(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＹＡＧレーザを用いて干渉縞を形成して照射面において一方向に周期的なエネルギー分布を有するレーザ光を形成し、前記レーザ光を半導体膜に照射する工程を有し、
前記レーザ光は前記半導体膜に対して、前記一方向に相対的に移動しながら照射され、
前記レーザ光の１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記レーザ光の照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
ＹＡＧレーザを用いた第１のレーザ光を複数の第２のレーザ光に分割する段階と、
前記複数の第２のレーザ光を合成して、干渉縞を形成して照射面において一方向に周期的なエネルギー分布を有する第３のレーザ光を形成する段階と、
前記第３のレーザ光を半導体膜に照射する段階と、を有し、
前記第３のレーザ光は前記半導体膜に対して、前記一方向に相対的に移動しながら照射され、
前記第３のレーザ光の１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記第３のレーザ光の照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）であり、
前記第２のレーザ光の入射角θは、前記第２のレーザ光の波長をλ、前記第３のレーザ光の照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｓｉｎθ＝λ／ｐ（但し、ｐ＝２ｗ）を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項２において、
前記第１のレーザ光を、スリットによって前記複数の第２のレーザ光に分割することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
ＹＡＧレーザを用い干渉縞を形成して照射面において短軸方向に周期的なエネルギー分布を有する矩形状ビームを形成し、前記矩形状ビームを半導体膜に照射する工程を有し、
前記矩形状ビームは前記半導体膜に対して、前記短軸方向に相対的に移動しながら照射され、
前記矩形状ビームの１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
ＹＡＧレーザを用いた第１のレーザ光を複数の第２のレーザ光に分割する段階と、
前記複数の第２のレーザ光を合成して、干渉縞を形成して照射面において短軸方向に周期的なエネルギー分布を有する矩形状ビームを形成する段階と、
前記矩形状ビームを半導体膜に照射する段階と、を有し、
前記矩形状ビームは前記半導体膜に対して、前記短軸方向に相対的に移動しながら照射され、
前記矩形状ビームの１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）であり、
前記矩形状ビームの入射角θは、前記第２のレーザ光の波長をλ、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｓｉｎθ＝λ／ｐ（但し、ｐ＝２ｗ）を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
ＹＡＧレーザを用い干渉縞を形成して照射面において長軸方向に周期的なエネルギー分布を有する矩形状ビームを形成し、前記矩形状ビームを半導体膜に照射する工程を有し、
前記矩形状ビームは前記半導体膜に対して、前記長軸方向に相対的に移動しながら照射され、
前記矩形状ビームの１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）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】
ＹＡＧレーザを用いた第１のレーザ光を複数の第２のレーザ光に分割する段階と、
前記複数の第２のレーザ光を合成して、干渉縞を形成して照射面において長軸方向に周期的なエネルギー分布を有する矩形状ビームを形成する段階と、
前記矩形状ビームを半導体膜に照射する段階と、を有し、
前記矩形状ビームは前記半導体膜に対して、前記長軸方向に相対的に移動しながら照射され、
前記矩形状ビームの１パルス毎の前記半導体膜に対する相対的な移動距離は、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｍｐ±ｗ（ｍは自然数）であり、
前記矩形状ビームの入射角θは、前記第２のレーザ光の波長をλ、前記矩形状ビームの照射により形成される結晶粒の列の幅をｗ、前記周期的なエネルギー分布のピッチをｐとすると、ｓｉｎθ＝λ／ｐ（但し、ｐ＝２ｗ）を満たす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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光を用いた半導体膜のアニール（以下、レーザアニールという）の方法を工程に含んで作製された半導体装置及びその作製方法に関する。なお、ここでいう半導体装置には、液晶表示装置や発光装置等の電気光学装置及び該電気光学装置を部品として含む電子装置も含まれるものとする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究されている。上記半導体膜には珪素がよく用いられる。本明細書中では、半導体膜をレーザ光で結晶化し、結晶質半導体膜を得る手段をレーザ結晶化という。なお、本明細書中において、結晶質半導体膜とは、結晶化領域が存在する半導体膜のことを言い、全面が結晶化している半導体膜も含む。
【０００３】
ガラス基板は、従来よく使用されてきた合成石英ガラス基板と比較し、安価で、例えば６００×７２０ｍｍなどの大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板の温度を余り上昇させずに、半導体膜のみ高いエネルギーを与えることが出来る。また、電熱炉を用いた加熱手段に比べて格段にスループットが高い。
【０００４】
レーザアニールを施して形成された結晶質半導体膜は、高い移動度を有するため、この結晶質半導体膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、１枚のガラス基板上に、画素駆動用と駆動回路用のＴＦＴを作製する、モノリシック型の液晶電気光学装置等に盛んに利用されている。
【０００５】
また、出力の大きい、エキシマレーザ等のパルスレーザ光を、照射面またはその近傍における形状が矩形状や線状となるように光学系にて成形し、レーザ光を走査させて(あるいはレーザ光の照射位置を照射面に対し相対的に移動させて)、レーザアニールを行なう方法が量産性が高く工業的に優れているため、好んで使用されている。なお、本明細書中では、照射面またはその近傍における形状が矩形状であるレーザ光を矩形状ビーム、線状であるレーザ光を線状ビームと呼ぶが、線状ビームは矩形状ビームに含まれるものとする。
【０００６】
特に、線状ビームを用いると、前後左右の走査が必要なスポット状のレーザ光を用いた場合とは異なり、線状ビームの長軸方向に直角な方向だけの走査で照射面全体にレーザ照射を行なうことが出来るため、量産性が高い。長軸方向に直角な方向に走査するのは、それが最も効率の良い走査方向であるからである。この高い量産性により、現在レーザアニール法にはパルス発振エキシマレーザ光を適当な光学系で成形した線状ビームを使用することが、ＴＦＴを用いる液晶表示装置などの製造技術の主流になりつつある。
【０００７】
しかし、レーザアニール法で作製される結晶質半導体膜は複数の結晶粒が集合して形成されているが、その結晶粒の位置はランダムなものであり、結晶粒の位置を指定して形成する事はできなかった。しかし、レーザアニール法で作製される結晶質半導体膜は、複数の結晶粒が集合して形成されており、その結晶粒の位置と大きさはランダムなものであった。ガラス基板上に作製されるＴＦＴは素子分離のために、前記結晶質半導体を島状のパターニングに分離して形成している。その場合において、結晶粒の位置や大きさを指定して形成する事はできなかった。結晶粒内と比較して、結晶粒の界面（結晶粒界）は非晶質構造や結晶欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心が無数に存在している。この捕獲中心にキャリアがトラップされると、結晶粒界のポテンシャルが上昇し、キャリアに対して障壁となるため、キャリアの電流輸送特性を低下することが知られている。チャネル形成領域の半導体膜の結晶性は、ＴＦＴの特性に重大な影響を及ぼすが、結晶粒界の影響を排除して単結晶の半導体膜で前記チャネル形成領域を形成することはほとんど不可能であった。
【０００８】
このような問題を解決するために、レーザアニール法において、位置制御された結晶粒を形成する様々な試みがなされている。ここでは、半導体膜にレーザ光を照射した後の前記半導体膜の固化過程について説明する。
【０００９】
レーザ光の照射によって完全溶融した液体半導体膜中に固相核生成が発生するまでにはある程度の時間が掛かり、完全溶融領域において無数の均一（あるいは不均一）核生成が発生することで、前記液体半導体膜の固化過程は終了する。この場合に得られる結晶粒の位置はランダムなものとなる。
【００１０】
