(57)【要約】【目的】２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を直接または間接的に同一基板上に形成することができ、またその結果、サイズの異なるＴＦＴに対してＴＦＴの活性層となるチャネル領域での電流方向の平均結晶粒界数Ｎａが一定となるように結晶粒径を制御する。【構成】レーザ光源１の光軸ａの始端にアッテネータ（減衰器）２とビームプロファイル変調部３を配置し、ミラー４を経由して終端に半導体基板５を設置する。また、半導体基板５にビームプロファイル測定部６を並設し、半導体基板５とビームプロファイル測定部６を移動ステージ７に固定する。また、制御用のパソコン８を設置して入力側にビームプロファイル測定部６を接続し、出力側にアッテネータ２、ビームプロファイル変調部３、移動ステージ７の制御系をそれぞれ接続する。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を直接または間接的に同一基板上に形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体層を直接または間接的に基板上に形成すると共に、
これらの半導体層をチャネルとする２個以上の電界効果トランジスタを形成し、
各トランジスタのゲート長Ｌと、各トランジスタに流れる電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａとの比Ｎａ／Ｌが、前記電界効果トランジスタ間で±５％以内の度数分布となることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の比Ｎａ／Ｌが、前記電界効果トランジスタ間で好適には±２％以内の度数分布となることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項２または３記載の基板上に前記電界効果トランジスタを動作させる回路層を形成することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
レーザ光源と基板の間に空間強度変調光学系を入れて基板面におけるレーザ光の強度とその分布を変調可能になし、
基板面におけるレーザ光の強度とその分布を測定する工程と、
測定した強度とその分布があらかじめ設定した目標と一致するようにフィードバックしながら前記空間強度変調光学系のパラメータを調節する工程と、
前記空間強度変調光学系を通して強度とその分布を変調したレーザ光を基板面に照射する工程と、
を繰り返し、
しかして同一基板内に２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を作り分けることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
レーザ光源と基板の間に空間強度変調光学系を入れて基板面におけるレーザ光の強度とその分布を変調可能になし、
基板面におけるレーザ光の強度とその分布を測定する測定手段と、
測定した強度とその分布があらかじめ設定した目標と一致するようにフィードバックしながら前記空間強度変調光学系のパラメータを調節する調節手段と、
前記空間強度変調光学系を通して強度とその分布を変調したレーザ光を基板面に照射する照射手段と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項７】
請求項６記載の測定手段を基板と平行平面上に設置することを特徴とする半導体装置の製造装置。
【請求項８】
請求項６記載の空間強度変調光学系が位相シフトマスクを含む結像光学系であることを特徴とする半導体装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は多結晶半導体薄膜基板、その製造法、半導体装置、半導体装置の製造方法および電子装置に係わり、特に多結晶膜（多結晶半導体薄膜）の表層部分に電界効果トランジスタを製造する技術および前記電界効果トランジスタを製造するための多結晶半導体薄膜基板ならびに前記電界効果トランジスタを組み込んだ液晶表示装置や情報処理装置等の電子装置の製造技術に適用した有効な技術に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
現在の液晶ディスプレイの表示方式として、個々の画素をスイッチングするアクティブマトリックス方式がある。画素スイッチにおいては、電界効果トランジスタの一種である非晶質シリコン薄膜トランジスタ（ａ−ＳｉＴＦＴ）が主に用いられている。
