多晶硅薄膜因其独特的光学、电学性能及成本优势被认为是信息产业和太阳能光伏发电产业的关键材料。低温、快速制备高质量多晶硅薄膜是其重要的发展方向。在众多低温工艺中,H原子被广泛认为对多晶硅薄膜制备有着重要的促进作用。近些年来新开发的中压等离子体技术其中一个重要的特性就是拥有高的H原子密度,因此其可能在低温制备多晶硅薄膜方面有着极大的潜力。本论文以中压等离子体技术为基础,开发一种新的非晶硅薄膜快速退火晶化的方法,验证高密度H原子在晶化过程中起到的重要作用;再根据其高密度H原子及高温条件下独特的团簇式高速外延的特点,探究低温条件下基于玻璃衬底的多晶硅沉积工艺。(1)利用Ar、H2作为等离子体气体而产生的中压等离子体对1μm厚的无氢非晶硅薄膜进行退火,几秒钟内即可获得高结晶度的微晶硅薄膜,衬底温度低于600℃。中压等离子体提供的热能及高密度H原子化学退火作用是其能够实现低温快速退火重要原因。实验也探究了H2浓度、等离子体能量和退火时间对薄膜的形态与结晶度的影响,发现合理的提高功率和H原子浓度是短时间退火得到高结晶度薄膜的关键控制工艺,进一步提高H原子活性及延长退火时间会造成薄膜表面的刻蚀。另外也对中压等离子体退火机制做出了描述。(2)利用中压等离子体CVD技术在玻璃衬底上实现了低温多晶硅薄膜的制备。在110℃的衬底整体温度条件下获得了平整、连续的多晶硅薄膜,沉积速率达到了7.4μm/min,高于传统CVD方法不止一个数量级。实验同时探究了沉积工艺对薄膜质量和沉积速率的影响:提高射频功率可以提高薄膜质量和沉积速率;提高硅烷浓度可提高沉积速率,但薄膜质量先提升再降低。通过提高等离子体活性的方式可进一步降低整体衬底温度至85℃,并获得完全结晶、形貌平整的多晶硅薄膜。通过以上述两方面的研究,表明了中压等离子体在低温高速制备多晶硅薄膜的优越性。