(57)【要約】  【課題】本発明は、しきい値のずれが生じにくく、高速動作が可能な逆スタガ型ＴＦＴを有する液晶表示装置の作製方法を提供する。また、スイッチング特性が高く、コントラストがすぐれた表示が可能な液晶表示装置の作製方法を提供する。更には、少ない原料でコスト削減が可能であり、且つ歩留まりが高い液晶表示装置の作製方法を提供する。【解決手段】  本発明は、耐熱性の高い材料でゲート電極を形成した後、非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を有する層、非晶質半導体膜、及びドナー型元素又は希ガス元素を有する層を形成し加熱して、非晶質半導体膜を結晶化すると共に触媒元素を結晶性半導体膜から除いた後、該結晶性半導体膜の一部を用いて半導体領域を形成し、該半導体領域に電気的に接するソース電極及びドレイン電極を形成し、ゲート電極に接続するゲート配線を形成して、逆スタガ型ＴＦＴを形成する。【選択図】図２
2006128654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項４】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項５】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項６】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項７】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項８】
絶縁表面上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、
前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項９】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１０】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１１】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１２】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１３】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１４】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、
前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、
前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１５】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、
前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１６】
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、
前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、
前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、
前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、
加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、
前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、
前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６のいずれか一項において、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７のいずれか一項において、前記ゲート電極に接続するゲート配線を形成した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１乃至請求項１８のいずれか一項において、前記ゲート配線は、３つ以上の前記ゲート電極に接続されていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１乃至請求項１９のいずれか一項において、前記ゲート配線は、２つの前記ゲート電極に接続されていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１乃至請求項２０のいずれか一項において、前記ゲート電極は、前記絶縁表面上に導電膜を形成し、前記導電膜上に感光性樹脂を吐出又は塗布し、前記感光性樹脂の一部にレーザ光を照射してマスクを形成した後、前記マスクを用いて前記導電膜をエッチングして形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２２】
請求項１乃至請求項２１のいずれか一項において、前記ゲート電極は、耐熱性を有する導電層で形成されていることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２３】
請求項１乃至請求項２２いずれか一項において、前記ゲート電極は、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム（Ｃｒ）、コバルト、ニッケル、白金、リンを含有する結晶性珪素膜、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズで形成されることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２４】
請求項１乃至請求項２３のいずれか一項において、前記不純物元素はリン、ヒ素、アンチモン、ビスマスから選ばれた元素であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２５】
請求項１乃至請求項２４のいずれか一項において、前記触媒元素は、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、コバルト、チタン、銅、ニッケル、及び白金から選ばれる一つ又は複数であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２６】
請求項１乃至請求項２５のいずれか一項において、前記第１の電極は、画素電極であることを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２７】
請求項１乃至請求項２６のいずれか一項において、前記ゲート絶縁膜として窒化珪素膜を有する層を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【請求項２８】
請求項１乃至請求項２７のいずれか一項において、前記ゲート絶縁膜として窒化珪素膜を成膜した後、前記窒化珪素膜に接するように前記触媒元素を有する層又は第１の半導体領域を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶性半導体膜で形成される逆スタガ型薄膜トランジスタを有する液晶表示装置の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＥＬディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、これまでのＣＲＴに替わる表示装置として注目を集めている。特にアクティブマトリクス駆動の大型液晶パネルを搭載した大画面液晶テレビの開発は、液晶パネルメーカーにとって注力すべき重要な課題になっている。また、近年液晶テレビに追随し、大画面ＥＬテレビの開発も行われている。
【０００３】
従来の液晶装置において、各画素を駆動する半導体素子としてはアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと示す。）が用いられている。
【０００４】
一方、従来の液晶テレビにおいては、視野角特性の限界、液晶材料等が原因の高速動作の限界による画像のぼやけが欠点であったが、近年それを解消する新たな表示モードとして、ＯＣＢモードが提案されている（非特許文献１）。
【非特許文献１】長広恭明他編、「日経マイクロデバイス別冊  フラットパネル・ディスプレイ２００２」、日系ＢＰ社、２００１年１０月、Ｐ１０２−１０９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一方、ＬＣＤの画質を向上させるために高速動作が可能なスイッチング素子が必要とされている。しかしながら、非晶質半導体膜を用いたＴＦＴでは限界がある。例えば、ＯＣＢモードの液晶表示装置を実現することが困難となる。
【０００６】
また、従来のフォトリソグラフィー工程を用いた逆スタガ型ＴＦＴの形成工程においては、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等により基板上全面に成膜された膜上にレジストを塗布し、露光現像して、配線や半導体領域を形成していた。しかしながら、この場合、ＣＶＤ法、ＰＶＤ法等により基板上全面に成膜された膜、レジスト等の材料の大部分が無駄になると共に、配線や半導体領域を形成するための工程数が多く、スループットが低下するという問題がある。
【０００７】
また、フォトリソグラフィー工程に用いられる露光装置は、大面積基板を一度に露光処理することが困難である。このため、大面積基板を用いた表示装置の作製方法においては、複数の露光回数を必要としていた。このため、隣り合うパターンとの不整合が生じ、歩留まりが低下するという問題がある。この問題は、大型テレビジョンに代表される大型液晶表示装置に対して顕著である。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、しきい値のずれが生じにくく、高速動作が可能な逆スタガ型ＴＦＴを有する半導体装置の作製方法を提供する。また、スイッチング特性が高く、コントラストがすぐれた表示が可能な液晶表示装置の作製方法を提供する。更には、少ない原料でコスト削減が可能であり、且つ歩留まりが高い半導体装置、及び液晶表示装置の作製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、耐熱性の高い材料でゲート電極を形成した後、非晶質半導体膜、非晶質半導体膜の結晶化を促進する触媒元素を有する層、及びドナー型元素又は希ガス元素を有する層を形成し加熱して、非晶質半導体膜を結晶化すると共に触媒元素を結晶性半導体膜から除いた後、該結晶性半導体膜の一部を用いて半導体領域を形成し、該半導体領域に電気的に接するソース電極及びドレイン電極を形成し、ゲート電極に接続するゲート配線を形成して、逆スタガ型ＴＦＴを形成することを要旨とする。
【００１０】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１１】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１２】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくともを覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１３】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１４】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１５】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１６】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜及び前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接続する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１７】
本発明の一は、絶縁表面上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域に接する第１の導電層を液滴吐出法により形成し、前記第１の導電層及び前記第２の半導体領域の一部をエッチングして、ソース電極及びドレイン電極、並びにソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート絶縁膜上に、前記ゲート電極に接続するゲート配線を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１８】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００１９】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２０】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２１】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２２】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２３】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に触媒元素を有する層を形成し、前記触媒元素を有する層上に第１の半導体領域を形成し、前記ゲート電極、前記触媒元素を有する層、及び前記第１の半導体領域が重畳する領域上に保護層を形成し、前記第１の半導体領域及び前記保護層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２４】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート配線の一部を露出した後、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記絶縁膜の一部をエッチングして前記ソース電極又はドレイン電極の一部を露出した後、前記ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２５】
本発明の一は、基板上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極上にゲート絶縁膜を形成し、前記ゲート絶縁膜上に第１の半導体領域を形成し、前記第１の半導体領域上に触媒元素を有する層を形成し、前記ゲート電極、前記第１の半導体領域、及び前記触媒元素を有する層が重畳する領域上に保護層を形成し、前記保護層及び前記触媒元素を有する層上に不純物元素を有する第２の半導体領域を形成した後加熱し、加熱された前記第２の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域を形成し、前記ゲート絶縁膜の一部をエッチングして、前記ゲート電極の一部を露出した後、前記ゲート電極に接続するゲート配線と、前記ソース領域及びドレイン領域に接するソース電極及びドレイン電極とを液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜を形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の一方の少なくとも一部を覆う絶縁膜及び前記ゲート電極上に、前記ゲート配線に接続する導電層を液滴吐出法により形成し、前記ソース電極又はドレイン電極の他方に接する第１の電極を形成することを特徴とする液晶表示装置の作製方法である。
【００２６】
なお、前記ゲート絶縁膜、ゲート配線、前記ソース電極及びドレイン電極上に形成される絶縁膜に代えて、ソース電極又はドレイン電極の一部を覆う絶縁膜を形成しても良い。
【００２７】
触媒元素としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の一つ又は複数を用いて形成することができる。
【００２８】
また、ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成した後、ゲート電極に接続するゲート配線を形成してもよい。また、ゲート電極に接続するゲート配線を形成した後、ソース電極又はドレイン電極に接する第１の電極を形成してもよい。
【００２９】
また、ゲート配線は、３つ以上のゲート電極に接続されている。この場合、ゲート配線は低抵抗材料で形成されていることが好ましい。一方、ゲート配線は、２つのゲート電極に接続されていてもよい。この場合は、ゲート配線の材料は特に問われない。
【００３０】
また、ゲート電極は、絶縁表面上に導電膜を形成し、導電膜上に感光性樹脂を吐出又は塗布し、感光性樹脂の一部にレーザ光を照射してマスクを形成した後、マスクを用いて導電膜をエッチングして形成してもよい。
【００３１】
また、ゲート電極は、耐熱性を有する導電層で形成されており、代表的には、タングステン、モリブデン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム（Ｃｒ）、コバルト、ニッケル、白金、リンを含有する結晶性珪素膜、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズで形成される。
【００３２】
また、不純物元素はリン、ヒ素、アンチモン、ビスマスから選ばれた元素である。
【００３３】
また、上記構成において、第１の電極を、画素電極として用いることができる。
【００３４】
なお、ゲート絶縁膜として窒化珪素膜を有する層を形成してもよい。また、窒化珪素膜を成膜した後、前記窒化珪素膜に接するように前記触媒元素を有する層又は第１の半導体領域を形成してもよい。
【００３５】
また、本発明の一は、上記半導体装置を有する液晶テレビジョン装置である。
【００３６】
また、本発明において、半導体装置としては、半導体素子で構成された集積回路、表示装置、無線チップ、ＩＣタグ、表示装置等が挙げられる。表示装置としては、代表的には液晶表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ；デジタルマイクロミラーデバイス）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ；プラズマディスプレイパネル）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ；フィールドエミッションディスプレイ）、電気泳動表示装置（電子ペーパー）等の表示装置があげられる。
【００３７】
なお、本発明において、液晶表示装置とは、液晶表示素子を用いたデバイス、即ち画像表示デバイスを指す。また、液晶表示パネルにコネクター、例えばフレキシブルプリント配線（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）やＣＰＵが直接実装されたモジュールも全て表示装置に含むものとする。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、結晶性半導体膜で形成される逆スタガ型ＴＦＴを形成することができる。本発明の逆スタガ型ＴＦＴは、非晶質半導体膜の結晶化工程と、非晶質半導体膜の結晶化を促進するための触媒元素のゲッタリング工程とを同時に行うことが可能であり、工程数の削減が可能であるため、スループットを向上させることができる。また、加熱処理数を削減できるため、省エネルギー化が可能である。
【００３９】
また、本発明の逆スタガ型ＴＦＴは、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、結晶化工程等の加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いＴＦＴを形成することが可能である。また、本発明の液晶表示装置は、絶縁膜上に画素電極を形成することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【００４０】
