(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１の工程と、
前記半導体膜に加熱処理または強光の照射を行って、結晶構造を有する半導体膜を形成する第２の工程と、
前記結晶構造を有する半導体膜に強光またはレーザー光を照射することでアニールする第３の工程と、
前記結晶構造を有する半導体膜の上方に珪素を有する膜を形成する第４の工程と、
前記珪素を有する膜を通過させて前記結晶構造を有する半導体膜にリンを添加する第５の工程と、
前記珪素を有する膜をパターニングしてマスクを形成する第６の工程と、
前記マスクで覆われていない前記結晶構造を有する半導体膜に、アルゴン及び前記リンを添加して不純物領域を選択的に形成する第７の工程と、
前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第８の工程と、
前記マスクで前記半導体膜をパターニングする第９の工程とを有し、
前記アルゴンのドーズ量は、２×１０１５／ｃｍ２〜４×１０１５／ｃｍ２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】
請求項１において、
前記第２の工程の後にフッ酸を含むエッチャントで前記結晶構造を有する半導体膜の表面を処理する工程を有する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１または２において、
前記第３の工程の後にフッ酸を含むエッチャントで前記結晶構造を有する半導体膜の表面を処理する工程を有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
フッ酸を含むエッチャントで表面を処理する工程の後、表面が一部エッチングされた結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する工程を有す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】
本発明はゲッタリング技術を用いた半導体装置の作製方法及び、当該作製方法により得られる半導体装置に関する。特に本発明は、半導体膜の結晶化において触媒作用のある金属元素を添加して作製される結晶質半導体膜を用いた半導体装置の作製方法並びに半導体装置に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、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、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
結晶構造を有する半導体膜（以下、結晶質半導体膜という）を用いた代表的な半導体素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）が知られている。ＴＦＴはガラスなどの絶縁基板上に集積回路を形成する技術として注目され、駆動回路一体型液晶表示装置などが実用化されつつある。従来からの技術において、結晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法で堆積した非晶質半導体膜を、加熱処理やレーザーアニール法（レーザー光の照射により半導体膜を結晶化させる技術）により作製されている。
【０００４】
こうして作製される結晶質半導体膜は多数の結晶粒の集合体であり、その結晶方位は任意な方向に配向して制御不能であるため、ＴＦＴの特性を制限する要因となっている。このような問題点に対し、特開平７−１８３５４０号公報で開示される技術は、ニッケルなど半導体膜の結晶化に対し触媒作用のある金属元素を添加して結晶質半導体膜を作製するものであり、結晶化に必要とする加熱温度を低下させる効果ばかりでなく、結晶方位の配向性を単一方向に高めることが可能である。このような結晶質半導体膜でＴＦＴを形成すると、電界効果移動度の向上のみでなく、サブスレッショルド係数（Ｓ値）が小さくなり、飛躍的に電気的特性を向上させることが可能となっている。
【０００５】
しかし、触媒作用のある金属元素を添加する故に、結晶質半導体膜の膜中或いは膜表面には、当該金属元素が残存し、得られる素子の特性をばらつかせるなどの問題がある。その一例は、ＴＦＴにおいてオフ電流が増加し、個々の素子間でばらつくなどの問題がある。即ち、結晶化に対し触媒作用のある金属元素は、一旦、結晶質半導体膜が形成されてしまえば、かえって不要な存在となってしまう。
【０００６】
リンを用いたゲッタリングは、このような金属元素を結晶質半導体膜の特定の領域から除去するための手法として有効に活用されている。例えば、ＴＦＴのソース・ドレイン領域にリンを添加して４５０〜７００℃の熱処理を行うことで、チャネル形成領域から当該金属元素を容易に除去することが可能である。
【０００７】
リンはイオンドープ法（ＰＨ3などをプラズマで解離して、イオンを電界で加速して半導体中に注入する方法であり、基本的にイオンの質量分離を行わない方法を指す）で結晶質半導体膜に注入するが、ゲッタリングのために必要なリン濃度は１×１０20/cm3以上である。イオンドープ法によるリンの添加は、結晶質半導体膜の非晶質化をもたらすが、リン濃度の増加はその後のアニールによる再結晶化の妨げとなり問題となっている。また、高濃度のリンの添加は、ドーピングに必要な処理時間の増大をもたらし、ドーピング工程におけるスループットを低下させるので問題となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、高温（６００℃以上）の加熱処理回数を低減し、さらなる低温プロセス（６００℃以下）を実現するとともに、工程簡略化及びスループットの向上を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ゲッタリング技術は単結晶シリコンウエハーを用いる集積回路の製造技術において主要な技術として位置付けられている。ゲッタリングは半導体中に取り込まれた金属不純物が、何らかのエネルギーでゲッタリングサイトに偏析して、素子の能動領域の不純物濃度を低減させる技術として知られている。それは、エクストリンシックゲッタリング(Extrinsic Gettering)とイントリンシックゲッタリング(Intrinsic Gettering)の二つに大別されている。エクストリンシックゲッタリングは外部から歪場や化学作用を与えてゲッタリング効果をもたらすものである。高濃度のリンを単結晶シリコンウエハーの裏面から拡散させるリンゲッタはこれに当たり、前述の結晶質半導体膜に対するリンを用いたゲッタリングもエクストリンシックゲッタリングの一種と見なすことができる。
【００１０】
一方、イントリンシックゲッタリングは単結晶シリコンウエハーの内部に生成された酸素が関与する格子欠陥の歪場を利用したものとして知られている。本発明は、このような格子欠陥、或いは格子歪みを利用したイントリンシックゲッタリングに着目したものであり、厚さ１０〜１００nm程度の結晶質半導体膜に適用するために以下の手段を採用するものである。
【００１１】
本発明において、結晶構造を有する半導体膜は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加した後、加熱処理または強光の照射によって結晶化を行えばよい。結晶化の後、フッ酸を含むエッチャント、例えば希フッ酸やＦＰＭ（フッ酸、過酸化水素水、純水との混合液）で偏析した金属元素を除去または低減してもよい。また、フッ酸を含むエッチャントで表面をエッチング処理した場合には、強光を照射して表面を平坦化することが望ましい。
【００１２】
また、上記結晶化の後、さらに結晶化を改善するためのレーザー光または強光の照射を行ってもよい。この結晶化を改善するためのレーザー光または強光の照射の後にフッ酸を含むエッチャントで偏析した金属元素を除去または低減してもよく、さらに強光を照射して表面を平坦化してもよい。
【００１３】
次いで、結晶構造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、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）のドーピング量を制御するためのものである。この絶縁膜を形成して、チャネルドープを行った後で活性化させるため強光を照射してもよい。
【００１４】
また、本発明の特徴の一つは、結晶質半導体薄膜に希ガス元素またはを添加してゲッタリングサイトを形成するプロセスと、加熱処理するプロセスとを有しており、該加熱処理により結晶質半導体薄膜に含まれる金属が移動してゲッタリングサイト（希ガス元素のイオンが添加された領域）に捕獲され、ゲッタリングサイト以外の結晶質半導体薄膜から金属を除去または低減することである。なお、加熱処理に代えて強光を照射してもよいし、加熱処理と同時に強光を照射してもよい。また、このゲッタリングの際、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性化させてもよい。
【００１５】
また、本発明は結晶構造を有する半導体膜へマスクを用いて希ガス元素（希ガスとも呼ばれる）を添加した不純物領域を形成し、加熱処理により前記不純物領域に半導体膜に含まれる金属元素を偏析させるゲッタリングを行った後、前記マスクを用いて半導体膜のパターニングを行うことも特徴としている。
【００１６】
また、希ガス元素の添加方法としては、イオンドーピング法やイオン注入法を用いることができ、希ガス元素としては、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種を用いることができる。中でも安価なガスであるＡｒを用いることが望ましい。イオンドーピング法を用いる場合、ドーピングガスに含まれる希ガス元素の１種類が占める濃度が３０％以上、好ましくは１００％とする。例えば、Ｋｒガス３０％、Ａｒガス７０％の濃度としたドーピングガスを用いてもよい。
【００１７】
また、本発明は、半導体膜のパターニングを行う際、希ガスを添加した領域、即ち、金属元素が高濃度に偏析した領域は除去され、マスクで覆われ、且つ金属元素が低減された領域が所望の形状を有する半導体層として形成される。なお、半導体層を形成する際にオーバーエッチすれば、半導体層の端部に存在する金属が偏析している部分を除去することができる。また、パターニングを行った後、上記マスクは除去する。
【００１８】
次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。この表面洗浄とゲート絶縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望ましい。また、この表面洗浄の前または後に活性化工程を加え、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性化させてもよい。
【００１９】
次いで、ゲート絶縁膜表面を洗浄した後、ゲート電極を形成し、ｐ型またはｎ型を付与する不純物元素を適宜添加して、ソース領域及びドレイン領域を形成する。また、必要であればＬＤＤ領域も形成してもよい。添加した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよい。また、活性化と同時にゲート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導体層との界面へのプラズマダメージを回復することができる。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面または裏面からＹＡＧレーザーの第２高調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に有効である。ＹＡＧレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい。
【００２０】
以降の工程は、層間絶縁膜を形成し、水素化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、ソース電極、ドレイン電極を形成してＴＦＴを完成させる。
【００２１】
本発明により、熱処理を用いて結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱処理２回（結晶化、ゲッタリング）に抑えることができ、強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合には、高温熱処理１回（ゲッタリング）に抑えることができる。
【００２２】
