JPH11261073A - 半導体素子および、その加熱方法 - Google Patents
半導体素子および、その加熱方法Info
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- JPH11261073A JPH11261073A JP10062800A JP6280098A JPH11261073A JP H11261073 A JPH11261073 A JP H11261073A JP 10062800 A JP10062800 A JP 10062800A JP 6280098 A JP6280098 A JP 6280098A JP H11261073 A JPH11261073 A JP H11261073A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザーアニール時にシリコン膜の予熱温度
を高めて結晶性の良いシリコン膜を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 基板上に第１の絶縁層を形成し、第１の
絶縁層上の少なくとも一部分に発熱層を設け、発熱層を
覆うように第１の絶縁層の１％〜５０％の膜厚の第２の
絶縁膜を設け、シリコンパターンの少なくとも一部分が
第２の絶縁層を挟んで発熱層と対向するように薄膜トラ
ンジスタを設けた。
を高めて結晶性の良いシリコン膜を得ることを目的とす
る。 【解決手段】 基板上に第１の絶縁層を形成し、第１の
絶縁層上の少なくとも一部分に発熱層を設け、発熱層を
覆うように第１の絶縁層の１％〜５０％の膜厚の第２の
絶縁膜を設け、シリコンパターンの少なくとも一部分が
第２の絶縁層を挟んで発熱層と対向するように薄膜トラ
ンジスタを設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、アクティ
ブマトリックス方式の液晶表示装置などに用いられる薄
膜トランジスタアレイのような半導体素子および、その
加熱方法に関するものである。
ブマトリックス方式の液晶表示装置などに用いられる薄
膜トランジスタアレイのような半導体素子および、その
加熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、アクティブマトリックス方式の液
晶表示装置で用いられる半導体素子としての薄膜トラン
ジスタアレイにおいては、薄膜トランジスタアレイの大
型化に伴う基板のコストＵＰを抑制するべく、基板とし
て、歪み点が９９０℃から１０００℃である石英ガラス
に代え、歪み点が６１０℃から６７０℃である無アルカ
リガラスを用いることが求められている。
晶表示装置で用いられる半導体素子としての薄膜トラン
ジスタアレイにおいては、薄膜トランジスタアレイの大
型化に伴う基板のコストＵＰを抑制するべく、基板とし
て、歪み点が９９０℃から１０００℃である石英ガラス
に代え、歪み点が６１０℃から６７０℃である無アルカ
リガラスを用いることが求められている。
【０００３】ところで、非晶質半導体層としての非晶質
シリコン膜の結晶化を行う方法として、レーザービーム
を用いて非晶質シリコン膜を局部的に溶融して結晶化を
行う方法が取られている。このレーザービームを用いた
結晶化に際しては、非晶質シリコン膜の予熱温度が結晶
化の状態に影響を与えることが知られており、より高い
温度であるほど結晶粒が大きくなり、優れた結晶性を示
すという傾向が見られる。
シリコン膜の結晶化を行う方法として、レーザービーム
を用いて非晶質シリコン膜を局部的に溶融して結晶化を
行う方法が取られている。このレーザービームを用いた
結晶化に際しては、非晶質シリコン膜の予熱温度が結晶
化の状態に影響を与えることが知られており、より高い
温度であるほど結晶粒が大きくなり、優れた結晶性を示
すという傾向が見られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来、図６に
示すように、シリコン膜５の予熱はガラス基板１の裏面
と発熱板１７とを接触させ、ガラス基板１を通して熱を
伝導していたため、予熱温度がガラス基板１の歪み点に
近づくとガラス基板１のそりなどを生じることとなり、
十分にシリコン膜５を予熱できないという課題があっ
た。
示すように、シリコン膜５の予熱はガラス基板１の裏面
と発熱板１７とを接触させ、ガラス基板１を通して熱を
伝導していたため、予熱温度がガラス基板１の歪み点に
近づくとガラス基板１のそりなどを生じることとなり、
十分にシリコン膜５を予熱できないという課題があっ
た。
【０００５】本発明は、非晶質半導体層を従来よりも高
温度に加熱でき、結晶性の優れた多結晶半導体層を得
て、高性能な半導体素子およびその加熱方法を提供する
ことを目的とする。
温度に加熱でき、結晶性の優れた多結晶半導体層を得
て、高性能な半導体素子およびその加熱方法を提供する
ことを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、基板と、この基板上に設けられる第１の絶縁層と、
