(57)【要約】【課題】基板上に形成された薄膜半導体素子の製造方法において、半導体膜の結晶性が良く、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い薄膜半導体素子の製造方法を提供する。【解決手段】石英基板２１１上に下地保護膜２１２を形成し、半導体膜２１３を形成し、半導体膜２１３を熱酸化して第１絶縁膜２１４を形成し、光２１５を照射して半導体膜２１３を溶融結晶化し、その後ＣＶＤ法によって第２絶縁膜を堆積する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子の製造方法において、
半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜の表面を酸化させて第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜形成後、前記半導体膜を溶融させて半導体膜質を向上させる溶融結晶化工程と、
前記溶融結晶化工程後に前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体素子の製造方法において、
温度９００℃以上１０００℃以下でアニールする工程を更に具備し、前記アニール工程は前記第２絶縁膜堆積工程の後に行われることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の半導体素子の製造方法において、
前記半導体膜を形成する工程で形成される半導体膜は非晶質珪素膜であることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の半導体素子の製造方法において、
前記半導体膜を形成する工程が、非晶質珪素膜を形成する工程と、前記非晶質珪素膜を温度５５０℃以上６５０℃以下でアニールする工程とを含むことを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記第１絶縁膜の膜厚が４０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記第１絶縁膜を９００℃以上１０００℃以下で形成することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記溶融結晶化工程が前記半導体膜にレーザー光を照射することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体素子の製造方法において、
前記レーザー光の波長が２４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８の何れかに記載の半導体素子の製造方法において、
前記第２絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかに記載の方法により製造された半導体素子を画素の駆動素子として備える、電気光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子、例えば薄膜半導体装置（ＴＦＴ）等の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
石英等の絶縁表面を有する基板上に薄膜半導体素子を形成する構成を利用したものとして、これらの薄膜半導体素子を画素の駆動に用いるアクティブ型液晶表示装置やイメージセンサー、ビデオプロジェクターに用いられるライトバルブ等が知られている。
【０００３】
一般に、ライトバルブに用いられる薄膜半導体素子は高温プロセスを用いて製造された多結晶薄膜半導体素子である。高温プロセスとは、ＬＳＩ技術を踏襲して熱酸化ゲート絶縁膜を採用するプロセスであり、１０００℃以上のプロセス温度に耐え得る高価な石英基板を使用するという難点はあるものの、再現性、安定性、量産性等に優れた特徴を有する技術である。一般的な高温プロセスでは、固相成長法（ＳＰＣ法）により結晶化された多結晶珪素半導体膜が用いられている。
【０００４】
