JP5227900B2 - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

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Description

本発明はレーザ光による照射の方法およびそれを行うためのレーザ照射装置（レーザと該レーザから出力されるレーザ光を被処理体まで導くための光学系を含む装置）に関する。また、前記レーザ光の照射を工程に含んで作製された半導体装置の作製方法に関する。なお、ここでいう半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、液晶表示装置や発光装置等の電気光学装置及び該電気光学装置を部品として含む電子機器も含まれるものとする。
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された半導体膜に対し、レーザ光を照射して、結晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究されている。上記半導体膜には珪素がよく用いられる。本明細書中では、レーザ光を照射して、半導体膜を結晶化し、結晶質半導体膜を得る手段をレーザ結晶化という。
ガラス基板は、従来よく使用されてきた合成石英ガラス基板と比較し、安価で加工性に富んでおり、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板の温度を余り上昇させずに、半導体膜のみ高いエネルギーを与えることが出来る。また、電熱炉を用いた加熱手段に比べて格段にスループットが高い。
結晶質半導体は多くの結晶粒から出来ているため、多結晶半導体膜とも呼ばれる。レーザ光を照射して形成された結晶質半導体膜は、高い移動度を有するため、この結晶質半導体膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、１枚のガラス基板上に、画素部用と駆動回路用のＴＦＴを作製する、アクティブマトリクス型の液晶表示装置等に盛んに利用されている。
しかしながら、レーザ光を照射して作製される結晶質半導体膜は複数の結晶粒が集合して形成され、その結晶粒の位置と大きさはランダムなものであった。ガラス基板上に作製されるＴＦＴは素子分離のために、前記結晶質半導体を島状のパターニングに分離して形成している。その場合において、結晶粒の位置や大きさを指定して形成する事はできなかった。結晶粒内と比較して、結晶粒の界面（結晶粒界）は非晶質構造や結晶欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心が無数に存在している。この捕獲中心にキャリアがトラップされると、結晶粒界のポテンシャルが上昇し、キャリアに対して障壁となるため、キャリアの電流輸送特性を低下することが知られている。チャネル形成領域の半導体膜の結晶性は、ＴＦＴの特性に重大な影響を及ぼすが、結晶粒界の影響を排除して単結晶の半導体膜で前記チャネル形成領域を形成することはほとんど不可能であった。
このような問題を解決するために、レーザ照射方法において、位置制御され、しかも大粒径の結晶粒を形成する様々な試みがなされている。ここではまず、半導体膜にレーザ光を照射した後の前記半導体膜の固化過程について説明する。
レーザ光の照射によって完全溶融した液体半導体膜中に固相核生成が発生するまでにはある程度の時間が掛かり、完全溶融領域において無数の均一（あるいは不均一）核生成が発生し、成長することで、前記液体半導体膜の固化過程は終了する。この場合に得られる結晶粒の位置と大きさはランダムなものとなる。
また、レーザ光の照射によって前記半導体膜が完全溶融することなく、固相半導体領域が部分的に残存している場合には、レーザ光の照射後、直ちに前記固相半導体領域から結晶成長が始まる。既に述べたように、完全溶融領域において核生成が発生するにはある程度時間が掛かる。そのため、完全溶融領域において核生成が発生するまでの間に、前記半導体膜の膜面に対する水平方向（以下、ラテラル方向と呼ぶ）に結晶成長の先端である固液界面が移動することで、結晶粒は膜厚の数十倍もの長さに成長する。このような成長は、完全溶融領域において無数の均一（あるいは不均一）核生成が発生することで終了する。以下、この現象をスーパーラテラル成長と言う。
非晶質半導体膜や多結晶半導体膜においても、前記スーパーラテラル成長が実現するレーザ光のエネルギー領域は存在する。しかしながら、前記エネルギー領域は非常に狭く、また、大結晶粒の得られる位置については制御が困難であった。さらに、大結晶粒以外の領域は無数の核生成が発生した微結晶領域、もしくは非晶質領域であった。
以上に説明したように、半導体膜が完全溶融するレーザ光のエネルギー領域でラテラル方向の温度勾配を制御する（ラテラル方向への熱流を生じさせる）ことが出来れば、結晶粒の成長位置および成長方向を制御することが出来る。この方法を実現するために様々な試みがなされている。
例えば、「R.Ishihara and A.Burtsev: AM-LCD '98.,p153-p156,1998」では、基板と下地の酸化シリコン膜との間に高融点金属膜を形成し、前記高融点金属膜の上方に非晶質珪素膜を形成し、エキシマレーザのレーザ光を基板の表面（本明細書中では膜が形成されている面と定義する）と裏面（本明細書中では膜が形成されている面と反対側の面と定義する）の両側から照射するレーザ照射方法についての報告がある。基板の表面から照射されるレーザ光は、珪素膜に吸収されて熱に変わる。一方、基板の裏側から照射されるレーザ光は前記高融点金属膜に吸収されて熱に変わり、前記高融点金属膜を高温で加熱する。加熱された前記高融点金属膜と珪素膜の間の前記酸化シリコン膜が、熱の蓄積層として働くため、溶融している珪素膜の冷却速度を遅くする事ができる。ここでは、高融点金属膜を任意の場所に形成することにより、任意の場所に最大で直径６．４μｍの結晶粒を得ることができることが報告されている。
また、コロンビア大のJames S. Im氏らは、任意の場所にスーパーラテラル成長を実現させることの出来るSequential Lateral Solidification method（以下、ＳＬＳ法と言う。）を示した。ＳＬＳ法は、１ショット毎にスリット状のマスクをスーパーラテラル成長が行なわれる距離程度（約０．７５μｍ）ずらして、結晶化を行うものである。
一方、用いる基板の大面積化はますます進んでいる。１枚の大面積基板を用いて、複数の液晶表示装置用パネルなどの半導体装置を作製する方がスループットが高く、コストの低減が実現できるためである。大面積基板として、例えば６００ｍｍ×７２０ｍｍの基板や３２０ｍｍ×４００ｍｍの基板、円形の１２インチ（直径約３００ｍｍ）の基板等が使用されるようになっている。さらに、将来的には一辺が１ｍを越える基板も用いられるものと考えられる。
例えば、大面積基板に対して、ガルバノミラーを用いてレーザ光を照射する方法がある。その様子を図５を用いて説明する。
レーザ光２０１はガルバノミラー２０２、fθレンズ２０３を経て基板２０４に達している。ガルバノミラー２０２が振動することにより、ガルバノミラーのミラーの角度が時間変化し、基板上でのレーザ光の位置が２０６で示した矢印の方向へ移動する。ガルバノミラーが半周期振動すると、基板の幅の端から端までレーザ光が移動するように調整されている。このとき、基板上でのレーザ光の位置が移動しても、レーザ光のエネルギー密度が基板上で常に一定になるようにfθレンズ２０３は調整されている。
ガルバノミラーが半周期振動すると、基板の幅の端から端までレーザ光が移動する。これにより、レーザ光の照射された部分がレーザアニールされる。レーザ光の照射領域が断続的にならないように、ガルバノミラーの振動の速度を調整する。その後、ステージが２０６で示した矢印の方向と垂直方向に移動して、再び基板上で２０６で示した方向へのレーザ光の移動が始まる。これらの動作を繰り返させることにより、基板全面に対してレーザ光を照射することができる。すなわち、ガルバノミラーの回転による照射位置の移動とステージの移動とを繰り返すことで基板全面にレーザが照射される。
しかしながら、ガルバノミラーの角度が変化するに伴って、レーザ光の基板に対する入射角度は図５で示すα、β、γのように変化してしまう。特に、大面積基板にレーザ光を照射する場合には入射角度の変化は顕著になる。照射面に対するレーザ光の入射角度が変化することは、照射面における前記レーザ光のエネルギー分布が変化することを意味する。図１６は、波長５３２ｎｍのレーザ光が、厚さ７００μｍ、屈折率１．５の基板を透過し、該基板の裏面における反射率を計算したものであり、横軸を入射角度、縦軸を反射率としている。入射角度が変化すると、反射率も著しく変化していることがわかる。このようなレーザ光を用いて半導体膜等に照射しても、均一に照射することは難しく、膜質が低下する要因となる。そして、このような半導体膜を用いて半導体装置を作製した場合においても、動作特性や信頼性の低下の要因となる。
また、ガルバノミラーの角度が変化しても、レーザ光の基板に対する入射角度が変化しないテレセントリックｆθレンズと言うものもある。しかしながら、前記テレセントリックｆθレンズは、基板と同程度の大きさが必要となる。そのため、大面積基板を処理する場合には現実的ではない。
