(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、
前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、
矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを備え、
前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるようにして、前記１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射を行い、
前記金属膜パターン上の結晶化された半導体膜を前記トランジスタのチャネル領域に用い、
前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記所定形状に成形された照射領域はマスクを用いた光学系により形成される
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記マスクは、前記トランジスタの配置に合わせて形成される
ことを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記２回目のレーザ光の照射は、前記１回目のレーザ光の照射領域に前記２回目のレーザ光の照射領域が重なり、前記１回目のレーザ光の照射領域に対する前記２回目のレーザ光の照射領域の重なり幅が０．１μｍ以上３μｍ以下となるように行われる
ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、
前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、
矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを、
前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるように、前記１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射とを行って、
前記金属膜パターン上の非単結晶膜を結晶化して前記トランジスタのチャネル形成領域を形成し、
前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いることで、
液晶表示装置の駆動トランジスタを形成する
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、
前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、
矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを、
前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるように、前記１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射とを行って、
前記金属膜パターン上の非単結晶膜を結晶化して前記トランジスタのチャネル形成領域を形成し、
前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いることで、
エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動トランジスタを形成する
ことを特徴とするエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法および液晶表示装置の製造方法に関し、詳しくは結晶性に優れた結晶を得るレーザ結晶化方法、半導体装置の製造方法、液晶表示装置の製造方法およびエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、行われているレーザ結晶化のプロセスの概要を図４の斜視図によって説明する。図４に示すように、従来のレーザ結晶化は、ビーム断面が例えば２００ｍｍ×０．４ｍｍの帯状ビームのエキシマレーザ光２２１を、光学系２２３を用いて、非単結晶膜２１１の所定の領域２１３に繰り返し照射することによって行われている。この方法によれば、比較的短時間でガラス基板２０１上の非単結晶膜２１１を多結晶膜に代えることができる。
【０００３】
しかしながら、エキシマレーザ光２２１が照射される非単結晶膜２１１の膜厚とエキシマレーザ光２２１のエネルギーの条件範囲が狭いため、正確なレーザエネルギー制御が必要となっている。その技術を改良する目的で種々の技術が開発されつつある。