(57)【要約】【課題】半導体膜全面に対して均一にレーザ処理を行うことができるレーザ照射装置を提供すること、およびレーザ照射方法を提供すること。【解決手段】波長領域の広いレーザ結晶から発振されたレーザ光と、ビームホモジナイザを用いる。波長領域が広いレーザ光は干渉性が弱いため、干渉によって半導体膜に干渉縞を生じさせることがない。また、長軸の長さが数メートルを超える線状ビームの形成が可能なため、レーザアニールプロセスのスループットを向上させる。【選択図】図２
2006156984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器より射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、
前記レーザビームに対して前記レーザビームの照射面を相対的に移動する手段とを有するレーザ照射装置。
【請求項２】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器より射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、
前記ビームホモジナイザを通過した前記レーザビームを集光するための集光レンズと、
前記レーザビームに対して照射面を相対的に移動する手段とを有するレーザ照射装置。
【請求項３】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器と、
前記レーザ発振器より射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、
前記ビームホモジナイザによって強度分布が均一化された前記レーザビームの端部を遮断するスリットと、
前記レーザビームを集光する集光レンズと、
前記スリットで形成されたレーザビームの像を照射面に投影する投影レンズと、
前記レーザビームに対して前記照射面を相対的に移動する手段とを有するレーザ照射装置。
【請求項４】
請求項２および請求項３において、
前記集光レンズは、凸型シリンドリカルレンズまたは凸型球面レンズであることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記レーザ発振器とは、サファイア、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ２Ｏ３、ＫＧＷ、ＫＹＷ、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、またはＧｄＶＯ４の結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒのうち少なくとも一種のドーパントを添加したレーザ結晶を用いたレーザ発振器であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記レーザビームは、非線形光学素子によって変換された高調波であることを特徴とするレーザ照射装置。
【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、
前記ビームホモジナイザは、シリンドリカルレンズアレイ、ライトパイプ、またはフライアイレンズのいずれかであることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載のレーザ照射装置にて作製されたデジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ナビゲーションシステム、音響再生装置、ディスプレイ、携帯端末機、薄膜集積回路装置、またはＣＰＵ。
【請求項９】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器から射出した第１のレーザビームをビームホモジナイザに通して強度分布が均一化された第２のレーザビームとし、
前記第２のレーザビームを照射面に入射し、
前記第２のレーザビームを前記照射面に対して相対的に走査することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１０】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器から射出した第１のレーザビームをビームホモジナイザに通して強度分布が均一化された第２のレーザビームとし、
前記第２のレーザビームを集光レンズを用いて第３のレーザビームとし、
前記第３のレーザビームを照射面に入射し、
前記第３のレーザビームを前記照射面に対して相対的に走査することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１１】
スペクトル幅を有するレーザビームを発振するレーザ発振器から射出した第１のレーザビームをビームホモジナイザに通して強度分布が均一化された第２のレーザビームとし、
前記第２のレーザビームの端部をスリットによって遮断して第３のレーザビームとし、
前記第３のレーザビームを集光レンズおよび投影レンズに通して、前記スリットで形成された前記第３のレーザビームの像を照射面に投影し、
前記レーザビームに対して前記照射面を相対的に走査することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１２】
請求項９乃至請求項１１において、
前記集光レンズは、凸型シリンドリカルレンズまたは凸型球面レンズを用いることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１３】
請求項９乃至請求項１２のいずれか一項において、
前記発振波長領域の広いレーザとして、サファイア、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ２Ｏ３、ＫＧＷ、ＫＹＷ、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、またはＧｄＶＯ４の結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒのうち少なくとも一種のドーパントを添加したレーザ発振器を用いていることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１４】
請求項９乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記レーザビームは、非線形光学素子によって変換することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１５】
請求項９乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記ビームホモジナイザは、シリンドリカルレンズアレイ、ライトパイプ、またはフライアイレンズのいずれかを用いることを特徴とするレーザ照射方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体材料などに対して行われるようなアニールを、均一にかつ効率よく行うためのレーザ照射装置（レーザと、このレーザから出力されるレーザビームを被照射体まで導くための光学系を含む装置）およびレーザ照射方法に関するものである。また、上記のレーザ処理の工程を含んで作製された半導体装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、基板上に薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと記す）を製造する技術が大幅に進歩し、アクティブマトリクス型表示装置への応用開発が進められている。特に、多結晶半導体膜を用いたＴＦＴは、従来の非単結晶半導体膜を用いたＴＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高いので、高速動作が可能である。そのため、従来基板の外に設けられた駆動回路で行っていた画素の制御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが試みられている。
【０００３】
ところで、半導体装置に用いる基板は、コストの面から単結晶半導体基板よりもガラス基板が有望視されている。ガラス基板は耐熱性に劣り、熱変形しやすいため、ガラス基板上に多結晶半導体膜を用いたＴＦＴを形成するために半導体膜を結晶化する際には、ガラス基板の熱変形を避けるためにレーザアニールが用いられる。
【０００４】
レーザアニールの特徴は輻射加熱あるいは伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を大幅に短縮できることや、半導体基板又は半導体膜を選択的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えないことなどがあげられている。
【０００５】
レーザアニールに用いられるレーザ発振器はその発振方法により、パルス発振と連続発振の２種類に大別される。レーザアニールには、しばしばエキシマレーザのようなパルス発振のレーザビームが用いられる。エキシマレーザは出力が大きく、高周波数での繰り返し照射が可能であるという利点を有し、さらにエキシマレーザから発振されるレーザビームは半導体膜としてよく用いられる珪素膜に対する吸収係数が高いという利点を有する。レーザビームの照射の際には、照射面におけるレーザビームの形状が線状となるように光学系にて整形し、レーザビームの照射位置を照射面に対し相対的に移動させて照射する方法は、高い生産性を持つため工業的に優れている（特許文献１参照）。
【０００６】
線状ビームとは、照射面における形状が線状であるレーザビームのことである。ここでいう「線状」とは、厳密な意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比が大きい矩形（例えば、アスペクト比が１０以上（好ましくは１００以上））を意味する。なお、線状とするのは、被照射体に対して十分なアニールを行うためのエネルギー密度を確保するためであり、矩形状や面状であっても被照射体に対して十分なアニールを行うことができればよい。
【０００７】
近年では、半導体膜の結晶化においてエキシマレーザのようなパルス発振のレーザ発振器よりも、ＡｒレーザやＹＶＯ４レーザのような連続発振のレーザ発振器（以下、これらをＣＷレーザと称す）、あるいは繰り返し周波数が非常に高いパルス発振のレーザ発振器（モードロックパルスレーザ）を用いる方が、半導体膜内に形成される結晶の粒径が大きくなることが見出されている。半導体膜内の結晶粒径が大きくなると、この半導体膜を用いて形成されるＴＦＴのチャネル領域に含まれる粒界の数が減る。従って、移動度が高くなり、より高性能なデバイスの開発に利用することができる。（以下、本明細書では、そのような結晶粒径の大きな結晶を大粒径結晶と称する。）
【０００８】
レーザアニールに一般的に用いられている固体レーザが発振する基本波の波長は、赤から近赤外にわたる波長領域である。しかし、この波長領域より、可視から紫外の波長領域の方が半導体膜へのエネルギーの吸収効率が高い。そこで、一般的には、非線形光学素子を用いて、大出力が得やすい基本波を高調波に変換することで可視光とし、半導体膜のアニールに用いる。
【０００９】
例えば、１０Ｗ、５３２ｎｍのＣＷレーザが発振するレーザビームを長軸方向３００μｍ、短軸方向１０μｍ程度の線状ビームとし、その線状ビームをビームスポットの短軸方向に走査させて半導体膜を結晶化した場合、一度の走査で得られる大粒径結晶の領域の幅は２００μｍ程度となる（以下、大粒径結晶が見られる領域を大粒径領域と呼ぶ）。つまり、レーザアニールは、以下の手順で行われる。まず、ビームスポットの短軸方向にレーザビームを走査する。次にビームスポットの長軸方向にレーザビームの走査する位置をずらす。ずらす幅は、一度の走査によって得られた大粒径領域の幅である。つまり、上記の例では、ずらす幅は２００μｍとなる。次に、再びビームスポットの短軸方向に走査する。レーザビームの照射と照射位置をずらすことを交互に繰り返すことによって、基板全面にレーザビームを照射し、半導体膜を結晶化する。
【特許文献１】特開２００３−２５７８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ここで、ビームスポットの半導体膜における照射跡と、ビームスポットの断面における強度分布を示す。
【００１１】
一般的に、レーザ発振器から射出したレーザビームのａ−ａ’の断面は、図２４に示すように、ガウス分布の強度分布を有しており、均一な強度分布をしているのではない。
【００１２】
例えば、ビームスポット中央付近の領域は、大粒径結晶が形成されるしきい値（ｙ）より大きいエネルギー密度を有する。しかし、ビームスポット端部付近の領域は、結晶性領域が形成されるしきい値（ｘ）よりエネルギー密度が大きいが、しきい値（ｙ）よりエネルギー密度が小さい。このため、レーザビームを半導体膜に照射すると、ビームスポット端部付近の領域には部分的に溶融しきれない領域が残り、そこには、中心付近の領域２４０１に形成されるような大粒径結晶ではなく、粒径の比較的小さな結晶粒が形成される。つまり、レーザビームのエネルギー密度の分布が半導体膜表面の結晶性に反映され、結晶性のむらが生じる。
【００１３】
特にＣＷレーザビームを線状ビームに整形した後にレーザアニールを行った場合には、線状ビームの長軸方向の両端におけるＣＷレーザビームの強度低下の影響が大きい。図２４のしきい値（ｘ）以上しきい値（ｙ）以下のエネルギーでＣＷレーザビームが照射された領域には、結晶化は起こるものの大粒径結晶が形成されない領域（以降、結晶性不良領域と呼ぶ）２４０２が形成される。この領域２４０２には、半導体膜の表面において凹凸が目立ち、ＴＦＴを作製するには不向きである。
【００１４】
このようにして作製された半導体膜を用いてＴＦＴを形成した場合、それぞれのＴＦＴの電子移動度を均一にすることが難しい。さらに、このように作製されたＴＦＴを用いてＥＬ（エレクトロルミネセンス）や液晶などを用いたディスプレイを作製した場合には、結晶性のむらによる縞模様が現れることがある。
【００１５】
よって、信頼性の高いＴＦＴを作製するにあたり、ＴＦＴが結晶性不良領域２４０２に作製されないように、レーザビームの照射の際に正確に位置決めをする必要がある。
【００１６】
また、レーザアニールに用いるレーザビームの強度分布がガウス分布型であるため、線状ビームの長軸方向の長さを長くすると、強度が低い端部の部分が引き延ばされ、結晶性不良領域２４０２が広がってしまう。そのため、基板全体に対するＴＦＴを形成できる領域が少なくなり、集積度の高い半導体装置を作製することが困難になる。
【００１７】
上記の問題点は、レーザビームの強度分布をガウス形状ではなく、強度が均一かつ裾が急峻な形状にすることで上記の問題を解決することができる。レーザビームの強度分布を均一にする手段としては回折光学素子（ディフラクティブオプティクス）や光導波路（ライトパイプ）、複数のレンズが一平面上に配列されたレンズアレイ（シリンドリカルレンズアレイ、フライアイレンズ）等がある。このような手段を用いて、レーザビームの強度分布を均一にし、その裾部分を急峻にすることで、レーザアニール後にできる結晶性を均一なものにし、さらに結晶性不良領域を減少させることができる。レーザビームの強度分布を均一にすることで、線状ビームの長さに依らず、結晶性不良領域の面積を小さく抑えることが可能である。
【００１８】
しかし、前に挙げたレーザビームの強度分布を均一にする手段のうち、回折光学素子は、良い特性を得るためにはナノメートル単位の精度を持つ微細加工が必要であるために技術的に困難な点が多く、光学透過率も低い。また、コストも高い。また、シリンドリカルレンズアレイやフライアイレンズなどのレンズアレイやライトパイプなどのビームホモジナイザを用いて、一つのレーザビームを複数の経路に分けた後に再び一つに合成する場合では、単一波長のレーザビームは干渉性が良いため、照射面においてレーザビーム強度の強弱が干渉縞として現れる。
【００１９】
