池的工艺上,甚至还包括一些制备集成电路的方法和工艺,如制造绒面、减反射膜和高反射背电极来增加太阳光的透过率;
衬底与薄膜材料之间增加一介质层以阻挡衬底杂质向硅薄膜材料的扩散以及绝缘;
在多晶硅薄膜太阳能电池的研制中,通常将硅材料暴露于氢等离子体中钝化以防止其氧化;
丝网印刷技术制备细金属栅电极;
表面和体钝化以降低薄膜晶粒晶界和晶格错位缺陷等等。
随着科技的发展与提高,通过改变实验方法和实验参数来获得大颗粒、取向规则、低杂质、低空隙率、少晶粒晶界、均匀且厚度可控的高质量多晶硅薄膜,从而进一步提高多晶硅薄膜太阳能电池光电转化效率,并进一步降低其生产成本,使得多晶硅薄膜太阳能电池的发电能力及成本能够与常规能源相竞争,进而取代之。
2.2薄膜晶体管液晶显示器
薄膜晶体管液晶显示器英文名称是ThinFilmTransistor-LiquidCrystalDisplay，TFT-LCD是英文字头的缩写。
薄膜晶体管液晶显示器技术是一种微电子技术与液晶显示器技术巧妙结合的技术。
把单晶Si上进行微电子精细加工的技术，移植到在大面积玻璃上进行薄膜晶体管（TFT）阵列的加工，再将该阵列基板与另一片带彩色滤色膜的基板，利用与业已成熟的液晶显示器（LCD）技术，形成一个液晶盒，再经过后工序如偏光片贴覆等过程，最后形成液晶显示器件。
2.21薄膜晶体管的结构
薄膜晶体管液晶显示器的显示质量和性能在很大程度上都取决于薄膜晶体管的性能,而质量良好的薄膜又是保证薄膜晶体管的性能的关键所在。
薄膜晶体管的结构一般分为:
正交叠结构和反交叠结构。
反交叠结构包括背沟道刻蚀型和背沟道保护型。
由于正交叠结构形成的薄膜晶体管的源极和漏极与有源层构成的欧姆接触很不理想,所以大多在制造薄膜晶体管时选用反交叠结构。
正交叠结构薄膜晶体管、背沟道保护型结构薄膜晶体管也称为顶栅式薄膜晶体管、背沟道阻挡型薄膜晶体管。
但不论是正交叠结构,还是反交叠结构,其结构的组成基本都是一样的，一般包括:
栅金属电极、栅绝缘层、有源层、欧姆接触层、源电极、漏电极.栅电极金属可选用金、鉻、铝、钼、铜以及某些合金材料等。
氮化硅薄膜的厚度对薄膜晶体管的影响很大,太厚导致充电电流Ion较小,像素电容电压较低,液晶不能被充分驱动,降低了薄膜晶体管的开关性能和器件的对比度,甚至无法显示图像;
太薄时抗击穿的能力变差,容易出现栅电极与源极短路现象。
针对这一问题,有关研究人员提出了双层栅绝缘层结构。
有源层采用硅薄膜,硅薄膜按其平均晶粒大小、晶态百分比、氢原子数含量等不同,依次分为非晶硅、微晶硅、纳米硅、多晶硅、单晶硅。
各种硅薄膜的主要参数对比见表1。
源漏电极普遍使用溅射的ITO薄膜.图2表示了反交叠的结构。
2.22非晶硅薄膜晶体管液晶显示器的发展与优缺点
非晶硅薄膜晶体管液晶显示器以其成熟的技术和合理的性价比成为显示器行业的佼佼者。
非晶硅薄膜晶体管显示器件目前被誉为平板显示器件的标准，它以其大容量、高清晰度以及高彩色品质吸引着越来越多的关注。
在非晶硅薄膜晶体管中是采用非晶硅作有源层，n+非晶硅作欧姆接触层，由于非晶硅薄膜晶体管的迁移率不高，而薄膜晶体管的迁移率与薄膜晶体管液晶显示器件的响应时间成反比，因此低迁移率不利于薄膜晶体管液晶显示器件性能的提高，非晶体薄膜可经过氢化处理以提高迁移率。
氢化非晶硅是含有氢元素的非晶硅,其特性适于制作薄膜晶体管,氢化非晶硅材料制成的薄膜晶体管包括普通氢化非晶硅薄膜晶体管、高性能非晶硅薄膜晶体管以及低温非晶硅薄膜晶体管。
虽然氢化非晶硅在一定程度上提高了薄膜晶体管的迁移率,但是氢化非晶硅薄膜表面存在很多悬挂键及膜内的缺陷,使得氢化非晶硅中载流子迁移率并未达到理想效果。
因此研究人员提出可以掺入镍元素,以提高薄膜晶体管的性能.非晶硅薄膜晶体管液晶显示器件依然存在着许多待解决的问题,如迁移率低、动态图像质量不高、成品率低等。
2.23多晶硅薄膜晶体管液晶显示器
多晶硅有源矩阵液晶显示屏采用集成电路工艺。
由于在其加工过程中,需要高温处理（大约
600℃）。
在此温度下,玻璃已开始软化,因此必须采用耐高温的价格昂贵的石英材料做衬底,这便增加了多晶硅薄膜的制造成本。