しかし、固相成長法によって結晶化された多結晶珪素膜には多くの欠陥が含まれている。この欠陥はキャリアを捕獲し、薄膜半導体素子の電気特性を低下させる原因となる。そこで、多結晶珪素膜中の欠陥を低減する手法の一つとして、エキシマレーザーアニール法による珪素膜の溶融結晶化が挙げられる。エキシマレーザーアニール法とは、一般的に低温プロセスによる多結晶薄膜半導体素子の製造に用いられるものであり、キセノン・塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）等を珪素膜に照射して、珪素膜を一度溶融させた後に冷却固化過程を経て結晶化させる方法である。エキシマレーザーアニール法によって得られる多結晶珪素膜は溶融・固化過程を経ている為、欠陥が少なく、結晶性が良い。このエキシマレーザーアニール法を高温プロセスによる多結晶薄膜半導体素子の製造方法に適用すれば、多結晶珪素膜の膜質が向上し、薄膜半導体素子の電気特性も向上する。
【０００５】
図１〜３は高温プロセスにエキシマレーザーアニールを適用した従来の薄膜半導体素子の製造方法を示す工程図である。以下、これらの図を参照しつつ従来の薄膜半導体素子の製造方法を説明する。
【０００６】
基板上に形成された半導体膜を半導体素子の活性領域（半導体素子活性領域）として用いている薄膜半導体素子の製造方法において、基板として厚さ１．２ｍｍの石英基板１１１を用い、該石英基板１１１上に下地保護膜として化学気相堆積法（ＣＶＤ法）により酸化珪素膜１１２を膜厚８００ｎｍ程度堆積する。該下地保護膜としての酸化珪素膜１１２上に低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ法）により非晶質珪素膜１１３を膜厚５５ｎｍ程度堆積する（図１（ａ））。次にキセノン・塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光１１４を該非晶質珪素膜１１３に照射して、多結晶珪素膜１１３’を形成する。ここで、該多結晶珪素膜１１３’の結晶粒界部表面１１５は隆起している（図１（ｂ））。次にフォト・リソグラフィー法により該多結晶珪素膜１１３’をパターニングする（図２（ｃ））。該多結晶珪素膜１１３’を熱酸化し、第１ゲート絶縁膜としての酸化珪素膜１１６を膜厚３０ｎｍ程度形成する。この時、該多結晶珪素膜１１３’は４０ｎｍ程度になっている。更に、該第１ゲート絶縁膜としての酸化珪素膜１１６上に化学気相堆積法（ＣＶＤ法）によって第２ゲート絶縁膜としての酸化珪素膜１１７を膜厚５０ｎｍ程度堆積する（図２（ｄ））。次に該第２ゲート絶縁膜１１７上にゲート電極１１８を形成し、該多結晶珪素膜１１３’に不純物イオンの注入を行ってソース領域１１３ａ、ドレイン領域１１３ｃ及びチャネル形成領域１１３ｂを作成する（図３（ｅ））。次に層間絶縁膜１１９を形成し、コンタクト・ホールを開口し、ソース・ドレイン取り出し電極１２０・１２１と配線を形成する（図３（ｆ））。こうして多結晶薄膜半導体素子は完成する（例えば特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−２６１０７８号公報。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
こうした従来の製造方法で製造された薄膜半導体素子においては、ゲート絶縁膜の信頼性や薄膜半導体素子の電気特性が良くないという課題があった。レーザーアニール後の半導体膜表面は結晶粒界部で大きく隆起している。この隆起はゲート絶縁膜の局所的な薄膜化や、半導体膜における電界集中などをもたらし、ゲート絶縁膜の信頼性や薄膜半導体素子の電気特性を大きく悪化させる原因となる。
【０００９】
本明細書で開示する発明は、上記の問題を解決する手段を提供するものである。具体的には基板上に形成された薄膜半導体素子の製造方法において、半導体膜の結晶性が良く、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い薄膜半導体素子の製造方法を提供することをその目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の半導体素子の製造方法は、半導体膜を形成する工程と、前記半導体膜の表面を酸化させて第１絶縁膜を形成する工程と、前記第１絶縁膜形成後、前記半導体膜を溶融させて半導体膜質を向上させる溶融結晶化工程と、前記溶融結晶化工程後に前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を堆積させる工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成の発明は、まず基板上に半導体膜を形成し、前記半導体膜の表面を酸化させて第１絶縁膜を形成する。具体例としては、半導体膜の表面を１０００℃程度の高温で熱酸化させて第１絶縁膜を形成する。これにより、半導体膜と第１絶縁膜の界面は欠陥密度の低い良好な界面とすることが出来る。また、半導体膜の表面は酸化されるので、半導体膜厚は薄くなる。
