信息时代推动着平板显示行业的发展，基于硅材料的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)在液晶显示(Liquid Crystal Display，LCD)和有源矩阵有机发光二极体(Active Matrix Organic Light Diode，AMOLED)领域扮演举足轻重的角色。非晶硅是薄膜晶体管最常用的有源层材料，但是，由于非晶硅的电子迁移率小于1cm2/V*s，随着平板显示行业的发展，非晶硅越来越难以满足人们对平板显示更高精细度、更轻薄、更省电的要求。多晶硅的电子迁移率比非晶硅高两个数量级，可以在提升像素写入能力的同时，将部分周边电路集成到玻璃衬底上。同时，多晶硅薄膜高迁移率以及与微电子工艺的兼容性使得它在薄膜太阳能电池、3D集成、存储器领域都有很大应用前景。由于TFT和太阳能电池需要在玻璃衬底上制备，所以在低温条件下制备多晶硅薄膜成为研究热点。　　脉冲激光结晶非晶硅薄膜制备多晶硅薄膜的方法很好地解决了低温条件下制备多晶硅薄膜的问题。脉冲激光瞬时功率密度很高，可以让非晶硅薄膜瞬间达到熔融状态，由于脉宽很窄，激光作用深度很浅，衬底可以处于常温状态。本文通过有限差分方法模拟了脉冲激光与非晶硅的相互作用，波长为532nm脉宽为10ns的激光，使非晶硅结晶的阈值能量密度为85mJ/cm2，温度随深度下降很快，在这一能量密度下非晶硅在深度0.6um处基本保持室温;温度随时间下降也很快，表面处在0.1us时温度下降到400℃左右。　　本文使用532nm固体纳秒激光器进行了非晶硅薄膜激光结晶实验。为了解决直接使用高斯光束结晶时因光斑能量分布带来的结晶效果不均匀问题，首先基于光束整型系统将圆形的高斯光束整型成为线性平顶光束，而后研究单脉冲能量密度、脉冲个数、非晶硅薄膜厚度对结晶效果的影响。结果表明，线性平项光束用于非晶硅薄膜结晶具有更好的均匀性，对于100nm非晶硅薄膜，随着能量密度的增加，晶粒逐渐变大，直到表面出现热损伤，最大晶粒尺寸约为1um*500nm。随着脉冲个数的增加，表面粗糙度有减小的趋势，观察到的最小粗糙度约为2.38nm。对于20nm超薄非晶硅薄膜，只有当能量密度位于134mJ/cm2和167mJ/cm2之间、脉冲个数大于或等于八个时才能观察到明显的结晶效果。