このため、結晶性半導体膜で形成されるため非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型ＴＦＴと比較して数１０〜５０倍程度、移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、アクセプター型元素又はドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な半導体装置を作製することが可能である。代表的には、ＯＣＢモードのような応答速度が速く且つ高視野角な表示が可能な液晶表示装置を製造することが可能である。
【００４１】
また、液晶表示装置の周辺部に、画素領域内のＴＦＴと同時に走査線駆動回路を形成することが可能である。このため、小型化された液晶表示装置を作製することが可能である。
【００４２】
更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能であり、代表的には６桁以上のＯＮ／ＯＦＦ比を有するＴＦＴを形成することが可能である。このようなＴＦＴを液晶表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。
【００４３】
また、本発明では、このため、基板全面に薄膜を成膜せずとも、液滴吐出法を用いて所定の場所に薄膜原料やレジストを吐出すればよく、フォトマスクを用いずとも、ＴＦＴを形成することができる。このため、スループットや歩留まりを向上させると共に、コストダウンを図ることが可能となる。
【００４４】
さらには、上記の作製工程により形成された半導体装置、又は液晶表示装置を有する液晶テレビジョンを、スループットや歩留まりを向上させることが可能であり、低コストで作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。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、本発明は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。また、各図面において共通の部分は同じ符号を付して詳しい説明を省略する。
【００４６】
（実施形態１）
本実施形態においては、結晶性半導体膜を有する逆スタガ型ＴＦＴの作製工程を、図１〜図３及び図３９を用いて説明する。
【００４７】
図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に第１の導電層１０２を形成し、第１の導電層上に感光性材料１０３、１０４を塗布又は吐出し乾燥焼成する。次に、感光性材料１０３、１０４にレーザビーム１０５、１０６を照射して、図１（Ｂ）に示すような第１のマスク１１１、１１２を形成する。
【００４８】
基板１０１としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなどのセラミック等絶縁物質で形成される基板、シリコンウェハ、金属板等を用いることができる。また、基板１０１として、３２０ｍｍ×４００ｍｍ、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ、５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍのような大面積基板を用いることができる。
【００４９】
第１の導電層１０２は、膜厚５００〜１０００ｎｍの液滴吐出法、印刷法、無電界メッキ法等により所定の領域に形成する。また、ＰＶＤ法（Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＣＶＤ法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、蒸着法等により基板全面に形成しても良い。なお、ここで、液滴吐出法、印刷法、を用いることにより、所定の領域に形成するため、後のエッチング工程により除去する領域が少なく、原料を削減することが可能である。
【００５０】
第１の導電層１０２は、高融点材料を用いて形成することが好ましい。高融点材料を用いることにより、後の結晶化工程、ゲッタリング工程、活性化工程等の加熱工程が可能となる。高融点材料としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）等の金属又はその合金、若しくはその金属窒化物を適宜用いることができる。また、これら複数の層を積層して形成しても良い。代表的には、基板表面側から窒化タンタル膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化タンタル膜及びその上に形成されるモリブデン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるタングステン膜、窒化チタン膜及びその上に形成されるモリブデン膜等の積層構造としてもよい。また、リンを含有する珪素膜（非晶質半導体膜、結晶性半導体膜を含む）、酸化インジウムスズ、酸化亜鉛、酸化インジウム亜鉛、ガリウムを添加した酸化亜鉛、又は酸化珪素を含む酸化インジウムスズを用いることもできる。
【００５１】
感光性材料１０３、１０４の材料としては、紫外光から赤外光に感光する材料ネガ型感光性材料又はポジ型感光性材料を用いる。感光性材料の代表例としては、エポキシ樹脂、クリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の感光性を示す樹脂材料を用いる。また、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、ポリイミドなどの感光性を示す有機材料等を用いることができる。また、代表的なポジ型感光性樹脂として、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物を有する感光性樹脂が挙げられ、ネガ型感光性樹脂として、ベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを有する感光性樹脂が挙げられる。ここでは、ネガ型感光性材料を用いる。
【００５２】
次に、感光性材料１０３、１０４にレーザビーム直接描画装置を用いてレーザビーム１０５、１０６を照射する。
【００５３】
レーザビーム描画装置について、図３９を用いて説明する。図３９に示すように、レーザビーム描画装置１００１は、レーザビームを照射する際の各種制御を実行するパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと示す。）１００２と、レーザビームを出力するレーザ発振器１００３と、レーザ発振器１００３の電源１００４と、レーザビームを減衰させるための光学系（ＮＤフィルタ）１００５と、レーザビームの強度を変調するための音響光学変調器（ＡＯＭ）１００６と、レーザビームの断面の拡大又は縮小をするためのレンズ、光路の変更するためのミラー等で構成される光学系１００７、Ｘステージ及びＹステージを有する基板移動機構１００９と、ＰＣから出力される制御データをデジタルーアナログ変換するＤ／Ａ変換部１０１０と、Ｄ／Ａ変換部から出力されるアナログ電圧に応じて音響光学変調器１００６を制御するドライバ１０１１と、基板移動機構１００９を駆動するための駆動信号を出力するドライバ１０１２とを備えている。
【００５４】
レーザ発振器１００３としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。レーザ発振器としては、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＫｒＦ、ＸｅＣｌ、Ｘｅ等のエキシマレーザ発振器、Ｈｅ、Ｈｅ−Ｃｄ、Ａｒ、Ｈｅ−Ｎｅ、ＨＦ等の気体レーザ発振器、ＹＡＧ、ＧｄＶＯ4、ＹＶＯ4、ＹＬＦ、ＹＡｌＯ3などの結晶にＣｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ又はＴｍをドープした結晶を使った固体レーザ発振器、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ等の半導体レーザ発振器を用いることができる。なお、固体レーザ発振器においては、基本波の第１高調波〜第５高調波を適用するのが好ましい。
【００５５】
次に、レーザビーム直接描画装置を用いた感光性材料の感光方法について述べる。基板１００８が基板移動機構１００９に装着されると、ＰＣ１００２は図外のカメラによって、基板に付されているマーカの位置を検出する。次いで、ＰＣ１００２は、検出したマーカの位置データと、予め入力されている描画パターンデータとに基づいて、基板移動機構１００９を移動させるための移動データを生成する。この後、ＰＣ１００２が、ドライバ１０１１を介して音響光学変調器１００６の出力光量を制御することにより、レーザ発振器１００３から出力されたレーザビームは、光学系１００５によって減衰された後、音響光学変調器１００６によって所定の光量になるように光量が制御される。一方、音響光学変調器１００６から出力されたレーザビームは、光学系１００７で光路及びビーム形を変化させ、レンズで集光した後、基板上に塗布された感光性材料に該ビームを照射して、感光性材料を感光する。このとき、ＰＣ１００２が生成した移動データに従い、基板移動機構１００９をＸ方向及びＹ方向に移動制御する。この結果、所定の場所にレーザビームが照射され、感光性材料の露光が行われる。
【００５６】
この結果、図１（Ｂ）に示すように、レーザビームが照射された領域に第１のマスク１１１、１１２が形成される。ここでは、感光性材料としてネガ型を用いているため、レーザビームが照射された領域がレジストマスクとなる。レーザ光のエネルギーの一部は、レジストで熱に変換され、レジストの一部を反応させるため、レジストマスクの幅は、レーザビームの幅より若干大きくなる。また、短波長のレーザ光のほど、ビーム径を短く集光することが可能であるため、微細な幅のレジストマスクを形成するためには、短波長のレーザビームを照射することが好ましい。
【００５７】
また、レーザビームの感光性材料表面でのスポット形状は、点状、円形、楕円形、矩形、または線状（厳密には細長い長方形状）となるように光学系で加工されている。なお、スポット形状は円形であっても構わないが、線状にした方が、幅が均一なレジストマスクを形成することができる。
【００５８】
また、図３９に示した装置は、基板の表面側からレーザ光を照射して露光する例を示したが、光学系や基板移動機構を適宜変更し、基板の裏面側からレーザ光を照射して露光するレーザビーム描画装置としてもよい。
【００５９】
なお、ここでは、基板を移動して選択的にレーザビームを照射しているが、これに限定されず、レーザビームをＸＹ軸方向に走査してレーザビームを照射することができる。この場合、光学系１００７にポリゴンミラーやガルバノミラーを用いることが好ましい。
【００６０】
次に、図１（Ｃ）に示すように、第１のマスクを用いて、第１の導電層１０２をエッチングして、第２の導電層１２１ａ、１２１ｂを形成する。第２の導電層１２１ａは、ゲート電極として機能し、第２の導電層１２１ｂは、ゲート電極においてゲート配線と接続する領域（以下、ゲート電極の接続部と示す。）である。なお、図１（Ｃ）においては、第２の導電層１２１ａ、１２１ｂは分断された状態で表示されているが、実際には図３（Ｃ）に示すように、接続された同一の領域である。
【００６１】
次に、第１のマスクを除去した後、第１の絶縁膜を形成する。ここで第１の絶縁膜として膜厚５０〜１００ｎｍの絶縁膜１２３ａ及び膜厚５０〜１００ｎｍの絶縁膜１２３ｂ及び膜厚０．３〜５ｎｍの絶縁膜１２３ｃを積層させて形成する。その後第１の絶縁膜上に触媒元素を有する層１２５を形成する。
【００６２】
第１の絶縁膜である絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、ゲート絶縁膜として機能する。絶縁膜１２３ａ、１２３ｂは、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などを適宜用いることができる。更には、第２の導電層１２１ａ、１２１ｂを陽極酸化して、絶縁膜１２３ａ、１２３ｂの代わりに、陽極酸化膜を形成しても良い。なお、基板側から不純物などの拡散を防止するため、基板側に接する絶縁膜１２３ａとしては、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）などを用いて形成することが望ましい。また絶縁性や膜中欠陥が及ぼすデバイス特性の影響を低減するために、絶縁膜１２３ｂとしては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）などを用いて形成することが望ましい。しかしながら、該構造に限定されず、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等のいずれかを適宜組み合わせて積層構造としてもよい。なお、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜には、水素が含まれている。
【００６３】
半導体膜に接する絶縁膜１２３ｃは、膜厚０．３ｎｍ〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化珪素酸化膜を形成すると好ましい。本実施の形態では、半導体膜に結晶化を促進する金属元素（本実施の形態ではニッケルを用いる）を添加し、その後ゲッタリング処理を行って除去する。酸化珪素膜と珪素膜とは界面状態は良好であるが、界面において珪素膜中の金属元素と酸化珪素中の酸素が反応し、酸化金属物（本実施の形態では酸化ニッケル（ＮｉＯｘ））になりやすく、金属元素がゲッタリングされにくくなる場合がある。また、窒化珪素膜は、窒化珪素膜の応力や、トラップの影響により、半導体膜との界面状態に悪影響を与える恐れがある。よって、半導体膜に接する絶縁層の最上層に、膜厚０．３〜５ｎｍの窒化珪素膜、あるいは窒化酸化珪素膜を形成する。本実施の形態では、基板１０１及び、第２の導電層１２１ａ、１２１ｂ上に絶縁膜１２３ａとして窒化酸化珪素膜さらに絶縁膜１２３ｂとして酸化窒化珪素膜を積層した後、酸化窒化珪素膜上に膜厚０．１ｎｍ〜１０ｎｍ、好ましくは１〜３ｎｍの絶縁膜１２３ｃとして窒化酸化珪素膜を形成し、３層の積層構造とする。このような構造であると、半導体膜中の金属元素のゲッタリング効率も上がり、かつ半導体膜への窒化珪素膜の悪影響も軽減できる。また積層される絶縁層は同チャンバー内で真空を破らずに同一温度下で、反応ガスを切り変えながら連続的に形成するとよい。真空を破らずに連続的に形成すると、積層する膜同士の界面が汚染されるのを防ぐことができる。
【００６４】
触媒元素を有する層１２５の形成方法としては、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等により第１の絶縁膜表面に、触媒元素又は触媒元素の珪化物の薄膜を形成する方法、第１の絶縁膜表面に触媒元素を含む溶液を塗布する方法などがある。触媒元素としては、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、白金（Ｐｔ）等の一つ又は複数を用いて形成することができる。また、上記触媒元素で形成される電極を用いて、半導体膜表面をプラズマ処理してもよい。ここでは、１〜２００ｐｐｍ、１０〜１５０ｐｐｍのニッケルを含む溶液を塗布する。なお、ここでは触媒元素とは半導体膜の結晶化を促進又は助長させる元素のことである。
【００６５】
次に図１（Ｄ）に示すように、触媒元素を有する層１２５上に膜厚５０〜２５０ｎｍの第１の半導体膜１２４を形成し、第１の半導体膜１２４上にドナー型元素が含まれる膜厚８０〜２５０ｎｍの第２の半導体膜１３２を形成する。
【００６６】
第１の半導体膜１２４としては、非晶質半導体、非晶質状態と結晶状態とが混在したセミアモルファス半導体（ＳＡＳとも表記する）、非晶質半導体中に０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶粒を観察することができる微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成する。特に、０．５ｎｍ〜２０ｎｍの結晶を粒観察することができる微結晶状態はいわゆるマイクロクリスタル（μｃ）と呼ばれている。いずれも、シリコン、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）等を主成分とする膜厚は半導体膜を用いることができる。
【００６７】
なお、後の結晶化で良質な結晶構造を有する半導体膜を得るためには、第１の半導体膜１２４の膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を５×１０18／ｃｍ3（以下、濃度はすべて二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）にて測定した原子濃度として示す。）以下に低減させておくと良い。これらの不純物は、触媒元素と反応しやすく、後の結晶化を妨害する要因となり、また、結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加させる要因となる。
【００６８】
第２の半導体膜１３２としては、珪化物気体にリン、ヒ素のようなドナー型元素を有する気体を加えたプラズマＣＶＤ法で成膜する。このような手法により第２の半導体膜を形成することで、第１の半導体膜と第２の半導体膜との界面が形成される。また、ドナー型元素が含まれる第２の半導体膜１３２としては、第１の半導体膜と同様の半導体膜を形成した後、ドナー型元素をイオンドープ法又はイオン注入法により添加して形成することができる。このときの、第２の半導体膜１３２では、リンの濃度が１×１０19〜３×１０21／ｃｍ3であることが好ましい。
【００６９】
さらには、上記プラズマＣＶＤ法、又はイオンドープ法、イオン注入法を用いて、第１の半導体膜１２４に接する側に、低濃度領域（以下、ｎ-領域と示す。）、その上に高濃度領域（以下、ｎ+領域と示す。）の積層構造としても良い。このとき、ｎ-領域のドナー型元素の濃度は、１×１０17〜３×１０19／ｃｍ3、好ましくは１×１０18〜１×１０19／ｃｍ3とし、ｎ+領域のドナー型元素の濃度は、ｎ-領域のドナー型元素の１０〜１００倍とする。また、ｎ-領域の膜厚は５０〜２００ｎｍであり、ｎ+領域の膜厚は３０〜１００ｎｍ好ましくは４０〜６０ｎｍである。ここでは、第２の半導体膜１３２として、破線より第１の半導体膜１２４側の領域をｎ-領域とし、その表面にｎ+領域を示す。
【００７０】
このときのドナー型元素が含まれる第２の半導体膜の不純物のプロファイルを図１９に示す。図１９（Ａ）は、第１の半導体膜１２４上に、プラズマＣＶＤ法によりドナー型元素が含まれる第２の半導体膜１３２ａを形成した時の、ドナー型元素のプロファイル１５０ａを示す。なお、第２の半導体膜１３２ａは、表面からｎ+領域１４４ａ及びｎ-領域１４４ｂの界面までは、膜の深さ方向に対して一定の濃度（第１の濃度）のドナー型元素が分布している。また、ｎ+領域１４４ａ及びｎ-領域１４４ｂの界面から、第１の半導体膜１２４の界面までは、膜の深さ方向に対して一定の濃度（第２の濃度）のドナー型元素が分布している。このとき、第１の濃度は第２の濃度より高い。
【００７１】
一方、図１９（Ｂ）は、第１の半導体膜１２４上に、非晶質半導体、ＳＡＳ、微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜の半導体膜を形成し、イオンドープ法又はイオン注入法により該半導体膜にドナー型元素を添加して第２の半導体膜１３２ｂを形成した時の、ドナー型元素のプロファイル１５０ｂを示す。図１９（Ｂ）に示すように、第２の半導体膜の表面付近は、ドナー型元素濃度が比較的高い。この領域をｎ+領域１４４ａと示す。一方、第１の半導体膜１２４に近づくにつれ、ドナー型元素濃度が比較的濃度が減少している。ドナー型元素濃度が１×１０17〜３×１０19／ｃｍ3の領域、好ましくは１×１０18〜１×１０19／ｃｍ3の領域をｎ-領域１４４ｂと示す。また、ｎ+領域１４４ａのドナー型元素の濃度は、ｎ-領域のドナー型元素の１０〜１００倍である。
【００７２】