この第１の絶縁層上の少なくとも一部分に設けられる発
熱層と、この発熱層を覆うように設けられる第２の絶縁
層と、この第２の絶縁層上に設けられ、その少なくとも
一部分が前記第２の絶縁層を挟んで前記発熱層と対向す
る非晶質半導体層とを有することを特徴とする半導体素
子である。
は、基板と、この基板上に設けられる第１の絶縁層と、
この第１の絶縁層上の少なくとも一部分に設けられる発
熱層と、この発熱層を覆うように設けられる第２の絶縁
層と、この第２の絶縁層上に設けられ、その少なくとも
一部分が前記第２の絶縁層を挟んで前記発熱層と対向す
る非晶質半導体層とを有することを特徴とする半導体素
子である。
【０００７】そして、請求項１の発明によれば、非晶質
半導体層と発熱層との間には、第２の絶縁層が配設され
ており、非晶質半導体層は第２の絶縁層を介して発熱層
により加熱される。このため、従来のように、非晶質半
導体層が基板を介して加熱させられる形態における基板
の歪み点を考慮する必要がないので、従来に較べて、非
晶質半導体層により多くの熱量を伝導することが可能と
なる。
半導体層と発熱層との間には、第２の絶縁層が配設され
ており、非晶質半導体層は第２の絶縁層を介して発熱層
により加熱される。このため、従来のように、非晶質半
導体層が基板を介して加熱させられる形態における基板
の歪み点を考慮する必要がないので、従来に較べて、非
晶質半導体層により多くの熱量を伝導することが可能と
なる。
【０００８】さらに、請求項１の発明によれば、基板と
発熱層の間には、第１の絶縁層が配設されているので、
従来のように、基板に発熱板が直接，接触させられてい
る場合に較べて、基板に伝導される熱量の低減が図られ
る。
発熱層の間には、第１の絶縁層が配設されているので、
従来のように、基板に発熱板が直接，接触させられてい
る場合に較べて、基板に伝導される熱量の低減が図られ
る。
【０００９】以上のことにより、請求項１の発明によれ
ば、基板の軟化を極力，防止しつつ、非晶質半導体層を
より高温に加熱でき、結晶性の優れた多結晶半導体層を
有する半導体素子が得られる。
ば、基板の軟化を極力，防止しつつ、非晶質半導体層を
より高温に加熱でき、結晶性の優れた多結晶半導体層を
有する半導体素子が得られる。
【００１０】また、請求項４の発明によれば、発熱層が
透明導電膜であるので、発熱層に光を透過する開口部を
設けることなく、基板の全面に発熱層を設けることがで
き、このことにより、製造プロセスが簡略化できる。
透明導電膜であるので、発熱層に光を透過する開口部を
設けることなく、基板の全面に発熱層を設けることがで
き、このことにより、製造プロセスが簡略化できる。
【００１１】また、請求項６の発明によれば、第１の絶
縁層と第２の絶縁層は同一材料で構成され、第２の絶縁
層は第１の絶縁層よりも小さい層厚であるので、発熱層
において発生した熱量のうち、非晶質半導体層に伝導さ
れる熱量が基板に伝導される熱量よりも大きくなる。こ
のことにより、基板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体
層をより効率的に高温に加熱でき、結晶性のより優れた
多結晶半導体層を有する半導体素子が得られる。
縁層と第２の絶縁層は同一材料で構成され、第２の絶縁
層は第１の絶縁層よりも小さい層厚であるので、発熱層
において発生した熱量のうち、非晶質半導体層に伝導さ
れる熱量が基板に伝導される熱量よりも大きくなる。こ
のことにより、基板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体
層をより効率的に高温に加熱でき、結晶性のより優れた
多結晶半導体層を有する半導体素子が得られる。
【００１２】また、請求項８の発明によれば、第２の絶
縁層は第１の絶縁層よりも熱伝導率の高い材料であるの
で、発熱層において発生した熱のうち、非晶質半導体層
に伝導される熱の熱伝導速度が、基板に伝導される熱の
熱伝導速度よりも大きくなる。このことにより、基板の
軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に高温
に加熱でき、結晶性のより優れた多結晶半導体層を有す
る半導体素子が得られる。
縁層は第１の絶縁層よりも熱伝導率の高い材料であるの
で、発熱層において発生した熱のうち、非晶質半導体層
に伝導される熱の熱伝導速度が、基板に伝導される熱の
熱伝導速度よりも大きくなる。このことにより、基板の
軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に高温
に加熱でき、結晶性のより優れた多結晶半導体層を有す
る半導体素子が得られる。
【００１３】また、請求項１０の発明によれば、発熱層
の加熱に用いる電流は電磁誘導によって発生させられる
ので、発熱層を外部と電気的に接続することなく発熱す
ることができ、製造工程を簡略化することができる。
の加熱に用いる電流は電磁誘導によって発生させられる
ので、発熱層を外部と電気的に接続することなく発熱す
ることができ、製造工程を簡略化することができる。