また、希ガスを添加する処理時間は、１分または２分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリングと比較してスループットが格段に向上する。
【００２３】
また、リンを用いたゲッタリングと比較して、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリング能力は高く、さらに高濃度、例えば１×１０20〜５×１０21／cm3で添加できるため、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって結晶化の処理時間をさらに短時間で行うことが可能となる。また、結晶化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって、さらなる低温で結晶化することができる。また、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって、自然核の発生を低減することができ、良好な結晶質半導体膜を形成することができる。
【００２４】
また、アイランドを形成するまでに高温熱処理が施されているため、基板の収縮がアイランド形成後の工程で生じず、パターニングのずれを最小限に抑えることができ、デバイス製造の上で歩留まりが向上する。また、熱処理回数が少ない本発明は、基板の厚さが薄く（例えば０．７ｍｍや０．５ｍｍ）とも基板に与える影響が小さいため、問題なく使用可能である。
【００２５】
本明細書で開示する作製工程に関する発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して不純物領域を形成する第３工程と、前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去または低減する第４工程と、前記不純物領域を除去する第５工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２６】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第３工程と、前記結晶構造を有する半導体膜にレーザー光を照射する第４工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を形成する第５工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第６工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２７】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光を照射する第３工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を形成する第４工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第５工程と、前記結晶構造を有する半導体膜にレーザー光を照射する第６工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２８】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半導体膜を加熱して結晶構造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光またはレーザー光を照射する第３工程と、前記結晶構造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする絶縁膜を形成する第４工程と、前記絶縁膜を通過させて前記結晶構造を有する半導体膜に一導電型を付与する不純物元素を添加する第５工程と、前記絶縁膜をパターニングしてマスクを形成する第６工程と、前記マスクで覆われていない前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を選択的に形成する第７工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第８工程と、前記マスクで前記半導体膜をパターニングする第９工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００２９】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記半導体膜に強光を照射して結晶構造を有する半導体膜を形成する第２工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に強光またはレーザー光を照射する第３工程と、前記結晶構造を有する半導体膜上に珪素を主成分とする絶縁膜を形成する第４工程と、前記絶縁膜を通過させて前記結晶構造を有する半導体膜に一導電型を付与する不純物元素を添加する第５工程と、前記絶縁膜をパターニングしてマスクを形成する第６工程と、前記マスクで覆われていない前記結晶構造を有する半導体膜に、希ガス元素を添加して不純物領域を選択的に形成する第７工程と、前記結晶構造を有する半導体膜に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第８工程と、前記マスクで前記半導体膜をパターニングする第９工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３０】
上記各構成において、前記希ガス元素はＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅから選ばれた一種または複数種であることを特徴としている。
【００３１】
上記各構成において、前記強光は、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光であることを特徴としている。
【００３２】
上記各構成において、前記第２の工程の後にフッ酸を含むエッチャントで前記結晶構造を有する半導体膜の表面を処理する工程を有することを特徴としている。
【００３３】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第１工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜上にマスクを形成する第２工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して不純物領域を形成する第３工程と、前記半導体膜のうち、前記マスクと重なる領域を結晶化させて結晶構造を有する領域を形成し、かつ、前記マスクと重なる領域に含まれる金属元素を前記不純物領域にゲッタリングする第４工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３４】
また、他の発明の構成は、非晶質構造を有する半導体膜上にマスクを形成する第１工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に金属元素を添加する第２工程と、前記半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜を形成する第３工程と、前記非晶質構造を有する半導体膜に、希ガス元素を選択的に添加して不純物領域を形成する第４工程と、前記不純物領域に前記金属元素をゲッタリングして結晶構造を有する半導体膜中の前記金属元素を選択的に除去または低減する第５工程と、前記不純物領域を除去する第６工程とを有することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【００３５】
また、上記作製工程に従って得られた半導体装置も本発明の一つである。
【００３６】
本発明の構成は、半導体層と、該半導体層に接する絶縁膜と、該絶縁膜に接するゲート電極とを含むＴＦＴを基板上に備えた半導体装置であって、前記基板は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有していることを特徴とする半導体装置である。なお、この基板は絶縁性基板または半導体基板である。また、この構成は、希ガス元素を添加した工程の際、基板にも希ガス元素が添加されて得られるものである。この時、図１３（Ｃ）に希ガス元素を添加した直後の状態の簡略図を示した。
【００３７】
また、上記構成において、前記希ガス元素を含む領域を形成するマスクと前記半導体層を形成するマスクは同一であることを特徴としている。こうすることでマスク数を増加させることなく半導体装置が得られる。
【００３８】
また、本発明の他の構成は、基板上に接する絶縁膜と、半導体層とを含むＴＦＴを備えた半導体装置であって、前記絶縁膜は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有していることを特徴とする半導体装置である。
【００３９】
なお、上記絶縁膜はブロッキング層として設けられた下地絶縁膜である。この下地絶縁膜に希ガスが添加される時の状態を、図１３（Ｂ）に示した。
【００４０】
また、上記構成において、前記基板は、少なくとも一部に希ガス元素を含む領域を有している。即ち、マスクを形成しなかった領域には、基板にも下地絶縁膜にも希ガス元素が添加されている。
【００４１】
また、前記希ガス元素を含む領域を形成するマスクと前記半導体層を形成するマスクは同一であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００４２】
本発明により、熱処理を用いて結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合は、高温熱処理２回（結晶化、ゲッタリング）に抑えることができ、強光により結晶化を行い、活性化を熱処理以外の方法で行う場合には、高温熱処理１回（ゲッタリング）に抑えることができる。
【００４３】
また、希ガスを添加する処理時間は、１分または２分程度の短時間で高濃度の希ガス元素を半導体膜に添加することができるため、リンを用いたゲッタリングと比較してスループットが格段に向上する。
【００４４】
また、リンを用いたゲッタリングと比較して、希ガス元素の添加による本発明のゲッタリング能力は高く、さらに高濃度、例えば１×１０20〜５×１０21／cm3で添加できるため、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることができる。即ち、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって結晶化の処理時間をさらに短時間で行うことが可能となる。また、結晶化の処理時間を変えない場合には、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって、さらなる低温で結晶化することができる。また、結晶化に用いる金属元素の添加量を多くすることによって、自然核の発生を低減することができ、良好な結晶質半導体膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】半導体層の作製工程を示す図。
【図２】半導体層の作製工程を示す図。
【図３】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。
【図４】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。
【図５】ＡＭ−ＬＣＤの作製工程を示す図。
【図６】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造図
【図７】液晶モジュールの外観を示す図。
【図８】活性化工程を示す図。
【図９】半導体層の作製工程を示す図。
【図１０】半導体層の作製工程を示す図。
【図１１】半導体層の作製工程を示す図。
【図１２】半導体層の作製工程を示す図。
【図１３】希ガス元素の濃度分布を示す図。
【図１４】透過型の例を示す図。
【図１５】ＥＬモジュールを示す上面図及び断面図。
【図１６】ＥＬモジュールを示す断面図。
【図１７】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造図。
【図１８】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面構造図。
【図１９】アニール前のニッケル濃度を示すグラフ。
【図２０】アニール後のニッケル濃度を示すグラフ。
【図２１】アニール前のラマンスペクトルを示すグラフ。
【図２２】アニール後のラマンスペクトルを示すグラフ。
【図２３】電子機器の一例を示す図。