そこで本発明は、照射面におけるレーザ光のエネルギー分布を一定にし、前記照射面の全面に対して均一なレーザ光の照射を行う方法およびその装置を提供することを課題とする。また、本発明は、大面積基板においても、単結晶に近い結晶性を有する結晶質半導体膜を効率よく形成するためのレーザ照射方法およびその装置を提供することを課題とする。また、前記レーザ照射方法を工程に含む半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
本明細書で開示するレーザ照射装置に関する発明の構成は、複数のレーザと、照射面における複数のレーザ光の形状を楕円状または矩形状にする手段１と、前記照射面における前記複数のレーザ光の照射位置を第１の方向および第１の方向とは逆方向へ移動させ、かつ、前記照射面における複数のレーザ光の照射位置を第２の方向へ移動させる手段２とを有することを特徴としている。
また、レーザ照射装置に関する発明の他の構成は、複数のレーザと、複数のレーザ光に対し相対的に斜めに設置された照射面と、前記照射面における前記複数のレーザ光の形状を楕円状または矩形状にする手段１と、前記照射面における前記複数のレーザ光の照射位置を第１の方向および第１の方向とは逆方向へ移動させ、かつ、前記照射面における複数のレーザ光の照射位置を第２の方向へ移動させる手段２とを有することを特徴としている。
上記各構成において、前記複数のレーザは、連続発振またはパルス発振の固体レーザであることを特徴としている。例えば、前記固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
また、上記各構成において、前記複数のレーザは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザから選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。
また、上記各構成において、前記手段１は、シリンドリカルレンズを有することを特徴としている。または、前記手段１は、凸レンズ、シリンドリカルレンズ及びディフラクティブオプティクス（回折格子）を有することを特徴としている。前記手段１により、前記照射面における前記レーザ光の形状が楕円状または矩形状に成形され、効率よく、前記レーザ光の照射を行うことができる。
また、上記各構成において、前記手段２は、ステージであることを特徴としている。前記ステージは少なくとも、前記第１方向、該第１方向とは逆の方向および前記第２方向へ移動する。例えば、Ｘ−Ｙステージなどが挙げられる。
また、本明細書で開示するレーザ照射方法に関する発明の構成は、照射面における複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記照射面を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第２の方向へ移動させ、前記照射面を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射することを特徴としている。
また、レーザ照射方法に関する発明の他の構成は、複数のレーザ光に対して斜めに設置されている照射面における前記複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記照射面を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第２の方向へ移動させ、前記照射面を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射することを特徴としている。
また、レーザ照射方法に関する発明の他の構成は、照射面における複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記照射面を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第２の方向へ移動させることを特徴としている。
また、レーザ照射方法に関する発明の他の構成は、複数のレーザ光に対して斜めに設置されている照射面における前記複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記照射面を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記照射面を第２の方向へ移動させることを特徴としている。
上記各構成において、前記レーザ光は、連続発振またはパルス発振の固体レーザから発振されたものであることを特徴とするレーザ照射方法。例えば、前記固体レーザは、連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
また、上記各構成において、前記レーザ光は、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザから選ばれた一種または複数種から発振されたものであることを特徴している。
また、上記各構成において、前記光学系として、シリンドリカルレンズを用いることを特徴としている。または、前記光学系として、凸レンズおよびシリンドリカルレンズを用いることを特徴としている。
また、本明細書で開示する半導体装置の作製方法に関する発明の構成は、絶縁表面上に半導体膜を形成し、前記半導体膜における複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記半導体膜を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第２の方向へ移動させ、前記半導体膜を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射することを特徴としている。
また、半導体装置の作製方法に関する発明の他の構成は、絶縁表面上に半導体膜を形成し、複数のレーザ光に対して斜めに設置されている前記半導体膜における前記複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記半導体膜を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第２の方向へ移動させ、前記半導体膜を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射することを特徴としている。
また、半導体装置の作製方法に関する発明の他の構成は、絶縁表面上に半導体膜を形成し、前記半導体膜における複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記半導体膜を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第２の方向へ移動させることを特徴としている。
また、半導体装置の作製方法に関する発明の他の構成は、絶縁表面上に半導体膜を形成し、複数のレーザ光に対して斜めに設置されている前記半導体膜における前記複数のレーザ光の形状を光学系により楕円状または矩形状に成形し、前記半導体膜を第１の方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第１の方向とは逆方向へ移動させながら前記複数のレーザ光を照射し、前記半導体膜を第２の方向へ移動させることを特徴としている。
上記各構成において、前記レーザ光は、連続発振またはパルス発振の固体レーザから発振されたものであることを特徴としている。例えば、前記固体レーザは、連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
また、上記各構成において、前記レーザ光は、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザから選ばれた一種または複数種から発振されたものであることを特徴としている。
また、上記各構成において、前記光学系として、シリンドリカルレンズを用いることを特徴としている。または、前記光学系として、凸レンズおよびシリンドリカルレンズを用いることを特徴としている。
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
（ａ）従来のＴＦＴの作製プロセスに適合した、簡単な方法である。
（ｂ）照射面においてエネルギー分布が同一なレーザ光を照射することができる。
（ｃ）スループットを向上させることを可能とする。これは、大面積基板の場合に特に有効である。
（ｄ）単結晶に近い結晶粒を有する半導体膜を形成することができる。
（ｅ）以上の利点を満たした上で、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現することができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を実現することができる。