また、レーザ光の照射によって半導体膜が完全溶融した場合でも前記半導体膜において温度分布が生じ、温度の低い領域から固化して固相半導体領域を形成したり、前記半導体膜が完全溶融することなく、固相半導体領域が部分的に残存する場合には、レーザ光の照射後、直ちに前記固相半導体領域から結晶成長が始まる。既に述べたように、完全溶融領域において核生成が発生するにはある程度時間が掛かる。そのため、完全溶融領域において核生成が発生するまでの間に、前記半導体膜の膜面に対し平行な方向（以下、ラテラル方向と呼ぶ）に結晶成長の先端である固液界面が移動することで、結晶粒は膜厚の数十倍もの長さに成長する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、代表的なレーザの１つであるＹＡＧレーザを用いて半導体膜の結晶化を行なうことができる。このとき、ＹＡＧレーザは非線形光学素子を用いて第２高調波に変調し、さらに光学系を用いて線状ビームに成形する。前記線状ビームのエネルギー分布は短軸方向にガウシアン分布であり、長軸方向に一様となるようにする。このような線状ビーム５０１を１パルス半導体膜に照射すると、幅数μｍの結晶粒５０６が線状ビームの長軸方向に列５０８となって形成され、結晶粒の列５０８以外は微結晶粒が形成される領域（微結晶領域）５０５となる。（図５）これは、線状ビームの短軸方向にエネルギー分布がガウシアン分布であるため、結晶化に適したエネルギー密度よりも高過ぎる領域および低過ぎる領域は微結晶領域５０５となり、結晶化に適したエネルギー密度５０７である領域から、溶融時間の長い温度の高い領域に向かってラテラル成長が行なわれるためと考えられる。
【００１２】
線状ビームを用いて半導体膜全面を結晶化させるためには、前記線状ビームを結晶粒の幅である数μｍずつずらしながら繰り返し照射する必要がある。その様子を図６に示す。１パルス目のレーザ光６０１の照射によって得られる半導体膜の断面の模式図を図６（Ａ）に示す。ここで、６０６はラテラル成長した結晶粒、６０５は微結晶粒を示す。そして、結晶粒６０６の幅ｗだけ６０４の方向にずらして、２パルス目のレーザ光６０２の照射によって得られる半導体膜の断面の模式図を図６（Ｂ）に示す。そして、結晶粒６０６の幅ｗの移動とレーザ光の照射を繰り返し、数パルス目６０３の照射によって得られる半導体膜の断面の模式図は図６（Ｃ）のようになる。例えば、周波数１ｋＨｚのＹＡＧレーザを用い、１パルスのレーザ光の照射により幅１μｍの結晶粒の列が形成されるとき、１秒間に１ｍｍ幅の半導体膜の結晶化しか行なわれない。一方、用いる基板の大型化は進んでおり、例えば６００×７２０ｍｍの基板上に形成された半導体膜を結晶化させるのに、このような照射方法では１０分も要することになる。このように、高周波のレーザ発振器を用いても、レーザ光の半導体膜に対する相対的な１パルス毎の移動距離は結晶粒の幅ｗ分でしかないため、高周波の特性を全く活かせない。
【００１３】
また、ＹＡＧレーザは非常に高い干渉性を持つコヒーレントな光である。エキシマレーザのコヒーレント長が数μｍ〜数十μｍであるのに対し、ＹＡＧレーザのコヒーレント長は１０ｍｍ前後である。そのため、照射面またはその近傍においてエネルギー分布が一様なレーザ光を形成するのが難しかった。
【００１４】
そこで本発明は、高い干渉性を持つレーザを用いたレーザ照射方法において、位置制御された結晶粒を有する半導体膜を高いスループットで形成し、このようにして得られた半導体膜を用いて半導体装置を作製する方法を提供することを課題とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
レーザ光は同一光源から出た光であっても、コヒーレント長以上の光路差があれば、互いに干渉しないと言う特徴がある。エキシマレーザと比較して、ＹＡＧレーザは非常に高い干渉性を持つ。エキシマレーザのコヒーレント長が数μｍ〜数十μｍであるのに対し、ＹＡＧレーザのコヒーレント長は１０ｍｍ前後である。
【００１６】
そこで本発明は、ＹＡＧレーザの高い干渉性を利用して故意に干渉縞を形成して周期的なエネルギー分布を有するレーザ光を作り、該レーザ光を半導体膜に照射することで、前記半導体膜中に温度分布を作ってラテラル成長させることを特徴とする。
【００１７】
本発明を図１を用いて説明する。レーザ光１０１は、干渉の効果により、エネルギー分布が周期的な分布になっている。このような分布は、例えば同一光源から射出したレーザ光をスリットやハーフミラー等で複数に分けて、照射面またはその近傍にて合成することで得られる。レーザ光のコヒーレント性を保つため、複数のレーザ光の光路差は、レーザ光のコヒーレント長より短くする。
【００１８】
干渉の効果により、多数の干渉縞がレーザ光の中に形成される。この干渉縞はレーザ光のエネルギー密度が波状の分布となっていることが原因で形成されるものである。このようなレーザ光１０１が照射面に配置された半導体膜１０４に照射されると、結晶化に適したエネルギー密度で照射された領域でラテラル成長が起こり、ラテラル成長による結晶粒の列１０６が多数形成される。
【００１９】
ここで、レーザ光１０１において、エネルギー密度の最も高い部分の両側にある結晶粒の列の間隔をｐ１、線状ビームのエネルギー密度の最も低い部分の両側にある結晶粒の列の間隔をｐ２とする。互いに隣接する結晶粒の列１０６の間隔ｐ１およびｐ２は、複数に分けられたレーザ光の照射面に対する入射角度に依存する。互いに隣接する結晶粒の列の間を補完するためには、例えば、レーザ光の結晶粒の列１０６の幅ｗの分だけ平行移動させて再びレーザ光を半導体膜に照射すればよい。しかしながら、このような照射方法では、スループットは全く改善されない。
【００２０】
そこで、スループットを劇的に改善するためには、例えば、平行移動する距離を結晶粒の列の幅ｗではなく、ｐ±ｗにする。但し、ｐはエネルギー分布のピッチであり、ｐ＝ｐ１＋ｐ２であるとする。ｐ±ｗでの平行移動とレーザ照射を繰り返すことで、半導体膜のほぼ全ての領域をラテラル成長の結晶粒で埋め尽くすことができる。但し、レーザ光における周期的なエネルギー分布のピッチの数ｎとして、
ｗ（ｎ−１）≧ｐ±ｗ・・・（１）
のときに可能である。もちろん、平行移動する距離をｍｐ±ｗ（但し、ｍは自然数）とすれば、スループットをさらに向上させることが可能となる。
【００２１】
例えば、図２に示すように、周期的なエネルギー分布を有するレーザ光２０２が半導体膜に照射されたとき、ラテラル成長によって形成された結晶粒２０６と微結晶粒２０５を有する半導体膜が得られたとする。（図２（Ａ））そして、２パルス目のレーザ光２０２は半導体膜に対して相対的にｐ＋ｗ分だけ移動させて照射すると、図２（Ｂ）で示すような半導体膜が得られ、さらに半導体膜に対して相対的にｐ＋ｗ分だけ移動させて３パルス目のレーザ光２０３を照射すると、図２（Ｃ）で示すような半導体膜が得られる。このように、レーザ光を照射する毎に半導体膜に対してｐ±ｗ分移動させると、スループットを向上させることができる。
【００２２】
また、ｐ１＝ｐ２のような特殊な場合は、等間隔にある結晶粒の列１０６の数が２倍となり、（１）式のｎを２ｎに置換して条件式を考えることができるので、さらにスループットを向上させることが可能となる。
【００２３】
本発明の照射方法では、結晶化が行なわれてラテラル成長により結晶粒が形成された領域にも何度もレーザ光が照射される。非晶質珪素膜および結晶質珪素膜の波長に対する吸収係数のグラフを図４に示す。図４から３７０〜６５０ｎｍでは、結晶質珪素膜より非晶質珪素膜の吸収係数が高い。そこで、３７０〜６５０ｎｍの波長範囲にあるレーザ光を用いれば、結晶質珪素膜より非晶質珪素膜によく吸収されるため、適度なエネルギーを選べば、結晶化領域を冒すことなくレーザ結晶化を行なうことができる。
【００２４】
また、複数に分けたレーザ光により形成される干渉縞のピッチを結晶粒の幅に合わせることも可能である。図７（Ａ）に示すように、レーザ光１とレーザ光２が入射すると、照射面において図７（Ｂ）に示すような干渉縞を形成する。このとき、前記干渉縞のピッチｐはレーザ光の入射角θに依存する。この入射角θを最適化すれば、図７（Ｃ）に示すように、レーザ光が照射された領域が全て幅ｗの結晶粒で埋め尽くされる。このとき、干渉縞のピッチｐは前記結晶粒の幅ｗの２倍となる。そこで、レーザ光の入射角θは、図７より、
ｓｉｎθ＝λ／ｐ      （但し、ｐ＝２ｗ）（２）
で表される。このように、（２）式を満たすような入射角θでレーザ光を１パルス照射すれば、レーザ光で照射される領域は結晶粒で埋め尽くされる。そのため、レーザ光を照射する毎に、レーザ光の周期的なエネルギー分布が形成されている方向に、半導体膜に対してレーザ光を相対的に該レーザ光の幅あるいは長さ分移動させることが可能となり、スループットがさらに向上する。
【００２５】
しかしながら、複数に分けたレーザ光のエネルギー密度が完全に等しいと干渉縞の節のエネルギー密度が零となり、半導体膜において結晶化に適する温度勾配が得られない場合がある。この場合、複数のレーザ光の偏光成分に互いに独立な成分を作り、干渉の程度を抑えるとよい。また、偏光のかかったレーザ光を光源とする場合は、複数に分けたレーザ光の少なくとも１つのレーザ光の光路にλ／２板やファラデーローテーターなどの素子を用い、干渉の強弱差を小さくすることが望ましい。このような素子を用いて、少なくとも１つのレーザ光の偏光成分を０度より大きく９０度未満の角度で回転させれば、照射面またはその近傍において複数のレーザ光が合成されても直交する偏光成分は干渉しないため、エネルギー密度が零となる節が生じないエネルギー分布を得ることが出来る。
【００２６】
本発明は、干渉性の高いレーザを用い、故意に干渉縞を形成してレーザ光に周期的なエネルギー分布を作り、該レーザ光を半導体膜に照射することで、効率良く位置制御された結晶粒を形成することを特徴とする。
【００２７】