【図２４】電子機器の一例を示す図。
【図２５】電子機器の一例を示す図。
【図２６】ゲッタリング後にＦＰＭ処理を行った後の観察写真図。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００４７】
図１及び図２は本発明の一実施形態を説明する図であり、非晶質半導体膜の全面に触媒作用のある金属元素を全面に添加して結晶化した後、ゲッタリングを行う方法である。
【００４８】
図１（Ａ）において、基板１０１はバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基板１０１の表面には、ブロッキング層１０２として無機絶縁膜を１０〜２００nmの厚さで形成する。好適なブロッキング層の一例は、プラズマＣＶＤ法で作製される酸化窒化シリコン膜であり、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される第１酸化窒化シリコン膜を５０nmの厚さに形成し、ＳｉＨ4とＮ2Ｏから作製される第２酸化窒化珪素膜を１００nmの厚さに形成したものが適用される。ブロッキング層１０２はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであり、石英を基板とする場合には省略することも可能である。
【００４９】
ブロッキング層１０２の上に形成する非晶質構造を有する半導体膜１０３は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法、或いはスパッタ法で１０〜１００nmの厚さに形成する。良質な結晶を得るためには、非晶質構造を有する半導体膜１０３に含まれる酸素、窒素、炭素などの不純物濃度を極力低減する必要があり、高純度の材料ガスを用いることはもとより、超高真空対応のＣＶＤ装置を用いることが望ましい。
【００５０】
次いで、非晶質構造を有する半導体膜１０３の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加する。半導体膜の結晶化を促進する触媒作用のある金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などであり、これらから選ばれた一種または複数種を用いることができる。代表的にはニッケルを用い、重量換算で３〜５０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層１０４を形成する。（図１（Ａ））後の工程で行うゲッタリング能力が非常に高いため、高濃度のニッケルを含む溶液を使用することが可能である。また、高濃度の溶液を塗布するためにスピナーの回転数を低減してもよい。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非晶質構造を有する半導体膜１０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【００５１】
勿論、触媒含有層１０４は上記塗布方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などにより形成しても良い。
【００５２】
次いで、加熱処理または強光の照射を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は触媒となる金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進行する。こうして、図１（Ｂ）に示す結晶質半導体膜１０５が形成される。熱処理により結晶化を行う場合は、この非晶質シリコン膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃〜６５０℃で４〜２４時間）を行うとよい。また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能であるが、代表的には、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用いる。（図１（Ｂ））なお、必要であれば、第１の強光を照射する前に非晶質構造を有する半導体膜１０３に含有する水素を放出させる熱処理を行ってもよい。また、加熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化を行ってもよい。
【００５３】
結晶化の直後、半導体膜に含まれる金属元素を低減するため、フッ素を含むエッチャントを用いて触媒となる金属元素をエッチングで低減または除去してもよい。
【００５４】
次いで、結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するために、結晶質半導体膜１０５に対して光を照射する。（図１（Ｃ））光には波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。いずれにしても、繰り返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜４００mJ/cm2に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって結晶質半導体膜１０５に対するレーザー処理を行っても良い。また、レーザー光に代えて強光を照射してもよいし、同時にレーザー光と強光とを照射してもよい。
【００５５】
次いで、欠陥を補修する処理の直後に、結晶質半導体膜に含まれる金属元素を低減するため、フッ素を含むエッチャントを用いて触媒となる金属元素をエッチングで低減または除去してもよい。また、このエッチングで表面に凹凸が生じてしまった場合には、強光を照射して表面を平坦化してもよい。
【００５６】
次いで、結晶質半導体膜上に１００〜２００nmの厚さの酸化珪素膜１０６ａを形成する。（図１（Ｄ））酸化珪素膜の作製方法は限定されないが、例えば、オルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl Ortho Silicate：ＴＥＯＳ）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で放電させ形成する。
【００５７】
次いで、ＴＦＴのしきい値を制御するため、酸化珪素膜を通過させて微量な不純物元素（ボロンまたはリン）を半導体膜に添加するチャネルドープを行う。また、チャネルドープを行った後で不純物元素を活性化させるため強光を照射してもよい。
【００５８】
次いで、酸化珪素膜上にレジストからなるマスク１０７を形成する。このマスクによってパターニングし、ＴＦＴの半導体層となる部分を覆う酸化珪素からなる絶縁層１０６ｂを形成した後、半導体膜に希ガス元素を添加してゲッタリングサイト１０８を形成する。（図２（Ａ））ここでは、イオンドーピング法またはイオン注入法を用い、半導体膜に添加される希ガス元素の濃度を１×１０20〜５×１０21／ｃｍ3とすることが望ましい。この時、レジストからなるマスクをそのまま残した状態で希ガス元素のドーピングを行ってもよいし、レジストマスクからなるマスクを除去した後、希ガス元素のドーピングを行ってもよい。希ガス元素のドーピング後は、レジストからなるマスクを除去する。また、希ガス元素に加え、周期表１５族元素または周期表１３族元素を添加してもよい。なお、図２（Ａ）では、半導体膜のみに希ガス元素が添加されたように図示したが、実際は、希ガスを添加する工程の条件によって、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示したような金属元素の濃度分布を制御できる。図１３（Ａ）は、半導体膜の浅い位置にピークを有する濃度分布１２０となるような条件で行ったものであり、図１３（Ｂ）は半導体膜の中間位置にピークを有する濃度分布１２１となるような条件で行ったため、ブロッキング層１０２にも希ガス元素が添加された例である。
また、図１３（Ｃ）は半導体膜の深い位置にピークを有する濃度分布１２２となるような条件で行ったため、ブロッキング層１０２及び基板１０１にも希ガス元素が添加された例である。図１３（Ｂ）や図１３（Ｃ）に示したようにブロッキング層や基板に希ガス元素を添加することによって応力の緩和を図ることができる。
【００５９】
次いで、ゲッタリングを行う。（図２（Ｂ））ゲッタリングは窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行うと、ゲッタリングサイト１０８に金属元素を偏析させることができる。このゲッタリングにより、絶縁層１０６ｂで覆われた半導体膜に含まれる金属元素を除去、または金属元素の濃度を低減する。また、熱処理に代えて強光を照射してもよい。また、熱処理に加えて強光を照射してもよい。ただし、ゲッタリングの加熱手段に、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光を用いるＲＴＡ法を用いる場合、半導体膜の加熱温度が４００℃〜５５０℃となるように強光を照射することが望ましい。あまり高い加熱温度としてしまうと半導体膜中の歪みが無くなってしまい、ゲッタリングサイト（ニッケルシリサイド）からニッケルを飛び出させる作用やニッケルを捕獲する作用が消えてしまうため、ゲッタリング効率が低下してしまう。
【００６０】
ゲッタリングが終わったら、上記マスクをそのまま用いてゲッタリングサイトを除去して、金属元素が低減された領域からなる所望の形状を有する半導体層１０９を形成し、最後に酸化珪素からなる絶縁層を除去する。（図２（Ｃ））絶縁層を除去する際、半導体層の表面もわずかにエッチングすることが望ましい。図２６にゲッタリング後にＦＰＭ（フッ酸、過酸化水素水、純水の混合液）によりニッケルシリサイドをエッチングした際の光学顕微鏡写真を示した。図２６から半導体層の周縁部にエッチピットが多数観察されていることから、ゲッタリングによって半導体層の周縁部にニッケルが偏析しやすいと予想される。
【００６１】
また、レジストからなるマスクを形成した段階で、酸化珪素膜を通過させて希ガス元素のドーピングを行ってゲッタリングサイトを形成してもよい。この場合には、ドーピング後マスクを除去してゲッタリングした後、酸化珪素膜を除去し、その後、半導体膜のうち、希ガス元素が添加された領域（ゲッタリングサイト）のみを選択的に除去して半導体層を形成する。エッチャントとしてダッシュ液、サト液、セコ液等を用いれば、希ガス元素が添加された領域は非晶質化されているため、結晶質半導体膜である領域（希ガスが添加されていない）と選択的にエッチングすることができる。
【００６２】
次いで、半導体層１０９の表面をフッ酸を含むエッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜となる珪素を主成分とする絶縁膜１１０を形成する。（図２（Ｄ））
半導体層１０９の表面洗浄とゲート絶縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行うことが望ましい。また、この表面洗浄の前または後に活性化工程を加え、チャネルドープにより添加された不純物元素を活性化させてもよい。
【００６３】
次いで、絶縁膜１１０表面を洗浄し、ゲート電極を形成した後、半導体層１０９にｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を適宜添加して、ソース領域及びドレイン領域を形成する。また、必要であればＬＤＤ領域も形成してもよい。ｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を添加した後、不純物元素を活性化するために加熱処理、強光の照射、またはレーザー光の照射を行えばよい。特に、室温〜３００℃の雰囲気中において、表面または裏面からＹＡＧレーザーの第２高調波または第３高調波を照射して不純物元素を活性化させることは非常に有効である。
【００６４】
以降の工程は、層間絶縁膜の形成、水素化、ソース領域、ドレイン領域に達するコンタクトホールの形成、ソース電極、ドレイン電極の形成等を行ってＴＦＴを完成させる。
【００６５】
こうして形成したＴＦＴを画素部のスイッチング素子、または駆動回路を構成するＴＦＴとして用い、様々な電子機器に搭載する。
【００６６】
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うこととする。
【実施例１】
【００６７】
ここでは、同一基板上に画素部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製する方法について図３〜図６を用いて説明する。
【００６８】
