JPH08213636A - 半導体装置及び電気光学装置の作製方法 - Google Patents
半導体装置及び電気光学装置の作製方法Info
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- JPH08213636A JPH08213636A JP29348595A JP29348595A JPH08213636A JP H08213636 A JPH08213636 A JP H08213636A JP 29348595 A JP29348595 A JP 29348595A JP 29348595 A JP29348595 A JP 29348595A JP H08213636 A JPH08213636 A JP H08213636A
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Landscapes
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- Thin Film Transistor (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 異なる特性を有する薄膜トランジスタを同一
基板上に選択的に形成する。 【構成】 加熱処理を施すことにより、ニッケル元素を
含んだ酸化膜１０５の下層の領域はは結晶化されて結晶
性珪素膜１０６とされ、酸化膜１０５が除去された領域
は結晶化されずに、非晶質珪素膜１０７のままにされ
る。更に、レーザー光を照射すると、酸化膜１０５によ
りレーザー光が減衰されて、結晶性珪素膜１０６には必
要とするエネルギー密度でレーザー光が照射さて、結晶
性が助長される。他方、非晶質珪素膜１０７にはレーザ
ー光が直接に照射されて、結晶化される。この結果、結
晶化過程の異なる２種類の結晶性珪素膜１０６、１０８
が形成される。
基板上に選択的に形成する。 【構成】 加熱処理を施すことにより、ニッケル元素を
含んだ酸化膜１０５の下層の領域はは結晶化されて結晶
性珪素膜１０６とされ、酸化膜１０５が除去された領域
は結晶化されずに、非晶質珪素膜１０７のままにされ
る。更に、レーザー光を照射すると、酸化膜１０５によ
りレーザー光が減衰されて、結晶性珪素膜１０６には必
要とするエネルギー密度でレーザー光が照射さて、結晶
性が助長される。他方、非晶質珪素膜１０７にはレーザ
ー光が直接に照射されて、結晶化される。この結果、結
晶化過程の異なる２種類の結晶性珪素膜１０６、１０８
が形成される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本明細書で開示する発明は、液晶
ディスプレーに代表される電気光学装置の作製方法に関
する。また、液晶ディスプレーの構成に利用できる半導
体装置の作製方法に関する。また、選択的に特性の異な
る薄膜装置を形成する方法に関する。
ディスプレーに代表される電気光学装置の作製方法に関
する。また、液晶ディスプレーの構成に利用できる半導
体装置の作製方法に関する。また、選択的に特性の異な
る薄膜装置を形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年薄膜トランジスタを利用した液晶デ
ィスプレーが知られている。これはアクティブマトリク
ス型と呼ばれるもので、マトリクス状に配置された画素
のそれぞれに薄膜トランジスタを配置し、これらの薄膜
トランジスタで各画素の画素電極に保持される電荷の蓄
積・放電を制御するものである。アクティブマトリクス
型の液晶表示装置は、微細で高速動画を表示することが
できるので、今後のディスプレイの主力となるものと期
待されている。
ィスプレーが知られている。これはアクティブマトリク
ス型と呼ばれるもので、マトリクス状に配置された画素
のそれぞれに薄膜トランジスタを配置し、これらの薄膜
トランジスタで各画素の画素電極に保持される電荷の蓄
積・放電を制御するものである。アクティブマトリクス
型の液晶表示装置は、微細で高速動画を表示することが
できるので、今後のディスプレイの主力となるものと期
待されている。
【０００３】またアクティブマトリクス型の液晶表示装
置において、画素領域に配置される薄膜トランジスタ
と、画素を駆動するための周辺駆動回路を構成する薄膜
トランジスタとを同一基板上に形成する構成が知られて
いる。このような構成を採用することにより、１枚の基
板上に画素領域と周辺駆動回路とを薄膜集積回路として
集積化できるので、軽量化や薄膜化を著しく推進するこ
とができる。
置において、画素領域に配置される薄膜トランジスタ
と、画素を駆動するための周辺駆動回路を構成する薄膜
トランジスタとを同一基板上に形成する構成が知られて
いる。このような構成を採用することにより、１枚の基
板上に画素領域と周辺駆動回路とを薄膜集積回路として
集積化できるので、軽量化や薄膜化を著しく推進するこ
とができる。
【０００４】一般に画素領域に配置される薄膜トランジ
スタと、周辺駆動回路に配置される薄膜トランジスタと
では要求される特性が異なる。画素領域に配置される薄
膜トランジスタはＯＦＦ電流（リーク電流ともいう）が
小さいことが要求される。薄膜トランジスタのＯＦＦ電
流とは、薄膜トランジスタがＯＦＦの状態において、ソ
ース／ドレイン間を流れてしまう電流のことである。こ
のＯＦＦ電流が大きいと、画素電極に保持しなければな
らない電荷が、薄膜トランジスタがＯＦＦであるにもか
かわらずＯＦＦ電流として流失し、必要とする時間で画
像表示を行えない状態となってしまう。
スタと、周辺駆動回路に配置される薄膜トランジスタと
では要求される特性が異なる。画素領域に配置される薄
膜トランジスタはＯＦＦ電流（リーク電流ともいう）が
小さいことが要求される。薄膜トランジスタのＯＦＦ電
流とは、薄膜トランジスタがＯＦＦの状態において、ソ
ース／ドレイン間を流れてしまう電流のことである。こ
のＯＦＦ電流が大きいと、画素電極に保持しなければな
らない電荷が、薄膜トランジスタがＯＦＦであるにもか
かわらずＯＦＦ電流として流失し、必要とする時間で画
像表示を行えない状態となってしまう。
【０００５】他方、周辺駆動回路に配置される薄膜トラ
ンジスタは大きなＯＮ電流を流すことができ、しかも高
速動作を行わすことができる特性が要求される。即ち、
大きな移動度を有することが要求される。一方で、画素
領域に配置される薄膜トランジスタにはそれほどの高速
動作は要求されないため、高移動度を有する必要はな
い。
ンジスタは大きなＯＮ電流を流すことができ、しかも高
速動作を行わすことができる特性が要求される。即ち、
大きな移動度を有することが要求される。一方で、画素
領域に配置される薄膜トランジスタにはそれほどの高速
動作は要求されないため、高移動度を有する必要はな
い。
【０００６】このように画素領域に配置される薄膜トラ
ンジスタと、周辺駆動回路の領域に配置される薄膜トラ
ンジスタとは、それぞれ異なる特性が要求される。従っ
て、同一基板上に画素領域に配置される薄膜トランジス
タと、周辺駆動回路の領域に配置される薄膜トランジス
タとを集積化する場合は、作製工程を工夫して必要とす
る領域に、必要とする特性を有する薄膜トランジスタを
選択的に形成する必要がある。
ンジスタと、周辺駆動回路の領域に配置される薄膜トラ
ンジスタとは、それぞれ異なる特性が要求される。従っ
て、同一基板上に画素領域に配置される薄膜トランジス
タと、周辺駆動回路の領域に配置される薄膜トランジス
タとを集積化する場合は、作製工程を工夫して必要とす
る領域に、必要とする特性を有する薄膜トランジスタを
選択的に形成する必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本明細書で開示する発
明は、同一基板上に異なる特性を有する薄膜トランジス
タを作り分ける技術を提供することを目的とする。特
に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法
において、同一基板上に画素領域に配置される薄膜トラ
ンジスタと周辺駆動回路を構成するための薄膜トランジ
スタとを作り分ける技術を提供することを目的とする。
明は、同一基板上に異なる特性を有する薄膜トランジス
タを作り分ける技術を提供することを目的とする。特