レーザ照射装置の構成の例を示す図。 照射面におけるレーザ照射方法の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。 画素ＴＦＴの構成を示す上面図。 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。 （Ａ）発光装置の上面図。 （Ｂ）発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。 半導体装置の例を示す図。 半導体装置の例を示す図。 半導体装置の例を示す図。 レーザ光の入射角度に対する反射率の例を示す図。 レーザ光の入射角度と干渉との関係の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。 レーザ照射装置の構成の例を示す図。
本発明の実施形態について、図２を用いて説明する。
まず、複数のレーザ光を光学系により照射面において楕円状または矩形状のレーザ光１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとする。前記照射面における形状を矩形状または楕円状としたのは、基板全面を効率よくレーザ照射するためである。なお、レーザから射出されたレーザ光の形状は、レーザの種類によって異なる。例えば、ラムダ社製のＸｅＣｌエキシマレーザ（波長３０８ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）Ｌ３３０８レーザ光のサイズは、１０ｍｍ×３０ｍｍ（共にビームプロファイルにおける半値幅）である。また、ＹＡＧレーザは、ロッド形状が円筒形であればレーザ光の形状は円状となり、スラブ型であればレーザ光の形状は矩形状となる。前記照射面におけるレーザ光の形状は光学系により矩形状または楕円形状であるとする。
また、前記照射面に対するそれぞれのレーザ光の入射角度を同じにする。このようにすることで、前記照射面におけるそれぞれのレーザ光１０３のエネルギー分布を同じにする。これは、基板全面に均一なレーザ光の照射を行うために非常に重要なことである。
そして、前記レーザ光１０３を照射しながら、ステージ（または基板）を１０６で示す方向へ移動させる。続いて、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、前記レーザ光１０３を照射しながら、１０８で示す方向へ移動させる。このように、レーザ光の入射位置および入射角度を固定したまま、ステージ（または基板）の移動を繰り返せば、照射面におけるレーザ光のエネルギー分布が変化することなく、基板全面を照射することができる。その様子を図２（Ａ）に示す。
もちろん、前記レーザ光１０３を照射しながら、１０６で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、続いて、１０８で示す方向へ移動させることで、同一領域を複数回照射することになるが、同一領域を複数回照射したのちに１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、再度レーザ光を照射することも可能である。その様子を図２（Ｂ）に示す。
また、複数のレーザ光１０３はそれぞれの入射角度が同じであるなら、基板１０４に対して斜めに照射することも可能である。しかしながら、図１６で示したように、レーザ光の入射角度の変化に対して、反射率は著しく変化するため、複数のレーザ光のそれぞれの入射角度が同一、もしくは、反射率の変化が５％以内となる角度以内にするのが望ましい。また、図１７に示すように、レーザ光はビーム幅Ｗをもって、照射面に入射する。入射光と基板の裏面における反射光とが重ならなければ、干渉は起こらない。つまり、基板の厚さをｄとし、半導体膜の厚さは前記基板の厚さよりはるかに薄いため前記半導体膜の厚さを無視すると、ｓｉｎφ＝Ｗ／２ｄ∴φ＝ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／２ｄ）
を満たす入射角φより大きければ、干渉は起こらない。つまり、φ≧ａｒｃｓｉｎ（Ｗ／２ｄ）
のとき、干渉は起こらない。そのため、入射角φより大きい角度で入射させる場合には、複数のレーザ光の入射角を厳密に合わせなくてもよい。
また、レーザ光の波長やコヒーレンス長、半導体膜といった被照射物の吸収係数や膜厚などによって、干渉の起こる条件は変化するので、光学系や被照射物の配置を考慮する必要がある。
また、本実施形態において複数のレーザ光を用いているが、複数のレーザを用いて複数のレーザ光を発振させてもよいし、１つのレーザから発振されたレーザ光を分割して複数のレーザ光としてもよい。また複数のレーザ光の数は３つに限らず、２以上の複数であれば特に限定しない。
ここで、このような照射方法を用いて半導体膜の結晶化を行う場合について説明する。レーザ光が半導体膜に照射されると、照射された領域は溶融状態になり、時間がたつにつれ冷却し固化する。レーザ光を移動させながら照射すれば、次々と溶融状態である領域が形成される一方で、時間の経過により冷却し固化する領域も存在する。つまり、半導体膜において温度勾配が形成され、レーザ光の移動方向に沿って結晶粒が成長し、大粒径の結晶粒が形成される。このような結晶粒をチャネル形成領域に用いて作製されたＴＦＴの電気的特性は向上し、さらには半導体装置の動作特性および信頼性をも向上し得る。特にレーザ光の移動方向には結晶粒界がほとんどないため、この方向に平行なチャネル形成領域を有するＴＦＴを作製することが好ましい。
また、このような照射方法を用いれば、大面積基板に対しても、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。また、このようなレーザ光の照射により半導体膜の結晶化を行うと、単結晶に近い大粒径の結晶粒を有する半導体膜を形成することが可能となる。さらに前記半導体膜を用いて作製されたＴＦＴの電気的特性は向上し、半導体装置の動作特性および信頼性をも向上し得る。
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例によりさらに詳細な説明を行うこととする。
本実施例では、基板に対して斜めから複数のレーザ光を照射する方法について図１、図２、図１８および図１９を用いて説明する。
複数のレーザ光１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、シリンドリカルレンズ１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃにより短尺方向へ縮められ、照射面における形状が楕円状または矩形状であるレーザ光１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとなる。楕円状または矩形状のレーザ光を形成するのにディフラクティブオプティクスを用いてもよい。そして、１０６で示す方向へ、ステージ（または基板）を移動させれば、基板に対するレーザ光の入射角を変えることなく、１０８で示す方向へ照射することができる。１０８で示す方向への照射が終了すると、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、レーザ光を照射しながら１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させれば、１０６で示す方向へ照射することができる。これらの移動を繰り返すことで、基板全面にレーザ光が照射される。このときの基板全面にレーザ光が照射される様子を図２（A）に示す。
他のステージ（または基板）の移動方法としては、１０６で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させたのちに、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよいし、１０６で示す方向へのステージ（または基板）の移動および１０８で示す方向へのステージ（または基板）の移動を繰り返した後、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよい。このときの基板全面にレーザ光が照射される様子を図２（Ｂ）に示す。一方レーザ光を移動させながら照射してもよいし、レーザ光とステージの両方を移動させてもよい。
また、基板に入射したレーザ光は該基板の表面で反射するが、レーザ光は指向性およびエネルギー密度の高い光であるため、反射光が不適切な箇所を照射するのを防ぐためダンパー１０９を設置して、前記反射光を吸収させるのが好ましい。図示しないが、ダンパー１０９には冷却水が循環しており、反射光の吸収によりダンパー１０９の温度が上昇するのを防いでいる。なお、図１において、レーザ光１０１ａについてのみダンパー１０９を図示しているが、他のレーザ光１０１ｂ、１０１ｃにおいても、もちろん設置するのが好ましい。
また、図１６で示したように、レーザ光の入射角度が変化すると、反射率は著しく変化する。そのため、複数のレーザ光の入射角度を同じにすることは極めて重要である。複数のレーザ光の入射角度は、反射率の極小値となる角度にするのが最も望ましい。また、反射率の変動が５％以内となる入射角度にするのがよい。なお、基板の厚さや屈折率、波長によって、反射率は変化するので、入射角度については実施者が適宜決定すればよい。
このようにして、レーザ光を基板に照射すれば、エネルギー分布が同一であるレーザ光が基板に照射されるため、一様なレーザ照射を行うことができる。また単結晶に近い結晶粒を有する半導体膜を得ることができる。さらに、複数のレーザ光を用いていることから、スループットが向上し、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。