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２００を用いる。なお、基板２００としては、透光性を有する基板であれば限定されず、石英基板を用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００６９】
次いで、基板２００上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜から成る下地膜２０１を形成する。本実施例では下地膜２０１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２０１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シリコン膜２０１ａを１０〜２００nm（好ましくは５０〜１００nm）形成する。本実施例では、膜厚５０ｎｍの酸化窒化シリコン膜２０１ａ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。次いで、下地膜２０１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シリコン膜２０１ｂ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の酸化窒化シリコン膜２０１ｂ（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を形成した。
【００７０】
次いで、下地膜上に半導体層２０２〜２０６を形成する。半導体層２０２〜２０６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）により成膜した後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法等）を行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形成する。この半導体層２０２〜２０６の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマニウム（ＳｉXＧｅ1-X（Ｘ＝０．０００１〜０．０２））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、５５ｎｍの非晶質シリコン膜を成膜した後、ニッケルを含む溶液を非晶質シリコン膜上に保持させた。この非晶質シリコン膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、熱結晶化（５５０℃、４時間）を行い、さらに結晶化を改善するためのレーザーアニ―ル処理を行って結晶質シリコン膜を形成した。そして、実施の形態に示したように、酸化シリコン膜からなるマスクを形成した後、結晶質シリコン膜に希ガス元素をマスクを用いて添加して、ゲッタリングを行った後、結晶質シリコン膜のパターニングを行い、その後、マスクを除去した。こうして、結晶質シリコン膜からなる半導体層２０２〜２０６を形成した。この半導体層２０２〜２０６のパターニングが終了した状態は、実施の形態における図１（Ｃ）に相当する。
なお、酸化シリコン膜を形成した後、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）のドーピングを適宜行ってもよい。
【００７１】
次いで、半導体層２０２〜２０６の表面をバッファーフッ酸等のフッ酸系のエッチャントで洗浄した後、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を主成分とする絶縁膜２０７を形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、このゲート絶縁膜となる絶縁膜は酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン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。
【００７２】
次いで、図３（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜２０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜２０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜２０９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２０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜２０９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。
【００７３】
なお、本実施例では、第１の導電膜２０８をＴａＮ、第２の導電膜２０９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単層または積層を用いればよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン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。
【００７４】
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２１０〜２１５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。なお、エッチング用ガスとしては、Ｃｌ2、ＢＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＣＣｌ4などを代表とする塩素系ガスまたはＣＦ4、ＳＦ6、ＮＦ3などを代表とするフッ素系ガス、またはＯ2を適宜用いることができる。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。第１のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。
【００７５】
この後、レジストからなるマスク２１０〜２１５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。第２のエッチング条件でのＷに対するエッチング速度は５８．９７ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は６６．４３ｎｍ／ｍｉｎである。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。
【００７６】
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°とすればよい。
【００７７】
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２１６〜２２１（第１の導電層２１６ａ〜２２１ａと第２の導電層２１６ｂ〜２２１ｂ）を形成する。ここでのチャネル長方向の第１の導電層の幅は、上記実施の形態に示したＷ１に相当する。図示しないが、ゲート絶縁膜となる絶縁膜２０７のうち、第１の形状の導電層２１６〜２２１で覆われない領域は１０〜２０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００７８】
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３（Ｂ））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えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜１×１０15/cm2とし、加速電圧を６０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を５×１０14/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２１６〜２２１がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純物領域２２２〜２３３が形成される。高濃度不純物領域２２２〜２３３には３×１０19〜３×１０20/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００７９】
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う。ここでは、エッチング用ガスにＳＦ6とＣｌ2とＯ2とを用い、それぞれのガス流量比を２４／１２／２４（ｓｃｃｍ）とし、１．３Paの圧力でコイル型の電極に７００W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２５秒行った。基板側（試料ステージ）にも１０W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。第２のエッチング処理でのＷに対するエッチング速度は２２７．３ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は３２．１ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は７．１であり、絶縁膜２０７であるＳｉＯＮに対するエッチング速度は３３．７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６．８３である。このようにエッチングガス用ガスにＳＦ6を用いた場合、絶縁膜２０７との選択比が高いので膜減りを抑えることができる。また、駆動回路のＴＦＴにおいては、テーパ−部のチャネル長方向の幅が長ければ長いほど信頼性が高いため、テーパ−部を形成する際、ＳＦ6を含むエッチングガスでドライエッチングを行うことが有効である。
【００８０】
この第２のエッチング処理によりＷのテーパー角は７０°となった。この第２のエッチング処理により第２の導電層２３４ｂ〜２３９ｂを形成する。一方、第１の導電層は、ほとんどエッチングされず、第１の導電層２３４ａ〜２３９ａを形成する。図示しないが、実際には、第１の導電層の幅は、第２のエッチング処理前に比べて約０．１５μｍ程度、即ち線幅全体で０．３μｍ程度後退する。
【００８１】
また、上記第２のエッチング処理において、ＣＦ4とＣｌ2とＯ2とをエッチングガスに用いることも可能である。その場合は、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えばよい。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とＯ2とを用いる場合のＷに対するエッチング速度は１２４．６２ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は２０．６７ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択比は６．０５である。従って、Ｗ膜が選択的にエッチングされる。
【００８２】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、第２のドーピング処理を行って図３（Ｃ）の状態を得る。ドーピングは第２の導電層２３４ｂ〜２３９ｂを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピングする。本実施例では、不純物元素としてＰ（リン）を用い、ドーピング条件をドーズ量１．５×１０14/cm2、加速電圧９０ｋｅＶ、イオン電流密度０．５μＡ／ｃｍ2、フォスフィン（ＰＨ3）５％水素希釈ガス、ガス流量３０ｓｃｃｍにてプラズマドーピングを行った。こうして、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域２４１〜２５４を自己整合的に形成する。この低濃度不純物領域２４１〜２５４へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、１×１０17〜１×１０19/cm3であり、且つ、第１の導電層のテーパー部の膜厚に従って濃度勾配を有している。なお、第１の導電層のテーパー部と重なる半導体層において、第１の導電層のテーパー部の端部から内側に向かって不純物濃度（Ｐ濃度）が次第に低くなっている。また、高濃度不純物領域２２２〜２３３にも不純物元素が添加され、高濃度不純物領域２５５〜２６６を形成する。
【００８３】
