【手続補正書】
【提出日】平成16年12月24日(2004.12.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン電流が入力される発光素子とが各画素に配置されている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、半導体膜を成膜し、
前記半導体膜をパターニングし、複数の凸部を有する第１の形状の島状半導体層を形成し、
連続発振のレーザ光を集光して、照射面における断面形状が線状となるレーザ光を、前記複数の凸部の頂角を形成する辺と交差する１方向に走査し、前記第１の形状の島状半導体層を結晶化させ、
前記結晶化させた第１の形状の島状半導体層をパターニングし、前記複数の凸部の先端それぞれより前記１方向に位置する複数の第１の領域を含み且つ前記複数の第１の領域を並列に接続する第２の領域と第３の領域とを含む第２の形状の島状半導体層を形成し、
前記複数の第１の領域と絶縁膜を介して重なるゲート電極を形成し、前記第２の領域及び前記第３の領域に不純物元素を添加して、ソース領域及びドレイン領域を形成して前記薄膜トランジスタを作製することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２】
薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン電流が入力される発光素子と、保持容量とが各画素に配置されている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、半導体膜を成膜し、
前記半導体膜をパターニングし、複数の凸部を有する第１の形状の島状半導体層を形成し、
連続発振のレーザ光を集光して、照射面における断面形状が線状となるレーザ光を、前記複数の凸部の頂角を形成する辺と交差する１方向に走査し、前記第１の形状の島状半導体層を結晶化させ、
前記結晶化させた第１の形状の島状半導体層をパターニングし、前記複数の凸部の先端それぞれより前記１方向に位置する複数の第１の領域を含み且つ前記複数の第１の領域を並列に接続する第２の領域と第３の領域とを含む第２の形状の島状半導体層と、第３の形状の島状半導体層とを形成し、
前記第２の形状の島状半導体層において前記複数の第１の領域と絶縁膜を介して重なるゲート電極と、前記第３の形状の島状半導体層と前記絶縁膜を介して重なる電極とを形成し、
前記第２の領域及び前記第３の領域に不純物元素を添加して、ソース領域及びドレイン領域を形成して前記薄膜トランジスタを作製し、
前記第３の形状の島状半導体層と、前記絶縁膜と、前記電極とでなる前記保持容量を作製することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記１方向は、前記薄膜トランジスタのドレイン電流が流れる方向と平行であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記頂角は、６０度以上１２０度未満であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項５】
薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタのドレイン電流が入力される発光素子と、保持容量とが各画素に配置されている表示装置の作製方法であって、
ストライプ状の複数の凸部を有する絶縁表面を形成し、
前記絶縁表面上に、半導体膜を成膜して、前記半導体膜の表面を複数の凸部を有する形状とし、
連続発振のレーザ光を集光して、照射面における断面形状が線状となるレーザ光を、前記半導体膜上において、前記複数の凸部に沿った方向に走査し、前記半導体膜を結晶化させ、
前記結晶化させた半導体膜をパターニングし、複数の平坦な第１の領域を含み且つ前記平坦な領域を並列に接続する第２の領域と第３の領域とを含む第１の形状の島状半導体層と、複数の凸部を有する第２の形状の島状半導体層とを形成し、
前記第１の形状の島状半導体層において前記複数の第１の領域と絶縁膜を介して重なるゲート電極と、前記第２の形状の島状半導体層と前記絶縁膜を介して重なる電極とを形成し、
前記第２の領域及び前記第３の領域に不純物元素を添加して、ソース領域及びドレイン領域を形成して前記薄膜トランジスタを作製し、
前記第２の形状の島状半導体層と、前記絶縁膜と、前記電極とでなる前記保持容量を作製することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記複数の凸部に沿った方向は、前記薄膜トランジスタのドレイン電流が流れる方向と平行であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記発光素子は、ＯＬＥＤであることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記連続発振のレーザ光は、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：サファイアレーザまたはＮｄ：ＹＶＯ4レーザから選ばれた一種または複数種を用いて出力されることを特徴とする表示装置の作製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図１６（Ｃ）に、図１６（Ｂ）の結晶化によって得られた多結晶膜の結晶性を模式的に示す。矩形状の凸部１６０１ａ〜１６０１ｄの上面の部分を、領域Ｇで示す。また、各凸部１６０１ａ〜１６０１ｄの間の領域を、領域Ｈで示す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
図１６（Ｅ）において、アイランド１６０４には不純物元素がドープされ、ソース領域、ドレイン領域等が形成されている。また、アイランド１６０４上には、ゲート電極１６０６、端子１６０５ａ、１６０５ｂが形成される。端子１６０５ａと端子１６０５ｂの一方は、コンタクトホール１６０７によって、アイランド１６０４のソース領域と接続される。もう一方は、コンタクトホール１６０７によって、アイランド１６０４のドレイン領域と接続される。また、ゲート電極１０６と重なったアイランド１６０４の部分が、チャネル領域に相当する。このチャネル領域は、図１６（Ｄ）中において、領域Ｇの部分に形成する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１８】