なお、本実施例では複数のレーザ光を用いているが、図１８で示すように基板１０４に対して、複数のレーザ１００を斜めに設置し、前記複数のレーザ１００を用いて複数のレーザ光を発振させてもよい。また、図１９で示すように、１つのレーザ１５０から発振されたレーザ光をビームスプリッター１５１ａ、１５１ｂ等により分割して複数のレーザ光１０１としてもよい。また複数のレーザ光の数は３つに限らず、２以上であれば特に限定しない。
また、本実施例では、基板を水平に設置し、レーザ光の入射角度を該基板に対して角度θだけ傾けているが、基板を水平方向から角度θだけ傾けて設置することで、前記基板に対する前記レーザ光の入射角度を傾けてもよい。
本実施例では、基板に対して垂直方向から複数のレーザ光を照射する方法について図３を用いて説明する。
レーザから発振されたレーザ光１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、シリンドリカルレンズ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃにより短尺方向へ縮められ、照射面における形状が楕円状または矩形状であるレーザ光１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃとなる。楕円状または矩形状のレーザ光を形成するのにディフラクティブオプティクスを用いてもよい。そして、１０６で示す方向へ、ステージ（または基板）
を移動させれば、基板に対するレーザ光の入射角を変えることなく、１０８で示す方向へ照射することができる。１０６で示す方向への照射が終了すると、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、レーザ光を照射しながら１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させれば、１０６で示す方向へ照射することができる。これらの移動を繰り返すことで、基板全面にレーザ光が照射される。
他のステージ（または基板）の移動方法としては、１０６で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させたのちに、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよいし、１０６で示す方向への移動および１０８で示す方向への移動を繰り返した後、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよい。一方レーザ光を移動させながら照射してもよいし、レーザ光とステージの両方を移動させてもよい。
また、基板に入射したレーザ光は該基板の表面で反射し、入射したときと同じ光路を戻る、いわゆる戻り光となるが、該戻り光はレーザの出力や周波数の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼす。そのため、前記戻り光を取り除きレーザの発振を安定させるため、アイソレータ１１１を設置するのが好ましい。
このようにして、レーザ光を基板に照射すれば、エネルギー分布が同一であるレーザ光が基板に照射されるため、一様なレーザ照射を行うことができる。また単結晶に近い結晶粒を有する半導体膜を得ることができる。さらに、複数のレーザ光を用いていることから、スループットが向上し、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。なお、本実施例では複数のレーザ光を用いているが、複数のレーザを用いて複数のレーザ光を発振させてもよいし、１つのレーザから発振されたレーザ光を分割して複数のレーザ光としてもよい。また複数のレーザ光の数は３つに限らず、２以上であれば特に限定しない。
本実施例では、ロッド形状がスラブ型である複数のレーザを用い、基板に対して垂直方向からレーザ光を照射する方法について図４を用いて説明する。
レーザから発振されたレーザ光１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、凸レンズ１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃにより長尺方向および短尺方向へ縮められ、シリンドリカルレンズ１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃにより、長尺方向において集光した後拡げられ、照射面における形状が矩形状であるレーザ光１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃとなる。楕円状または矩形状のレーザ光を形成するのにディフラクティブオプティクスを用いてもよい。そして、１０６で示す方向へ、ステージ（または基板）を移動させれば、基板に対するレーザ光の入射角を変えることなく、１０８で示す方向へ照射することができる。１０８で示す方向への照射が終了すると、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、レーザ光を照射しながら１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させれば、１０６で示す方向へ照射することができる。これらの移動を繰り返すことで、基板全面にレーザ光が照射される。
また、ステージ（または基板）の移動方法としては、１０６で示す方向へステージ（または基板）を移動させ、１０８で示す方向へステージ（または基板）を移動させたのちに、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよいし、１０６で示す方向への移動および１０８で示す方向への移動を繰り返した後、１０７で示す方向へステージ（または基板）を移動させてもよい。一方レーザ光を移動させながら照射してもよいし、レーザ光とステージの両方を移動させてもよい。
また、基板に入射したレーザ光は該基板の表面で反射し、入射したときと同じ光路を戻る、いわゆる戻り光となるが、該戻り光はレーザの出力や周波数の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼす。そのため、前記戻り光を取り除きレーザの発振を安定させるため、アイソレータ１１１を設置するのが好ましい。
このようにして、レーザ光を基板に照射すれば、エネルギー分布が同一であるレーザ光が基板に照射されるため、一様なレーザ照射を行うことができる。また単結晶に近い結晶粒を有する半導体膜を得ることができる。さらに、複数のレーザ光を用いていることから、スループットが向上し、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。なお、本実施例では複数のレーザ光を用いているが、複数のレーザを用いて複数のレーザ光を発振させてもよいし、１つのレーザから発振されたレーザ光を分割して複数のレーザ光としてもよい。また複数のレーザ光の数は３つに限らず、２以上であれば特に限定しない。
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図６〜図９を用いて説明する。本明細書ではＣＭＯＳ回路、及び駆動回路と、画素ＴＦＴ、保持容量とを有する画素部を同一基板上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
まず、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板４００を用いる。なお、基板４００としては、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
次いで、基板４００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜４０１を形成する。本実施例では下地膜４０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜４０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、ＮＨ3、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜４０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜４０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜４０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ4、及びＮ2Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜４０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０nm）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜４０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成する。