【００１２】
次に、前記第１絶縁膜形成後、前記半導体膜を溶融させて半導体膜質を向上させる溶融結晶化工程を行う。具体例としては、第１絶縁膜側からレーザー光などの光を照射し、半導体膜に光を吸収させて半導体膜を溶融結晶化させる。ここで従来技術のように、第１絶縁膜が無く、半導体膜表面に直接光を照射して溶融結晶化を行うと、半導体膜表面は結晶粒界部で隆起してしまう。しかし、本発明においては、半導体膜表面には第１絶縁膜が存在するので、半導体膜表面の隆起を抑えることができる。その結果、ゲート絶縁膜の局所的な薄膜化や半導体膜における電界集中などを防ぐことができ、ゲート絶縁膜の信頼性や薄膜半導体素子の電気特性を大きく向上させることができるのである。更に、半導体膜は酸化されて膜厚が薄くなっているので、照射する光のエネルギー密度を低くしても、半導体膜は十分に溶融結晶化する。よって、光照射装置への負担を軽減することができる。
【００１３】
更に本発明は、前記溶融結晶化工程後に前記第１絶縁膜上に第２絶縁膜を堆積させる工程を含む。この様に、絶縁膜を２層構造にすることにより、第１絶縁膜は半導体膜との界面を形成することを目的として膜厚を薄くし、残りの必要な膜厚は第２絶縁膜で補うということができる。第１絶縁膜側から光を照射して半導体膜を溶融結晶化させる場合、第１絶縁膜の膜厚が厚いと光の反射、干渉等の影響で、半導体膜の溶融結晶化が難しくなってくる。本発明では、第２絶縁膜の存在によって、第１絶縁膜を薄くすることができるので、半導体膜の溶融結晶化を良好に行うことができる。
【００１４】
以上のように、本発明の半導体素子の製造方法によれば、半導体膜の結晶性が良く、半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い半導体素子を製造できる。
【００１５】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、温度９００℃以上１０００℃以下でアニールする工程を更に具備し、前記アニール工程は前記第２絶縁膜堆積工程の後に行われることを特徴とする。
【００１６】
第２絶縁膜は薄い第１絶縁膜の膜厚を補うために堆積される。一般的に堆積により形成された第２絶縁膜の膜質は半導体膜表面を酸化させて形成した第１半導体膜ほど良くない。しかし、本発明では、第２絶縁膜堆積工程後に高温のアニールを行っているので、第２絶縁膜の膜質は飛躍的に向上する。この様に、本発明の半導体素子の製造方法によれば、半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高い半導体素子の製造方法を提供できる。
【００１７】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記半導体膜を形成する工程で形成される半導体膜は非晶質珪素膜であることを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、半導体膜の形成が容易で、製造コストが低くなるという効果を有する。また、第１絶縁膜が酸化珪素膜となるので、良質なゲート絶縁膜を形成することができる。更には、広い波長範囲の光を吸収しやすいので、溶融結晶化しやすいという利点もある。
【００１９】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記半導体膜を形成する工程が、非晶質珪素膜を形成する工程と、前記非晶質珪素膜を温度５５０℃以上６５０℃以下でアニールする工程とを含むことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、半導体膜は固相成長により大きい粒径を持つ多結晶珪素膜となる。よって、半導体素子の電気特性を良くすることができる。
【００２１】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記第１絶縁膜の膜厚が４０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、第１絶縁膜の膜厚が十分に薄いので、半導体膜の溶融結晶化が容易になる。よって、半導体膜の結晶性が良く、生産性の高い半導体素子を製造できる。第１絶縁膜をこの様に薄く形成しても、半導体膜と第１絶縁膜の界面は欠陥の少ない良好なものにすることができる。更に後に第２絶縁膜を形成するので、絶縁膜は所望の膜厚に形成することができる。
