(57)【要約】【課題】半導体薄膜のレーザ結晶化において、レーザ光を効率的に利用し、さらに、装置のコスト増や、スループットの悪化等を抑制して生産性を向上させる。【解決手段】半導体薄膜の結晶化方法は、半導体薄膜を準備するステップと、半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつレーザ光を走査するステップと、レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を半導体薄膜に照射しつつレーザ光を走査するステップと、を備える。【選択図】図２
2008288514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体薄膜を準備するステップと、
上記半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつ該レーザ光を走査するステップと、
上記レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を上記半導体薄膜に照射しつつ該レーザ光を走査するステップと、
を備えた半導体薄膜の結晶化方法。
【請求項２】
請求項１に記載された半導体薄膜の結晶化方法において、
上記レーザ光は、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波、Ｎｄ：ガラスレーザの第２高調波、Ｙｂ：ＹＡ Ｇレーザの第２高調波、Ｙｂ：ガラスレーザの第２高調波、Ａｒイオンレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザの第２高調波及びＤｙｅレーザからなる群より選ばれた少なくとも１種を含む半導体薄膜の結晶化方法。
【請求項３】
半導体薄膜を準備するステップと、
上記半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつ、該レーザ光を所定方向に走査するステップと、
上記レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を上記半導体薄膜に照射しつつ、該照射領域の側縁に沿って該レーザ光を上記所定方向に平行に走査するステップと、
を備えた半導体薄膜の結晶化方法。
【請求項４】
半導体薄膜を準備するステップと、
上記半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつ該レーザ光を走査する第１ステップと、
上記レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を上記半導体薄膜に照射しつつ該レーザ光を走査する第２ステップと、
上記半導体薄膜において、上記第１ステップで上記レーザ光が照射された領域に第１表示素子を形成する第３ステップと、
上記半導体薄膜において、上記第２ステップで上記レーザ光が重なるように照射された領域に第２表示素子を形成する第４ステップと、
を備えた表示装置の製造方法。
【請求項５】
基板と、
各々、上記基板上に設けられ、第１表示素子が形成された所定の半導体特性を示す第１半導体薄膜を有する複数の第１島状部と、
各々、上記基板上に設けられ、第２表示素子が形成された上記第１半導体薄膜と半導体特性の異なる第２半導体薄膜を有する複数の第２島状部と、
上記第１半導体薄膜と上記第２半導体薄膜とが接するように上記基板上に並設された第３島状部と、
を備えた薄膜トランジスタ基板。
【請求項６】
請求項５に記載された薄膜トランジスタ基板において、
上記第２島状部は、上記第１半導体薄膜と表面粗さの異なる第２半導体薄膜を有する薄膜トランジスタ基板。
【請求項７】
請求項５に記載された薄膜トランジスタ基板において、
上記第２半導体薄膜は、上記第１半導体薄膜より電荷移動度が高い薄膜トランジスタ基板。
【請求項８】
請求項５に記載された薄膜トランジスタ基板において、
上記第２半導体薄膜は、上記第１半導体薄膜より表面粗さが大きい薄膜トランジスタ基板。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれかに記載された薄膜トランジスタ基板を備えた表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体薄膜の結晶化方法、表示装置の製造方法、薄膜トランジスタ基板及びそれを備えた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、アクティブマトリクス型表示装置（例えば、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置）のスイッチング素子として広く用いられている。例えば、アクティブマトリックス型液晶表示装置は、マトリクス状に配置された数十万以上の画素電極のそれぞれに対応して１つ以上のＴＦＴを有し、画素電極に供給される電荷がＴＦＴによって制御される。
【０００３】
表示装置のスイッチング素子として用いられている薄膜トランジスタには、多結晶シリコンを活性層としたものがあり、これを用いて、同一基板上にスイッチング素子の他、駆動回路を形成している。