に、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法
において、同一基板上に画素領域に配置される薄膜トラ
ンジスタと周辺駆動回路を構成するための薄膜トランジ
スタとを作り分ける技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する主要
な発明は、非晶質珪素膜を形成する工程と、前記非晶質
珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属元素を含ん
だ透光性を有する薄膜を形成する工程と、加熱処理を施
し前記酸化珪素膜が形成された領域の非晶質珪素膜を結
晶化させる工程と、レーザー光を照射する工程と、を有
することを特徴とする。
な発明は、非晶質珪素膜を形成する工程と、前記非晶質
珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属元素を含ん
だ透光性を有する薄膜を形成する工程と、加熱処理を施
し前記酸化珪素膜が形成された領域の非晶質珪素膜を結
晶化させる工程と、レーザー光を照射する工程と、を有
することを特徴とする。
【０００９】上記構成において、非晶質珪素膜として
は、絶縁表面を有する基板上にプラズマＣＶＤ法や減圧
熱ＣＶＤ法、その他公知の成膜方法で数百〜数千Åの厚
さに成膜されるものを用いることができる。絶縁表面を
有する基板としては、ガラス基板、石英基板、これら基
板の表面に酸化珪素膜や窒化珪素膜等の絶縁膜が成膜さ
れた基板、絶縁膜の成膜された半導体基板や導体基板を
用いることができる。一般に液晶ディスプレーを構成す
るのであれば、基板としてガラス基板に代表される透光
性基板が利用される。
は、絶縁表面を有する基板上にプラズマＣＶＤ法や減圧
熱ＣＶＤ法、その他公知の成膜方法で数百〜数千Åの厚
さに成膜されるものを用いることができる。絶縁表面を
有する基板としては、ガラス基板、石英基板、これら基
板の表面に酸化珪素膜や窒化珪素膜等の絶縁膜が成膜さ
れた基板、絶縁膜の成膜された半導体基板や導体基板を
用いることができる。一般に液晶ディスプレーを構成す
るのであれば、基板としてガラス基板に代表される透光
性基板が利用される。
【００１０】上記構成において、「非晶質珪素膜の一部
に珪素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性を有
する薄膜を形成する」のは、非晶質珪素膜の少なくとも
一部の結晶性を選択的に助長させるためである。
に珪素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性を有
する薄膜を形成する」のは、非晶質珪素膜の少なくとも
一部の結晶性を選択的に助長させるためである。
【００１１】珪素の結晶化を助長する金属元素として
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種類
の元素が用いられる。特にニッケル（Ｎｉ）は、その再
現性が良く、効果が顕著であることが判明している。ま
た、これら金属元素は珪素膜中の濃度が珪素の結晶化を
助長でき、かつ珪素の半導体としての特性を損なわない
範囲とする必要があり、１×１０16ｃｍ-3〜５×１０19
ｃｍ-3、好ましくは１×１０17ｃｍ-3〜５×１０19ｃｍ
-3となるように導入する必要がある。具体的には、珪素
膜中における金属元素の濃度が上記濃度範囲となるよう
に透光性を有する薄膜中の金属元素の濃度を調整する必
要がある。
は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種類
の元素が用いられる。特にニッケル（Ｎｉ）は、その再
現性が良く、効果が顕著であることが判明している。ま
た、これら金属元素は珪素膜中の濃度が珪素の結晶化を
助長でき、かつ珪素の半導体としての特性を損なわない
範囲とする必要があり、１×１０16ｃｍ-3〜５×１０19
ｃｍ-3、好ましくは１×１０17ｃｍ-3〜５×１０19ｃｍ
-3となるように導入する必要がある。具体的には、珪素
膜中における金属元素の濃度が上記濃度範囲となるよう
に透光性を有する薄膜中の金属元素の濃度を調整する必
要がある。
【００１２】上記構成において、加熱処理を施すのは、
非晶質珪素膜の一部の領域に導入された珪素の結晶化を
助長する金属元素の作用によって、当該領域を選択的に
結晶化させるためである。一般に、非晶質珪素膜に対し
て加熱処理を施すことにより、結晶化することができ
る。非晶質珪素膜の結晶化温度は、成膜方法や成膜条件
によって異なるが、一般的に５８０℃〜６２０℃程度で
ある。
非晶質珪素膜の一部の領域に導入された珪素の結晶化を
助長する金属元素の作用によって、当該領域を選択的に
結晶化させるためである。一般に、非晶質珪素膜に対し
て加熱処理を施すことにより、結晶化することができ
る。非晶質珪素膜の結晶化温度は、成膜方法や成膜条件
によって異なるが、一般的に５８０℃〜６２０℃程度で
ある。
【００１３】この加熱処理において、珪素の結晶化を助
長する金属元素を利用すると、より低い温度で、かつ縒
り短い時間で非晶質珪素膜を結晶化することができる。
長する金属元素を利用すると、より低い温度で、かつ縒
り短い時間で非晶質珪素膜を結晶化することができる。
【００１４】珪素の結晶化を助長する金属元素を利用し
た場合には、加熱処理に要する時間が短くなるため、結
晶化を助長する金属元素の導入されなかった非晶質珪素
膜は一般的には結晶化しない。例えば、加熱温度を６５
０℃とした場合、良好な結晶性を得るための加熱時間は
４時間程度であるが、結晶化を助長する金属元素を用い
ない非晶質珪素膜は、この加熱処理条件では結晶化しな
い。
た場合には、加熱処理に要する時間が短くなるため、結
晶化を助長する金属元素の導入されなかった非晶質珪素
膜は一般的には結晶化しない。例えば、加熱温度を６５
０℃とした場合、良好な結晶性を得るための加熱時間は
４時間程度であるが、結晶化を助長する金属元素を用い
ない非晶質珪素膜は、この加熱処理条件では結晶化しな
い。
【００１５】本発明では、このことを利用して、通常、
非晶質珪素膜が結晶化しない温度で上記加熱処理を行な
い、珪素の結晶化を助長する金属元素が導入された領域
のみを選択的に結晶化している。
非晶質珪素膜が結晶化しない温度で上記加熱処理を行な
い、珪素の結晶化を助長する金属元素が導入された領域
のみを選択的に結晶化している。
【００１６】具体的には、４５０℃〜６００℃の温度で
加熱処理を行うことで、この選択的な結晶化を行うこと
ができる。一般に非晶質珪素膜を結晶化する際の温度が
６００℃以下の場合には、結晶化に要する時間は１００
時間以上必要とされる。本発明では、、珪素の結晶化を
助長する金属元素を導入しているため、その加熱時間は
１／１０以下とすることができる。しかしながら、４５
０℃以下の温度では、加熱処理にかかる時間が数十時間
以上となるため、非実用的である。
加熱処理を行うことで、この選択的な結晶化を行うこと
ができる。一般に非晶質珪素膜を結晶化する際の温度が
６００℃以下の場合には、結晶化に要する時間は１００
時間以上必要とされる。本発明では、、珪素の結晶化を
助長する金属元素を導入しているため、その加熱時間は
１／１０以下とすることができる。しかしながら、４５
０℃以下の温度では、加熱処理にかかる時間が数十時間
以上となるため、非実用的である。
【００１７】従って、本発明は、４５０℃以上６００℃
以下の温度で加熱処理を行うことで、珪素の結晶化を助
長する金属元素が導入された領域を選択的に結晶化す
る。
以下の温度で加熱処理を行うことで、珪素の結晶化を助
長する金属元素が導入された領域を選択的に結晶化す
る。
【００１８】また基板としてガラス基板（石英基板も含
む）を用いる場合には、上記加熱処理温度の上限をガラ
ス基板の歪点以下とすることが必要である。ガラス基板
の歪点以下の温度のなるべく高い温度で加熱処理を行う
ことが有用となるため、従って、本発明は、４５０℃以
上ガラス基板の歪点以下の温度で加熱処理を行うこと
で、珪素の結晶化を助長する金属元素が導入された領域
を選択的に結晶化する。。
む）を用いる場合には、上記加熱処理温度の上限をガラ
ス基板の歪点以下とすることが必要である。ガラス基板
の歪点以下の温度のなるべく高い温度で加熱処理を行う