【００２３】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記第１絶縁膜を９００℃以上１０００℃以下で形成することを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、第１絶縁膜の膜質が良くなり、半導体膜と第１絶縁膜との界面が良好になるという効果を有する。温度が９００℃よりも低くなると、膜質と界面は悪くなる。また、温度が１０００℃よりも高くなると、膜質と界面は良好になるが、高温による基板のそりが問題となってくるため、大きい基板を使用することができなくなり、生産性が悪くなってしまう。
【００２５】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記溶融結晶化工程が前記半導体膜にレーザー光を照射することを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、半導体膜の溶融結晶化を効率的に行うことができる。
【００２７】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記レーザー光の波長が２４０ｎｍ以上５５０ｎｍ以下であることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、半導体膜が珪素膜の場合、レーザー光は効率的に珪素膜に吸収されるので、半導体膜の溶融結晶化を効率的に行うことができるという効果を有する。照射する光としては、クリプトン・フッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）、キセノン・塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光の第二高調波（波長５３２ｎｍ）等が、高エネルギーで、且つ安定しているので好ましい。
【００２９】
また、本発明の半導体素子の製造方法は、前記第２絶縁膜が酸化珪素膜であることを特徴とする。
【００３０】
この発明によれば、半導体膜を珪素膜とし、第１絶縁膜を酸化珪素膜とした場合には、第１絶縁膜と第２絶縁膜との界面が良好になり、半導体素子の電気特性や、ゲート絶縁膜の信頼性が向上するという効果を有する。
【００３１】
また、本発明は、上記の方法により製造された半導体素子を画素の駆動素子として備える電気光学装置に関する。ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学素子を備えた装置一般をいい、自ら光を発するものと外部からの光の通過を制御するもの双方を含む。例えば、電気光学素子として、液晶素子、電気泳動素子、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出素子などが挙げられる。上記の方法により製造された薄膜トランジスタ等の半導体素子を備えることにより、動作信頼性の高い液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ等の電気光学装置を提供することができる。
【００３２】
また、本発明は、上記の電気光学装置を備える電子機器に関する。上記の電気光学装置を備えることにより、動作信頼性の高い電子機器を提供することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
（実施例１）
図４〜６は、本発明の実施例による薄膜半導体素子の製造方法を示す工程図である。以下、これらの図を参照しつつ本発明の第１の実施例の薄膜半導体素子の製造方法を（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に説明する。
【００３５】
（ａ）図４（ａ）の工程
基板上に形成された半導体膜を半導体素子の活性領域（半導体素子活性領域）として用いている薄膜半導体素子の製造方法において、基板として厚さ１．２ｍｍの石英基板２１１を用い、該石英基板２１１上に下地保護膜として化学気相堆積法（ＣＶＤ法）により酸化珪素膜２１２を膜厚８００ｎｍ程度堆積する。
【００３６】
該下地保護膜としての酸化珪素膜２１２上に、低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ法）により、後に半導体素子活性領域と化す非晶質珪素膜である半導体膜２１３を膜厚５５ｎｍ程度堆積する。原料ガスにはモノシラン（ＳｉＨ４）を用い、堆積温度は５３０℃から５７０℃程度、圧力は２０Ｐａから５０Ｐａ程度とする。このような条件で堆積することによって、均一性の良い非晶質珪素膜を堆積することができる。