【０００４】
このような多結晶半導体薄膜の製造方法として、非晶質半導体膜にレーザ光を照射し、溶融固化させることで結晶化する方法（レーザアニール法）がある。レーザアニール法として、エキシマレーザというパルス幅１０〜１００ｎｓ程度の短パルスレーザを非晶質シリコン薄膜に照射して多結晶シリコン薄膜を得るエキシマレーザアニール法は、大型のガラス基板等の上に、ガラス基板の歪点以下の低温で多結晶シリコン薄膜を形成できる低温プロセスであることから、この方法により近年において多結晶シリコン薄膜を用いたＴＦＴの量産化が実現している。
【０００５】
このような技術として、例えば、特許文献１には、ｐ−ｃｈ．ＴＦＴのチャネルとなる半導体薄膜とｎ−ｃｈ．ＴＦＴのチャネルとなる半導体薄膜とを、互いに異なるレーザ強度によるレーザアニールにより形成するものが開示されている。
【特許文献１】特開平06-252398号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、同一基板の半導体膜上に、例えば画素部と表示駆動用ドライバ等の周辺回路とを形成する場合、画素部を形成する領域に比べて周辺回路を形成する領域は、移動度が高い等の良好、もしくは性能の異なる半導体特性が必要となる場合がある。これを上述したような従来のレーザ結晶化方法によって実現しようとすると、半導体膜をレーザ結晶化する際に周辺回路の形成領域だけレーザスポット照射数を増やす必要があり、レーザ結晶化に用いる装置のコストが増大する問題や、スループットが悪化する問題等が生じる。
【０００７】
本発明は、斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、半導体薄膜のレーザ結晶化において、レーザ光を効率的に利用し、さらに、装置のコスト増や、スループットの悪化等を抑制して生産性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法は、半導体薄膜を準備するステップと、半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつレーザ光を走査するステップと、レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を半導体薄膜に照射しつつレーザ光を走査するステップと、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法は、レーザ光が、エキシマレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波、Ｎｄ：ガラスレーザの第２高調波、Ｙｂ：ＹＡＧレーザの第２高調波、Ｙｂ：ガラスレーザの第２高調波、Ａｒイオンレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザの第２高調波及びＤｙｅレーザからなる群より選ばれた少なくとも１種を含んでもよい。
【００１０】
本発明に係る半導体薄膜の結晶化方法は、半導体薄膜を準備するステップと、半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつ、レーザ光を所定方向に走査するステップと、レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を半導体薄膜に照射しつつ、照射領域の側縁に沿ってレーザ光を所定方向に平行に走査するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る表示装置の製造方法は、半導体薄膜を準備するステップと、半導体薄膜に対し、レーザ光を照射しつつレーザ光を走査する第１ステップと、レーザ光の照射によって形成された照射領域の側縁部分に所定幅だけ重なるようにレーザ光を半導体薄膜に照射しつつレーザ光を走査する第２ステップと、半導体薄膜において、第１ステップでレーザ光が照射された領域に第１表示素子を形成する第３ステップと、半導体薄膜において、第２ステップでレーザ光が重なるように照射された領域に第２表示素子を形成する第４ステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、基板と、各々、基板上に設けられ、第１表示素子が形成された所定の半導体特性を示す第１半導体薄膜を有する複数の第１島状部と、各々、基板上に設けられ、第２表示素子が形成された第１半導体薄膜と半導体特性の異なる第２半導体薄膜を有する複数の第２島状部と、第１半導体薄膜と第２半導体薄膜とが接するように基板上に並設された第３島状部と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、第２島状部が、第１半導体薄膜と表面粗さの異なる第２半導体薄膜を有してもよい。
【００１４】
本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、第２半導体薄膜が、第１半導体薄膜より電荷移動度が高くてもよい。