【００１４】また、請求項１２の発明は、基板と非晶質
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、基板と非晶質
半導体層との間に配設した発熱層を発熱させることによ
り、非晶質半導体層を基板を介することなく発熱層によ
り加熱可能としたことを特徴とする半導体素子の加熱方
法である。
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、基板と非晶質
半導体層との間に配設した発熱層を発熱させることによ
り、非晶質半導体層を基板を介することなく発熱層によ
り加熱可能としたことを特徴とする半導体素子の加熱方
法である。
【００１５】そして、請求項１２の発明によれば、基板
と非晶質半導体層との間に配設した発熱層を発熱させる
ことにより、非晶質半導体層を基板を介することなく発
熱層により加熱可能としたので、従来のように、非晶質
半導体層が基板を介して加熱させられる形態における基
板の歪み点を考慮する必要がないので、従来に較べて、
非晶質半導体層により多くの熱量を伝導することが可能
となる。このことにより、非晶質半導体層をより効率的
に高温に加熱できる。
と非晶質半導体層との間に配設した発熱層を発熱させる
ことにより、非晶質半導体層を基板を介することなく発
熱層により加熱可能としたので、従来のように、非晶質
半導体層が基板を介して加熱させられる形態における基
板の歪み点を考慮する必要がないので、従来に較べて、
非晶質半導体層により多くの熱量を伝導することが可能
となる。このことにより、非晶質半導体層をより効率的
に高温に加熱できる。
【００１６】また、請求項１３の発明は、基板と非晶質
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、基板と非晶質
半導体層との間に配設した発熱層を発熱させ、この発熱
層から非晶質半導体層に伝導される第１の伝導熱が、こ
の発熱層から基板に伝導される第２の伝導熱よりも大き
な熱量となるようにしたことを特徴とする半導体素子の
加熱方法である。
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、基板と非晶質
半導体層との間に配設した発熱層を発熱させ、この発熱
層から非晶質半導体層に伝導される第１の伝導熱が、こ
の発熱層から基板に伝導される第２の伝導熱よりも大き
な熱量となるようにしたことを特徴とする半導体素子の
加熱方法である。
【００１７】そして、請求項１３の発明によれば、基板
と非晶質半導体層との間に配設した発熱層を発熱させ、
この発熱層から非晶質半導体層に伝導される第１の伝導
熱が、この発熱層から基板に伝導される第２の伝導熱よ
りも大きな熱量となる。このことにより、基板の軟化を
防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に高温に加熱
できる。
と非晶質半導体層との間に配設した発熱層を発熱させ、
この発熱層から非晶質半導体層に伝導される第１の伝導
熱が、この発熱層から基板に伝導される第２の伝導熱よ
りも大きな熱量となる。このことにより、基板の軟化を
防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に高温に加熱
できる。
【００１８】また、請求項１４の発明は、基板と非晶質
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、この半導体素
子内で発生する熱は、非晶質半導体層に伝導される第１
の伝導熱と、基板に伝導される第２の伝導熱とに分割さ
せられて伝導させられるようにしたことを特徴とする半
導体素子の加熱方法である。
半導体層とを有する半導体素子における非晶質半導体層
を結晶化させるための加熱方法であって、この半導体素
子内で発生する熱は、非晶質半導体層に伝導される第１
の伝導熱と、基板に伝導される第２の伝導熱とに分割さ
せられて伝導させられるようにしたことを特徴とする半
導体素子の加熱方法である。
【００１９】そして、請求項１４の発明によれば、非晶
質半導体層は、基板に伝導される第２の伝導熱とは別の
第１の伝導熱により加熱されるので、基板の歪み点を考
慮する必要がなく、従来に較べて、非晶質半導体層によ
り多くの熱量を伝導することが可能となる。このことに
より、基板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより
効率的に高温に加熱できる。
質半導体層は、基板に伝導される第２の伝導熱とは別の
第１の伝導熱により加熱されるので、基板の歪み点を考
慮する必要がなく、従来に較べて、非晶質半導体層によ
り多くの熱量を伝導することが可能となる。このことに
より、基板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより
効率的に高温に加熱できる。
【００２０】また、請求項１５の発明によれば、第１の
伝導熱は第２の伝導熱よりも熱量が大きくなるので、基