本発明はレーザの干渉性に起因する干渉縞を生じさせることなく、エネルギー分布の均一な線状ビームを得ることを課題とする。特に、ＣＷレーザや、モードロックパルスレーザを用いる場合、出来るだけ大粒径領域の面積を増やし、結晶性不良領域の面積を少なくすることを課題とする。一方、パルス発振の比較的繰り返し周波数の低い大出力レーザを用いて、長さ数メートルを超える線状ビームを形成し、レーザアニールのプロセスのスループットを飛躍的に向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
以上の問題を解決する手段として、本願発明は以下の構成を採用する。なお、ここでいうレーザアニール法とは、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導体膜を結晶化させる技術を指している。また、半導体基板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術、非晶質半導体膜にニッケルなどの結晶化を促進する元素を導入した後にレーザ照射を行う技術、結晶性を有する半導体膜にレーザを照射する技術なども含んでいる。
【００２１】
本発明は以下の構成を有する。
【００２２】
本発明で開示する発明の１つは、発振波長域の広いレーザ発振器と、このレーザ発振器より射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、レーザビームの照射面をレーザビームに対して相対的に移動する手段とを有することを特徴とする。
【００２３】
本発明で開示する発明の他の１つは、発振波長域の広いレーザ発振器と、このレーザ発振器より射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、集光レンズと、レーザビームの通過線上において集光レンズの像を照射面に投影する手段と、レーザビームに対して照射面を相対的に移動する手段とを有することを特徴とする。
【００２４】
本発明で開示する発明の他の１つは、発振波長域の広いレーザ発振器と、このレーザ発振器から射出したレーザビームの強度分布を均一化するビームホモジナイザと、レーザビームの強度が弱い端部を遮断するためのスリットと、このスリットの像を照射面に投影するための投影レンズと、集光レンズと、レーザビームに対して照射面を相対的に移動する手段とを有することを特徴とする。
【００２５】
なお、発振波長域が広いレーザとは、励起光源に対して広い範囲の波長でレーザ発振が可能なレーザ、つまり、発振されたレーザビームがスペクトル幅を有するレーザのことを指す。具体的には、スペクトル幅は０．１ｎｍ以上であればよい。
【００２６】
上記発明の構成において、発振波長域の広いレーザ結晶として、Ｓａｐｐｈｉｒｅ、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ２Ｏ３、ＫＧＷ、ＫＹＷ、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、またはＧｄＶＯ４の結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒのドーパントをいずれか１つまたは複数添加したレーザ発振器等を用いることができる。発振波長域を広げるため、複数のドーパントを添加したレーザ結晶を用い、レーザ発振器とすることが好ましい。あるいは、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザのように、１種類のドーパントで多波長発振を可能にするレーザもある。
【００２７】
上記のレーザ結晶から発振したレーザビームの中には、極めて高い出力を持つものもあり、半導体膜をレーザアニールするための線状ビームの長さ、すなわちレーザスポットの長軸方向の長さを数メートル以上とすることも可能である。また、例えばセラミックスＹＡＧを用いる場合では、ＹＡＧの結晶と比較すると、製造するための時間やコストがかかることなく、大きなセラミックスを作ることが可能である。これは他のセラミックを用いた場合も同様である。このため、レーザ発振器から射出する段階でビームの長軸方向の長さを他のレーザよりも長くすることが可能である。また、セラミックスはその形状を自由に変えることができるため、例えば、直方体のロッドを形成し、四角いビームを発振させることも可能である。
【００２８】
上に挙げたような発振波長域が広いレーザビームは干渉性が弱い。したがって、シリンドリカルレンズアレイ、ライトパイプ、フライアイレンズなどのビームホモジナイザを用いて、一つのレーザビームを複数の経路に分離した後に再び一箇所に合成しても、照射面においてレーザビームによる干渉縞が生じないため、均一に半導体膜をアニールすることができる。
【００２９】
また、上記発明の構成において、ビームホモジナイザは複スリットから射出するビームを形成するものとして考えることができることから、複スリットをモデルとして、そのビームホモジナイザが形成する干渉縞の周期を計算することができる。つまり、ある波長λにおける干渉縞の間隔ｘは、複スリットと照射面までの距離Ｌ、複スリットにおけるスリットとスリットの間の距離ｄを用いて次式で表すことができる。
【数１】
2006156984.tif 000003
【００３０】
図１に複スリット間の距離ｄ＝２ｍｍ、複スリットと照射面までの距離Ｌ＝１０００ｍｍとしたときの波長λに対する干渉縞の間隔ｘを求めたものを示す。波長λに対して干渉縞の間隔ｘは線形に増加していることがわかる。したがって、発振波長域の広がったレーザビームにより生じる干渉縞は、様々な定在波が混合して形成されるため、その模様は不明瞭となり、視認出来なくなる。
【００３１】
また、上記発明の構成において、集光レンズは１枚または２枚の凸型シリンドリカルレンズまたは凸型球面レンズであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３２】
本発明を用いることにより、半導体膜上にレーザの干渉縞を生じさせることのないエネルギー分布の均一な線状ビームを得ることができる。特に、ＣＷレーザや、モードロックパルスレーザを用いる場合、できるだけ大粒径領域の面積を増やし、かつ結晶性不良領域の面積を少なくすることが可能となる。一方、パルス発振の比較的繰り返し周波数の低い大出力レーザを用いて、長さが数メートルに及ぶ線状ビームを形成することが可能になるため、この線状ビームを用いることによってレーザアニールのスループットが格段に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に本発明の実施の様態を、図面を用いて説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３４】
本発明の実施の形態において、多波長発振し、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のモードロックパルスレーザを射出するレーザ発振器２０１から射出されるレーザビームを光学系にて線状ビームに整形し、半導体膜２０４が成膜された基板に照射する例を、図２に沿って説明する。
【００３５】
なお、レーザは一般的に単一波長で発振するものがほとんどであるが、中には広い範囲の波長に対して光を誘導放出するものがある。つまり、このようなレーザから発振されたレーザビームはスペクトル幅を持つ。固体レーザでは、母体結晶と発光原子との間との距離を変えて相対的な位置関係を変化させていろいろなエネルギー準位を作ると、励起される準位と下位準位に落ちるレーザ遷移に幅ができ、広い範囲の波長でレーザビームを放出することができるようになる。また、母体結晶に複数種の発光原子を導入した媒質を作ると、いろいろなエネルギー準位ができるため、広い範囲の波長でレーザビームを放出することが可能である。このような媒質を用いることによって、励起光源に対して広い範囲の波長でレーザビームが発振される。本明細書において、多波長発振をするレーザとは上記のレーザのことを指す。具体的には、スペクトル幅は０．１ｎｍ以上であればよい。
【００３６】
図２において、モードロックパルスレーザのレーザ発振器２０１から射出したレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ２０２により、１本のレーザビームが複数に分割される。次いで、分割されたレーザビームは、ミラー２０３によって半導体膜２０４が成膜された基板の方向に偏向される。
【００３７】
その後、レーザビームの長軸方向および短軸方向に作用するシリンドリカルレンズ２０５、２０６により集光を行う。本発明の実施の形態において、２つのシリンドリカルレンズを集光レンズとして用いている。シリンドリカルレンズ２０５、２０６のうち、１つは線状ビームの長軸方向にビームの整形を行い、残りの１つは線状ビームの短軸方向にビームの整形を行う。
【００３８】
シリンドリカルレンズ２０５、２０６を用いる利点は、ビームの長軸方向と短軸方向の集光をそれぞれ独立して行うことができる点である。なお、元のビームのビーム径、出力、ビームの形状をそのまま用いることができる場合は、シリンドリカルレンズを必ずしも２つ用いなくても良い。また、元のビームの長軸と短軸の長さの比を保ったまま集光を行う場合は、シリンドリカルレンズ２０５、２０６の代わりに球面レンズを用いても良い。
【００３９】
半導体膜２０４が成膜された基板はガラスを材料としており、レーザ照射の際に落ちないように吸着ステージ２０７に固定されている。吸着ステージ２０７は、Ｘステージ２０８、Ｙステージ２０９を用いて半導体膜２０４の表面に平行な面上をそれぞれＸ方向、Ｙ方向に走査を繰り返し、半導体膜２０４を結晶化させる。
【００４０】
本実施の形態ではＸステージ２０８、Ｙステージ２０９を用いて半導体膜２０４が成膜された基板を動かす構成となっているが、レーザビームの走査は、被処理物である基板を固定してレーザビームの照射位置を移動させる照射系移動型、レーザビームの照射位置を固定して基板を移動させる被処理物移動型、または上記２つの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【００４１】
レーザビームが照射され、走査方向に向かって成長した結晶粒が形成されている照射領域は、結晶性が非常に優れている。そのため、この領域をＴＦＴのチャネル形成領域に用いることで、極めて高い移動度や極めて高いオン電流を期待することができる。
【００４２】
ここで、図３、４を用いて、本発明の光学系について詳しく説明する。ここで図３中にて用いている番号は図２で用いたものと共通の番号を記してある。
【００４３】
図３（ａ）は線状ビームおよび光学系の上面図であり、図３（ｂ）は線状ビームおよび光学系の側面図である。レーザ発振器２０１から射出したレーザビームはシリンドリカルレンズアレイ２０２によって複数のレーザビームに分割される。このとき、レーザ発振器２０１から射出したレーザビームは、図４中の線（ａ）に示すようなガウス型の強度分布を持つ。このレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ２０２によって図４中の線（ｂ）、（ｃ）を境に分割される。分割されたそれぞれのレーザビームはシリンドリカルレンズ２０５、２０６によって図４中の線（ｄ）、（ｅ）に示すように、図４の線（ｂ）、（ｃ）の間に重なり合わされ、半導体膜２０４にて一つのビームスポット上に合成される。図４の線（ｆ）は重なり合った三つのレーザビームを足し合わせたレーザビームの強度分布である。これにより、レーザビームの強度分布は均一化される。
【００４４】
本実施の形態で用いたレーザ発振器２０１のレーザ結晶はＴｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅ結晶である。なお、このレーザの基本波の中心波長は８００ｎｍ、発振波長の半値全幅は３０ｎｍである。この基本波をレーザ発振器２０１内の非線形光学結晶によって、中心波長が４００ｎｍ、発振波長の半値全幅が１５ｎｍの第２高調波に変換する。
【００４５】
本実施の形態は、レーザビームを３つに分割し、それらを１つのレーザビームに合成するが、式（１）から判るように、それぞれの波長に対する干渉縞の間隔は異なるため、このようなレーザビームを用いることで干渉により発生する光の強弱の差を打ち消し合うことができる。
【００４６】
これにより、干渉の影響を少なくすることができるため、線状ビームの長さ方向におけるレーザビームの強度分布を均一にすることができ、さらに結晶性不良領域を減少させることができる。
【００４７】
半導体膜２０４が成膜されたガラス基板を１００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃ．の速度で移動できるＸステージ２０８、及び、Ｙステージ２０９上に設置し、適切な速度にて走査移動させることにより、基板上の半導体膜２０４全面に大粒径結晶を作製できる。本発明人の経験から予想される最適な走査の速度は、４００ｍｍ／ｓｅｃ．前後である。
【００４８】
このような手法で大粒径結晶を形成した半導体膜２０４上に、周知の手段によりＴＦＴを作製することで、高速デバイスを作製することができる。
【００４９】
本実施の形態では、発振波長域の広い、つまり、スペクトル幅を有するＣＷレーザを用いて大粒径結晶を作製する例を挙げたが、同様に発振波長域が広く、繰り返し周波数の高いパルス発振のレーザとビームホモジナイザを組み合わせてレーザアニールを施す場合にも、本発明を適用することが可能である。
【実施例１】
【００５０】
本実施例では、繰り返し周波数が低く、１ショットあたりのエネルギーが高いパルス発振のレーザを用いた場合の例を、図５、６を用いて説明する。
【００５１】
まず、図６（Ｂ）の側面図に着目する。パルスレーザ発振器５０１から射出されたレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ５０２、５０３に入射する。シリンドリカルレンズアレイ５０２、５０３は、１本のレーザビームをＺ軸方向において複数のレーザビームに分割し、Ｚ軸方向におけるレーザビームの強度を均一化する。
【００５２】
次に、Ｚ軸方向にのみ作用するシリンドリカルレンズ５０４により、Ｚ軸方向に分割されたレーザビームは、仮想的な面５０６上にて１つに集光される。面５０６は光路の途中にあるので、面５０６で集光された後に光は発散する。なお、シリンドリカルレンズアレイ５０５はレーザビームのＺ軸方向には作用しない。
【００５３】
シリンドリカルレンズ５０８は、面５０６と半導体膜５０９とが共役の関係になる位置になるように配置されている。そして、Ｚ軸方向に分割されたレーザビームを、半導体膜５０９にて再び１つに結像するように集光する。このとき、シリンドリカルレンズ５０８は半導体膜５０９に照射される線状ビームの短軸方向にのみ作用する。
【００５４】
次に、上面図（図６（Ａ））に関して説明する。パルスレーザ発振器５０１から射出されたレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ５０２、５０３およびシリンドリカルレンズ５０４に入射するが、シリンドリカルレンズアレイ５０２、５０３、およびシリンドリカルレンズ５０４はレーザビームのＸ軸方向には作用しないので、そのまま透過する。続いて、シリンドリカルレンズアレイ５０５にレーザビームが入射する。シリンドリカルレンズアレイ５０５は、母線の方向がシリンドリカルレンズアレイ５０２、５０３の母線と９０度をなすように配置している。このシリンドリカルレンズアレイ５０５によって、１本のレーザビームはＸ軸方向において複数に分割される。分割されたレーザビームはＸ軸方向にのみ作用するシリンドリカルレンズ５０７によって、半導体膜５０９上で同一ビームスポットに集光される。
【００５５】
なお、図５に示されるように、シリンドリカルレンズ５０７を通過したレーザビームはミラー５１０によって９０°下方に偏向され、半導体膜５０９に照射される。このとき、シリンドリカルレンズ５０７は半導体膜５０９に照射される線状ビームの長軸方向にのみ作用する。
【００５６】
半導体膜５０９を成膜したガラス基板を１０ｍｍ／ｓｅｃ．程度以上の速度で移動できるステージ５１１上に設置し、適切な速度にて走査移動させることにより、基板全面を結晶することができる。
【００５７】