このとき、レーザ光は光学系により矩形状ビーム、特に線状ビームに成形して照射することが望ましい。なお、ここでいう「線状」は、厳密な意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比の大きい長方形（もしくは長楕円形）を意味する。例えば、アスペクト比が１０以上（好ましくは１００〜１００００）のものを指す。
【００２８】
前記レーザは一般的に知られているものを用いることができ、ＹＡＧレーザ（通常はＮｄ：ＹＡＧレーザを指す）、Ｎｄ：ＹＬＦレーザ、Ｎｄ：ＹＶＯ4レーザ、Ｎｄ：ＹＡｌＯ3レーザ、ルビーレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、ガラスレーザなどを用いることができる。特に、パルスエネルギーで優位なＹＡＧレーザが好ましい。
【００２９】
但し、ＹＡＧレーザの基本波（第１高調波）は１０６４ｎｍと波長が長いので、第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いる。この高調波の形成は公知の技術に従えば良い。
【００３０】
また、ＹＡＧレーザで良く用いられるＱスイッチ法（Ｑ変調スイッチ方式）を用いても良い。これはレーザ共振器のＱ値を十分低くしておいた状態から、急激にＱ値を高めてやることにより非常にエネルギー値が高く急峻なパルスレーザを出力する方法である。また、Ｑスイッチ法を用いることで、高周波のパルス発振をすることが可能となる。これは公知の技術である。
【００３１】
本発明は、従来に比較して、ランニングコストの低いレーザ照射装置およびそれを用いたレーザ照射方法において、位置制御された結晶粒を有する半導体膜を高いスループットで形成することを実現するものである。
【００３２】
そして、結晶粒径の大きい結晶質半導体膜を得ることにより、半導体装置の性能を大幅に向上させることが可能になる。例えば、ＴＦＴを例に挙げると、結晶粒径が大きくなることでチャネル形成領域に含まれうる結晶粒界の本数を少なくすることができる。即ち、チャネル形成領域に結晶粒界が１本、好ましくは０本であるようなＴＦＴを作製することも可能となる。また、個々の結晶粒は実質的に単結晶と見なせる結晶性を有することから、単結晶半導体を用いたトランジスタと同等もしくはそれ以上の高いモビリティ（電界効果移動度）を得ることも可能である。
【００３３】
さらに、キャリアが結晶粒界を横切る回数を極端に減らすことができるため、オン電流値（ＴＦＴがオン状態にある時に流れるドレイン電流値）、オフ電流値（ＴＦＴがオフ状態にある時に流れるドレイン電流値）、しきい値電圧、Ｓ値及び電界効果移動度のバラツキを低減することも可能となる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
［実施形態１］
図３は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。このレーザ照射装置はレーザ発振器３０１、非線形光学素子３０２、レーザ光を線状に成形する光学系３０３、照射面３０４を有している。レーザ発振器３０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子３０２により第２高調波に変調される。照射面３０４において線状のレーザ光を形成するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー３０３１と、レーザ光を細く集光するための長焦点距離のシリンドリカルレンズ３０３２とを用いる。ここで、長焦点距離のシリンドリカルレンズを用いる理由は、できるだけ収差を抑え、照射面３０４においてエネルギー分布の均一なビームを得るためである。シリンドリカルレンズ３０３２の手前には、シリンドリカルアレイレンズ３０３３を配置し、レーザ光を複数のレーザ光に分割する。これらの分割されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ３０３２により、照射面３０４またはその近傍で合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、シリンドリカルアレイレンズ３０３３の上方には反射ミラー３０３４を設け、レーザ光の進行方向を変更できるようにする。照射面３０４には、光学系３０３にて成形された線状ビームの長軸方向に垂直な方向に動作するステージを設ける。
【００３５】
このようなレーザ照射装置を用いて半導体膜にレーザ光を照射すると、１度の照射でｎ個のラテラル成長による結晶粒の列が形成される。レーザ光の周期的なエネルギー分布のピッチをｐとし、結晶粒の列の幅をｗとするとき、レーザ光の移動距離をｐ±ｗとすれば、高いスループットを実現することができる。もちろん、ｍｐ±ｗ（但し、ｍは自然数）とすれば、スループットをさらに向上させることが可能となる。
【００３６】
このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００３７】
［実施形態２］
図８は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。このレーザ照射装置はレーザ発振器８０１、非線形光学素子８０２、照射面８０７またはその近傍において、周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系８０３〜８０６、照射面８０７を有している。レーザ発振器８０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子８０２により第２高調波に変調される。照射面８０７またはその近傍において周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー８０３、８０４と、レーザ光を２方向に分けるミラー８０５と、２方向に分けられたレーザ光を照射面またはその近傍において合成するミラー８０６ａ、８０６ｂと、偏光方向を回転させるλ／２板８１０を配置する。ミラー８０５、８０６により、照射面２０４またはその近傍でレーザ光は合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、λ／２板８１０を適度に回転させると、照射面またはその近傍において形成される干渉縞はエネルギー密度が零である節を持たない。なお、照射面８０７には、光学系８０３〜８０６にて成形されたレーザ光の周期的なエネルギー分布が形成された方向に平行な方向８０９に動作するステージ８０８を設ける。
【００３８】
ミラー８０６ａ、８０６ｂは、ミラー８０５によって２方向に分けられたレーザ光が、それぞれ照射面において（２）式を満たす入射角θで照射面に入射することができる配置となっている。また、ミラー８０５はレーザ光を２方向に同じ強度で分けるため、偏光方向を回転させるλ／２板８１０を配置し、照射面における干渉縞のエネルギー分布が零になることを防いでいる。
【００３９】
もちろん、ミラー８０５によって２方向に分けられたレーザ光のエネルギー密度が完全に一致しないときは、λ／２板８１０を配置しなくても、照射面またはその近傍において形成される干渉縞はエネルギー密度が零である節を持たない。
【００４０】
このようなレーザアニールによって得られた結晶質半導体膜は、ラテラル成長によって形成された結晶粒で埋め尽くされることが可能となる。そして、レーザ光のビーム幅毎の移動が可能となるため、スループットが向上し、工程時間の短縮を実現できる。そして、このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００４１】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行なうこととする。
【００４２】
【実施例】
［実施例１］
本発明の実施例について説明する。
【００４３】
図３は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。このレーザ照射装置はレーザ発振器３０１、非線形光学素子３０２、レーザ光を線状に成形する光学系３０３、照射面３０４を有している。レーザ発振器３０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子３０２により第２高調波に変調される。照射面３０４において線状のレーザ光を形成するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー３０３１と、レーザ光を細く集光するための長焦点距離のシリンドリカルレンズ３０３２とを用いる。シリンドリカルレンズ３０３２の手前には、シリンドリカルアレイレンズ３０３３を配置し、レーザ光を複数のレーザ光に分割する。これらの分割されたレーザ光は、シリンドリカルレンズ３０３２により、照射面２０４またはその近傍で合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、シリンドリカルアレイレンズ３０３３の上方には反射ミラー３０３４を設け、レーザ光の進行方向を変更できるようにする。照射面３０４には、光学系３０３にて成形された線状ビームの長軸方向に垂直な方向に動作するステージを設ける。
【００４４】
本実施例では、レーザ発振器３０１に周波数３０Ｈｚのフラッシュランプ励起のＹＡＧレーザを用いる。ＹＡＧレーザから発振されるレーザ光は非線形光学素子３０２により第２高調波に変調され、エネルギー密度は、８００ｍＪ／パルスとなる。シリンドリカルレンズ３０３２の焦点距離は２００ｍｍとする。また、シリンドリカルアレイレンズ３０３３に焦点距離２００ｍｍのシリンドリカルレンズを８本並べたものを使用する。前記シリンドリカルレンズの幅は２ｍｍ、長さは６０ｍｍとする。照射面３０４は、シリンドリカルレンズ３０３２の焦点位置、すなわちシリンドリカルレンズ３０３２から２００ｍｍ後方に配置する。このような光学系を設けることで、照射面３０４には、干渉縞の数５０本程度、ｐ＝０．０５ｍｍである線状ビームが形成できる。このとき、ラテラル成長によって形成される結晶粒の幅ｗは１μｍ程度である。これらの値を（１）式に代入すると、