板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に
高温に加熱できる。
伝導熱は第２の伝導熱よりも熱量が大きくなるので、基
板の軟化を防止しつつ、非晶質半導体層をより効率的に
高温に加熱できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の具体例を説明す
る。
る。
【００２２】（実施の形態１）図１は本発明による半導
体装置の第１の実施形態の断面図を示し、図２は本発明
による第１の実施形態の結晶化方法を示す説明図であ
る。
体装置の第１の実施形態の断面図を示し、図２は本発明
による第１の実施形態の結晶化方法を示す説明図であ
る。
【００２３】以下、図１に示した半導体装置の構成及び
製造過程について説明を行う。まず、ガラス基板１の表
面に、ＣＶＤ等を用いて第１の絶縁層２としての酸化珪
素膜を７００ｎｍ〜１μｍ形成する。
製造過程について説明を行う。まず、ガラス基板１の表
面に、ＣＶＤ等を用いて第１の絶縁層２としての酸化珪
素膜を７００ｎｍ〜１μｍ形成する。
【００２４】ついで、第１の絶縁層２上に、発熱層３と
して５μΩ・ｃｍから２５０μΩ・ｃｍの抵抗率を有す
るＰｔ，Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ２、ＴａＮのいずれかをスパッ
タで成膜し、フォトリソグラフィを用いて画素に相当す
る部分の膜を除去する。発熱層３の材料として挙げた前
記の材料は、いずれも電熱抵抗材料として広く用いられ
ているものであり、最高使用温度は少なくとも１１００
℃を超える。
して５μΩ・ｃｍから２５０μΩ・ｃｍの抵抗率を有す
るＰｔ，Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ
合金、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ２、ＴａＮのいずれかをスパッ
タで成膜し、フォトリソグラフィを用いて画素に相当す
る部分の膜を除去する。発熱層３の材料として挙げた前
記の材料は、いずれも電熱抵抗材料として広く用いられ
ているものであり、最高使用温度は少なくとも１１００
℃を超える。
【００２５】その後、開口部を設けた発熱層３の上に、
ＣＶＤを用いて第２の絶縁層４として酸化珪素膜を設け
る。第２の絶縁膜４の膜厚は、シリコン膜５への熱伝導
量を多くし、かつ発熱層３を構成する材料のシリコン膜
５への拡散を防ぐために、第１の絶縁膜２の膜厚の１％
〜５０％、好ましくは膜厚として１００ｎｍ近傍とする
と良い。
ＣＶＤを用いて第２の絶縁層４として酸化珪素膜を設け
る。第２の絶縁膜４の膜厚は、シリコン膜５への熱伝導
量を多くし、かつ発熱層３を構成する材料のシリコン膜
５への拡散を防ぐために、第１の絶縁膜２の膜厚の１％
〜５０％、好ましくは膜厚として１００ｎｍ近傍とする
と良い。
【００２６】さらに、第２の絶縁層４上に、プラズマＣ
ＶＤを用いて非晶質半導体層としてのシリコン膜５を５
００℃以下の温度で形成する。形成されたシリコン膜５
はレーザービーム６で局部的加熱溶融して結晶化する
が、このとき、発熱層３に電気的に接続された外部電源
７から電流を流すことによって発熱層３を加熱し、その
熱をシリコン膜５側に伝導することによってシリコン膜
５を予熱する。
ＶＤを用いて非晶質半導体層としてのシリコン膜５を５
００℃以下の温度で形成する。形成されたシリコン膜５
はレーザービーム６で局部的加熱溶融して結晶化する
が、このとき、発熱層３に電気的に接続された外部電源
７から電流を流すことによって発熱層３を加熱し、その
熱をシリコン膜５側に伝導することによってシリコン膜
５を予熱する。
【００２７】ここで、発熱層３で発生した熱は、第２の
絶縁膜４を介してシリコン膜５に伝導される第１の伝導
熱と、第１の絶縁膜２を介してガラス基板１に伝導され
る第２の伝導熱とに分けられて伝導されることになる。
絶縁膜４を介してシリコン膜５に伝導される第１の伝導
熱と、第１の絶縁膜２を介してガラス基板１に伝導され
る第２の伝導熱とに分けられて伝導されることになる。
【００２８】この場合、第１，第２の絶縁膜は共に酸化
珪素膜であり、第１の絶縁膜２の膜厚が７００ｎｍ〜１
μｍであるのに対して第２の絶縁膜４は１００ｎｍであ
るので、前記の熱は、ガラス基板１よりもシリコン膜５
により多く伝導されることになる。すなわち、第１の伝
導熱は第２の伝導熱よりも大きな熱量となる。
珪素膜であり、第１の絶縁膜２の膜厚が７００ｎｍ〜１
μｍであるのに対して第２の絶縁膜４は１００ｎｍであ
るので、前記の熱は、ガラス基板１よりもシリコン膜５
により多く伝導されることになる。すなわち、第１の伝
導熱は第２の伝導熱よりも大きな熱量となる。
【００２９】このことにより、ガラス基板１の温度上昇
を防止すると共に、効果的にシリコン膜５を予熱でき
る。
を防止すると共に、効果的にシリコン膜５を予熱でき
る。
【００３０】上記したように、シリコン膜５を結晶化し
た後、フォトリソグラフィを用いてシリコン膜５の不要