本実施例で示す例は、レーザビームを複数に分割し、それらを１つのレーザビームに集光するため、干渉縞が発生することが考えられる。しかし、式（１）から、それぞれの波長に対する干渉縞の間隔が異なることが分かる。このため、発振波長域が広いレーザビームを用いると、干渉により発生する光の強弱の差を打ち消し合い、干渉の影響を少なくすることができる。その結果、線状に整形したレーザビームの強度分布を均一にすることができる。
【００５８】
本実施例で用いるレーザ発振器５０１のレーザ結晶は、セラミックスＹＡＧである。そのセラミックＹＡＧに、Ｎｄ、Ｙｂなどの複数種のドーパントを添加して、多波長発振を得る。なお、このレーザの基本波の中心波長は１０３０〜１０６４ｎｍ、発振波長の半値全幅が３０ｎｍ程度である。この基本波をレーザ発振器５０１内の非線形光学結晶によって、中心波長５１５〜５３２ｎｍ、発振波長の半値全幅が１５ｎｍ程度の第二高調波に変換する。
【００５９】
本実施例で用いたレーザ結晶のセラミックスＹＡＧは、ＹＡＧの結晶より短時間かつ低コストで大型のものを作製することが可能である。また、セラミックスＹＡＧの形状は、半導体膜に照射するレーザビームの形状に合わせて自由に設計することが可能である。このため、レーザ発振器５０１から射出する段階でビームの長軸方向の長さを他のレーザよりも長くすることが可能である。
【００６０】
本実施例で用いるレーザは、レーザ結晶にセラミックを使っているため、レーザ結晶を非常に大きくすることができる。従って、非常に出力が高く、線状ビームの面積を１ｃｍ２以上にすることが可能である。光学系を用いてビームを整形することによって、長軸の長さが数１００ｍｍ〜数メートルの線状ビームを得ることが可能となる。一般的に、線状ビームを使ったプロセスを用いて作製されるディスプレイのパネルサイズは、線状ビームの長さによって制限を受ける。このため、本発明を用いてより長い線状ビームを得ることで、より大判のディスプレイを作製することが可能となる。
【００６１】
このような手法でレーザ結晶化した半導体膜上に、実施例２で示すような方法によりＴＦＴを作製することができる。なお、実施例２では、連続発振のセラミックレーザを用いて、半導体膜を結晶化する例を示すが、本実施例に示したパルス発振のレーザを代わりに用いてもよい。
【００６２】
なお、本実施例は、他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例２】
【００６３】
本実施例では、本発明のレーザアニール装置を用いて、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を作製する工程を示す。なお、本実施例ではトップゲート型（順スタガ型）ＴＦＴの作製方法を記載しているが、トップゲート型ＴＦＴに限らず、ボトムゲート型（逆スタガ型）ＴＦＴなどでも同様に本発明を用いることができる。
【００６４】
図７（Ａ）に示すように、絶縁表面を有する基板７００上に下地膜７０１を形成する。本実施例では、基板７００としてガラス基板を用いる。なお、ここで用いる基板には、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミックス基板、ステンレス基板などを用いることができる。また、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンテレフタラート）、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ  Ｒｅｓｉｎ：ポリエーテルサルホン樹脂）、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ  Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ：ポリエチレンナフタレート）に代表されるプラスチックや、アクリルなどに代表される合成樹脂を原料とする基板は、一般的に他の基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、本工程の処理に耐え得るのであれば用いることができる。
【００６５】
下地膜７０１は、基板７００に含まれるナトリウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が半導体中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。このため、アルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体中への拡散を抑えることのできる酸化珪素や窒化珪素、窒化酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成する。また、下地膜７０１は単層または積層構造のいずれでもよい。本実施例では、プラズマＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：化学気相成長法）を用いて窒化酸化珪素膜を１０〜４００ｎｍの膜厚になるように成膜した。
【００６６】
なお、基板７００として、ガラス基板またはプラスチック基板のようにアルカリ金属やアルカリ土類金属が多少なりとも含まれている基板を用いている場合には、不純物の拡散を防ぐために下地膜を設けることは有効であるが、石英基板など不純物の拡散がさほど問題にならない基板を用いる場合には必ずしも下地膜７０１を設ける必要はない。
【００６７】
次いで、下地膜７０１上に非晶質半導体膜７０２を形成する。非晶質半導体層７０２は、公知の方法（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法など）により、２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。ここで用いる非晶質半導体膜は、珪素やシリコンゲルマニウムなどを用いることができるが、ここでは珪素を用いる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００６８】
続いて図７（Ｂ）に示すように、本発明のレーザアニール装置を用いて非晶質半導体膜７０２にレーザ７０３を照射して結晶化を行う。本実施例では、レーザ７０３として、連続発振のセラミックスＹＡＧレーザを用いる。セラミックＹＡＧのレーザ結晶に、Ｎｄ、Ｙｂなどの複数種のドーパントを添加し、多波長発振を得る。なお、このレーザの基本波の中心波長は１０３０〜１０６４ｎｍ、発振波長の半値全幅が３０ｎｍ程度である。この基本波をレーザ発振器内の非線形光学結晶によって、中心波長５１５〜５３２ｎｍ、発振波長の半値全幅が１５ｎｍ程度の第二高調波に変換し、シリンドリカルレンズ７０４を通して照射を行う。
【００６９】
ここで挙げたレーザに限らず、Ｓａｐｐｈｉｒｅ、ＹＡＧ、セラミックスＹＡＧ、セラミックスＹ２Ｏ３、ＫＧＷ、ＫＹＷ、Ｍｇ２ＳｉＯ４、ＹＬＦ、ＹＶＯ４、またはＧｄＶＯ４の結晶に、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒのドーパントをいずれか１つまたは複数添加したレーザ結晶を用いたレーザ発振器等を用いることができる。発振波長域を広げるため、複数のドーパントを添加したレーザ結晶を用い、レーザ発振器とすることが好ましい。あるいは、Ｔｉ：Ｓａｐｐｈｉｒｅレーザのように、１種類のドーパントで多波長発振を可能にするレーザもある。また、レーザ７０３は、公知の非線形光学素子により高調波に変換される。なお、本実施例では、レーザ７０３は非線形光学素子により第２高調波に変換されているが、第２高調波以外の高調波であっても構わない。
【００７０】
以上の方法を用いることによって、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒が形成されるだけではなく、隣接したレーザ照射領域の境界において、微結晶領域や凹凸の形成を抑制することが可能になる。なお、スループット良く結晶性半導体膜を形成するためには、できるだけ微結晶領域のみに隣接したレーザの照射領域を重ねるように照射することが好ましい。
【００７１】
このように、半導体膜を均一にアニールすることにより、この半導体膜によって作製される電子機器の特性を良好かつ均一にすることができる。
【００７２】
その後、図７（Ｃ）に示すように、レーザビームの照射によって形成された結晶性半導体膜７０５を任意の形状に整形し、島状の半導体膜７０６を形成する。さらに、この島状の半導体膜７０６を覆うようにゲート絶縁膜７０７を形成する。
【００７３】
ゲート絶縁膜７０７は、少なくとも酸素または窒素を含む絶縁膜であれば良く、単層でも複層でもよい。その際の成膜方法は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法を用いることができる。本実施例では、プラズマＣＶＤ法で窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＞ｙ、なお、ｘ、ｙ＝１、２、３・・・））と、酸化窒素珪素（ＳｉＯｘＮｙ（ｘ＞ｙ、なお、ｘ、ｙ＝１、２、３・・・））を連続成膜して、合計膜厚が１１５ｎｍになるように形成した。なお、チャネル長の長さが１μｍ以下であるようなＴＦＴ（サブミクロンＴＦＴともいう）を形成する場合、ゲート絶縁膜７０７は１０〜５０ｎｍの厚さで形成することが望ましい。
【００７４】
次に、ゲート絶縁膜７０７上に導電膜を形成し、任意の形状に整形することでゲート電極７０８を形成する。その概略は以下の通りになる。まず、ゲート絶縁膜７０７上に形成する導電膜の材料は、導電性を有する膜であれば良く、本実施例では、Ｗ（タングステン）とＴａＮ（窒化タンタル）の積層膜を用いたが、Ａｌ（アルミニウム）とＭｏ（モリブデン）を用いてＭｏ、Ａｌ、Ｍｏの順に積層した導電膜や、Ｔｉ（チタン）とＡｌを用いてＴｉ、Ａｌ、Ｔｉの順に積層した導電膜を用いても良い。また、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）から選ばれた元素、またはこれらの元素を主成分とする合成材料または化合物材料を用いることができる。さらには、これらの材料の積層物を用いることもできる。
【００７５】
そして、この導電膜をパターンするためのレジストマスクを形成する。まず、導電膜上にフォトレジストをスピンコーティング法などにより塗布し、露光を行う。次に、フォトレジストに対して加熱処理（プリベーク）を行う。プリベークの温度は５０〜１２０℃とし、後に行われるポストベークより低い温度で行う。本実施例では、加熱温度は９０℃、加熱時間は９０秒とした。
【００７６】
次に、フォトレジストに現像液を滴下するか、あるいはスプレーノズルから現像液をスプレーすることによって、露光されたレジストを現像する。
【００７７】
その後、現像されたフォトレジストを１２５℃、１８０秒で加熱処理を行ういわゆるポストベークを行い、レジストマスク中に残っている水分などを除去し、同時に熱に対する安定性を高める。以上の工程によってレジストマスクが形成される。このレジストマスクを基に導電膜を任意の形状に整形して、ゲート電極７０８を形成する。
【００７８】
なお、このほかの方法として、所定の場所に材料を吐出することが可能な印刷法やインクジェット法に代表される液滴吐出法により、ゲート電極７０８を直接ゲート絶縁膜７０７上に形成してもよい。
【００７９】
吐出する材料は、導電体材料を溶媒に溶解または分散させたものを用いる。導電膜となる材料は、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、インジウム（Ｉｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ロジウム（Ｒｈ）、タングステン（Ｗ）、カドミウム（Ｃｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、バリウム（Ｂａ）などの金属から少なくとも一種類、またはこれらの金属の合金を含むものである。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチルなどのエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコールなどのアルコール類、メチルエチルケトン、アセトンなどのケトン類等の有機溶剤などを用いることができる。
【００８０】
また、組成物の粘度は３００ｃｐ以下とする。これは、乾燥を防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出するためである。なお、用いる溶媒や用途に合わせて組成物の粘度や表面張力は適宜調整すると良い。
【００８１】
そして、ゲート電極７０８またはゲート電極７０８を形成する際に用いたレジストをマスクとして用い、島状の半導体膜７０６にｎ型またはＰ型の導電性を付与する不純物を選択的に添加することによって、ソース領域７０９、ドレイン領域７１０、ＬＤＤ領域７１１などを形成する。上記の工程によって、Ｎチャネル型ＴＦＴ７１２および７１３と、Ｐチャネル型ＴＦＴ７１４を同一基板上に形成することができる（図７（Ｄ））。
【００８２】
続いて、図７（Ｄ）に示すように、それらの保護膜として、絶縁膜７１５を形成する。この絶縁膜７１５は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜を単層または積層構造で１００〜２００ｎｍの厚さに形成する。窒化酸化珪素膜と酸化窒素珪素膜を組み合わせる場合では、ガスを切り替えることによって連続成膜をすることが可能である。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。絶縁膜７１５を設けることにより、酸素や空気中の水分をはじめ、各種イオン性の不純物の侵入を阻止するブロッキング作用を得ることができる。
【００８３】
次いで、さらに絶縁膜７１６を形成する。ここでは、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）法またはスピンコート法によって塗布されたポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）、アクリル、シロキサン（珪素と酸素との結合で骨格構造が構成され、珪素にフッ素、脂肪族炭化水素、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種が結合した構造を持つ物質）などの有機樹脂膜、無機層間絶縁膜（窒化珪素、酸化珪素などの珪素を含む絶縁膜）、ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材料などを用いることができる。絶縁膜７１６は、ガラス基板上に形成されたＴＦＴによる凹凸を緩和し、平坦化する意味合いが強いため、平坦性に優れた膜が好ましい。
【００８４】
さらに、フォトリソグラフィ法を用いてゲート絶縁膜７０７、絶縁膜７１５および絶縁膜７１６をパターン加工して、ソース領域７０９、ドレイン領域７１０に達するコンタクトホールを形成する。
【００８５】
次に、導電性材料を用いて導電膜を形成し、この導電膜をパターン加工することによって配線７１７を形成する。その後、保護膜として絶縁膜７１８を形成すると、図７（Ｄ）に示すような半導体装置が完成する。
【００８６】
本発明のレーザアニール方法を用いた半導体装置の作製方法は、上述したＴＦＴの作製工程に限定されない。本発明のレーザビームの照射方法を用いて結晶化された半導体膜をＴＦＴの活性層として用いることで、素子間の移動度、閾値およびオン電流のばらつきを抑えることができる。
【００８７】
また、レーザビームによる結晶化の前に、触媒元素を用いた結晶化工程を設けてもよい。その触媒元素としては、ニッケル（Ｎｉ）を用いているが、その他にゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）といった元素を用いることができる。
【００８８】
なお、触媒元素を添加し、加熱処理を行って結晶化を促進した後にレーザビームの照射を行ってもよいし、加熱処理の工程を省略してもよい。また、加熱処理を行った後、その温度を保ちつつレーザ処理を行ってもよい。
【００８９】