0004827305.tif 000002
となり左辺≧右辺を満たす。そのため、半導体膜のほぼ全面をラテラル成長によって形成される結晶粒で埋め尽くすことが可能となる。
【００４５】
そこで、レーザ光の移動距離をｐ±ｗとすれば、高いスループットを実現することができる。もちろん、１度の照射で形成される結晶粒の列の数ｎが十分大きくて、レーザ光の移動距離をｍｐ±ｗ（但し、ｍは自然数）とすることができれば、スループットをさらに向上させることが可能となる。
【００４６】
本実施例では、レーザ光を照射面に対して相対的にｐ＋ｗ＝０．０５ｍｍ＋１μｍ≒０．０５ｍｍ分だけ移動させてから、次のパルスが照射されるようにした。本実施例におけるレーザ発振器の周波数は３０Ｈｚであることから、ステージの移動速度は、
０．０５÷（１／３０）＝１．５［ｍｍ／ｓ］
となる。しかしながら、レーザ光のパルス間における照射面の移動距離が、完全にｐに一致してしまうと、ラテラル成長によって形成される結晶粒の列の間を埋め尽くすことが出来ないので、１．５ｍｍ／ｓを微調整する必要はある。
【００４７】
このような照射方法によってレーザアニールを行なえば、スループットが向上し、工程時間の短縮を実現できる。また、このようなレーザアニールによって得られた結晶質半導体膜は、ラテラル成長によって形成された結晶粒で埋め尽くされることが可能となる。そして、このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００４８】
［実施例２］
本実施例では、図９に示す光学系を用いてレーザアニールを行なって形成された結晶質半導体膜について説明する。
【００４９】
図９は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。ただし、図３と対応する部分には同じ符号を用いた。このレーザ照射装置はレーザ発振器３０１、非線形光学素子３０２、レーザ光を線状に成形する光学系９５３、照射面３０４を有している。レーザ発振器３０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子３０２により第２高調波に変調される。照射面３０４において線状のレーザ光を形成するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー３０３１と、レーザ光を細く集光するための長焦点距離のシリンドリカルレンズ３０３２とを用いる。そして、シリンドリカルレンズ３０３２により、照射面３０４またはその近傍で合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、シリンドリカルレンズ３０３２の上方には反射ミラー３０３４を設け、レーザ光の進行方向を変更できるようにする。
【００５０】
本実施例では、レーザ発振器３０１に周波数３０Ｈｚのフラッシュランプ励起のＹＡＧレーザを用いる。ＹＡＧレーザから発振されるレーザ光は非線形光学素子３０２により第２高調波に変調される。シリンドリカルレンズ３０３２の焦点距離は４００ｍｍとする。照射面３０４は、シリンドリカルレンズ３０３２の焦点位置、すなわちシリンドリカルレンズ３０３２から４００ｍｍ後方に配置する。また、本実施例では、半導体膜において干渉縞を形成するため、照射面状に設置した基板上にシリコンウエハ９５１を設置した。前記基板と前記シリコンウエハとの間にはわずかな隙間があるため回折が生じ、レーザ光の長軸方向に周期的な強度分布を形成した。（図１０（Ｂ））このようなレーザ光を半導体膜に１パルス照射すると、図１０（Ｃ）に示すような結晶粒１００１と微結晶粒１００２を有する結晶質半導体膜が形成されることになる。
【００５１】
本実施例では、半導体膜として、１７３７ガラス基板上に、いずれもプラズマＣＶＤ法により、膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）および膜厚１００ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成比がＳｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した後、膜厚５５ｎｍの非晶質珪素膜を形成した。そして、膜の耐レーザ性を向上させるため、温度５００℃で窒素雰囲気に１時間曝して、含有する水素量を低減した。
【００５２】
このような半導体膜に対し、図９で示す光学系を用いてレーザ光を１パルス照射して得られた結晶質半導体膜を図１１に、その模式図を図１２に示す。温度の低い領域から高い領域へ結晶粒がラテラル成長していることがわかる。また、図１１および図１２において、結晶粒の幅ｗおよび干渉縞のピッチｐは、ｐ＝２ｗの関係を満たしている。
【００５３】
このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００５４】
［実施例３］
本発明の実施例１および実施例２とは異なる実施例について説明する。
【００５５】
図１３は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。このレーザ照射装置はレーザ発振器８０１、非線形光学素子８０２、照射面８０７またはその近傍において、周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系８０３〜８０６、照射面８０７を有している。レーザ発振器８０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子８０２により第２高調波に変調される。照射面８０７またはその近傍において周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー８０３、８０４と、レーザ光を２方向に分けるミラー８０５と、２方向に分けられたレーザ光を照射面またはその近傍において合成するミラー８０６ａ、８０６ｂを配置する。ミラー８０５、８０６により、照射面８０７またはその近傍でレーザ光は合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、照射面８０７には、光学系８０３〜８０６にて成形されたレーザ光の周期的なエネルギー分布が形成された方向に平行な方向８０９に動作するステージ８０８を設ける。
【００５６】
このような照射方法によってレーザアニールを行なえば、スループットが向上し、工程時間の短縮を実現できる。また、このようなレーザアニールによって得られた結晶質半導体膜は、ラテラル成長によって形成された結晶粒で埋め尽くされることが可能となる。そして、このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００５７】
［実施例４］
図８は本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図である。ただし、図１３と対応する部分には同じ符号を用いている。このレーザ照射装置はレーザ発振器８０１、非線形光学素子８０２、照射面８０７またはその近傍において、周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系８０３〜８０６、照射面８０７を有している。レーザ発振器８０１は直線偏光のレーザ光を発振し、非線形光学素子８０２により第２高調波に変調される。照射面８０７またはその近傍において周期的なエネルギー分布を有するレーザ光に成形するための光学系には、例えば、レーザ光を長く拡大するための長焦点距離のシリンドリカルレンズを組み合わせたビームエキスパンダー８０３、８０４と、レーザ光を２方向に分けるミラー８０５と、２方向に分けられたレーザ光を照射面またはその近傍において合成するミラー８０６ａ、８０６ｂと、偏光方向を回転させるλ／２板８１０を配置する。ミラー８０５、８０６により、照射面２０４またはその近傍でレーザ光は合成され、エネルギー分布の制御された干渉縞を有するレーザ光に成形される。また、λ／２板８１０により照射面またはその近傍において形成される干渉縞はエネルギー密度が零である節を持たない。なお、照射面８０７には、光学系８０３〜８０６にて成形されたレーザ光の周期的なエネルギー分布が形成された方向に平行な方向８０９に動作するステージ８０８を設ける。
【００５８】
ミラー８０６ａ、８０６ｂは、ミラー８０５によって２方向に分けられたレーザ光が、それぞれ照射面において（２）式を満たす入射角θで照射面に入射することができる配置となっている。また、ミラー８０５はレーザ光を２方向に同じ強度で分けるため、偏光方向を回転させるλ／２板８１０を配置し、照射面における干渉縞のエネルギー分布が零になることを防いでいる。
【００５９】
本実施例では、レーザ発振器８０１としてＹＡＧレーザを用い、非線形光学素子８０２により第２高調波５３２ｎｍに変調したレーザ光を用いる。ここで、レーザ光の入射角θはについて計算する。形成される結晶粒の幅を０．１〜５μｍであると見積もると、（２）式より、
ｓｉｎθ＝５３２ｎｍ／（１〜１０μｍ）
∴θ≒３〜３２度
となる。
【００６０】
このような入射角を有するレーザ光が照射されることにより得られる結晶質半導体膜は、ラテラル成長によって形成された結晶粒で埋め尽くされることが可能となる。そして、レーザ光のビーム幅毎の移動が可能となるため、スループットが向上し、工程時間の短縮を実現できる。そして、このようにして形成された結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製すれば、前記ＴＦＴの電気的特性は良好なものとなる。