な部分を除去してシリコンパタ−ンを形成する。シリコ
ンパタ−ンを形成後、ゲ−ト絶縁膜８として酸化珪素膜
を形成する。ゲ−トメタルとしてＡｌ膜を成膜した後、
フォトリソグラフィを用いてゲ−トパタ−ン９を形成す
る。ゲ−トパタ−ン９形成後は、透明導電膜であるＩＴ
Ｏを用いて画素電極１０を形成し、層間絶縁膜１１とし
て酸化珪素膜を設け、接続部分のコンタクトホ−ルを形
成したのち、配線層としてＡｌ膜を設けフォトリソグラ
フィで配線パタ−ン１２を形成する。
た後、フォトリソグラフィを用いてシリコン膜５の不要
な部分を除去してシリコンパタ−ンを形成する。シリコ
ンパタ−ンを形成後、ゲ−ト絶縁膜８として酸化珪素膜
を形成する。ゲ−トメタルとしてＡｌ膜を成膜した後、
フォトリソグラフィを用いてゲ−トパタ−ン９を形成す
る。ゲ−トパタ−ン９形成後は、透明導電膜であるＩＴ
Ｏを用いて画素電極１０を形成し、層間絶縁膜１１とし
て酸化珪素膜を設け、接続部分のコンタクトホ−ルを形
成したのち、配線層としてＡｌ膜を設けフォトリソグラ
フィで配線パタ−ン１２を形成する。
【００３１】最後に画素電極以外の部分を窒化珪素膜１
３で保護し、ＴＦＴアレイが完成する。
３で保護し、ＴＦＴアレイが完成する。
【００３２】以上のように製造されたＴＦＴアレイにお
いては、シリコン膜をレーザービームを用いて結晶化す
るときの予熱に際して、従来のようにガラス基板の裏面
から予熱を行う場合のようにガラス基板全体の温度を上
げることなく、ガラス基板に伝導する熱量を第１の絶縁
層によって低減し、また、第１の絶縁層より相対的に薄
い第２の絶縁膜を通して、非晶質シリコンパターンによ
り多くの熱量を伝導することになるので、ガラス基板の
軟化を招くことなく、非晶質シリコンパターンをより効
率的に高温度に予熱でき、結晶性の優れたシリコン膜が
得られ、高性能な薄膜トランジスタアレイを実現するこ
とができる。
いては、シリコン膜をレーザービームを用いて結晶化す
るときの予熱に際して、従来のようにガラス基板の裏面
から予熱を行う場合のようにガラス基板全体の温度を上
げることなく、ガラス基板に伝導する熱量を第１の絶縁
層によって低減し、また、第１の絶縁層より相対的に薄
い第２の絶縁膜を通して、非晶質シリコンパターンによ
り多くの熱量を伝導することになるので、ガラス基板の
軟化を招くことなく、非晶質シリコンパターンをより効
率的に高温度に予熱でき、結晶性の優れたシリコン膜が
得られ、高性能な薄膜トランジスタアレイを実現するこ
とができる。
【００３３】また、投写型液晶表示装置のライトバルブ
などに用いる場合には発熱層のパターンを遮光膜として
用いることができるという副次的な効果を有する。
などに用いる場合には発熱層のパターンを遮光膜として
用いることができるという副次的な効果を有する。
【００３４】なお、本実施の形態においては、同一材料
からなる第１，第２の絶縁膜として、酸化珪素膜を適用
したが、これに限定されず、例えば、窒化珪素などの他
の絶縁膜を適用することも可能である。
からなる第１，第２の絶縁膜として、酸化珪素膜を適用
したが、これに限定されず、例えば、窒化珪素などの他
の絶縁膜を適用することも可能である。
【００３５】さらに、本実施の形態においては、第１の
伝導熱を第２の伝導熱よりも大きな熱量とするために、
第１，第２の絶縁膜を同一材料とし、第１の絶縁膜２が
第２の絶縁膜４よりも大きな膜厚としたが、これに限定
されず、例えば、第１，第２の絶縁膜を異なる材料と
し、第２の絶縁膜４として第１の絶縁膜２よりも熱伝導
性の高い材料を適用し、第１，第２の絶縁膜の膜厚を適
宜、設定するようにしても良い。その一例として、第１
の絶縁膜２として酸化珪素を適用し、第２の絶縁膜とし
て窒化珪素を適用し、第１の絶縁膜２が第２の絶縁膜４
よりも大きな膜厚となるようにしてもよい。
伝導熱を第２の伝導熱よりも大きな熱量とするために、
第１，第２の絶縁膜を同一材料とし、第１の絶縁膜２が
第２の絶縁膜４よりも大きな膜厚としたが、これに限定
されず、例えば、第１，第２の絶縁膜を異なる材料と
し、第２の絶縁膜４として第１の絶縁膜２よりも熱伝導
性の高い材料を適用し、第１，第２の絶縁膜の膜厚を適
宜、設定するようにしても良い。その一例として、第１
の絶縁膜２として酸化珪素を適用し、第２の絶縁膜とし
て窒化珪素を適用し、第１の絶縁膜２が第２の絶縁膜４
よりも大きな膜厚となるようにしてもよい。
【００３６】また、基板材料は無アルカリガラスに限定
されるものではなく、歪み点が相対的に低い他の材料を
適用することができ、勿論、石英ガラス等の歪み点が相
対的に高い材料を適用することを妨げるものではない。
されるものではなく、歪み点が相対的に低い他の材料を
適用することができ、勿論、石英ガラス等の歪み点が相
対的に高い材料を適用することを妨げるものではない。
【００３７】（実施の形態２）図３は本発明による半導
体装置の第２の実施形態の断面図を示し、図４は本発明
による第２の実施形態の結晶化方法を示す説明図であ
る。
体装置の第２の実施形態の断面図を示し、図４は本発明
による第２の実施形態の結晶化方法を示す説明図であ