液晶ディスプレイの技術開発において、▲１▼高精細化、▲２▼高開口率化、▲３▼軽量化、▲４▼低コスト化などを目指している。これらの性能を実現するために、電界効果トランジスタの一種である多結晶シリコン薄膜トランジスタ（ｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴ）を用いた技術が注目されている。Ｐｏｌｙ−ＳｉＴＦＴは、ａ−ＳｉＴＦＴに比べて、移動度が２桁以上高いため、素子サイズを小さくすることができ、また集積回路を形成することもできることから、ディスプレイに駆動回路や演算回路も搭載することが可能である。
【０００３】
以下に従来技術によるエキシマレーザ結晶化法による多結晶半導体薄膜トランジスタの製造法を説明する。
図５（ａ）に示すように、ガラス基板１０１の上に下地保護膜（例えばＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、およびＳｉＮ／ＳｉＯ２積層膜など）１０２および非晶質シリコン薄膜１０３を堆積する。次に図５（ｂ）に示すように、光学系により四角形状もしくは長尺状にビーム整形されたエキシマレーザ（ＸｅＣｌやＫｒＦなど）１０４で、非晶質シリコン薄膜の表面を照射すると、非晶質シリコン薄膜１０３は、エキシマレーザ１０４の照射加熱により、５０−１００ｎｓの極短時間における溶融凝固の過程を経て、非晶質構造から多結晶構造に変換される。非晶質シリコン膜１０３の表面全体をエキシマレーザ１０４で１０５矢方向に走査加熱すると、図５（ｃ）に示すような多結晶シリコン薄膜１０６が形成される。以上のプロセスはエキシマレーザ結晶化技術と呼ばれている。ガラスなどの低融点材料の基板上に高品質な多結晶シリコン薄膜を製造する際に用いられる。これらに関しては、例えば「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１９９９（日経ＢＰ社、１９９８年、ｐｐ．１３２−１３９）」に詳しい。
【０００４】
図５（ｃ）の多結晶シリコン薄膜１０６を用いてトランジスタを形成したのが図５（ｄ）である。多結晶シリコン薄膜１０６の上部には、成膜によりＳｉＯ２膜などのゲート絶縁膜１０７が設けられている。さらにソース不純物注入領域１０９、ドレイン不純物注入領域１０８が設けられている。ソース、ドレイン領域、およびゲート絶縁膜上にゲート電極１１０を設け、保護膜１１１を成膜し、ソース電極１１２、ドレイン電極１１３を形成する。以上により、ゲート電極の電圧によって、ソースとドレイン間の電流を制御できるＴＦＴが完成する。
【０００５】
一般に、画素部に用いられるＴＦＴは、アクティブマトリックス制御において電荷を保持することが目的で、極端な高移動度は要求されず、むしろ低オフ電流が要求される。
オフ電流を低減するには、ドレイン端の電界強度を緩和するために開口率を低下させない程度にＴＦＴのチャネル長を長くするなどの必要がある。
一方、駆動回路や演算回路に用いられるＴＦＴは、高速動作のために高移動度が求められ、オフ電流はあまり問題にならない。
このため、特にチャネル長の微細化が高速化に有効なことからＴＦＴのサイズを小さくする必要がある。
このように、画素部に用いられるＴＦＴと、駆動回路や演算回路に用いられるＴＦＴでは、要求される特性やサイズが異なる。
これらのＴＦＴは、同一基板内にすべて同時に形成されなくては内蔵化の経済効果が薄れる。
【０００６】
ところが、従来技術による結晶化法では、一定の結晶性を持ったｐｏｌｙ−Ｓｉ薄膜しか形成できず、同一基板内に異なるサイズのＴＦＴを作ると以下のような問題が生じる。
サイズの大きなＴＦＴは、ＴＦＴのチャネル領域での結晶粒界が多くなるため、特性のバラツキは小だが性能が低い。
サイズの小さなＴＦＴは、ＴＦＴのチャネル領域での結晶粒界が少なくなるため、性能は高いが特性のバラツキは大きい。
【０００７】
そこで本発明は、２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を直接または間接的に同一基板上に形成することができ、またその結果、サイズの異なるＴＦＴに対してＴＦＴの活性層となるチャネル領域での電流方向を横切る平均結晶粒界数Ｎａが一定となるように結晶粒径が制御された半導体装置とその製造方法および装置を提案することを目的になされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は以下のように構成した。
【０００９】
すなわち、本発明の半導体装置は、２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を直接または間接的に同一基板上に形成することにより上記目的が達成される。