ｎ+領域１４４ａは後にソース領域及びドレイン領域として機能し、ｎ-領域１４４ｂはＬＤＤ領域として機能する。なお、ｎ+領域とｎ-領域それぞれの界面は存在せず、相対的なドナー型元素濃度の濃度の大小によって変化する。このようにイオンドープ法又はイオン注入法により形成されたドナー型元素が含まれる第２の半導体膜は、添加条件によって濃度プロファイルを制御することが可能であり、ｎ+領域とｎ-領域の膜厚を適宜制御することが可能である。
【００７３】
なお、ドナー型元素が含まれる第２の半導体膜１３２は、希ガス元素、代表的にはアルゴンが添加されることにより、結晶格子の歪が形成され、後に行われるゲッタリング工程で、より触媒元素をゲッタリングすることが可能である。
【００７４】
なお、第１の半導体膜１２４を形成後、ＴＦＴのチャネル領域となる領域に３族元素（１３族元素、以下、アクセプター型元素と示す。）、または５族元素（１５族元素、以下、ドナー型元素と示す。）を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行ってもよい。このチャネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加する。なお、質量分離を行うイオン注入法を用いてもよい。
【００７５】
次に、第１の半導体膜と第２の半導体膜とを加熱して、図１（Ｅ）に示すように、第１の結晶性半導体膜１４１を形成する。この場合、結晶化を助長する金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する共に、図１（Ｅ）の矢印で示すように、第１の半導体膜を結晶化した触媒元素を第２の半導体膜１３２に移動させて、触媒元素のゲッタリングを行う。この工程により、触媒元素の濃度をデバイス特性に影響を与えない程度まで低減することができる。即ち、膜中のニッケル濃度が１×１０18／ｃｍ3以下、望ましくは１×１０17／ｃｍ3以下となる第１の結晶性半導体膜１４１を形成することができる。また、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第２の半導体膜も同様に結晶化されているため、第２の結晶性半導体膜１４２と示す。
【００７６】
ここでは、脱水素化のための熱処理（４００〜５５０℃、０．５〜２時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６５０℃で１〜２４時間）を行う。また、ＲＴＡ、ＧＲＴＡにより結晶化を行っても良い。ここで、レーザ光照射を行わず結晶化することで、結晶性のばらつきを低減することが可能であり、後に形成されるＴＦＴのばらつきを抑制することが可能である。また、結晶表面で突起上に結晶成長するリッジ（凸凹部）が形成されにくいため、半導体領域表面が比較的平坦であり、ゲート絶縁膜と介してゲート電極との間に流れるリーク電流を抑制することが可能である。
【００７７】
なお、本実施形態においては、ゲッタリング工程と共に、第２の結晶性半導体膜１４２中のドナー型元素の活性化を行っている。
【００７８】
次に、図２（Ａ）に示すように、第２の結晶性半導体膜１４２上に第２のマスク１４３を形成し、該第２のマスクを用いて第２の結晶性半導体膜１４２及び第１の結晶性半導体膜１４１をエッチングして、図２（Ｂ）に示すような第１の半導体領域１５２及び第２の半導体領域１５１を形成する。
【００７９】
第２のマスク１４３は、液滴吐出法、印刷法等により、有機樹脂を所定の領域に形成する。また、第１のマスクのように、感光性材料を塗布又は吐出した後、レーザ光を感光性材料に照射して露光した後、現像して形成することができる。該手法により第２のマスクを形成することで、後に形成される半導体領域の面積を縮小することが可能であり、半導体素子の高集積化や透過型液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。
【００８０】
なお、以下の実施形態及び実施例のマスク形成工程において、半導体材料で形成される膜又は領域上に感光性材料を塗布する前には、半導体膜又は領域表面に、膜厚が数ｎｍ程度の絶縁膜を形成することが好ましい。この工程により半導体材料と感光性材料とが直接接触すること回避することが可能であり、不純物が半導体膜中に侵入するのを防止できる。なお、絶縁膜の形成方法としては、オゾン水等の酸化力のある溶液を塗布する方法、酸素プラズマ、オゾンプラズマを照射する方法等が挙げられる。
【００８１】
第２の結晶性半導体膜及び第１の結晶性半導体膜は、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4もしくはＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ4、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＨＦ3などを代表とするフッ素系ガス、あるいはＯ2を用いてエッチングすることができる。第２の結晶性半導体膜をエッチングして、第１の半導体領域１５２を形成し、第１の結晶性半導体膜をエッチングして第２の半導体領域１５１を形成する。
【００８２】
次に、第２のマスクを除去した後、図２（Ｃ）に示すように、膜厚５００〜１５００ｎｍ、好ましくは５００〜１０００ｎｍの第３の導電層１５３を成膜する。次に、第３の導電層上に感光性材料１５４を塗布又は吐出し、レーザビーム直接描画装置を用いてレーザ光１５５を感光性材料１５４に照射し露光した後、現像して、図２（Ｄ）に示すような第３のマスク１６１を形成する。ここでは、感光性材料１５４として、ポジ型感光性材料を用いる。
【００８３】
第３の導電層１５３の材料としては、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、又はハロゲン化銀等の微粒子、若しくは分散性ナノ粒子を用いることができる。または、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素に代表される半導体材料により形成することもできる。さらには、上記金属の微粒子又は分散ナノ粒子を複数種有してもよい。これらの材料からなる導電層を積層して第３の導電層を形成することができる。第３の導電層１５３は配線として機能する。また、配線抵抗を低下させるため、低抵抗材料を用いることが好ましい。
【００８４】
なお、吐出口から吐出する組成物は、比抵抗値を考慮して、金、銀、銅のいずれかの材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることが好ましい。より好ましくは、低抵抗且つ安価な銀又は銅を用いるとよい。但し、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。溶媒は、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤等を用いればよい。
【００８５】
ここで、銅を配線として用いる場合のバリア膜としては、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、窒化チタン、窒化タンタル（ＴａＮ：Ｔａｎｔａｌｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）など窒素を含む絶縁性又は導電性の物質を用いると良く、これらを液滴吐出法で形成しても良い。
【００８６】
なお、液滴吐出法に用いる組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓが好適であり、これは、乾燥が起こることを防止し、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにするためである。また、表面張力は４０ｍＮ／ｍ以下が好ましい。なお、用いる溶媒や用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は１０〜２０ｍＰａ・ｓである。
【００８７】
組成物を吐出する工程は、減圧下で行っても良い。これは、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略又は短くすることができるためである。溶液の吐出後は、溶液の材料により、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉等により、乾燥と焼成の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００度で３分間、焼成は２００〜３５０度で１５分間〜１２０分間で行うもので、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥と焼成の工程を良好に行うためには、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、基板等の材質に依存するが、１００〜８００度（好ましくは２００〜３５０度）とする。本工程により、溶液中の溶媒の揮発又は化学的に分散剤を除去し、周囲の樹脂が硬化収縮することで、融合と融着を加速する。雰囲気は、酸素雰囲気、窒素雰囲気又は空気で行う。但し、金属元素を分解又は分散している溶媒が除去されやすい酸素雰囲気下で行うことが好適である。
【００８８】
レーザ光の照射は、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ4等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。なお、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。但し、基板の耐熱性に依っては、レーザ光の照射による加熱処理は、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間に行うとよい。瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数マイクロ秒から数分の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えないという利点がある。
【００８９】
ここでは、Ａｇを含む組成物（以下「Ａｇペースト」という。）を選択的に吐出し、上記に示すようなレーザビーム照射又は熱処理による乾燥及び焼成を適宜行い膜厚６００〜８００ｎｍの第３の導電層１５３を形成する。このとき導電層は、導電体である微粒子が３次元に不規則に重なり合って形成されている。即ち、３次元凝集体粒子で構成されている。このため、表面は微細な凹凸を有する。また、導電層が加熱される温度及びその時間により、微粒子が焼成され、粒子の粒径が増大するため、表面の高低差が大きい層となる。
【００９０】
なお、この焼成をＯ2雰囲気中で行うと、Ａｇペースト内に含まれているバインダ（熱硬化性樹脂）などの有機物が分解され、有機物をほとんど含まないＡｇ膜を得ることができる。また、プレス機等を用いて膜表面を平滑にすることができる。
【００９１】
なお、実施形態及び実施例の導電膜形成工程において、感光性樹脂の塗布又は吐出工程時に半導体膜表面に絶縁膜を形成した場合は、コンタクト抵抗を下げるため、導電膜を成膜する前に該絶縁膜をエッチングすることが好ましい。
【００９２】
次に、第３のマスク１６１を用いて第３の導電層１５３を所望の形状にエッチングして、第４の導電層１６２、１６３を形成する。第４の導電層１６２、１６３は、ソース電極及びドレイン電極として機能する。このとき、第３の導電層を分断して、ソース電極及びドレイン電極を形成すると共に、ソース配線として機能するソース電極、又はドレイン配線として機能するドレイン電極の幅が細くなるようにエッチングすることで、後に形成される液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。
【００９３】
次に、第３のマスク１６１を用いて、第１の半導体領域１５２の露出部をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域１６４、１６５を形成する。このとき、第２の半導体領域１５１の一部がオーバーエッチングされても良い。このときのオーバーエッチングされた第２の半導体領域を第４の半導体領域１６６と示す。第４の半導体領域１６６はチャネル形成領域として機能する。
【００９４】
次に、第３のマスクを除去した後、図２（Ｅ）に示すように、第４の導電層１６２、１６３及び第４の半導体領域１６６表面上に、パッシベーション膜として機能する膜厚１００〜３００ｎｍの第２の絶縁膜１７１を成膜することが好ましい。パッシベーション膜は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。なお、パッシベーション膜は単層でも積層構造でもよい。ここでは、第４の半導体領域１６６の界面特性から酸化珪素、又は酸化窒化珪素を形成し、その上に窒化珪素膜、又は窒化酸化珪素膜を成膜することが好ましい。
【００９５】
この後、第４の半導体領域を水素雰囲気又は窒素雰囲気で加熱して水素化することが好ましい。なお、窒素雰囲気で加熱する場合は、第２の絶縁膜に水素を含む絶縁膜を形成することが好ましい。
【００９６】
以上の工程により、結晶性半導体膜を有する逆スタガ型ＴＦＴを形成することができる。
【００９７】
次に、第２の絶縁膜１７１上に、膜厚５００〜１５００ｎｍの第３の絶縁膜１７２を形成する。第３の絶縁膜としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウムその他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾール（ｐｏｌｙｂｅｎｚｉｍｉｄａｚｏｌｅ）などの耐熱性高分子、又はシリカガラスに代表されるシロキサンポリマー系材料を出発材料として形成された珪素、酸素、水素からなる化合物のうちＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む無機シロキサンポリマー、アルキルシロキサンポリマー、アルキルシルセスキオキサンポリマー、水素化シルセスキオキサンポリマー、水素化アルキルシルセスキオキサンポリマーに代表される珪素上の水素がメチルやフェニルのような有機基によって置換された有機シロキサンポリマー系の絶縁材料を用いることができる。形成方法としては、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等公知の手法を用いて形成する。なお、塗布法で形成することにより、第３の絶縁層の表面を平坦化することが可能である。ここでは、塗布法によりアクリル樹脂を塗布し焼成して、第３の絶縁膜を形成する。また、反射型液晶表示装置や半透過型液晶表示装置の場合、第３の絶縁膜は凹凸を有することで、光をより外部に反射することが可能となる。この場合、第３の絶縁膜を液滴吐出法、印刷法等を用いることで、凹凸を有する絶縁層を形成することが可能である。
【００９８】
なお、第２の絶縁膜１７１が、後に形成される第５の導電層１７３と第４の導電層１６２、１６３との間に寄生容量が生じない程度の膜厚を有する場合、第３の絶縁膜１７２は必ずしも必要ではない。
【００９９】
次に、第３の絶縁膜１７２上に第４のマスク（図示しない。）を形成した後、第３の絶縁膜１７２、第２の絶縁膜１７１、及び第１の絶縁膜である絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃの一部をエッチングして、ゲート電極の接続部として機能する第２の導電層１２２ｂを露出する。次に、第４のマスクを除去した後、ゲート配線として機能する膜厚５００〜１５００ｎｍ、好ましくは５００〜１０００ｎｍの第５の導電層１７３を形成する。第４のマスクは、第２のマスク１４３と同様の手法及び材料を適宜用いることが可能である。第５の導電層１７３の材料及び形成方法は、第３の導電層１５３と同様の材料及び形成方法を適宜選択すればよい。なお、配線抵抗を抑制するため、低抵抗材料を用いることが好ましい。また、第５の導電層１７３を、第１の導電層のようにレーザビーム直接描画装置を用いて形成したマスクによりエッチングして、線幅を細くしても良い。この工程により、画素内に占める配線面積を低減することが可能であり、透過型液晶表示装置において開口率を向上させることが可能である。ここでは、Ａｇペーストを吐出し、乾燥焼成させて第５の導電層１７３を形成する。
【０１００】
次に、第５の導電層１７３及び第３の絶縁膜１７２上に第４の絶縁膜１７４を形成する。第４の絶縁膜１７４としては、第３の絶縁膜１７２と同様の材料を適宜用いることが可能である。また、反射型液晶表示装置又は半透過型液晶表示装置を形成する場合、第４の絶縁膜は凹凸を有することで、光をより外部に反射することが可能となる。この場合、第３の絶縁膜を液滴吐出法、印刷法等を用いることで、凹凸を有する絶縁層を形成することが可能である。
【０１０１】
次に、第４の絶縁膜１７４上に第５のマスク（図示しない。）を形成した後、第４の絶縁膜１７４、第３の絶縁膜１７２及び第２の絶縁膜１７１の一部をエッチングして、第４の導電層１６３の一部を露出する。次に、第５のマスクを除去した後、画素電極として機能する膜厚１００〜２００ｎｍの第６の導電層１７５を形成する。第５のマスクは、第２のマスク１４３と同様の手法及び材料を適宜用いることが可能である。第６の導電層１７５の代表的な材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜がある。透光性を有する導電膜の材料としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、若しくは１〜２０％のニッケルを含むアルミニウムなどが挙げられる。さらには、半透過型液晶表示装置の場合、第６の導電層を透光性を有する導電膜と、反射性を有する導電膜とで形成すれば良い。
【０１０２】
第６の導電層１７５の形成方法としては、液滴吐出法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等を適宜用いる。液滴吐出法を用いることで、選択的に第６の導電層を形成することが可能である。また、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法等を用いた場合、第２の導電層と同様にマスクを形成した後、該マスクを用いて導電膜をエッチングして第６の導電層を形成する。
【０１０３】
なお、ここでは第５の導電層１７３としてはゲート配線として機能する導電層を形成し、第６の導電層１７５としては画素電極として機能する導電層を形成したが、これに限定されない。画素電極として機能する導電層を形成した後、ゲート配線として機能する導電層を形成してもよい。
【０１０４】
以上の工程により、アクティブマトリクス基板を形成することが可能である。
【０１０５】
本実施形態で形成される逆スタガ型ＴＦＴは、ゲート電極に耐熱性の高い材料を用いており、また活性化工程、ゲッタリング工程、及び結晶化工程を同時に行う加熱処理を行った後、低抵抗材料を用いて信号線、走査線等の配線を形成している。このため、結晶性を有し、不純物金属元素が少なく、配線抵抗の低いＴＦＴを形成することが可能である。また、本発明の液晶表示装置は、絶縁膜上に画素電極を形成することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【０１０６】
このため、結晶性半導体膜で形成されるため非晶質半導体膜で形成される逆スタガ型ＴＦＴと比較して移動度が高い。また、ソース領域及びドレイン領域には、ドナー型元素に加え、触媒元素をも含む。このため、半導体領域との接触抵抗の低いソース領域及びドレイン領域が形成できる。この結果、高速動作が必要な半導体装置を作製することが可能である。
【０１０７】
また、非晶質半導体膜で形成されるＴＦＴと比較して、しきい値のずれが生じにくく、ＴＦＴ特性のバラツキを低減することが可能である。このため、非晶質半導体膜で形成されるＴＦＴをスイッチング素子として用いた液晶表示装置と比較して、表示ムラを低減することが可能であり、信頼性の高い半導体装置を作製することが可能である。
【０１０８】
更には、ゲッタリング工程により、成膜段階で半導体膜中に混入する金属元素をもゲッタリングするため、オフ電流を低減することが可能である。このようなＴＦＴを液晶表示装置のスイッチング素子に設けることにより、コントラストを向上させることが可能である。