る。
【００３８】ここで、図３に示した半導体装置の構成及
び製造過程について説明を行う。まず、ガラス基板１の
表面にＣＶＤ等を用いて第１の絶縁層２としての酸化珪
素膜を７００ｎｍ〜１μｍ形成する。
び製造過程について説明を行う。まず、ガラス基板１の
表面にＣＶＤ等を用いて第１の絶縁層２としての酸化珪
素膜を７００ｎｍ〜１μｍ形成する。
【００３９】ついで、第１の絶縁層２上に発熱層３とし
て透明導電膜を成膜する。透明導電膜としては、酸化錫
やＩＴＯが知られているが、ＴＦＴアレイの画素電極の
材料として用いられているＩＴＯを用いることが望まし
い。なお、発熱層３に不透明な膜を用いた場合には、フ
ォトリソグラフィを用いて画素に相当する部分の膜を除
去することが必要であったが、透明導電膜を用いる場合
には、その必要はなく、工程が簡略化される。
て透明導電膜を成膜する。透明導電膜としては、酸化錫
やＩＴＯが知られているが、ＴＦＴアレイの画素電極の
材料として用いられているＩＴＯを用いることが望まし
い。なお、発熱層３に不透明な膜を用いた場合には、フ
ォトリソグラフィを用いて画素に相当する部分の膜を除
去することが必要であったが、透明導電膜を用いる場合
には、その必要はなく、工程が簡略化される。
【００４０】以下の製造プロセスは実施の形態１と同様
である。このように製造されたＴＦＴアレイにおいて
は、発熱層の材料として透明導電体を用いたことによ
り、不透明な材料を用いた場合と異なり、開口部を設け
る必要がないので工程が簡略化されるという効果を有す
ると共に、第１の実施の形態と同じく、薄膜トランジス
タのシリコン膜をレーザービームを用いて結晶化すると
きの予熱に際して、従来のようにガラス基板の裏面から
予熱を行う場合のように、ガラス基板全体の温度を上げ
ることなく、第１の絶縁層によってガラス基板に伝導す
る熱量を低減し、また、第１の絶縁層より相対的に薄い
第２の絶縁膜を通してシリコン膜により多くの熱量を伝
導することになるので、ガラス基板の軟化を招くことな
く、非晶質シリコンパターンをより効率的に高温度に予
熱でき、結晶性の優れたシリコン膜が得られ、高性能な
薄膜トランジスタアレイを実現することができる。
である。このように製造されたＴＦＴアレイにおいて
は、発熱層の材料として透明導電体を用いたことによ
り、不透明な材料を用いた場合と異なり、開口部を設け
る必要がないので工程が簡略化されるという効果を有す
ると共に、第１の実施の形態と同じく、薄膜トランジス
タのシリコン膜をレーザービームを用いて結晶化すると
きの予熱に際して、従来のようにガラス基板の裏面から
予熱を行う場合のように、ガラス基板全体の温度を上げ
ることなく、第１の絶縁層によってガラス基板に伝導す
る熱量を低減し、また、第１の絶縁層より相対的に薄い
第２の絶縁膜を通してシリコン膜により多くの熱量を伝
導することになるので、ガラス基板の軟化を招くことな
く、非晶質シリコンパターンをより効率的に高温度に予
熱でき、結晶性の優れたシリコン膜が得られ、高性能な
薄膜トランジスタアレイを実現することができる。
【００４１】また、発熱層を電気的に接地することによ
り画素電極との間に蓄積容量が形成されるという副次的
な効果を得ることができる。
り画素電極との間に蓄積容量が形成されるという副次的
な効果を得ることができる。
【００４２】（実施の形態３）図５は本発明による第３
の実施形態の結晶化方法を示す説明図である。
の実施形態の結晶化方法を示す説明図である。
【００４３】ここで、実施の形態２の構成の半導体装置
について本発明の結晶化方法を適用した場合について図
５を用いて説明を行う。
について本発明の結晶化方法を適用した場合について図
５を用いて説明を行う。
【００４４】第１の絶縁膜２上に形成された透明導電材
料からなる発熱層３は、ガラス基板１に近接した位置に
置かれたコイル１４に外部電源７から交流電流を印加し
て交番する磁界１５を発生すると発熱層３に渦電流１６
が誘導され、渦電流１６が流れることによって発熱層３
が発熱する。その発生した熱を第２の絶縁膜４を通して
シリコン膜５に伝導することによってシリコン膜５を予
熱する。それと同時にシリコン膜５の表面にレーザービ
ーム６を照射しシリコン膜５の結晶化を行う。
料からなる発熱層３は、ガラス基板１に近接した位置に
置かれたコイル１４に外部電源７から交流電流を印加し
て交番する磁界１５を発生すると発熱層３に渦電流１６
が誘導され、渦電流１６が流れることによって発熱層３
が発熱する。その発生した熱を第２の絶縁膜４を通して
シリコン膜５に伝導することによってシリコン膜５を予
熱する。それと同時にシリコン膜５の表面にレーザービ
ーム６を照射しシリコン膜５の結晶化を行う。
【００４５】このように誘導加熱を用いてシリコン膜の
予熱を行うと、発熱層を外部電源と電気的に接続するこ
となくシリコン膜の予熱が行えるので製造プロセスが簡
略化されるという効果が得られる。
予熱を行うと、発熱層を外部電源と電気的に接続するこ
となくシリコン膜の予熱が行えるので製造プロセスが簡
略化されるという効果が得られる。