次いで、下地膜上に半導体層４０２〜４０６を形成する。半導体層４０２〜４０６は公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで半導体膜を成膜し、レーザ結晶化法により結晶化させる。もちろん、レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法（ＲＴＡやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等）と組み合わせて行ってもよい。そして、得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層４０２〜４０６を形成する。前記半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶質半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。
レーザ結晶化法により結晶質半導体膜を作製するには、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザから放射されたレーザ光を光学系で矩形状または楕円状に成形し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択する。
本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜する。そして、連続発振のＹＶＯ4レーザの第２高調波を用い、図１、図３または図４に示すような光学系により結晶化を行って結晶質珪素膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層４０２〜４０６を形成する。
また、半導体層４０２〜４０６を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
次いで、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
なお、本実施例では、第１の導電膜４０８をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行う。（図６（Ｂ））本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。
この後、レジストからなるマスク４１０〜４１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層４１７〜４２２（第１の導電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行う。
（図６（Ｃ））ここでは、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第１の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層４２８〜４３３を形成する。
そして、レジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０14/cm2とし、加速電圧を４０〜８０ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０13／cm2とし、加速電圧を６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層４２８〜４３３がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域４２３〜４２７が形成される。不純物領域４２３〜４２７には１×１０18〜１×１０20/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４３４ａ〜４３４ｃを形成して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で第２のドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜１×１０15/cm2とし、加速電圧を６０〜１２０ｋｅＶとして行う。ドーピング処理は第２の導電層４２８ｂ〜４３２ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部の下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。続いて、第２のドーピング処理より加速電圧を下げて第３のドーピング処理を行って図７（Ａ）の状態を得る。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０15〜１×１０17/cm2とし、加速電圧を５０〜１００ｋｅＶとして行う。第２のドーピング処理および第３のドーピング処理により、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域４３６、４４２、４４８には１×１０18〜５×１０19/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加され、高濃度不純物領域４３５、４３８、４４１、４４４、４４７には１×１０19〜５×１０21/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。
もちろん、適当な加速電圧にすることで、第２のドーピング処理および第３のドーピング処理は１回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することも可能である。
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃを形成して第４のドーピング処理を行う。この第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域４５３、４５４、４５９、４６０を形成する。第１の導電層４２８ａ〜４３２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域４５３、４５４、４５９、４６０はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。（図７（Ｂ））この第４のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃで覆われている。第１乃至３のドーピング処理によって、不純物領域４５３、４５４及び４５９、４６０にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19〜５×１０21atoms/cm3となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
次いで、レジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃを除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
次いで、図７（Ｃ）に示すように、加熱処理を行って、半導体層の結晶性の回復、それぞれの半導体層に添加された不純物元素の活性化を行う。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザ光の照射、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に加熱処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
そして、加熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行うと水素化を行うことができる。この工程は第１の層間絶縁膜４６１に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。第１の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理を行っても良い。
また、活性化処理としてレーザ光を照射する場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等のレーザ光を照射することが望ましい。
次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜４６２を形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いる。
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹（図示しない）が形成される第２の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
また、第２の層間絶縁膜４６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
そして、駆動回路５０６において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成する。もちろん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、ＡｌとＴｉに限らない。