【０１０９】
また、本実施形態では、このため、基板全面に薄膜を成膜せずとも、液滴吐出法を用いて所定の場所に薄膜原料やレジストを吐出すればよく、フォトマスクを用いずとも、ＴＦＴを形成することができる。このため、スループットや歩留まりを向上させると共に、コストダウンを図ることが可能となる。
【０１１０】
（実施形態２）
本実施形態では、実施形態１で示したアクティブマトリクス基板のソース配線、ゲート配線、及び画素電極の積層の構造について、図３を用いて説明する。
【０１１１】
図３（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴと、ゲート配線として機能する第５の導電層との積層構造を示す図であり、図２（Ｅ）の断面構造及び図３（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。
【０１１２】
図３（Ｂ）は、ソース配線として機能する第４の導電層、ゲート配線として機能する第５の導電層、ゲート電極の接続部として機能する第２の導電層、及び画素電極として機能のする第６の導電層の積層構造を示す図であり、図３（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。以下、ソース配線として機能する第４の導電層をソース配線１６２ａ、１６２ｂ、ドレイン電極として機能する第４の導電層をドレイン電極１６３ａのゲート配線として機能する第５の導電層をゲート配線１７３ａ、ゲート電極の接続部として機能する第２の導電層をゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂ、及び画素電極として機能する第６の導電層を画素電極１７５ａと示す。
【０１１３】
図３（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａが形成される。また、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａ、第１の絶縁膜１２３の上に第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２が形成され、第３の絶縁膜１７２上にゲート配線１７３ａが形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２を介してゲート配線１７３ａと交差している。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１１４】
図３（Ｂ）に示すように、ゲート配線１７３ａ及び第３の絶縁膜１７２全ての上に第４の絶縁膜１７４が形成され、第４の絶縁膜１７４上に画素電極１７５ａが形成されている。即ち、第４の絶縁膜１７４を介して、ゲート配線１７３ａの一部を画素電極１７５ａが覆っている。画素電極１７５ａが形成される第４の絶縁膜１７４は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。
【０１１５】
なお、ここでは、第４の絶縁膜１７４を、ゲート配線１７３ａ及び第３の絶縁膜１７２全ての上に形成したが、ゲート配線１７３ａ及びその周辺の第３の絶縁膜１７２を覆うように設けてもよい。この場合、液滴吐出法や印刷法で部分的に第４の絶縁膜を形成する。この構造の場合、部分的に第４の絶縁膜を形成するため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１１６】
また、本実施形態では、図３（Ｃ）のＥ―Ｆで示すように、ソース配線上に画素電極の端部が形成されている。このため、透過型液晶表示装置の場合、画素電極端部で液晶材料の配向乱れが生じたとしても、その領域をソース配線が覆っているため、表示ムラを低減することが可能である。
【０１１７】
（実施形態３）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図４を用いて説明する。
【０１１８】
図４（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線との積層構造を示す図であり、図４（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。第１の絶縁膜１２３上には、第４の半導体領域、ドレイン電極として機能する第４の導電層（以下、ドレイン電極１６３ａと示す。）１６３、画素電極１１１２、ゲート配線１１１３が形成される。ドレイン電極１６３ａと画素電極１１１２は絶縁膜を介さないで接続されている。また、ゲート電極の接続部１２２ａとゲート配線１１１３とは、第１の絶縁膜１２３を介して接続されている。また、ソース配線１６２ａ、ドレイン電極１６３ａ、画素電極１１１２、第１の絶縁膜１２３、ゲート配線１１１３上にはパッシベーション膜として機能する絶縁膜１１１４が形成される。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１１９】
図４（Ｂ）は、ソース配線１６２ｂ、ゲート配線１１１３、ゲート電極の接続部１２２ｂ、及び画素電極１１１２の積層構造を示す図であり、図４（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１２０】
図４（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａ、ドレイン電極１６３ａに接続する画素電極１１１２が形成される。また、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ上に第２の絶縁膜１１１１が形成され、第２の絶縁膜１１１１上にゲート配線１１１３が形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第２の絶縁膜１１１１を介してゲート配線１１１３と交差している。ここでは、第２の絶縁膜１１１１を液滴吐出法、又は印刷法で形成する。
【０１２１】
本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第２の絶縁膜１１１１を設けている。このため、実施形態２と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１２２】
また、ゲート配線１１１３と画素電極１１１２とが重なる領域に第３の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してもよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【０１２３】
（実施形態４）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図５を用いて説明する。
【０１２４】
図５（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線との積層構造を示す図であり、及び図５（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。
【０１２５】
図５（Ｂ）は、ソース配線１６２ｂ、ゲート配線１１２１ｂ、ゲート電極の接続部１２２ｂ、及び画素電極１１２２の積層構造を示す図であり、図５（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１２６】
図５（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａが形成される。また、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａ、及び第１の絶縁膜１２３の上に第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２が形成され、第３の絶縁膜１７２上にゲート配線１１２１ｂが形成される。即ち、ソース配線１６２ｂ、容量配線１８１は、第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２を介してゲート配線１１２１ｂと交差している。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１２７】
なお、ここでは、図５（Ｃ）に示すように、ゲート配線１１２１ｂは、画素ごとに形成されており、隣り合う画素に設けられたゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂに接続されている。このため、ゲート配線１１２１ｂの材料は、特に低抵抗材料である必要はなく、材料の選択の幅が広がる。
【０１２８】
また、第３の絶縁膜１７２上に第４の絶縁膜１７４が形成され、第４の絶縁膜１７４上に画素電極１１２２が形成されている。即ち、第４の絶縁膜１７４を介して、ゲート配線１１２１ｂの一部を画素電極１１２２が覆ってもよい。画素電極１１２２が形成される第４の絶縁膜１７４は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。
【０１２９】
なお、ここでは、第４の絶縁膜１７４を、ゲート配線１１２１ｂ及び第３の絶縁膜１７２の上に形成したが、ゲート配線１１２１ｂ及びその周辺の第３の絶縁膜１７２を覆うように設けてもよい。この場合、液滴吐出法や印刷法で部分的に第４の絶縁膜を形成する。この構造の場合、部分的に第４の絶縁膜を形成するため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１３０】
（実施形態５）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図６を用いて説明する。
【０１３１】
図６（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線との積層構造を示す図であり、図６（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。第１の絶縁膜１２３上には、第４の半導体領域１６６、ドレイン電極１６３ａ、画素電極１１３２、ゲート配線１１３３ａが形成される。ドレイン電極１６３ａと画素電極１１３２は絶縁膜を介さないで接続されている。
【０１３２】
図６（Ｂ）は、ソース配線１６２ｂ、ゲート配線１１３３ｂ、ゲート電極の接続部１２２ｂ、及び画素電極１１３２の積層構造を示す図であり、図６（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１３３】
図６（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ、ドレイン電極１６３ａ、ドレイン電極１６３ａに接続する画素電極１１３２が形成される。また、容量配線１８１、ソース配線１６２ｂ上に第２の絶縁膜１１３１が形成され、第２の絶縁膜１１３１上にゲート配線１１３３ｂが形成される。即ち、ソース配線、容量配線は、第２の絶縁膜１１３１を介してゲート配線１１３３ｂと交差している。ここでは、第２の絶縁膜１１３１を液滴吐出法、又は印刷法で形成する。なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１３４】
本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第２の絶縁膜１１３１を設けている。このため、実施形態４と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１３５】
また、ゲート配線１１３３ｂと画素電極１１３２とが重なる領域に第３の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【０１３６】
（実施形態６）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図７を用いて説明する。
【０１３７】
図７（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線として機能する第５の導電層との積層構造を示す図であり、図７（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。
【０１３８】
図７（Ｂ）は、ソース配線１１４３ｂ、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂ、ゲート電極の接続部１２２ｂ、及び画素電極１１４２の積層構造を示す図であり、図７（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１３９】
図７（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１１４４、ソース配線１１４３ｂ、ドレイン電極１１４７、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂが形成される。なお、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂは、それぞれ第１の絶縁膜１２３を介してゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂに接続されている。なお、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１４０】
また、図７（Ｃ）に示すように、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂは、各画素にそれぞれ設けられている。ここでは、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂとソース配線１１４３ｂ、ドレイン電極１１４７、容量配線１１４４それぞれは、交差していない。このためこれらの電極及び配線を液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。
【０１４１】
また、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂとソース配線１１４３ｂ、ドレイン電極１１４７、容量配線１１４４の上に第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２が形成され、第３の絶縁膜１７２上に導電層１１４６ａ、１１４６ｂが形成される。また、導電層１１４６ｂは、第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２を介して、ゲート配線１１４５ａ、１１４５ｂと接続している。このため、各画素に設けられたゲート配線は、導電層１１４６ａ、１１４６ｂを介して電気的に接続している。また、ソース配線は、第２の絶縁膜１７１、第３の絶縁膜１７２を介して導電層１１４６ａ、１１４６ｂと交差している。
【０１４２】
なお、ここでは、導電層１１４６ａ、１１４６ｂは、画素ごとに形成されており、隣り合う画素に設けられたゲート電極の接続部１２２ａ、１２２ｂに接続されている。このため、導電層１１４６ａ、１１４６ｂの材料の選択の幅が広がる。
【０１４３】
また、第３の絶縁膜１７２上に第４の絶縁膜１７４が形成され、第４の絶縁膜１７４上に画素電極１１４２が形成されている。即ち、第４の絶縁膜１７４を介して、導電層１１４６ｂの一部を画素電極１１４２が覆っている。画素電極１１４２が形成される第４の絶縁膜１７４は、平坦化層で形成されているため、後に画素電極間に充填される液晶材料の配向の乱れを抑制することが可能であり、液晶表示装置のコントラストを向上させることが可能である。
【０１４４】
なお、ここでは、第４の絶縁膜１７４を、導電層１１４６ａ、１１４６ｂ及び第３の絶縁膜１７２全ての上に形成したが、導電層１１４６ａ、１１４６ｂ及びその周辺の第３の絶縁膜１７２を覆うように設けてもよい。
【０１４５】
（実施形態７）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図８を用いて説明する。
【０１４６】
図８（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線との積層構造を示す図であり、図８（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。第１の絶縁膜１２３上には、ソース配線１１５３ａ、第４の半導体領域１６６、ドレイン電極１１５７、画素電極１１５２、ゲート配線１１５５ａが形成される。ドレイン電極１１５７と画素電極１１３２は絶縁膜を介さないで接続されている。
【０１４７】
図８（Ｂ）は、ソース配線１１５３ｂ、ゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂ、ゲート電極の接続部１２２ｂ、及び画素電極１１５２の積層構造を示す図であり、図８（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１４８】
図８（Ｂ）に示すように、ゲート電極の接続部１２２ｂ上に第１の絶縁膜１２３が形成され、第１の絶縁膜１２３上に、容量配線１１５４、ソース配線１１５３ｂ、ドレイン電極１１５４ａ、ドレイン電極１１５７に接続する画素電極１１５２、ゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂが形成される。また、容量配線１１５４、ソース配線１１５３ｂ上に第２の絶縁膜１１５１が形成され、第２の絶縁膜１１５１上に導電層１１５６ｂが形成される。ゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂは、各画素にそれぞれ設けられている。ここでは、ゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂとソース配線１１５３ｂ、ドレイン電極１１５７、容量配線１１５４それぞれは、交差していない。このため液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。なお、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１４９】
また、導電層１１５６ｂは、第２の絶縁膜１１５１を介して、それぞれゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂと接続している。このため、各画素に設けられたゲート配線は、導電層１１５６ａ、１１５６ｂを介して電気的に接続している。また、ソース配線、容量配線は、第２の絶縁膜１１５１を介してゲート配線１１５５ａ、１１５５ｂ及び導電層１１５６ａ、１１５６ｂと交差している。
【０１５０】
本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第２の絶縁膜１１５１を設けている。このため、実施形態６と異なり、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１５１】
また、導電層と画素電極１１５２とが重なる領域に第３の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極が形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【０１５２】
（実施形態８）
本実施形態では、ゲート配線とソース配線の積層構造の異なるアクティブマトリクス基板について図３６を用いて説明する。
【０１５３】
図３６（Ａ）は、本実施形態における逆スタガ型ＴＦＴとゲート配線との積層構造を示す図であり、図３６（Ｃ）のＡ−Ｂの断面構造に相当する。第１の絶縁膜１２３上には、第４の半導体領域１６６、ドレイン電極１１５７、画素電極１１５２が形成される。ドレイン電極１１５７と画素電極１１５２は絶縁膜を介さないで接続されている。また、ゲート電極の接続部７２２ａ上の第１の絶縁膜は除去されており、その上にゲート配線１１６５ａが形成されている。このような構造により、ゲート電極の接続部とゲート配線との接触抵抗を低減することが可能である。また、本実施形態のようなゲート電極の接続部７２２ａとゲート配線１１６５ａとの接続構造を、実施形態２乃至実施形態７それぞれに適用することが可能である。