【００３７】
次に半導体膜２１３の熱酸化を行って、第１絶縁膜２１４を形成する。基板を温度８００℃の熱処理炉内に挿入した後、熱処理炉内に窒素と僅かの酸素を流して熱処理炉内の雰囲気を窒素中の酸素が１０ｐｐｍから１％程度である雰囲気とし、熱処理炉の温度を毎分４℃から２０℃程度のレートで上昇させ、熱処理炉内の温度を１０００℃とする。昇温レートが４℃程度と低ければ温度制御性が良くなるが、昇温に長時間を要する為、生産性が低下する。一方昇温レートが２０℃と高ければ温度制御性が良くなくなるが、昇温時間は短くなる為、生産性は向上する。上記の温度上昇工程を窒素１００％雰囲気で行うと半導体膜に穴が開いてしまうという問題がある。上記の様に窒素中の酸素が１０ｐｐｍ程度の雰囲気にすると、半導体膜上に極薄酸化膜が形成されるので半導体膜に穴が開くことを防ぐ事ができる。ここで酸素濃度を１％程度以上と高くしすぎると酸化膜厚が厚くなってしまう。この酸化膜は低温で形成されるので膜質が良くなく、ゲート絶縁膜となった場合に薄膜半導体素子の特性や信頼性の低下の原因となる。よって、上記の温度上昇工程においては酸素濃度を１０ｐｐｍから１％程度と充分低くしておいて、半導体膜に穴が開くことを防ぎ、且つ膜質の良くないゲート絶縁膜を必要以上に成長させないようにする必要がある。温度が上昇した後、熱処理炉内の雰囲気を窒素中の酸素が２％以上または酸素１００％とし、半導体膜２１３を酸化することによって第１絶縁膜としての酸化珪素膜２１４を膜厚３０ｎｍ程度形成する。この時、該半導体膜２１３の膜厚は４０ｎｍ程度となる。
【００３８】
（ｂ）図４（ｂ）の工程
後に半導体素子活性領域と化す半導体膜２１３に光としてパルスレーザー光２１５を照射することにより溶融結晶化して半導体膜２１３を欠陥の少ない結晶性の良い多結晶半導体膜とする。パルスレーザー光２１５としては、キセノン・塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）を用いる。ＸｅＣｌエキシマレーザー光の照射領域は長さ２００ｍｍで幅０．４ｍｍの長方形状で、ほぼ一定の強度分布を示す。ＸｅＣｌエキシマレーザー光の照射エネルギー密度が高すぎると半導体膜２１３は完全溶融してしまい、半導体膜は微結晶化してしまう。多結晶珪素膜の結晶粒径を大きくする為には、半導体膜が微結晶化する照射エネルギー密度よりも僅かに低い照射エネルギー密度でレーザー光を照射すれば良い。また、該半導体膜上の任意の一点は２０回から３０回のパルスレーザー照射を被る。ここではパルスレーザー光をキセノン・塩素（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー光（波長３０８ｎｍ）としたが、パルスレーザー光としてクリプトン・フッ素（ＫｒＦ）エキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー光の第２高調波（波長５３２ｎｍ）等を用いても溶融結晶化を良好に行うことができる。光２１５を照射して半導体膜２１３の溶融結晶化を行っても、第１絶縁膜２１４の存在により、半導体膜２１３の表面隆起は抑えられる。
【００３９】
（ｃ）図５（ｃ）の工程
次にフォト・リソグラフィー法により該半導体膜２１３と該第１絶縁膜２１４をパターニングする。
【００４０】
（ｄ）図５（ｄ）の工程
該第１絶縁膜としての酸化珪素膜２１４上及び下地保護膜としての酸化珪素膜２１２上に化学気相堆積法（ＣＶＤ法）によって第２絶縁膜としての酸化珪素膜２１６を膜厚５０ｎｍ程度堆積する。該第２絶縁膜の形成には低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ法）を用い、原料ガスはモノシラン（ＳｉＨ４）と一酸化二窒素（Ｎ２Ｏ）、堆積温度は８００℃から８５０℃程度、圧力は７０Ｐａから９０Ｐａ程度とする。更に、９００℃から１０００℃程度の温度で３０分から１時間程度のアニールを行い、第２絶縁膜の膜質を改善させる。
【００４１】
（ｅ）図６（ｅ）の工程
該第２絶縁膜２１６上にゲート電極２１７を形成する。ゲート電極は、原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ４）とホスフィン（ＰＨ３）を用い、温度５３０℃から５７０℃程度、圧力１００Ｐａから１４０Ｐａ程度で低圧化学気相堆積法（ＬＰＣＶＤ法）によって堆積したリン（Ｐ）を含んだ導電性多結晶珪素半導体膜を用いる。ゲート電極２１７形成後、上記多結晶珪素膜となった半導体膜２１３に不純物イオンの注入を行ってソース領域２１３ａ、ドレイン領域２１３ｃ及びチャネル形成領域２１３ｂを作成する。不純物イオンとしては、Ｎ型薄膜半導体素子の場合はＢイオンまたはＢＦ２イオンを注入し、Ｐ型薄膜半導体素子の場合はＰイオンを注入する。