例えば、ＴａＮ膜上にＡｌやＣｕを形成し、さらにＴｉ膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。（図８）
また、画素部５０７においては、画素電極４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成する。この接続電極４６８によりソース配線（４３３ａと４３３ｂの積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線４６９は、画素ＴＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０としては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域４３７、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４２８ａと重なる低濃度不純物領域４３６（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５２を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４４０、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５３と、低濃度不純物領域４５３とを有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４４３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４３０ａと重なる低濃度不純物領域４４２（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５６を有している。
画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域４４６、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４４５（ＬＤＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５８を有している。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する半導体層には、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁膜４１６を誘電体として、電極（４３２ａと４３２ｂの積層）と、半導体層とで形成している。
本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図９に示す。なお、図６〜図９に対応する部分には同じ符号を用いている。図８中の鎖線Ａ−Ａ’は図９中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図８中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図９中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
なお、本実施例は実施例１乃至３のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
本実施例では、実施例４で作製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図１０を用いる。
まず、実施例４に従い、図８の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図８のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向膜５６７を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜５６７を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ５７２を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
次いで、対向基板５６９を用意する。次いで、対向基板５６９上に着色層５７０、５７１、平坦化膜５７３を形成する。赤色の着色層５７０と青色の着色層５７１とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
本実施例では、実施例４に示す基板を用いている。従って、実施例４の画素部の上面図を示す図９では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
次いで、平坦化膜５７３上に透明導電膜からなる対向電極５７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜５７４を形成し、ラビング処理を施した。
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材５６８で貼り合わせる。シール材５６８にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料５７５を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。液晶材料５７５には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１０に示す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板（図示しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
以上のようにして作製される液晶表示装置は大粒径の結晶粒を有する半導体膜を用いて作製されており、前記液晶表示装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得る。そして、このような液晶表示装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。
なお、本実施例は実施例１乃至４のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
本実施例では、本発明を用いて発光装置を作製した例について説明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにＩＣを実装した表示用モジュールを総称したものである。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（発光層）と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）があり、これらのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。
なお、本明細書中では、発光素子において陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構造を有していることもある。
図１１は本実施例の発光装置の断面図である。図１１において、基板７００上に設けられたスイッチングＴＦＴ６０３は図８のｎチャネル型ＴＦＴ５０３を用いて形成される。したがって、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０３の説明を参照すれば良い。
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
基板７００上に設けられた駆動回路は図８のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として機能する。また、配線７０４はソース配線７０８とスイッチングＴＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線７０５はドレイン配線７０９とスイッチングＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
なお、電流制御ＴＦＴ６０４は図８のｐチャネル型ＴＦＴ５０２を用いて形成される。従って、構造の説明はｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
また、配線７０６は電流制御ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は電流制御ＴＦＴの画素電極７１１上に重ねることで画素電極７１１と電気的に接続する電極である。
なお、７１１は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極７１１は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜７１０上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７１０を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される発光層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