而且由于需要生产出低能耗的互补型MOS晶体管驱动电路，增加了生产工序。
多晶硅薄膜晶体管器件与非晶硅薄膜晶体管器件相比具有了以下明显特点:
自对准结构、高迁移率、光敏性差和制备工艺与CMOS兼容等。
随着低温制备大面积多晶硅薄膜技术的成熟,多晶硅薄膜材料在显示技术领域展示了广阔的应用前景。
大面积的低温多晶硅薄膜晶体管的高迁移率是通过优化多晶硅材料的制备工艺来完成的,它实现了液晶显示器件的周边驱动电路在玻璃基板上的集成,也实现了控制电路、CPU处理器、音频电路等系统功能的集成。
然而,多晶硅薄膜的生长对温度有很大的要求,即需要高温工艺来制备,温度越高,薄膜晶粒尺寸越大,晶粒与晶粒之间的缺陷越少,迁移率才能提高;
同时,优良的多晶硅薄膜也需要很长的制备时间。
对于如何降低晶化温度和减少晶化时间是多晶硅薄膜生长一直未得到解决的问题。
最后,多晶硅薄膜结构决定其电学特性受晶界势垒和缺陷陷阱的影响而变得更为复杂,曾经还有过有关多晶硅电导率和施主浓度以及陷阱密度关系的研究报道。
但无论多晶硅薄膜晶体管如何发展,因其价格昂贵、材料短缺未能动摇非晶硅的主导地位。
2.24纳米硅薄膜晶体管液晶显示器的发展展望
纳米硅薄膜是一种具有特殊网络结构的薄膜,在该结构中呈现出紧密相接而又杂乱的细小晶粒（原子阵列明显不同于非晶硅和微晶硅）,晶粒尺寸可达到1.76nm左右,如果恰当控制其晶粒尺寸,可以在室温下得到高达10-1Ω-1cm-1的本征电导率,电导激活能仅为0.10eV,据国内外有关报道纳米硅薄膜材料制成的晶体管将具有高迁移率、低漏电流、极短的开关时间以及良好的I-V特性,因此有利于整个系统整体性能的提高。
将纳米硅薄膜晶体管应用于液晶显示设备，研制纳米硅薄膜晶体管液晶显示器，即nc-Si:
HTFT-LCD将成为一个引人注目的新亮点。
根据衬底选择的不同，主要有采用玻璃作衬底的纳米硅薄膜晶体管液晶显示器、采用单晶硅作衬底的纳米硅薄膜晶体管液晶显示器、采用塑料等其他材料的纳米硅薄膜晶体管液晶显示器。
3.硅基薄膜的制备方法
与传统的单晶片的制备方法不同，硅基薄膜的制备工艺更简单、更经济。
根据薄膜制备过中所发生的反应，薄膜制备方法可分为物理气相沉积和化学气相沉积。
3.1物理气相沉积
3.11溅射法
荷能粒子轰击固体材料靶，使固体原子从表面射出，这些原子具有一定的动能和方向性。
在原子射出的方向上放上基片，就可在基片上形成一层薄膜，这种制备薄膜的方法叫做溅射法。
溅射法属于物理气相沉积，射出的粒子大多处于原子状态，轰击靶材料的荷能粒子一般是电子、离子和中性粒子。
根据所加外电压的不同，溅射法又分为直流溅射、离子溅射、射频溅射和磁控溅射，一般常用的是后两种。
射频溅射
在溅射靶上加上射频电压，即为射频溅射，适应于各种非金属和金属材料的溅射。
在溅射装置中使用的高频电源频率区间在5一30MHz，通常采用的频率为13.56MHz。
在射频电场作用下，电子在阴、阳两极的空间中来回振荡，与气体发生碰撞。
由于可在绝缘靶表面形成负偏压，射频溅射可以溅射任何固体材料。
负偏压的形成原因是因为电子的迁移率高于离子的迁移率，在射频电场作用下，电子率先到达靶表面，在靶表面形成电子积累，使靶带上一个直流负电位。
负偏压的存在，使得正离子能不断轰击靶面而维持溅射过程。
但是，当离子能量
很高时，电子在负偏压的加速下轰击基片，损害薄膜的质量。
因此，人们利用磁场使电子方向发生偏离，从而避免电子对薄膜的损害。
磁控溅射
磁控溅射是在溅射中引入正交磁场，使电子的方向发生偏转。
同时，由于磁场的存在，使得气体的电离率提高5%一6%，导致溅射速度提高。
磁控溅射产生的二次电子在电场中被加速成高能电子，电子在正交电磁场中做近似摆线的运动，在此过程中，高能电子不断与气体分子发生碰撞，使气体电离。
磁控溅射的电离率高，溅射速率大。
在溅射金属材料时，由于避免了二次电子轰击，使得薄膜的质量较好，衬底温度较低。
但磁控溅射也有缺点，即不能实现强磁性材料的高速溅射，这是由于磁性靶材附近不能外加磁场，绝缘材料靶溅射时，衬底温度会升高，靶子的利用率较低。