【００１０】
また、本発明の半導体装置は、半導体層を直接または間接的に基板上に形成すると共に、これらの半導体層をチャネルとする２個以上の電界効果トランジスタを形成し、各トランジスタのゲート長Ｌと、各トランジスタに流れる電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａとの比Ｎａ／Ｌが、前記電界効果トランジスタ間で±５％以内の度数分布となることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の半導体装置は、比Ｎａ／Ｌが、前記電界効果トランジスタ間で好適には±２％以内の度数分布となることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の半導体装置は、基板上に前記電界効果トランジスタを動作させる回路層を形成することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の半導体装置の製造方法は、レーザ光源と基板の間に空間強度変調光学系を入れて基板面におけるレーザ光の強度とその分布を変調可能になし、基板面におけるレーザ光の強度とその分布を測定する工程と、測定した強度とその分布があらかじめ設定した目標と一致するようにフィードバックしながら前記空間強度変調光学系のパラメータを調節する工程と、前記空間強度変調光学系を通して強度とその分布を変調したレーザ光を基板面に照射する工程とを繰り返し、しかして同一基板内に２種以上の平均結晶粒径を有する半導体層を作り分けることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の半導体装置の製造装置は、レーザ光源と基板の間に空間強度変調光学系を入れて基板面におけるレーザ光の強度とその分布を変調可能になし、基板面におけるレーザ光の強度とその分布を測定する測定手段と、測定した強度とその分布があらかじめ設定した目標と一致するようにフィードバックしながら前記空間強度変調光学系のパラメータを調節する調節手段と、前記空間強度変調光学系を通して強度とその分布を変調したレーザ光を基板面に照射する照射手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の半導体装置の製造装置は、前記測定手段を基板と平行平面上に設置することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の半導体装置の製造装置は、前記空間強度変調光学系が位相シフトマスクを含む結像光学系であることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
図１に、本発明を実施したレーザ結晶化装置の概略図を示す。
レーザ結晶化装置は、レーザ光源１の光軸ａの始端にアッテネータ（減衰器）２とビームプロファイル変調部３を配置し、ミラー４を経由して終端に半導体基板５を設置する。
また、半導体基板５にビームプロファイル測定部６を並設し、半導体基板５とビームプロファイル測定部６を移動ステージ７に固定する。
また、制御用のパソコン８を設置して入力側にビームプロファイル測定部６を接続し、出力側にアッテネータ２、ビームプロファイル変調部３、移動ステージ７の制御系をそれぞれ接続する。
【００１９】
アッテネータ２は、誘電体の多層膜コーティングフィルタの角度を調節してレーザ光の強度（振幅）を光学的に変調するもので、図示しないセンサ、モータ、制御系を備える。
【００２０】
ビームプロファイル変調部３は、レーザ光の空間的な強度分布を変調するもので、位相シフトマスク３１と結像光学系３２で構成する。
位相シフトマスク３１は、マスクパターンを通過する光の位相を交互に０、πとずらすことにより、位相シフト部において光強度が極小となる逆ピークパターンを発生し、この逆ピークパターンにより半導体基板５上において一番最初に凝固する領域（結晶核）を位置制御し、そこから周囲に結晶を横方向に成長させる（ラテラル成長）ことにより、大粒径の結晶粒を指定した位置に設ける。
このとき、位相シフトマスクの形状や半導体基板５との距離、レーザ光の角度分布などにより、所望のビームプロファイルを設定する。
位相シフトマスク３１は、また、マスクパターンの交換や光軸方向の位置合わせのための図示しないセンサ、アクチュエータ、制御系を備える。
【００２１】
結像光学系３２は、レンズなどの光学部品で構成し、結像光学系３２の焦点位置からデフォーカスした位置に半導体基板５を保持してレーザ光を照射する。
このときのマスクパターンとデフォーカス量により逆ピークパターンの形状と幅を制御する。