そのなかで有望な方法が、Reprinted from Materials Research Society MRS Bullentin ,Vol.XXI [3] (1996-3) (USA) p.39-48、Materials Research Society Symp. Proc. Vol.621 (2000) (USA) Q9.7.1-Q9.7.6、Appl. Phys. Lett. 69 [19] (1996-11-4) (USA) p.2864-p.2866、Materials Research Society Symp. Proc. Vol.452 (1997) (USA) p.953-p.958、Appl. Phys. Lett. 70 [25] (1997-6-23) (USA) p.3434-p.3436、IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS VOL.19 NO.8 (1998-8) (USA) p.306-p.308、Appl. Phys. A67 (1998) (USA) p.273-p.276、phys. stat. sol. (a) 166 (1998) (USA) p.603-p.617 等に開示されている、いわゆる、ＳＬＳ（Sequential Lateral Solidification）といわれる方法である。
【０００４】
従来の結晶化がランダム核成長であるのに対し、ＳＬＳは、横方法結晶成長を使っている点で優れている。
【０００５】
従来のランダム核成長を利用した結晶化方法は、比較的大きなビーム断面積を有するレーザ光を照射し、照射された膜を一旦溶融させ、その後冷えて行く過程で自然発生的に生じる核を中心に成長する。このため、この結晶核の場所やその密度を制御することが不可欠となっているが、確率的にほぼ同じような結晶が得られることで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）の性能はほどほど（例えばＴＦＴの電子移動度で１００ｃｍ／Ｖ・ｓくらい）のものが得られる。ただし、レーザ光のエネルギーがばらつくと電子移動度もばらつくという欠点があった。
【０００６】
一方、ＳＬＳは、レーザ光の照射面積を狭くするとともに、空間的なエネルギー密度分布をシャープにすることによって、溶融している部分と溶融していない部分とを隣接して作ることができる。そのため、溶融している部分が冷えて固まるときには、隣接の溶融していない部分から結晶の成長が始まる。つまり、横方向に結晶が成長する。これによって、ランダム核成長ではなく一定の結晶が得られる。この結晶化方法によれば、レーザエネルギーがばらついてもほとんど結晶化に影響がでない。また、結晶の成長方向とＴＦＴのチャネル方向をあわせれば移動度は３００以上の大きな値が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ＳＬＳによる結晶化方法では、結晶成長させるときのレーザ光の照射パターンとその後に形成されるＴＦＴの位置とが無関係になっているため、結晶の位置とＴＦＴの位置とを合わせることが困難であるという課題を有している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するためになされた半導体装置の製造方法、液晶表示装置の製造方法およびエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法である。
【０００９】
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に、照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを備え、前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるようにして、前記第１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射を行い、前記金属膜パターン上の結晶化された半導体膜を前記トランジスタのチャネル領域に用い、前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いる。
【００１０】
上記半導体装置の製造方法では、位置合わせマークをして用いる金属膜パターンを形成することから、位置合わせが可能になる。そして、金属膜パターンを位置合わせマークとして用いて、所定形状に成形された照射領域を有するレーザ光を、非単結晶膜の所定の位置に照射し、その照射領域を結晶化することから、例えばＴＦＴ（Thin Film Transistor）のチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。すなわち、結晶化したい領域を確実に良質な結晶性が得られるように結晶化することが可能になる。また、前回に結晶化した照射領域の一部分に重なるように照射領域よりずらした位置に、所定形状に成形された照射領域を有するレーザ光を照射し、その照射領域を結晶化することから、横方向成長の特徴としてレーザ光照射により溶融された領域は隣接する溶融されていない領域より結晶成長が始まる性質により、結晶化領域の中央を結晶性の良好な領域とすることが可能になる。よって、トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高いトランジスタを形成することが可能になる。
