(57)【要約】【課題】結晶の面方位が制御された結晶性半導体膜を用いることで、均一なシリサイド膜を作製する方法及び、該シリサイド膜を用いた絶縁基板に形成された電気的特性のばらつきの小さい薄膜トランジスタの作製方法に関する。【解決手段】キャップ膜を有する半導体膜を所定の条件でレーザ結晶化することにより結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成し、その結晶性半導体膜をシリサイドに用いることで、均一なシリサイド膜を形成することができる。【選択図】図１
2008270779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成する工程と、
前記絶縁性基板を走査しながら、前記非晶質半導体膜に連続発振のレーザビームまたは繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを照射することにより、前記非晶質半導体膜を溶融させ、半導体膜表面に対して垂直方向の面方位が｛００１｝、｛２１１｝、｛１０１｝又は｛１１１｝の結晶領域を有する結晶性半導体膜を形成する工程と、
前記結晶性半導体膜の上に金属膜を形成する工程と、
加熱処理することにより、前記結晶性半導体膜を前記金属膜と反応させる工程とを有する半導体装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁性基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成する工程と、
前記絶縁性基板を走査しながら、前記非晶質半導体膜に連続発振のレーザビームまたは繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを照射することにより、前記非晶質半導体膜を溶融させ、半導体膜表面に対して垂直方向の面方位が｛００１｝、｛２１１｝、｛１０１｝又は｛１１１｝の結晶領域を有する結晶性半導体膜を形成する工程と、
前記結晶性半導体膜を用いてチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域を形成する工程と、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一部の上に金属膜を形成する工程と、
加熱処理することにより、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一部を前記金属膜と反応させる工程とを有する半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記絶縁性基板の走査速度をｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）、前記レーザビームのパワーをｙ（Ｗ）とするとき、
前記走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）が１０ｃｍ／ｓｅｃ以上２０ｃｍ／ｓｅｃ未満において、前記パワーｙ（Ｗ）は、下記の（式１）以上、下記の（式２）未満を満たし、
前記走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）が２０ｃｍ／ｓｅｃ以上３５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、前記パワーｙ（Ｗ）は、下記の（式１）以上、下記の（式３）未満を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
ｙ  ＝  ０．００１２ｘ２＋  ０．０８３ｘ  ＋  ４．４      （式１）
ｙ  ＝  ０．２８ｘ  ＋  ４．２      （式２）
ｙ  ＝  −０．０６８３ｘ  ＋  １１．１６７      （式３）
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、
前記絶縁性基板の走査速度をｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）、前記レーザビームのパワーをｙ（Ｗ）とするとき、
前記走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）が１０ｃｍ／ｓｅｃ以上２０ｃｍ／ｓｅｃ未満において、前記パワーｙ（Ｗ）は、下記の（式２）以上、下記の（式４）未満を満たし、
前記走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）が２０ｃｍ／ｓｅｃ以上３５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、前記パワーｙ（Ｗ）は、下記の（式３）以上、下記の（式４）未満を満たし、
前記走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）が３５ｃｍ／ｓｅｃ以上５５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、前記パワーｙ（Ｗ）は、下記の（式１）以上、下記の（式５）未満を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
ｙ  ＝  ０．００１２ｘ２＋  ０．０８３ｘ  ＋  ４．４      （式１）
ｙ  ＝  ０．２８ｘ  ＋  ４．２      （式２）
ｙ  ＝  −０．０６８３ｘ  ＋  １１．１６７      （式３）
ｙ  ＝  ０．００２７ｘ２＋  ０．３６ｘ  ＋  ４．２      （式４）
ｙ  ＝  −０．３７ｘ  ＋  ３３      （式５）
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記キャップ膜は、ＳｉＮｘＯｙ（０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、０≦３ｘ＋２ｙ≦４）であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記キャップ膜の厚さは、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記金属膜は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ又はＣｒのいずれかを主成分とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記非晶質半導体膜及び前記結晶性半導体膜は、シリコンであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高特性の半導体装置の作製方法に関する。なお、本明細書中で半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、電気光学装置、半導体回路及び電気機器はすべて半導体装置である。
【背景技術】
【０００２】
集積回路の縮小に伴い、集積回路を構成する半導体装置は、金属配線と半導体膜とのコンタクト抵抗の低抵抗化や半導体膜の不純物領域の低抵抗化が要求されている。そのため、半導体膜にシリサイド膜を形成することで、コンタクト抵抗や、不純物領域を低抵抗化する技術が半導体分野で採用されている。半導体膜の抵抗を低くすると、半導体装置のオン電流が向上し、特性の高い半導体装置を作製できる。
【０００３】
通常、上記シリサイド膜を作製するには、まずＣＷ（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅ、連続発振）レーザや繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上と高いパルスレーザ（擬似ＣＷレーザ）を線状のビームスポットに成形して非晶質半導体膜に照射し、形成される固液界面を移動させることでラテラル結晶成長させて結晶性半導体膜を形成する。その上に金属膜を成膜し、熱処理を施し、両者を反応させることで半導体膜と金属膜界面にシリサイド膜を形成する（例えば特許文献１）。
【０００４】
しかし、ラテラル結晶成長で得られる結晶性半導体膜は大粒径結晶ではあるが、隣接する大粒径結晶間で結晶の面方位が全く異なるという特徴を持ち、レーザビームの照射領域内に形成される各大粒径結晶の面方位はランダムであり、一方向に制御できていない。
【０００５】
形成されるシリサイドの組成や成長速度は、半導体膜及び形成させるシリサイド膜の表面エネルギーの関係によって決定されるので、上記のような、隣接する大粒径結晶間の面方位がランダムな結晶性半導体膜と金属膜とのシリサイド化反応は、半導体膜のランダムな面方位を反映したものとなる。よって、形成されるシリサイドも組成や膜厚などが不均一となる課題を有している。
【特許文献１】特開平７−１３５３２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑み、結晶の面方位が制御された結晶性半導体膜を用いることで、均一なシリサイド膜を形成し、絶縁基板に形成された電気的特性のばらつきの小さい電界効果型トランジスタの微細化と高性能化を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ＣＷレーザや擬似ＣＷレーザを用いてラテラル結晶成長させた結晶の面方位がランダムになる理由は、半導体膜に一度に大量の熱が与えられると半導体膜は完全溶融し、この半導体膜中に大量の結晶核が発生し、これらの結晶核が元となり無秩序な結晶成長が起こるためである。
【０００８】
本発明者らは、結晶の面方位を制御するには無秩序な結晶成長を抑えることが重要であると考えた。研究の結果、ガラス基板などの絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成し、レーザ結晶化によるラテラル結晶成長をする際のレーザビームの照射条件を所定の条件とすることにより、結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成することができることを見出した。上記のように形成された結晶の面方位が一方向に制御された結晶性半導体膜上に、金属膜を成膜し、熱処理によりシリサイド膜を形成すると、半導体膜と金属膜のシリサイド化反応は結晶の面方位依存の影響を受けることなく進行するため、膜面内において非常に均一なシリサイド膜を形成することが可能となる。
【０００９】
なお、本明細書中で、シリサイドとは、シリコンと金属の化合物のみでなく、半導体と金属の化合物全般を指す。
【発明の効果】
【００１０】
キャップ膜を有する半導体膜を所定の条件でレーザ結晶化することにより結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を得ることができ、その結晶性半導体膜をシリサイドに用いることで、結晶の面方位に依存したランダムなシリサイド化反応を抑制することが可能となるため、均一なシリサイド膜を形成することができる。従って、よりばらつきの小さい半導体装置を作製することが可能となる。よって、例えば電界効果型トランジスタの微細化と高性能化を実現すること可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本発明は多くの異なる形態で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成し、そのキャップ膜を介して非晶質半導体膜に連続発振のレーザビーム又は繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを所定の条件で照射して、表面に対して垂直方向の面方位が｛００１｝である結晶性半導体膜を形成する。それから、ソース部、ドレイン部にその結晶性半導体膜を用いたトップゲート型のＴＦＴにおいてシリサイド膜を形成する例を説明する。図１及び２はその作製工程を示す図である。
【００１３】
図１において絶縁表面を有する基板１００の片面に、下地膜として機能する絶縁膜１０１を形成する。下地膜として機能する絶縁膜１０１は、厚さ５０ｎｍ乃至１５０ｎｍの酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸素より窒素の含有量の多い窒化酸化珪素膜、窒素より酸素の含有量の多い酸化窒化珪素膜等を適宜用いて形成する。ここでは、絶縁表面を有する基板１００として、例えば、厚さ０．７ｍｍのガラス基板を用いる。また、下地膜として機能する絶縁膜１０１を、厚さ５０ｎｍの窒化酸化珪素膜を、さらに、厚さ１００ｎｍの酸化窒化珪素膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。
【００１４】
次に、絶縁膜１０１上に、半導体膜１０２として、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の厚さ、好ましくは２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下の厚さの非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜する。
【００１５】
また、その半導体膜１０２が非晶質珪素膜である場合、半導体膜１０２を形成した後、半導体膜１０２を加熱してもよい。当該加熱処理は、非晶質珪素膜から水素を出すための処理である。なお、その水素を出すのは、レーザビームを照射したときに半導体膜１０２から水素ガスが噴出することを防ぐためであり、半導体膜１０２に含まれる水素が少なければ省略できる。ここでは、半導体膜１０２を、電気炉内において５５０℃で４時間加熱する。