ことが有用となるため、従って、本発明は、４５０℃以
上ガラス基板の歪点以下の温度で加熱処理を行うこと
で、珪素の結晶化を助長する金属元素が導入された領域
を選択的に結晶化する。。
【００１９】上記構成において、加熱処理工程により、
非晶質珪素膜は結晶化された領域と、非晶質のままの領
域とが同時に形成される。この加熱処理工程の後に、レ
ーザー光を照射することにより、選択的に結晶化された
領域の結晶性をさらに助長された第１の結晶性領域を形
成すると同時に、非晶質のままで残存した領域を結晶化
して、第２の結晶性領域を形成する。なお、このレーザ
ー光の照射工程において、レーザー光を必要とする領域
のみに選択的に照射してもよい。
非晶質珪素膜は結晶化された領域と、非晶質のままの領
域とが同時に形成される。この加熱処理工程の後に、レ
ーザー光を照射することにより、選択的に結晶化された
領域の結晶性をさらに助長された第１の結晶性領域を形
成すると同時に、非晶質のままで残存した領域を結晶化
して、第２の結晶性領域を形成する。なお、このレーザ
ー光の照射工程において、レーザー光を必要とする領域
のみに選択的に照射してもよい。
【００２０】第１の結晶性領域は加熱処理と、レーザー
光照射とにより結晶化されるために、非常に優れた結晶
性を有する。第２の結晶領域はレーザー光のみで結晶化
されるために、第１の結晶性領域よりも結晶性が劣る
が、結晶粒界が目立たない緻密な結晶構造を有する。特
に、出力が安定する低出力の範囲でレーザー光の照射を
行えば、トラップ準位の低い結晶性珪素膜を安定して得
ることができる。
光照射とにより結晶化されるために、非常に優れた結晶
性を有する。第２の結晶領域はレーザー光のみで結晶化
されるために、第１の結晶性領域よりも結晶性が劣る
が、結晶粒界が目立たない緻密な結晶構造を有する。特
に、出力が安定する低出力の範囲でレーザー光の照射を
行えば、トラップ準位の低い結晶性珪素膜を安定して得
ることができる。
【００２１】ここで、第２の結晶領域はレーザー光のみ
で結晶化されるので、大きなエネルギー密度でレーザー
光を照射しなければならないが、このようなエネルギー
密度でレーザー光を照射すると、第１の結晶性領域は加
熱により既に結晶化されているため、結晶配列を損傷し
てしまうおそれがあり、第１の領域には結晶化を助長す
る程度のエネルギー密度でレーザー光を照射する必要が
ある。
で結晶化されるので、大きなエネルギー密度でレーザー
光を照射しなければならないが、このようなエネルギー
密度でレーザー光を照射すると、第１の結晶性領域は加
熱により既に結晶化されているため、結晶配列を損傷し
てしまうおそれがあり、第１の領域には結晶化を助長す
る程度のエネルギー密度でレーザー光を照射する必要が
ある。
【００２２】そのため、本発明は、金属元素を導入する
ために利用した透光性の薄膜を介して、レーザー光を照
射して、薄膜中でレーザー光の照射エネルギー密度を減
少させるている。従って、第２の領域の表面には透光性
を有する薄膜が形成されていないため、結晶化可能なエ
ネルギー密度でレーザー光を照射すと同時に、第１の領
域の表面には透光性を有する薄膜が形成されているた
め、第２の領域よりも低いエネルギー密度でレーザー光
を照射することができる。即ち、１度のレーザー光の照
射工程において、必要とするエネルギー密度でレーザー
光を必要とする領域に照射することができる。
ために利用した透光性の薄膜を介して、レーザー光を照
射して、薄膜中でレーザー光の照射エネルギー密度を減
少させるている。従って、第２の領域の表面には透光性
を有する薄膜が形成されていないため、結晶化可能なエ
ネルギー密度でレーザー光を照射すと同時に、第１の領
域の表面には透光性を有する薄膜が形成されているた
め、第２の領域よりも低いエネルギー密度でレーザー光
を照射することができる。即ち、１度のレーザー光の照
射工程において、必要とするエネルギー密度でレーザー
光を必要とする領域に照射することができる。
【００２３】また、第１の結晶性領域の表面に透光性の
薄膜が形成されているために、その表面が押圧された状
態であるために、レーザー光を照射した際に生じる表面
の凹凸を抑制することができる。
薄膜が形成されているために、その表面が押圧された状
態であるために、レーザー光を照射した際に生じる表面
の凹凸を抑制することができる。
【００２４】ここで、透光性を有する薄膜は、レーザー
光を必要とする透過率で透過する材料であればよい。こ
のような透光性を有する薄膜としては、酸化珪素膜を用
いることができる。また、透光性の薄膜の膜厚や薄膜に
添加する不純物の濃度を調整して透過率をすることによ
り、レーザー光のエネルギー密度を調整することができ
る。
光を必要とする透過率で透過する材料であればよい。こ
のような透光性を有する薄膜としては、酸化珪素膜を用
いることができる。また、透光性の薄膜の膜厚や薄膜に
添加する不純物の濃度を調整して透過率をすることによ
り、レーザー光のエネルギー密度を調整することができ
る。
【００２５】上記構成を有する本発明において、金属元
素を用いて得られた第１の結晶性珪素膜は残留する金属
元素の影響でＯＦＦ電流値が大きくなってしまうが、高
い結晶性を有するために、高移動度を有する薄膜トラン
ジスタを形成することができる。従って、例えばアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置の周辺回路に好適に利
用することができる。
素を用いて得られた第１の結晶性珪素膜は残留する金属
元素の影響でＯＦＦ電流値が大きくなってしまうが、高
い結晶性を有するために、高移動度を有する薄膜トラン
ジスタを形成することができる。従って、例えばアクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置の周辺回路に好適に利
用することができる。
【００２６】一方、レーザー光の照射のみで結晶化され
た第２の結晶性珪素膜は、結晶性は不完全であるため、
膜全体において均一に高移動度を得ることが困難である
が、レーザーパワーが安定した低出力の範囲でレーザー
光の照射を行えば、トラップ準位の低い結晶性珪素膜を
安定して得ることができる。従って、移動度は犠牲にな
るが低ＯＦＦ電流特性を有する薄膜トランジスタを得ら
れるため、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装
置の画素領域に配置する薄膜トランジスタに好適に使用
できる。
た第２の結晶性珪素膜は、結晶性は不完全であるため、
膜全体において均一に高移動度を得ることが困難である
が、レーザーパワーが安定した低出力の範囲でレーザー
光の照射を行えば、トラップ準位の低い結晶性珪素膜を
安定して得ることができる。従って、移動度は犠牲にな
るが低ＯＦＦ電流特性を有する薄膜トランジスタを得ら
れるため、例えばアクティブマトリクス型の液晶表示装
置の画素領域に配置する薄膜トランジスタに好適に使用
できる。
【００２７】更に、本発明は、上記構成を変形した構成
として以下のような構成を採用する。非晶質珪素膜を形
成する工程と、前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化
を助長する金属元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成
する工程と、加熱処理を施し非晶質珪素膜の全体を結晶
化させる工程、前記透光性を有する薄膜が形成された領
域の少なくも一部と前記透光性を有する薄膜が形成され
なかった領域の少なくとも一部とにレーザー光を照射す
る工程と、を有することを特徴とする構成。
として以下のような構成を採用する。非晶質珪素膜を形
成する工程と、前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化
を助長する金属元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成
する工程と、加熱処理を施し非晶質珪素膜の全体を結晶
化させる工程、前記透光性を有する薄膜が形成された領
域の少なくも一部と前記透光性を有する薄膜が形成され
なかった領域の少なくとも一部とにレーザー光を照射す
る工程と、を有することを特徴とする構成。
【００２８】上記構成の特徴は、加熱処理温度を非晶質