【００６１】
［実施例５］
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図１４〜１７を用いて説明する。
【００６２】
まず、本実施例ではコーニング社の＃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基板３００を用いる。なお、基板３００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。
【００６３】
次いで、基板３００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３０１を形成する。本実施例では下地膜３０１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３０１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３０１ａ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３０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜３０１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３０１ｂ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３０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００６４】
次いで、下地膜上に半導体膜３０２を形成する。半導体膜３０２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、２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）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。続いて、レーザ結晶化法を行なって得られた結晶質半導体膜を所望の形状にパターニングして、半導体層４０２〜４０６を形成する。もちろん、レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化処理（ＲＴＡやファーネスアニール炉等を利用した熱結晶化法、ニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）と組み合わせて行なってもよい。
【００６５】
レーザ結晶化法において、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザやＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ等を用いることができる。これらのレーザを用いる場合には、レーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３０〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜８００mJ/cm2(代表的には２００〜７００mJ/cm2)とする。また、ＹＡＧレーザを用いる場合にはその第２高調波を用いパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜１０００mJ/cm2(代表的には３５０〜８００mJ/cm2)とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ、例えば４００μｍで線状に集光したレーザビームを基板全面に渡って照射する。
【００６６】
本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した後、本発明のレーザ照射方法を適用したレーザ結晶化法により結晶質珪素膜を形成する。そして、この結晶質珪素膜をフォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって、半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００６７】
半導体層４０２〜４０６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。
【００６８】
次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７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。
【００６９】
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。
【００７０】
次いで、図１４（Ｂ）に示すように、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。ＴａＮ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。
【００７１】
なお、本実施例では、第１の導電膜４０８をＴａＮ、第２の導電膜４０９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（ＴｉＮ）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（ＴａＮ）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（ＴａＮ）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。
【００７２】
次に、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４１０〜４１５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、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、実質的に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。
【００７３】
この後、レジストからなるマスク４１０〜４１５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、実質的に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ＴａＮ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。
【００７４】
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４１７〜４２２（第１の導電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層４１７〜４２２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。
【００７５】
そして、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。（図１５（Ａ））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、導電層４１７〜４２１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３０６〜３１０が形成される。第１の高濃度不純物領域３０６〜３１０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。
【００７６】
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４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第１の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層４２８〜４３３を形成する。
【００７７】
次いで、レジストからなるマスクを除去せずに、図１５（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４２８〜４３３をマスクとして用い、第２の導電層４２８ｂ〜４３３ｂ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４２３ａ〜４２７ａおよび低濃度不純物領域４２３ｂ〜４２７ｂが形成される。
【００７８】
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４３４ａおよび４３４ｂを形成して、図１５（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とを用い、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（資料ステージ）には１０ＷのＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力を投入し、実質的には不の自己バイアス電圧を印加する。こうして、前記大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ＴａＮ膜をエッチングして、第３の形状の導電層４３５〜４３８を形成する。
【００７９】