【０１５４】
図３６（Ｂ）は、ソース配線１１６３ｂ、ゲート配線１１６５ａ、１１６５ｂ、導電層１１６６ｂ、及び画素電極１１５２の積層構造を示す図であり、図３６（Ｃ）のＣ−Ｄの断面構造に相当する。
【０１５５】
図３６（Ｂ）に示すように、ゲート電極７２１ａ、ゲート電極の接続部７２２ａと同様の工程で形成された導電層１１６６ｂが基板表面には、形成されている。また、ゲート電極の接続部７２２ａ表面の第１の絶縁膜を除去するときに、導電層１１６６ｂの表面上の第１の絶縁膜を除去する。この後、導電層１１６６ｂ上に第２の絶縁膜１１６１形成する。このとき、導電層１１６６ｂの両端部が露出するように、第２の絶縁膜１１６１を形成することが好ましい。
【０１５６】
次に、第１の絶縁膜上にドレイン電極１１５７を形成すると同時に、導電層１１６６ｂ上にゲート配線１１６５ａ、１１６５ｂを形成し、また同時に第２の絶縁膜１１６１上にソース配線１１６３ｂ、容量配線１１６４を形成する。ここでは、これらの導電層は、交差していない。このため液滴吐出法で形成する場合、同時に形成できるため、量産性を向上させることが可能である。
【０１５７】
また、本実施形態では、画素ごとに形成されたゲート配線１１６５ａ、１１６５ｂが導電層１１６６ａ、１１６６ｂを介して電気的に接続されている。また、導電層１１６６ｂ上に形成された第２の絶縁膜１１６１を介して、ゲート配線とソース配線とが交差している。
【０１５８】
本実施形態では、ソース配線、容量配線と、ゲート配線とが交差する領域にのみ第２の絶縁膜１１６１を設けている。このため、一部分にのみ形成しているため、原材料を削減することが可能であり、低コスト化が可能である。
【０１５９】
また、ゲート配線１１６５ａ、１１６５ｂ、容量配線１１６４、及びソース配線１１６３ａ、１１６３ｂと画素電極１１５２とが重なる領域に、第３の絶縁膜を液滴吐出法又は印刷法で形成してよい。この場合、画素電極を形成する領域を拡大することが可能であり、開口率を増加させることが可能である。
【０１６０】
（実施形態９）
本実施形態においては、実施形態１における結晶化及びゲッタリング工程の変形例について、図９を用いて説明する。
【０１６１】
図９（Ａ）に示すように、実施形態１と同様の工程に従って、第１の導電層２２１ａ、２２２ａを形成し、第１の絶縁膜１２３を形成する。ここで、第１の絶縁膜１２３とは、実施形態１の第１の絶縁膜と同様の構成であり、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１６２】
次に、図９（Ｂ）に示すように、実施形態１と同様の工程により、第１の半導体膜１２４、その上に触媒元素を有する層１２５、その上に第２の半導体膜１３２を形成する。
【０１６３】
なお、第１の半導体膜１２４を形成した後、全面あるいは選択的にチャネルドープ工程を行ってもよい。
【０１６４】
次に、図９（Ｃ）に示すように、実施形態１と同様の工程により、第１の半導体膜と第２の半導体膜とを加熱し、第１の結晶性半導体膜１４１及び第２の結晶性半導体膜１４２を形成する。結晶化は半導体の結晶化を助長する金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する。
【０１６５】
結晶化が進行すると同時に図９（Ｃ）の矢印で示すように、第１の半導体膜の結晶化に寄与した触媒元素は第２の半導体膜１３２に移動されて、ゲッタリングされる。触媒元素の濃度が低減されて第１の結晶性半導体膜１４１が形成されると共に、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第２の半導体膜が結晶化されて第２の結晶性半導体膜１４２が形成される。
【０１６６】
本実施形態では第１の半導体膜上に触媒元素を含む層を形成している。このため、実施形態１と異なり、第１の絶縁膜と第１の半導体膜とを連続成膜することで、第１の半導体膜中の酸素濃度を低減することが可能である。例えば、第１の絶縁膜として、シラン及びアンモニアガスを原料としたＣＶＤ法により窒化珪素膜を成膜し、次にアンモニアガスから酸化窒素（Ｎ2Ｏ）に切り替えてＣＶＤ法により、酸化珪素膜を成膜して、第１の絶縁膜を形成する。次ぎに、プラズマを発生させずにシランガスのみをチャンバー内に流す。このことにより、チャンバー内の酸素濃度を低減することが可能である。この後、シランガスを原料としてＣＶＤ法により第１の半導体膜を形成することで、酸素濃度の低い第１の半導体膜を形成することが可能となる。
【０１６７】
なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０１６８】
（実施形態１０）
本実施形態では、実施形態１と同様のゲッタリング工程を経て、チャネル保護型ＴＦＴを形成する工程について図１０を用いて説明する。
【０１６９】
図１０（Ａ）に示すように、実施形態１と同様の工程により、第１の導電層２２１ａ、２２２ａを形成し、第１の絶縁膜１２３を形成し、触媒元素を有する層１２５を形成し、第１の半導体膜１２４を形成する。次に第１の半導体膜１２４上に第２の絶縁膜１２８を形成した後、第２の絶縁膜上に第２のマスク１１９を形成する。なお、図１０においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１７０】
ここで第２の絶縁膜１２８としては、酸化珪素（ＳｉＯｘ）、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化珪素（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）等のいずれかの単層で形成された絶縁膜である。また、該絶縁膜を適宜組み合わせて積層構造としてもよい。
【０１７１】
第２のマスク１１９は液滴吐出法または、レーザビーム直接描画装置を用いて形成する。
【０１７２】
次に、第２のマスク１１９を用いて第２の絶縁膜１２８をエッチングして、図１０（Ｂ）に示すような、第１の絶縁領域１２９を形成する。第１の絶縁領域１２９はチャネル保護層として機能する。
【０１７３】
図１０（Ｃ）に示すように、第１の半導体膜１２４及び第１の絶縁領域１２９上に第２の半導体膜１３２を形成し、実施形態１と同様の工程により第１の半導体膜１２４および第２の半導体膜１３２を加熱する。この結果、触媒元素の濃度が低下された第１の結晶性半導体膜１４１、触媒元素を有する第２の結晶性半導体膜１４２を形成する。加熱に伴い、図１０（Ｄ）の矢印で示すように触媒元素はゲッタリングされる。
【０１７４】
その後、実施形態１と同様の工程に従ってチャネル保護型ＴＦＴを形成することができる。なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０１７５】
（実施形態１１）
本実施形態では実施形態１２と同様のゲッタリング工程に従いチャネル保護型ＴＦＴを作成する方法について図１１を用いて説明する。
【０１７６】
図１１（Ａ）にしめすように、実施形態１と同様の工程に従い、第１の導電層２２１ａ、２２２ａを形成し、第１の絶縁膜１２３を形成し、第１の半導体膜１２４を形成し、触媒元素を有する層１２５を形成し、第２の絶縁膜１２８を形成し、吐出法、またはレーザビーム直描装置を用いて第２のマスク１１９を形成する。なお、図１１においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１７７】
次に第２のマスク１１９を用いて第２の絶縁膜１２８をエッチングし、図１１（Ｂ）に示すように、第１の絶縁領域１２９を形成する。第１の絶縁領域１２９はエッチング保護膜として機能する。
【０１７８】
次に図１１（Ｃ）に示すように、触媒元素を有する層１２５及び第１の絶縁領域１２９上に第２の半導体膜１３２を形成し、実施形態１と同様の工程により第１の半導体膜および第２の半導体膜を加熱することで、触媒元素の濃度が低減された第１の結晶性半導体膜１４１、及び触媒元素を有する第２の結晶性半導体膜１４２を形成する。加熱に伴い、図１０（Ｄ）の矢印で示すように触媒元素はゲッタリングされる。
【０１７９】
その後、実施形態１０と同様の工程に従うことで、チャネル保護型ＴＦＴを形成することができる。なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０１８０】
（実施形態１２）
本実施形態では、ドナー型元素を有する半導体膜の代わりに、希ガス元素を有する半導体膜を用いて触媒元素をゲッタリングしてＴＦＴを形成する工程について、図１２を用いて説明する。
【０１８１】
図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）に示すように、実施形態１と同様の工程により第１の導電層２２１ａを形成し、第１の絶縁膜１２３を形成し、触媒元素を有する層１２５を形成し、第１の半導体膜１２４を形成する。次いで、第１の半導体膜表面に膜厚１〜５ｎｍの酸化膜を形成してもよい。ここでは、結晶性半導体膜の表面にオゾン水を塗布して酸化膜を形成する。なお、第１の半導体膜１２４を形成後、チャネルドープ工程を行っても良い。また、図１２においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１８２】
次に、第１の半導体膜１２４上にＰＶＤ法、ＣＶＤ法等の公知の手法により希ガス元素を有する第２の半導体膜２３２を形成する。第２の半導体膜２３２としては、非晶質半導体膜であることが好ましい。
【０１８３】
次に、第１の半導体膜１２４及び第２の半導体膜２３２を実施形態１と同様の手法により加熱して、結晶化と共に、図１２（Ｃ）の矢印で示すように、第１の半導体膜を結晶化した触媒元素を第２の結晶性半導体膜２４２に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。この結果、触媒元素の濃度が低減された第１の結晶性半導体膜２４１、及び触媒元素を有する第２の結晶性半導体膜２４２を形成する。この工程により、実施形態１と同様に第１の結晶性半導体膜中の触媒元素がデバイス特性に影響を与えない濃度、即ち膜中の触媒元素濃度が１×１０18／ｃｍ3以下、望ましくは１×１０17／ｃｍ3以下とすることができる。
【０１８４】
次に、図１２（Ｄ）に示すように、第２の結晶性半導体膜２４２を除去した後、導電性を有する第３の半導体膜２４３を成膜する。ここで、第２の半導体膜としては、珪化物気体にボロン、リン、ヒ素のような１３属又は１５属の元素を有する気体を加えたプラズマＣＶＤ法で成膜する。なお、第３の半導体膜は、非晶質半導体、ＳＡＳ、結晶性半導体、μｃから選ばれたいずれかの状態を有する膜で形成すればよい。なお、第３の半導体膜が導電性を有する非晶質半導体膜、ＳＡＳ、又はμｃのいずれかである場合は、この後、不純物を活性化する加熱処理を行う。一方、第３の半導体膜が導電性を有する結晶性半導体である場合、加熱処理は行わなくとも良い。ここでは、プラズマＣＶＤ法により、膜厚１００ｎｍのリンが含まれる非晶質珪素膜を成膜した後、５５０度２時間で加熱して、不純物を活性化する。
【０１８５】
次に、図１２（Ｅ）に示すように、実施形態１と同様の工程により第１の半導体領域２５２、第２の半導体領域２５１、第３の導電層１５３を形成する。次に、感光性材料２５４を塗布又は吐出した後、感光性材料の一部にレーザ光２５５を照射して、図１２（Ｆ）に示すようなマスク２６０を形成する。
【０１８６】
次に、図１２（Ｆ）に示すように、ソース電極１５６及びドレイン電極１５７を形成する。また、実施形態１と同様の工程により、第２の半導体領域及び第１の半導体領域をエッチングしてソース領域及びドレイン領域として機能する第３の半導体領域２６２、及びチャネル形成領域として機能する第４の半導体領域２６１を形成することができる。
【０１８７】
この後、実施形態１と同様の工程により、逆スタガ型ＴＦＴ及びアクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施形態で形成されるＴＦＴを用いることにより実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０１８８】
（実施形態１３）
本実施形態では、ｎチャネルＴＦＴとｐチャネルＴＦＴとを同一基板に形成する工程を図１３を用いて形成する。
【０１８９】
図１３（Ａ）に示すように、実施形態１と同様に基板１０１上に第１の導電層３０１、３０２を形成し、第１の導電層上に第１の絶縁膜１２３、次に、実施形態１と同様の工程により、触媒元素を有する層、第１の半導体膜、及びその上にドナー型元素が含まれる第２の半導体膜を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて形成されたマスクを用いて、第１の結晶性半導体膜及び第２の半導体膜を所望の形状にエッチングして、第１の半導体領域、第２の半導体領域を形成する。なお、図１３においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０１９０】
次に、第１の半導体領域及び第２の半導体領域を加熱して、第２の半導体領域を結晶化すると共に、第２の半導体領域を結晶化した触媒元素を第１の半導体領域に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第１の半導体領域を第３の半導体領域３１３、１３４と示し、金属元素濃度が低減された第２の半導体領域を第４の半導体領域３１１、３１２と示す。なお、第３の半導体領域及び第４の半導体領域は、それぞれゲッタリング工程の加熱により結晶性化されている。
【０１９１】
本実施形態では、各半導体領域を形成した後、結晶化及びゲッタリング工程を行ったが、実施形態１のように、各半導体膜のゲッタリング工程を行った後、半導体膜を所望の形状にエッチングして、各半導体領域を形成しても良い。
【０１９２】
次に、第３の半導体領域３１３、１３４及び第４の半導体領域３１１、３１２表面に酸化膜を形成した後、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、図１３（Ｂ）に示すように、第１のマスク３２１、第１のマスク３２２を形成する。第１のマスク３２１は、後にｎチャネル型ＴＦＴとなる第３の半導体領域３１３、第４の半導体領域３１１の全部を覆っている。一方、第１のマスク３２２は、後にｐチャネル型ＴＦＴとなる第３の半導体領域１３４の一部を覆っている。このとき、第１のマスク３２２は、後に形成されるｐチャネル型ＴＦＴのチャネル長よりも狭いことが好ましい。
【０１９３】
次に、第３の半導体領域１３４の露出部に、３族元素（１３族元素、以下、アクセプター型元素３２３と示す。）を添加し、ｐ型不純物領域３２４を形成する。このとき第１のマスク３２２に覆われる領域は、ｎ型不純物領域３２５として残存する。このとき、ｎ型不純物領域となる第３の半導体領域１３４の２〜１０倍の濃度となるようにアクセプター型元素を添加することにより、ｐ型不純物領域を形成することができる。
【０１９４】
図２０に、ｐ型不純物領域の不純物元素のプロファイルを示す。
【０１９５】
図２０（Ａ）は、ＣＶＤ法により、ｎ-領域濃度及びｎ+領域濃度を有する第２の半導体膜を形成した後、アクセプター型元素を添加したときの、各元素のプロファイルを示す。ドナー型元素のプロファイル１５０ａは図１９（Ａ）と同様に、第１の濃度及び第２の濃度を示す。また、アクセプター型元素のプロファイル６０３は、第２の半導体膜表面付近では、濃度が高く、第４の半導体領域３１２に近づくにつれ、濃度が減少している。ｎ+領域に含まれるドナー型元素の２〜１０倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をｐ+領域６０２ａと示し、ｎ―領域のドナー型元素の２〜１０倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をｐ―領域６０２ｂと示す。
【０１９６】
図２０（Ｂ）は、非晶質半導体、ＳＡＳ、微結晶半導体、及び結晶性半導体から選ばれたいずれかの状態を有する膜の半導体膜を形成し、イオンドープ法又はイオン注入法により該半導体膜にドナー型元素を添加して、ｎ-領域濃度及びｎ+領域濃度を有する第２の半導体膜を形成した後、アクセプター型元素を添加したときの、各元素のプロファイルを示す。ドナー型元素のプロファイル１５０ｂは図１９（Ａ）のドナー型元素のプロファイル１５０ａと同様である。また、アクセプター型元素のプロファイル６１３は、図２０（Ａ）のアクセプター型元素のプロファイル６０３と同様である。ｎ+領域に含まれるドナー型元素の２〜１０倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をｐ+領域６１２ａと示し、ｎ―領域のドナー型元素の２〜１０倍の濃度のアクセプター型元素を有する領域をｐ―領域６１２ｂと示す。
【０１９７】
なお、ドナー型元素が含まれる第２の半導体膜は、希ガス元素、代表的にはアルゴンが添加されることにより、結晶格子の歪が形成され、後に行われるゲッタリング工程で、より触媒元素をゲッタリングすることが可能である。
【０１９８】
つぎに、第１のマスク３２１、３２２を除去した後、第３の半導体領域３１３及び１アクセプター元素が添加された第３の半導体領域１３４を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、ＬＲＴＡ、ＧＲＴＡ、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。ここでは、５５０度で１時間加熱する。
【０１９９】
次に、図１３（Ｃ）に示すように、実施形態１と同様に、第２の導電層３３１、３３２を形成する。次に、マスク３３３を形成して、図１３（Ｄ）に示すように、ソース領域及びドレイン領域として機能する第５の半導体領域３４３、３４４と、第３の導電層３５１、３５２を形成する。次に、マスク３３３を除去した後第３の導電層３５１、３５２及び第５の半導体領域３４３、３４４表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。
【０２００】
以上の工程により、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができる。本実施形態で形成されるＴＦＴを用いることにより実施形態１と同様の効果を得ることができる。また、単チャネルＴＦＴで形成される駆動回路と比較して、低電圧駆動が可能なＣＭＯＳを形成することが可能である。更には、ドナー型元素（例えば、リン）と比較してアクセプター型元素（例えば、ボロン）は原子半径が小さいため、比較的低い加速電圧及び濃度で、半導体膜中にアクセプター型元素を添加することが可能である。本実施形態では、アクセプター型元素のみ半導体膜に添加しているため、従来のＣＭＯＳ回路の作製工程と比較して、短時間で、かつ省エネルギー作製することが可能であり、この結果低コスト化が可能である。
【０２０１】
また、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２０２】
（実施形態１４）
本実施形態では、実施形態１３と異なるゲッタリング工程により形成された結晶性半導体膜を有するｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型の作製工程について、図１４を用いて説明する。
【０２０３】
実施形態１に従って、基板１０１上に第１の導電層３０１、３０２を形成し、第１の絶縁膜１２３を形成する。次に触媒元素を含んだ層を形成し、第１の半導体膜を形成した後、第１の半導体膜表面に数ｎｍの絶縁膜を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて第１のマスクを形成し、第１の結晶性半導体膜を所望の形状にエッチングして、第１の半導体領域４０１、４０２、第１の触媒元素領域１２５ａ、１２５ｂを形成する。図１４においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０２０４】
次に、図１４（Ｂ）に示すように、第１の半導体領域４０１、４０２上に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第２のマスク４０３、４０４を形成した後、第１の半導体領域の露出部にドナー型元素４０５を添加する。このとき、ドナー型元素が添加された領域をｎ型不純物領域４０６、４０７と示す。ここでは、イオンドーピング法によりリンを添加する。なお、第２のマスクに覆われた第１の半導体領域には、リンは添加されないが触媒元素は含まれている。