逆ピークパターンの幅は、デフォーカス量の１／２乗に比例して拡大する。
【００２２】
ビームプロファイル測定部６は、紫外光のエキシマレーザを蛍光板６１に受光して可視光に変換し、ミラー６２に反射した可視光をＣＣＤ６３に受光してレーザ光の強度とビームプロファイルを同時に測定する。
レーザ光の強度は、半導体パワーメータなどを用いて別々に測定してもよい。
また、紫外光のエキシマレーザを直接ＣＣＤ６３に受光してもよい。
【００２３】
蛍光板６１は、半導体基板５と同一平面上あるいは平行平面上に設置する。
蛍光板６１を段差のある平行平面上に設置する場合は、移動ステージ７を上下して蛍光板６１を半導体基板５と同じ高さに位置付けて測定する。
これにより、基板面におけるレーザ光のビームプロファイルを実際の照射時と同一条件で測定できるようにする。
【００２４】
ＣＣＤ６３で受光した画像は、パソコン８に入力して任意の走査線でスライスし、画像信号の強度分布からレーザ光の強度とビームプロファイルを測定する。
そして、測定した強度とあらかじめ設定した目標の強度を比較して操作量を計算し、アッテネータ２に操作信号を出力して測定した強度が目標の強度になるようにフィードバックしながらアッテネータ２の角度を調節する。
また、測定したビームプロファイルとあらかじめ設定した目標のビームプロファイルを比較して操作量を計算し、ビームプロファイル変調部３と移動ステージ７に操作信号を出力して測定したビームプロファイルが目標のビームプロファイルになるようにフィードバックしながら位相シフトマスク３１の位置と移動ステージ７の高さを調節する。
【００２５】
移動ステージ７は、前後、左右、上下の３次元方向に移動が可能で、面内方向や光軸方向の位置合わせのための図示しないセンサ、アクチュエータ、制御系を備える。
【００２６】
本発明を実施したレーザ結晶化装置は以上のような構成で、レーザ結晶化工程は、最初に移動ステージ７を面内方向に移動してレーザ光源１の光軸ａの先端をビームプロファイル測定部６の蛍光板６１に位置付け、レーザ光を照射してその強度とビームプロファイルを測定する。
次に、測定した強度とビームプロファイルがあらかじめ設定した目標と一致するようにアッテネータ２の角度、位相シフトマスク３１の位置、移動ステージ７の高さをそれぞれ位置合わせする。
次に、移動ステージ７を面内方向に移動して今度は光軸ａの先端を半導体基板５の所定の結晶領域に位置付け、あらかじめ設定した強度とビームプロファイルのレーザ光を照射する。
以上の測定、位置合わせ、照射を繰り返して同一基板内にＴＦＴのサイズは異なるがチャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａが一定の結晶領域を同時に作り分ける。
測定、位置合わせ、照射はこのように交互に行うのではなく、最初にすべての測定を行って位置合わせに必要な操作量を求め、次に結晶領域毎に位置合わせと照射を平行して行うようにしてもよい。
【００２７】
【実施例】
本発明の実施例として、サイズは異なるが同一特性のＴＦＴ−Ａ（小サイズＴＦＴ）およびＴＦＴ−Ｂ（大サイズＴＦＴ）の作成例を以下に示す。
まず基板の準備として、図３（ａ）に示すように、絶縁体基板３０１（例えばコーニング１７３７ガラス、溶融石英、サファイア、プラスチック、ポリイミドなど）の表面に第一薄膜３０２（例えばテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）とＯ２のプラズマ化学気相成長法によって成膜した膜厚３００ｎｍのＳｉＯ２膜、もしくはＳｉＮ／ＳｉＯ２積層膜、アルミナ、マイカなど）、第一薄膜３０２の表面に、第二薄膜の非晶質半導体薄膜３０３（例えばプラズマ化学気相成長法によって膜厚１００ｎｍの非晶質Ｓｉ、非晶質ＳｉＧｅなど）を成膜する。その上にＳｉＯ２を成膜ゲート絶縁膜として、テトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）とＯ２のプラズマ化学気相成長による（例えば膜厚１００ｎｍ）のＳｉＯ２膜３０５を成膜する。次に薄膜の脱水素処理を行う（例えば窒素雰囲気で６００℃、１時間の加熱処理）。
【００２８】
次に、図１のレーザ結晶化装置を用いてレーザ結晶化を行う。レーザ光源１は、例えばＫｒＦエキシマレーザなどのパルス発振の高エネルギーレーザを用いる。