次いで、後にｎチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層をレジストからなるマスク２６７〜２６９で覆い、第３のドーピング処理を行う。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（ｎ型）とは逆の導電型（ｐ型）を付与する不純物元素が添加されたｐ型不純物領域２７０〜２７３（高濃度不純物領域２７０ａ〜２７３ａ及び低濃度不純物領域２７０ｂ〜２７３ｂ）を形成する。なお、テーパ−部を通過させてドープするため、ｐ型の低濃度不純物領域２７０ｂ〜２７３ｂは、ｎ型の低濃度不純物領域２４１〜２５４と同様の濃度勾配を有している。（図４（Ａ））第１の導電層２３４ａ、２３６ｂ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ｐ型不純物領域を形成する。本実施例では、ｐ型不純物領域２７０〜２７３はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用い、ドーピング条件をドーズ量１×１０15/cm2、加速電圧３０ｋｅＶとしたイオンドープ法で形成する。なお、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２７０ａ〜２７３ａ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ボロンの濃度が６×１０19〜６×１０20/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。
【００８４】
また、第２のエッチング処理で膜減りしない条件、例えばＳＦ6をエッチングガスに用いた場合、ボロンのドーピングを容易とするため、第３のドーピング処理の前に絶縁膜２０７を薄膜化するエッチング（ＣＨＦ3ガスを用いた反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法））を行ってもよい。
【００８５】
次いで、レジストからなるマスク２７４を形成して第３のエッチング処理を行う。この第３のエッチング処理では第１の導電層のテーパー部を選択的にエッチングして、半導体層と重なる領域をなくす。第３のエッチング処理は、エッチングガスにＷとの選択比が高いＣｌ3を用い、ＩＣＰエッチング装置を用いて行う。本実施例では、Ｃｌ3のガス流量比を８０（ｓｃｃｍ）とし、１．２Ｐａの圧力でコイル型の電極に３５０W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３０秒行った。基板側（試料ステージ）にも５０W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。第３のエッチングにより、第１の導電層２３７ｃ〜２３９ｃが形成される。（図４（Ｂ））
【００８６】
上記第３のエッチング処理によって、第１の導電層２３７ｃ〜２３９ｃと重ならず、濃度勾配を有する低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）２４７〜２５４が形成される。なお、低濃度不純物領域（ＧＯＬＤ領域）２４１〜２４６は、第１の導電層２３４ａ〜２３６ａと重なったままである。このように、各回路に応じてＴＦＴの構造を作り分けている。
【００８７】
また、第１の導電層２３７ｃと第２の導電層２３７ｂとで形成された電極は、後の工程で形成されるサンプリング回路のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となる。同様に、第１の導電層２３８ｃと第２の導電層２３８ｂとで形成された電極は、後の工程で形成される画素部のｎチャネル型ＴＦＴのゲート電極となり、第１の導電層２３９ｃと第２の導電層２３９ｂとで形成された電極は、後の工程で形成される画素部の保持容量の一方の電極となる。
【００８８】
また、本実施例では第３のドーピング処理の後に、第３のエッチング処理を行った例を示したが、第３のエッチング処理を行った後に第３のドーピング処理を行ってもよい。
【００８９】
次いで、レジストからなるマスク２７４を除去して第１の層間絶縁膜２７５を形成する。この第１の層間絶縁膜２７５としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１０〜２００ｎｍとしてシリコンを含む絶縁膜で形成する。この第１の層間絶縁膜は、膜減りした絶縁膜に後でコンタクトホールを形成する際、半導体層をオーバーエッチングしないようにエッチングストッパーとしての機能を果たすものである。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚５０ｎｍの酸化シリコン膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜２７５は酸化シリコン膜に限定されるものでなく、他のシリコン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。
【００９０】
次いで、図４（Ｃ）に示すように、それぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理する工程を行う。この活性化工程はＹＡＧレーザーまたはエキシマレーザーを裏面から照射することによって行う。裏面から照射することによって、ゲート電極と絶縁膜を介して重なる不純物領域の活性化を行う。
【００９１】
また、反射板を用いてレーザー光を照射してもよい。その場合、固体レーザー、代表的にはＹＡＧレーザー）で行うことが望ましい。反射板を用いる場合は、図８にその簡略図を示したように、鏡面を有する反射板５０４を用いて、基板５０１の表面側からと、裏面側からとで線状のＹＡＧレーザーの第２高調波または第３高調波を同時に照射する方法を用いた。ＹＡＧレーザーは可視光であるので、基板が透光性を有していれば吸収されず、アモルファスシリコンに吸収される。特に、本実施例のようにゲート電極の下に低濃度不純物領域を設けている場合、ゲート電極と絶縁膜を介して重なる不純物領域の活性化を行うことが非常に困難であった。図８に示す反射板を用いた活性化方法によって不純物領域５０６またはチャネル形成領域５０５に含まれる不純物元素の活性化を行うことができる。図８中、５０２は下地膜、５０３は高濃度不純物領域、５０７はシリンドリカルレンズである。なお、ＹＡＧレーザーアニール法の他にラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することもできる。
【００９２】
次いで、窒化シリコン膜からなる第２の層間絶縁膜２７６を形成して熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では、窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱処理を行った。この工程は第２の層間絶縁膜２７６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。第１の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水素化することができる。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）を行っても良い。
【００９３】
次いで、第２の層間絶縁膜２７６上に有機絶縁物材料から成る第３の層間絶縁膜２７７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。次いで、各不純物領域（２５７、２５８、２６１〜２６３、２６５、２７０ａ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ）に達するコンタクトホールを形成するためのパターニングを行う。本実施例では複数のエッチング処理を行った。本実施例では第２の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第３の層間絶縁膜をエッチングした後、第１の層間絶縁膜をエッチングストッパーとして第２の層間絶縁膜をエッチングしてから第１の層間絶縁膜をエッチングした。
【００９４】
次いで、不純物領域（２５７、２５８、２６１〜２６３、２７０ａ、２７１ａ、２７２ａ、２７３ａ）とそれぞれ電気的に接続する電極２７８〜２８６と、不純物領域２６５と電気的に接続する画素電極２８７を形成する。これらの電極及び画素電極の材料は、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。
【００９５】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ３０６及びｐチャネル型ＴＦＴ３０５からなるロジック回路部３０３と、ｎチャネル型ＴＦＴ３０８及びｐチャネル型ＴＦＴ３０７からなるサンプリング回路部３０４とを有する駆動回路３０１と、ｎチャネルＴＦＴ３０９からなる画素ＴＦＴ及び保持容量３１０とを有する画素部３０２とを同一基板上に形成することができる。本明細書中ではこのような基板を便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００９６】
本実施例では、各回路に応じてＴＦＴの構造が異なっている。
【００９７】
画素部のｎチャネル型ＴＦＴ３０９には、消費電力を低く抑えることが要求され、オフ電流値が十分低いＴＦＴ構造とすることが望ましい。また、本実施例では、低濃度不純物領域２４９〜２５２に濃度勾配を持たせ、さらにゲート電極（２３８ｂ、２３８ｃ）と重ならない構造とした。また、ｎチャネル型ＴＦＴ３０９におけるゲート電極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、チャネル形成領域と低濃度不純物領域との界面と概略一致する。また、各低濃度不純物領域２４９〜２５２の濃度分布は、チャネル形成領域２９２、２９３からの距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。
【００９８】
なお、本実施例ではｎチャネル型ＴＦＴ３０９は、ソース領域およびドレイン領域の間に二つのチャネル形成領域を有した構造（ダブルゲート構造）となっているが、本実施例はダブルゲート構造に限定されることなく、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。
【００９９】
また、保持容量３１０の一方の電極として機能する不純物領域２５３、２５４、２６５、２６６には、それぞれｎ型を付与する不純物元素が添加されている。
保持容量２０４は、絶縁膜２０７を誘電体として、電極２３９ｂ、２３９ｃと、半導体層とで形成している。なお、本実施例では不純物領域と電極２３９ｂ、２３９ｃとが重ならない構造としたが、重なる構造とすれば、さらに容量を増大することができる。
【０１００】
また、サンプリング回路部３０４、代表的にはアナログスイッチ回路のｎチャネル型ＴＦＴ３０８には、同様にオフ電流値が低いことが好ましい。本実施例では、低濃度不純物領域２４７、２４８に濃度勾配を持たせ、さらにゲート電極（２３７ｂ、２３７ｃ）と重ならない構造とした。また、各低濃度不純物領域２４７、２４８の濃度分布は、チャネル形成領域２９１からの距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。ただし、オン電流値または信頼性を重視するのであれば、低濃度不純物領域がゲート電極と重なる構造としてもよい。
【０１０１】
また、ｐチャネル型ＴＦＴ３０７は、オン電流値または信頼性を重視するため、低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂがゲート電極２３６ａ、２３６ｂと重なる構造とした。また、各低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂの濃度分布は、チャネル形成領域２９０からの距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。また、ｐチャネル型ＴＦＴ３０７におけるゲート電極の端部は、ゲート絶縁膜を挟んで、低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂと高濃度不純物領域２７２ａ、２７３ａとの界面と概略一致する。
【０１０２】