【００１６】
次に、半導体膜１０２上にキャップ膜１０３として厚さ２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下のＳｉＮｘＯｙ（０≦ｘ≦４／３、０≦ｙ≦２、０≦３ｘ＋２ｙ≦４）膜を形成する。特に注意すべきは、このキャップ膜１０３については、薄すぎると後に形成される結晶性半導体膜の面方位を制御することが難しくなるため、２００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の厚さで成膜するのが好ましい。
【００１７】
キャップ膜１０３には、酸化珪素膜や窒化珪素膜、窒素より酸素の含有量が多い酸化窒化珪素（以下、ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）と示す。）膜、酸素より窒素の含有量が多い窒化酸化珪素（以下、ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＞ｙ）と示す。）膜等を用いることができる。なお、キャップ膜１０３に水素が多く含まれている場合には、半導体膜１０２と同様に、水素を出すための加熱処理を行う。
【００１８】
なお、キャップ膜１０３については、レーザビームの波長に対し十分な透過率を持ち、熱膨張係数などの熱的な値や延性などの値が隣接する半導体膜１０２と近いものであることが好ましい。さらに、キャップ膜１０３は、後に形成される薄膜トランジスタのゲート絶縁膜と同等の固く、エッチング速度の遅い緻密な膜であることが好ましい。このような固く緻密な膜は、例えば成膜レートを低くすることにより形成することができる。
【００１９】
キャップ膜１０３として、固く緻密な膜を形成することで、半導体膜１０２の溶融、凝固時に適度な負荷を与えることで、体積変化を抑制し安定な結晶成長を促す。さらに、レーザビームの照射を、半導体膜１０２が完全に溶融する下限のパワー密度よりわずかに高いパワーで行う。このように、半導体膜１０２に与える熱量を必要最小限に抑えることによって、必要以上に結晶核が発生することや、溶融した半導体膜１０２の粘性が低下することを抑え、乱流の発生、つまり無秩序な結晶成長を抑制する。この結果、結晶性半導体膜の結晶の面方位の制御が容易となる。
【００２０】
以上のように、キャップ膜１０３を形成した半導体膜１０２に、基板１００を走査しながら、所定の条件でＣＷレーザや擬似ＣＷレーザを照射し、ラテラル結晶成長させることで、結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜１０６を形成することができる。
【００２１】
次に、図１（Ｂ）に示すように、半導体膜１０２の一部にレーザビーム１０５を照射することにより、半導体膜１０２を溶融し、表面の面方位が｛００１｝である結晶性半導体膜１０６を形成する。例えば、レーザビーム１０５のパワーを８．４Ｗとし、走査速度を２０ｃｍ／秒としてレーザビーム１０５を照射すると、結晶性半導体膜１０６における結晶の表面の４割以上が面方位｛００１｝となる。
【００２２】
レーザビーム１０５は、キャップ膜１０３側から半導体膜１０２に照射することができる。また、基板１００が透光性を有する場合は、基板１００側から半導体膜１０２に照射することができる。ここでは、キャップ膜１０３側から半導体膜１０２にレーザビーム１０５を照射する。
【００２３】
レーザビーム１０５のパワーとしては、半導体膜１０２が完全に溶融する下限のパワーまたはそれよりわずかに高いパワーが好ましい。半導体膜１０２に与える熱量を必要最小限に抑えることで、半導体の融液の乱流を抑制することが可能であり、乱流による必要以上の結晶核の発生を抑制することができる。この結果、大粒径結晶を形成することができる。
【００２４】
次に、結晶性半導体膜１０６上のキャップ膜１０３を除去する。代表的には、ウェットエッチングならば、フッ化水素アンモニウム及びフッ化アンモニウムの混合水溶液またはフッ酸水溶液、ドライエッチングならば、ハイドロフルオロカーボンガスを用いて、キャップ膜１０３を除去することができる。
【００２５】
なお、ここで結晶性半導体膜１０６の薄膜化を行っても良い。代表的には、結晶性半導体膜１０６の全面の厚さが１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下となるようにエッチングを行っても良い。さらには、結晶性半導体膜１０６上にレジストを塗布し、露光及び現像を行って所望の形状のレジストを形成し、当該レジストをマスクとして結晶性半導体膜１０６を所望の形状にエッチングした後、所望の形状の結晶性半導体膜１０６の薄膜化を行っても良い。具体的には、所望の形状の結晶性半導体膜１０６の厚さを１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下とするようにエッチングを行っても良い。このような厚さの薄い結晶性半導体膜１０６を用いて薄膜トランジスタを形成すると、完全空乏型薄膜トランジスタとなるため、移動度の高い薄膜トランジスタを作製することができる。
【００２６】
次に、図１（Ｃ）に示すように結晶性半導体膜１０６を選択的に島上にエッチングする。その結晶性半導体膜のエッチング方法としては、ドライエッチング、ウェットエッチング等を用いることができるが、ここでは、結晶性半導体膜上にレジストを塗布した後、露光及び現像を行ってレジストマスクを形成する。その形成されたレジストマスクを用いてＳＦ６：Ｏ２の流量比を４：１５としたドライエッチング法により、結晶性半導体膜１０６を選択的にエッチングし、その後レジストマスクを除去する。
【００２７】
次いで、図１（Ｄ）に示すように、結晶性半導体膜１０６上にゲート絶縁膜１０７を形成するが、そのゲート絶縁膜１０７は、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＞ｙ）、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）、等の単層又は積層構造で形成する。ここでは、厚さ４０ｎｍのＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。その後、ゲート電極１０８を形成するが、そのゲート電極１０８は、金属又は一導電型の不純物を添加した結晶性半導体で形成することができる。
【００２８】
ゲート電極１０８に金属を用いる場合は、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）などを用いることができる。さらに、金属を窒化させた金属窒化物を用いることができ、それに加えて当該金属窒化物からなる第１の層と当該金属から成る第２の層とを積層させた構造としても良い。また、液滴吐出法を用いて微粒子を含むペーストをゲート絶縁膜上に吐出し、乾燥・焼成して形成することができる。さらに、ゲート絶縁膜上に、微粒子を含むペーストを印刷法により印刷し、乾燥・焼成して形成することができ、その微粒子の代表例としては、金、銀、銅、金と銀の合金、金と銅の合金、銀と銅の合金、金と銀と銅の合金等がある。
【００２９】
ここでは、ゲート絶縁膜１０７上に、膜厚３０ｎｍの窒化タンタル膜１０８ａ及び膜厚３７０ｎｍのタングステン膜１０８ｂをスパッタリング法により形成する。その後、フォトリソグラフィー工程により形成したレジストマスクを用いて窒化タンタル膜１０８ａ及びタングステン膜１０８ｂを選択的にエッチングして、窒化タンタル膜１０８ａの端部がタングステン膜１０８ｂの端部より外側に突き出した形状のゲート電極１０８を形成する。
【００３０】
次いで、ゲート電極１０８をマスクとして、結晶性半導体膜１０６に例えばｎ型を付与する不純物元素を添加して、ソース領域及びドレイン領域１０９、１１０を形成する。
【００３１】
また、ゲート電極１０８の一部に重複する低濃度不純物領域１１１、１１２を形成する。さらに、ゲート電極１０８と重複するチャネル領域１１３を形成する。
【００３２】
なお、ここではソース領域及びドレイン領域１０９、１１０、及び低濃度不純物領域１１１、１１２に、ｎ型を付与する不純物元素であるリンをドーピングする。Ａｓ等でも良い。
【００３３】
この後、半導体層に添加した不純物元素を活性化するために加熱処理を行うが、ここでは窒素雰囲気で５５０度４時間の加熱を行う。以上の工程により、ｎチャネル型のＴＦＴ１５０を形成する。
【００３４】
次に、図２（Ａ）に示すように、ＴＦＴ１５０のゲート電極及び配線を絶縁化する層間絶縁膜を形成する。ここでは、層間絶縁膜として酸化珪素膜１１４、窒化珪素膜１１５、及び酸化珪素膜１１６を積層して形成し、水素化する。
【００３５】
次いで層間絶縁膜の上にレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜をエッチングすることにより、ソース領域及びドレイン領域１０９、１１０それぞれに位置するコンタクトホールを形成することにより、ソース領域及びドレイン領域１０９、１１０の一部を露出する。
【００３６】
次に、図２（Ｂ）示すように、露出した結晶性半導体膜の表面をフッ酸で洗浄した後に、スパッタ法にて露出したソース領域及びドレイン領域１０９、１１０を覆うように全面に金属膜１１７を５〜３０ｎｍ成膜する。ここで、金属膜１１７は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ又はＣｒのいずれかを主成分とするのが好ましい。次いで、加熱処理を施す。この工程によってソース領域及びドレイン領域１０９、１１０の結晶性半導体膜と金属膜の部分が接する部分にシリサイド化反応が起き、シリサイド膜１１８、１１９が形成される。
【００３７】
シリサイド化反応は結晶性半導体膜の面方位に依存する。例えば、面方位が｛００１｝である珪素膜面上には、ＮｉＳｉ２やＣｏＳｉ２等が、面方位が｛１１１｝である珪素膜上には、ＰｔＳｉやＰｄＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＣｒＳｉ２等が成長しやすいことが知られている。したがって、面方位が一方向に制御された結晶性半導体膜上に形成された上記のような金属膜との反応により、組成がより均一なシリサイド膜を形成することが可能となる。
【００３８】
なお、ゲート電極が導電性を付与された結晶性半導体膜などの場合には、ゲート電極上にもシリサイド膜を形成することが可能である。
【００３９】
次に、未反応の金属を公知のエッチング液を用いて除去する。当該シリサイド膜形成工程によってソース領域、ドレイン領域を十分に低抵抗化できる。したがってその後、ｎ型不純物を活性化することは不要である。もちろんｎ型不純物を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザ光の照射を行ってもよいことはいうまでもない。
【００４０】
次いで層間絶縁膜上及びコンタクトホール上に導電膜（例えばＡｌ合金配線）を形成し、この導電膜をパターニングすることにより、ソース電極及びドレイン電極１２０、１２１を形成する。以上の工程によりＴＦＴ１５０（ｎチャネル型ＴＦＴ）が形成される。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、ＴＦＴ上に層間絶縁膜を形成した後に、ソース領域及びドレイン領域１０９、１１０の中でコンタクトホールにより露出した部分を用いてシリサイド膜を形成する例を示したが、これに限定されない。例えば、不純物イオンを導入した後にゲート電極をマスクにゲート絶縁膜１０７を除去し、その後金属膜を成膜して加熱することによりシリサイド膜を形成することもできる。または、ゲート電極をマスクにゲート絶縁膜１０７を除去した後に不純物イオンを導入し、その後金属膜を成膜して加熱することによりシリサイド膜を形成することもできる。その後は通常のプロセスでＴＦＴを作製することができる。
【００４２】
なお本発明は本実施の形態に示したＴＦＴ構造に限定されず、他の構造を有するＴＦＴに適用することも可能である。例えばゲート絶縁膜を介してＬＤＤ領域をゲート電極と重ねて配置させた、いわゆるＧＯＬＤ（Ｇａｔｅ−ｄｒａｉｎ  Ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ＬＤＤ）構造としてもよい。
【００４３】
また本実施形態ではｎチャネル型ＴＦＴを用いて説明したが、ｎ型不純物元素に代えてｐ型不純物元素を用いることによってｐチャネル型ＴＦＴを形成することができることは言うまでもない。また本実施形態ではトップゲート型ＴＦＴを例として説明したが、例えば逆スタガ型ＴＦＴに適用することが可能である。
【００４４】
また、本実施の形態では、結晶性半導体膜１０６の表面の面方位が｛００１｝である場合の例を示したが、これに限定するものではない。レーザ照射条件等を調整することにより、例えば表面の面方位が｛２１１｝、｛１０１｝又は｛１１１｝のものも作製できる。
【００４５】
以上説明したように、キャップ膜を有する半導体膜を所定の条件でレーザ結晶化することにより結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を得ることができる。その結晶性半導体膜をシリサイドに用いることで、結晶性半導体膜のランダムな面方位に依存したランダムなシリサイド化反応を抑制することが可能となるため、均一なシリサイド膜を形成することができる。従って、よりばらつきの小さい半導体装置を作製することが可能となる。よって、例えば電界効果型トランジスタの微細化と高性能化を実現すること可能である。