【００１５】
本発明に係る薄膜トランジスタ基板は、第２半導体薄膜が、第１半導体薄膜より表面粗さが大きくてもよい。
【００１６】
本発明に係る表示装置は、上述の薄膜トランジスタ基板を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、半導体薄膜のレーザ結晶化において、レーザ光を効率的に利用し、さらに、装置のコスト増や、スループットの悪化等を抑制して生産性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態に係る半導体薄膜の結晶化方法、表示装置の製造方法、薄膜トランジスタ基板及びそれを備えた表示装置を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１９】
また、この実施形態では、表示装置における非晶質シリコン薄膜（ａ−Ｓｉ層）にレーザ結晶化処理を施す場合について説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係るレーザ結晶化方法は、例えば、図１に示すようなレーザ結晶化装置１０を用いて行うことができる。レーザ結晶化装置１０は、パルスレーザ発振器１１、反射鏡１２、光学系１３、加工ステージ１４及びシステム制御部１５で構成される。
【００２１】
パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器１１は、レーザ結晶化装置１０の最上部に設けられており、レーザ光源１６を有している。レーザ光源１６の後段には、必要であれば位相変調素子１７等を設けても良い。
【００２２】
レーザ光源１６は、処理対象の半導体膜を結晶化するのに充分なエネルギーのパルスレーザ光を出力する。
【００２３】
レーザ光は、例えば波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光や波長２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザ光が好ましい。その他、Ｎｄ：ＹＡＧレーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザの第２高調波、Ｎｄ：ＹＬＦレーザの第２高調波、Ｎｄ：ガラスレーザの第２高調波、Ｙｂ：ＹＡＧレーザの第２高調波、Ｙｂ：ガラスレーザの第２高調波、Ａｒイオンレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザの第２高調波及びＤｙｅレーザからなる群より選ばれた少なくとも１種を含んでもよい。
【００２４】
レーザ光源１６は、パルス発振型であり、その発振周波数は、例えば１００〜３００Ｈｚである。また、そのパルス幅は、半値幅で、例えば２０〜１００ｎｓｅｃである。
【００２５】
パルスレーザ発振器１１からのパルスレーザ光２０を反射する反射鏡１２は、パルスレーザ発振器１１から出射されるパルスレーザ光２０の光路上に、所定角度だけ傾けて設けられている。
【００２６】
光学系１３は、反射鏡１２で反射されたパルスレーザ光２０の光路上に設けらている。光学系１３は、パルスレーザ光２０を、例えば、長方形状、正方形状、楕円状等に整形して照射するための、複数のシリンドリカルレンズで構成されている。
【００２７】
加工ステージ１４は、レーザ結晶化装置１０の最下部に設けられている。加工ステージ１４は、システム制御部１５に接続されている。
【００２８】
システム制御部１５は、レーザ結晶化装置１０の側部にあり、加工ステージ１４及びパルスレーザ発振器１１に接続されている。
【００２９】
次に、レーザ結晶化装置１０の機能について説明する。
【００３０】
パルスレーザ発振器１１のレーザ光源１６は、システム制御部１５から発信される信号により、パルスレーザ光２０を発振し、反射鏡１２で反射させる。
【００３１】
反射鏡１２で反射したパルスレーザ光２０は、光学系１３へ入射する。パルスレーザ光２０は、光学系１３内の複数のシリンドリカルレンズによって集束等をして、レーザ光２１に整形され、半導体薄膜に照射される。
【００３２】
システム制御部１５は、半導体薄膜へのレーザ光２１の照射のタイミングに合わせて、加工ステージ１４を平面方向に移動させる。
【００３３】
（半導体薄膜の結晶化方法）
次に、レーザ結晶化装置１０を用いた半導体薄膜の結晶化方法について説明する。ここでは、半導体膜として非晶質シリコン膜を用い、これを結晶化して多結晶半導体膜を作製する場合について説明する。
【００３４】
最初に、例えば６８０ｍｍ×８８０ｍｍのサイズに形成された基板の上に、例えば厚さ５００Å程度の非晶質シリコン膜を形成する。この工程は、表示パネルを構成する基板（例えば、ガラス基板）のほぼ全面に非晶質シリコン膜を形成する工程であり、公知の方法で実行される。
【００３５】
次に、非晶質シリコン膜を形成した基板３０を前記レーザ結晶化装置１０の加工ステージ１４に載せる。
【００３６】
次いで、システム制御部１５から信号を発信することにより、パルスレーザ発振器１１のレーザ光源１６からパルスレーザ光２０を発振する。