珪素膜の結晶化温度以上の温度で所定の時間行い、非晶
質珪素膜の全体を結晶化することにある。
珪素膜の結晶化温度以上の温度で所定の時間行い、非晶
質珪素膜の全体を結晶化することにある。
【００２９】この加熱処理温度の上限としては、基板と
してガラス基板を用いるのであれば、当該ガラス基板の
歪点とすることが適当である。
してガラス基板を用いるのであれば、当該ガラス基板の
歪点とすることが適当である。
【００３０】上記構成の加熱処理工程において、金属元
素を含んだ透光性を有する薄膜に接した領域の非晶質珪
素膜は、結晶性の良好な第１の結晶性領域にに変成され
る。他方、金属元素を含んだ透光性を有する薄膜に接し
ていない領域の非晶質珪素膜は、結晶性が前者より低い
第２の結晶性領域にに変成される。即ち、結晶性を異な
る結晶性領域が選択的に形成される。
素を含んだ透光性を有する薄膜に接した領域の非晶質珪
素膜は、結晶性の良好な第１の結晶性領域にに変成され
る。他方、金属元素を含んだ透光性を有する薄膜に接し
ていない領域の非晶質珪素膜は、結晶性が前者より低い
第２の結晶性領域にに変成される。即ち、結晶性を異な
る結晶性領域が選択的に形成される。
【００３１】本明細書で開示する他の主要な発明は、画
素領域と周辺回路領域とを有したアクティブマトリクス
型の液晶表示装置の作製方法であって、絶縁表面を有す
る基板上に非晶質珪素膜を形成する工程と、周辺回路領
域となる少なくとも一部の領域の非晶質珪素膜上に珪素
の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性の薄膜を形
成する工程と、加熱処理を施し前記透光性の薄膜が形成
された領域の非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、レー
ザー光を照射する工程と、前記レーザー光が照射された
珪素膜を用いて薄膜トランジスタを形成する工程と、を
有することを特徴とする。
素領域と周辺回路領域とを有したアクティブマトリクス
型の液晶表示装置の作製方法であって、絶縁表面を有す
る基板上に非晶質珪素膜を形成する工程と、周辺回路領
域となる少なくとも一部の領域の非晶質珪素膜上に珪素
の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性の薄膜を形
成する工程と、加熱処理を施し前記透光性の薄膜が形成
された領域の非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、レー
ザー光を照射する工程と、前記レーザー光が照射された
珪素膜を用いて薄膜トランジスタを形成する工程と、を
有することを特徴とする。
【００３２】上記構成は、アクティブマトリク型の液晶
表示装置の周辺回路領域（主に周辺駆動回路領域）に配
置された薄膜トランジスタを金属元素の作用にって結晶
化させ、さらにレーザー光の照射によってその結晶性が
助長された領域（結晶性珪素膜）を用いて薄膜トランジ
スタを構成し、そして画素領域に配置される薄膜トラン
ジスタをレーザー光の照射によって結晶化された領域
（結晶性珪素膜）を用いて構成するものである。なお、
周辺駆動回路としては、画素の薄膜トランジスタを駆動
する文字通りの駆動回路部分以外に、映像信号等を扱う
アナログ及びデジタル回路、さらにはメモリー等をも含
まれる。また周辺回路を構成する薄膜トランジスタの全
てに高移動度を有せしめる必要が無い場合は、周辺回路
を構成する領域の全てにニッケル元素を導入する必要は
ない。
表示装置の周辺回路領域（主に周辺駆動回路領域）に配
置された薄膜トランジスタを金属元素の作用にって結晶
化させ、さらにレーザー光の照射によってその結晶性が
助長された領域（結晶性珪素膜）を用いて薄膜トランジ
スタを構成し、そして画素領域に配置される薄膜トラン
ジスタをレーザー光の照射によって結晶化された領域
（結晶性珪素膜）を用いて構成するものである。なお、
周辺駆動回路としては、画素の薄膜トランジスタを駆動
する文字通りの駆動回路部分以外に、映像信号等を扱う
アナログ及びデジタル回路、さらにはメモリー等をも含
まれる。また周辺回路を構成する薄膜トランジスタの全
てに高移動度を有せしめる必要が無い場合は、周辺回路
を構成する領域の全てにニッケル元素を導入する必要は
ない。
【００３３】また上記構成において、加熱処理の温度を
高くすることによって、非晶質珪素膜の全体を結晶化さ
せるようにしてもよい。
高くすることによって、非晶質珪素膜の全体を結晶化さ
せるようにしてもよい。
【００３４】
【作用】上記の構成を有する本発明は、非晶質珪素膜の
一部に珪素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性
を有する薄膜を形成し、さらに加熱処理を行うことで、
選択的に一部の領域を結晶化させることができる。さら
にレーザー光を照射することで、前記結晶化された領域
の結晶性をさらに向上させること共に、残存した非晶質
の領域を結晶化させることができる。こうして、異なる
電気的特性を有する結晶性珪素薄膜の領域を形成するこ
とができる。これらの異なる電気的特性を有する領域を
用いて薄膜トランジスタを構成することで、必要とする
特性を有した薄膜トランジスタを作り分けることができ
る。
一部に珪素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性
を有する薄膜を形成し、さらに加熱処理を行うことで、
選択的に一部の領域を結晶化させることができる。さら
にレーザー光を照射することで、前記結晶化された領域
の結晶性をさらに向上させること共に、残存した非晶質
の領域を結晶化させることができる。こうして、異なる
電気的特性を有する結晶性珪素薄膜の領域を形成するこ
とができる。これらの異なる電気的特性を有する領域を
用いて薄膜トランジスタを構成することで、必要とする
特性を有した薄膜トランジスタを作り分けることができ
る。
【００３５】結晶化を助長する金属元素の作用によって
加熱処理により結晶化された領域を用いて構成された薄
膜トランジスタは、高移動度を有し、高速動作が可能
で、そして大きなＯＮ電流を流すことができる。また、
レーザー光の照射のみにより結晶化された領域を用いて
構成した薄膜トランジスタは、高速動作や大きなＯＮ電
流を流しうる特性は有していないが、ＯＦＦ電流が比較
的少ない特性を得ることができる。
加熱処理により結晶化された領域を用いて構成された薄
膜トランジスタは、高移動度を有し、高速動作が可能
で、そして大きなＯＮ電流を流すことができる。また、
レーザー光の照射のみにより結晶化された領域を用いて
構成した薄膜トランジスタは、高速動作や大きなＯＮ電
流を流しうる特性は有していないが、ＯＦＦ電流が比較
的少ない特性を得ることができる。
【００３６】従って、アクティブマトリクス型の液晶表
示装置の周辺駆動回路領域を構成する薄膜トランジスタ
を、珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に導入す
ることによって得た領域を用いて構成し、画素領域に配
置される薄膜トランジスタをレーザー光の照射のみによ
って結晶化された領域を用いて構成することで、周辺駆
動回路領域と画素領域とにそれぞれ必要とされる特性を
有する薄膜トランジスタを同一基板上に同時に形成する
ことができる。
示装置の周辺駆動回路領域を構成する薄膜トランジスタ
を、珪素の結晶化を助長する金属元素を選択的に導入す
ることによって得た領域を用いて構成し、画素領域に配
置される薄膜トランジスタをレーザー光の照射のみによ
って結晶化された領域を用いて構成することで、周辺駆
動回路領域と画素領域とにそれぞれ必要とされる特性を
有する薄膜トランジスタを同一基板上に同時に形成する
ことができる。
【００３７】また、透光性の薄膜は、金属元素を非晶質
珪素膜に導入する作用を有すると共に、レーザー光の照
射エネルギー密度を下げる作用をも有する。、そのた
め、透光性を有する薄膜下に存在する加熱処理により結
晶化された珪素膜には、低い高いエネルギー密度でレー
ザー光が照射され、非晶質のままの珪素膜には高いエネ
ルギー密度でレーザー光が照射される。
珪素膜に導入する作用を有すると共に、レーザー光の照
射エネルギー密度を下げる作用をも有する。、そのた
め、透光性を有する薄膜下に存在する加熱処理により結