【００４６】
また、結晶性半導体膜と反応させる金属の種類によって、形成されるシリサイドの組成比、抵抗値、成長膜厚及び界面状態は、依存する結晶性半導体膜の面方位が異なる。したがって、結晶性半導体膜上により高品質のシリサイド膜を形成するには、反応させる金属毎に最適な面方位を選択する必要がある。キャップ膜を形成した非晶質半導体膜をＣＷレーザや擬似ＣＷレーザを用いてラテラル成長させる場合、レーザパワー及び走査速度を制御することにより、溶融状態を制御することが可能である。つまり、レーザの照射条件を制御することにより、任意の面方位に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成することができるため、より高品質のシリサイド膜を形成することができる。
【００４７】
また、レーザ照射条件の制御により、形成することができる結晶性半導体膜の面方位を任意に制御できるため、シリサイドに用いる金属によって、最適なシリサイド膜を得ることが可能となり、より高性能の半導体装置を作製可能となる。
【００４８】
さらに、キャップ膜を形成しラテラル結晶成長させることで、表面が非常に平坦な結晶性半導体膜を形成することができるため、リーク電流が小さく、耐圧の高い半導体装置を作製することが可能となる。
【００４９】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で記載したシリサイド膜の作製方法において用いた、結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成する方法について詳細に説明する。
【００５０】
非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成し、そのキャップ膜を介して非晶質半導体膜に連続発振のレーザビーム又は繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを所定のレーザパワー及び走査速度で照射する。それによって、表面に対して垂直方向の面方位が｛００１｝、｛２１１｝又は｛１０１｝の結晶を有する結晶性半導体膜を作製することができる。以下その方法について図面を用いて説明する。
【００５１】
まず、光学系について説明する。図３は、レーザビームを非晶質半導体膜に照射して結晶化する際に用いるレーザ発振器及びビームスポットを形成する光学系を示す図である。
【００５２】
図３において、レーザ発振器１１ａ、１１ｂとして、結晶化する半導体膜に数十％以上吸収される波長のレーザを用いる。代表的には、第２高調波又は第３高調波を用いることができるが、ここでは、合計の最大出力が２０Ｗ、ＬＤ励起（レーザーダイオード励起）の連続発振レーザ（ＹＶＯ４、第２高調波（波長５３２ｎｍ））を用意する。特に第２高調波に限定する必要はないが、第２高調波はエネルギー効率の点で、さらに高次の高調波より優れている。
【００５３】
本発明で用いるレーザパワーは、半導体膜を完全に溶融することが可能な範囲であり、かつ表面の面方位が｛００１｝と、｛２１１｝または｛１０１｝とを有する結晶性半導体膜を形成することが可能な範囲である。この範囲よりも低いレーザパワーを用いると、半導体膜を完全に溶融することができず、結晶の面方位が一定方向に揃わず、小粒径結晶を有する結晶性半導体膜が形成されてしまう。よって、図３の場合ではレーザ発振器を２台用意したが、出力が十分であれば１台でもよい。この範囲よりも高いレーザパワーを用いると、半導体膜中に大量の結晶核が発生し、当該結晶核から無秩序な結晶成長が生じるため、結晶粒の位置、大きさ及び面方位が不均一な結晶性半導体膜が形成されてしまう。
【００５４】
連続発振レーザを半導体膜に照射すると、連続的に半導体膜にエネルギーが与えられるため、一旦半導体膜を溶融状態にすると、その状態を継続させることができる。さらに、連続発振レーザを走査することによって半導体膜の固液界面を移動させ、この移動の方向に沿って一方向に長い結晶粒を形成することができる。その際に固体レーザを用いるのは、気体レーザ等と比較して、出力の安定性が高く、安定した処理が見込まれるためである。
【００５５】
なお、連続発振レーザに限らず、繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振レーザを用いることも可能である。
【００５６】
その際に繰り返し周波数が高いパルス発振レーザを用いて、半導体膜が溶融してから固化するまでの時間よりもレーザのパルス間隔を短くすれば、常に半導体膜を膜厚方向全体において溶融状態にとどめることができ、固液界面の移動により一方向にラテラル成長した長い結晶粒で構成される半導体膜を形成することができる。
【００５７】
本実施の形態では、レーザ発振器１１ａ、１１ｂにＹＶＯ４レーザを用いたが、代わりにその他の連続発振レーザや繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振レーザを使用することもできる。例えば、気体レーザとしては、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ２レーザ等がある。固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、ＫＧＷレーザ、ＫＹＷレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＹＶＯ４レーザ等がある。さらに、ＹＡＧレーザ、Ｙ２Ｏ３レーザ、ＧｄＶＯ４レーザ、ＹＶＯ４レーザ等のセラミックスレーザがあり、金属蒸気レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ等が挙げられる。
【００５８】
また、レーザ発振器１１ａ、１１ｂとしては、レーザビームをＴＥＭ００（シングル横モード）で発振して射出することもでき、このようにすると被照射面において得られる線状のビームスポットのエネルギー均一性を上げることができるので好ましい。
【００５９】
これらのレーザ発振器１１ａ、１１ｂからレーザビーム１２ａ、１２ｂをそれぞれ同じエネルギーで射出する。レーザ発振器１１ｂから射出されたレーザビーム１２ｂは、波長板１３を通して偏光方向を変えるが、それは偏光子１４によって互いに偏光方向が異なる２つのレーザビームを合成するためである。
【００６０】
その波長板１３にレーザビーム１２ｂを通した後、ミラー２２で反射させ、偏光子１４にレーザビーム１２ｂを入射させ、その偏光子１４でレーザビーム１２ａとレーザビーム１２ｂを合成し、レーザビーム１２とする。その際には波長板１３及び偏光子１４を透過した光が適当なエネルギーとなるように波長板１３と偏光子１４を調整する。なお、本実施の形態では、レーザビームの合成に偏光子１４を用いているが、偏光ビームスプリッターなどの他の光学素子を用いてもよい。
【００６１】
その偏光子１４によって合成されたレーザビーム１２は、ミラー１５によって反射され、焦点距離が例えば１５０ｍｍのシリンドリカルレンズ１６、及び焦点距離が例えば２０ｍｍのシリンドリカルレンズ１７によって、レーザビームの断面形状を被照射面１８において線状に整形する。なお、ミラー１５はレーザ照射装置の光学系の設置状況に応じて設ければよい。
【００６２】
その際には、シリンドリカルレンズ１６は被照射面１８で形成されるビームスポットの長さ方向に作用し、シリンドリカルレンズ１７はその幅方向に作用するものであり、これらにより、被照射面１８において、例えば長さ５００μｍ、幅２０μｍ程度の線状のビームスポットが形成される。なお、本実施の形態では、線状に成形するためにシリンドリカルレンズを用いているが、これには限らず、球面レンズなどのその他の光学素子を用いてもよいし、シリンドリカルレンズの焦点距離は上記の値に限らず、自由に設定することができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、レーザビームの整形を、シリンドリカルレンズ１６、１７を用いて行っているが、レーザビームを線状に引き伸ばすための光学系と、被照射面に細く集光するための光学系を別に設けてもよい。例えば、レーザビームの断面を線状にするためにはシリンドリカルレンズアレイ、回折光学素子、光導波路などを用いることができ、またレーザの媒質の形状が矩形状のものを用いれば射出段階でレーザビームの断面形状を線状にすることも可能である。
【００６４】
本発明では、前記したとおりセラミックレーザを用いることができ、それを用いた場合には、レーザの媒質の形状を比較的自由に整形することが可能であるため、そのようなレーザビームの作製に適している。なお、線状に形成されたレーザビームの断面形状は出来るだけ幅が細い方が好ましく、これにより半導体膜におけるレーザビームのエネルギー密度が上がるため、工程時間を短縮できる。
【００６５】
次に、レーザビームの照射方法について説明する。キャップ膜に覆われた半導体膜が形成された被照射面１８を比較的高速で動作させるため、吸着ステージ１９に固定する。吸着ステージ１９は、Ｘ軸用の一軸ロボット２０とＹ軸用の一軸ロボット２１により、被照射面１８に平行な面上をＸＹ方向に動作でき、線状のビームスポットの長さ方向とＹ軸を一致させて配置する。
【００６６】
それに続いて、ビームスポットの幅方向、つまりＸ軸に沿って被照射面１８を動作させ、レーザビームを被照射面１８に照射する。ここでは、Ｘ軸用の一軸ロボット２０の走査速度を１０ｃｍ／ｓｅｃ以上１００ｃｍ／ｓｅｃ以下、また２台のレーザ発振器からそれぞれ２Ｗ以上１５Ｗ以下のエネルギーでレーザを射出しており、合成後のレーザの出力は４Ｗ以上３０Ｗ以下となる。このようなレーザビームが照射されることによって半導体が完全溶融した領域が形成され、固化される過程で結晶が成長し、本発明の結晶性半導体膜を形成することができる。
【００６７】
なお、ＴＥＭ００モードのレーザ発振器から射出されるレーザビームのエネルギー分布は、一般にガウス分布となるが、レーザビームの照射に用いる光学系によって、直交する３面において面方位が制御された結晶粒が形成される領域の幅を変えることができる。例えば、シリンドリカルレンズアレイやフライアイレンズなどのレンズアレイ、回折光学素子、光導波路などを用いることによって、レーザビームの強度を均一化することができる。
【００６８】
その強度が均一化されたレーザビームを半導体膜１０２に照射することにより、レーザビームが照射された領域において、表面の垂直方向に対する面方位が制御された結晶粒で形成することができる。
【００６９】
なお、本実施の形態では、Ｘ軸用の一軸ロボット２０およびＹ軸用の一軸ロボット２１を用いて、被照射面１８である半導体膜１０２を移動させる方式を用いている。だが、これに限らず、レーザビームの走査は、被照射面１８を固定してレーザビームの照射位置を移動させる照射系移動型、レーザビームの照射位置を固定して被照射面１８を移動させる被照射面移動型、または上記２つの方法を組み合わせた方法も用いることができる。
【００７０】
さらに、上述したように、上記した光学系によって形成されるビームスポットの長軸方向のエネルギー分布はガウス分布であるため、その両端のエネルギー密度の低い箇所では小粒径結晶が形成される。そこで、膜の表面の面方位が制御された結晶を形成するのに充分なエネルギーのみが被照射面１８に照射されるよう、被照射面１８の手前にスリット等を設けレーザビームの一部を切り取る構成としてもよい。また、キャップ膜１０３上にレーザビームを反射する金属膜等を成膜し、面方位が制御された結晶を形成したい箇所のみレーザビームが半導体膜に到達するようパターン形成しておいてもよい。
【００７１】
また、レーザ発振器１１ａ及び１１ｂから射出されるレーザビームをより効率的に使用するために、レンズアレイや回折光学素子等のビームホモジナイザを用いて、ビームスポットの長さ方向のエネルギーを一様な分布としてもよい。さらに、形成された結晶性半導体膜の幅の分だけ、Ｙ軸用の一軸ロボット２１を移動させ、再度Ｘ軸用の一軸ロボット２０を所定の速度で走査させることもでき、このような一連の動作を繰り返すことにより、半導体膜全面を効率よく結晶化することができる。
【００７２】
次に、上記光学系を用いて、表面に対して垂直方向（観察面Ａ）の面方位が｛００１｝の結晶領域、面方位｛２１１｝の結晶領域、及び面方位｛１０１｝の結晶領域を作製する実験例について、図面を用いて説明する。
【００７３】
まずサンプルについて説明する。まず基板上に下地膜として機能する絶縁膜として、厚さ５０ｎｍのＳｉＮｘＯｙ（ｘ＞ｙ）膜をプラズマＣＶＤ法により形成した後、厚さ１００ｎｍのＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）膜をプラズマＣＶＤ法により形成する。次に、絶縁膜上に、厚さ６６ｎｍの非晶質珪素膜をプラズマＣＶＤ法にて成膜する。
【００７４】
その非晶質珪素膜を形成した後、非晶質珪素膜から水素を出すための熱処理を行った後、半導体膜上にキャップ膜を形成する。キャップ膜としては、例えば厚さ５００ｎｍのＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）を形成する。この膜のエッチング速度は、代表的にはフッ化水素アンモニウム及びフッ化アンモニウムの混合水溶液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）を用い２０℃でエッチングしたときのエッチング速度が１ｎｍ／分以上１５０ｎｍ／分以下、好ましくは１０ｎｍ／分以上１３０ｎｍ／分以下、更に好ましく１０ｎｍ／分以上１００ｎｍ／分以下である。また、ハイドロフルオロカーボンガスによるエッチングのエッチング速度が１００ｎｍ／分以上１５０ｎｍ／分以下、好ましくは１１０ｎｍ／分以上１３０ｎｍ／分以下である。なお、キャップ膜として、ＳｉＮｘＯｙ（ｘ＜ｙ）は、モノシラン（ＳｉＨ４）、アンモニア（ＮＨ３）及び亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）を反応ガスとして、プラズマＣＶＤ法を用いて形成する。