【００４６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、非晶質半
導体層を従来よりも高温度に加熱でき、結晶性の優れた
多結晶半導体層を得て、高性能な半導体素子を提供する
ことができる。
導体層を従来よりも高温度に加熱でき、結晶性の優れた
多結晶半導体層を得て、高性能な半導体素子を提供する
ことができる。
【図１】本発明による半導体装置の第１の実施形態の断
面図
面図
【図２】本発明による第１の実施形態の結晶化方法を示
す説明図
す説明図
【図３】本発明による半導体装置の第２の実施形態の断
面図
面図
【図４】本発明による第２の実施形態の結晶化方法を示
す説明図
す説明図
【図５】本発明による第３の実施形態の結晶化方法を示
す説明図
す説明図
【図６】従来の結晶化方法を示す説明図
１ ガラス基板 ２ 第１の絶縁層 ３ 発熱層 ４ 第２の絶縁層 ５ シリコン膜 ６ レーザービーム 14 コイル 15 磁界 16 渦電流 17 発熱板
Claims (15)
- 【請求項１】 基板と、この基板上に設けられる第１の
絶縁層と、この第１の絶縁層上の少なくとも一部分に設
けられる発熱層と、この発熱層を覆うように設けられる
第２の絶縁層と、この第２の絶縁層上に設けられ、その
少なくとも一部分が前記第２の絶縁層を挟んで前記発熱
層と対向する非晶質半導体層とを有することを特徴とす
る半導体素子。 - 【請求項２】 発熱層が５μΩ・ｃｍから２５０μΩ・
ｃｍの抵抗率を有する材料からなることを特徴とする請
求項１に記載の半導体素子。 - 【請求項３】 発熱層の材料が、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｎｉ
−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金、ＳｉＣ、ＭｏＳｉ
２、ＴａＮのいずれかであることを特徴とする請求項２
に記載の半導体素子。 - 【請求項４】 発熱層が透明導電膜であることを特徴と
する請求項１に記載の半導体素子。 - 【請求項５】 発熱層の材料がＩＴＯであることを特徴
とする請求項４に記載の半導体素子。 - 【請求項６】 第１の絶縁層と第２の絶縁層は同一材料
で構成され、第２の絶縁層は第１の絶縁層よりも小さい
層厚であることを特徴とする請求項１に記載の半導体素
子。 - 【請求項７】 第２の絶縁層は第１の絶縁層の１％〜５
０％の層厚であることを特徴とする請求項６に記載の半
導体素子。 - 【請求項８】 第２の絶縁層は第１の絶縁層よりも熱伝
導率の高い材料であることを特徴とする請求項１に記載
の半導体素子。 - 【請求項９】 第１の絶縁層の材料が酸化珪素であり、
第２の絶縁層の材料が窒化珪素であることを特徴とする
請求項８に記載の半導体素子。 - 【請求項１０】 発熱層は、電磁誘導によって発生させ
た渦電流が流されることによる誘導加熱によって加熱さ
れることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子。 - 【請求項１１】 非晶質半導体層は、電磁誘導によって
発生させた渦電流が前記発熱層に流されることによる誘
導加熱と、ビーム照射による加熱とを併用して、結晶化
させられることを特徴とする請求項１０に記載の半導体
素子。 - 【請求項１２】 基板と非晶質半導体層とを有する半導
体素子における非晶質半導体層を結晶化させるための加
熱方法であって、基板と非晶質半導体層との間に配設し
た発熱層を発熱させることにより、非晶質半導体層を基
板を介することなく発熱層により加熱可能としたことを
特徴とする半導体素子の加熱方法。 - 【請求項１３】 基板と非晶質半導体層とを有する半導
体素子における非晶質半導体層を結晶化させるための加
熱方法であって、 基板と非晶質半導体層との間に配設した発熱層を発熱さ
せ、この発熱層から非晶質半導体層に伝導される第１の
伝導熱が、この発熱層から基板に伝導される第２の伝導
熱よりも大きな熱量となるようにしたことを特徴とする
半導体素子の加熱方法。 - 【請求項１４】 基板と非晶質半導体層とを有する半導
体素子における非晶質半導体層を結晶化させるための加
熱方法であって、この半導体素子内で発生する熱は、非
晶質半導体層に伝導される第１の伝導熱と、基板に伝導
される第２の伝導熱とに分割させられて伝導させられる
ようにしたことを特徴とする半導体素子の加熱方法。 - 【請求項１５】 第１の伝導熱は、第２の伝導熱よりも
大きな熱量となるように設定されることを特徴とする請