【００３７】
次に、発振されたパルスレーザ光２０は、反射鏡１２で反射されて光学系１３へ向かい、光学系１３でレーザ光２１に整形され、基板３０の非晶質シリコン膜へ照射される。
【００３８】
レーザ光２１を基板３０の非晶質シリコン膜へ照射した後、システム制御部１５により、加工ステージ１４を平面方向に移動する。また、移動方向は、レーザ光２１の幅方向とする。
【００３９】
レーザ光２１を照射した基板３０の非晶質シリコン膜を移動させると、続いてシステム制御部１５により、同様にパルスレーザ発振器１１へ信号を送り、パルスレーザ光２０を発振させる。このとき、図２に示すように、基板３０の非晶質シリコン膜を一方の端部から照射するレーザ光２１の所定方向（図２における上から下方向）へ向かって順に結晶化する。
【００４０】
続いてシステム制御部１５により、図２に示すように、加工ステージ１４を移動させて、先に照射したレーザ光の照射開始位置と並列する位置を開始位置として、レーザ光２１の照射によって形成された照射領域３１の側縁部分３２に所定幅だけ重なるようにレーザ光２１を照射する。
【００４１】
次に、加工ステージ１４を移動させることにより、基板３０の非晶質シリコン膜に、照射領域３１の側縁に沿ってレーザ光２１を上記所定方向に平行に走査しつつ照射する。
【００４２】
これにより、基板３０の非晶質シリコン膜に対し、一度結晶化したレーザ光２１の照射領域３１の側縁部分３２を所定幅だけ重ねて再度結晶化するため、従来のレーザ結晶化方法のように、個別にレーザ光２１を重ねて照射しなくてもよい。すなわち、一度形成したレーザ光２１の照射領域３１の側縁部分３２に所定幅だけ重なるようにレーザ光２１を照射しつつ、照射領域３１の側縁に沿ってレーザ光２１を走査するのみで、半導体特性のより高い領域を形成することができる。
【００４３】
このようにして、レーザ照射による結晶化処理を基板３０の非晶質シリコン膜全体に亘り施すことにより多結晶半導体薄膜４５を製造する。
【００４４】
（表示装置の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係る表示装置の製造方法について説明する。また、表示装置として、ここでは液晶表示装置４０を例に挙げて説明する。
【００４５】
まず、ガラス等の絶縁性基板上に形成された半導体薄膜を上述のようにして結晶化し、多結晶半導体薄膜４５を製造する。このとき、図２に示すように、多結晶半導体薄膜４５は、レーザ光２１により一度の走査によって照射されてなる照射領域３１と、さらにその上からレーザ光２１が重ねて照射された領域（側縁部分３２）とが交互にストライプ状に形成されている。
【００４６】
次に、照射領域３１（第１半導体薄膜）に、ＴＦＴ等の画素部を構成する表示素子（第１表示素子）を形成し、側縁部分３２（第２半導体薄膜）に、周辺回路を構成する表示素子（第２表示素子）を形成する。
【００４７】
ここで、上記多結晶半導体薄膜４５は、図３に示すようにマトリクス状にエッチングされ、各々が画素部５０（第１島状部）、及び周辺回路部５１（第２島状部）を構成している。また、多結晶半導体薄膜４５上において、照射領域３１と、側縁部分３２との境界線４４上には、エッチングされないで残った半導体薄膜４６が存在し、照射領域３１と側縁部分３２とが接するように基板上に並設された領域（第３島状部）を構成している。
【００４８】
このように形成した第３島状部の照射領域３１と側縁部分３２とは、それぞれ半導体特性（例えば、電荷移動度や表面粗さ等）が異なっている。
【００４９】
一般的には、側縁部分３２が、照射領域３１よりｎチャネル移動度やｐチャネル移動度等の電荷移動度が高く、また、照射領域３１より表面粗さが大きくなるよう結晶化を行う場合が多いが、そうでなくともよい。
【００５０】
また、第３島状部では、上記の電荷移動度や表面粗さ等の半導体特性の異なる多結晶半導体薄膜が互いに接して所定の境界線を形成している。
【００５１】
このように多結晶半導体薄膜４５上に、第３島状部を設けるのは、上記の境界線を確認できるために工程検査や薄膜の解析が容易となるためである。
【００５２】
また、上記の境界線は、画素部５０と周辺回路部５１との間に設けるものに限らず、周辺回路部５１内に形成してもよい。すなわち、エッチングによって照射領域３１と側縁部分３２とを両方設けた島状部を形成し、これを周辺回路部５１としてもよい。
【００５３】
尚、第３島状部は、図３に示すように、一つの薄膜トランジスタ基板５５上に一つだけ形成されていなくてもよく、境界線４４上に複数形成されていてもよい。
【００５４】
次いで、基板３０に所定の処理を施して、ＴＦＴ等を形成する。
【００５５】
次いで、第１表示素子及び第２表示素子を形成した基板３０から、矩形状に小型の基板（薄膜トランジスタ基板５５）を切り出す。このとき、切り出した小型の基板は、第１表示素子が形成された画素部５０と、第２表示素子が形成された周辺回路部５１とを含む薄膜トランジスタをいずれも備えている。
【００５６】