【００１１】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に、照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを、前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるように、前記１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射とを行って、前記金属膜パターン上の非単結晶膜を結晶化して前記トランジスタのチャネル形成領域を形成し、前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いることで、液晶表示装置の駆動トランジスタを形成する。
【００１２】
上記液晶表示装置の製造方法では、本発明の半導体装置の製造方法を用いていることから、液晶表示装置の駆動トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高い駆動トランジスタを形成することが可能になる。
【００１３】
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法は、基板上に金属膜パターンを形成した後、前記基板上に前記金属膜パターンを覆う絶縁膜と非単結晶膜を順に形成する工程と、前記金属膜パターンを位置合わせマークとして用い、矩形状の第１照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置になるように前記非単結晶膜に照射する１回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて結晶化する工程と、矩形状の第２照射領域を有するレーザ光を、当該矩形の長手方向の一辺が前記金属膜パターン上になり、長手方向の他辺が前記金属膜パターンから外れた位置であって、前記第１照射領域の長手方向の他辺と前記金属膜パターンを挟んで反対側になるように、かつ前記第２照射領域が前記第１照射領域の一部分に重なるように、前記非単結晶膜の前記第１照射領域よりトランジスタのチャネル長方向にずらした位置に、照射する２回目のレーザ光の照射を行い、その照射領域を横方向に結晶成長させて前記金属膜パターン上の非単結晶膜の前記チャネル長方向の全体を結晶化することで、少なくともトランジスタのチャネル形成領域を結晶化する工程とを、前記第１照射領域と前記第２照射領域との重なり部分が前記金属膜パターン上の前記チャネル長方向の一部になるように、前記１回目のレーザ光照射と前記２回目のレーザ光照射とを行って、前記金属膜パターン上の非単結晶膜を結晶化して前記トランジスタのチャネル形成領域を形成し、前記金属膜パターンを前記トランジスタのゲート電極に用いることで、エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動トランジスタを形成する。
【００１４】
上記エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法では、本発明の半導体装置の製造方法を用いていることから、エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高い駆動トランジスタを形成することが可能になる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の半導体装置の製造方法に用いるレーザ結晶化方法に係る一実施の形態を、図１の概略構成断面図によって説明する。
【００１６】
図１の（１）に示すように、例えばスパッタリングにより、基板（例えばガラス基板）１１上に金属膜を成膜する。この金属膜には、例えばモリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）等のいわゆる高融点金属を用いる。これは、レーザ光を照射したときに、上記金属膜が溶けないようにするためである。次に、上記金属膜をパターニングして金属膜パターン１２を形成する。この金属膜パターン１２の使い方は２種類ある。第１の方法は上記金属膜パターン１２を位置合わせ用の目印とゲート配線とに用いる場合であり、第２の方法は上記金属膜パターン１２を位置合わせ用の目印のみに用いる場合である。第１の方法はボトムゲート構造のＴＦＴに用いられ、第２の方法はトップゲート構造のＴＦＴに用いられる。
【００１７】
ここでは、ボトムゲート構造の場合について説明する。なお、上記金属膜パターン１２の側壁は後述する角度αなる、いわゆるテーパ形状に形成されている。
【００１８】
例えば化学的気相成長（以下ＣＶＤという、ＣＶＤはChemical Vapor Deposition の略）法によって、上記基板１１上に上記金属膜パターン１２を覆うゲート絶縁膜１３を、例えば酸化シリコンを成長させて形成する。さらにゲート絶縁膜１３上に非単結晶膜からなる半導体膜１４を、例えば非晶質シリコンを４０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに成長させて形成する。これらの成膜は連続的に行うことが好ましい。
【００１９】
その後、図１の（２）に示すように、レーザ光の照射を行う。レーザ光には、一例として、波長が３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザ光を用いる。まず、１回目のレーザ光２１の照射を半導体膜１４の所定の領域に行う。その照射は、レーザ光２１を将来ＴＦＴのチャネルになる部分のおよそ半分の位置からどちらか外側（将来、ＴＦＴのソースまたはドレインになる領域）へ位置制御して照射を行う。このように位置制御してレーザ光２１の照射を行うことにより、照射した領域はいったん溶融した後、固化するときに横方向に結晶成長する。