次いで、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４２８、４３０および第２の形状の導電層４３５〜４３８をマスクとして用い、ゲート絶縁膜４１６を選択的に除去して絶縁層４３９〜４４４を形成する。（図１６（Ａ））
【００８０】
次いで、新たにレジストからなるマスク４４５ａ〜４４５ｃ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４４６、４４７を形成する。第２の導電層４３５ａ、４３８ａ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４４６、４４７はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。（図１６（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４４５ａ〜４４５ｃ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４４６、４４７にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、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。
【００８１】
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。
【００８２】
次いで、レジストからなるマスク４４５ａ〜４４５ｃを除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。この第１の層間絶縁膜４６１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４６１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。
【００８３】
次いで、図１６（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。
【００８４】
また、第１の層間絶縁膜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。
【００８５】
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。
【００８６】
また、活性化処理として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。
【００８７】
次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜４６２を形成する。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、表面に凸凹が形成されるものを用いた。
【００８８】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第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凸凹を形成した。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凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
【００８９】
また、第２の層間絶縁膜４６２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。
【００９０】
そして、駆動回路５０６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４６３〜４６７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。
【００９１】
また、画素部５０７においては、画素電極４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成する。（図１７）この接続電極４６８によりソース配線（４４３ｂと４４９の積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線４６９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４７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域４４２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４５８と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０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。
【００９２】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素部５０７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。
【００９３】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域４２３ｃ、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４２８ａと重なる低濃度不純物領域４２３ｂ（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４２３ａを有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４４６ｄ、ゲート電極の外側に形成される不純物領域４４６ｂ、４４６ｃ、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４４６ａを有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４２５ｃ、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４３０ａと重なる低濃度不純物領域４２５ｂ（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４２５ａを有している。
【００９４】
画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域４２６ｃ、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４２６ｂ（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４２６ａを有している。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する半導体層４４７ａ、４４７ｂ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５０５は、絶縁膜４４４を誘電体として、電極（４３８ａと４３８ｂの積層）と、半導体層４４７ａ〜４４７ｃとで形成している。
【００９５】
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。
【００９６】
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１８に示す。なお、図１４〜図１７に対応する部分には同じ符号を用いている。図１７中の鎖線Ａ−Ａ’は図１８中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図１７中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１８中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
【００９７】
また、本実施例は実施例１乃至４と自由に組み合わせることが可能である。
【００９８】
［実施例６］
本実施例では、実施例５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１９を用いる。
【００９９】
まず、実施例５に従い、図１７の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１７のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向膜５６７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５６７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５７２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。
【０１００】
次いで、対向基板５６９を用意する。次いで、対向基板５６９上に着色層５７０、５７１、平坦化膜５７３を形成する。赤色の着色層５７０と青色の着色層５７２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。
【０１０１】
本実施例では、実施例５に示す基板を用いている。従って、実施例５の画素部の上面図を示す図１８では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙と、接続電極４６８と画素電極４７０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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