次に、カラーフィルタ８５等を備えたカラーフィルタ基板５６を作製する。このとき、カラーフィルタ基板５６は、初めに大判の基板にカラーフィルタ８５等を形成した後、複数の小型の基板に分断してもよく、初めから小型の基板を個別に作製してもよい。
【００５７】
次いで、薄膜トランジスタ基板５５とカラーフィルタ基板５６とを貼り合わせ、それらの基板間に液晶材料８０を注入し、偏光板５８及び保護フィルム５９を基板上に形成することにより、液晶表示パネル５７を作製する。尚、液晶材料は、薄膜トランジスタ基板５５上に滴下注入した後、カラーフィルタ基板５６を貼り合わせることにより、基板間に設けてもよい。
【００５８】
次に、液晶表示パネル５７にバックライト７０等を設けることにより、液晶表示装置４０を作製する。
【００５９】
（薄膜トランジスタ基板５５を用いた液晶表示装置４０の構成）
次に、本発明に係る薄膜トランジスタ基板５５を備えた液晶表示装置４０の構成について、図を用いて詳細に説明する。
【００６０】
図４に示すように、液晶表示装置４０は、液晶表示パネル５７及びバックライト７０等により構成されている。
【００６１】
液晶表示パネル５７は、図５に示すように、対向する薄膜トランジスタ基板５５及びカラーフィルタ基板５６、それらの間に設けられた液晶材料８０、スペーサ８１及び、薄膜トランジスタ基板５５上に形成された周辺ＩＣ７１等で構成されている。
【００６２】
カラーフィルタ基板５６は、ガラス等で形成された絶縁性基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３原色からなるカラーフィルタ８５が形成されている。カラーフィルタ８５としては、ＲＧＢの組合せ以外に、シアン、マゼンタ、イエローの補色を用いてもよい。
【００６３】
カラーフィルタ８５上には不図示の対向電極及び配向膜がそれぞれ形成されている。カラーフィルタ８５は、その外周に、コントラストを得るための縁取りとしてブラックマトリクス（遮光層）が設けられて遮光領域が形成されている。
【００６４】
薄膜トランジスタ基板５５は、ガラス等で形成された絶縁性基板にマトリクス状に配置された複数の画素部５０等で構成された画素ＴＦＴ８６を備えている。画素ＴＦＴ８６の画素部５０は、各々、絶縁性基板上に形成されたそれぞれ不図示のゲート電極、ソース電極及びドレイン電極等のＴＦＴ、透明絶縁層、画素電極等で構成されている。
【００６５】
周辺回路ＴＦＴ８８は、薄膜トランジスタ基板５５の第２半導体薄膜上に形成されている。
【００６６】
また、薄膜トランジスタ基板５５の多結晶半導体薄膜４５上において、レーザ光２１により一度の走査で照射された領域と、レーザ光２１を重ねて照射された領域との境界線４４上には、エッチングされないで残った半導体薄膜４６が存在し、レーザ光２１により一度の走査で照射された領域とレーザ光２１を重ねて照射された領域とが接するように基板上に並設された領域（第３島状部）を構成している。第３島状部は、一つの薄膜トランジスタ基板５５上に一つだけ形成されていなくてもよく、境界線４４上に複数形成されていてもよい。
【００６７】
バックライト７０は、液晶表示パネル５７の薄膜トランジスタ基板５５側に配置されている。バックライト７０は、光源と、光源から出射された光を受けてその中を伝播させながら液晶表示パネル５７に向けて出射する導光板と、導光板の裏面から出射された光を導光板に向けて反射する反射板（いずれも不図示）とを有している。
【実施例】
【００６８】
上述の製造方法によって製造した薄膜トランジスタ基板を用いて、パルスレーザショット数と半導体特性との関係を調べるための試験を行った。
【００６９】
（薄膜トランジスタ基板の作製）
まず、ガラス基板上に半導体薄膜を形成し、上述のようにパルスレーザ光で同一箇所を１０回照射した。このようにして順次半導体薄膜を結晶化するとともに、上述のように照射領域の周縁部を所定幅だけ重なるように、さらにパルスレーザ光で同一箇所を１０回照射した。このため、重ねて照射された領域は、合計２０回照射されたこととなる。
【００７０】
次に、パルスレーザ光で同一箇所を１０回照射した領域にＴＦＴ等で構成される画素部を形成し、２０回照射した領域に周辺回路を形成することにより、ｎチャネル及びｐチャネル薄膜トランジスタ基板をそれぞれ作製し、実施例１とした。
【００７１】
次に、パルスレーザ光の同一箇所への照射回数を１５回にして上述と同様の薄膜トランジスタ基板を作製した。すなわち、同一箇所を１５回照射した領域にＴＦＴ等で構成される画素部を形成し、３０回照射した領域に周辺回路を形成することにより、ｎチャネル及びｐチャネル薄膜トランジスタ基板を作製し、実施例２とした。
【００７２】
（試験評価）
次に、実施例１及び２について、レーザショット数に対し、それぞれ電荷の移動度、すなわち、ｎチャネル移動度及びｐチャネル移動度を測定し、その結果をそれぞれ図６及び図７に示す。
【００７３】
図６及び図７により、同一箇所へのパルスレーザ光の照射回数によって、電荷の移動度が異なることがわかる。
【００７４】
また、実施例１及び２について、レーザショット数に対し、それぞれ表面凹凸（表面粗さ）：Ｒａ（ｎｍ）を測定し、その結果を図８に示す。同一箇所へのパルスレーザ光の照射回数によって、表面凹凸が異なることがわかる。