晶化された珪素膜には、低い高いエネルギー密度でレー
ザー光が照射され、非晶質のままの珪素膜には高いエネ
ルギー密度でレーザー光が照射される。
【００３８】
【実施例】本発明を図１〜図３に示す実施例に基づい
て、説明する。
て、説明する。
【００３９】本実施例では、アクティブマトリクス型の
液晶表示装置を作製するに際して、周辺駆動回路を構成
する薄膜トランジスタと画素領域を構成する薄膜トラン
ジスタとを同一ガラス基板上に作り分ける工程を示す。
液晶表示装置を作製するに際して、周辺駆動回路を構成
する薄膜トランジスタと画素領域を構成する薄膜トラン
ジスタとを同一ガラス基板上に作り分ける工程を示す。
【００４０】図１（Ａ）に示すように、ガラス基板１０
１上に下地膜となる酸化珪素膜１０２を３０００Åの厚
さに成膜する。次に非晶質珪素膜１０３を５００Åの厚
さにプラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で成膜す
る。
１上に下地膜となる酸化珪素膜１０２を３０００Åの厚
さに成膜する。次に非晶質珪素膜１０３を５００Åの厚
さにプラズマＣＶＤ法または減圧熱ＣＶＤ法で成膜す
る。
【００４１】ガラス基板１０１としては、コーニング７
０５９ガラス基板（歪点５９３℃）やコーニング１７３
７ガラス基板（歪点６６７℃）やコーニング７９４０石
英ガラス（歪点９９０℃）を用いることができる。
０５９ガラス基板（歪点５９３℃）やコーニング１７３
７ガラス基板（歪点６６７℃）やコーニング７９４０石
英ガラス（歪点９９０℃）を用いることができる。
【００４２】さらにバリア膜となる極薄い酸化膜１０４
をＵＶ酸化法で１００Å程度の厚さに成膜する。ＵＶ酸
化法とは、酸化性雰囲気中においてＵＶ光を照射して、
極薄い酸化膜を形成する技術である。酸化膜１０４の形
成方法は熱酸化法やプラズマＣＶＤ法で行ってもよい。
この酸化膜１０４は後の工程において、珪素の結晶化を
助長する金属元素の拡散を抑えるためにバリア膜として
機能する。（図１（Ａ））
をＵＶ酸化法で１００Å程度の厚さに成膜する。ＵＶ酸
化法とは、酸化性雰囲気中においてＵＶ光を照射して、
極薄い酸化膜を形成する技術である。酸化膜１０４の形
成方法は熱酸化法やプラズマＣＶＤ法で行ってもよい。
この酸化膜１０４は後の工程において、珪素の結晶化を
助長する金属元素の拡散を抑えるためにバリア膜として
機能する。（図１（Ａ））
【００４３】次にニッケル元素を含有したＯＣＤ溶液を
スピンコート法で塗布し、さらに２００℃、３０分のベ
ーク工程を経て、ニッケルを含有する酸化珪素膜１０５
を形成する。このベーク工程において、極薄い酸化膜１
０４がバリア膜となるために、ニッケル元素を非晶質珪
素膜１０３中に拡散させない。（図１（Ｂ））
スピンコート法で塗布し、さらに２００℃、３０分のベ
ーク工程を経て、ニッケルを含有する酸化珪素膜１０５
を形成する。このベーク工程において、極薄い酸化膜１
０４がバリア膜となるために、ニッケル元素を非晶質珪
素膜１０３中に拡散させない。（図１（Ｂ））
【００４４】ＯＣＤ溶液とは、東京応化工業株式会社の
酸化珪素系被膜形成用の塗布液である。このＯＣＤ溶液
を用いると、レジスト膜を形成するように、ニッケルを
含有する酸化珪素膜１０５を形成することができる。
酸化珪素系被膜形成用の塗布液である。このＯＣＤ溶液
を用いると、レジスト膜を形成するように、ニッケルを
含有する酸化珪素膜１０５を形成することができる。
【００４５】このような溶液を用いたニッケル元素の導
入方法は、ニッケル元素（金属元素）を均一に非晶質珪
素膜１０３に接して（または間接的に接して）保持させ
ることができ、均一な結晶成長をさせる上で有用な手段
となる。
入方法は、ニッケル元素（金属元素）を均一に非晶質珪
素膜１０３に接して（または間接的に接して）保持させ
ることができ、均一な結晶成長をさせる上で有用な手段
となる。
【００４６】次に濃度を低くしたバッファ弗酸を用い
て、ニッケルを含有した酸化珪素膜１０５と酸化膜１０
４とを選択的に取り除く。こうして図１（Ｃ）に示す状
態を得る。この状態において、ニッケルを含有する酸化
珪素膜１０５が残存している領域が周辺駆動回路に配置
される薄膜トランジスタが形成される領域となる。他
方、酸化珪素膜１０５が取り除かれた領域が画素領域に
配置される薄膜トランジスタが形成される領域となる。
て、ニッケルを含有した酸化珪素膜１０５と酸化膜１０
４とを選択的に取り除く。こうして図１（Ｃ）に示す状
態を得る。この状態において、ニッケルを含有する酸化
珪素膜１０５が残存している領域が周辺駆動回路に配置
される薄膜トランジスタが形成される領域となる。他
方、酸化珪素膜１０５が取り除かれた領域が画素領域に
配置される薄膜トランジスタが形成される領域となる。
【００４７】図１（Ｃ）に示す状態を得たら、加熱処理
を行い、非晶質珪素膜１０３の結晶化を行う。この加熱
処理は、５５０℃、４時間の条件で行う。この加熱処理
工程において、ニッケルを含有する酸化珪素膜１０５か
らニッケルが酸化膜１０４を透過して非晶質珪素膜１０
３中に拡散して、非晶質珪素膜１０６はニッケルの作用
により結晶化されて結晶性珪素膜１０６に変成される。
他方、この加熱処理工程の条件では、画素領域の非晶質
珪素膜１０７は結晶化されない。
を行い、非晶質珪素膜１０３の結晶化を行う。この加熱
処理は、５５０℃、４時間の条件で行う。この加熱処理
工程において、ニッケルを含有する酸化珪素膜１０５か
らニッケルが酸化膜１０４を透過して非晶質珪素膜１０
３中に拡散して、非晶質珪素膜１０６はニッケルの作用
により結晶化されて結晶性珪素膜１０６に変成される。
他方、この加熱処理工程の条件では、画素領域の非晶質
珪素膜１０７は結晶化されない。
【００４８】この加熱処理工程は、４５０℃〜６００℃
の温度で行う必要がある。４５０℃以下の温度では残存
した酸化珪素膜１０５下の非晶質珪素膜１０３を結晶化
させることができない。また６００℃以上の温度で加熱
処理を行うと、非晶質珪素膜１０３の全体が結晶化され
てしまうからである。非晶質珪素膜１０３全体が結晶化
してしまうと、選択的に異なる特性を有する薄膜トラン
ジスタを作製するという目的を達成することができな
い。
の温度で行う必要がある。４５０℃以下の温度では残存
した酸化珪素膜１０５下の非晶質珪素膜１０３を結晶化
させることができない。また６００℃以上の温度で加熱
処理を行うと、非晶質珪素膜１０３の全体が結晶化され
てしまうからである。非晶質珪素膜１０３全体が結晶化
してしまうと、選択的に異なる特性を有する薄膜トラン
ジスタを作製するという目的を達成することができな
い。
【００４９】加熱処理工程の終了後、ＫｒＦエキシマレ
ーザー光（波長２４８ｎｍ）を照射する。この工程で、
非晶質珪素膜１０７羽はレーザー光の作用により結晶化
されて、結晶性珪素膜１０８に変成される。他方、結晶
性珪素膜１０６には、レーザー光が酸化膜１０４と酸化
珪素膜１０５とを透過して１０６の領域に照射されて、
その結晶性がより助長される。
ーザー光（波長２４８ｎｍ）を照射する。この工程で、
非晶質珪素膜１０７羽はレーザー光の作用により結晶化
されて、結晶性珪素膜１０８に変成される。他方、結晶
性珪素膜１０６には、レーザー光が酸化膜１０４と酸化
珪素膜１０５とを透過して１０６の領域に照射されて、
その結晶性がより助長される。
【００５０】この際、結晶性珪素膜１０６の表面は酸化
膜１０４と酸化珪素膜１０５とにより押圧されている状
態であるので、その表面に凹凸が形成されることが抑制
できる。他方、結晶性珪素膜１０８の表面にも凹凸は形
成されるが、結晶性珪素膜１０８には珪素の結晶化を助
長するニッケル元素が導入されていないので、問題とな
るほどの顕著な凹凸が形成されることはない。
膜１０４と酸化珪素膜１０５とにより押圧されている状
態であるので、その表面に凹凸が形成されることが抑制
できる。他方、結晶性珪素膜１０８の表面にも凹凸は形
成されるが、結晶性珪素膜１０８には珪素の結晶化を助
長するニッケル元素が導入されていないので、問題とな
るほどの顕著な凹凸が形成されることはない。
【００５１】結晶性珪素膜１０６と１０８を得るには、
最適とされるレーザー光の照射エネルギー密度が異な
る。この照射エネルギー密度の最適値は、膜厚や膜質、
さらには成膜方法やレーザー光の種類等によって異な
る。本実施例では、最適な照射エネルギー密度は、結晶