【００２０】
次に、図１の（３）に示すように、２回目のレーザ光２２の照射を主に最初に照射しなかった半導体膜１４の所定の領域に照射する。このとき、２回目の照射は、優れた結晶が欲しい領域で１回目の照射領域１４１と重なり合うように照射を行う。この重なりが重要となっている。重なり幅は、０．１μｍ以上３μｍ以下とし、望ましくは０．１μｍ以上１．０μｍ以下である。このように重なり幅の範囲を規定することにより、図１の（４）に示すように、半導体膜１４は結晶化し、ＴＦＴとして最も大切なチャンネル部分（金属膜パターン１２上の半導体膜１４）は横方向結晶成長し、チャネル方向に結晶がそろったものが得られる。一方、金属膜パターン１２上から外れた半導体膜１４の一部にはランダム結晶成長領域Ｒが生成されているが、良好なる結晶性を必要とする領域からは外れている。
【００２１】
上記図１によって説明した結晶化方法によって、図２の（１）に示すように、金属膜パターン１２を合わせマークに用いて、１回目のレーザ光照射領域１４１と２回目のレーザ光照射領域１４２との重なり部分１４３が金属膜パターン１２上になるようにして、２回のレーザ光照射を行い、非晶質シリコンからなる半導体膜１４を結晶化する。このように、レーザ光を照射した場合には、金属膜パターン１２上の半導体膜１４は横方向結晶成長した結晶粒がそろう良好な結晶を有する膜となり、金属膜パターン１２のその両側にランダム成長領域Ｒが生じる。このように、金属膜パターン１２上よりランダム成長領域Ｒが外れるようにレーザ光照射を行うことにより、金属膜パターン１２をＴＦＴのゲート電極とし、その上方の半導体膜１４をチャンネル領域とすることにすることで、移動度の高いＴＦＴを形成することができるようになる。
【００２２】
次いで、図２の（２）に示すように、レジスト塗布、リソグラフィー技術によりソース・ドレインイオン注入を行うためのレジストマスク（図示せず）を形成した後、そのマスクを用いてソース・ドレインイオン注入を行い、ソース・ドレイン領域１５、１６を形成する。このように、ソース・ドレイン領域１５、１６を形成することにより、ゲート電極（金属膜パターン１２）上が横方向結晶成長した半導体領域をチャンネル領域とすることができる。なお、図２における結晶粒を示している線は実際にはほとんど見えない。
【００２３】
上記説明したように、結晶化の際に、トップゲート構造を形成する場合には、上記金属膜パターン１２を、位置合わせを行う際の合わせマークとしておけば、将来にＴＦＴを形成して行くときに用いる合わせマークと共通化することができる。そのため、レーザ光の照射領域とＴＦＴの形成領域とを一致させることができるようになる。一方、ボトムゲート構造の場合には、上記金属膜パターン１２をゲート配線に用いることができるので、製造工程の短縮が図れる。
【００２４】
ここで、ＴＦＴの製造における結晶化工程の一例を、前記図１を参照して以下に詳細に説明する。
【００２５】
例えばスパッタリングによって、例えば３００ｍｍ×３５０ｍｍの基板（ガラス基板）１１上にモリブデンからなる金属膜を成膜する。上記スパッタリングでは、ガスに１００％アルゴンを用い基板温度を９０℃として、９０ｎｍの厚さに成膜した。
【００２６】
次いで、通常のレジスト塗布、リソグラフィー技術によってレジストパターンを形成する。なお、このレジストパターンは、側壁をテーパ形状とするため、例えば１４０℃程度でベーキングを行い、レジストパターンの側壁をだらしておく。その後このレジストパターンをマスクに用いてエッチングを行い、上記金属膜を加工して、金属膜パターン１２を形成する。このエッチングでは、例えば反応性イオンエッチング装置を用い、エッチングガスにサルファーヘキサフルオライド（ＳＦ6 ）と酸素（Ｏ2 ）とヘリウム（Ｈｅ）とを用い、基板温度を６０℃に設定して、１１８５Ｗのパワーでエッチングを行った。
【００２７】
その後、上記レジストパターンを除去する。このようにして、金属膜パターン１２はその側壁のテーパ角αが５°〜３０°、好ましくは１０°〜２０°になるように形成される。ここで、金属膜パターン１２の側壁テーパ角を１０°〜２０°になるように制御しておくことが、後のレーザ結晶化工程で重要となる。
【００２８】
上記のようにして金属膜パターン１２からなるゲート配線を形成した後、上記金属膜パターン１２を覆う状態にゲート絶縁膜１３およびアクティブ領域を構成することになる半導体膜１４として非単結晶膜（例えばアモルファスシリコン膜）を形成する。これらの成膜には、例えばプラズマＣＶＤ法を用い、一例として、基板加熱温度を４２０℃に設定する。まずゲート絶縁膜１３の窒化シリコン膜の成膜では、原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ4 ）とアンモニア（ＮＨ3 ）と窒素（Ｎ2 ）とを用い、５０ｎｍの厚さに成膜した。連続して、酸化シリコン膜の成膜では、原料ガスにモノシラン（ＳｉＨ4 ）と一酸化二窒素（Ｎ2 Ｏ）とを用い、１２０ｎｍの厚さに成膜した。続いて、アモルファスシリコン膜の成膜を行う。このアモルファスシリコン膜の成膜では、原料ガスに１００％モノシラン（ＳｉＨ4 ）を用い、４２ｎｍの厚さに成膜した。