求項１４に記載の半導体素子の加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062800A JPH11261073A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 半導体素子および、その加熱方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10062800A JPH11261073A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 半導体素子および、その加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11261073A true JPH11261073A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13210790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10062800A Pending JPH11261073A (ja) | 1998-03-13 | 1998-03-13 | 半導体素子および、その加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11261073A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100525438B1 (ko) * | 2002-04-22 | 2005-11-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| KR100713880B1 (ko) * | 2000-10-24 | 2007-05-07 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법 |
| KR100763912B1 (ko) | 2006-04-17 | 2007-10-05 | 삼성전자주식회사 | 비정질 실리콘 박막트랜지스터 및 이를 구비하는 유기 발광디스플레이 |
| JP2008172245A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | ポリシリコンの形成方法、当該ポリシリコンを備える薄膜トランジスタ及びその形成方法 |
| JP2009528696A (ja) * | 2006-03-03 | 2009-08-06 | ジェーサング ロ | 非晶質シリコンのジュール加熱結晶化方法（ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｍｏｒｐｈｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎｂｙＪｏｕｌｅＨｅａｔｉｎｇ） |
| WO2010011038A3 (ko) * | 2008-07-25 | 2010-04-22 | 주식회사 엔씰텍 | 박막트랜지스터 및 이의 제조방법 |
| WO2011151973A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | 株式会社日立製作所 | 電子式制御装置及びその余寿命予測方法 |
-
1998
- 1998-03-13 JP JP10062800A patent/JPH11261073A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100713880B1 (ko) * | 2000-10-24 | 2007-05-07 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 다결정실리콘 박막트랜지스터의 제조방법 |
| KR100525438B1 (ko) * | 2002-04-22 | 2005-11-02 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 박막 트랜지스터 및 그 제조방법 |
| JP2009528696A (ja) * | 2006-03-03 | 2009-08-06 | ジェーサング ロ | 非晶質シリコンのジュール加熱結晶化方法（ＭｅｔｈｏｄｆｏｒＣｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＡｍｏｒｐｈｏｕｓＳｉｌｉｃｏｎｂｙＪｏｕｌｅＨｅａｔｉｎｇ） |
| KR100763912B1 (ko) | 2006-04-17 | 2007-10-05 | 삼성전자주식회사 | 비정질 실리콘 박막트랜지스터 및 이를 구비하는 유기 발광디스플레이 |
| JP2008172245A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Samsung Electronics Co Ltd | ポリシリコンの形成方法、当該ポリシリコンを備える薄膜トランジスタ及びその形成方法 |
| WO2010011038A3 (ko) * | 2008-07-25 | 2010-04-22 | 주식회사 엔씰텍 | 박막트랜지스터 및 이의 제조방법 |
| WO2011151973A1 (ja) * | 2010-06-03 | 2011-12-08 | 株式会社日立製作所 | 電子式制御装置及びその余寿命予測方法 |
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