性珪素膜１０６の結晶性を助長するためには３１０〜３
２０ｍＪ／ｃｍ2 程度であり、結晶性珪素膜１０８を形
成するためには３６０〜３９０ｍＪ／ｃｍ2 程度であ
る。
最適とされるレーザー光の照射エネルギー密度が異な
る。この照射エネルギー密度の最適値は、膜厚や膜質、
さらには成膜方法やレーザー光の種類等によって異な
る。本実施例では、最適な照射エネルギー密度は、結晶
性珪素膜１０６の結晶性を助長するためには３１０〜３
２０ｍＪ／ｃｍ2 程度であり、結晶性珪素膜１０８を形
成するためには３６０〜３９０ｍＪ／ｃｍ2 程度であ
る。
【００５２】また、この工程において、酸化珪素膜１０
５が存在することによって、１０６の領域と１０８の領
域とにそれぞれ適した照射エネルギー密度でレーザー光
を照射することができる。
５が存在することによって、１０６の領域と１０８の領
域とにそれぞれ適した照射エネルギー密度でレーザー光
を照射することができる。
【００５３】ここで、図１（Ｃ）に示す状態において、
照射エネルギー密度が３６０〜３９０ｍＪ／ｃｍ2 程度
でレーザー光を照射すると、非晶質珪素膜１０７はほぼ
最適な条件で結晶化されて、結晶性珪素膜１０８に変成
される。他方、結晶性珪素膜１０６には、レーザー光の
エネルギー密度が酸化珪素膜１０５で減衰されて、３１
０〜３２０ｍＪ／ｃｍ2 程度とされて、照射される。こ
のような最適に近い条件を実現するには、レーザー光の
波長に対する酸化珪素膜１０５の透過率、即ち膜厚や膜
質の条件を充分に決定する必要がある。
照射エネルギー密度が３６０〜３９０ｍＪ／ｃｍ2 程度
でレーザー光を照射すると、非晶質珪素膜１０７はほぼ
最適な条件で結晶化されて、結晶性珪素膜１０８に変成
される。他方、結晶性珪素膜１０６には、レーザー光の
エネルギー密度が酸化珪素膜１０５で減衰されて、３１
０〜３２０ｍＪ／ｃｍ2 程度とされて、照射される。こ
のような最適に近い条件を実現するには、レーザー光の
波長に対する酸化珪素膜１０５の透過率、即ち膜厚や膜
質の条件を充分に決定する必要がある。
【００５４】最適に近い条件でレーザー光を照射するこ
とにより、結晶性珪素膜１０６、１０８を得ることがで
きる。
とにより、結晶性珪素膜１０６、１０８を得ることがで
きる。
【００５５】しかし、結晶性珪素膜１０６には、結晶粒
界にニッケルが偏析しているために、この結晶粒界を経
由したキャリアの移動が存在する。この結晶粒界を経由
したキャリアの移動は、薄膜トランジスタのＯＦＦ時に
おけるリーク電流の要因となる。このため、結晶性珪素
膜１０６を用いて活性層を構成した薄膜トランジスタは
ＯＦＦ電流特性が悪くなる。しかし、結晶性珪素膜１０
６は良好な結晶性を有するので、より大きいＯＮ電流を
流すことができ、かつ高速動作を行わすことができる薄
膜トランジスタを作製することができる。
界にニッケルが偏析しているために、この結晶粒界を経
由したキャリアの移動が存在する。この結晶粒界を経由
したキャリアの移動は、薄膜トランジスタのＯＦＦ時に
おけるリーク電流の要因となる。このため、結晶性珪素
膜１０６を用いて活性層を構成した薄膜トランジスタは
ＯＦＦ電流特性が悪くなる。しかし、結晶性珪素膜１０
６は良好な結晶性を有するので、より大きいＯＮ電流を
流すことができ、かつ高速動作を行わすことができる薄
膜トランジスタを作製することができる。
【００５６】他方、結晶性珪素膜１０８は結晶性珪素膜
１０６と比較して結晶性は劣るが、結晶粒界の存在が顕
著でなく、緻密な膜質する。また、結晶粒界を経由する
キャリアの移動もそれほど顕著でない。従って、結晶性
珪素膜１０８を利用して活性層を構成した薄膜トランジ
スタは、大きな移動度を有せしめたり、高速動作を行わ
すことができないが、ＯＦＦ電流特性を良好にすること
ができる。
１０６と比較して結晶性は劣るが、結晶粒界の存在が顕
著でなく、緻密な膜質する。また、結晶粒界を経由する
キャリアの移動もそれほど顕著でない。従って、結晶性
珪素膜１０８を利用して活性層を構成した薄膜トランジ
スタは、大きな移動度を有せしめたり、高速動作を行わ
すことができないが、ＯＦＦ電流特性を良好にすること
ができる。
【００５７】残存している酸化珪素膜１０５と酸化膜１
０４とをバッファ弗酸を用いて除去し、図２（Ａ）に示
す状態を得る。
０４とをバッファ弗酸を用いて除去し、図２（Ａ）に示
す状態を得る。
【００５８】次にニッケルの作用によって、加熱とレー
ザー光の照射によって結晶化された結晶性珪素膜１０６
と、レーザー光の照射によって結晶化された結晶性珪素
膜１０８をそれぞれパターニングして、図２（Ｂ）に示
すように薄膜トランジスタの活性層２０１、２０２、２
０３を形成する。活性層２０１、２０２は、ニッケルの
作用によって結晶化された結晶性珪素膜１０６で構成さ
れたものであり、周辺駆動回路に配置される薄膜トラン
ジスタの活性層となる。他方、活性層２０３は、レーザ
ー光の照射のみにより結晶化された結晶性珪素膜１０８
で構成され、画素領域に配置される薄膜トランジスタの
活性層となる。さらに、これらの活性層２０１〜２０３
の表面にゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜２０４を１００
０Åの厚さに成膜する。（図２（Ｂ））
ザー光の照射によって結晶化された結晶性珪素膜１０６
と、レーザー光の照射によって結晶化された結晶性珪素
膜１０８をそれぞれパターニングして、図２（Ｂ）に示
すように薄膜トランジスタの活性層２０１、２０２、２
０３を形成する。活性層２０１、２０２は、ニッケルの
作用によって結晶化された結晶性珪素膜１０６で構成さ
れたものであり、周辺駆動回路に配置される薄膜トラン
ジスタの活性層となる。他方、活性層２０３は、レーザ
ー光の照射のみにより結晶化された結晶性珪素膜１０８
で構成され、画素領域に配置される薄膜トランジスタの
活性層となる。さらに、これらの活性層２０１〜２０３
の表面にゲイト絶縁膜となる酸化珪素膜２０４を１００
０Åの厚さに成膜する。（図２（Ｂ））
【００５９】次にスカンジウムを含有したアルミニウム
を主成分とする膜を６０００Åの厚さに電子ビーム蒸着
法で成膜し、パターニングを施すことにより、アルミニ
ウムを主成分としたゲイト電極２０５〜２０７を形成す
る。そして電解溶液中においてゲイト電極２０５〜２０
７を陽極とした陽極酸化を行うことで、酸化物層２０８
〜２１０を２０００Åの厚さに形成する。この酸化物層
２０５〜２０７は、後の不純物イオン工程においてマス
クとなり、オフセットゲイト領域を形成するために機能
する。（図２（Ｃ））
を主成分とする膜を６０００Åの厚さに電子ビーム蒸着
法で成膜し、パターニングを施すことにより、アルミニ
ウムを主成分としたゲイト電極２０５〜２０７を形成す
る。そして電解溶液中においてゲイト電極２０５〜２０
７を陽極とした陽極酸化を行うことで、酸化物層２０８
〜２１０を２０００Åの厚さに形成する。この酸化物層
２０５〜２０７は、後の不純物イオン工程においてマス
クとなり、オフセットゲイト領域を形成するために機能
する。（図２（Ｃ））
【００６０】さらに図２（Ｃ）の状態を得たら、図３
（Ａ）に示すように、活性層２０２、２０３を覆うよう
に、レジストマスク３０１を形成して、ボロンイオンを
活性層２０１に注入する。この工程でＰ型を有するソー
ス領域３０２とドレイン領域３０５、チャネル形成領域
３０４とオフセットゲイト領域３０３とがそれぞれ自己
整合的に形成される。
（Ａ）に示すように、活性層２０２、２０３を覆うよう
に、レジストマスク３０１を形成して、ボロンイオンを
活性層２０１に注入する。この工程でＰ型を有するソー
ス領域３０２とドレイン領域３０５、チャネル形成領域
３０４とオフセットゲイト領域３０３とがそれぞれ自己
整合的に形成される。
【００６１】次にレジストマスク３０１を取り除き、新
たに、活性層２０１を覆うように、レジストマスク３０
６を形成する。リンイオンを活性層２０２、２０３に注
入して、Ｎ型を有するソース領域３１０と３１１、ドレ
イン領域３０７と３１４、チャネル形成領域３０９と３
１３、オフセットゲイト領域３０８と３１２が自己整合
的に形成される。その後、レジストマスク３０６を取り
除き、基板全体にレーザー光の照射して、ソース領域３
０２、３１０、３１１、ドレイン領域３０５、３０７、
３１４をそれぞれ活性化する。（図３（Ｂ））