【０２０５】
次に、第１の半導体領域を加熱して、第１の半導体領域４０１、４０２を結晶化させるとともに、図１４（Ｃ）の矢印で示すように、第１の半導体領域に含まれる触媒元素を、ｎ型不純物領域４０６、４０７に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。ここでは、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第１の半導体領域をソース領域及びドレイン領域となる第３の半導体領域４１３、４１４と示し、金属元素濃度が低減された第１の半導体領域をチャネル形成領域４１１、４１２と示す。なお、第３の半導体領域４１３，４１４及び第４の半導体領域（チャネル形成領域４１１、４１２）は、それぞれゲッタリング工程の加熱により結晶性化されており、また、ｎ型不純物領域４０６、４０７中に含まれるドナー型元素は活性化されている。
【０２０６】
次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、図１４（Ｄ）に示すように、第３のマスク４２１、４２２を形成する。第３のマスク４２１は、後にｎチャネル型ＴＦＴとなるチャネル形成領域４１１及びｎ型を呈する第３の半導体領域４１３の全部を覆っている。一方、第３のマスク４２２は、後にｐチャネル型ＴＦＴとなるチャネル形成領域４１２の一部又は全部を覆っている。このとき、第３のマスク４２２は、後に形成されるｐチャネル型ＴＦＴのチャネル長よりも狭いことが好ましい。
【０２０７】
次に、ｎ型不純物領域である第３の半導体領域４１４及びチャネル形成領域４１２の露出部に、アクセプター型元素４２３を添加し、ｐ型不純物領域４２４を形成する。このとき、ｎ型不純物領域である第３の半導体領域４１４の２〜１０倍の濃度となるようにアクセプター型元素４２３を添加することにより、ｐ型不純物領域を形成することができる。
【０２０８】
つぎに、第３のマスク４２１、４２２を除去した後、ｎ型不純物領域である第３の半導体領域４１３及びｐ型不純物領域４２４を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、ＬＲＴＡ、ＧＲＴＡ、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。ここでは、５５０度で１時間加熱する。
【０２０９】
次に、図１４（Ｅ）に示すように、実施形態１と同様に、第５の導電層３４１、３４２を形成する。このとき、チャネル形成領域４１１、４１２の一部をエッチングしてもよい。次に、第５の導電層３４１、３４２及びチャネル形成領域４１１、４１２の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。
【０２１０】
以上の工程により、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができる。本実施形態で形成されるＴＦＴを用いることにより実施形態１と同様の効果を得ることができる。更には、実施形態３と比較して、成膜工程が削減できるため、スループットを向上させることが可能である。
【０２１１】
なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２１２】
（実施形態１５）
本実施形態においては、実施形態１２を用いてゲッタリング工程を行った結晶性半導体膜を用いてｎチャネルＴＦＴとｐチャネルＴＦＴとを同一基板に形成する工程を図１５を用いて形成する。
【０２１３】
実施形態１の工程にしたがって、基板１０１上に第１の導電層３０１、３０２を形成する。次に、実施形態１２の工程にしたがって、第１の絶縁膜１２３、触媒元素を有する層、第１の半導体膜と、希ガス元素を有する第２の半導体膜を形成する。次に、第１の半導体膜及び第２の半導体膜を実施形態１と同様の手法により加熱して、図１５（Ａ）の矢印で示すように、第１の半導体膜を結晶化して第１の結晶性半導体膜５０１を形成するとともに、第１の結晶性半導体膜５０１に含まれる触媒元素を第２の半導体膜に移動させて、触媒元素をゲッタリングする。触媒元素がゲッタリングされた第１の結晶性半導体膜を５０１と示す。また、ゲッタリング後の触媒元素が移動した第２の半導体膜も同様に結晶化されているため、第２の結晶性半導体膜５０２と示す。図１５においては、実施形態１で示す絶縁膜１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを、代表して第１の絶縁膜１２３として示す。
【０２１４】
次に、図１５（Ｂ）に示すように、第２の結晶性半導体膜５０２をエッチングした後、第１の結晶性半導体膜５０１表面に数ｎｍの絶縁膜を成膜する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第１のマスクを形成して第２の結晶性半導体膜をエッチングして第１の半導体領域５１１、５１２を形成する。次に、液滴吐出法又はレーザビーム直接描画装置を用いて、第２のマスク５１３、５１４を形成する。第２のマスク５１３は、後にｎチャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域となる部分を覆っている。一方、第２のマスク５１４は、後にｐチャネル型ＴＦＴとなる第１の半導体領域５１２の全部を覆っている。次に、第１の半導体領域５１１の露出部にドナー型元素５１５を添加する。このとき、ドナー型元素５１５が添加された領域をｎ型不純物領域５１６と示す。また、第２のマスク５１３に覆われた領域はチャネル形成領域５１７として機能する。
【０２１５】
次に、第２のマスク５１３、５１４を除去した後、新たに第３のマスク５２１、５２２を形成する。第３のマスク５２１は、後にｎチャネル型ＴＦＴとなるチャネル形成領域５１７及びｎ型を呈する第３の半導体領域（ｎ型不純物領域５１６）の全部を覆っている。一方、第３のマスク５２２は、後にｐチャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域となる領域を覆う。
【０２１６】
次に、第１の半導体領域５１２の露出部に、アクセプター型元素５２３を添加し、ｐ型不純物領域５２４を形成する。また、第３のマスク５２２に覆われた領域はチャネル形成領域５２５として機能する。つぎに、第３のマスク５２１、５２２を除去した後、ｎ型不純物領域５１６及びｐ型不純物領域５２４を加熱して、不純物元素を活性化する。加熱の方法としては、ＬＲＴＡ、ＧＲＴＡ、ファーネスアニール等を適宜用いることができる。
【０２１７】
次に、図１５（Ｄ）に示すように、実施形態１と同様に、第５の導電層３４１、３４２を形成する。このとき、チャネル形成領域５１７、５２５の一部をエッチングしてもよい。次に、第５の導電層３４１、３４２及びチャネル形成領域５１７、５２５の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。
【０２１８】
以上の工程により、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができる。本実施形態で形成されるＴＦＴを用いることにより実施形態１と同様の効果を得ることができる。
【０２１９】
なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２２０】
（実施形態１６）
本実施形態では実施形態１３の変形例を用いて、ｎチャネルＴＦＴとｐチャネルＴＦＴとを同一基板に形成する工程を、図１６を用いて形成する。
【０２２１】
実施形態１３にしたがって、図１６（Ａ）に示すように、触媒元素及びドナー型元素を有する第３の半導体領域３１３、３１４及び第４の半導体領域３１１、３１２を形成する。次に、図１６（Ｂ）に示すように、第１のマスク３２１を形成した後、第３の半導体領域３１４にアクセプター型元素３２３を添加してｐ型不純物領域６０１を形成する。このとき、ｎ型不純物領域である第３の半導体領域３１４の２〜１０倍の濃度となるようにアクセプター型元素３２３を添加することにより、ｐ型不純物領域を形成することができる。また、アクセプター型元素としてボロンを用いた場合、分子半径が小さいため、第３の半導体領域より深いところまで添加される。このため、添加条件によっては、第４の半導体領域の上部にボロンが添加される。この後、第３の半導体領域３１３及びｐ型不純物領域６０１を加熱して、アクセプター型元素及びドナー型元素を活性化する。なお、ここでは、第４の半導体領域３１２のまでアクセプター元素を添加しないように、ドーピング条件を制御する。
【０２２２】
次に、実施形態１４にしたがって第２の導電層３３１、３３２を形成する。次に、マスクを用いて、第２の導電層３３１、３３２、第３の半導体領域３１３及びｐ型不純物領域６０１の露出部をエッチングして、図１６（Ｄ）に示すようなソース領域及びドレイン領域として機能する第５の半導体領域３４３、６２１、及びチャネル形成領域として機能する第６の半導体領域３４５、６２２を形成することができる。この後、第５の導電層３４１、３４２及び第６の半導体領域３４５、６２２の表面上に、パッシベーション膜を成膜することが好ましい。
【０２２３】
以上の工程により、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができる。本実施形態で形成されるＴＦＴを用いることにより実施形態１と同様の効果を得ることができる。更には、実施形態１３と同様に、アクセプター型元素のみ半導体膜に添加しているため、従来のＣＭＯＳ回路の作製工程と比較して、短時間で、かつ省エネルギー作製することが可能であり、この結果低コスト化が可能である
【０２２４】
なお、実施形態１乃至実施形態８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２２５】
（実施形態１７）
本実施形態では、上記実施形態において、ゲート電極とソース電極及びドレイン電極との端部の位置関係、即ちゲート電極の幅とチャネル長の大きさの関係について、図１７及び図１８を用いて説明する。
【０２２６】
図１７（Ａ）は、ゲート電極２０２上をソース電極及びドレイン電極の端部がｚ１だけ重なっている。ここでは、ゲート電極２０２と、ソース電極及びドレイン電極とが重なっている領域をオーバーラップ領域と呼ぶ。即ち、ゲート電極の幅ｙ１がチャネル長ｘ１よりも大きい。オーバーラップ領域の幅ｚ１は、（ｙ１−ｘ１）／２で表される。このようなオーバーラップ領域を有するｎチャネルＴＦＴは、ソース電極及びドレイン電極と、半導体領域との間に、図１（Ｄ）で示すようなｎ＋領域とｎ−領域とを有することが好ましい。この構造により、電界の緩和効果が大きくなり、ホットキャリア耐性を高めることが可能となる。
【０２２７】
図１７（Ｂ）は、ゲート電極２０２の端部と、ソース電極及びドレイン電極の端部が一致している。即ち、ゲート電極の幅ｙ２とチャネル長ｘ２とが等しい。
【０２２８】
図１７（Ｃ）は、ゲート電極２０２とソース電極及びドレイン電極の端部とがｚ３だけ離れている。ここでは、ここでは、ゲート電極２０２と、ソース電極及びドレイン電極とが離れている領域をオフセット領域と呼ぶ。即ち、ゲート電極の幅ｙ３がチャネル長ｘ３よりも小さい。オフセット領域の幅ｚ３は、（ｘ３−ｙ３）／２で表される。このような構造のＴＦＴは、オフ電流を低減することができるため、該ＴＦＴを表示装置のスイッチング素子として用いた場合、コントラストを向上させることができる。
【０２２９】
図１８（Ａ）は、ゲート電極の幅ｙ４は、チャネル長ｘ４よりも大きい。また、ゲート電極２０２の第１の端部とソース電極又はドレイン電極の一方の端部とが一致し、ゲート電極２０２の第２の端部とソース電極又はドレイン電極の他方の端部とがｚ４だけ重なっている。オーバーラップ領域の幅ｚ４は、（ｙ４−ｘ４）で表される。
【０２３０】
図１８（Ｂ）は、ゲート電極の幅ｙ５は、チャネル長ｘ５よりも大きい。また、ゲート電極２０２の第１の端部とソース電極又はドレイン電極の一方の端部とが一致し、ゲート電極２０２の第２の端部とソース電極又はドレイン電極の他方の端部とがｚ５だけ離れている。オフセット領域の幅ｚ５は、（ｘ５−ｙ５）で表される。ゲート電極２０２の第１の端部と端部が一致する電極をソース電極とし、オフセット領域を有する電極をドレイン電極とすることで、ドレイン電極付近での電界緩和が可能となる。
【０２３１】
さらには、半導体領域が複数のゲート電極を覆ういわゆるマルチゲート構造のＴＦＴとしても良い。この様な構造のＴＦＴも、オフ電流を低減することができる。
【０２３２】
なお、実施形態１乃至実施形態１６のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２３３】
（実施形態１８）
上記実施形態において、チャネル形成領域表面に対して垂直な端部を有するソース電極及びドレイン電極を示したが、この構造に限定されない。図２１に示すように、チャネル形成領域表面に対して９０度より大きく、１８０度未満、好ましくは１３５〜１４５度を有する端部であってもよい。また、ソース電極とチャネル形成領域表面との角度をθ１、ドレイン電極とチャネル形成領域表面との角度をθ２とすると、θ１とθ２が等しくてもよい。また、異なっていてもよい。このような形状のソース電極及びドレイン電極は、ドライエッチング法により形成することが可能である。
【０２３４】
また、図２２に示すように、ソース電極とドレイン電極２１４９ａ、２１４９ｂの端部が湾曲面２１５０ａ、２１５０ｂを有していても良い。
【０２３５】
なお、実施形態１乃至実施形態１６のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【０２３６】
（実施形態１９）
本実施形態では、上記実施形態に適用可能な半導体膜の結晶化工程について図２３を用いて説明する。
【０２３７】
また、図２３（Ａ）に示すように、マスクを用いず、液滴吐出法により選択的に触媒元素を有する触媒元素層２８０５を形成し、次にドナー元素を含んだ第２の半導体膜１３２を形成し結晶化を行っても良い。図２３（Ｂ）は、図２３（Ａ）の上面図である。また、図２３（Ｄ）は、図２３（Ｃ）の上面図である。第１の半導体膜１２４を加熱すると、図２３（Ｃ）及び（Ｄ）の矢印で示すように、触媒元素層２８０５と第１の半導体膜１２４との接触部分から、基板の表面に平行な方向へ結晶成長が発生し、結晶性半導体膜２８０６を形成する。また、それと同時に矢印の方向に従ってドナー元素を含む半導体膜に触媒元素はゲッタリングをされる。なお、触媒元素層２８０５から、かなり離れた部分では結晶化は行われず、非晶質部分２８０７が残存する。
【０２３８】
このように、基板に平行な方向への結晶成長を横成長またはラテラル成長と称する。横成長により大粒径の結晶粒を形成することができるため、より高い移動度を有するＴＦＴを形成することができる。
【０２３９】
なお、実施形態１乃至実施形態１８のいずれかにも、本実施形態を適用することが可能である。
【実施例１】
【０２４０】
次に、アクティブマトリクス基板及びそれを有する液晶表示装置の作製方法について図２４〜図２６を用いて説明する。図２４〜図２６は、アクティブマトリクス基板における縦断面構造図であり、駆動回路部Ａ−Ａ’、及び画素部Ｂ−Ｂ’を模式的に示す。
【０２４１】
図２４（Ａ）に示すように、基板８００上に膜厚１００〜２００ｎｍの第１の導電膜を成膜する。ここでは、基板８００にガラス基板を用い、その表面上に第１の導電膜として、膜厚１５０ｎｍの酸化珪素を有する酸化インジウム膜をスパッタリング法により成膜する。次に、感光性材料を第１の導電膜上に吐出又は塗布し、レーザビーム直接描画装置を用いて感光性材料を露光、現像して、第１のマスクを形成する。次に、第１のマスクを用いて第１の導電膜をエッチングして第１の導電層８０１〜８０４を形成する。ここでは、ウェットエッチング法により酸化珪素を含む酸化インジウム膜をエッチングして、第１の導電層８０１〜８０４である酸化珪素を含む酸化インジウム層を形成する。なお、第１の導電層８０１〜８０３はゲート電極として機能し、第１の導電層８０４はゲート電極の接続部として機能する。
【０２４２】
次に、基板８００及び第１の導電層８０１〜８０４表面上に、第１の絶縁膜を形成する。ここでは、第１の絶縁膜８０５、８０６として、膜厚５０ｎｍ〜１００ｎｍの窒化珪素膜及び膜厚５０〜１００ｎｍの酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ（Ｏ＞Ｎ）を、ＣＶＤ法により積層させて形成する。なお、第１の絶縁膜はゲート絶縁膜として機能する。このとき、窒化珪素膜と酸化窒化珪素膜とを、大気に解放せず原料ガスの切り替えのみで連続成膜することが好ましい。また、実施形態１と同様に３層構造にしてもよい。
【０２４３】
次に触媒元素を有する層８０８をＰＶＤ法、ＣＶＤ法、蒸着法等の公知の方法にて形成する。ここでは１００ｐｐｍのニッケル触媒を含む溶液をスピンコート法により塗布する。
【０２４４】
次に、図２４（Ｂ）に示すように、膜厚１０〜１００ｎｍの非晶質半導体膜８０７を形成する。ここでは、膜厚１００ｎｍのアモルファスシリコン膜をＣＶＤ法により成膜する。次に、後のＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行う。次に膜厚１００ｎｍのドナー型元素を含む半導体膜８１２を成膜する。ここでは、シランガスと、０．５％フォスフィンガス（流量比シラン／フォスフィンが１０／１７）とを用いて、リンを有するアモルファスシリコン膜を成膜する。
【０２４５】
次に、非晶質半導体膜８０７を加熱して図２４（Ｃ）に示すような、結晶性半導体膜８１３を形成する。ここでは、電気炉を用い、５００度で１時間加熱して半導体膜膜中の水素出しを行った後、５５０度で４時間加熱してニッケルを含む結晶性シリコン膜を形成する。
【０２４６】
この加熱によって触媒元素はドナー型元素を含む半導体膜８１２に移動しゲッタリングされるとともに、ドナー型元素は活性化する。即ち、触媒元素を含む結晶性半導体膜中の触媒元素を、ドナー型元素を含む半導体膜８１２へ移動させる。このときの触媒元素濃度が低減された結晶性半導体膜を図２４（Ｃ）の８１３で示す。ここでは、結晶性シリコン膜となる。また、触媒元素が移動した、ドナー型元素を含む半導体膜も加熱により結晶性半導体膜８１４となる。即ち、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜となる。これを、図２４（Ｃ）の８１４で示す。ここでは、ニッケル及びリンを含む結晶性シリコン膜となる。
【０２４７】
次に、図２５（Ａ）に示すように、触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜８１４及び結晶性半導体膜８１３を、第２のマスク８１５〜８１７を用いて所望の形状にエッチングする。第２のマスク８１５〜８１７は、液滴吐出法によって、有機樹脂を滴下乾燥して形成することができる。また、第１のマスクと同様、感光性材料をレーザビーム直接描画装置により露光現像して形成することができる。ここでは、液滴吐出法により、ポリイミドを選択的に吐出し、乾燥焼成して第２のマスク８１５〜８１７を形成する。エッチングされた触媒元素及びドナー型元素を含む結晶性半導体膜は、図２５（Ｂ）に示す第１の半導体領域８２４〜８２６となり、エッチングされた結晶性半導体膜８１３は、第２の半導体領域８２１〜８２３となる。
【０２４８】
次に、駆動回路において、一部のＴＦＴのゲート電極とソース電極又はドレイン電極とを接続させるために、第３のマスクを用いて第１の絶縁膜８０５、８０６の一部をエッチングして、図２９に示すようなコンタクトホール８５０を形成する。なお、後に形成される第４の導電層８３１〜８３３は破線で示す。第３のマスクは、第１のマスク又は第２のマスクと同様の形成方法を適宜用いることができる。該コンタクトホールを介してゲート電極として機能する第１の導電層８０２と、後に形成されるソース電極又はドレイン電極として機能する第４の導電層８３３を接続することにより、抵抗を形成することが可能となり、隣り合うＴＦＴと接続されることで、インバータを形成することが可能である。
【０２４９】
次に、図２５（Ｂ）に示すように、第１の半導体領域８２４〜８２６及び第２の半導体領域８２１〜８２３表面に、膜厚５００〜１０００ｎｍ第２の導電層８２７、８２８を形成する。ここでは、液滴吐出法によりＡｇペーストを吐出し、焼成して第３の導電層を形成する。