また、ロジック回路部のｐチャネル型ＴＦＴ３０５は、オン電流値または信頼性を重視するため、低濃度不純物領域２７０ｂ、２７１ｂがゲート電極２３４ａ、２３４ｂと重なる構造とした。また、各低濃度不純物領域２７０ｂ、２７１ｂの濃度分布は、チャネル形成領域２８８からの距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。
【０１０３】
また、同様にｎチャネル型ＴＦＴ３０６は、低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂがゲート電極２３５ａ、２３５ｂと重なる構造とした。また、各低濃度不純物領域２７２ｂ、２７３ｂの濃度分布は、チャネル形成領域２８９からの距離が増大するとともに不純物濃度が増加している。
【０１０４】
こうして、本実施例では、同一基板上に信頼性の高いＴＦＴ３０６を備えた駆動回路と、オフ電流値が低減された画素ＴＦＴ３０９とを備えた画素部とを同時に形成することができた。
【０１０５】
また、本実施例では、希ガス元素を多量に添加したため、下地膜及び基板にも添加される。希ガス元素は、マスク１０６ｂで覆われた領域以外の領域、即ち半導体層２０２〜２０６が配置された領域以外の領域に添加される。  
【実施例２】
【０１０６】
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、アクティブマトリクス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６を用いる。
【０１０７】
まず、実施例１に従い、図５の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図５のアクティブマトリクス基板上に配向膜４０１を形成しラビング処理を行う。
なお、本実施例では配向膜４０１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。
【０１０８】
次いで、対向基板４００を用意する。この対向基板には、着色層４０２、遮光層４０３が各画素に対応して配置されたカラーフィルタが設けられている。また、駆動回路の部分にも遮光層４０３を設けた。このカラーフィルタと遮光層とを覆う平坦化膜４０４を設けた。次いで、平坦化膜４０４上に透明導電膜からなる対向電極４０５を画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜４０６を形成し、ラビング処理を施した。
【０１０９】
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４０７で貼り合わせる。シール材４０７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４０８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４０８には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図６に示すアクティブマトリクス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、公知の技術を用いて偏光板等を適宜設けた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【０１１０】
こうして得られた液晶モジュールの構成を図７の上面図を用いて説明する。なお、図６と対応する部分には同じ符号を用いた。
【０１１１】
図７（Ａ）で示す上面図は、画素部、駆動回路、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板：Flexible Printed Circuit）４１１を貼り付ける外部入力端子４０９、外部入力端子と各回路の入力部までを接続する配線４１０などが形成されたアクティブマトリクス基板と、カラーフィルタなどが設けられた対向基板４００とがシール材４０７を介して貼り合わされている。
【０１１２】
ゲート配線側駆動回路３０１ａと重なるように対向基板側に遮光層４０３ａが設けられ、ソース配線側駆動回路３０１ｂと重なるように対向基板側に遮光層４０３ｂが形成されている。また、画素部３０２上の対向基板側に設けられたカラーフィルタ４０２は遮光層と、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の各色の着色層とが各画素に対応して設けられている。実際に表示する際には、赤色（Ｒ）の着色層、緑色（Ｇ）の着色層、青色（Ｂ）の着色層の３色でカラー表示を形成するが、これら各色の着色層の配列は任意なものとする。
【０１１３】
ここでは、カラー化を図るためにカラーフィルタ４０２を対向基板に設けているが特に限定されず、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板にカラーフィルタを形成してもよい。
【０１１４】
また、カラーフィルタにおいて隣り合う画素の間には遮光層が設けられており、表示領域以外の箇所を遮光している。また、ここでは、駆動回路を覆う領域にも遮光層４０３ａ、４０３ｂを設けているが、駆動回路を覆う領域は、後に液晶表示装置を電子機器の表示部として組み込む際、カバーで覆うため、特に遮光層を設けない構成としてもよい。また、アクティブマトリクス基板を作製する際、アクティブマトリクス基板に遮光層を形成してもよい。
【０１１５】
また、上記遮光層を設けずに、対向基板と対向電極の間に、カラーフィルタを構成する着色層を複数層重ねた積層で遮光するように適宜配置し、表示領域以外の箇所（各画素電極の間隙）や、駆動回路を遮光してもよい。
【０１１６】
また、外部入力端子にはベースフィルムと配線から成るＦＰＣ４１１が異方性導電性樹脂で貼り合わされている。さらに補強板で機械的強度を高めている。
【０１１７】
以上のようにして作製される液晶モジュー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】
【０１１８】
本実施例は、実施例１とは、マスクとなる絶縁膜１０６ａの形成後の工程が異なる例を示す。本実施例は、レジストからなるマスクを除去した後、希ガス元素を添加する例である。それ以外の工程は同一であるので、図９では、図２と同じ符号を用いる。
【０１１９】
まず、実施の形態に従って図１（Ｄ）と同じ状態を得る。次いで、実施の形態に従ってレジストからなるマスクを形成し、酸化シリコン膜をパターニングして酸化シリコン膜からなるマスクを形成する。次いで、レジストからなるマスクを除去した後、希ガス元素を添加する。（図９（Ａ））
【０１２０】
以降の工程は、実施の形態に従えば、図９（Ｂ）〜図９（Ｄ）の状態が得られ、実施例１に従えば、図６に示すアクティブマトリクス基板が得られる。
【０１２１】
なお、本実施例は実施例２と組み合わせることが可能である。  
【実施例４】
【０１２２】
本実施例では、実施例１とレジストからなるマスクを形成した後の工程が異なっている。
【０１２３】
本実施例は、レジストからなるマスクを形成した後、実施例１のように酸化シリコン膜からなる絶縁膜をエッチングすることなく、酸化シリコン膜からなる絶縁膜１０６ａを通過させて希ガス元素を添加する。（図１０（Ａ））この際、ＳＩＭＳ分析を行ったニッケルの濃度プロファイルを図１９に示す。図１９は希ガス元素（ここではＡｒ）を絶縁膜（膜厚０．９μｍ）を通過させて添加した直後のニッケルの濃度を示している。ニッケルは、半導体膜中に１×１０18〜１×１０19／ｃｍ3存在している。添加した条件は、ドーピングガスとしてアルゴンガス１００％、ドーズ量４×１０15／ｃｍ2、加速電圧９０ｋＶである。
【０１２４】
次いで、ゲッタリングを行うが、酸化シリコンからなる絶縁膜１０６ａで覆ったままの状態で行う。（図１０（Ｂ））ここでのゲッタリングは、５５０℃、４時間で行い、その後、ＳＩＭＳ分析を行った結果が図２０である。図２０からは、ゲッタリングにより半導体膜中のニッケルが検出下限まで除去されたことが示されている。
【０１２５】
次いで、絶縁膜１０６ａを除去する。（図１０（Ｃ））
【０１２６】
次いで、前の工程により希ガス元素が添加されて非晶質化した部分（ゲッタリングサイト）１０８を選択的にエッチングする。（図１０（Ｄ））
【０１２７】
エッチャントとしてダッシュ液、サト液、セコ液等を用いることができる。ただし、セコ液はクロムが含まれているので工業的には不向きである。
【０１２８】
以上の工程により結晶質シリコンからなる半導体層１０９のみを残存させることができる。
【０１２９】
なお、本実施例は実施例２と組み合わせることが可能である。  
【実施例５】
【０１３０】
本実施例では、結晶化処理とゲッタリング処理とを同一処理で行う例を図１１に示す。
【０１３１】
まず、実施の形態に従って、基板６０１上にブロッキング層６０２、非晶質半導体膜６０３を形成する。次いで、ニッケル含有層６０４を形成する。ここではスパッタ法によりニッケルの薄膜を形成した。
【０１３２】
次いで、珪素を主成分とする絶縁膜を形成し、該絶縁膜上にレジストからなるマスク６０６を形成する。次いで、レジストからなるマスクを用いてエッチングを行い絶縁膜を選択的に除去して絶縁膜からなるマスク６０６を形成する。
【０１３３】
次いで、レジストからなるマスク６０６及び絶縁膜からなるマスク６０５を用いて、希ガス元素を非晶質半導体膜に添加する。図１１（Ｃ）中、希ガス元素が選択的に添加された領域を不純物領域６０７として示した。
【０１３４】
次いで、結晶化とゲッタリングとを両方行うための熱処理または強光の照射を行う。熱処理で行う場合は、５００℃〜６５０℃で４〜２４時間、例えば５５０℃、４時間で行えばよい。この加熱処理により絶縁膜からなるマスク６０６と接している非晶質半導体膜がニッケルの作用により結晶化される。この加熱処理では、結晶化と同時に、非晶質半導体膜中のニッケルが移動して希ガス元素が添加された不純物領域にゲッタリングされる。図１１（Ｄ）の矢印の方向にニッケルが移動する。なお、希ガス元素を添加した領域は、ほとんど結晶化されない。本発明者の実験では、希ガスを添加した場合、リンを添加した場合と比較して熱処理を施しても結晶性が回復しにくい。この比較結果は、図２１、図２２で示した。図２１はそれぞれの条件（条件１＝加速電圧８０ｋＶ、１．５×１０15／ｃｍ2のドーズ量でリンをドーピング、条件２＝加速電圧８０ｋＶ、１．５×１０15／ｃｍ2のドーズ量でリンをドーピングし、加速電圧９０ｋＶ、２×１０15／ｃｍ2のドーズ量でアルゴンをドーピング、条件３＝加速電圧８０ｋＶ、１．５×１０15／ｃｍ2のドーズ量でリンをドーピングし、加速電圧９０ｋＶ、４×１０15／ｃｍ2のドーズ量でアルゴンをドーピング、条件４＝加速電圧９０ｋＶ、４×１０15／ｃｍ2のドーズ量でアルゴンをドーピング）で添加した直後のラマンスペクトルを示し、図２２は、窒素雰囲気で５５０℃、４時間の熱処理を行った直後のラマンスペクトルを示している。
【０１３５】
次いで、マスク６０６を用いて不純物領域６０９を除去して、結晶質半導体膜からなる半導体層６１０を得ることができる。
【０１３６】
本実施例では、結晶化とゲッタリングを同時に行うため、スループットが格段に向上する。
【０１３７】
また、ブロッキング層６０２、非晶質半導体膜６０３、ニッケル含有層６０４、及びシリコンを主成分とする絶縁膜を大気にふれることなく連続してＣＶＤ法により形成してもよい。
【０１３８】
なお、本実施例は実施例１または実施例２と自由に組み合わせることが可能である。  
【実施例６】
【０１３９】
本実施例では、マスクを用いて金属元素を選択的に添加する例を図１２に示す。
【０１４０】
まず、実施の形態または実施例１に従って、基板９０１上に下地膜（ブロッキング層）９０２、非晶質構造を有する半導体膜９０３を形成する。次いで、珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。なお、この下地膜９０２と半導体膜９０３と絶縁膜を大気解放せずに連続で成膜すると不純物が混入しないため、好ましい。
【０１４１】
次いで、レジストからなるマスク９０６を形成し、エッチングを行って絶縁膜を選択的に除去して絶縁膜からなるマスク９０５を形成する。（図１２（Ａ））
【０１４２】
次いで、実施の形態または実施例１に従って、金属含有層９０７を形成する。
（図１２（Ｂ））次いで、実施の形態または実施例１に従って結晶化を行い、結晶構造を有する半導体膜９０８が得られる。（図１２（Ｃ））この結晶化では図１２（Ｃ）中の矢印で示した方向に結晶成長する。なお、マスク９０５で覆われていない領域には高濃度のニッケルが存在している。
【０１４３】
次いで、実施の形態に従って、マスク９０５を用いて希ガス元素を添加し、不純物領域９０９を形成する。（図１２（Ｄ））
【０１４４】