配線７０１〜７０７を形成後、図１１に示すようにバンク７１２を形成する。
バンク７１２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０6〜１×１０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれば良い。
画素電極７１１の上には発光層７１３が形成される。なお、図１１では一画素しか図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）膜を設けた積層構造としている。
Ａｌｑ3にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍのポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として１００ｎｍ程度のパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造としても良い。なお、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
次に、発光層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
この陰極７１４まで形成された時点で発光素子７１５が完成する。なお、ここでいう発光素子７１５は、画素電極（陽極）７１１、発光層７１３及び陰極７１４で形成されたダイオードを指す。
発光素子７１５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効である。パッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層７１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層７１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層７１３が酸化するといった問題を防止できる。
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを用いる。
こうして図１１に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した後、パッシベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。
こうして、基板７００上にｎチャネル型ＴＦＴ６０１、ｐチャネル型ＴＦＴ６０２、スイッチングＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０３および電流制御ＴＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ）６０４が形成される。
さらに、図１１を用いて説明したように、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いｎチャネル型ＴＦＴを形成することができる。そのため、信頼性の高い発光装置を実現できる。
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。
さらに、発光素子を保護するための封止（または封入）工程まで行った後の本実施例の発光装置について図１２を用いて説明する。なお、必要に応じて図１１で用いた符号を引用する。
図１２（Ａ）は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）をＣ−Ｃ’で切断した断面図である。点線で示された８０１はソース側駆動回路、８０６は画素部、８０７はゲート側駆動回路である。また、９０１はカバー材、９０２は第１シール材、９０３は第２シール材であり、第１シール材９０２で囲まれた内側には封止材９０７が設けられる。
なお、９０４はソース側駆動回路８０１及びゲート側駆動回路８０７に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）９０５からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図１２（Ｂ）を用いて説明する。基板７００の上方には画素部８０６、ゲート側駆動回路８０７が形成されており、画素部８０６は電流制御ＴＦＴ６０４とそのドレインに電気的に接続された画素電極７１１を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路８０７はｎチャネル型ＴＦＴ６０１とｐチャネル型ＴＦＴ６０２とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
画素電極７１１は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極７１１の両端にはバンク７１２が形成され、画素電極７１１上には発光層７１３および発光素子の陰極７１４が形成される。
陰極７１４は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０４を経由してＦＰＣ９０５に電気的に接続されている。さらに、画素部８０６及びゲート側駆動回路８０７に含まれる素子はパッシベーション膜７１６で覆われている。
また、第１シール材９０２によりカバー材９０１が貼り合わされている。なお、カバー材９０１と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、第１シール材９０２の内側には封止材７１７が充填されている。なお、第１シール材９０２、封止材７１７としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材９０２はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、封止材７１７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い。
発光素子を覆うようにして設けられた封止材７１７はカバー材９０１を接着するための接着剤としても機能する。また、本実施例ではカバー材９０１を構成するプラスチック基板９０１aの材料としてＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリルを用いることができる。
また、封止材７１７を用いてカバー材９０１を接着した後、封止材７１７の側面（露呈面）を覆うように第２シール材９０３を設ける。第２シール材９０３は第１シール材９０２と同じ材料を用いることができる。
以上のような構造で発光素子を封止材７１７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の発光層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置が得られる。
以上のようにして作製される発光装置は大粒径の結晶粒を有する半導体膜を用いて作製されており、前記発光装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得る。そして、このような液晶表示装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。
なお、本実施例は実施例１乃至４のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
本発明を適用して、様々な電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置、アクティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型ＥＣ表示装置）
を作製することができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの例を図１３、図１４及び図１５に示す。
図１３（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することができる。
図１３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することができる。
図１３（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５に適用できる。
図１３（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。本発明は表示部３３０２に適用することができる。
図１３（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
本発明は表示部３４０２に適用することができる。
図１３（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することができる。
図１４（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置やその他の駆動回路に適用することができる。