【０２５０】
次に、感光性材料８２９を塗布又は吐出し、レーザビーム直接描画装置を用いて該感光性材料を露光、現像して第４のマスクを形成した後、第３の導電層をエッチングして、図２５（Ｃ）に示すような、ソース電極及びソース配線、並びにドレイン電極として機能する第４の導電層８３１〜８３６を形成する。また、この工程において、第３の導電層を分断して、ソース電極及びドレイン電極を形成すると共に、ソース配線又はドレイン配線の幅が細くなるようにエッチングすることで、後に形成される液晶表示装置の開口率を高めることが可能である。ここでは、感光性材料８２９として、ポジ型感光性材料を用い、レーザ光８３０を照射して第４のマスクを形成する。
【０２５１】
次に、第４のマスクを残したまま、第１の半導体領域８２４〜８２６をエッチングして、ソース領域及びドレイン領域８３７〜８４３を形成する。このとき、第２の半導体領域８２１〜８２３の一部もエッチングされる。エッチングされた半導体領域を第３の半導体領域８４４〜８４６は、チャネル形成領域として機能する。
【０２５２】
次に、第４のマスクを除去した後、第４の導電層及び第３の半導体領域表面上に第２の絶縁膜８５１及び第３の絶縁膜８５２を形成する。ここでは、第２の絶縁膜として水素を含む膜厚の１５０ｎｍ酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ（Ｏ＞Ｎ）をＣＶＤ法により形成する。また、第３の絶縁膜として膜厚２００ｎｍの窒化珪素膜を、ＣＶＤ法により成膜する。窒化珪素膜は、外部からの不純物をブロッキングする保護膜として機能する。
【０２５３】
次に、第３の半導体領域８４４〜８４６を加熱して水素化する。ここでは、窒素雰囲気で４１０℃１時間の加熱を行うことで、第２の絶縁膜８５１に含まれる水素が第３の半導体領域８４４〜８４６に添加され、水素化される。
【０２５４】
以上の工程により、ｎチャネル型ＴＦＴ８６１、８６２で形成される駆動回路Ａ−Ａ’と、ダブルゲートの電極として機能する第１の導電層８０３を有するｎチャネル型ＴＦＴ８６３を有する画素部Ｂ−Ｂ’とで構成される、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができる。本実施例では、ｎチャネルＴＦＴで駆動回路が形成されているため、ｐチャネルＴＦＴを形成する必要がなく、工程数を削減することが可能である。なお、ｎチャネル型ＴＦＴでなく、ｐチャネル型ＴＦＴのみで駆動回路及び画素ＴＦＴを構成してもよい。
【０２５５】
次に、図２６（Ａ）に示すように、第３の絶縁膜８５２上に第４の絶縁膜８７１を形成する。ここでは、アクリルを塗布し焼成して第４の絶縁膜８７１を形成する。次に、第４の絶縁膜８７１上に第５のマスクを形成した後、第４の絶縁膜８７１、第３の絶縁膜８５２、第２の絶縁膜８５１、第１の絶縁膜８０５、８０６をそれぞれエッチングして、ゲート電極の接続部となる第１の導電層８０４の一部を露出する。次に、ゲート電極の接続部となる第１の導電層８０４に接続するゲート配線として機能する第５の導電層８７２を形成する。ここでは、液滴吐出法により、Ａｇペースト吐出し焼成した後、レーザビーム直接描画装置で形成されるマスクを用いてＡｇペーストの一部をエッチングして配線幅を細くして、第５の導電層８７２を形成する。
【０２５６】
次に、第５の絶縁膜８７３を形成する。第５の絶縁膜８７３も第４の絶縁膜と同様の材料を適宜用いることが可能である。ここでは、第５の絶縁膜８７３にアクリルを用いる。次に、第５の絶縁膜８７３上に第６のマスクを形成した後、第５の絶縁膜８７３〜第２の絶縁膜８５１をエッチングして、第４の導電層８３６の一部を露出する。
【０２５７】
次に、第４の導電層８３６に接するように、膜厚１００〜３００ｎｍの第６の導電層８７４を成膜する。第６の導電層８７４の材料としては、透光性を有する導電膜、又は反射性を有する導電膜があげられる。透光性を有する導電膜の材料としては、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化珪素を含む酸化インジウムスズ等が挙げられる。また、反射性を有する導電膜の材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、タンタル（Ｔａ）などの金属、又は該金属と化学量論的組成比以下の濃度で窒素を含む金属材料、若しくは該金属の窒化物である窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）などが挙げられる。また、第６の導電層８７４の形成方法としては、液滴吐出法、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を適宜用いる。なお、塗布法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法等を用いる場合、液滴吐出法、レーザビーム直接描画装置を用いた露光等によりマスクを形成した後、導電膜をエッチングして導電層を形成する。ここでは、膜厚１１０ｎｍの酸化珪素を含むインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）をスパッタリング法により成膜し、所望の形状にエッチングして画素電極として機能する第６の導電層８７４を形成する。
【０２５８】
次に、図２６（Ｂ）に示すように、第５の絶縁膜８７３を覆うように印刷法やスピンコート法により、絶縁膜を成膜し、ラビングを行って配向膜８８１を形成する。なお、斜方蒸着法により配向膜８８１を形成することで、低温で形成することが可能であり、耐熱性の低いプラスチック上に配向膜８８１を形成することが可能である。
【０２５９】
対向基板８８２上に第２の画素電極（対向電極）８８３及び配向膜８８４を形成する。次に、対向基板８８２上に閉ループ状のシール材を形成する。このとき、シール材は画素部の周辺の領域に液滴吐出法を用いて形成する。次に、ディスペンサ式（滴下式）により、シール材で形成された閉ループ内側に、液晶材料を滴下する。
【０２６０】
シール材には、フィラーが混入されていてもよく、さらに、対向基板８８２にはカラーフィルタや遮蔽膜（ブラックマトリクス）などが形成されていても良い。
【０２６１】
次に、真空中で、配向膜８８４及び第２の画素電極（対向電極）８８３が設けられた対向基板８８２とアクティブマトリクス基板とを貼り合わせ、紫外線硬化を行って、液晶材料が充填された液晶層８８５を形成する。なお、液晶層８８５を形成する方法として、ディスペンサ式（滴下式）の代わりに、対向基板を貼り合わせてから毛細管現象を用いて液晶材料を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いることができる。
【０２６２】
以上の工程により液晶表示パネルを作製することができる。なお、静電破壊防止のための保護回路、代表的にはダイオードなどを、接続端子とソース配線（ゲート配線）の間または画素部に設けてもよい。この場合、上記したＴＦＴと同様の工程で作製し、画素部のゲート配線層とダイオードのドレイン又はソース配線層とを接続することにより、ダイオードとして動作させることができる。
【０２６３】
以上の工程により液晶表示装置を形成することができる。なお、実施形態１乃至実施形態１９のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例２】
【０２６４】
次に、実施例１において、駆動回路がＣＭＯＳ回路で形成されるアクティブマトリクス基板及びそれを有する液晶表示装置の作製方法について図２７、図２８、図３０を用いて説明する。図３０は、アクティブマトリクス基板の駆動回路の平面図である。また、駆動回路部Ａ−Ａ’、及び画素部のＢ−Ｂ’の縦断面構造を図２７、及び図２８に模式的に示す。
【０２６５】
実施例１と同様の工程により、図２７（Ａ）に示すように、基板８００上にゲート電極として機能する第１の導電層８０１〜８０４、第１の絶縁膜８０５、８０６、第１の半導体領域８２４〜８２６、第２の半導体領域８２１〜８２３を形成する。次に、後のｎチャネル型ＴＦＴとなる領域にマスク８９１を形成する。ここでは、液滴吐出法により、ポリイミドを吐出し、乾燥して、後のｎチャネル型ＴＦＴとなる第１の半導体領域８２４、８２６及び第２の半導体領域８２１、８２３を覆うマスク８９１を形成する。
【０２６６】
次に、後にｐチャネル型ＴＦＴとなる第１の半導体領域８２５に、アクセプター型元素８９２を添加し、図２７（Ｂ）に示すように、ｐ型半導体領域８９３を形成する。
【０２６７】
この後、実施例１と同様の工程により、ソース電極及びソース配線、並びにドレイン電極として機能する第４の導電層８３１〜８３６を形成する（図２７（Ｃ））。また、ソース領域及びドレイン領域８３７〜８４３、チャネル形成領域として機能する第３の半導体領域８４４〜８４６を形成する。このときの上面図を図３０に示す。また、第２の絶縁膜８５１及び第３の絶縁膜８５２を形成した後、第３の半導体領域８４４〜８４６を加熱して水素化する。
【０２６８】
次に、図２８（Ａ）に示すように、第４の絶縁膜８７１を形成した後、ゲート電極として機能する第１の導電層８０４の一部を露出し、ゲート電極と接続し、ゲート配線として機能する第５の導電層を形成する。この後、実施例１と同様に第５の絶縁膜８７３を形成した後、第４の導電層８３６に接続する第６の導電層８７４を形成する。
【０２６９】
以上の工程により、図２８（Ａ）に示すような、ｎチャネル型ＴＦＴ８９６及びｐチャネル型ＴＦＴ８９７のＣＭＯＳ回路で形成される駆動回路Ａ−Ａ’と、ダブルゲートとして機能第１の導電層８０３を有するｎチャネル型ＴＦＴ８６３を有する画素部Ｂ−Ｂ’とで構成される、液晶表示装置のアクティブマトリクス基板を形成することができる。
【０２７０】
この後、実施例１と同様の工程により、図２８（Ｂ）に示すような液晶表示装置を形成することが可能である。
【実施例３】
【０２７１】
本実施例では、本発明の半導体装置の一形態に相当する液晶表示装置パネルの外観について、図３１を用いて説明する。図３１（Ａ）は、第１の基板１６００と、第２の基板１６０４との間を第１のシール材１６０５及び第２のシール材１６０６によって封止されたパネルの上面図であり、図３１（Ｂ）は、図３１（Ａ）のＡ−Ａ’、及びＢ−Ｂ’それぞれにおける断面図に相当する。また、第１の基板１６００に、実施例１または２で形成されたアクティブマトリクス基板を用いることが可能である。
【０２７２】
図３１（Ａ）において、点線で示された１６０２は画素部、１６０３は走査線駆動回路である。また、実線で示された１６０１は信号線（ゲート線）駆動回路である。本実施例において、画素部１６０２、及び走査線駆動回路１６０３は第１のシール材及び第２のシール材で封止されている領域内にある。また、１６０１は信号線（ソース線）駆動回路であり、チップ状の信号線駆動回路が第１の基板１６００上に設けられている。
【０２７３】
また、１６００は第１の基板、１６０４は第２の基板、１６０５及び１６０６はそれぞれ、密閉空間の間隔を保持するためのギャップ材が含有されている第１のシール材及び第２のシール材である。第１の基板１６００と第２の基板１６０４とは第１のシール材１６０５及び第２のシール材１６０６によって封止されており、それらの間には液晶材料が充填されている。
【０２７４】
次に、断面構造について図３１（Ｂ）を用いて説明する。第１の基板１６００上には駆動回路及び画素部が形成されており、ＴＦＴを代表とする半導体素子を複数有している。第２の基板１６０４表面には、カラーフィルタ１６２１が設けられている。駆動回路として走査線駆動回路１６０３と画素部１６０２とを示す。なお、走査線駆動回路１６０３はｎチャネル型ＴＦＴ１６１２からなる回路が形成される。なお、実施例２と同様に、ＣＭＯＳ回路によって駆動回路を形成しても良い。
【０２７５】
本実施例においては、同一基板上に走査線駆動回路、及び画素部のＴＦＴが形成されている。このため、表示装置の容積を縮小することができる。
【０２７６】
画素部１６０２には、複数の画素が形成されており、各画素には液晶素子１６１５が形成されている。液晶素子１６１５は、第１の電極１６１６、第２の電極１６１８及びその間に充填されている液晶材料１６１９が重なっている部分である。液晶素子１６１５が有する第１の電極１６１６は、配線１６１７を介して画素駆動用ＴＦＴ１６１１と電気的に接続されている。また、ゲート電極の接続部１６２５は、コンタクトホールを介してゲート配線１６２６と接続されている。ここでは、ゲート配線１６２６を形成した後、第１の電極１６１６を形成しているが、第１の電極１６１６を形成した後、ゲート配線１６２６を形成してもよい。液晶素子１６１５の第２の電極１６１８は、第２の基板１６０４側に形成される。また、各画素電極表面には配向膜１６３０、１６３１が形成されている。
【０２７７】
１６２２は柱状のスペーサであり、第１の電極１６１６と第２の電極１６１８との間の距離（セルギャップ）を制御するために設けられている。絶縁膜を所望の形状にエッチングして形成されている。なお、球状スペーサを用いていても良い。信号線駆動回路１６０１または画素部１６０２に与えられる各種信号及び電位は、接続配線１６２３を介して、ＦＰＣ１６０９から供給されている。なお、接続配線１６２３とＦＰＣ１６０９とは、異方性導電膜１６２７、又は異方性導電樹脂で電気的に接続されている。なお、異方性導電膜又は異方性導電樹脂の代わりに半田等の導電性ペーストを用いてもよい。
【０２７８】
図示しないが、第１の基板１６００及び第２の基板１６０４の一方又は両方の表面には、接着剤によって偏光板が固定されている。なお、偏光板の他に位相差板を設けてもよい。
【実施例４】
【０２７９】
本実施例では、基板周辺部に設けられた走査線入力端子部と信号線入力端子部の構造について、図３７を用いて説明する。図３７（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）は、それぞれ基板周辺部の平面図であり、図３７（Ｂ）、（Ｄ）及び（Ｆ）は、それぞれ図３７（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）のＫ−Ｌ、及びＭ−Ｎの縦断面図である。なお、Ｋ−Ｌは走査線入力端子部の縦断面図を示し、Ｍ−Ｎはと信号線入力端子部の縦断面図を示す。
【０２８０】
図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）に示すように、第１の基板１１及び第２の基板２１は、シール材２０を用いて封止されており、これらの内部には、液晶材料２７が充填されている。また、シール材内部には、画素電極１９及び画素ＴＦＴ１が配列された画素部が形成されている。
【０２８１】
図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）においては、走査線入力端子１３と信号線入力端子２６は、画素ＴＦＴ１のゲート電極１２と同様の工程により形成されている。また、走査線入力端子１３は、第１の層間絶縁膜１６上に形成されたゲート配線１７を介して各ゲート電極と接続されている。また、信号線入力端子２６は、ソース配線１４と接続されている。
【０２８２】
また、画素電極１９は第１の層間絶縁膜１６上に形成された第２の層間絶縁膜１８上に形成されている。なお、第１の層間絶縁膜１６及び第２の層間絶縁膜１８を介して、ドレイン電極１５と接続されている。
【０２８３】
走査線入力端子１３と信号線入力端子２６は、それぞれ接続層２２、２３を介してＦＰＣ２４、２５に接続されている。なお、図３７（Ａ）においては、接続層２２、２３及びＦＰＣ２４、２５は破線で示している。
【０２８４】
図３７（Ｃ）及び図３７（Ｄ）においては、走査線入力端子３３はソース配線１４と同様の工程で形成され、信号線入力端子は、ソース配線１４の一部である。即ち、ソース配線１４と同時に各入力端子が形成されている。また、走査線入力端子３３とゲート電極１２とは、第１の層間絶縁膜１６上に形成されたゲート配線１７で接続されている。
【０２８５】
その他の構造は、図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）と同様である。
【０２８６】
図３７（Ｅ）及び図３７（Ｆ）においては、走査線入力端子はゲート配線４３の一部であり、信号線入力端子４４は、ゲート配線４３と同時に形成される。即ち、ゲート配線４３と同時に各入力端子が形成されている。また、信号線入力端子４４は、ソース配線１４上に形成された第１の層間絶縁膜が除去された後、露出されたソース配線１４上に形成される。
【０２８７】
その他の構造は、図３７（Ａ）及び図３７（Ｂ）と同様である。
【０２８８】
なお、本実施例は、実施形態１に示されるＴＦＴの構造を用いて説明したが、適宜実施形態２乃至実施形態１９に適用することが可能である。
【実施例５】
【０２８９】
本発明の半導体装置に具備される保護回路の一例について説明する。保護回路は、ＴＦＴ、ダイオード、抵抗素子及び容量素子等から選択された１つ又は複数の素子によって構成されるものであり、以下にはいくつかの保護回路の構成とその動作について説明する。まず、外部回路と内部回路の間に配置される保護回路であって、１つの入力端子に対応した保護回路の等価回路図の構成について、図３８を用いて説明する。図３８（Ａ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０、容量素子７２１０、７２４０、抵抗素子７２５０を有する。抵抗素子７２５０は２端子の抵抗であり、一端には入力電圧Ｖｉｎ（以下、Ｖｉｎと表記）が、他端には低電位電圧ＶＳＳ（以下、ＶＳＳと表記）が与えられる。
【０２９０】
図３８（Ｂ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０を、整流性を有するダイオード７２６０、７２７０で代用した等価回路図である。図３８（Ｃ）に示す保護回路は、Ｐ型ＴＦＴ７２２０、７２３０を、ＴＦＴ７３５０、７３６０、７３７０、７３８０で代用した等価回路図である。また、上記とは別の構成の保護回路として、図３８（Ｄ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０と、Ｎ型ＴＦＴ７３００を有する。図３８（Ｅ）に示す保護回路は、抵抗７２８０、７２９０、Ｐ型ＴＦＴ７３１０及びＮ型ＴＦＴ７３２０を有する。なお、上記保護回路を構成する素子は、耐圧に優れた非晶質半導体により構成することが好ましい。本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例６】
【０２９１】
本実施例では、上記実施例に示した液晶パネルへの駆動回路の実装について、図３２を用いて説明する。
【０２９２】
図３２（Ａ）に示すように、画素部１４０１の周辺に信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂを実装する。図３２（Ａ）では、信号線駆動回路１４０２、及び走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等として、公知の異方性導電接着剤、及び異方性導電フィルムを用いた実装方法、ＣＯＧ方式、ワイヤボンディング方法、並びに半田バンプを用いたリフロー処理等により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。ここでは、ＣＯＧ方式を用いる。そして、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２９３】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２９４】
また、図３２（Ｂ）に示すように、ＳＡＳや結晶性半導体でＴＦＴを代表とする半導体素子を形成する場合、画素部１４０１と走査線駆動回路１４０３ａ、１４０３ｂ等を基板上に一体形成し、信号線駆動回路１４０２等を別途ＩＣチップとして実装する場合がある。図３２（Ｂ）において、信号線駆動回路１４０２として、ＣＯＧ方式により、基板１４００上にＩＣチップ１４０５を実装する。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。
【０２９５】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２９６】