次いで、実施の形態に従って、ゲッタリングを行う。（図１２（Ｅ））この際、結晶構造を有する半導体膜のうち、領域９１０、即ち不純物領域９０９以外の領域は、ゲッタリングにより金属元素が低減された。
【０１４５】
次いで、マスク９０５を用いて、不純物領域９０９を除去した後、マスク９０５を除去して半導体層９１１を形成する。（図１２（Ｆ））
【０１４６】
なお、本実施例は実施例１または実施例２と自由に組み合わせることが可能である。  
【実施例７】
【０１４７】
実施例１では画素電極が反射性を有する金属材料で形成された反射型の表示装置の例を示したが、本実施例では画素電極を透光性を有する導電膜で形成した透過型の表示装置の例を図１４に示す。
【０１４８】
層間絶縁膜８００を形成する工程までは実施例１と同じであるので、ここでは省略する。実施例１に従って層間絶縁膜２７７を形成した後、透光性を有する導電膜からなる画素電極８０１を形成する。透光性を有する導電膜としては、ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ2Ｏ3―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いればよい。
【０１４９】
その後、層間絶縁膜８００にコンタクトホールを形成する。次いで、画素電極８０１と重なる接続電極８０２を形成する。この接続電極８０２は、コンタクトホールを通じてドレイン領域と接続されている。また、この接続電極８０２と同時に他のＴＦＴのソース電極またはドレイン電極も形成する。
【０１５０】
また、ここでは全ての駆動回路を基板上に形成した例を示したが、駆動回路の一部に数個のＩＣを用いてもよい。
【０１５１】
以上のようにしてアクティブマトリクス基板が形成される。このアクティブマトリクス基板を用い、実施例２に従って液晶モジュールを作製し、バックライト８０４、導光板８０５を設け、カバー８０６で覆えば、図１４に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。なお、カバー８０６と液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて貼り合わせる。また、基板と対向基板を貼り合わせる際、枠で囲んで有機樹脂を枠と基板との間に充填して接着してもよい。また、透過型であるので偏光板８０３は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
【０１５２】
なお、本実施例は実施例１乃至６のいずれか一と組み合わせることが可能である。  
【実施例８】
【０１５３】
本実施例では、ＥＬ（Electro Luminescence）素子を備えた発光表示装置を作製する例を図１５に示す。
【０１５４】
図１５（Ａ）は、ＥＬモジュールをを示す上面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。絶縁表面を有する基板７００（例えば、ガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板等）に、画素部７０２、ソース側駆動回路７０１、及びゲート側駆動回路７０３を形成する。これらの画素部や駆動回路は、実施の形態に従えば得ることができる。また、７１８はシール材、７１９はＤＬＣ膜であり、画素部および駆動回路部はシール材７１８で覆われ、そのシール材は保護膜７１９で覆われている。さらに、接着材を用いてカバー材で封止されている。
【０１５５】
なお、７０８はソース側駆動回路７０１及びゲート側駆動回路７０３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）７０９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。
【０１５６】
次に、断面構造について図１５（Ｂ）を用いて説明する。基板５００上に絶縁膜７１０が設けられ、絶縁膜７１０の上方には画素部７０２、ゲート側駆動回路５０３が形成されており、画素部７０２は電流制御用ＴＦＴ７１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極７１２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７０３はｎチャネル型ＴＦＴ７１３とｐチャネル型ＴＦＴ７１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１５７】
これらのＴＦＴ（７１１、７１３、７１４を含む）は、実施の形態または実施例１に従って作製すればよい。
【０１５８】
画素電極７１２はＥＬ素子の陽極として機能する。また、画素電極７１２の両端にはバンク７１５が形成され、画素電極７１２上にはＥＬ層７１６およびＥＬ素子の陰極７１７が形成される。
【０１５９】
ＥＬ層７１６としては、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ＥＬ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、低分子系有機ＥＬ材料や高分子系有機ＥＬ材料を用いればよい。また、ＥＬ層として一重項励起により発光（蛍光）する発光材料（シングレット化合物）からなる薄膜、または三重項励起により発光（リン光）する発光材料（トリプレット化合物）からなる薄膜を用いることができる。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ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１６０】
陰極７１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線７０８を経由してＦＰＣ７０９に電気的に接続されている。さらに、画素部７０２及びゲート側駆動回路７０３に含まれる素子は全て陰極７１７、シール材７１８、及び保護膜７１９で覆われている。
【０１６１】
なお、シール材７１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ましい。また、シール材７１８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。
【０１６２】
また、シール材７１８を用いて発光素子を完全に覆った後、すくなくとも図１５に示すようにＤＬＣ膜等からなる保護膜７１９をシール材７１８の表面（露呈面）に設けることが好ましい。また、基板の裏面を含む全面に保護膜を設けてもよい。ここで、外部入力端子（ＦＰＣ）が設けられる部分に保護膜が成膜されないように注意することが必要である。マスクを用いて保護膜が成膜されないようにしてもよいし、ＣＶＤ装置でマスキングテープとして用いるテフロン（登録商標）等のテープで外部入力端子部分を覆うことで保護膜が成膜されないようにしてもよい。
【０１６３】
以上のような構造でＥＬ素子をシール材７１８及び保護膜で封入することにより、ＥＬ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ＥＬ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を得ることができる。
【０１６４】
また、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極を積層して図１５とは逆方向に発光する構成としてもよい。図１６にその一例を示す。なお、上面図は同一であるので省略する。
【０１６５】
図１６に示した断面構造について以下に説明する。基板１０００上に絶縁膜１０１０が設けられ、絶縁膜１０１０の上方には画素部１００２、ゲート側駆動回路１００３が形成されており、画素部１００２は電流制御用ＴＦＴ１０１１とそのドレインに電気的に接続された画素電極１０１２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１００３はｎチャネル型ＴＦＴ１０１３とｐチャネル型ＴＦＴ１０１４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路を用いて形成される。
【０１６６】
画素電極１０１２はＥＬ素子の陰極として機能する。また、画素電極１０１２の両端にはバンク１０１５が形成され、画素電極１０１２上にはＥＬ層１０１６およびＥＬ素子の陽極１０１７が形成される。
【０１６７】
陽極１０１７は全画素に共通の配線としても機能し、接続配線１００８を経由してＦＰＣ１００９に電気的に接続されている。さらに、画素部１００２及びゲート側駆動回路１００３に含まれる素子は全て陽極１０１７、シール材１０１８、及びＤＬＣ等からなる保護膜１０１９で覆われている。
【０１６８】
なお、シール材１０１８としては、できるだけ可視光に対して透明もしくは半透明な材料を用いるのが好ましい。また、シール材１０１８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。
【０１６９】
また、図１６では、画素電極を陰極とし、ＥＬ層と陽極を積層したため、発光方向は図１６に示す矢印の方向となっている。
【０１７０】
なお、本実施例は実施例１乃至７のいずれか一と組み合わせることが可能である。  
【実施例９】
【０１７１】
本実施例では、実施例１とは異なる例を図１７に示す。
【０１７２】
まず、絶縁表面を有する基板１１上に導電膜を形成し、パターニングを施すことにより走査線１２を形成する。この走査線１２は後に形成される活性層を光から保護する遮光層としても機能する。ここでは基板１１として石英基板を用い、走査線１２としてポリシリコン膜（膜厚５０ｎｍ）とタングステンシリサイド（Ｗ−Ｓｉ）膜（膜厚１００ｎｍ）の積層構造を用いた。また、ポリシリコン膜はタングステンシリサイドから基板への汚染を保護するものである。
【０１７３】
次いで、走査線１２を覆う絶縁膜１３ａ、１３ｂを膜厚１００〜１０００ｎｍ（代表的には３００〜５００ｎｍ）で形成する。ここではＣＶＤ法を用いた膜厚１００ｎｍの酸化シリコン膜とＬＰＣＶＤ法を用いた膜厚２８０ｎｍの酸化シリコン膜を積層させた。
【０１７４】
次いで、非晶質半導体膜を膜厚１０〜１００ｎｍで形成する。ここでは膜厚６９ｎｍの非晶質シリコン膜（アモルファスシリコン膜）をＬＰＣＶＤ法を用いて形成した。次いで、この非晶質半導体膜を結晶化させる技術として実施の形態または実施例１に示した技術を用いて結晶化、ゲッタリング、パターニングを行い結晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半導体層１４を形成する。
【０１７５】
次いで、保持容量を形成するため、マスクを形成して半導体層の一部（保持容量とする領域）にリンをドーピングする。
【０１７６】
次いで、マスクを除去し、半導体層を覆う絶縁膜を形成した後、マスクを形成して保持容量とする領域上の絶縁膜を選択的に除去する。
【０１７７】
次いで、マスクを除去し、熱酸化を行って絶縁膜（ゲート絶縁膜）１５を形成する。この熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は８０ｎｍとなった。なお、保持容量とする領域上に他の領域より薄い絶縁膜を形成した。
【０１７８】
次いで、ＴＦＴのチャネル領域となる領域にｐ型またはｎ型の不純物元素を低濃度に添加するチャネルドープ工程を全面または選択的に行った。このチャネルドープ工程は、ＴＦＴしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここではジボラン（Ｂ2Ｈ6）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンインプランテーション法を用いてもよい。
【０１７９】
次いで、絶縁膜１５、及び絶縁膜１３ａ、１３ｂ上にマスクを形成し、走査線１２に達するコンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホールの形成後、マスクを除去する。
【０１８０】
次いで、導電膜を形成し、パターニングを行ってゲート電極１６および容量配線１７を形成する。ここでは、リンがドープされたシリコン膜（膜厚１５０ｎｍ）とタングステンシリサイド（膜厚１５０ｎｍ）との積層構造を用いた。なお、保持容量は、絶縁膜１５を誘電体とし、容量配線１７と半導体層の一部とで構成されている。
【０１８１】
次いで、ゲート電極１６および容量配線１７をマスクとして自己整合的にリンを低濃度に添加する。この低濃度に添加された領域のリンの濃度が、１×１０16〜５×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3、代表的には３×１０17〜３×１０18ａｔｏｍｓ／ｃｍ3となるように調整する。