【００７５】
上記の結果は、例えばパルスレーザー光の照射条件や、照射基板の膜構成によって、特性や表面凹凸の大小の傾向が同等化もしくは逆転することがある。
【００７６】
例えば、上記の結晶化後に、表面の平坦化処理を行うことで、特性は異なっても表面凹凸は同等化することもある。
【００７７】
上記の結果から、本発明の実施形態で記載された製造方法によって製造した薄膜トランジスタ基板には、ｎチャネル移動度及びｐチャネル移動度、もしくは表面凹凸：Ｒａの値に代表されるような、異なる性質の多結晶半導体薄膜が互いに接して構成された領域（第３島状部）が形成されていることがわかる。また、第３島状部では、結晶状態の異なる多結晶半導体薄膜が互いに接して所定の境界線を形成している。結晶の表面凹凸のような、表面状態の違いがある場合には顕微鏡などにより容易に境界線を識別できるが、表面状態が同等であっても、結晶性が異なれば、ラマン分光装置などを用いても境界線を識別することができる。
【００７８】
（作用効果）
次に、作用効果について説明する。
【００７９】
本発明の実施形態に係る半導体薄膜の結晶化方法は、半導体薄膜を準備するステップと、半導体薄膜に対し、レーザ光２１を照射しつつ走査するステップと、レーザ光２１の照射によって形成された照射領域３１の側縁部分３２に所定幅だけ重なるようにレーザ光２１を半導体薄膜に照射しつつ走査するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００８０】
このような構成によれば、半導体薄膜のレーザ光２１の照射が重なる領域は、それ以外の領域に比べて電荷移動度等の異なる半導体特性が得られるが、このような領域のみを個別にレーザ光２１を重ねて照射しなくてもよい。すなわち、一度形成したレーザ光２１の照射領域３１の側縁部分３２に所定幅だけ重なるようにレーザ光２１を照射しつつ走査するのみで、異なる半導体特性の領域を形成することができる。このため、例えば半導体特性を高くする必要のある周辺回路等の形成領域をレーザ光２１の照射が重なる領域に設け、半導体特性がそれほど高くなくてもよい画素部５０等の形成領域をそれ以外の領域に設けることにより、同一の半導体基板上に異なる性質の表示素子を効率的に形成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
以上説明したように、本発明は、半導体薄膜の結晶化方法、表示装置の製造方法、薄膜トランジスタ基板及びそれを備えた表示装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施形態に係るレーザ結晶化装置１０の概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係る基板３０の非晶質シリコン膜の結晶化の様子を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る薄膜トランジスタ基板５５上にマトリクス状に形成された多結晶半導体薄膜４５の平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る液晶表示装置４０の断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る液晶表示パネル５７の断面図である。
【図６】本発明の実施例１及び２に係るｎチャネル薄膜トランジスタ基板のｎチャネル移動度のレーザショット数依存性を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例１及び２に係るｐチャネル薄膜トランジスタ基板のｐチャネル移動度のレーザショット数依存性を示すグラフである。
【図８】本発明の実施例１及び２に係る表面凹凸（Ｒａ値）のレーザショット数依存性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１０      レーザ結晶化装置
２０      パルスレーザ光
２１      レーザ光
３０      基板
３１      照射領域
３２      側縁部分
４０      液晶表示装置
４４      境界線
４５      多結晶半導体薄膜
４６      半導体薄膜
５０      画素部
５１      周辺回路部
５５      薄膜トランジスタ基板
５６      カラーフィルタ基板
５７      液晶表示パネル
７１      周辺ＩＣ
８０      液晶材料
８１      スペーサ
８６      画素ＴＦＴ
８８      周辺回路ＴＦＴ
【図１】
2008288514.tif 000003
【図２】
2008288514.tif 000004
【図３】
2008288514.tif 000005
【図４】
2008288514.tif 000006
【図５】
2008288514.tif 000007
【図６】
2008288514.tif 000008
【図７】
2008288514.tif 000009
【図８】
2008288514.tif 000010