さらに、図３２（Ｃ）に示すように、ＣＯＧ方式に代えて、ＴＡＢ方式により信号線駆動回路１４０２等を実装する場合がある。そして、ＦＰＣ１４０６を介して、ＩＣチップと外部回路とを接続する。図３２（Ｃ）において、信号線駆動回路をＴＡＢ方式により実装しているが、走査線駆動回路をＴＡＢ方式により実装してもよい。
【０２９７】
ＩＣチップをＴＡＢ方式により実装すると、基板に対して画素部を大きく設けることができ、狭額縁化を達成することができる。
【０２９８】
なお、信号線駆動回路１４０２の一部、例えばアナログスイッチを基板上に一体形成し、かつその他の部分を別途ＩＣチップで実装してもよい。
【０２９９】
ＩＣチップは、シリコンウェハを用いて形成するが、ＩＣチップの代わりにガラス基板上に集積回路を形成したＩＣ（以下、ドライバＩＣと表記する）を設けてもよい。ＩＣチップは、円形のシリコンウェハからＩＣチップを取り出すため、母体基板形状に制約がある。一方ドライバＩＣは、母体基板がガラスであり、形状に制約がないため、生産性を高めることができる。そのため、ドライバＩＣの形状寸法は自由に設定することができる。例えば、ドライバＩＣの長辺の長さを１５〜８０ｍｍとして形成すると、ＩＣチップを実装する場合と比較し、必要な数を減らすことができる。その結果、接続端子数を低減することができ、製造上の歩留まりを向上させることができる。
【０３００】
ドライバＩＣは、基板上に形成された結晶性半導体を用いて形成することができ、結晶性半導体は連続発振型のレーザ光を照射することで形成するとよい。連続発振型のレーザ光を照射して得られる半導体膜は、結晶欠陥が少なく、大粒径の結晶粒を有する。その結果、このような半導体膜を有するトランジスタは、移動度や応答速度が良好となり、高速駆動が可能となり、ドライバＩＣに好適である。
【実施例７】
【０３０１】
本実施例では、表示モジュールについて説明する。ここでは、表示モジュールの一例として、液晶モジュールを、図３３を用いて示す。
【０３０２】
図３３（Ａ）は、白色ライト及びカラーフィルタを用いてカラー表示をする液晶モジュールの断面図を示す。
【０３０３】
図３３（Ａ）に示すように、アクティブマトリクス基板１２０１と対向基板１２０２とが、シール材１２００により固着され、それらの間には画素部１２０３と液晶層１２０４とが設けられ表示領域を形成している。
【０３０４】
着色層１２０５は、カラー表示を行う場合に必要であり、ＲＧＢ方式の場合は、赤、緑、青の各色に対応した着色層が各画素に対応して設けられている。アクティブマトリクス基板１２０１と対向基板１２０２との外側には、光学フィルム（偏光板、位相差板など）１２０６、１２０７が配設されている。また、偏光板として機能する光学フィルム１２０６の表面には、保護膜１２１６が形成されており、外部からの衝撃を緩和している。
【０３０５】
アクティブマトリクス基板１２０１に設けられた接続端子１２０８には、ＦＰＣ１２０９を介して配線基板１２１０が接続されている。配線基板１２１０には、画素駆動回路（ＩＣチップ、ドライバＩＣ等）、コントロール回路や電源回路などの外部回路１２１２が組み込まれている。
【０３０６】
冷陰極管１２１３、反射板１２１４、及び光学フィルム１２１５、インバータ（図示しない。）はバックライトユニットであり、これらが光源となって液晶表示パネルへ光を投射する。液晶パネル、光源、配線基板、ＦＰＣ等は、ベゼル１２１７で保持及び保護されている。
【０３０７】
このような構造の液晶モジュールとしては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＡＳＭ（Ａｘｉａｌｌｙ  Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ  ａｌｉｇｎｅｄ  Ｍｉｃｒｏ−ｃｅｌｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モード等を適宜適用することが可能である。
【０３０８】
図３３（Ｂ）は、カラーフィルタを用いず、カラー表示を行うことが可能なフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いる液晶モジュールを示す。フィールドシーケンシャル方式の駆動方法は、液晶パネルによって光シャッタを行って、ＲＧＢの３色のバックライトを高速で点灯させてカラー表示を行い、人間の目の時間的な分解能力の限界を利用し、連続時間的な加法混色によってカラー表示を実現するものである。バックライトとしては、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の光を発する冷陰極管またはダイオード（ＬＥＤ）を用いることができる。
【０３０９】
ここでは、いわゆるπセル構造を有しており、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードという表示モードを用いる。πセル構造とは、液晶分子のプレチルト角がアクティブマトリクス基板と対向基板との基板間の中心面に対して面対称の関係で配向された構造である。πセル構造の配向状態は、基板間に電圧が印加されていない時はスプレイ配向となり、電圧を印加するとベンド配向に移行する。さらに電圧を印加するとベンド配向の液晶分子が両基板と垂直に配向し、光が透過する状態となる。なお、ＯＣＢモードにすると、従来のＴＮモードより約１０倍速い高速応答性を実現できる。
【０３１０】
また、液晶層１２２４に充填される材料としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶、強誘電性液晶、又は反強誘電性液晶、若しくはこれらの材料を複数混合した材料を用いることができる。
【０３１１】
また、ＯＣＢモードによる表示においては、液晶パネルを挟持する一対の光学フィルム（偏光板、位相差板など）１２０６、１２０７は、リタデーションの視角依存性を３次元的に補償するため、２軸性位相差板を用いることが好ましい。
【０３１２】
ここでは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれに発光するＬＥＤ１２２１〜１２２３が反射板１２１４内に設けられている。また、これらのＬＥＤの発光を制御するコントローラ（図示しない。）が設けられている。フィールドシーケンシャル駆動方法においては、ＬＥＤ点灯期間ＴＲ期間、ＴＧ期間およびＴＢ期間に、それぞれＲ、Ｇ、ＢのＬＥＤが順に点灯する。赤のＬＥＤの点灯期間（ＴＲ）には、赤に対応したビデオ信号（Ｒ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに赤の画像１画面分が書き込まれる。また、緑のＬＥＤの点灯期間（ＴＧ）には、緑に対応したビデオデータ（Ｇ１）が液晶パネルに供給され、液晶パネルに緑の画像１画面分が書き込まれる。また、青のＬＥＤの点灯期間（ＴＢ）には、青に対応したビデオデータ（Ｂ１）が液晶表示装置に供給され、液晶表示装置に青の画像１画面分が書き込まれる。これらの３回の画像の書き込みにより、１フレームが形成される。
【０３１３】
なお、実施形態１乃至実施形態１９のいずれをも本実施例に適用することができる。
【実施例８】
【０３１４】
上記実施例に示される半導体装置又は液晶表示装置を筺体に組み込んだ電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニター、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置等が挙げられる。その具体例について、図３４を参照して説明する。
【０３１５】
図３４（Ａ）に示す携帯情報端末は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯情報端末を安価に提供することができる。
【０３１６】
図３４（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なデジタルビデオカメラを安価に提供することができる。
【０３１７】
図３４（Ｃ）に示す携帯端末は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。表示部９１０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯端末を安価に提供することができる。
【０３１８】
図３４（Ｄ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９８０１、表示部９８０２等を含んでいる。表示部９８０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のテレビジョン装置を安価に提供することができる。このようなテレビジョン装置は携帯電話などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広く適用することができる。
【０３１９】
図３４（Ｅ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯型のコンピュータを安価に提供することができる。
【０３２０】
図３４（Ｆ）に示すテレビジョン装置は、本体９５０１、表示部９５０２等を含んでいる。表示部９５０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能なテレビジョン装置を安価に提供することができる。
【０３２１】
上記に挙げた電子機器において、二次電池を用いているものは、消費電力を削減した分、電子機器の使用時間を長持ちさせることができ、二次電池を充電する手間を省くことができる。
【０３２２】
図３５に示す大型テレビジョンは、本体９６０１、表示部９６０２等を含んでいる。また、本体の裏又は上部には、壁掛用の支持体が設けられている。図３５では、大型テレビジョンの代表例として、壁掛けテレビジョンを示す。図３５に示すように壁９６０３にかけて表示することができる。また、鉄道の駅や空港などにおける情報表示板や、街頭における広告表示板など特に大面積の表示媒体として様々な用途に適用することができる。表示部９６０２は、実施形態１〜１９、及び実施例１〜７で示すものを適用することができる。本発明の一である液晶表示装置を用いることにより、高画質な表示が可能な携帯情報端末を安価に提供することができる。
【実施例９】
【０３２３】
本発明により無線チップ（無線プロセッサ、無線メモリ、無線タグともよぶ）として機能する半導体装置を形成することができる。無線チップの用途は広範にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類（運転免許証や住民票等、図４０（Ａ）参照）、包装用容器類（包装紙やボトル等、図４０（Ｃ）参照）、記録媒体（ＤＶＤソフトやビデオテープ等、図４０（Ｂ）参照）、乗物類（自転車等、図４０（Ｄ）参照）、身の回り品（鞄や眼鏡等）、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、電子機器等の商品や荷物の荷札（図４０（Ｅ）、図４０（Ｆ）参照）等の物品に設けて使用することができる。電子機器とは、液晶表示装置、ＥＬ表示装置、テレビジョン装置（単にテレビ、テレビ受像機、テレビジョン受像機とも呼ぶ）及び携帯電話等を指す。
【０３２４】
無線チップは、物品の表面に貼ったり、物品に埋め込んだりして、物品に固定される。例えば、本なら紙に埋め込んだり、有機樹脂からなるパッケージなら当該有機樹脂に埋め込んだりするとよい。紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類等に無線チップを設けることにより、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に無線チップを設けることにより、検品システムやレンタル店のシステムなどの効率化を図ることができる。本発明より形成することが可能な無線チップは、基板上に形成した薄膜集積回路を、公知の剥離工程により剥離した後、カバー材に設けるため、小型、薄型、軽量であり、物品に実装しても、デザイン性を損なうことがない。更には、可とう性を有するため、瓶やパイプなど曲面を有するものにも用いることが可能である。
【０３２５】
また、本発明より形成することが可能な無線チップを、物の管理や流通のシステムに応用することで、システムの高機能化を図ることができる。例えば、荷札に設けられる無線チップに記録された情報を、ベルトコンベアの脇に設けられたリーダライタで読み取ることで、流通過程及び配達先等の情報が読み出され、商品の検品や荷物の分配を簡単に行うことができる。
【０３２６】
本発明より形成することが可能な無線チップの構造について図４１を用いて説明する。無線チップは、薄膜集積回路９３０３及びそれに接続されるアンテナ９３０４とで形成される。また、薄膜集積回路９３０３及びアンテナ９３０４は、カバー材９３０１、９３０２により挟持される。薄膜集積回路９３０３は、接着剤を用いてカバー材に接着してもよい。図４１においては、薄膜集積回路９３０３の一方が、アンテナ９３０４及び接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に接着されている。
【０３２７】
薄膜集積回路９３０３は、実施形態１〜１９のいずれかで示されるＴＦＴを用いて形成した後、公知の剥離工程により剥離してカバー材に設ける。また、薄膜集積回路９３０３に用いられる半導体素子はこれに限定されない。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、インダクタなどを用いることができる。
【０３２８】
図４１で示すように、薄膜集積回路９３０３のＴＦＴ上には層間絶縁膜９３１１が形成され、層間絶縁膜９３１１を介してＴＦＴに接続するアンテナ９３０４が形成される。また、層間絶縁膜９３１１及びアンテナ９３０４上には、窒化珪素膜等からなるバリア膜９３１２が形成されている。
【０３２９】
アンテナ９３０４は、金、銀、銅等の導電体を有する液滴を液滴吐出法により吐出し、乾燥焼成して形成する。液滴吐出法によりアンテナを形成することで、工程数の削減が可能であり、それに伴うコスト削減が可能である。
【０３３０】
カバー材９３０１、９３０２は、ラミネートフィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、繊維質な材料からなる紙、基材フィルム（ポリエステル、ポリアミド、無機蒸着フィルム、紙類等）と、接着性合成樹脂フィルム（アクリル系合成樹脂、エポキシ系合成樹脂等）との積層フィルムなどを用いることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱圧着により、被処理体とラミネート処理が行われるものであり、ラミネート処理を行う際には、ラミネートフィルムの最表面に設けられた接着層か、又は最外層に設けられた層（接着層ではない）を加熱処理によって溶かし、加圧により接着する。
【０３３１】
また、カバー材に紙、繊維、カーボングラファイト等の焼却無公害素材を用いることにより、使用済み無線チップの焼却、又は裁断することが可能である。また、これらの材料を用いた無線チップは、焼却しても有毒ガスを発生しないため、無公害である。
【０３３２】
なお、図４１では、アンテナ９３０４及び接着剤９３０５を介してカバー材９３０１に無線チップを設けているが、該カバー材９３０１の代わりに、物品に無線チップを貼付けて、使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【０３３３】
【図１】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図２】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。
【図３】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図４】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図５】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図６】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図７】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図８】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図９】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図
【図１０】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図
【図１１】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図
【図１２】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図１３】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図１４】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図１５】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図１６】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図１７】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。
【図１８】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。
【図１９】本発明に係る液晶表示装置の不純物濃度を説明する断面図。
【図２０】本発明に係る液晶表示装置の不純物濃度を説明する断面図。
【図２１】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する断面図。
【図２２】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図２３】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する断面図。
【図２４】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。
【図２５】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。
【図２６】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。
【図２７】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。
【図２８】本発明に係る液晶表示装置の作製工程を説明する段面図。
【図２９】本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の接続を説明する平面図。
【図３０】本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の接続を説明する平面図。
【図３１】本発明に係る液晶表示パネルの構成を説明する平面図及び断面図。
【図３２】本発明に係る液晶表示装置の駆動回路の実装方法を説明する平面図。
【図３３】本発明に係る液晶表示モジュールの構成を説明する図。
【図３４】電子機器の一例を説明する図。
【図３５】電子機器の一例を説明する図。
【図３６】本発明に係る液晶表示装置の構造を説明する平面図及び断面図。
【図３７】本発明に係る液晶表示装置の周辺部の構成を説明する平面図及び断面図。
【図３８】保護回路を説明する回路図。
【図３９】本発明に適用可能なレーザビーム直接描画装置を説明する図。
【図４０】本発明の半導体装置の応用例を説明する図。
【図４１】本発明の半導体装置の応用例を説明する図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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