本実施例では、半導体膜の結晶化に本発明のレーザ照射方法を用いた例を示したが、半導体膜にドーピングした不純物元素の活性化を行うために用いてもよい。また、本発明を用いた半導体装置の作製方法は、集積回路や半導体表示装置の作製方法にも用いることができる。
【００９０】
また、本発明を用いると、半導体膜が均一にアニールされる。従って、本発明の方法によって形成された半導体膜を用いて作製した全てのＴＦＴは特性が良好であり、個々のＴＦＴの特性は均一である。
【００９１】
また、本実施例は、実施の形態や他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例３】
【００９２】
本実施例では、本発明のレーザ照射装置による結晶化方法に、触媒元素による結晶化方法を組み合わせて、より結晶化を良好に行う例について説明する。
【００９３】
まず、図８（Ａ）に示すように、基板８００上に下地膜８０１を形成し、下地膜８０１上に半導体膜８０２を成膜する工程までは、実施例２を参照して行う。次に、図（Ｂ）に示すように、半導体膜８０２の表面に、重量換算で１０〜１００ｐｐｍのＮｉを含む溶液、例えば酢酸ニッケルなどのニッケル化合物の溶液をスピンコート法で塗布する。なお、図８（Ｂ）の点線は、触媒元素を添加したことを示す。触媒の添加は上記方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などを用いて添加しても良い。
【００９４】
そして、５００〜６５０℃で４〜２４時間、例えば５７０℃、１４時間の加熱処理を行う。この加熱処理により、酢酸ニッケル溶液が塗布された表面から、基板８００に向かって縦方向に結晶化が促進された半導体膜８０３が形成される（図８（Ｃ））。
【００９５】
加熱処理は、ランプの輻射を熱源としたＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌ）、又は加熱された気体を用いるＲＴＡ（ガスＲＴＡ）で設定加熱温度７４０℃、１８０秒のＲＴＡを行ってもよい。ここでの設定加熱温度は、パイロメータで測る基板の温度であり、その温度を熱処理時の設定温度としている。他には、ファーネスアニール炉を用いて５５０℃にて４時間の熱処理があり、これを用いて加熱処理をしても良い。結晶化温度の低温化及び時短化は触媒作用のある金属元素の作用によるものである。
【００９６】
なお、本実施例では触媒元素としてニッケル（Ｎｉ）を用いているが、その以外にも、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）といった元素を用いても良い。
【００９７】
次に図８（Ｄ）に示すように、半導体膜８０３を実施例１で示したレーザ照射装置を用いて結晶化する。本実施例で用いるレーザ発振器のレーザ結晶は、セラミックスＹＡＧである。セラミックＹＡＧのレーザ結晶に、Ｎｄ、Ｙｂなどの複数種のドーパントを添加し、多波長発振を得る。なお、レーザ８０４の基本波の中心波長は１０３０〜１０６４ｎｍ、発振波長の半値全幅が３０ｎｍ程度である。この基本波をレーザ発振器内の非線形光学結晶によって、中心波長５１５〜５３２ｎｍ、発振波長の半値全幅が１５ｎｍ程度の第二高調波に変換する。
【００９８】
上述した半導体膜８０３へのレーザビーム８０４の照射により、結晶性がより高められた半導体膜８０５が形成される。なお、触媒元素を用いて結晶化された半導体膜８０５内には、触媒元素（ここではＮｉ）がおおよそ１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３程度の濃度で含まれていると考えられる。次に、半導体膜８０５内に存在する触媒元素のゲッタリングを行う。ゲッタリングによって、半導体膜中に混入する金属元素を除去することができるため、オフ電流を低減することが可能である。
【００９９】
まず、図９（Ａ）に示すように半導体膜８０５の表面に酸化膜８０６を形成する。１ｎｍ〜１０ｎｍ程度の膜厚を有する酸化膜８０６を形成することで、後のエッチング工程において半導体膜８０５の表面がエッチングにより荒れるのを防ぐことができる。なお、酸化膜８０６は公知の方法を用いて形成することができる。例えば、硫酸、塩酸、硝酸などと過酸化水素水を混合させた水溶液や、オゾン水で、半導体膜８０５の表面を酸化することで形成しても良いし、酸素を含む雰囲気中でのプラズマ処理や、加熱処理、紫外線照射等により形成しても良い。また酸化膜を別途、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法、蒸着法などで形成しても良い。
【０１００】
次に酸化膜８０６上に、希ガス元素を１×１０２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以上の濃度で含むゲッタリング用の半導体膜８０７を、スパッタ法を用いて２５〜２５０ｎｍの厚さで形成する。ゲッタリング用の半導体膜８０７は、半導体膜８０５とエッチングの選択比を大きくするため、半導体膜８０５よりも膜の密度の低い方がより望ましい。希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種を用いる。
【０１０１】
次に、図９（Ｂ）に示すように、ファーネスアニール法やＲＴＡ法を用いて加熱処理を施し、ゲッタリングを行う。ファーネスアニール法で行なう場合には、窒素雰囲気中にて４５０〜６００℃で０．５〜１２時間の加熱処理を行なう。また、ＲＴＡ法を用いる場合には、加熱用のランプ光源を１〜６０秒、好ましくは３０〜６０秒点灯させ、それを１〜１０回、好ましくは２〜６回繰り返す。ランプ光源の発光強度は任意なものとするが、半導体膜が瞬間的には６００〜１０００℃、好ましくは７００〜７５０℃程度にまで加熱されるようにする。
【０１０２】
加熱処理により、半導体膜８０５内の触媒元素が、拡散により矢印に示すようにゲッタリング用の半導体膜８０７に移動し、ゲッタリングされる。
【０１０３】
次に、ゲッタリング用の半導体膜８０７を選択的にエッチングして除去する。エッチングは、ＣｌＦ３によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（（ＣＨ３）４ＮＯＨ）を含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行なうことができる。このとき酸化膜８０６によって半導体膜８０５がエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１０４】
次に酸化膜８０６をフッ酸により除去した後、半導体膜８０５を任意の形状に整形し、島状の半導体膜８０８を形成する（図９（Ｃ））。この島状の半導体膜８０８を用いてＴＦＴに代表される各種の半導体素子を形成することができる。なお、本発明においてゲッタリング工程は、本実施例に示した方法に限定されない。その他の方法を用いて半導体膜中の触媒元素を低減するようにしても良い。
【０１０５】
本実施例の場合、レーザビームを半導体膜に照射する際、触媒元素による結晶化の際に形成された結晶が、基板により近い側において溶融されずに残存し、この溶融しなかった結晶を結晶核として結晶化が進む。よってレーザビームの照射による結晶化は基板側から表面に向かって均一に進みやすく、またその結晶方位を揃えやすいため、実施の形態の場合に比べて表面の荒れが抑えられる。よって後に形成される半導体素子、代表的にはＴＦＴの特性のばらつきがより抑えられる。
【０１０６】
なお、本実施例では、触媒元素を添加してから加熱処理を行って結晶化を促進してから、レーザビームの照射により結晶性をより高めている構成について説明した。本発明はこれに限定されず、加熱処理の工程を省略しても良い。具体的には、触媒元素を添加してから加熱処理の代わりにレーザビームの照射を照射し、結晶性を高めるようにしても良い。
【０１０７】
また、本実施例は、実施の形態や他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】
【０１０８】
本実施例では、他の実施例で作製したＴＦＴを用いて形成した発光素子を用いた発光装置について説明する。本実施例では、絶縁表面を有する基板の逆側から光を取り出す発光装置の構造図を用いて説明する。なお、本発明を用いて作製することができる発光装置は、この構造に限らず、絶縁表面を有する基板の側から光を取り出すことができる発光装置、および絶縁表面を有する基板側とこの基板の逆側の両方から光を取り出すことができる発光装置のいずれにも用いることができる。
【０１０９】
図１０は、発光装置を示す上面図、図１１は図１０をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された１００１はソース信号線駆動回路、１００２は画素部、１００３はゲート側駆動回路である。また、１００４は透明な封止基板、１００５は第１シール材であり、第１シール材１００５で囲まれた内側は、透明な第２シール材１００７で充填されている。なお、第１シール材１００５には基板間隔を保持するためのギャップ材が含有されている。
【０１１０】
なお、１００８は、ソース側駆動回路１００１及びゲート側駆動回路１００３に入力される信号を伝送するための接続配線であり、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）１００９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ＦＰＣ１００９しか図示されていないが、このＦＰＣ１００９にはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。
【０１１１】
次に、断面構造について図１１を用いて説明する。基板１０１０上には駆動回路及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路としてソース側駆動回路１００１と画素部１００２が示されている。
【０１１２】
なお、ソース側駆動回路１００１は、ｎチャネル型ＴＦＴ１０２３と、ｐチャネル型ＴＦＴ１０２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施例では、基板上に駆動回路を形成したドライバ一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。また、ポリシリコン膜を活性層とするＴＦＴの構造は特に限定されず、トップゲート型ＴＦＴであってもよいし、ボトムゲート型ＴＦＴであってもよい。
【０１１３】
また、画素部１００２はスイッチング用ＴＦＴ１０１１と、電流制御用ＴＦＴ１０１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極（陽極）１０１３を含む複数の画素により形成される。電流制御用ＴＦＴ１０１２としてはｎチャネル型ＴＦＴであってもよいし、ｐチャネル型ＴＦＴであってもよいが、陽極と接続させる場合、ｐチャネル型ＴＦＴとすることが好ましい。また、保持容量（図示しない）を適宜設けることが好ましい。なお、ここでは無数に配置された画素のうち、一つの画素の断面構造のみを示し、その一つの画素に２つのＴＦＴを用いた例を示したが、３つ、またはそれ以上のＴＦＴを適宜、用いてもよい。
【０１１４】
ここでは第１の電極（陽極）１０１３がＴＦＴのドレインと直接接している構成となっているため、第１の電極（陽極）１０１３の下層はシリコンからなるドレインとオーミックコンタクトのとれる材料層とし、有機化合物を含む層と接する最上層を仕事関数の大きい材料層とすることが望ましい。第一の電極（陽極）としては、仕事関数が４．０ｅＶ以上のものを用いることが望ましい。例えば、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造とすると、配線としての抵抗も低く、且つ、良好なオーミックコンタクトがとれ、且つ、陽極として機能させることができる。また、第１の電極（陽極）１０１３は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＴＳＯ（酸化インジウムに２〜２０ｗｔ％の酸化珪素（ＳｉＯ２）を混合した物質）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、亜鉛（Ｚｎ）、または金属材料の窒化物（窒化チタンなど）の単層としてもよいし、３層以上の積層を用いてもよい。
【０１１５】
また、第１の電極（陽極）１０１３の両端には絶縁物（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）１０１４が形成される。絶縁物１０１４は有機樹脂膜もしくは珪素を含む絶縁膜で形成すれば良い。ここでは、絶縁物１０１４として、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いて図１１に示す形状の絶縁物を形成する。
【０１１６】
その後の成膜を良好に行うため、絶縁物１０１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物１０１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物１０１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物１０１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
【０１１７】
また、絶縁物１０１４を窒化アルミニウム膜、窒化酸化アルミニウム膜、炭素を主成分とする薄膜、または窒化珪素膜からなる保護膜で覆ってもよい。
【０１１８】
次に電界発光層１０１５を形成する。電界発光層１０１５を形成する材料としては、低分子、高分子、低分子と高分子の間の性質を持つ中分子の材料がある。本実施例では、蒸着法によって電界発光層１０１５を形成するため、低分子の材料を使用する。低分子材料も高分子材料も、溶媒に溶かすことでスピンコートやインクジェット法により塗布することができる。また、有機材料だけではなく、無機材料との複合材料も使用することができる。
【０１１９】
また、第１の電極（陽極）１０１３上には電界発光層１０１５を選択的に形成する。例えば真空度が５×１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４〜１０−６Ｔｏｒｒ（すなわち、１．３３３×１０−４Ｐａ以上１．３３３×１０−２Ｐａ以下）まで真空排気された成膜室で蒸着を行う。蒸着の際、加熱により、予め有機化合物は気化されている。気化された有機化合物は蒸着され、電界発光層１０１５（第１の電極側から正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層）が形成される。なお、電界発光層１０１５の構成はこのような積層でなくとも良く、単層、混合層で形成されていても良い。さらに、電界発光層１０１５上には第２の電極（陰極）１０１６が形成される。
【０１２０】
なお、第２の電極１０１６（陰極）としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下が目安）金属、合金、電気伝導性化合物、及びこれらの混合物などを用いることが好ましい。具体的な材料としては、元素周期律の１族又は２族に属する元素、すなわちＬｉやＲｂ、Ｃｓ等のアルカリ金属、及びＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、及びこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ２）の他、希土類金属（Ｙｂなど）を含む遷移金属を用いて形成することができる。但し、本実施例において第２の電極（陰極）は透光性を有するため、これらの金属、又はこれらの金属を含む合金を非常に薄く形成し、ＩＴＯ、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ：酸化インジウムに２〜２０ａｔｏｍｉｃ％の酸化亜鉛を混合した物質）、ＩＴＳＯ又はその他の金属（合金を含む）との積層により形成することができる。
【０１２１】