次いで、平坦化膜５７３上に透明導電膜からなる対向電極５７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜５７４を形成し、ラビング処理を施した。
【０１０４】
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５６８で貼り合わせる。シール材５６８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５７５を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。液晶材料５７５には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１９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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
なお、本実施例は実施例１乃至５と自由に組み合わせることが可能である。
【０１０７】
［実施例７］
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。
【０１０８】
図２０は本実施例の発光装置の断面図である。図２０において、基板７００上に設けられたスイッチングＴＦＴ６０３は図１７のｎチャネル型ＴＦＴ５０３を用いて形成される。したがって、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０３の説明を参照すれば良い。
【０１０９】
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。
【０１１０】
基板７００上に設けられた駆動回路は図１７のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。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。
【０１１１】
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として機能する。また、配線７０４はソース配線７０８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７０５はドレイン配線７０９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。
【０１１２】
なお、電流制御ＴＦＴ６０４は図１７のｐチャネル型ＴＦＴ５０２を用いて形成される。従って、構造の説明はｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。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。
【０１１３】
また、配線７０６は電流制御ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は電流制御ＴＦＴの画素電極７１０上に重ねることで画素電極７１０と電気的に接続する電極である。
【０１１４】
なお、７１０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７１０は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜７１１上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７１１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。
【０１１５】
配線７０１〜７０７を形成後、図２０に示すようにバンク７１２を形成する。バンク７１２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。
【０１１６】
なお、バンク７１２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。本実施例ではバンク７１２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。
【０１１７】
画素電極７１０の上には発光層７１３が形成される。なお、図２０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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
次に、発光層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４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。
【０１２０】
この陰極７１４まで形成された時点で発光素子７１５が完成する。なお、ここでいう発光素子７１５は、画素電極（陽極）７１０、発光層７１３及び陰極７１４で形成されたダイオードを指す。
【０１２１】
発光素子７１５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効である。パッシベーション膜７１６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。
【０１２２】
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７１３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７１３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７１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１２３】
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封止材７１７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７１８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。
【０１２４】
こうして図２０に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した後、パッシベーション膜７１６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７１８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。
【０１２５】
こうして、プラスチック基板を母体とする絶縁体５０１上にｎチャネル型ＴＦＴ６０１、６０２、スイッチングＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０３および電流制御ＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０４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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
さらに、図２０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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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２１を用いて説明する。なお、必要に応じて図２０で用いた符号を引用する。
【０１３０】
図２１（Ａ）は、発光素子の封止までを行った状態を示す上面図、図２１（Ｂ）は図２１（Ａ）をＣ−Ｃ’で切断した断面図である。点線で示された８１５はソース側駆動回路、８１６は画素部、８１７はゲート側駆動回路である。また、９０１はカバー材、９０２は第１シール材、９０３は第２シール材であり、第１シール材９０２で囲まれた内側には封止材９０７が設けられる。
【０１３１】
なお、９０４はソース側駆動回路８１５及びゲート側駆動回路８１７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ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）９０５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。
【０１３２】
次に、断面構造について図２１（Ｂ）を用いて説明する。基板７００の上方には画素部８１６、ゲート側駆動回路８１７が形成されており、画素部８１６は電流制御ＴＦＴ６０４とそのドレインに電気的に接続された画素電極７１０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８１７はｎチャネル型ＴＦＴ６０１とｐチャネル型ＴＦＴ６０２とを組み合わせたＣＭＯＳ回路（図１４参照）を用いて形成される。
【０１３３】
画素電極７１０は発光素子の陽極として機能する。また、画素電極７１０の両端にはバンク７１２が形成され、画素電極７１０上には発光層７１３および発光素子の陰極７１４が形成される。
【０１３４】