たに、活性層２０１を覆うように、レジストマスク３０
６を形成する。リンイオンを活性層２０２、２０３に注
入して、Ｎ型を有するソース領域３１０と３１１、ドレ
イン領域３０７と３１４、チャネル形成領域３０９と３
１３、オフセットゲイト領域３０８と３１２が自己整合
的に形成される。その後、レジストマスク３０６を取り
除き、基板全体にレーザー光の照射して、ソース領域３
０２、３１０、３１１、ドレイン領域３０５、３０７、
３１４をそれぞれ活性化する。（図３（Ｂ））
【００６２】そして、層間絶縁膜として酸化珪素膜３１
５をプラズマＣＶＤ法で成膜する。さらにコンタクトホ
ールを形成して、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソ
ース電極３１６とドレイン電極３１７、Ｎチャネル型の
薄膜トランジスタのソース電極３１９と３２０、さらに
ドレイン電極３１８と３２１を形成する。ここで、ドレ
イン電極３１７と３１８とが接続されて、周辺駆動回路
を構成するＣＭＯＳ構造が形成されている。
５をプラズマＣＶＤ法で成膜する。さらにコンタクトホ
ールを形成して、Ｐチャネル型の薄膜トランジスタのソ
ース電極３１６とドレイン電極３１７、Ｎチャネル型の
薄膜トランジスタのソース電極３１９と３２０、さらに
ドレイン電極３１８と３２１を形成する。ここで、ドレ
イン電極３１７と３１８とが接続されて、周辺駆動回路
を構成するＣＭＯＳ構造が形成されている。
【００６３】こうして、周辺駆動回路に配置される薄膜
トランジスタと画素領域に配置される薄膜トランジスタ
を同時に形成することができる。
トランジスタと画素領域に配置される薄膜トランジスタ
を同時に形成することができる。
【００６４】
【発明の効果】非晶質珪素膜の表面に珪素の結晶化を助
長する金属元素を含有した透光性を有する薄膜し、しか
る後に加熱処理をし、さらにレーザー光の照射を行うこ
とで、必要とする領域に必要とする特性を有した薄膜ト
ランジスタを作り分けることができる。この技術を利用
することで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
周辺回路領域と画素領域とに配置される薄膜トランジス
タをそれぞれ必要とする特性を有するように形成するこ
とができる。
長する金属元素を含有した透光性を有する薄膜し、しか
る後に加熱処理をし、さらにレーザー光の照射を行うこ
とで、必要とする領域に必要とする特性を有した薄膜ト
ランジスタを作り分けることができる。この技術を利用
することで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の
周辺回路領域と画素領域とに配置される薄膜トランジス
タをそれぞれ必要とする特性を有するように形成するこ
とができる。
【図１】 ガラス基板上の結晶性珪素膜を得る工程を示
す。
す。
【図２】 薄膜トランジスタの作製工程を示す。
【図３】 薄膜トランジスタの作製工程を示す。
１０１ ガラス基板 １０２ 酸化珪素膜（下地膜） １０３、１０７ 非晶質珪素膜 １０４ 酸化膜 １０５ 酸化珪素膜（ＯＣＤ膜） １０６、１０８ 結晶性珪素膜 ２０１〜２０３ 活性層 ２０４ ゲイト絶縁膜（酸化珪素
膜） ２０５〜２０７ アルミニウムを主成分とす
るゲイト電極 ２０８〜２１０ 酸化物層 ３０１、３０６ レジストマスク ３０２、３１０、３１１ ソース領域 ３０３、３０８、３１２ オフセットゲイト領域 ３０４、３０９、３１３ チャネル形成領域 ３０５、３０７、３１４ ドレイン領域 ３１５ 層間絶縁膜（酸化珪素膜） ３１６、３１９、３２０ ソース電極 ３１７、３１８、３２１ ドレイン電極
膜） ２０５〜２０７ アルミニウムを主成分とす
るゲイト電極 ２０８〜２１０ 酸化物層 ３０１、３０６ レジストマスク ３０２、３１０、３１１ ソース領域 ３０３、３０８、３１２ オフセットゲイト領域 ３０４、３０９、３１３ チャネル形成領域 ３０５、３０７、３１４ ドレイン領域 ３１５ 層間絶縁膜（酸化珪素膜） ３１６、３１９、３２０ ソース電極 ３１７、３１８、３２１ ドレイン電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/20 27/12 Ｒ
Claims (22)
- 【請求項１】非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 加熱処理を施し前記透光性を有する薄膜が形成された領
域の前記非晶質珪素膜を選択的に結晶化させる工程と、 前記透光性を有する薄膜が形成された領域の少なくも一
部と前記透光性を有する薄膜が形成されなかった領域の
少なくとも一部とにレーザー光を照射する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項２】非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 ４５０℃〜６００℃の温度で加熱処理を施し前記透光性
を有する薄膜が形成された領域の前記非晶質珪素膜を結
晶化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項３】ガラス基板上に非晶質珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 ４５０℃以上ガラス基板の歪点以下の温度で加熱処理を
施し前記透光性を有する薄膜が形成された領域の非晶質
珪素膜を結晶化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項４】ガラス基板上に非晶質珪素膜を形成する工
程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の結晶化温度以上ガラス基板の歪点以
下の温度で加熱処理を施し前記非晶質珪素膜を結晶化さ
せる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項５】非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 加熱処理を施し前記透光性を有する薄膜が形成された領
域の前記非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 を有し、 前記レーザー光の照射工程において、前記透光性を有す
る薄膜下の珪素膜はその結晶化が助長され、かつ前記透
光性を有する薄膜が形成されていない領域の前記非晶質
珪素膜は結晶化されることを特徴とする半導体装置の作
製方法。 - 【請求項６】非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の一部に珪素の結晶化を助長する金属
元素を含んだ透光性を有する薄膜を形成する工程と、 加熱処理を施し前記透光性を有する薄膜が形成された領
域の前記非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、 前記透光性を有する薄膜を介して前記珪素膜にレーザー
光を照射する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項７】請求項１乃至請求項６において、 前記透光性を有する薄膜として酸化珪素膜が用いられる
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項８】請求項１乃至請求項６において、 前記透光性を有する薄膜としてレーザー光を透過する薄
膜が用いられることを特徴とする半導体装置の作製方
法。 - 【請求項９】請求項１乃至請求項６において、前記結晶
化を助長する金属元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選ばれ
た一種または複数種類の元素が用いられていることを特
徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１０】請求項１乃至請求項６において、前記結
晶化を助長する金属元素は前記珪素膜中に１×１０16ｃ
ｍ-3〜５×１０19ｃｍ-3の濃度で導入されることを特徴
とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１１】請求項１乃至請求項６において、前記結
