(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長の異なる複数のレーザビームを出力するレーザ発振器及び非線形光学素子と、
前記互いに波長の異なる複数のレーザビームを波長毎に分離するビームスプリッタと、
波長毎に分離された前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを分割する光学系と、
分割された前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを１つの領域に合成する光学系と、
被照射物を配置するステージと、を有することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
請求項１において、前記レーザ発振器は、ＹＡＧレーザであることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項３】
請求項１において、前記レーザ発振器は、ジグザグスラブ式のＹＡＧレーザであることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、１つの前記レーザ発振器と、前記非線形光学素子により、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームを出力することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第３高調波であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第４高調波であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第３高調波と第４高調波であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームの波長はそれぞれ６００ｎｍ以下であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、ロードアンロード室と、トランスファ室と、ロボットアームと、レーザ照射室と、を有することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項において、合成された前記レーザビームの断面形状は、正方形、長方形、または線状であることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項１１】
互いに波長の異なる複数のレーザビームを波長毎に分離し、
波長毎に分離された前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを分割した後、被照射物の同一領域で合成し、
合成されたレーザビームの断面形状は、前記同一領域において正方形、長方形、または線状であることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１２】
請求項１１において、合成された前記レーザビームを前記被照射物に対して相対的に走査させながら照射させることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、前記レーザビームはＹＡＧレーザであることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１４】
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第３高調波であることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１５】
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第４高調波であることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１６】
請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第３高調波と第４高調波であることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１７】
請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームの波長はそれぞれ６００ｎｍ以下であることを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１８】
基板上に非晶質半導体膜を形成し、
互いに波長の異なる複数のレーザビームを波長毎に分離し、
波長毎に分離された前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを分割した後、前記非晶質半導体膜の同一領域で合成することにより、前記非晶質半導体膜を結晶化させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１８において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームの波長はそれぞれ６００ｎｍ以下であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
請求項１８または請求項１９において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第３高調波であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
請求項１８または請求項１９において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第２高調波と第４高調波であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２２】