図２（Ｃ）に示すレーザ走査方向に、レーザアニ−ルされるサブアイランド１０１は、複数の結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄとは、サブアイランド１０１を、サブアイランド１０１が形成された基板に垂直な方向からみた場合の、サブアイランド１０１の凸部の先端に相当する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２２】
各結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄからのレーザ走査経路上付近（以下、大粒径結晶形成領域と表記する）には、結晶粒が比較的大きく、配向の揃った結晶粒が形成される。一方、各結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄからのレーザ走査経路上から離れた部分では、比較的結晶粒が小さく、配向も揃っていない。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２４】
なお、結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄそれぞれに対応する、サブアイランドの凸部の角度θを、１８０度以下とする必要がある。こうして、結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄから順に、レーザが照射されるようにする。角度θは、好ましくは、６０度以上１２０度未満とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１２５】
ここで、駆動ＴＦＴの各チャネル領域のチャネル幅をＷｓｔとする。また、サブアイランド１０１において、各結晶化開始点２０２ａ〜２０２ｄに対して最も窪んでいる点をＰとする。点Ｐ間、または点Ｐとサブアイランド１０１のエッジとの間の距離を、全て同じ幅Ｗｓｓとする。ＷｓｔとＷｓｓとの比は設計者が適宜設定することができる。なお、３ＷST≒ＷSSとするのが望ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３０】
始めに、サブアイランド１０１にレーザを照射する手法について説明する。説明には、図３（Ａ）を用いる。レーザ３１０から出力された光は、光学系３１１を介して、集光される。こうして、ビームスポット３１２が形成される。ビームスポット３１２を走査することによって、レーザが基板３００上に形成されたサブアイランド３０４に照射される。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
ビームスポット３１２が移動した軌跡を、図中、斜線で示す。この軌跡のエッジ部分を、３０３で示す。この軌跡の部分に配置されたサブアイランド３０４に、レーザが照射される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３４】
ここで、ビームスポット３１２内のエネルギー分布について説明する。図３（Ｂ）に、ビームスポット３１２の長軸方向のエネルギー分布を示す。図３（Ｂ）中、ビームスポット３１２の長軸方向を横軸で示す。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３５】
一般に、ビームスポットの中心Ｏ部分では、エネルギー密度が高い。また、ビームスポットの周辺部分では、エネルギー密度が小さくなる。サブアイランド３０４を構成する半導体膜の結晶化を行うのに必要なエネルギー密度を、Ｅminと表記する。つまり、ビーム幅ＷBに対して、幅ＷBEの部分のみが、サブアイランド３０４を十分に結晶化することが可能であるとする。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３７】
図３（Ｃ）にスリットを用いる際の構成について説明する。光学系３１１から出力された光を、スリット３１４を介して、サブアイランド３０４に照射する。このとき、ビーム幅をＷSで示した。なお実際には、基板３００上に照射されるビームスポット３１２の幅は、スリットを通過した後の光の回り込みによって、スリットの幅より若干大きくなっている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４３】
複数のサブアイランドの配置と、レーザの走査方法の関係の例を図４（Ａ）〜図４（Ｂ）に示す。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５４】
ここで、軌跡のエッジ部分が、サブアイランド４０１中を横切らないようにする必要がある。特に、サブアイランド４０１中、アイランドが形成される部分を横切らないようにする必要がある。これは、軌跡のエッジ部分では、粒径の小さな結晶粒が形成され、また、粒界の界面に沿って、突起した部分（リッジ）が生じるためである。これを考慮し、ビーム幅ＷB及びレーザの走査経路を設定する。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６９】
ここで、アイランド上の５５１で示す部分は、各ＴＦＴ（選択ＴＦＴ５０７及び駆動ＴＦＴ５０６）のゲート電極を形成する導電層である。また、５５２で示す部分は、５５１とは異なる層に形成された導電層である。５５３は、画素５００が有する発光素子５０９の一方の電極を形成する導電層である。またこれらの層は、コンタクトホール５５０によって、電気的に接続される。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１７２】