【００７５】
なお、キャップ膜としては、厚さ４００ｎｍのＳｉＮｘＯｙ（ｘ＞ｙ）を、モノシラン（ＳｉＨ４）、及びアンモニア（ＮＨ３）を反応ガスとして、プラズマＣＶＤ法を用いて形成してもよい。
【００７６】
この後、キャップ膜を介して非晶質珪素膜に連続発振または繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを照射する。このときの、レーザビームの走査速度ｘ（ｃｍ／ｓｅｃ）及びパワーｙ（Ｗ）と、形成される結晶性珪素膜の観察面Ａの面方位の関係についての実験結果を、図４に示す。
【００７７】
図４において、横軸はレーザビームの走査速度、縦軸はレーザビームのパワーを示す。なお、このときのレーザビームのガウス分布においてエネルギー分布が不均一な部分をスリットにより除去しており、ビームスポットの面積は５００μｍ×２０μｍとしている。
【００７８】
図４において領域１４１は、結晶が大粒径結晶であり、且つ観察面Ａの面方位が｛００１｝の結晶性半導体膜を形成することが可能な領域である。
【００７９】
領域１４２は、結晶が大粒径結晶であり、且つ観察面Ａの面方位が｛２１１｝の結晶性半導体膜を形成することが可能な領域である。
【００８０】
領域１４３は、結晶が大粒径結晶であり、且つ観察面Ａの面方位が｛１０１｝の結晶性半導体膜を形成することが可能な領域である。
【００８１】
領域１４４は、小粒径結晶を有する結晶性半導体膜を形成することが可能な領域である。
【００８２】
領域１４５は、結晶性半導体膜の一部が蒸発してしまう領域である。
【００８３】
領域１４６は、結晶が大粒径結晶であり、且つ結晶の面方位がランダムである結晶性半導体膜を形成することが可能な領域である。このような結晶は、大粒径結晶を形成するために必要なエネルギー以上の過剰なエネルギーが半導体膜中に供給されるため、乱流が複数発生し、面方位がランダムな結晶となる。
【００８４】
図４で、観察面Ａにおいて面方位｛００１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワー及び走査速度の範囲（領域１４１）は、小粒径結晶を有する結晶性半導体を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より上にあり、且つ観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製しないレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より下にある。
【００８５】
即ち、レーザビームの走査速度が１０ｃｍ／ｓｅｃ以上２０ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４１は、（式１）以上、且つ（式２）未満を満たすレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲である。なお、（式１）は、観察面Ａにおいて面方位｛００１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワー及び走査速度の関係を示し、（式２）は、観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製しないレーザビームのパワー及び走査速度の関係を示す。また、走査速度が２０ｃｍ／ｓｅｃ以上３５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４１は、（式１）以上且つ観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製しないレーザビームのパワー及び走査速度の関係を示す（式３）未満を満たすレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲である。
ｙ  ＝  ０．００１２ｘ２＋  ０．０８３ｘ  ＋  ４．４      （式１）
ｙ  ＝  ０．２８ｘ  ＋  ４．２      （式２）
ｙ  ＝  −０．０６８３ｘ  ＋  １１．１６７      （式３）
【００８６】
観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワー及び走査速度の範囲（領域１４２）は、以下のようになる。小粒径結晶を有する結晶性半導体を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より上で、且つ観察面Ａにおいて面方位｛００１｝の結晶を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より上にあり、結晶性半導体膜の一部が蒸発するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より下、または大粒径結晶であるが面方位がランダムな結晶性半導体膜を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より下にある。
【００８７】
即ち、走査速度が１０ｃｍ／ｓｅｃ以上２０ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４２は、（式２）以上、且つ観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワーの関係を示す（式４）未満を満たすレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲である。また、走査速度が２０ｃｍ／ｓｅｃ以上３５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４２は、（式３）以上且つ（式４）未満を満たすレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲である。また、走査速度が３５ｃｍ／ｓｅｃ以上５５ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４２は、（式１）以上且つ観察面Ａにおいて面方位｛２１１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワーの関係を示す（式５）未満を満たすレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲である。
【００８８】
ｙ  ＝  ０．００２７ｘ２＋  ０．３６ｘ  ＋  ４．２      （式４）
ｙ  ＝  −０．３７ｘ  ＋  ３３      （式５）
【００８９】
観察面Ａにおいて面方位｛１０１｝の結晶を作製することが可能なレーザビームのパワー及び走査速度の範囲（領域１４３）は、小粒径結晶を有する結晶性半導体を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より上にあり、結晶性半導体膜の一部が蒸発するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より下にあり、または大粒径結晶であるが面方位がランダムな結晶性半導体膜を形成するレーザビームのパワー及び走査速度の範囲より下にある。
【００９０】
即ち、走査速度が７０ｃｍ／ｓｅｃ以上９０ｃｍ／ｓｅｃ未満において、領域１４３は、（式１）以上、且つ結晶性半導体膜の一部が蒸発する条件未満、または大粒径結晶であるが面方位がランダムとなるレーザビームの走査速度ｘ及びパワーｙの範囲未満である。
【００９１】
上記パワー及び走査速度のレーザビームを選択的に照射することで、面方位｛００１｝の結晶領域、面方位｛２１１｝の結晶領域及び面方位｛１０１｝の結晶領域を選択的に形成することができる。
【００９２】
観察面Ａの面方位が｛００１｝の結晶領域は電子の移動を妨げない面方位であり、観察面Ａの面方位が｛２１１｝または｛１０１｝の結晶領域は正孔の移動を妨げない面方位である。このため、観察面Ａの面方位が｛００１｝の結晶領域を用いてｎ型の薄膜トランジスタを形成し、観察面Ａの面方位が｛２１１｝または｛１０１｝の結晶領域を用いてｐ型の薄膜トランジスタを形成することで、それぞれの移動度を向上させた半導体装置を作製することができる。
【００９３】
なお、キャップ膜を形成すると多層膜干渉効果により、半導体膜の光吸収率は変化し、当然、キャップ膜の膜厚によっても変動する。また、半導体膜は、固体の状態と融液の状態では、光の吸収係数が異なることが知られており、両者の差が小さいほど、ラテラル結晶成長のレーザパワーマージンは広くなる。つまり、固体の半導体膜にレーザビームが照射され、半導体膜が溶融された瞬間に吸収率が急上昇するような場合、半導体膜はアブレーションしやすくなる。従って、図４におけるレーザパワーは、半導体膜やキャップ膜の膜厚によって相対的に変動することは言うまでもない。
【００９４】
次に、本実施の形態で作製した結晶性半導体膜の面方位について述べる。本実施の形態では、エッチングを行うことによってキャップ膜を除去した結晶性半導体膜の、結晶粒の面方位について、ＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ；電子後方散乱回折像）測定結果を示す。
【００９５】
また、結晶内部の面方位は、結晶の一つの観察面からの測定による面方位のみで決定することはできない。それは、一観察面のみにおいて面方位が一方向に揃っていたとしても、他の観察面において面方位が揃っていなければ、その結晶内部の面方位が揃っているとは言えないからである。このため、少なくとも二つの表面からの面方位、さらにはより多くの面からの情報が多くなるほど、結晶内部の面方位の精度が高くなる。即ち、測定領域内で３面とも面方位の分布がそれぞれ均一であれば、近似的に単一の結晶と見なすことができる。
【００９６】
レーザ照射条件が領域１４１（レーザパワー；８．４Ｗ、走査速度；２０ｃｍ／秒）で形成される、結晶が大粒径結晶である結晶性半導体膜の面方位を図５に示す。図５において、（ａ）が、結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表している。同図（ｄ）が、同図（ａ）と同じ方向の面方位の配向率の分布を表しており、赤い部分（図中「Ｒ」の部分）がもっとも度数が多く、青い部分（図中「Ｂ」の部分）がもっとも度数の少ない部分である。｛００１｝の部分が赤いことから、表面に対して垂直な方向の面方位が｛００１｝であることがわかる。
【００９７】
同様に図５（ｂ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｅ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。また、図５（ｃ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｆ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。同図（ｂ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｆ）から、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向と、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向における面方位が｛ｘ０１｝であり、それぞれにおいて、一方向に面方位を有する結晶が４割以上１０割以下、好ましくは６割以上１０割以下で占められていることがわかる。
【００９８】
なお、結晶の面方位｛ｘ０１｝（ｘ＝０、１、２、３）は、面方位｛００１｝、｛３０１｝、｛２０１｝、及び｛１０１｝の配向率の総和を示すものである。
【００９９】
レーザ照射条件が領域１４２（レーザパワー；１０．８Ｗ、走査速度；２０ｃｍ／秒）で形成される、結晶が大粒径結晶である結晶性半導体膜の面方位を、図６に示す。図６において、（ａ）が結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表しており、同図（ｄ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。同様に図６（ｂ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｅ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。また、図６（ｃ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｆ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。それぞれの図の見方は図５と同様である。
【０１００】
