准分子激光晶化(ELC)制备多晶硅薄膜是当前制造低温多晶硅TFT的主流技术。本文利用分子动力学模拟方法研究了其部分工艺的原子级行为，为更好地理解快速熔化-结晶过程中的微观机理打下了良好的基础。同时，结合国内外对获得高质量多晶硅薄膜的 ELC工艺研究进展，提出了一种在ELC工艺中抑制纵向热流的新方法，并对其中关键工艺的可行性进行了实验探索。文章主要包括以下内容及结论： 采用Tersoff 势能模型，通过淬火法模拟制备了非晶氮化硅衬底结构，所得原子构型的径向分布函数和键角几率分布函数与理论结果和其他模拟结果一致。通过非平衡分子动力学方法（NEMD）计算了所得非晶氮化硅薄膜的热导率。结果表明，常温下非晶氮化硅纳米级薄膜的热导率约为1.2W/mK左右，且随着密度和体系温度的增加而单调递增，呈e指数关系。 通过原子沉积方法成功的在非晶氮化硅衬底上模拟了非晶硅薄膜的生长过程。在衬底温度为300K，原子入射能量为20eV的条件下，得到的非晶硅原子构型中Si-Si键的平均键长为2.4?，键角分布以109°为中心，60°左右出现由过配位缺陷引起的小的键角分布峰。 首次采用非均匀加热的方式，即计算原胞表层区域吸收脉冲能量的方式，模拟了脉宽为31 ps、能量密度为2.5mJ/cm2 的方波热脉冲加热过程。提出了通过原子位移来判断“熔融原子”的方法，并采用这一方法对非晶硅薄膜的熔化过程进行了研究。计算了熔化过程中液固界面快速推进情况，所得熔化前沿推进速率最高可达182m/s左右，且按照规律递减。同时，通过系统温度演变的统计发现，非晶硅表面加热区熔化时存在过热现象。熔体推进过程中，液固界面的温度保持在2180K左右，与非晶硅的Tersoff模拟熔点吻合，即熔体推进前沿不存在过热现象。 提出了一种基于人工控制晶粒超级横向生长现象的准分子激光晶化方案，其主要思想是：在非晶氮化硅栅绝缘层中特定区域引入气泡区或者微孔区，大幅度减小该区域的热导率，从而在后面的准分子激光退火过程中建立起适合于晶粒超级横向生长的温度梯度。作为对其关键工艺的探索，通过氦离子注入( 90keV，6×1016/ cm2 )后退火(600oC，0.5h )的方法，我们成功地在非晶氮化硅薄膜中引入了尺寸在5-6 nm左右的诱生微孔，初步证明了该方案的可行性。