3.12离子辅助沉积
离子辅助沉积法是基于电子束蒸发和之后硅原子的离子化，离子化的硅在加速电场的作用下飞向基片，最常用的电压为20V。
由于离子在电场作用下获得能量，导致表面吸附的先驱体具有较高的移动性，离子辅助法可以在450oC下制备出质量较好的薄膜，且生长速率高达0.5μm/min。
运用离子辅助法制备Si薄膜时，Si衬底的晶向对薄膜的电学性质有极大地影响，这是因为沿（111）方向的载流子扩散长度较（100）方向的扩散长度低一个数量级，沿（100）方向生长的薄膜中点缺陷密度比沿（111）方向生长的薄膜中的点缺陷密度小四个量级。
另外，离子辅助法生长薄膜时的温度对薄膜的质量也有很大的影响。
图3.1所示为离子辅助沉积装置示意图。
图3.1离子辅助沉积装置示意图
3.2化学气相沉积
与物理气相沉积不同，在化学气相沉积过程中发生的是化学反应。
化学气相沉积直接用气体或者通过其他手段将固体或液体变为气体作为源，让一种或几种源气体在电、磁、光、热等作用下分解、吸附、还原等，在衬底上沉积成膜。
化学气相反应按激发源的不同可分为光化学气相沉积、热化学气相沉积和等离子体化学气相沉积等。
3.21光化学气相沉积
光化学气相沉积主要用以激光（准分子激光、YAG激光、CO2激光、Ar十激光等）作为气体的分解光源或热源，由于气体分子对特定波长的光有吸收作用，导致反应气体分子分解、吸附、再反应等过程发生，在衬底上形成薄膜。
为了提高薄膜的生长速率，激光诱导化学气相沉积多采用大功率连续波长的CO2激光。
该方法的主要优点是:
（l）可以精确控制薄膜的组分，通过调节反应气体的比率，从而控制薄膜中各种元素的组分;
（2）通过控制激光功率密度、气体流量和沉积腔压强可以控制薄膜的结构、形貌等;
（3）可以制备具有较好尺寸分布的纳米薄膜。
与其他任何方法一样，该方法也有其自身的缺点:
（l）由于激光光斑较小，导致在与气体反应的过程中，大多数气体都无法与激光反应，导致原材料的极大浪费;
（2）由于激光能量很高，激光与气体反应后还有剩余的能量，造成激光利用率很低;
（3）由于激光功率较低，成本较高，因此该方法难以在工业生产中应用;
（4）反应气压较低，使装置成本较大。
3.22热化学气相沉积（热CVD）
热化学气相沉积法是指使气体通过高温区域分解，分解的离子在低温区域沉积而形成薄膜。
反应过程包括气体分解、输运、吸附、成核、聚集等过程。
该方法所需温度较高，无法在玻璃等廉价衬底上制备薄膜材料。
后来人们对热分解化学气相沉积做了进一步的改进，在此基础上发展出了热丝化学气相沉积（HWCVD）。
与热化学气相沉积相比较，热丝化学气相沉积在反应室衬底附近放置了一根金属钨丝，将钨丝加热升温到2000oC左右，当源气体（SiH4，GeH4等）流过时，受到钨丝的高温作用而分解，从而使硅原子等沉积在衬底上形成薄膜。
利用热丝化学气相沉积能制备出质量较高的多晶薄膜。
由于SiH4等气体在热丝催化作用下高效分解，使得反应过程中存在大量的H2，H2在多晶硅薄膜的生长过程中起着重要的作用，能够极大的提高先驱物的移动性，导致均匀致密的多晶硅薄膜的形成。
同时，由于热丝化学气相沉积具有较高的气体分解效率，因此，薄膜的沉积速率较高。
与传统的等离子体化学气相沉积相比，热丝化学气相沉积制备的薄膜具有较大的晶体颗粒、氧含量较低、缺陷密度较小。
薄膜的质量与热丝的温度有很大的关系，当热丝温度较高时可以制备出性能优异的多晶硅薄膜，但当温度较低时只能制备出非晶硅薄膜。
衬底的温度也对薄膜的质量有较大的影响，因此，在用热丝化学气相沉积制备薄膜时，要同时考虑热丝的温度和衬底的温度。
通常情况下所用的热丝为钨丝，大量的实验亦证明钨丝是一种较好的热丝材料。
人们研究了W与Ta的合金作为热丝，在这种热丝的作用下也可以制备出具有优异性能
的多晶硅薄膜。
图3.2所示为热丝化学气相沉积过程示意图。
图3.2热丝化学气相沉积过程示意图
虽然热丝化学气相沉积在不需要较大H2稀释率的情况下也可以制备出多晶
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