請求項１８または請求項１９において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームは、ＹＡＧレーザの第３高調波と第４高調波であ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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は薄膜で構成された回路を有する半導体装置を作製するための装置に関する。例えば液晶表示装置に代表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として搭載した電気機器の構成を作製する装置に関する。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、上記電気光学装置および電気機器も半導体装置である。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された非晶質半導体膜や結晶性半導体膜（単結晶でない、多結晶、微結晶等の結晶性を有する半導体膜）、即ち非単結晶半導体膜に対し、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、珪素膜がよく用いられる。
【０００３】
ガラス基板は、従来よく使用されてきた石英基板と比較し、安価で加工性に富んでおり、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あまり上昇させずに非単結晶膜にのみ高いエネルギーを与えることができる。
【０００４】
結晶性珪素膜は多くの結晶粒からできているため、多結晶珪素膜、あるいは多結晶半導体膜と呼ばれる。レーザアニールを施して形成された結晶性珪素膜は、高い移動度を有するため、この結晶性珪素膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、一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発振のレーザビームを、照射面において、数ｃｍ角の四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状となるように光学系にて加工し、レーザビームを走査させて（あるいはレーザビーム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う方法が、量産性が高く工業的に優れているため、好んで用いられている。本明細書中、照射面において、レーザビームが長さ１０ｃｍ以上の線状に加工されているものを線状レーザビームと呼ぶことにする。
【０００６】
特に、線状レーザビームを用いると、前後左右の走査が必要なスポット状のレーザビームを用いた場合とは異なり、線状レーザビームの線方向に直角な方向だけの走査で照射面全体にレーザビームを照射することができるため、高い量産性が得られる。線方向に直角な方向に走査するのは、それが最も効率のよ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にはパルス発振のエキシマレーザから出るレーザビームを適当な光学系で加工した線状レーザビームを使用することが主流になりつつある。
【０００７】
図１に、照射面においてレーザビームの断面形状を線状に加工するための光学系の構成例を示す。この構成はきわめて一般的なものであり、あらゆる前記光学系は、図１の構成に準じている。この構成は、レーザビームの断面形状を線状に変換するだけでなく、同時に、照射面におけるレーザビームのエネルギー均質化を果たすものである。一般にビームのエネルギーの均質化を行う光学系を、ビームホモジナイザと呼ぶ。
【０００８】
紫外光であるエキシマレーザを光源に使用するならば、上記光学系の母材は例えばすべて石英とするとよい。なぜならば、高い透過率が得られるからである。また、コーティングは、使用するエキシマレーザの波長に対する透過率が９９％以上得られるものを使用するとよい。
【０００９】
まず、図１の側面図について説明する。レーザ発振器１０１から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ１０２aと１０２bにより、レーザビームの進行方向に対し直角方向に分割される。前記直角方向を本明細書中では、縦方向と呼ぶことにする。前記縦方向は、光学系の途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとする。この構成では、４分割となっている。これらの分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ１０４により、いったん１つのレーザビームにまとめられる。再び分離したレーザビームはミラー１０７で反射され、その後、ダブレットシリンドリカルレンズ１０８により、照射面１０９にて再び１つのレーザビームに集光される。ダブレットシリンドリカルレンズとは、２枚のシリンドリカルレンズで構成されているレンズのことをいう。これにより、線状レーザビームの幅方向のエネルギー均質化と幅方向の長さが決定される。
【００１０】
次に、上面図について説明する。レーザ発振器１０１から出たレーザビームは、シリンドリカルレンズアレイ１０３により、レーザビームの進行方向に対し直角方向でかつ、縦方向に対し直角方向に分割される。前記直角方向を本明細書中では、横方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系の途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとする。この構成では、７分割となっている。その後、シリンドリカルレンズ１０４にて、レーザビームは照射面１０９にて１つに合成される。これにより、線状レーザビームの長手方向のエネルギー均質化と長さが決定される。
【００１１】
上記の諸レンズは、エキシマレーザに対応するため合成石英製である。また、エキシマレーザをよく透過するように表面にコーティングを施している。これにより、レンズ１つのエキシマレーザの透過率は９９％以上になった。
【００１２】
上記の構成で加工された線状レーザビームをそのレーザビームの幅方向に徐々にずらしながら重ねて照射することにより、非単結晶珪素膜全面に対し、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ことができる。
【００１３】
次に、照射対象となる半導体膜の典型的な作製方法を示す。
【００１４】
まず基板として、厚さ0.7mm、５インチ角のコーニング１７３７基板を用意した。基板にプラズマCVD装置を用いて、厚さ２００nmのSiO2膜（酸化珪素膜）を成膜し、SiO2膜表面に厚さ５０nmの非晶質珪素膜（以下、a-Si膜と表記する）を成膜した。
【００１５】
基板を、窒素気体、温度５００度の雰囲気に１時間さらして、膜中の水素濃度を減らした。これにより、膜の耐レーザ性が著しく向上した。
【００１６】