ここでは、発光が透過するように、第２の電極（陰極）１０１６として、膜厚を薄くした仕事関数の小さい金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ等）との積層を用いる。こうして、第１の電極（陽極）１０１３、電界発光層１０１５、及び第２の電極（陰極）１０１６からなる電界発光素子１０１８が形成される。
【０１２２】
本実施例では、電界発光層１０１５として、正孔注入層であるＣｕ−Ｐｃ（２０ｎｍ）、ホール輸送性の第１の発光層であるα−ＮＰＤ（３０ｎｍ）、第２の発光層にはＣＢＰにＰｔ（ｐｐｙ）ａｃａｃ：１５ｗｔ％を添加した物質（２０ｎｍ）、電子輸送層であるＢＣＰ（３０ｎｍ）を順次積層することにより形成する。なお、第２の電極（陰極）１０１６として仕事関数の小さい金属薄膜を用いているため、ここでは電子注入層（ＣａＦ２）を用いる必要はない。
【０１２３】
このようにして形成された電界発光素子１０１８は、白色発光を呈する。なお、ここでは、フルカラー化を実現するために着色層１０３１と遮光層（ＢＭ）１０３２からなるカラーフィルター（簡略化のため、ここではオーバーコート層は図示しない）を設けている。
【０１２４】
また、電界発光素子１０１８を封止するために透明保護層１０１７を形成する。この透明保護層１０１７は、第１の無機絶縁膜と、応力緩和膜と、第２の無機絶縁膜との積層からなっている。第１の無機絶縁膜および第２の無機絶縁膜としては、スパッタ法またはＣＶＤ法により得られる窒化珪素膜、酸化珪素膜、窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜（組成比Ｎ＞Ｏ））、酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ膜（組成比Ｎ＜Ｏ））、炭素を主成分とする薄膜（例えばＤＬＣ膜、ＣＮ膜）を用いることができる。これらの無機絶縁膜は水分に対して高いブロッキング効果を有しているが、膜厚が厚くなると膜応力が増大して剥がれが生じやすい。
【０１２５】
しかし、第１の無機絶縁膜と第２の無機絶縁膜との間に応力緩和膜を挟むことで、応力を緩和するとともに水分を吸収することができる。また、成膜時に何らかの原因で第１の無機絶縁膜に微小な穴（ピンホールなど）が形成されたとしても、応力緩和膜で埋められ、さらにその上に第２の無機絶縁膜を設けることによって、水分や酸素に対して極めて高いブロッキング効果を有する。
【０１２６】
また、応力緩和膜としては、無機絶縁膜よりも応力が小さく、且つ、吸湿性を有する材料が好ましい。加えて、透光性を有する材料であることが望ましい。また、応力緩和膜としては、α−ＮＰＤ、ＢＣＰ（バソキュプロイン）、ＭＴＤＡＴＡ、Ａｌｑ３などの有機化合物を含む膜を用いてもよい。これらの膜は、吸湿性を有し、膜厚が薄ければ、ほぼ透明である。また、ＭｇＯ、ＳｒＯ２、ＳｒＯは吸湿性及び透光性を有し、蒸着法で薄膜を得ることができるため、応力緩和膜に用いることができる。
【０１２７】
本実施例では、シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で成膜した膜、即ち、水分やアルカリ金属などの不純物に対してブロッキング効果の高い窒化珪素膜を第１の無機絶縁膜または第２の無機絶縁膜として用い、応力緩和膜として蒸着法によりＡｌｑ３の薄膜を用いる。また、透明保護層に発光を通過させるため、透明保護層のトータル膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。
【０１２８】
また、電界発光素子１０１８を封止するために不活性気体雰囲気下で第１シール材１００５、第２シール材１００７により封止基板１００４を貼り合わせる。なお、第１シール材１００５、第２シール材１００７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１００５、第２シール材１００７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。
【０１２９】
また、本実施例では封止基板１００４を構成する材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、第１シール材１００５、第２シール材１００７を用いて封止基板１００４を接着した後、さらに側面（露呈面）を覆うように第３のシール材で封止することも可能である。
【０１３０】
以上のようにして電界発光素子１０１８を第１シール材１００５、第２シール材１００７に封入することにより、電界発光素子１０１８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といった電界発光層１０１５の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を得ることができる。
【０１３１】
また、第１の電極（陽極）１０１３として透明導電膜を用いれば両面発光型の発光装置を作製することもできる。
【０１３２】
本実施例は、本発明の実施の形態または他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、発光素子を用いた表示装置に限らず、本発明を用いて結晶化を行った半導体膜を用いて、液晶を用いた表示装置を作製することが可能である。
【実施例５】
【０１３３】
本実施例では、本発明を用いて作製する半導体装置の１つの例として、ＣＰＵ（中央演算装置：Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を作製する過程を図１２〜図１６を用いて示す。
【０１３４】
図１２（Ａ）に示すように、絶縁表面を有する基板１２００上に下地絶縁膜１２０１を形成する。基板１２００には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に他の基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、本作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【０１３５】
下地絶縁膜１２０１は基板１２００中に含まれるＮａなどのアルカリ金属アルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素などの絶縁膜を用いて形成する。
【０１３６】
下地絶縁膜１２０１上に非晶質半導体膜１２０２を形成する。非晶質半導体膜１２０２の膜厚は２５〜１００ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）とする。また非晶質半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができ、シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。ここでは６６ｎｍの珪素を主成分とする半導体膜（非晶質珪素膜、アモルファスシリコンとも表記する）を用いる。
【０１３７】
その後、実施の形態や他の実施例で説明したように、非晶質半導体膜１２０２にレーザ１２０３の照射を行う（図１２（Ｂ））。このレーザ照射により、非晶質半導体膜１２０２は結晶化され、結晶構造を有する半導体膜１２０４（ここではポリシリコン膜）が形成される。
【０１３８】
次いで、図１２（Ｃ）に示すように、結晶構造を有する半導体膜を所定の形状に整形し、島状の半導体層１２０６ａ〜１２０６ｅを得る。
【０１３９】
次いで、必要があれば、薄膜トランジスタの電気特性であるしきい値をよりゼロに近づかせるために不純物元素（ボロンなど）を微量に添加する。
【０１４０】
次いで、島状の半導体層１２０６ａ〜１２０６ｅを覆う絶縁膜、いわゆるゲート絶縁膜１２０８を形成する。なお、ゲート絶縁膜１２０８の形成前に、島状の半導体層の表面をフッ酸等により洗浄する。ゲート絶縁膜１２０８はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１０〜１５０ｎｍ、好ましくは２０〜４０ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。勿論、ゲート絶縁膜１２０８は酸化珪素膜に限定されるものでなく、他のシリコンを含む絶縁膜（窒化珪素膜や酸化窒化珪素膜など）を単層または積層構造として用いてもよい。また、ゲート絶縁膜１２０８を窒化酸化珪素膜と酸化窒化珪素膜の積層とする場合には、ガスを切り替えて連続成膜を行っても良い。
【０１４１】
その後、ゲート絶縁膜１２０８上にゲート電極となる第１の導電膜１２０９ａ、第２の導電膜１２０９ｂを形成する。ここではゲート電極を２層構造としたが、勿論、単層であっても３層以上の積層であってもよい。第１の導電膜１２０９ａ、第２の導電膜１２０９ｂは、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、またはこれらの元素を主成分とする合金材料もしくは化合物材料で形成すればよい。
【０１４２】
次いで、図１３（Ａ）に示すように、第１の導電膜１２０９ａ、第２の導電膜１２０９ｂを、エッチングするためのレジストマスク１２１０を形成する。なお、レジストマスク１２１０の端部はテーパー形状を有すればよく、レジストマスクの形状は扇形、又は台形となってもよい。
【０１４３】
次いで、図１３（Ｂ）に示すように、レジストマスク１２１０を用いて、第２の導電膜１２０９ｂを選択的にエッチングする。なお、第１の導電膜１２０９ａは、ゲート絶縁膜１２０８や半導体膜１２０６ａ〜１２０６ｅがエッチングされないよう、いわゆるエッチングストッパーとして機能する。エッチングされた第２の導電膜１２０９ｂは、０．２μｍ以上１．０μｍ以下のゲート長を有する。
【０１４４】
次いで、図１３（Ｃ）に示すように、レジストマスク１２１０を設けた状態で、第１の導電膜１２０９ａをエッチングする。このとき、ゲート絶縁膜１２０８と、第１の導電膜１２０９ａとの選択比の高い条件で第１の導電膜１２０９ａをエッチングする。この工程により、レジストマスク１２１０、第２の導電膜１２０９ｂも多少エッチングされ、さらに細くなることがある。以上のようにゲート長が１．０μｍ以下と非常に小さいゲート電極１２０９が形成される。
【０１４５】
次に、図１４（Ａ）に示すように、レジストマスク１２１０をＯ２アッシングやレジスト剥離液により除去し、不純物添加用のレジストマスク１２１５を適宜形成する。ここでは、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域を覆うようにレジストマスク１２１５を形成する。
【０１４６】
次いで、ｎチャネル型ＴＦＴとなる領域に、ゲート電極１２０９をマスクとして自己整合的に不純物元素であるリン（Ｐ）を添加する。ここでは、フォスフィン（ＰＨ３）を６０〜８０ｋｅＶでドーピングする。この工程によって、ｎチャネル型のＴＦＴとなる領域に、不純物領域１２１６ａ〜１２１６ｃが形成される。
【０１４７】
次いで、レジストマスク１２１５を除去して、ｎチャネル型ＴＦＴとなる領域を覆うようにレジストマスク１２１７を形成する。次いで、図１２（Ｂ）に示すように、ゲート電極１２０９をマスクとして、自己整合的に不純物元素であるボロン（Ｂ）を添加する。この工程によって、ｐチャネル型ＴＦＴとなる領域に不純物領域１２１８ａ、１２１８ｂが形成される。
【０１４８】
次いで、レジストマスク１２１７を除去した後、図１４（Ｃ）に示すように、ゲート電極１２０９の側面を覆う絶縁膜、いわゆるサイドウォール１２１９ａ〜１２１９ｃを形成する。サイドウォール１２１９ａ〜１２１９ｃは、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）法を用いて、珪素を有する絶縁膜を形成した後、エッチングを行うことにより形成することができる。
【０１４９】
次いで、ｐチャネル型のＴＦＴ上にレジストマスク１２２１を形成し、フォスフィン（ＰＨ３）を１５〜２５ｋｅＶでドーピングし、高濃度不純物領域、いわゆるソース領域及びドレイン領域を形成する。この工程によって、図１４（Ｃ）に示すように、サイドウォール１２１９ａ〜１２１９ｃをマスクとして、自己整合的に高濃度不純物領域１２２０ａ〜１２２０ｃが形成される。
【０１５０】
次いで、レジストマスク１２２１をＯ２アッシングやレジスト剥離液により除去する。
【０１５１】
次いで、各不純物領域を活性化するための加熱処理を行う。ここでは、実施の形態や他の実施例に示したレーザ照射方法を用いて不純物領域の活性化を行う。また、基板を窒素雰囲気中で５５０℃に加熱することにより不純物領域の活性化を行ってもよい。
【０１５２】
次に、図１５（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜１２０８およびゲート電極１２０９を覆う第１の層間絶縁膜１２２２を形成する。第１の層間絶縁膜１２２２は水素を有する無機絶縁膜、例えば窒化珪素膜を用いる。
【０１５３】
その後、加熱処理を行い、水素化を施す。第１の層間絶縁膜１２２２である窒化珪素膜から放出される水素により、酸化珪素膜や珪素膜のダングリングボンドを終端する。
【０１５４】
次いで、図１５（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜１２２２を覆うように第２の層間絶縁膜１２２３を形成する。第２の層間絶縁膜１２２３は、無機材料（酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素など）、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、珪素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、珪素にフッ素、脂肪族炭化水素、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種が結合した構造を持つ材料、いわゆるシロキサン、及びそれらの積層構造を用いることができる。
【０１５５】
次いで、ゲート絶縁膜１２０８、第１の絶縁膜１２２２、第２の絶縁膜１２２３に開口部、いわゆるコンタクトホールを形成する。そして、図１５（Ｂ）に示すように各不純物領域と接続する配線１２２５ａ〜１２２５ｅを形成する。また、必要であれば、同時にゲート電極と接続する配線も形成する。なお、これらの配線は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）もしくはシリコン（Ｓｉ）の元素からなる膜又はこれらの元素を用いた合金膜を用いればよい。加えて、これらの配線は、ニッケル、コバルト、鉄のうち少なくとも１種の元素、及び炭素を含むアルミニウム合金膜で形成してもよい。
【０１５６】
以上のようにして、低濃度不純物領域を有するように形成するＬＤＤ構造からなり、ゲート長が１．０μｍ以下となるｎチャネル型の薄膜トランジスタを形成することができる。また、低濃度不純物領域を有さないように形成するいわゆるシングル・ドレイン構造からなり、ゲート長が１．０μｍ以下となるｐチャネル型の薄膜トランジスタが完成する。なおゲート長が１．０μｍ以下となるＴＦＴをサブミクロンＴＦＴとも表記できる。ｐチャネル型の薄膜トランジスタは、ホットキャリアによる劣化や短チャネル効果が生じにくいことから、シングル・ドレイン構造とすることができる。
【０１５７】
なお本発明において、ｐチャネル型の薄膜トランジスタをＬＤＤ構造としてもよい。さらにｎチャネル型の薄膜トランジスタ、及びｐチャネル型の薄膜トランジスタにおいて、ＬＤＤ構造に代えて、低濃度不純物領域がゲート電極と重なる、いわゆるＧＯＬＤ構造を有してもよい。
【０１５８】
以上のように形成された薄膜トランジスタを有する半導体装置、本実施例においてはＣＰＵを作製することができ、駆動電圧５Ｖで、動作周波数３０ＭＨｚと高速動作が可能となる。
【０１５９】
次に、上述の薄膜トランジスタを適宜用いて各種回路を構成する例を、図１６を用いて説明する図１６はガラス基板１６００上に形成したＣＰＵのブロック図を示している。
【０１６０】