【００２９】
その後、レーザ結晶化装置(例えば、ＸｅＣｌレーザ結晶化装置、波長：３０８ｎｍ、パルス幅：３０ｎｓ)を用いて、レーザ結晶化方法を行う。
【００３０】
上記レーザ結晶化方法によれば、横方向成長によるので、３２０ｍＪ／ｃｍ2 よりも高いエネルギー、例えば３８０Ｊ／ｃｍ2 でレーザ光照射を行い、基板１１上でも金属膜パターン１２上でも、同様の結晶の成長が得られた。しかも、照射回数は２回になり、従来の２０回よりも各段に少なくなった。
【００３１】
なお、従来のレーザ結晶化方法では、９５％のオーバラップにて、基板上で３００ｍＪ／ｃｍ2 〜３２０ｍＪ／ｃｍ2 のエネルギー照射により結晶化を行っていた。それは、照射レーザ光のエネルギー密度が例えば３８０Ｊ／ｃｍ2 になるとランダム成長が発生するため、低エネルギー密度で結晶化を行う必要があった。
【００３２】
実際のガラス基板上の液晶駆動回路やエレクトロルミネッセンス駆動回路では、多数のＴＦＴが並んで配置されている。このような場合の結晶化方法を、図３のレイアウト図によって説明する。
【００３３】
図３の（１）に示すように、大きさが異なる多くのトランジスタが並ぶ構成では、レーザ光照射のパターンをトランジスタ形成領域３１、３２の配置に開口部４２、４３を合わせたマスク４１を形成し、そのマスク４１をトランジスタ形成領域３１、３２の位置に合わせて１回目の照射を行い、続いて、図３の（２）に示すように、上記マスク４１を図面右方向にずらして、開口部４２、４３がそれぞれの１回目の照射領域（２点鎖線で示す領域）５１、５２に一部が重なるように、２回目の照射を行えばよい。なお、トランジスタは、全てが異なる大きさのものであってもよい。
【００３４】
上記結晶化方法では、トランジスタの個数によらず、また、結晶化したい領域のみ、例えば高い移動度を得たい領域のみ、結晶化することが可能になる。なお、その他の領域は、従来の結晶化方法を用いて結晶化してもよく、また、結晶化の必要がない場合には結晶化を行わなくてもよい。
【００３５】
上記結晶化方法によれば、トランジスタが形成される領域を認識して、トランジスタが形成される領域のみにレーザ光照射して、その領域を結晶化することができるので、結晶化する必要のない領域は結晶化しなくてすむ。そのため、スループットの向上が図れるとともに、エネルギーの無駄が低減されるので省エネルギー化が図れる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、金属膜パターンを位置合わせマークとして用いて、所定形状に成形された照射領域を有するレーザ光を、非単結晶膜の所定の位置に照射し、その照射領域を結晶化することから、トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高い、Ｖthの小さなトランジスタを形成することが可能になる。また、設計で欲しい異なる移動度を有するトランジスタを同一基板上に形成することが可能になる。さらにボトムゲート構造のトランジスタを形成する場合には、工程数を増加させることなく、結晶化を行うことができる。
【００３７】
本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、金属膜パターンを位置合わせマークとして用いて、所定形状に成形された照射領域を有するレーザ光を、非単結晶膜の所定の位置に照射し、その照射領域を結晶化することから、液晶表示装置の駆動トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高い、Ｖthの小さな駆動トランジスタを形成することが可能になる。
【００３８】
本発明のエレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法によれば、金属膜パターンを位置合わせマークとして用いて、所定形状に成形された照射領域を有するレーザ光を、非単結晶膜の所定の位置に照射し、その照射領域を結晶化することから、エレクトロルミネッセンス表示装置の駆動トランジスタのチャンネル形成領域に合わせて結晶化領域を形成することが可能になる。そのため、移動度の高い、Ｖthの小さな駆動トランジスタを形成することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の半導体装置の製造方法に用いるレーザ結晶化方法に係る一実施の形態を示す概略構成断面図である。
【図２】  本発明の半導体装置の製造方法に用いる結晶化方法によるＴＦＴのソース・ドレインの形成方法を説明するレイアウト図である。
【図３】  多数のＴＦＴが並んで配置されている場合のおける本発明の半導体装置の製造方法に用いる結晶化方法を示すレイアウト図である。
【図４】  従来のレーザ結晶化のプロセス概要を示す斜視図である。
【符号の説明】
１１…基板、１２…金属膜パターン、１４…半導体膜（非単結晶膜）、２１，２２…レーザ光
【図１】
0004667682.tif 000002
【図２】
0004667682.tif 000003
【図３】
0004667682.tif 000004
【図４】
0004667682.tif 000005