図６（ａ）及び（ｄ）より、結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の面方位が｛２１１｝であることがわかる。図６（ｂ）及び（ｅ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の面方位が｛１１１｝であることがわかる。図６（ｃ）及び（ｆ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の面方位が｛１０１｝であることがわかる。それぞれにおいて、一方向に面方位を有する結晶が４割以上１０割以下、好ましくは６割以上１０割以下で占められている。
【０１０１】
レーザ照射条件が領域１４３（レーザパワー；２８Ｗ、走査速度；９０ｃｍ／秒）で形成される、結晶が大粒径結晶である結晶性半導体膜の面方位を、図７に示す。図７において、（ａ）が結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表しており、同図（ｄ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。同様に図７（ｂ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｅ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。また、図７（ｃ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｆ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。それぞれの図の見方は図５と同様である。
【０１０２】
図７（ａ）及び（ｄ）より、結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の面方位が｛１０１｝であることがわかる。図７（ｂ）及び（ｅ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の面方位が｛１０１｝であることがわかる。図７（ｃ）及び（ｆ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の面方位が｛００１｝であることがわかる。それぞれにおいて、一方向に面方位を有する結晶が４割以上１０割以下、好ましくは６割以上１０割以下で占められている。
【０１０３】
以上のように、キャップ膜を形成した半導体膜に、ＣＷレーザや擬似ＣＷレーザを照射し、ラテラル結晶成長させることで、結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成することができる。
【０１０４】
また、レーザ照射条件の制御により、形成することができる結晶性半導体膜の面方位を任意に制御できるため、シリサイド膜を形成する場合、シリサイドに用いる金属によって、最適なシリサイド膜を得ることが可能となり、より高性能な半導体装置を作製可能となる。
【０１０５】
さらに、キャップ膜を形成しラテラル結晶成長させることで、表面が非常に平坦な結晶性半導体膜を形成することができるため、この結晶性半導体膜を例えば薄膜トランジスタのチャネル領域と、ソース領域及びドレイン領域に用いることにより、リーク電流が小さく、耐圧の高い半導体装置を作製することが可能となる。
【０１０６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、非晶質半導体膜上にキャップ膜を形成し、そのキャップ膜を介して非晶質半導体膜に連続発振のレーザビーム又は繰り返し周波数が１０ＭＨｚ以上のパルス発振のレーザビームを照射して、表面に対して垂直方向の面方位が｛１１１｝の結晶を有する結晶性半導体膜を作製する方法について図面を用いて説明する。結晶化されるサンプルについては実施の形態２と同じものを用いた。
【０１０７】
図８に本実施の形態で使用するレーザ照射光学系を示す。本実施の形態で使用する光学系は、実施の形態２で使用した光学系のレーザ発振器１１ａと偏光子１４の間にビームエキスパンダー２３を挿入した以外は、実施の形態２で使用した光学系と同じなので、同じ部分は説明を省略する。
【０１０８】
図８において、レーザ発振器１１ａから射出されたレーザビーム１２ａは、ビームエキスパンダー２３に入射する。通常、ビームエキスパンダーから射出されるレーザビームは平行光となるよう調整されるが、本実施の形態では、ビームエキスパンダー２３から射出されるレーザビームがある拡がり角をもって射出されるよう調整する。
【０１０９】
レーザ発振器１１ｂから射出されたレーザビーム１２ｂは、実施の形態２の光学系と同じ光学素子を通るので、被照射面上において実施の形態１と同様、アスペクト比の高い線状ビームとなる。一方レーザ発振器１１ａから射出されたレーザビーム１２ａは、ビームエキスパンダー２３を通過した後に実施の形態１の光学系と同じ光学素子を通るので、被照射面上においてアスペクト比の低い線状ビームとなる。
【０１１０】
被照射面上におけるレーザビームのエネルギー分布を図９示す。図９において（ａ）が線状ビーム方向のエネルギー分布を示す図で、（ｂ）がビーム形状の平面図である。図９において、６１ａがレーザ発振器１１ａから射出されたレーザビーム１２ａの被照射面上におけるエネルギー分布を表し、６１ｂがレーザ発振器１１ｂから射出されたレーザビーム１２ｂの被照射面上におけるエネルギー分布を表す。
【０１１１】
このような線状ビーム６１ｂに線状ビーム６１ａを合成した線状ビームを照射する場合、線状ビーム６１ｂのみの照射と比較して、半導体膜の溶融状態が維持される時間を延ばすことが可能となる。これにより、線状ビーム６１ｂのみの照射により形成される結晶性半導体膜とは異なる面方位を有する結晶性半導体膜を形成することが可能となる。
【０１１２】
次に、本実施の形態で作製した結晶性半導体膜の面方位について述べる。本実施の形態では、エッチングを行うことによってキャップ膜を除去した結晶性半導体膜の、結晶粒の面方位について、ＥＢＳＰ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎ；電子後方散乱回折像）測定結果を図１０に示す。なお、レーザ発振器１１ａから射出されたレーザパワーを１０Ｗとし、レーザ発振器１１ｂから射出されたレーザパワーを１３Ｗとした。走査速度は７５ｃｍ／秒とした。
【０１１３】
図１０において、（ａ）が結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表しており、同図（ｄ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。同様に図１０（ｂ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｅ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。また、図１０（ｃ）が結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の測定領域における面方位の分布を表し、同図（ｆ）が同じ方向の面方位の配向率の分布を表している。それぞれの図の見方は図５と同様である。
【０１１４】
図１０（ａ）及び（ｄ）より、結晶性半導体膜表面に対して垂直な方向の面方位が｛１１１｝近傍であることがわかる。図１０（ｂ）及び（ｅ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向に垂直な方向の面方位が｛２１１｝であることがわかる。図１０（ｃ）及び（ｆ）より、結晶性半導体膜表面とは平行であり且つレーザビームの走査方向と平行な方向の面方位が｛２１１｝であることがわかる。それぞれにおいて、一方向に面方位を有する結晶が４割以上１０割以下、好ましくは６割以上１０割以下で占められていることを確認した。
【０１１５】
以上のように、キャップ膜を形成した半導体膜に、ＣＷレーザや擬似ＣＷレーザを照射し、ラテラル結晶成長させることで、結晶の面方位が一方向に制御された大粒径結晶からなる結晶性半導体膜を形成することができる。
【０１１６】
また、レーザ照射条件の制御により、形成することができる結晶性半導体膜の面方位を任意に制御できるため、シリサイド膜を形成する場合、シリサイドに用いる金属によって、最適なシリサイド膜を得ることが可能となり、より高性能の半導体装置を作製可能となる。
【０１１７】
さらに、キャップ膜を形成しラテラル結晶成長させることで、表面が非常に平坦な結晶性半導体膜を形成することができるため、この結晶性半導体膜を例えば薄膜トランジスタのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域に用いることにより、リーク電流が小さく、耐圧の高い半導体装置を作製することが可能となる。
【実施例１】
【０１１８】
本実施例では上記発明実施の形態で作製方法の例を示した半導体膜を使ってアクティブマトリクス基板を作製する方法の例について図面を用いて説明する。図１１〜図１４が本実施例におけるアクティブマトリクス基板の作製方法の工程図である。
【０１１９】
図１１（Ａ）において、基板７００は、例えばコーニング社の７０５９ガラスや１７３７ガラスなどに代表されるバリウムホウケイ酸ガラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる。なお、基板７００としては、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【０１２０】
次いで、基板７００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜７０１を形成する。本実施例では下地膜７０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。下地膜７０１の一層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ４、ＮＨ３、及びＮ２Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜７０１ａを１０〜２００ｎｍ（好ましくは５０〜１００ｎｍ）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜７０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜７０１のニ層目としては、プラズマＣＶＤ法を用い、ＳｉＨ４、及びＮ２Ｏを反応ガスとして成膜される酸化窒化珪素膜７０１ｂを５０〜２００ｎｍ（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）の厚さに積層形成する。本実施例では、膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜７０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【０１２１】
次いで、下地膜７０１上に半導体膜７０２を形成する。半導体膜７０２は、非晶質構造を有する半導体膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により、２０〜８０ｎｍの厚さで形成する。半導体膜の材料に限定はないが、好ましくは珪素または珪素ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、３０ｎｍの非晶質珪素膜を成膜する。
【０１２２】
続いて、半導体膜７０２の上にキャップ膜７０３を形成する。キャップ膜７０３としては、ＳｉＯＮをプラズマＣＶＤ法にて３００ｎｍ成膜する。
【０１２３】
その後図１１（Ｂ）に示すように、実施の形態１乃至実施の形態３で示した結晶性半導体膜の作製方法により、半導体膜７０２を結晶化して結晶性半導体膜８０１を形成した後、キャップ膜７０３を除去した。
【０１２４】
次いで図１１（Ｃ）に示すように、レーザ結晶化法を行なって得られた結晶性半導体膜８０１を所望の形状にパターニングして、半導体層８０２〜８０６を形成する。
【０１２５】
半導体層８０２〜８０６を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行なってもよい。
【０１２６】
次いで、半導体層８０２〜８０６を覆うゲート絶縁膜８０７を形成する。ゲート絶縁膜８０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。もちろん、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１２７】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ  Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）とＯ２とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ２で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【０１２８】
次いで、ゲート絶縁膜８０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜８０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜８０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍの窒化タンタル膜からなる第１の導電膜８０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜８０９を積層形成した。窒化タンタル膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ６）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができた。