図１６に示すＣＰＵは、基板１６００上に、演算回路（ＡＬＵ：Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  ｌｏｇｉｃ  ｕｎｉｔ）１６０１、演算回路用の制御部（ＡＬＵ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６０２、命令解析部（Ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ  Ｄｅｃｏｄｅｒ）１６０３、割り込み制御部（Ｉｎｔｅｒｒｕｐｔ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６０４、タイミング制御部（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６０５、レジスタ（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）１６０６、レジスタ制御部（Ｒｅｇｉｓｔｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）１６０７、バスインターフェース（Ｂｕｓ  Ｉ／Ｆ）１６０８、書き換え可能なＲＯＭ１６０９、ＲＯＭインターフェース（ＲＯＭ  Ｉ／Ｆ）１６２０を主に有している。またＲＯＭ１６０９及びＲＯＭ  Ｉ／Ｆ１６２０は、別チップに設けても良い。
【０１６１】
勿論、図１６に示すＣＰＵは、その構成を簡略化して示した一例にすぎず、実際のＣＰＵはその用途によって多種多様な構成を有している。
【０１６２】
バスインターフェース１６０８を介してＣＰＵに入力された命令は、命令解析部１６０３に入力され、デコードされた後、演算回路用の制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５に入力される。
【０１６３】
演算回路用の制御部１６０２、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７、タイミング制御部１６０５は、デコードされた命令に基づき、各種制御を行う。具体的に演算回路用の制御部１６０２は、演算回路１６０１の動作を制御するための信号を生成する。また、割り込み制御部１６０４は、ＣＰＵのプログラム実行中に、外部の入出力装置や、周辺回路からの割り込み要求を、その優先度やマスク状態から判断し、処理する。レジスタ制御部１６０７は、レジスタ１６０６のアドレスを生成し、ＣＰＵの状態に応じてレジスタ１６０６の読み出しや書き込みを行う。
【０１６４】
また、タイミング制御部１６０５は、演算回路１６０１、演算回路用の制御部１６０２、命令解析部１６０３、割り込み制御部１６０４、レジスタ制御部１６０７の動作のタイミングを制御する信号を生成する。例えばタイミング制御部１６０５は、基準クロック信号ＣＬＫ１（１６２１）を元に、内部クロック信号ＣＬＫ２（１６２２）を生成する内部クロック生成部を備えており、クロック信号ＣＬＫ２を上記各種回路に供給する。
【０１６５】
本発明により、一度の走査で広い面積のレーザビームの照射を良好に行うことができる。また、ＣＰＵを低コストかつ良好な品質で作製することができる。
【０１６６】
なお、本実施例は、実施の形態や他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例６】
【０１６７】
ここでは、本発明を用いて作製する半導体装置の１つの例として、薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）を作製する過程を図１７〜図２０を用いて示す。
【０１６８】
なお、無線ＩＣタグの集積回路に用いられる半導体素子として絶縁分離されたＴＦＴを用いた例を以下に示すが、無線ＩＣタグの集積回路に用いられる半導体素子はＴＦＴに限定されず、あらゆる素子を用いることができる。例えば、ＴＦＴの他に、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタなどが代表的に挙げられる。
【０１６９】
まず、図１７（Ａ）に示すように、スパッタ法を用いてガラス基板（第１の基板）１７００上に剥離層１７０１を形成する。剥離層１７０１は、スパッタ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等を用いて形成することができる。本実施例では、膜厚５０ｎｍ程度の非晶質シリコンを減圧ＣＶＤ法で形成し、剥離層１７０１として用いる。剥離層１７０１の膜厚は、５０〜６０ｎｍとするのが望ましい。
【０１７０】
剥離層１７０１はシリコンに限定されず、エッチングにより選択的に除去できる材料で形成すれば良い。例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）などから選択された元素、上記の元素を主成分とする合金または化合物を含む層を、単層または複数層形成する。中でも、タングステンは、フッ化ハロゲンを含む気体（例えば三フッ化塩素）でエッチング可能である。また、タングステンに光を照射して表面を酸化させることによって酸化タングステンが形成される。この酸化タングステンは、タングステンよりもエッチングすることが容易である。また、光の照射によって上下の薄膜の密着性を変化させた後に剥離することもできる。
【０１７１】
次いで、剥離層１７０１上に、下地絶縁膜１７０２を形成する。下地絶縁膜１７０２は第１の基板中に含まれるＮａなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属が、半導体膜中に拡散し、ＴＦＴなどの半導体素子の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐために設ける。また、下地絶縁膜１７０２は、後の半導体素子を剥離する工程において、半導体素子を保護する役目も有している。下地絶縁膜１７０２は単層であっても複数の絶縁膜を積層したものであっても良い。よってアルカリ金属やアルカリ土類金属の半導体膜への拡散を抑えることができる酸化珪素や、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（ＳｉＯＮ）、酸素を含む窒化珪素（ＳｉＮＯ）などの絶縁膜を用いて形成する。
【０１７２】
次に、下地絶縁膜１７０２上に半導体膜１７０３を形成する。半導体膜１７０３は、下地膜１７０２を形成した後、大気に曝さずに形成することが望ましい。半導体膜１７０３の膜厚は２０〜２００ｎｍ（望ましくは４０〜１７０ｎｍ、より望ましくは５０〜１５０ｎｍ）とする。
【０１７３】
そして、実施の形態や他の実施例と同様に、半導体膜１７０３に対してレーザビームを照射して半導体膜１７０３を結晶化する。半導体膜１７０３へのレーザビームの照射により、結晶性半導体膜１７０４が形成される。なお、図１７（Ａ）は、レーザビームの走査途中を示す断面図である。
【０１７４】
次いで、図１７（Ｂ）に示すように、結晶構造を有する半導体膜１７０７を任意の形状に整形して、島状の半導体層１７０５〜１７０７を形成した後、ゲート絶縁膜１７０８を形成する。ゲート絶縁膜１７０８は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などを用い、窒化珪素、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素又は酸素を含む窒化珪素を含む膜を、単層で、又は積層させて形成することができる。
【０１７５】
なお、ゲート絶縁膜１７０８を形成した後、３％以上の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状の半導体層１７０５〜１７０７を水素化する工程を行っても良い。また、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）を行っても良い。
【０１７６】
次に図１７（Ｃ）に示すように、ゲート電極１７０９〜１７１１を形成する。ここでは、ＳｉとＷをスパッタ法で積層するように形成した後、レジスト１７１２をマスクとしてエッチングを行なうことにより、ゲート電極１７０９〜１７１１を形成した。勿論、ゲート電極１７０９〜１７１１の導電材料、構造、作製方法は、これに限定されるものではなく、適宜選択することができる。例えば、ｎ型を付与する不純物がドーピングされたＳｉとＮｉＳｉ（ニッケルシリサイド）との積層構造や、ＴａＮ（窒化タンタル）とＷ（タングステン）の積層構造としてもよい。また、種々の導電材料を用いて単層で形成しても良い。また、ゲート電極とアンテナとを同時に形成する場合には、それらの機能を考慮して材料を選択すればよい。
【０１７７】
また、レジストマスクの代わりに、ＳｉＯｘ等のマスクを用いてもよい。この場合、材料を任意の形状に整形してＳｉＯｘ、ＳｉＯＮ等のマスク（ハードマスクと呼ばれる。）を形成する工程が加わるが、エッチング時におけるマスクの膜減りがレジストよりも少ないため、所望の幅のゲート電極１７０９〜１７１１を形成することができる。また、レジスト１７１２を用いずに、液滴吐出法を用いて選択的にゲート電極１７０９〜１７１１を形成しても良い。
【０１７８】
次いで、図１５（Ｄ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０６をレジスト１７１３で覆い、ゲート電極１７０９、１７１１をマスクとして、島状の半導体層１７０５、１７０７に、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ（リン）又はＡｓ（砒素））を低濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体層１７０５、１７０７に、一対の低濃度不純物領域１７１６、１７１７が形成される。なお、このドーピング工程は、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体膜１７０６をレジストで覆わずに行っても良い。
【０１７９】
次いで、図１７（Ｅ）に示すように、レジスト１７１３をアッシング等により除去した後、ｎチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体層１７０５、１７０７を覆うように、レジスト１７１８を新たに形成し、ゲート電極１７１０をマスクとして、島状の半導体層１７０６に、Ｐ型を付与する不純物元素（代表的にはＢ（ホウ素））を高濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体層１７０６に、一対のＰ型の高濃度不純物領域１７２０が形成される。
【０１８０】
次いで、図１８（Ａ）に示すように、レジスト１７１８をアッシング等により除去した後、ゲート絶縁膜１７０８及びゲート電極１７０９〜１７１１を覆うように、絶縁膜１７２１を形成する。
【０１８１】
その後、エッチバック法により、絶縁膜１７２１、ゲート絶縁膜１７０８を部分的にエッチングし、図１８（Ｂ）に示すように、ゲート電極１７０９〜１７１２の側壁に接するサイドウォール１７２２〜１７２４を自己整合的（セルフアライン）に形成する。エッチングガスとしては、ＣＨＦ３とＨｅの混合ガスを用いた。なお、サイドウォールを形成する工程は、これらに限定されるものではない。
【０１８２】
次いで、図１８（Ｃ）に示すように、ｐチャネル型ＴＦＴとなる島状の半導体層１７０７を覆うように、レジスト１７２６を新たに形成し、ゲート電極１７０９、１７１１及びサイドウォール１７２２、１７２４をマスクとして、ｎ型を付与する不純物元素（代表的にはＰ又はＡｓ）を高濃度にドープする。このドーピング工程によって、ゲート絶縁膜１７０８を介してドーピングがなされ、島状の半導体層１７０５、１７０７に、一対のｎ型の高濃度不純物領域１７２７、１７２８が形成される。
【０１８３】
次に、レジスト１７２６をアッシング等により除去した後、不純物領域の熱活性化を行っても良い。例えば、５０ｎｍのＳｉＯＮ膜を成膜した後、５５０℃、４時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行なえばよい。また、水素を含むＳｉＮｘ膜を、１００ｎｍの膜厚に形成した後、４１０℃、１時間、窒素雰囲気下において、加熱処理を行なうことにより、多結晶半導体膜の欠陥を改善することができる。これは、例えば、多結晶半導体膜中に存在するダングリングボンドを終端させるものであり、水素化処理工程などと呼ばれる。
【０１８４】
上述した一連の工程により、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３０、ｐチャネル型ＴＦＴ１７３１、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２が形成される。上記作製工程において、エッチバック法の条件を適宜変更し、サイドウォールのサイズを調整することで、チャネル長０．２μｍ〜２μｍのＴＦＴを形成することができる。
【０１８５】
さらに、この後、ＴＦＴ１７３０〜１７３２を保護するためのパッシベーション膜を形成しても良い。
【０１８６】
次いで、図１９（Ａ）に示すように、ＴＦＴ１７３０〜１７３２を覆うように、第１の層間絶縁膜１７３３を形成する。
【０１８７】
さらに、第１の層間絶縁膜１７３３上に、第２の層間絶縁膜１７３４を形成する。なお、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４と、後に形成される配線を構成する導電材料等との熱膨張率の差から生じる応力によって、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４の膜剥がれや割れが生じるのを防ぐために、第１の層間絶縁膜１７３３又は第２の層間絶縁膜１７３４中にフィラーを混入させておいても良い。
【０１８８】
次いで、図１９（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜１７３３、第２の層間絶縁膜１７３４及びゲート絶縁膜１７０８にコンタクトホールを形成し、ＴＦＴ１７３０〜１７３２に接続する配線１７３５〜１７３９を形成する。なお、配線１７３５、１７３６はｎチャネル型ＴＦＴ１７３０の高濃度不純物領域１７２７に、配線１７３６、１７３７はｐチャネル型ＴＦＴ１７３１の高濃度不純物領域１７２０に、配線１７３８、１７３９はｎチャネル型ＴＦＴ１７３２の高濃度不純物領域１７２８に、それぞれ接続されている。さらに配線１７３９は、ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２のゲート電極１７１１にも接続されている。ｎチャネル型ＴＦＴ１７３２は、乱数ＲＯＭのメモリ素子として用いることができる。
【０１８９】
次いで、図１９（Ｂ）に示すように、配線１７３５〜１７３９を覆うように、第２の層間絶縁膜１７３４上に第３の層間絶縁膜１７４１を形成する。第３の層間絶縁膜１７４１は、配線１７３５が一部露出する様な位置に開口部を有するように形成する。なお、第３の層間絶縁膜１７４１は、第１の層間絶縁膜１７３３と同様の材料を用いて形成することが可能である。
【０１９０】
次に、第３の層間絶縁膜１７４１上にアンテナ１７４２を形成する。アンテナ１７４２は、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｎｉなどの金属、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。そしてアンテナ１７４２は、配線１７３５と接続されている。なお、図１９（Ｂ）では、アンテナ１７４２が配線１７３５と直接接続されているが、本発明の無線ＩＣタグはこの構成に限定されない。例えば別途形成した配線を用いて、アンテナ１７４２と配線１７３５とを電気的に接続するようにしても良い。
【０１９１】
アンテナ１７４２は印刷法、フォトリソグラフィ法、蒸着法または液滴吐出法などを用いて形成することができる。図１９（Ｂ）では、アンテナ１７４２が単層の導電膜で形成されているが、複数の導電膜が積層されたアンテナ１７４２を形成することも可能である。例えば、Ｎｉなどで形成した配線に、Ｃｕを無電解めっきでコーティングして、アンテナ１７４２を形成しても良い。
【０１９２】