【００４２】
（ｆ）図６（ｆ）の工程
次に層間絶縁膜２１８を形成し、コンタクト・ホールを開口し、ソース・ドレイン取り出し電極２１９・２２０と配線を形成する。こうして多結晶薄膜半導体素子は完成する。
【００４３】
以上説明したように、本第１の実施例によれば、半導体膜の結晶性が良く、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い薄膜半導体素子を製造することができる。
【００４４】
（実施例２）
実施例１の工程（ａ）において、上記非晶質珪素膜である半導体膜２１３の堆積条件として、堆積圧力を１００Ｐａ程度とする。このように堆積圧力を高くすることによって非晶質珪素膜中における結晶核発生を抑制することができる。該非晶質珪素膜である半導体膜２１３を堆積した後、固相成長法によって該半導体膜２１３の結晶化を行う。上記堆積された非晶質珪素膜には結晶核が少ないので、固相成長を行う事によって該非晶質珪素膜である半導体膜２１３が大粒径の多結晶珪素膜となり、薄膜半導体素子の電気特性は優れたものとなる。固相成長は、窒素雰囲気で温度が５５０℃から６５０℃程度、より好ましくは５７０℃から６００℃程度となっている熱処理炉内に基板を挿入し、６時間から２４時間の熱処理を行う。温度が低ければ多結晶珪素膜の結晶粒径は大きくなるが、処理時間が長くなるため、生産性が良くなくなる。一方、温度が高ければ多結晶珪素膜の結晶粒径は温度を低くした場合に比べて小さくなるが、処理時間が短くなるため、生産性は向上する。こうして該半導体膜２１３は非晶質珪素膜から大粒径の多結晶珪素膜となる。
【００４５】
上記以外は実施例１と同様として、半導体膜２１３の熱酸化による第１絶縁膜２１４の形成、更に半導体膜２１３の溶融結晶化等を行い、多結晶薄膜半導体素子は完成する。
【００４６】
以上説明したように、本第２の実施例によれば、半導体膜の結晶性が良く、半導体膜の結晶粒径が大きく、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い薄膜半導体素子を製造することができる。
【００４７】
（実施例３）
実施例１の工程（ａ）において、非晶質珪素膜の原料ガスにジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用い、堆積温度を４２５℃程度と低温化する。このように堆積温度を低くすることによって非晶質珪素膜中における結晶核発生を抑制することができる。次に、実施例２と同様にして、半導体膜２１３の固相成長を行い、半導体膜２１３を大粒径の多結晶珪素膜とする。
【００４８】
上記以外は実施例１と同様として、半導体膜２１３の熱酸化による第１絶縁膜２１４の形成、更に半導体膜２１３の溶融結晶化等を行い、多結晶薄膜半導体素子は完成する。
【００４９】
以上説明したように、本第３の実施例によれば、半導体膜の結晶性が良く、半導体膜の結晶粒径が大きく、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い薄膜半導体素子を製造することができる。
【００５０】
（応用例）
本発明の製造方法により得られた半導体素子は、液晶表示装置のスイッチング素子である薄膜トランジスタとして、或いはエレクトロルミネセンスディスプレイの駆動素子である薄膜トランジスタとして利用することができる。図７はアクティブマトリクス方式で駆動する電気光学装置１０の画素領域の回路構成図であり、各画素は、電界発光効果により発光可能な発光層ＯＬＥＤ、それを駆動するための電流を記憶する保持容量Ｃ、本発明の製造方法で製造される半導体素子である薄膜トランジスタＴ１及びＴ２を備えて構成されている。走査線ドライバ２０からは、選択信号線Ｖｓｅｌが各画素に供給されている。データ線ドライバ３０からは、信号線Ｖｓｉｇ及び電源線Ｖｄｄが各画素に供給されている。選択信号線Ｖｓｅｌと信号線Ｖｓｉｇを制御することにより、各画素に対する電流プログラムが行われ、発光部ＯＬＥＤによる発光が制御される。
【００５１】
本発明の製造方法により得られた薄膜トランジスタ等の半導体素子は電気光学装置を備える各種の電子機器に適用可能である。図８に電気光学装置を適用可能な電子機器の例を挙げる。
【００５２】