【０１２９】
なお、本実施例では、第１の導電膜８０８を窒化タンタル、第２の導電膜８０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした結晶質珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【０１３０】
次に、図１１（Ｄ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク８１０〜８１５を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行なう。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件で行なう。本実施例では第１のエッチング条件として、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いた。エッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とＯ２とを用い、それぞれのガス流量比を２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装置（Ｍｏｄｅｌ  Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、負の自己バイアス電圧を印加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。
【０１３１】
この後、レジストからなるマスク８１０〜８１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ４とＣｌ２とを用い、それぞれのガス流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ４とＣｌ２を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及び窒化タンタル膜とも同程度にエッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【０１３２】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層８１７〜８２２（第１の導電層８１７ａ〜８２２ａと第２の導電層８１７ｂ〜８２２ｂ）を形成する。８１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層８１７〜８２２で覆われない領域は２０〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【０１３３】
そして、図１２（Ａ）に示すようにレジストからなるマスクを除去せずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付与する不純物元素を添加する。ドーピング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０１３〜５×１０１５／ｃｍ２とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行なう。本実施例ではドーズ量を１．５×１０１５／ｃｍ２とし、加速電圧を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。この場合、第１の形状の導電層８１７〜８２１がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に第１の高濃度不純物領域７０６〜７１０が形成される。第１の高濃度不純物領域７０６〜７１０には１×１０２０〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【０１３４】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに第２のエッチング処理を行なう。ここでは、エッチングガスにＣＦ４とＣｌ２とＯ２とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層８２８ｂ〜８３３ｂを形成する。一方、第１の導電層８１７ａ〜８２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層８２８〜８３３を形成する。
【０１３５】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに、図１２（Ｂ）に示すように、第２のドーピング処理を行なう。この場合、第１のドーピング処理よりもドーズ量を下げて、７０〜１２０ｋｅＶの高い加速電圧で、ｎ型を付与する不純物元素を導入する。本実施例ではドーズ量を１．５×１０１４／ｃｍ２とし、加速電圧を９０ｋｅＶとして行なった。第２のドーピング処理は第２の形状の導電層８２８〜８３３をマスクとして用い、第２の導電層８２８ｂ〜８３３ｂの下方における半導体層にも不純物元素が導入され、新たに第２の高濃度不純物領域８２３ａ〜８２７ａおよび低濃度不純物領域８２３ｂ〜８２７ｂが形成される。
【０１３６】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク８３４ａおよび８３４ｂを形成して、図１２（Ｃ）に示すように、第３のエッチング処理を行なう。エッチング用ガスにＳＦ６およびＣｌ２を用い、ガス流量比を５０／１０（ｓｃｃｍ）とし、１．３Ｐａの圧力でコイル型の電極に５００ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入してプラズマを生成し、約３０秒のエッチング処理を行なう。基板側（試料ステージ）には１０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、負の自己バイアス電圧を印加する。こうして、第３のエッチング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴおよび画素部のＴＦＴ（画素ＴＦＴ）の窒化タンタル膜をエッチングして、第３の形状の導電層８３５〜８３８を形成する。
【０１３７】
次いで、図１３（Ａ）に示すように、レジストからなるマスクを除去した後、第２の形状の導電層８２８、８３０および第３の形状の導電層８３５〜８３８をマスクとして用い、ゲート絶縁膜８１６を選択的に除去して絶縁膜８３９〜８４４を形成する。
【０１３８】
次いで、図１３（Ｂ）に示すように、新たにレジストからなるマスク８４５ａ〜８４５ｃを形成して第３のドーピング処理を行なう。この第３のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域８４６、８４７を形成する。第２の導電層８３５ａ、８３８ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域８４６、８４７はジボラン（Ｂ２Ｈ６）を用いたイオンドープ法で形成する（図１３（Ｂ））。この第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク８４５ａ〜８４５ｃで覆われている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処理によって、不純物領域８４６、８４７にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されている。だが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を２×１０２０〜２×１０２１／ｃｍ３となるようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するために何ら問題は生じない。本実施例では、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層の一部が露呈しているため、不純物元素（ボロン）を添加しやすい利点を有している。
【０１３９】
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【０１４０】
次いで、レジストからなるマスク８４５ａ〜８４５ｃを除去して第１の層間絶縁膜８６１を形成する。この第１の層間絶縁膜８６１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。もちろん、第１の層間絶縁膜８６１は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【０１４１】
次いで、図１３（Ｃ）に示すように、加熱処理を行なって、半導体層の結晶性の回復、それぞれの半導体層に添加された不純物元素の活性化を行なう。この加熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール法で行なう。熱アニール法としては、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。レーザアニール法については発明実施の形態で示した方法を採用してもよいが、与えるエネルギー密度によっては、ゲートなどがアブレーションなどを起こす場合もあるため、条件には注意する必要がある。
【０１４２】
また、第１の層間絶縁膜８６１を形成する前に加熱処理を行なっても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行なうことが好ましい。
【０１４３】
さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行ない、半導体層を水素化する工程を行なう。本実施例では水素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行なっても良い。
【０１４４】
また、活性化処理として従来のレーザアニール法を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等のレーザビームを照射することが望ましい。
【０１４５】
次いで、図１４（Ａ）に示すように、第１の層間絶縁膜８６１上に無機絶縁材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜８６２を形成し、電極とのコンタクトをとるためのコンタクトホールを第１の層間絶縁膜８６１及び第２の層間絶縁膜８６２の所定の位置（ソース領域、ドレイン領域等の上）に形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面に凹凸が形成されるものを用いた。
【０１４６】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凹凸が形成される第２の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凹凸を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行なうことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凹凸に沿って画素電極の表面に凹凸が形成される。
【０１４７】
また、第２の層間絶縁膜８６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【０１４８】
次に図１４（Ｂ）に示したように、実施の形態１と同様に、表面をフッ酸で洗浄した後に、スパッタ法にて露出した第２の高濃度不純物領域８２３ａ〜８２７ａを覆うように全面に金属膜８７１を５〜３０ｎｍ成膜する。次いで、加熱処理を施す。ここで金属膜８７１は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｔ、Ｐｄ又はＣｒのいずれかを主成分とするのが好ましい。この工程によって第２の高濃度不純物領域８２３ａ〜８２７ａの結晶性半導体膜と金属膜の部分が接する部分にシリサイド化反応が起き、シリサイド膜８７２〜８７７、８７９〜８８１が形成される。
【０１４９】
次に、未反応の金属を公知のエッチング液を用いて除去する。当該シリサイド膜形成工程によってソース領域、ドレイン領域を十分に低抵抗化できる。したがってその後、ｎ型不純物を活性化することは不要である。もちろんｎ型不純物を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザ光の照射を行ってもよいことはいうまでもない。
【０１５０】
そして図１４（Ｃ）に示したように、駆動回路９０６において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線８６３〜８６７を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成する。
【０１５１】
また、画素部９０７においては、画素電極８７０、ゲート配線８６９、接続電極８６８を形成する。この接続電極８６８によりソース配線は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線８６９は、画素ＴＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極８７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層と電気的な接続が形成される。また、画素電極８７０としては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