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出して所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。また印刷法にはスクリーン印刷法、オフセット印刷法などが含まれる。印刷法、液滴吐出法を用いることで、露光用のマスクを用いずとも、アンテナ１７４２を形成することが可能になる。また、液滴吐出法、印刷法だと、フォトリソグラフィ法と異なり、エッチングにより除去されてしまうような材料の無駄がない。また高価な露光用のマスクを用いなくとも良いので、無線ＩＣタグの作製に費やされるコストを抑えることができる。
【０１９３】
液滴吐出法または各種印刷法を用いる場合、例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電粒子なども用いることが可能である。なお液滴吐出法を用いてアンテナ１７４２を形成する場合、アンテナ１７４２の密着性が高まるような処理を、第３の層間絶縁膜１７４１の表面に施すことが望ましい。
【０１９４】
密着性を高めることができる方法として、具体的には、例えば触媒作用により導電膜または絶縁膜の密着性を高めることができる金属または金属化合物を第３の層間絶縁膜１７４１の表面に付着させる方法、形成される導電膜または絶縁膜との密着性が高い有機系の絶縁膜、金属、金属化合物を第３の層間絶縁膜１７４１の表面に付着させる方法、第３の層間絶縁膜１７４１の表面に大気圧下または減圧下においてプラズマ処理を施し、表面改質を行なう方法などが挙げられる。
【０１９５】
第３の層間絶縁膜１７４１に付着させる金属または金属化合物が導電性を有する場合、アンテナの正常な動作が妨げられないように、そのシート抵抗を制御する。具体的には、導電性を有する金属または金属化合物の平均の厚さを、例えば１〜１０ｎｍとなるように制御したり、これらの金属または金属化合物を酸化により部分的に、または全体的に絶縁化したりすれば良い。或いは、密着性を高めたい領域以外は、付着した金属または金属化合物をエッチングにより選択的に除去しても良い。また金属または金属化合物を、予め基板の全面に付着させるのではなく、液滴吐出法、印刷法、ゾル−ゲル法などを用いて特定の領域にのみ選択的に付着させても良い。なお金属または金属化合物は、第３の層間絶縁膜１７４１の表面において完全に連続した膜状である必要はなく、ある程度分散した状態であっても良い。
【０１９６】
そして、図２０（Ａ）に示すように、アンテナ１７４２を形成した後、アンテナ１７４２を覆うように、第３の層間絶縁膜１７４１上に保護層１７４５を形成する。保護層１７４５は、後に剥離層１７０１をエッチングにより除去する際に、アンテナ１７４２を保護することができる材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布することで保護層１７４５を形成することができる。
【０１９７】
次いで、図２０（Ｂ）に示すように、無線ＩＣタグを個別に分離するために溝１７４６を形成する。溝１７４６は、剥離層１７０１が露出する程度の深さであれば良い。溝１７４６の形成は、ダイシング、スクライビングなどを用いることができる。なお、第１の基板１７００上に形成されている無線ＩＣタグを分離する必要がない場合、必ずしも溝１７４６を形成する必要はない。
【０１９８】
次いで、図２０（Ｃ）に示すように、剥離層１７０１をエッチングにより除去する。ここでは、エッチングガスとしてフッ化ハロゲンを用い、このガスを溝１７４６から導入する。例えばＣｌＦ３（三フッ化塩素）を用い、温度を３５０℃とし、流量を３００ｓｃｃｍとし、気圧を７９８パスカル（７９８Ｐａ）とし、処理時間を３時間とした条件で行う。また、ＣｌＦ３ガスに窒素を混ぜたガスを用いても良い。ＣｌＦ３等のフッ化ハロゲンを用いることで、剥離層１７０１が選択的にエッチングされ、第１の基板１７００をＴＦＴ１７３０〜１７３２から剥離することができる。なおフッ化ハロゲンは、気体であっても液体であってもどちらでも良い。
【０１９９】
次に図２１（Ａ）に示すように、剥離されたＴＦＴ１７３０〜１７３２及びアンテナ１７４２を、接着剤１７５０を用いて第２の基板１７５１に貼り合わせる。接着剤１７５０は、第２の基板１７５１と下地膜１７０２とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤１７５０は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
【０２００】
なお、第２の基板１７５１として、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。
【０２０１】
次いで、図２１（Ｂ）に示すように、保護層１７４５を除去した後、アンテナ１７４２を覆うように接着剤１７５２を第３の層間絶縁膜１７４１上に塗布し、カバー材１７５３を貼り合わせる。カバー材１７５３は第２の基板１７５１と同様に、フレキシブルな紙またはプラスチックなどの有機材料を用いることができる。接着剤１７５２の厚さは、例えば１０〜２００μｍとすれば良い。
【０２０２】
また接着剤１７５２は、カバー材１７５３と第３の層間絶縁膜１７４１及びアンテナ１７４２とを貼り合わせることができる材料を用いる。接着剤１７５２は、例えば反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。
【０２０３】
上述した各工程を経て、無線ＩＣタグが完成する。上記作製方法によって、トータルの膜厚が０．３μｍ以上３μｍ以下、代表的には２μｍ程度の飛躍的に薄い集積回路を第２の基板１７５１とカバー材１７５３との間に形成することができる。
【０２０４】
なお、集積回路の厚さは、半導体素子自体の厚さのみならず、接着剤１７５０と接着剤１７５２との間に形成された各種絶縁膜及び層間絶縁膜の厚さを含めるものとする。また、無線ＩＣタグが有する集積回路の占める面積を、５ｍｍ四方（２５ｍｍ２）以下、より望ましくは０．３ｍｍ四方（０．０９ｍｍ２）〜４ｍｍ四方（１６ｍｍ２）程度とすることができる。
【０２０５】
なお、本実施例では、耐熱性の高い第１の基板１７００と集積回路の間に剥離層を設け、エッチングにより剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離する方法について示したが、本発明の無線ＩＣタグの作製方法は、この構成に限定されない。例えば、耐熱性の高い基板と集積回路の間に金属酸化膜を設け、この金属酸化膜を結晶化により脆弱化して集積回路を剥離しても良い。或いは、耐熱性の高い基板と集積回路の間に、水素を含む非晶質半導体膜を用いた剥離層を設け、レーザビームの照射によりこの剥離層を除去することで基板と集積回路とを剥離しても良い。あるいは、集積回路が形成された耐熱性の高い基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで集積回路を基板から切り離しても良い。
【０２０６】
なお、本実施例では、アンテナを集積回路と同じ基板上に形成している例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。別の基板上に形成したアンテナと集積回路とを、後に貼り合わせることで、電気的に接続するようにしても良い。
【０２０７】
なお、一般的にＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）で用いられている電波の周波数は、１３．５６ＭＨｚ、２．４５ＧＨｚが多く、これらの周波数の電波を検波できるように無線ＩＣタグを形成することが、汎用性を高める上で非常に重要である。
【０２０８】
本実施例の無線ＩＣタグでは、半導体基板を用いて形成されたＲＦＩＤよりも電波が遮蔽されにくく、電波の遮蔽により信号が減衰するのを防ぐことができるというメリットを有している。よって、半導体基板を用いずに済むので、無線ＩＣタグのコストを大幅に低くすることができる。
【０２０９】
なお、本実施例では、集積回路を剥離して、可撓性を有する基板に貼り合わせる例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えばガラス基板のように、集積回路の作製工程における熱処理に耐えうるような、耐熱温度を有している基板を用いる場合、必ずしも集積回路を剥離する必要はない。
【０２１０】
また、本実施例は、実施の形態や他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例７】
【０２１１】
本発明を用いてレーザ照射を行った半導体材料を用いて様々な電子機器を完成させることができる。例えば、デジタルビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（オーディオ）、テレビ（ディスプレイ）、携帯端末機などを挙げることができる。本発明を用いることにより、基板全面を良好にアニールすることが可能となるため、半導体素子のレイアウトや大きさの自由度を高くすることや、集積度を向上することが可能となる。また、基板のどの部分においても結晶化度は同じであるため、製作した半導体素子の製品品質は良好な状態であり、その製品品質のばらつきをなくすことが可能になる。その結果、最終製品としての電子機器をスループット良く、良好な品質で作製することが可能になる。その具体例を、図を用いて説明する。
【０２１２】
図２２（Ａ）は表示装置であり、筐体２２０１、支持台２２０２、表示部２２０３、スピーカー部２２０４、ビデオ入力端子２２０５などを含む。この表示装置は、他の実施例で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部２２０３に用いることにより作製される。本発明を用いてレーザ照射を行った半導体材料を用いることにより、半導体膜にレーザの干渉縞が生じることなく大粒径領域の面積を増やし、かつ結晶性不良領域の面積を少なくすることが可能となる。また、本発明を用いてより長い線状ビームを用いてアニールをすることによって、より大判の表示装置を作製することが可能になる。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置などがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２１３】
図２２（Ｂ）はコンピュータであり、筐体２２１１、表示部２２１２、キーボード２２１３、外部接続ポート２２１４、ポインティングマウス２２１５などを含む。本発明のレーザ照射を行った半導体材料を用いると、作製したコンピュータの表示部２２１２やその他の回路の品質は良好であり、かつ品質のばらつきをなくすことができる。さらに、本発明は本体内部のＣＰＵ、メモリなどの半導体装置にも適用が可能である。
【０２１４】
また、図２２（Ｃ）は携帯電話であり、携帯端末の１つの代表例である。この携帯電話は筐体２２２１、表示部２２２２、操作キー２２２３などを含む。上記の携帯電話を初めとして、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ、情報携帯端末）、デジタルカメラ、小型ゲーム機などの電子機器に、本発明のレーザ照射を行った半導体材料を用いると、表示部２２２２やＣＰＵ、メモリなどの機能回路の品質は良好であり、品質のばらつきをなくすことができる。
【０２１５】
また、図２２（Ｄ）、（Ｅ）はデジタルカメラである。なお、図２２（Ｅ）は、図２２（Ｄ）の裏側を示す図である。このデジタルカメラは、筐体２２３１、表示部２２３２、レンズ２２３３、操作キー２２３４、シャッター２２３５などを有する。本発明のレーザ照射を行った半導体材料を用いると、表示部２２３３や、表示部２２３３を制御するドライバ部、およびその他の回路の品質は良好であり、品質のばらつきをなくすことができる。
【０２１６】
図２２（Ｆ）はデジタルビデオカメラである。このデジタルビデオカメラは、本体２２４１、表示部２２４２、筐体２２４３、外部接続ポート２２４４、リモコン受信部２２４５、受像部２２４６、バッテリー２２４７、音声入力部２２４８、操作キー２２４９、接眼部２２５０などを有する。本発明のレーザ照射を行った半導体材料を用いると、表示部２２４２や、この表示部２２４２を制御するドライバ部およびその他の回路の品質は良好であり、品質のばらつきをなくすことができる。
【０２１７】
また、本発明のレーザ処理装置を用いて作製した薄膜トランジスタを薄膜集積回路、または非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることもできる。他の実施例で示した作製方法を用いることにより、薄膜集積回路および非接触型薄膜集積回路は、タグとしての利用やメモリとしての利用が可能である。
【０２１８】
図２３（Ａ）は、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を貼り付けている状態を示している。また、パスポート２３０１に無線ＩＣタグ２３０２を埋め込んでもよい。同様にして、運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチェック（Ｔ／Ｃ）、健康保険証、住民票、戸籍謄本などに無線ＩＣタグを貼り付けることや埋め込むことができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ＩＣタグに入力しておき、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。これは、他の実施例で示したメモリを用いることにより実現できる。このようにタグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。
【０２１９】
このほかに、無線ＩＣタグをメモリとして用いることも可能である。図２３（Ｂ）は、無線ＩＣタグ２３１１を野菜の包装に貼り付けるラベルに埋め込んだ例を示している。また、包装そのものに無線ＩＣタグを貼り付けたり埋め込んだりしても構わない。無線ＩＣタグ２３１１には、生産地、生産者、製造年月日、加工方法などの生産段階のプロセスや、商品の流通プロセス、価格、数量、用途、形状、重量、賞味期限、各種認証情報などを記録することが可能になる。無線ＩＣタグ２３１１からの情報は、無線式のリーダ２３１２のアンテナ部２３１３で受信して読み取り、リーダ２３１２の表示部２３１４に表示することによって、卸売業者、小売業者、消費者が把握することが容易になる。また、生産者、取引業者、消費者のそれぞれに対してアクセス権を設定することによって、アクセス権を有しない場合は読み込み、書き込み、書き換え、消去ができない仕組みになっている。
【０２２０】
また、無線ＩＣタグは以下のように用いることができる。会計の際に無線ＩＣタグに会計を済ませたことを記入し、出口にチェック手段を設け、会計済みであることを無線ＩＣタグに書き込まれているかをチェックする。会計を済ませていないで店を出ようとすると、警報が鳴る。この方法によって、会計のし忘れや万引きを予防することができる。
【０２２１】
さらに、顧客のプライバシー保護を考慮すると、以下に記す方法にすることも可能である。レジで会計をする段階で、（１）無線ＩＣタグに入力されているデータを暗証番号などでロックする、（２）無線ＩＣタグに入力されているデータそのものを暗号化する、（３）無線ＩＣタグに入力されているデータを消去する、（４）無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する、のいずれかを行う。これらは、他の実施例にて挙げたメモリを用いることによって実現することができる。そして、出口にチェック手段を設け、（１）〜（４）のいずれかの処理が行われたか、または無線ＩＣタグのデータに何も処理が行われていない状態であるかをチェックすることによって、会計の有無をチェックする。このようにすると、店内では会計の有無を確認することが可能であり、店外では所有者の意志に反して無線ＩＣタグの情報を読み取られることを防止することができる。
【０２２２】
なお、（４）の無線ＩＣタグに入力されているデータを破壊する方法をいくつか挙げることができる。例えば、（ａ）無線ＩＣタグが有する電子データの少なくとも一部に「０（オフ）」若しくは「１（オン）」、または「０」と「１」の両方を書き込んでデータのみを破壊する方法や、（ｂ）無線ＩＣタグに電流を過剰に流し、無線ＩＣタグが有する半導体素子の配線の一部を物理的に破壊する方法などを用いることができる。