陰極７１４は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線９０４を経由してＦＰＣ９０５に電気的に接続されている。さらに、画素部８１６及びゲート側駆動回路８１７に含まれる素子は全て陰極７１４およびパッシベーション膜５６７で覆われている。
【０１３５】
また、第１シール材９０２によりカバー材９０１が貼り合わされている。なお、カバー材９０１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９０２の内側には封止材９０７が充填されている。なお、第１シール材９０２、封止材９０７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９０２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９０７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。
【０１３６】
発光素子を覆うようにして設けられた封止材９０７はカバー材９０１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９０１を構成するプラスチック基板９０１aの材料としてＦＲＰ（Fiberglass-Reinforced Plastics）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリルを用いることができる。
【０１３７】
また、封止材９０７を用いてカバー材９０１を接着した後、封止材９０７の側面（露呈面）を覆うように第２シール材９０３を設ける。第２シール材９０３は第１シール材９０２と同じ材料を用いることができる。
【０１３８】
以上のような構造で発光素子を封止材９０７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。
【０１３９】
なお、本実施例は実施例１乃至５と自由に組み合わせることが可能である。
【０１４０】
［実施例８］
本発明を適用して、本発明を実施して形成されたＣＭＯＳ回路や画素部は様々な電気光学装置（アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ、アクティブマトリクス型発光ディスプレイ）に用いることが出来る。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を実施出来る。
【０１４１】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの一例を図２２、図２３及び図２４に示す。
【０１４２】
図２２（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することができる。
【０１４３】
図２２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することができる。
【０１４４】
図２２（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５に適用できる。
【０１４５】
図２２（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。本発明は表示部３３０２に適用することができる。
【０１４６】
図２２（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、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なうことができる。本発明は表示部３４０２に適用することができる。
【０１４７】
図２２（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することができる。
【０１４８】
図２３（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１４９】
図２３（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５０】
なお、図２３（Ｃ）は、図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系２８１０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２３（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。
【０１５１】
また、図２３（Ｄ）は、図２３（Ｃ）中における光源光学系３８０１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３８０１は、リフレクター２８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図２３（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。
【０１５２】
ただし、図２３に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は図示していない。
【０１５３】
図２４（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することができる。
【０１５４】
図２４（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明は表示部４００２、４００３に適用することができる。
【０１５５】
図２４（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。本発明は表示部４１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０１５６】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例１〜７のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。
【０１５７】
【発明の効果】
本発明によれば、故意に干渉縞を形成させたレーザ光を半導体膜に照射することで、複数のラテラル成長による結晶粒の列を形成し、レーザ光の移動距離をｍｐ±ｗ（ｍは自然数、ｐはレーザ光における周期的なエネルギー分布のピッチ、ｗは形成される結晶粒の幅）、または、前記レーザ光のビーム幅またはビーム長とすることで、スループットが向上し、半導体膜全面をラテラル成長による結晶粒で埋め尽くされた結晶質半導体膜を得ることが可能となる。また、照射面またはその近傍におけるレーザ光の形状を線状とすれば、スループットをさらに向上させることが可能となる。
【０１５８】
また、実施例では照射面における形状が線状または矩形状であるレーザ光を説明したが、それ以外の形状のレーザ光に対しても本発明を適用することは可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の概念を示す図。
【図２】  本発明の照射方法および得られる結晶質半導体膜を示す図。
【図３】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図４】  波長に対する非晶質珪素膜と結晶質珪素膜の吸収係数を示す図。
【図５】  従来のレーザ光によって得られる結晶粒の様子を示す図。
【図６】  従来の照射方法および得られる結晶質半導体膜を示す図。
【図７】  全面ラテラル成長させるためのレーザ光の入射角を求めるための図。
【図８】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図９】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図１０】  図９の光学系により照射面に形成されるレーザ光の強度分布および結晶粒の様子を示す図。
【図１１】  本発明のレーザ照射方法により形成された結晶質半導体膜を示す図。
【図１２】  図１１の模式図。
【図１３】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図１４】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程の例を示す断面図。
【図１５】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程の例を示す断面図。
【図１６】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程の例を示す断面図。
【図１７】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程の例を示す断面図。
【図１８】  画素部の画素を示す上面図。
【図１９】  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２０】  発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。
【図２１】  （Ａ）発光装置の上面図。
（Ｂ）発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。
【図２２】  半導体装置の一例を示す図。
【図２３】  半導体装置の一例を示す図。
【図２４】  半導体装置の一例を示す図。
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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