【０１５２】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ９０１とｐチャネル型ＴＦＴ９０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ９０３を有する駆動回路９０６と、画素ＴＦＴ９０４、保持容量９０５とを有する画素部９０７を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
【０１５３】
駆動回路９０６のｎチャネル型ＴＦＴ９０１はチャネル形成領域８２３ｃ、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層８２８ａと重なる低濃度不純物領域８２３ｂ（ＧＯＬＤ領域）、とソース領域またはドレイン領域として機能する第２の高濃度不純物領域８２３ａを有している。このｎチャネル型ＴＦＴ９０１と電極８６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ９０２にはチャネル形成領域８４６ｄ、ゲート電極の外側に形成される不純物領域８４６ｂ、８４６ｃ、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域８４６ａを有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ９０３にはチャネル形成領域８２５ｃ、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層８３０ａと重なる低濃度不純物領域８２５ｂ（ＧＯＬＤ領域）、とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域８２５ａを有している。
【０１５４】
画素部の画素ＴＦＴ９０４にはチャネル形成領域８２６ｃ、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域８２６ｂ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域８２６ａを有している。また、保持容量９０５の一方の電極として機能する半導体層８４７ａ、８４７ｂには、それぞれｐ型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量９０５は、絶縁膜８４４を誘電体として、電極（８３８ａと８３８ｂの積層）と、半導体層８４７ａ〜８４７ｃとで形成している。
【０１５５】
また、本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
【０１５６】
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図１５に示す。なお、図１１〜図１４に対応する部分には同じ符号を用いている。図１４（Ｃ）中の鎖線Ａ−Ａ’は図１５中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図１４（Ｃ）中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１５中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
【実施例２】
【０１５７】
本実施例では、実施例１で作製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図１６を用いる。
【０１５８】
まず、実施例１に従い、図１４（Ｃ）の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１４（Ｃ）のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極８７０上に配向膜９６７を形成しラビング処理を行なう。なお、本実施例では配向膜９６７を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ９７２を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
【０１５９】
次いで、対向基板９６９を用意する。次いで、対向基板９６９上に着色層９７０、９７１、平坦化膜９７３を形成する。赤色の着色層９７０と青色の着色層９７１とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
【０１６０】
本実施例では、実施例１に示す基板を用いている。従って、実施例１の画素部の上面図を示す図１５では、少なくともゲート配線８６９と画素電極８７０の間隙と、ゲート配線８６９と接続電極８６８の間隙と、接続電極８６８と画素電極８７０の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
【０１６１】
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
【０１６２】
次いで、平坦化膜９７３上に透明導電膜からなる対向電極９７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜９７４を形成し、ラビング処理を施した。
【０１６３】
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材９６８で貼り合わせる。シール材９６８にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料９７５を注入し、封止材（図示せず）によって完全に封止する。液晶材料９７５には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１６に示す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板（図示しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【０１６４】
以上のようにして作製される液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。
【実施例３】
【０１６５】
本実施例では、本発明を用いて発光装置を作製した例について説明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにＩＣを実装した表示用モジュールを総称したものである。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）が得られる有機化合物を含む層（発光層）と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）があり、これらのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。
【０１６６】
図１７は本実施例の発光装置の断面図である。図１７において、基板１１００上に設けられたスイッチングＴＦＴ１００３は図１４（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ９０３を用いて形成される。したがって、その構造は図１４（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ９０３と同様である。
【０１６７】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１６８】
基板１１００上に設けられた駆動回路は図１４（Ｃ）のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、その構造は図１４（Ｃ）のｎチャネル型ＴＦＴ９０１とｐチャネル型ＴＦＴ９０２と同様である。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１６９】
また、配線１１０１、１１０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、１１０２はドレイン配線として機能する。また、配線１１０４はソース配線１１０８とスイッチングＴＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線１１０５はドレイン配線１１０９とスイッチングＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【０１７０】
なお、電流制御ＴＦＴ１００４は図１４（Ｃ）のｐチャネル型ＴＦＴ９０２を用いて形成される。従って、その構造は図１４（Ｃ）のｐチャネル型ＴＦＴ９０２と同様である。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１７１】
また、配線１１０６は電流制御ＴＦＴ１００４のソース配線（電流供給線に相当する）であり、配線１１０７は画素電極１１１０上に重ねることで画素電極１１１０と電気的に接続する電極である。
【０１７２】
なお、画素電極１１１０は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極１１１０は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜１１１１上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる層間絶縁膜１１１１を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される発光層は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化しておくことが望ましい。
【０１７３】
配線１１０１〜１１０７を形成後、図１７に示すように隔壁１１１２を形成する。隔壁１１１２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
【０１７４】
なお、隔壁１１１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例では隔壁１１１２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０６〜１×１０１２Ωｍ（好ましくは１×１０８〜１×１０１０Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれば良い。
【０１７５】
画素電極１１１０の上には発光層１１１３が形成される。なお、図１７では一画素しか図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ３にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１７６】
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光層（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、高分子系有機発光材料を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１７７】
次に、発光層１１１３の上には導電膜からなる陰極１１１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
【０１７８】
この陰極１１１４まで形成された時点で発光素子１１１５が完成する。なお、ここでいう発光素子１１１５は、画素電極１１１０（陽極）、発光層１１１３及び陰極１１１４で形成されたダイオードを指す。
【０１７９】
発光素子１１１５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜１１１６を設けることは有効である。パッシベーション膜１１１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１８０】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光層１１１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層１１１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層１１１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１８１】
さらに、パッシベーション膜１１１６上に封止材１１１７を設け、カバー材１１１８を貼り合わせる。封止材１１１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材１１１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを用いる。
【０１８２】
こうして図１７に示すような構造の発光装置が完成する。なお、隔壁１１１２を形成した後、パッシベーション膜１１１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材１１１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。