図５（Ｄ）において、図５（Ｃ）における点Ａ〜点Ａ'間の断面図を示す。駆動ＴＦＴ５０６は、絶縁表面を有する基板５６０上に、複数の独立したチャネル領域５１０ａ〜５１０ｄを有する。これらのチャネル領域５１０ａ〜５１０ｄは、アイランド５０２ａの一部に相当する。これらのチャネル領域５１０ａ〜５１０ｄ上には、ゲート絶縁膜５１１が形成される。その上に、配線層５５１によって、駆動ＴＦＴ５０６のゲート電極５１２が形成される。また、駆動ＴＦＴ５０６のゲート電極５１２を形成すると同時に、走査線５０３も形成される。その上に、層間絶縁膜５１３が形成される。さらにその上に、導電層５５２によって配線５１４が形成される。配線５１４は、駆動ＴＦＴ５０６のソース端子またはドレイン端子の一部に相当する。また、導電層５５３によって、発光素子の一方の電極５５９が形成される。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１５】
絶縁表面を有する基板上に、凹凸パターン（レリーフ）を形成する。次いで、半導体膜を形成する。この後、レーザアニ−ルによって半導体膜の結晶化を行う。その後、パターニングを行いアイランドを形成する。アイランドによって、ＴＦＴのチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域等が形成される。ここで、凹凸パターン（レリーフ）の形状は、レーザの走査方向、駆動ＴＦＴのチャネル領域の配置を考慮し定める。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３６】
以上が、駆動ＴＦＴ１６１０の構成についての説明である。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２３７】
次いで、このような構成の駆動ＴＦＴ１６１０の作製工程について説明する。説明には図２１を用いる。なお、図２１では、図２０（Ｄ）に示した断面における作製工程を示す。ここで、図２０と同じ部分は同じ符号を用いて示す。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４２】
次いで、図２１（Ｃ）に示すように、結晶化した半導体膜２１０３をパターニングし、駆動ＴＦＴの半導体層（アイランド）２１０４を形成する。次いで、ゲート絶縁膜２１０５を形成する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４５】
その後、図２１（Ｆ）に示すように、層間絶縁膜２１０９を形成する。層間絶縁膜２１０９に、各不純物領域２１０８ａ、２１０８ｂに達するコンタクトホールを形成する。その後、端子１６０５ａ、１６０５ｂを形成する。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５２】
図中白矢印の方向にレーザを走査し、レーザアニールする。半導体膜の結晶化を行う。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５７】
図２２（Ｃ）に、アイランド２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃより画素を形成した例を示す。なお、図２２（Ｃ）では、各画素に配置される発光素子５０９として、その陽極または陰極のうち、駆動ＴＦＴ５０６のソース端子またはドレイン端子と接続されている側の電極５５９のみを示す。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２５８】
ここで、アイランド上の５５１で示す部分は、各ＴＦＴ（選択ＴＦＴ５０７及び駆動ＴＦＴ５０６）のゲート電極を形成する導電層である。また、５５２で示す部分は、５５１とは異なる層に形成された導電層である。５５３は、画素５００が有する発光素子５０９の一方の電極を形成する導電層である。またこれらの層は、コンタクトホール５５０によって、電気的に接続される。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２６１】
図２２（Ｄ）において、図２２（Ｃ）における点Ａ〜点Ａ'間の断面図を示す。駆動ＴＦＴ５０６は、絶縁表面を有する基板５６０上に、複数の独立したチャネル領域２２１０ａ〜２２１０ｄを有する。これらのチャネル領域２２１０ａ〜２２１０ｄは、アイランド２２０２ａの一部に相当する。これらのチャネル領域２２１０ａ〜２２１０ｄ上には、ゲート絶縁膜２２１１が形成される。その上に、配線層５５１によって、駆動ＴＦＴ５０６のゲート電極５１２が形成される。また、駆動ＴＦＴ５０６のゲート電極５１２を形成すると同時に、走査線５０３も形成される。その上に、層間絶縁膜５１３が形成される。さらにその上に、導電層５５２によって配線５１４が形成される。配線５１４は、駆動ＴＦＴ５０６のソース端子またはドレイン端子の一部に相当する。また、導電層５５３によって、発光素子の一方の電極５５９が形成される。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３５５】
実施例２に従って図１１（Ｄ）の状態まで形成する。次いで、図１２（A）に示すように、第１の層間絶縁膜５０４０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５１０１を形成する。本実施例では、膜厚１．６［μｍ］のアクリル樹脂膜を形成した。次に、第２の層間絶縁膜５１０１を形成した後、第２の層間絶縁膜５１０１に接するように、第３の層間絶縁膜５１０２を形成する。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０３８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０３８０】
図１３（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜５０４０上に、第２の層間絶縁膜５９０２を形成する。第２の層間絶縁膜５９０２としては、無機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法によって形成された酸化珪素膜や、ＳＯＧ（Spin On Glass）法によって塗布された酸化珪素膜等を用いることができる。また、第２の層間絶縁膜５９０２として、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル等の膜を用いることができる。また、アクリル膜と酸化珪素膜の積層構造を用いても良い。また、アクリル膜と、スパッタ法で形成した窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜との積層構造を用いても良い。