【０２２３】
以上に挙げた無線タグは、従来用いているバーコードより製造コストが高いため、コスト低減を図る必要がある。本発明を用いることによって、品質が良好でばらつきのない半導体素子をスループット良く形成することができるため、コストの低減に有効である。さらに、どの無線タグも品質が高く、性能のばらつきがないように製作することができる。
【０２２４】
以上のように、本発明により作製された半導体装置の適用範囲は極めて広く、本発明により作製された半導体装置をあらゆる分野の電子機器に用いることができる。
【実施例８】
【０２２５】
本実施例では、本発明に用いるレーザ照射装置の別の構成例を、図２５、２６を用いて説明する。本実施例では、本発明の実施の形態で用いた構成に加えてスリットを設けた構成とした。このスリットでレーザビームの端部を遮断し、さらに投影レンズによってスリットで形成された像を照射面に投影するものである。また、同様にして、実施例１の構成にスリットと投影レンズを組み合わせることもできる。
【０２２６】
本実施例では、多波長で発振し、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のモードロックパルスを発振するレーザ発振器２５０１から射出されるレーザビームを光学系にて線状ビームに整形し、半導体膜２５０８が成膜された基板２５０９に照射する。
【０２２７】
まず、図２６（Ａ）の上面図に着目する。本実施例では、レーザ発振器２５０１としてＴｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅ結晶をレーザ結晶として用いたレーザ発振器を用いる。ここで発振される基本波の中心波長は８００ｎｍ、発振波長の半値全幅は３０ｎｍである。この基本波をレーザ発振器２５０１内の非線形光学結晶によって、中心波長が４００ｎｍ、発振波長の半値全幅が１５ｎｍの第２高調波に変換して射出する。
【０２２８】
ここで挙げたレーザに限らず、励起光源に対して広い範囲の波長でレーザビームを発振するレーザを用いることができる。例えば、セラミックＹＡＧに、Ｎｄ、Ｙｂなどの複数種のドーパントを添加したレーザ結晶を用いたレーザ発振器などを用いることができる。
【０２２９】
次に、射出されたレーザビームをシリンドリカルレンズアレイ２５０２に入射する。シリンドリカルレンズアレイ２５０２は、一本のレーザビームをＸ軸方向において複数のレーザビームに分割し、この複数のレーザビームを重ね合わせることによってレーザビームの強度を均一化する。なお、本実施例では、Ｘ軸方向はレーザビームの長軸方向を指す。
【０２３０】
本実施例は、レーザビームを３つに分割し、それらを１つのレーザビームに合成するが、先述の式（１）から判るように、それぞれの波長に対する干渉縞の間隔は異なるため、このようなレーザビームを用いることで干渉により発生する光の強弱の差を打ち消し合うことができる。これにより、干渉の影響を少なくすることができるため、線状ビームの長さ方向におけるレーザビームの強度分布を均一にすることができ、さらに結晶性不良領域を減少させることができる。
【０２３１】
次に、Ｘ軸方向にのみ作用するシリンドリカルレンズ２５０４により、Ｚ軸方向に集光し、さらにレーザビームのＸ軸方向の端部を遮断するスリット２５０５に入射する。
【０２３２】
スリット２５０５によって、レーザビームの強度が低い部分を遮断することが可能になるが、同時に回折光が生じる。この回折光が半導体膜２５０８に照射されると、半導体膜２５０８に干渉縞が生じ、半導体膜２５０８全面を均一に結晶化することが難しくなる。そこで、スリット２５０５と半導体膜２５０８とが共役の関係になるように投影レンズ２５０６を設け、スリット２５０５の像を半導体膜２５０８に投影する。本実施例では、投影レンズ２５０６として凸シリンドリカルレンズを用いる。
【０２３３】
次に、図２６（Ｂ）の側面図に着目する。レーザ発振器２５０１から射出されたレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ２５０２およびシリンドリカルレンズ２５０４に順次入射する。しかし、シリンドリカルレンズアレイ２５０２およびシリンドリカルレンズ２５０４はレーザビームのＸ軸方向には作用しないので、そのまま透過する。続いて、投影レンズ２５０６に入射するが、投影レンズ２５０６もレーザビームのＸ軸方向には作用しないので、そのまま透過する。投影レンズ２５０６を透過したレーザビームは、シリンドリカルレンズ２５０７によってＺ軸方向に集光され、半導体膜２５０８に照射される。なお、本実施例において、Ｚ軸方向はレーザビームの短軸方向を指す。
【０２３４】
実際には、図２５に示されるように、シリンドリカルレンズアレイ２５０２を通過したレーザビームはミラーによって偏向され、半導体膜２５０８に照射される。ミラー２５０３の位置と数は、図２５に示される位置と数に限らず、必要に応じて適宜設けることができる。
【０２３５】
半導体膜２５０８が成膜された基板２５０９はガラスを材料としており、レーザ照射の際に落ちないように吸着ステージに固定されている。吸着ステージは、Ｘステージ２５１０、Ｙステージ２５１１を用いて半導体膜２５０８の表面に平行な面上をそれぞれＸ方向、Ｙ方向に走査を繰り返し、半導体膜２５０８結晶化させる。Ｘステージ２５１０およびＹステージ２５１１は１００〜１０００ｍｍ／ｓｅｃの速度で移動することが可能である。半導体膜２５０８にレーザビームを照射する際には、レーザビームの短軸方向に一定速度でＸステージ２５１０またはＹステージ２５１１を走査することが好ましい。特に好ましくは、３００〜５００ｍｍ／ｓｅｃである。
【０２３６】
本実施例ではＸステージ２５１０、Ｙステージ２５１１を用いて半導体膜２５０８が成膜された基板２５０９を動かす構成となっているが、レーザビームの走査は、被処理物である基板２５０９を固定してレーザビームの照射位置を移動させる照射系移動型、レーザビームの照射位置を固定して基板を移動させる被処理物移動型、または上記２つの方法を組み合わせた方法を用いることができる。
【０２３７】
レーザビームの照射領域には、レーザビームの走査方向に向かって結晶成長した結晶粒が形成される。従って、この照射領域は結晶性が非常に優れている。この照射領域をＴＦＴのチャネル形成領域に用いることで、極めて高い移動度やオン電流を期待することができる。
【０２３８】
このような手法でレーザ結晶化した半導体膜上に、他の実施例で示すような方法によりＴＦＴを作製し、このＴＦＴを集積することによって半導体装置を作製することができる。
【０２３９】
なお、本実施例は、他の実施例と自由に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２４０】
【図１】図１は、波長と干渉縞の間隔の関係を示すグラフである。
【図２】図２は、本発明のレーザ照射装置の概要を示す図である。
【図３】図３は、本発明のレーザ照射装置に用いる光学系の上面図及び側面図である。
【図４】図４は、本発明の概要を説明する図である。
【図５】図５は、本発明のレーザ照射装置の一例を示す図である。
【図６】図６は、本発明のレーザ照射装置に用いる光学系の一例を示す図である。
【図７】図７は、本発明のレーザ照射を用いたＴＦＴ作製過程の概要を示す図である。
【図８】図８は、本発明のレーザ照射を用いた半導体膜の結晶化の概要を示す図である。
【図９】図９は、本発明のレーザ照射を用いた半導体膜の結晶化の概要を示す図である。
【図１０】図１０は、本発明のレーザ照射を用いた表示装置の作製過程の概要を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明のレーザ照射を用いた表示装置の作製過程の概要を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明のレーザ照射を用いたＣＰＵの作製過程の概要を示した図である。
【図１３】図１３は、本発明のレーザ照射を用いたＣＰＵの作製過程の概要を示した図である。
【図１４】図１４は、本発明のレーザ照射を用いたＣＰＵの作製過程の概要を示した図である。
【図１５】図１５は、本発明のレーザ照射を用いたＣＰＵの作製過程の概要を示した図である。
【図１６】図１６は、本発明のレーザ照射を用いたＣＰＵの作製過程の概要を示した図である。
【図１７】図１７は、本発明のレーザ照射を用いた無線ＩＣタグの作製過程の概要を示した図である。
【図１８】図１８は、本発明のレーザ照射を用いた無線ＩＣタグの作製過程の概要を示した図である。
【図１９】図１９は、本発明のレーザ照射を用いた無線ＩＣタグの作製過程の概要を示した図である。
【図２０】図２０は、本発明のレーザ照射を用いた無線ＩＣタグの作製過程の概要を示した図である。
【図２１】図２１は、本発明のレーザ照射を用いた無線ＩＣタグの作製過程の概要を示した図である。
【図２２】図２２は、本発明のレーザ照射を用いた電子機器の概要を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明のレーザ照射を用いた電子機器の概要を示す図である。
【図２４】図２４は、レーザビームのエネルギー密度分布を示す図である。
【図２５】図２５は、本発明のレーザ照射装置の一例を説明する図である。
【図２６】図２６は、図２５で説明したレーザ照射装置の上面図および側面図である。
【符号の説明】
【０２４１】
２４０１  （レーザビームの）中心付近の領域
２４０２  結晶性不良領域
２０１  レーザ発振器
２０２  シリンドリカルレンズアレイ
２０３  ミラー
２０４  半導体膜
２０５  シリンドリカルレンズ
２０６  シリンドリカルレンズ
２０７  吸着ステージ
２０８  Ｘステージ
２０９  Ｙステージ
５０１  パルスレーザ発振器
５０２  シリンドリカルレンズアレイ
５０３  シリンドリカルレンズアレイ
５０４  シリンドリカルレンズ
５０５  シリンドリカルレンズアレイ
５０５  シリンドリカルレンズアレイ
５０６  面
５０７  シリンドリカルレンズ
５０８  シリンドリカルレンズ
５０９  半導体膜
５１０  ミラー
５１１  ステージ
７００  基板
７０１  下地膜
７０２  非晶質半導体膜
７０３  レーザ
７０４  シリンドリカルレンズ
７０５  結晶性半導体膜
７０６  島状の半導体膜
７０７  ゲート絶縁膜
７０８  ゲート電極
７０９  ソース領域
７１０  ドレイン領域
７１１  ＬＤＤ領域
７１２  Ｎチャネル型ＴＦＴ
７１３  Ｎチャネル型ＴＦＴ
７１４  Ｐチャネル型ＴＦＴ
７１５  絶縁膜
７１６  絶縁膜
７１７  配線
７１８  絶縁膜
８００  基板
８０１  下地膜
８０２  半導体膜
８０３  半導体膜
８０４  レーザ
８０５  半導体膜
８０６  酸化膜
８０７  ゲッタリング用の半導体膜
８０８  島状の半導体膜
１００１  ソース信号線駆動回路
１００２  画素部
１００３  ゲート側駆動回路
１００４  封止基板
１００５  第１シール材
１００７  第２シール材
１００８  接続配線
１００９  ＦＰＣ
１０１０  基板
１０１１  ソース側駆動回路
１０１２  電流制御用ＴＦＴ
１０１３  第１の電極
１０１４  絶縁物
１０１５  電界発光層
１０１６  第２の電極
１０１７  透明保護層
１０１８  電界発光素子
１０２３  ｎチャネル型ＴＦＴ
１０２４  ｐチャネル型ＴＦＴ
１０３１  着色層
１０３２  遮光層
１２００  基板
１２０１  下地絶縁膜
１２０２  非晶質半導体膜
１２０３  レーザ
１２０４  結晶構造を有する半導体膜
１２０６ａ〜ｅ  半導体膜
１２０８  ゲート絶縁膜
１２０９ａ、ｂ  導電膜
１２１０  レジストマスク
１２１５  レジストマスク
１２１６ａ〜ｃ  不純物領域
１２１７  レジストマスク
１２１８ａ、ｂ  不純物領域
１２１９ａ〜ｃ  サイドウォール
１２２０ａ〜ｃ  高濃度不純物領域
１２２１  レジストマスク
１２２２  第１の層間絶縁膜
１２２３  第２の層間絶縁膜
１２２５ａ〜ｅ  配線
１６００  基板
１６０１  演算回路
１６０２  演算回路用の制御部
１６０３  命令解析部
１６０４  割り込み制御部
１６０５  タイミング制御部
１６０６  レジスタ
１６０７  レジスタ制御部
１６０８  バスインターフェース
１６０９  ＲＯＭ
１６２０  ＲＯＭインターフェース
１６２１  ＣＬＫ１
１６２２  ＣＬＫ２
１７００  ガラス基板
１７０１  剥離層
１７０２  下地絶縁膜
１７０３  半導体膜
１７０４  結晶性半導体膜
１７０５〜１７０７  半導体層
１７０８  ゲート絶縁膜
１７０９〜１７１１  ゲート電極
１７１２  レジスト
１７１３  レジスト
１７１６  低濃度不純物領域
１７１７  低濃度不純物領域
１７１８  レジスト
１７２０  高濃度不純物領域
１７２１  絶縁膜
１７２２〜１７２４  サイドウォール
１７２６  レジスト
１７２７  高濃度不純物領域
１７２８  高濃度不純物領域
１７３０  ｎチャネル型ＴＦＴ
１７３１  ｐチャネル型ＴＦＴ
１７３２  ｎチャネル型ＴＦＴ
１７３３  第１の層間絶縁膜
１７３４  第２の層間絶縁膜
１７３５〜１７３９  配線
１７４１  第３の層間絶縁膜
１７４２  アンテナ
１７４５  保護層
１７４６  溝
１７５０  接着剤
１７５１  第２の基板
１７５２  接着剤
１７５３  カバー材
２２０１  筐体
２２０２  支持台
２２０３  表示部
２２０４  スピーカー部
２２０５  ビデオ入力端子
２２１１  筐体
２２１２  表示部
２２１３  キーボード
２２１４  外部接続ポート
２２１５  ポインティングマウス
２２２１  筐体
２２２２  表示部
２２２３  操作キー
２２３１  筐体
２２３２  表示部
２２３３  レンズ
２２３４  操作キー
２２３５  シャッター
２２４１  本体
２２４２  表示部
２２４３  筐体
２２４４  外部接続ポート
２２４５  リモコン受信部
２２４６  受像部
２２４７  バッテリー
２２４８  音声入力部
２２４９  操作キー
２２５０  接眼部
２３０１  パスポート
２３０２  無線ＩＣタグ
２３１１  無線ＩＣタグ
２３１２  リーダ
２３１３  アンテナ部
２５０１  レーザ発振器
２５０２  シリンドリカルレンズアレイ
２５０３  ミラー
２５０４  シリンドリカルレンズ
２５０５  スリット
２５０６  投影レンズ
２５０７  シリンドリカルレンズ
２５０８  半導体膜
２５０９  基板
２５１０  Ｘステージ
２５１１  Ｙステージ
【図１】
2006156984.tif 000004
【図２】
2006156984.tif 000005
【図３】
2006156984.tif 000006
【図４】
2006156984.tif 000007
【図５】
2006156984.tif 000008
【図６】
2006156984.tif 000009
【図７】
2006156984.tif 000010
【図８】
2006156984.tif 000011
【図９】
2006156984.tif 000012
【図１０】
2006156984.tif 000013
【図１１】
2006156984.tif 000014
【図１２】
2006156984.tif 000015
【図１３】
2006156984.tif 000016
【図１４】
2006156984.tif 000017
【図１５】
2006156984.tif 000018
【図１６】
2006156984.tif 000019
【図１７】
2006156984.tif 000020
【図１８】
2006156984.tif 000021
【図１９】
2006156984.tif 000022
【図２０】
2006156984.tif 000023
【図２１】
2006156984.tif 000024
【図２２】
2006156984.tif 000025
【図２３】
2006156984.tif 000026
【図２４】
2006156984.tif 000027
【図２５】
2006156984.tif 000028
【図２６】
2006156984.tif 000029