レーザ光源１から発したレーザ光は、パワーおよびビームプロファイルを変調可能なアッテネータ２とビームプロファイル変調部３を透過する。その結果、パワーとビームプロファイルが変調される。その後、ミラー４などの光学素子を経て移動ステージ７へ到達する。移動ステージ７には、半導体基板５が配置されている。レーザ結晶化は、変調されたレーザ光を半導体基板５に照射することで行う。移動ステージ７にはビームプロファイルを測定可能でパワーメータとしても使用可能な、ビームプロファイル測定部６を設置している。この装置は測定用のパソコン８と連動し、好適なビームプロファイルを持つように移動ステージ７高さｚ、パワーおよびビームプロファイルを変調可能な光学系のパラメータ（例えばアッテネータ２の角度と位相シフトマスク３１の位置など）を設定する。
図２（ａ）のビームプロファイルＡは小粒径結晶領域、図２（ｂ）のビームプロファイルＢは、大結晶粒径結晶領域の形成可能なビームプロファイルである。このビームプロファイルは、前述の測定用のパソコン８と連動したシステムで条件設定を行う。
ビームプロファイルＡまたはビームプロファイルＢによって結晶化した結果、所望の結晶粒径のｐｏｌｙ−Ｓｉが形成される。例えばビームプロファイルＡでレーザ結晶化を行った場合、図２（ａ）のような、選択された領域に小結晶粒径領域ｒ１が形成される。また、ビームプロファイルＢにおいてレーザ結晶化を行った場合、図２（ｂ）のような、選択された領域に大結晶径粒領域ｒ２が形成され、ビームプロファイルに依存した結晶領域のつくり分けが出来る。
【００２９】
ＴＦＴのチャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａの評価は、以下のように行う。ＴＦＴの活性層のエッジが分かるように、図４で示すようにレーザマーカｂなどでマーキングを四ヶ所に行う。そのあと図３（ｂ）で示されている、ソース電極３１２、ドレイン電極３１３、ゲート電極３０９、層間絶縁膜３１４を塩酸やフッ酸などで除去し、ＴＦＴの活性層であるｐｏｌｙ−Ｓｉ層３０６を露出させる。このあと、ｓｅｃｃｏエッチング液などで３０秒ほどウエットエッチングを行い、結晶粒界を際立たせる。乾燥させたのち、走査型電子顕微鏡による像観察を行う。なお、像観察装置としては、表面粗さ計や原子間力顕微鏡などを用いてもよい。
【００３０】
チャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数のカウントは、ソース部分の２箇所のマーキングおよびドレイン部分の２箇所のマーキングを例えばそれぞれ１０等分し、おのおのが平行となる直線を決定する。その直線と粒界がクロスする数を平均化して計算する。
ビームプロファイルによって粒径が制御されることから、小粒径結晶領域には大粒径結晶領域よりも密に結晶粒界が存在する。
【００３１】
ＴＦＴ−Ａのゲート長Ｌａは２μｍ、ＴＦＴ−Ｂのゲート長Ｌｂは４μｍとし、幅Ｗはいずれも２μｍとした。
図２に示すように、同一の性能を達成することが出来るＴＦＴ特性を得るためのビームプロファイルＡとビームプロファイルＢをあらかじめ計測した。図６に示すように、この場合はステージ高さＺと１μｍ当たりの結晶粒界数との関係データを基に、所望のプロファイルをＺ値によって決定できた。
この場合では、位相シフトマスクの高さｄ＝０μｍ一定で
ＴＦＴ−Ａに必要なプロファイルは、Ｚ＝３０μｍでレーザ強度を５００ｍＪ／ｃｍ２、
ＴＦＴ−Ｂに必要なプロファイルは、Ｚ＝２０μｍでレーザ強度を７００ｍＪ／ｃｍ２、
であることが計測された。
この条件で、結晶化を基板上の複数の領域に行った。
【００３２】
作製した結晶は、図２（ａ）（ｂ）に示すようなビームプロファイルによって、結晶化した。
これらの方法で作製された結晶領域は、それぞれＴＦＴ−Ａ、ＴＦＴ−Ｂのあったサイズでパターニングを行い、以下のプロセスを行う。図３（ｂ）に示すようにゲート絶縁膜の上にゲート電極３０９（例えば高濃度リンドープポリシリコン、Ｗ、ＴｉＷ、ＷＳｉ２、ＭｏＳｉ２）を設ける。ゲート電極３０９をマスクにして、イオン注入を行って、ソース領域３１１、ドレイン領域３１０を形成する。例えばイオン注入は、Ｎ型ＴＦＴであれば、Ｐ＋を１０１５ｃｍ−２オーダで注入し、Ｐ型ＴＦＴでは、ＢＦ２＋を１０１５　ｃｍ−２オーダで注入する。その後、電気炉内で窒素をキャリアガスとして、５００℃から６００℃で約１時間のアニールを行い不純物の活性化を行う。また、ラピッドサーマルアニーリング（ＲＴＡ）で７００℃、１分加熱してもよい。最後に、層間絶縁膜３１４を成膜し、コンタクト穴を形成し、ソース電極３１２、ドレイン電極３１３を形成する。ソース電極３１２、ドレイン電極３１３の材料は例えばＡｌ、Ｗ、Ａｌ／ＴｉＮを用いる。
【００３３】
ＴＦＴの評価は、３５０ｍｍ×４００ｍｍ基板において、２本の対角線を引いてクロスした中央位置、中央位置と基板四隅との中点の合計５点において行った。