図１４（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３７０２の一部を構成する液晶表示装置やその他の駆動回路に適用することができる。
なお、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）及び図１４（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図１４（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
また、図１４（Ｄ）は、図１４（Ｃ）中における光源光学系３８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクター３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図１４（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
ただし、図１４に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は図示していない。
図１５（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することができる。
図１５（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明は表示部４００２、４００３に適用することができる。
図１５（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。本発明は表示部４１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざま分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜４または５のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
本実施例では、基板に照射したレーザ光を反射板により反射させ、基板に再度照射する方法について図２０を用いて説明する。
図２０には基板２００、レーザ光２２０ａ、レーザ光２２０ｂ、反射光２３０ａ、反射光２３０ｂ、第１反射板２４０、第２反射板２５０が記載されている。
また１０６、１０７、１０８には基板が移動する方向が示されている。
レーザ光２２０ａは基板に入射後透過し、第１反射板２４０で反射し、基板に再度入射する。これを反射光２３０ａと記載する。反射光２３０ａは第２反射板によって基板方向に反射する。同様にレーザ光２２０ｂは基板に入射した後透過し、第１反射板２４０によって基板方向に反射する。これを反射光２３０ｂと記載する。本実施例ではレーザ光２２０ａ及び２２０ｂのレーザ幅は５００μｍであり、基板への入射角度は２０度である。レーザ光は実施例１乃至３のようにシリンドリカルレンズやアイソレータ等で適宜加工すればよい。また、基板は実施例１と同様に移動させ、基板全面にレーザ光を照射することができる。
このようにして、反射板を用いて複数のレーザ光を基板に照射すれば、レーザ光の反射光も有効に利用することができる。そのため、スループットが向上し、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。また本実施例の構成において複数のレーザ光源を用いると干渉も防ぐことができる。しかし、レーザ光が、照射する基板で重ならない場合は、同一のレーザ光源を用いてもかまわない。
また、本実施例では反射板を基板と平行に設置しているが、反射板を傾けて設置してもよい。
なお、本実施例は実施例１乃至７で用いることが出来る。しかし１つのレーザ光源から発振されたレーザ光を分割して、複数のレーザ光として用いる場合は、干渉を防ぐために、基板から反射板までの距離が、レーザ光のコヒーレンス長の長さの半分以上であることが必要である。しかし、レーザ光が、照射する基板で重ならない場合は、同一のレーザ光源を用いてもかまわない。
本実施例では、基板に照射したレーザ光を反射板により反射させ、基板に再度照射する方法について図２１を用いて説明する。
図２１には基板２１２、レーザ光２１１ａ、レーザ光２１１ｂ、レーザ光２１１ｃ、レーザ光２１１ｄ、反射光２１４ａ、反射光２１４ｂ、反射光２１４ｃ、反射光２１４ｄ、反射板２１３が記載されている。また１０６、１０７、１０８は基板が移動する方向が示されている。
レーザ光２１１ａは基板に入射後透過し、反射板２１３で反射し、基板に再度入射する。これを反射光２１４ａと記載する。レーザ光２１１ｂは基板に入射後透過し、反射板２１３で反射し、基板に再度入射する。これを反射光２１４ｂと記載する。レーザ光２１１ｃは基板に入射後透過し、反射板２１３で反射し、基板に再度入射する。これを反射光２１４ｃと記載する。レーザ光２１１ｄは基板に入射後透過し、反射板２１３で反射し、基板に再度入射する。これを反射光２１４ｄと記載する。本実施例ではレーザ光２１１ａ、２１１ｂ、２１１ｃ及び２１１ｄのレーザ幅は５００μｍであり、基板への入射角度は２０度である。レーザ光は実施例１乃至３のようにシリンドリカルレンズやアイソレータ等で適宜加工すればよい。また、基板は実施例１と同様に移動させ、基板全面にレーザ光を照射することができる。
このようにして、反射板を用いて複数のレーザ光を基板に照射すれば、レーザ光の反射光も有効に利用することができる。そのため、スループットが向上し、効率よく、レーザ光の照射を行うことができる。また本実施例の構成において、複数のレーザ光源を用いると干渉も防ぐことができる。しかし、レーザ光が、照射する基板で重ならない場合は、同一のレーザ光源を用いてもかまわない。
また、本実施例では反射板を基板と平行に設置しているが、反射板を傾けて設置してもよい。
なお、本実施例は実施例１乃至７で用いることが出来る。しかし１つのレーザ光源から発振されたレーザ光を分割して、複数のレーザ光として用いる場合は、干渉を防ぐために、基板から反射板までの距離が、レーザ光のコヒーレンス長の長さの半分以上であることが必要である。しかし、レーザ光が、照射する基板で重ならない場合は、同一のレーザ光源を用いてもかまわない。

Claims (2)

  1. 基板上に半導体膜を形成する工程と、
    複数のレーザ光の照射位置を第１の方向へ移動させながら、前記半導体膜の複数の第１の領域を結晶化させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を第２の方向へ移動させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を第３の方向へ移動させながら、前記半導体膜の複数の第２の領域を結晶化させる工程と、を有し、
    前記第３の方向は、前記第１の方向と逆方向であり、
    前記第２の方向は、前記第１の方向と垂直な方向であり、
    前記複数のレーザ光は前記基板の表面に対して斜め方向から同じ角度で入射し、
    前記基板の裏面側に第１の反射板を有し、
    前記基板の表面側に第２の反射板を有し、
    前記基板を通過した前記複数のレーザ光が前記第１の反射板で反射して前記半導体膜に再度照射され、
    前記第１の反射板で反射して前記半導体膜を通過した前記複数のレーザ光が前記第２の反射板で反射して前記半導体膜に再度照射されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  2. 基板上に半導体膜を形成する工程と、
    複数のレーザ光の照射位置を第１の方向へ移動させながら、前記半導体膜の複数の第１の領域を結晶化させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を第３の方向へ移動させながら、前記複数の第１の領域を結晶化させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を第２の方向へ移動させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を前記第１の方向へ移動させながら、前記半導体膜の複数の第２の領域を結晶化させる工程と、
    前記複数のレーザ光の照射位置を前記第３の方向へ移動させながら、前記複数の第２の領域を結晶化させる工程と、を有し、
    前記第３の方向は、前記第１の方向と逆方向であり、
    前記第２の方向は、前記第１の方向と垂直な方向であり、
    前記複数のレーザ光は前記基板の表面に対して斜め方向から同じ角度で入射し、
    前記基板の裏面側に第１の反射板を有し、
    前記基板の表面側に第２の反射板を有し、
    前記基板を通過した前記複数のレーザ光が前記第１の反射板で反射して前記半導体膜に再度照射され、
    前記第１の反射板で反射して前記半導体膜を通過した前記複数のレーザ光が前記第２の反射板で反射して前記半導体膜に再度照射されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
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