【０１８２】
次いで、マスクを形成してリンを高濃度に添加し、ソース領域またはドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成する。この高濃度不純物領域のリンの濃度が１×１０20〜１×１０21ａｔｏｍｓ／ｃｍ3（代表的には３×１０19〜３×１０20/cm3）となるように調整する。なお、半導体層１４のうち、ゲート電極１６と重なる領域はチャネル形成領域となり、マスクで覆われた領域は低濃度不純物領域となりＬＤＤ領域として機能する。そして、不純物元素の添加後、マスクを除去する。
【０１８３】
次いで、画素と同一基板上に形成される駆動回路に用いるｐチャネル型ＴＦＴを形成するために、マスクでｎチャネル型ＴＦＴとなる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはドレイン領域を形成する。
【０１８４】
次いで、マスク４１２を除去した後、ゲート電極１６および容量配線１７を覆うパッシベーション膜１８を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を７０ｎｍの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型不純物元素を活性化するための熱処理または強光の照射処理工程を行う。ここでは裏面からＹＡＧレーザーを照射して活性化を行った。ＹＡＧレーザーに代えてエキシマレーザーを照射してもよい。
【０１８５】
次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜１９を形成する。ここでは膜厚４００ｎｍのアクリル樹脂膜を用いた。次いで、半導体層に達するコンタクトホールを形成した後、電極２０及びソース配線２１を形成する。本実施例では電極２０及びソース配線２１を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜を３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍをスパッタ法で連続して形成した３層構造の積層膜とした。
【０１８６】
次いで、水素化処理をおこなった後、アクリルからなる層間絶縁膜２２を形成する。次いで、層間絶縁膜２２上に遮光性を有する導電膜１００ｎｍを成膜し、遮光層２３を形成する。次いで、層間絶縁膜２４を形成する。次いで、電極２０に達するコンタクトホール形成する。次いで、１００ｎｍの透明導電膜（ここでは酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜）を形成した後、パターニングして画素電極２５を形成する。
【０１８７】
なお、本実施例は一例であって本実施例の工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各導電膜としては、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれた元素、または前記元素を組み合わせた合金膜（代表的には、Ｍｏ―Ｗ合金、Ｍｏ―Ｔａ合金）を用いることができる。また、各絶縁膜としては、酸化シリコン膜や窒化シリコン膜や酸化窒化シリコン膜や有機樹脂材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等）膜を用いることができる。
【０１８８】
また、本実施例においては、絶縁膜１３ａ、１３ｂにも希ガス元素が添加された。ただし、希ガス元素が添加された領域は、半導体層１４が設けられている領域以外である。
【０１８９】
なお、本実施例は実施例１乃至８のいずれか一と組み合わせることが可能である。  
【実施例１０】
【０１９０】
実施例１では、トップゲート型ＴＦＴを例に説明したが、本発明は図１８に示すボトムゲート型ＴＦＴにも適用することができる。
【０１９１】
図１８（Ａ）は、画素部の画素の一つを拡大した上面図であり、図１８（Ａ）において、点線Ａ−Ａ'で切断した部分が、図１８（Ｂ）の画素部の断面構造に相当する。
【０１９２】
図１８に示す画素部において、画素ＴＦＴ部はＮチャネル型ＴＦＴで形成されている。基板上５１にゲート電極５２が形成され、その上に窒化珪素からなる第１絶縁膜５３ａ、酸化珪素からなる第２絶縁膜５３ｂが設けられている。また、第２絶縁膜上には、活性層としてソース領域またはドレイン領域５４〜５６と、チャネル形成領域５７、５８と、前記ソース領域またはドレイン領域とチャネル形成領域の間にＬＤＤ領域５９、６０が形成される。また、チャネル形成領域５７、５８は絶縁層６１、６２で保護される。絶縁層６１、６２及び活性層を覆う第１の層間絶縁膜６３にコンタクトホールを形成した後、ソース領域５４に接続する配線６４が形成され、ドレイン領域５６に配線６５が接続され、さらにその上にパッシベーション膜６６が形成される。そして、その上に第２の層間絶縁膜６７が形成される。さらに、その上に第３の層間絶縁膜６８が形成され、ＩＴＯ、ＳｎＯ2等の透明導電膜からなる画素電極６９が配線６５と接続される。また、７０は画素電極６９と隣接する画素電極である。
【０１９３】
本実施例では、活性層を上記実施の形態に従って形成する。
【０１９４】
本実施例では一例としてチャネルストップ型のボトムゲート型のＴＦＴの例を示したが特に限定されない。
【０１９５】
なお、本実施例では、画素部の画素ＴＦＴのゲート配線をダブルゲート構造としているが、オフ電流のバラツキを低減するために、トリプルゲート構造等のマルチゲート構造としても構わない。また、開口率を向上させるためにシングルゲート構造としてもよい。
【０１９６】
また、画素部の容量部は、第１絶縁膜及び第２絶縁膜を誘電体として、容量配線７１と、ドレイン領域５６とで形成されている。
【０１９７】
なお、図１８で示した画素部はあくまで一例に過ぎず、特に上記構成に限定されないことはいうまでもない。
【０１９８】
なお、本実施例は実施例１乃至９のいずれか一と組み合わせることが可能である。  
【実施例１１】
【０１９９】
本発明を実施して形成された駆動回路や画素部は様々なモジュール（アクティブマトリクス型液晶モジュール、アクティブマトリクス型ＥＬモジュール、アクティブマトリクス型ＥＣモジュール）に用いることができる。即ち、それらを表示部に組み込んだ電子機器全てに本願発明を実施できる。
【０２００】
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、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、プロジェクタ、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２３〜図２５に示す。
【０２０１】
図２３（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２００１、画像入力部２００２、表示部２００３、キーボード２００４等を含む。本発明を表示部２００３に適用することができる。
【０２０２】
図２３（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６等を含む。本発明を表示部２１０２に適用することができる。
【０２０３】
図２３（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２２０１、カメラ部２２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示部２２０５等を含む。本発明は表示部２２０５に適用できる。
【０２０４】
図２３（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体２３０１、表示部２３０２、アーム部２３０３等を含む。本発明は表示部２３０２に適用することができる。
【０２０５】
図２３（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２４０１、表示部２４０２、スピーカ部２４０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５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うことができる。本発明は表示部２４０２に適用することができる。
【０２０６】
図２３（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体２５０１、表示部２５０２、接眼部２５０３、操作スイッチ２５０４、受像部（図示しない）等を含む。本願発明を表示部２５０２に適用することができる。
【０２０７】
図２４（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含む。本発明は投射装置２６０１の一部を構成する液晶モジュール２８０８に適用することができる。
【０２０８】
図２４（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリーン２７０４等を含む。本発明は投射装置２７０２の一部を構成する液晶モジュール２８０８に適用することができる。
【０２０９】
なお、図２４（Ｃ）は、図２４（Ａ）及び図２４（Ｂ）中における投射装置２６０１、２７０２の構造の一例を示した図である。投射装置２６０１、２７０２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、２８０４〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２８０７、液晶モジュール２８０８、位相差板２８０９、投射光学系２８１０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２４（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２４（Ｄ）は、図２４（Ｃ）中における光源光学系２８０１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２８０１は、リフレクター２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、２８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。なお、図２４（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】
ただし、図２４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ＥＬモジュールでの適用例は図示していない。
【０２１２】
図２５（Ａ）は携帯電話であり、本体２９０１、音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４、操作スイッチ２９０５、アンテナ２９０６、画像入力部（ＣＣＤ、イメージセンサ等）２９０７等を含む。本願発明を表示部２９０４に適用することができる。
【０２１３】
図２５（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３００１、表示部３００２、３００３、記憶媒体３００４、操作スイッチ３００５、アンテナ３００６等を含む。本発明は表示部３００２、３００３に適用することができる。
【０２１４】
図２５（Ｃ）はディスプレイであり、本体３１０１、支持台３１０２、表示部３１０３等を含む。本発明は表示部３１０３に適用することができる。
【０２１５】
以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器の作製方法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１〜１０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。
【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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【図２５】
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【図２６】
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