同図（ａ）は携帯電話への適用例であり、携帯電話２３０は、アンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、及び本発明の電気光学装置１０を備えている。このように本発明の電気光学装置１０を携帯電話２３０の表示部として利用可能である。
【００５３】
同図（ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、ビデオカメラ２４０は、受像部２４１、操作部２４２、音声入力部２４３、及び本発明の電気光学装置１０を備えている。このように本発明の電気光学装置は、ファインダーや表示部として利用可能である。
【００５４】
同図（ｃ）は携帯型パーソナルコンピュータへの適用例であり、コンピュータ２５０は、カメラ部２５１、操作部２５２、及び本発明の電気光学装置１０を備えている。このように本発明の電気光学装置は、表示部として利用可能である。
【００５５】
同図（ｄ）はヘッドマウントディスプレイへの適用例であり、ヘッドマウントディスプレイ２６０は、バンド２６１、光学系収納部２６２及び本発明の電気光学装置１０を備えている。このように本発明の電気光学装置は画像表示源として利用可能である。
【００５６】
同図（ｅ）はリア型プロジェクターへの適用例であり、プロジェクター２７０は、筐体２７１に、光源２７２、合成光学系２７３、ミラー２７４、ミラー２７５、スクリーン２７６、及び本発明の電気光学装置１０を備えている。このように本発明の電気光学装置は画像表示源として利用可能である。
【００５７】
同図（ｆ）はフロント型プロジェクターへの適用例であり、プロジェクター２８０は、筐体２８２に光学系２８１及び本発明の電気光学装置１０を備え、画像をスクリーン２８３に表示可能になっている。このように本発明の電気光学装置は画像表示源として利用可能である。
【００５８】
上記例に限らず本発明の電気光学装置１０は、アクティブマトリクス型の表示装置を適用可能なあらゆる電子機器に適用可能である。例えば、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダー、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、半導体膜の結晶性が良く、薄膜半導体素子の電気特性が良く、ゲート絶縁膜の信頼性が高く、且つ生産性の高い半導体素子を製造することができる。本発明の半導体素子の製造方法によると、高性能な半導体素子を容易に且つ安定的に製造する事ができる。従って本発明の半導体素子の製造方法をアクティブ・マトリックス液晶表示装置に適用した場合には、大型で高品質な液晶表示装置を容易に且つ安定的に製造することができる。更に他の電子回路の製造に適用した場合にも高品質な電子回路を容易に且つ安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図２】従来の半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図３】従来の半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図４】本発明の実施例による半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図５】本発明の実施例による半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図６】本発明の実施例による半導体素子の製造方法を示す工程図である。
【図７】本発明の実施例による電気光学装置の画素領域の回路構成図である。
【図８】本発明の実施例による電子機器の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１１１、２１１…石英基板
１１２、２１２…下地保護膜
１１３、２１３…半導体膜
１１３ａ、２１３ａ…ソース領域
１１３ｂ、２１３ｂ…チャネル形成領域
１１３ｃ、２１３ｃ…ドレイン領域
１１４、２１５…光（キセノン・塩素エキシマレーザー光）
１１５…珪素膜表面の隆起
１１６、２１４…第１絶縁膜
１１７、２１６…第２絶縁膜
１１８、２１７…ゲート電極
１１９、２１８…層間絶縁膜
１２０、２１９…ソース電極
１２１、２２０…ドレイン電極
【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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