領域内にはＴＦＴの幅Ｗが２μｍ一定で、長さＬａ＝２μｍのＴＦＴ−Ａ、Ｌｂ＝４μｍのＴＦＴ−Ｂが一定のパターンで形成されている。５点それぞれの位置において、ＴＦＴ特性を測定したところ、ＴＦＴ−Ａ、ＴＦＴ−Ｂともに同一の特性が得られた。さらに、チャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａとゲート長Ｌの比Ｎａ／Ｌを調査するために、特性を測定したＴＦＴについて、ｐｏｌｙ−Ｓｉ層を明確にするように位置のマーキングと上層部の除去を行い、５０ｕｍ×５０ｕｍの範囲内を走査型電子顕微鏡によって評価した。その結果、複数計測したＴＦＴ−Ａ、ＴＦＴ−Ｂそれぞれにおけるチャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａとゲート長Ｌの比Ｎａ／Ｌは、いずれも±５％以内の度数分布となっていた。
本発明で作製した複数のＴＦＴの特性測定を行った結果、ＴＦＴ−ＡおよびＴＦＴ−Ｂは、トランジスタサイズが異なるにもかかわらず、同一の性能（電子移動度：２５０ｃｍ２．Ｖ／ｓ）を得ることが出来た。
【００３４】
さらに、ビームプロファイル計測において、前述の条件
ＴＦＴ−Ａに必要なプロファイルは、Ｚ＝３０μｍでレーザ強度を５００ｍＪ／ｃｍ２、
ＴＦＴ−Ｂに必要なプロファイルは、Ｚ＝２０μｍでレーザ強度を７００ｍＪ／ｃｍ２、
に加えて、位相シフトマスクの高さｄを調整し、最適なｄを検出したところ、
ＴＦＴ−Ａではｄ＝５μｍ
ＴＦＴ−Ｂではｄ＝１μｍ
が好適であった。
この条件で前述のＴＦＴを作製し、複数計測したＴＦＴ−Ａ、ＴＦＴ−Ｂそれぞれにおけるチャネル領域での電流方向を横切る結晶粒界数の平均値Ｎａとゲート長Ｌの比Ｎａ／Ｌは、いずれも±２％以内の度数分布となっていた。
作製した複数のＴＦＴの特性測定を行った結果、ＴＦＴ−ＡおよびＴＦＴ−Ｂは、トランジスタサイズが異なるにもかかわらず、同一の性能（電子移動度：２５０ｃｍ２．Ｖ／ｓ）を得ることが出来た。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、任意の性能を持つさまざまなサイズのＴＦＴに対して、所望の粒径の結晶領域を同一基板内で作り分けることが出来る。
その結果、ＴＦＴのバラツキは抑制されかつ特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したレーザ結晶化装置の概略図である。
【図２】本発明の製造装置・方法を用いて作製した電子装置の模式図である。
【図３】本発明の製造装置・方法を用いて作製した電子装置の工程断面図である。
【図４】ＴＦＴの活性層に設けたレーザマーカの模式図である。
【図５】従来の電子装置の工程断面図である。
【図６】ステージ高さＺと１μｍ当たりの結晶粒界数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　　　　　　レーザ光源
２　　　　　　アッテネータ
３　　　　　　光強度パターン調整部
３１　　　　　　位相シフトマスク
３２　　　　　　結像光学系
４　　　　　　ミラー
５　　　　　　半導体基板
６　　　　　　光強度パターン測定部
６１　　　　　　蛍光板
６２　　　　　　ミラー
６３　　　　　　ＣＣＤ
７　　　　　　移動ステージ
８　　　　　　パソコン
１０１　　　　　　ガラス基板
１０２　　　　　　下地保護膜
１０３　　　　　　非晶質シリコン薄膜
１０４　　　　　　エキシマレーザ
１０５　　　　　　走査加熱方向を示す矢印
１０６　　　　　　多結晶シリコン薄膜
１０７　　　　　　ゲート絶縁膜
１０８　　　　　　ドレイン不純物注入領域
１０９　　　　　　ソース不純物注入領域
１１０　　　　　　ゲート電極
１１１　　　　　　保護膜
１１２　　　　　　ソース電極
１１３　　　　　　ドレイン電極
３０１　　　　　　絶縁体基板
３０２　　　　　　第一薄膜
３０３　　　　　　第二薄膜
３０５　　　　　　ＳｉＯ２膜
３０６　　　　　　ｐｏｌｙ−Ｓｉ層
３０９　　　　　　ゲート電極
３１０　　　　　　ドレイン領域
３１１　　　　　　ソース領域
３１２　　　　　　ソース電極
３１３　　　　　　ドレイン電極
３１４　　　　　　層間絶縁膜
ａ　　　　　　光軸
ｂ　　　　　　レーザマーカ
ｒ１　　　　　　小結晶粒径領域
ｒ２　　　　　　大結晶径粒領域
【図１】
2004119617.tif 000003
【図２】
2004119617.tif 000004
【図３】
2004119617.tif 000005
【図４】
2004119617.tif 000006
【図５】
2004119617.tif 000007
【図６】
2004119617.tif 000008