晶化を助長する金属元素は前記珪素膜中に１×１０17ｃ
ｍ-3〜５×１０19ｃｍ-3の濃度で導入されることを特徴
とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１２】請求項１乃至請求項６において、前記金
属元素を含んだ前記透光性を有する薄膜を形成する前に
非晶質珪素膜上に前記金属元素の拡散を防止するバリア
膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。 - 【請求項１３】請求項１２において、前記バリア膜とし
て酸化膜が用いられることを特徴とする半導体装置の作
製方法。 - 【請求項１４】画素領域と周辺回路領域とを有したアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法であっ
て、 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜を形成する工程
と、 前記周辺回路領域となる少なくとも一部の領域の前記非
晶質珪素膜上に珪素の結晶化を助長する金属元素を含ん
だ透光性の薄膜を形成する工程と、 加熱処理を施し前記透光性の薄膜が形成された領域の前
記非晶質珪素膜を結晶化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 前記レーザー光が照射された珪素膜を用いて薄膜トラン
ジスタを形成する工程と、 を有することを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項１５】画素領域と周辺回路領域とを有したアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法であっ
て、 絶縁表面を有する基板上に非晶質珪素膜を形成する工程
と、 前記周辺回路領域となる領域の前記非晶質珪素膜上に珪
素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性の薄膜を
形成する工程と、 ４５０℃〜６００℃の温度で加熱処理を施し前記透光性
の薄膜が形成された領域の前記非晶質珪素膜を結晶化さ
せる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 前記レーザー光が照射された珪素膜を用いて薄膜トラン
ジスタを形成する工程と、 を有することを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項１６】画素領域と周辺回路領域とを有したアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法であっ
て、 ガラス基板上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記周辺回路領域となる領域の前記非晶質珪素膜上に珪
素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性の薄膜を
形成する工程と、 前記非晶質珪素膜の結晶化温度以上ガラス基板の歪点以
下の温度温度で加熱処理を施し前記非晶質珪素膜を結晶
化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 前記レーザー光が照射された珪素膜を用いて薄膜トラン
ジスタを形成する工程と、 を有することを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項１７】画素領域と周辺回路領域とを有したアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置の作製方法であっ
て、 ガラス基板上に非晶質珪素膜を形成する工程と、 前記周辺回路領域となる領域の前記非晶質珪素膜上に珪
素の結晶化を助長する金属元素を含んだ透光性の薄膜を
形成する工程と、 ４５０℃〜ガラス基板の歪点以下の温度で加熱処理を施
し前記透光性の薄膜が形成された領域の前記非晶質珪素
膜を結晶化させる工程と、 レーザー光を照射する工程と、 前記レーザー光が照射された珪素膜を用いて薄膜トラン
ジスタを形成する工程と、 を有することを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項１８】請求項１４乃至請求項１７において、 前記透光性を有する薄膜として酸化珪素膜が用いられる
ことを特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項１９】請求項１４乃至請求項１７において、 前記透光性を有する薄膜としてレーザー光を透過する薄
膜が用いられることを特徴とする電気光学装置の作製方
法。 - 【請求項２０】請求項１４または請求項１７において、 結晶化を助長する金属元素としてＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｕから選
ばれた一種または複数種類の元素が用いられていること
を特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項２１】請求項１４乃至請求項１７において、 前記結晶化を助長する金属元素は前記珪素膜中に１×１
０16ｃｍ-3〜５×１０19ｃｍ-3の濃度で導入されること
を特徴とする電気光学装置の作製方法。 - 【請求項２２】請求項１４乃至請求項１７において、 前記結晶化を助長する金属元素は前記珪素膜中に１×１
０17ｃｍ-3〜５×１０19ｃｍ-3の濃度で導入されること
を特徴とする電気光学装置の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29348595A JP3874825B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-17 | 半導体装置及び電気光学装置の作製方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6-281408 | 1994-10-20 | ||
| JP28140894 | 1994-10-20 | ||
| JP29348595A JP3874825B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-17 | 半導体装置及び電気光学装置の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213636A true JPH08213636A (ja) | 1996-08-20 |
| JP3874825B2 JP3874825B2 (ja) | 2007-01-31 |
Family
ID=26554174
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29348595A Expired - Fee Related JP3874825B2 (ja) | 1994-10-20 | 1995-10-17 | 半導体装置及び電気光学装置の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3874825B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025016266A1 (zh) * | 2023-07-14 | 2025-01-23 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法 |
-
1995
- 1995-10-17 JP JP29348595A patent/JP3874825B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025016266A1 (zh) * | 2023-07-14 | 2025-01-23 | 泰州隆基乐叶光伏科技有限公司 | 晶硅膜层及其制备方法、太阳能电池及其制备方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3874825B2 (ja) | 2007-01-31 |
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