【０１８３】
こうして、基板１１００上にｎチャネル型ＴＦＴ１００１、ｐチャネル型ＴＦＴ１００２、スイッチングＴＦＴ１００３（ｎチャネル型ＴＦＴ）および電流制御ＴＦＴ１００４（ｎチャネル型ＴＦＴ）が形成される。ここまでの製造工程で必要としたマスク数は、一般的なアクティブマトリクス型発光装置よりも少ない。
【０１８４】
即ち、ＴＦＴの製造工程が大幅に簡略化されており、歩留まりの向上および製造コストの低減が実現できる。
【０１８５】
さらに、図１７を用いて説明したように、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いｎチャネル型ＴＦＴを形成することができる。そのため、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１８６】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。
【０１８７】
さらに、発光素子を保護するための封止（または封入）工程まで行った後の本実施例の発光装置について図１８を用いて説明する。なお、必要に応じて図１７で用いた符号を引用する。
【０１８８】
図１８（Ａ）は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。図１８（Ａ）において、点線で示された１２０１はソース側駆動回路、１２０６は画素部、１２０７はゲート側駆動回路である。また、１３０１はカバー材、１３０２は第１シール材、１３０３は第２シール材であり、第１シール材１３０２で囲まれた内側には封止材１３０７が設けられる。
【０１８９】
なお、１３０４はソース側駆動回路１２０１及びゲート側駆動回路１２０７に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ１３０５（フレキシブルプリントサーキット）からビデオ信号やクロック信号を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
【０１９０】
次に、断面構造について図１８（Ｂ）を用いて説明する。基板１１００の上方には画素部１２０６、ゲート側駆動回路１２０７が形成されており、画素部１２０６は電流制御ＴＦＴ１００４とそのドレインに電気的に接続された画素電極１１１０を含む複数の画素により形成される。また、ゲート側駆動回路１２０７はｎチャネル型ＴＦＴ１００１とｐチャネル型ＴＦＴ１００２とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図１４（Ｃ）参照）を用いて形成される。
【０１９１】
画素電極１１１０は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極１１１０の両端には隔壁１１１２が形成され、画素電極１１１０上には発光層１１１３および発光素子の陰極１１１４が形成される。
【０１９２】
陰極１１１４は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１３０４を経由してＦＰＣ１３０５に電気的に接続されている。さらに、画素部１２０６及びゲート側駆動回路１２０７に含まれる素子は全て陰極１１１４およびパッシベーション膜１１１６で覆われている。
【０１９３】
また、第１シール材１３０２によりカバー材１３０１が貼り合わされている。なお、カバー材１３０１と発光素子との間隔を確保するために樹脂膜からなるスペーサを設けても良い。そして、第１シール材１３０２の内側には封止材１３０７が充填されている。なお、第１シール材１３０２、封止材１３０７としてはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、第１シール材１３０２はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。さらに、封止材１３０７の内部に吸湿効果をもつ物質や酸化防止効果をもつ物質を含有させても良い。
【０１９４】
発光素子を覆うようにして設けられた封止材１３０７はカバー材１３０１を接着するための接着剤としても機能する。また、本実施例ではカバー材１３０１を構成するプラスチック基板の材料としてＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリルを用いることができる。
【０１９５】
また、封止材１３０７を用いてカバー材１３０１を接着した後、封止材１３０７の側面（露呈面）を覆うように第２シール材１３０３を設ける。第２シール材１３０３は第１シール材１３０２と同じ材料を用いることができる。
【０１９６】
以上のような構造で発光素子を封止材１３０７に封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の発光層の酸化による劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高い発光装置が得られる。
【実施例４】
【０１９７】
本実施例では、本発明のＴＦＴ回路によるアクティブマトリクス型表示装置を組み込んだ半導体装置について図面で説明する。
【０１９８】
このような半導体装置には、携帯情報端末（電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等）、ビデオカメラ、スチルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ等が挙げられる。それらの一例を図１９、図２０及び図２１に示す。
【０１９９】
図１９（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６から構成されている。本願発明は音声出力部２００２、音声入力部２００３、及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置２００４に適用することができる。
【０２００】
図１９（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６から成っている。本願発明は音声入力部２１０３、及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置２１０２、受像部２１０６に適用することができる。
【０２０１】
図１９（Ｃ）はモバイルコンピュータ或いは携帯型情報端末であり、本体２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示装置２２０５で構成されている。本願発明は受像部２２０３、及びアクティブマトリクス基板を備えた表示装置２２０５に適用することができる。
【０２０２】
図１９（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、アーム部２３０３で構成される。本願発明は表示装置２３０２に適用することができる。また、表示されていないが、その他の信号制御用回路に使用することもできる。
【０２０３】
図１９（Ｅ）は携帯書籍であり、本体２５０１、表示装置２５０２、２５０３、記憶媒体２５０４、操作スイッチ２５０５、アンテナ２５０６から構成されており、ミニディスク（ＭＤ）やＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）に記憶されたデータや、アンテナで受信したデータを表示するものである。表示装置２５０２、２５０３は直視型の表示装置であり、本願発明は、これらに適用することができる。
【０２０４】
図２０（Ａ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレイヤーであり、本体２６０１、表示装置２６０２、スピーカ部２６０３、記録媒体２６０４、操作スイッチ２６０５で構成される。なお、この装置は記録媒体としてＤＶＤ、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。本願発明は表示装置２６０２に適用することができる。
【０２０５】
図２０（Ｂ）はテレビであり本体２７０１、支持台２７０２、表示部２７０３で構成される。本願発明は表示部２７０３に適用することができる。
【０２０６】
図２０（Ｃ）はパーソナルコンピュータであり、本体２８０１、画像入力部２８０２、表示装置２８０３、キーボード２８０４で構成される。本願発明は表示装置２８０３に適用することができる。
【０２０７】
図２１（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２９０１、スクリーン２９０２で構成される。本願発明は投射装置やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２０８】
図２１（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３００１、投射装置３００２、ミラー３００３、スクリーン３００４で構成される。本願発明は投射装置やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２０９】
なお、図２１（Ｃ）は、図２１（Ａ）及び図２１（Ｂ）中における投射装置２９０１、３００２の構造の一例を示した図である。投射装置２９０１、３００２は、光源光学系３１０１、ミラー３１０２、３１０４〜３１０６、ダイクロイックミラー３１０３、プリズム３１０７、液晶表示装置３１０８、位相差板３１０９、投射光学系３１１０で構成される。投射光学系３１１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図２１（Ｃ）中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０２１０】
また、図２１（Ｄ）は、図２１（Ｃ）中における光源光学系３１０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３１０１は、リフレクター３１１１、光源３１１２、レンズアレイ３１１３、３１１４、偏光変換素子３１１５、集光レンズ３１１６で構成される。なお、図２１（Ｄ）に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。
【０２１１】
また、本発明はその他にも、発光型表示素子に適用することも可能である。このように、本願発明の適用範囲はきわめて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】本発明第１の実施の形態における半導体装置の作製方法の工程を示す図。
【図２】同第１の実施の形態における半導体装置の作製方法の工程を示す図。
【図３】同第２の実施の形態における結晶性半導体膜の作製に用いる光学装置を示す図。
【図４】同第２の実施の形態におけるレーザビームの条件と結晶の面方位を示す図。
【図５】同第２の実施の形態におけるサンプルの観察結果を示す図。
【図６】同第２の実施の形態におけるサンプルの観察結果を示す図。
【図７】同第２の実施の形態におけるサンプルの観察結果を示す図。
【図８】同第３の実施の形態における結晶性半導体膜の作製に用いる光学装置を示す図。
【図９】同第３の実施の形態における結晶性半導体膜の作製に用いるレーザビームのエネルギー分布を示す図。
【図１０】同第３の実施の形態におけるサンプルの観察結果を示す図。
【図１１】同第１の実施例におけるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図１２】同第１の実施例におけるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図１３】同第１の実施例におけるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図１４】同第１の実施例におけるアクティブマトリクス基板の作製工程を示す断面図。
【図１５】同第１の実施例におけるアクティブマトリクス基板の画素部の上面図。
【図１６】同第２の実施例におけるアクティブマトリクス型液晶表示装置の作製工程を示す断面図。
【図１７】同第３の実施例における発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図
【図１８】同第３の実施例における発光装置の駆動回路及び画素部を示す図。
【図１９】同第３の実施例における半導体装置の例を示す図。
【図２０】同第４の実施例における半導体装置の例を示す図。
【図２１】同第５の実施例における半導体装置の例を示す図。
【符号の説明】
【０２１３】
１００    基板
１０１    絶縁膜
１０２    半導体膜
１０３    キャップ膜
１０５    レーザビーム
１０６    結晶性半導体膜
１０７    ゲート絶縁膜
１０８    ゲート電極
１０８ａ    窒化タンタル膜
１０８ｂ    タングステン膜
１０９    ドレイン領域
１１１    低濃度不純物領域
１１３    チャネル領域
１１４    酸化珪素膜
１１５    窒化珪素膜
１１６    酸化珪素膜
１１７    金属膜
１１８    シリサイド膜
１２０    ドレイン電極
１４１    領域
１４２    領域
１４３    領域
１４４    領域
１４５    領域
１４６    領域
１５０    ＴＦＴ
【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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