レーザ装置は、ラムダ社製のＸｅＣｌエキシマレーザ（波長３０８ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）Ｌ３３０８を使用した。このレーザ装置はパルス発振レーザを発し、５００ｍＪ／パルスのエネルギーを出す能力を持っている。レーザビームのサイズは、レーザ発振器の出口で、１０×３０ｍｍ（共に半値幅）である。レーザ発振器の出口は本明細書中では、レーザ発振器からレーザビームが出た直後における、レーザビームの進行方向に垂直な平面で定義する。
【００１７】
エキシマレーザの発生するレーザビームの形状は一般的に長方形状であり、アスペクト比で表現すると、２〜５位の範囲に入る。レーザビームの強度は、レーザビームの中央ほど強い、ガウシアンの分布を示す。前記レーザビームのサイズは、図１に示した構成をもつ光学系により、エネルギー分布の一様な１２５mm×0.４mmの線状レーザビームに変換された。
【００１８】
本発明人の実験によると、上述の半導体膜に対しレーザを照射する場合、重ね合わせのピッチは線状レーザビームの幅（半値幅）の１／１０前後が最も適当であった。これにより、結晶性の膜内における均一性が向上した。上記の例では、前記半値幅が０．４ｍｍであったので、エキシマレーザのパルス周波数を３０ヘルツ、走査速度を１．０ｍｍ／ｓとし、レーザビームを照射した。このとき、レーザビームの照射面におけるエネルギー密度は４２０ｍＪ／ｃｍ2とした。これまで述べた方法は線状レーザビームを使って半導体膜を結晶化するために用いられる極めて一般的なものである。
【００１９】
上記の線状レーザビームを用いて、レーザアニールされた珪素膜を非常に注意深く観察すると、非常に淡い干渉縞が見られた。干渉縞が見られる原因は、レーザビームを分割して１つの領域にまとめているため、分割された光が互いに干渉を起こしていることにある。しかしながら、エキシマレーザのコヒーレント長は数ミクロン〜数十ミクロン程度であるため強い干渉は起こらない。このため、前記干渉が半導体デバイスに与える影響は非常に小さい。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
エキシマレーザは大出力で高繰り返しのパルスを発振できる(現状で３００ヘルツ程度)ので、半導体膜の結晶化によく用いられている。近年、製品化が進んでいる低温ポリシリコンTFTの液晶ディスプレイの作製には、エキシマレーザが半導体膜の結晶化工程で用いられている。
【００２１】
近年、YAGレーザの最大出力は著しく向上している。YAGレーザは、固体レーザであるため、ガスレーザであるエキシマレーザと比較すると扱いやすく、保守が容易である。よって、半導体膜の結晶化工程において、YAGレーザがエキシマレーザの代替え品となり得るのであれば、著しいコストパフォーマンスの向上が期待できるはずである。本出願人は、以上のような背景を踏まえ、YAGレーザを半導体膜の結晶化工程に用いる可能性について考察した。
【００２２】
YAGレーザは、基本波として、波長１０６５ｎｍのレーザビームを出すことで知られている。このレーザビームの珪素膜に対する吸収係数は非常に低く、このままでは珪素膜の１つであるa-Si膜の結晶化には使えない。ところが、このレーザビームは非線型光学結晶をもちいることにより、より短波長に変換することができる。変換される波長により、第２高調波（５３３ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高調波（２６６ｎｍ）、第５高調波（２１３ｎｍ）、と名づけられている。
【００２３】
第２高調波は波長５３３ｎｍであるから、厚さ５０ｎｍ程度のa-Si膜には十分な吸収があるので、a-Si膜の結晶化に用いる事ができる。
また、第３高調波、第４高調波、第５高調波も、前記a-Si膜に対する吸収が高いので、同様な結晶化を行うことができる。
【００２４】
現存する汎用YAGレーザの第２高調波の最大出力は１５００ｍJ/パルス程度である。また、第３高調波の最大出力は７５０ｍJ/パルス、第４高調波の最大出力は２００ｍＪ/パルス程度である。第５高調波は、前記した最大出力よりもさらに低いので、これをa-Si膜の結晶化に使うと量産性が非常に悪くなる。レーザビームの出力と、a-Si膜に対する吸収との兼ね合いから考えると、現段階では第２、第３高調波を使うのが最もよい。
【００２５】
さて、YAGレーザを半導体膜の結晶化に使用する場合、やはり、照射面でのレーザビームの形状は線状であるのが量産には好ましい。前記に示した光学系をそのままYAGレーザに適用できればよいが、その可能性について以下に考察する。
【００２６】
まず、YAGレーザのビーム形状とエキシマレーザのビーム形状との違いについて述べる。エキシマレーザから出るレーザビームの形状は一般に長方形状であり、YAGレーザから出るレーザビームの形状は円状と長方形状の両方がある。長方形状のビームを線状のレーザビームに加工することは、長方形から長方形への変換であるから比較的容易である。しかしながら、円状のビームを長方形状の線状のレーザビームに変換することは比較的難しい。よって、形状だけから判断すると、円状のビームよりも、長方形状のビームであるYAGレーザを用いる方がよいようである。
【００２７】
以下、円状のビームを出すYAGレーザのビームと、長方形状のビームを出すYAGレーザのビームとのエネルギーの均一性について述べ、どちらがエキシマレーザの代替え品として適当であるかを吟味する。
【００２８】
円状のビーム形をもつタイプのYAGレーザは、円筒形の結晶ロッドに励起用の強い光（フラッシュランプや、レーザダイオード、以下ＬＤと称す。）を照射することでレーザ発振を得ている。一方、長方形状のビーム形をもつタイプのYAGレーザは、ジグザグスラブと呼ばれる方式を構成する平行６面体の結晶ロッドに強い光を照射することでレーザ発振を得ている。
【００２９】
円状のビーム形をもつタイプのYAGレーザの発振するビームのエネルギー均一性は、エキシマレーザのそれと比較して一般に悪い。このエネルギーの不均一は、強い光を当てることによって生じる前記円筒状の結晶ロッドの温度分布に起因する。前記円筒状の結晶ロッドの温度分布はその形状から容易に推測できるように、円筒の外に行くほど温度が低くなる。これにより、前記円筒状の結晶ロッドにレンズと同様の機能が付加され、ビームの均一性が悪化する。この現象は、一般に熱レンズ効果と呼ばれている。
【００３０】
上記の熱レンズ効果を抑制するために考え出されたものが、ジグザグスラブ式のYAGレーザである。以下に図２に沿って、ジグザグスラブ式のYAGレーザの構造を簡単に説明する。
【００３１】
ロッド式のYAGレーザは、結晶ロッドと呼ばれる円筒形の結晶を励起させレーザ発振を得ているが、ジグザグスラブ式のYAGレーザの場合、その結晶ロッドの形状が平行６面体となっている。この平行６面体の結晶２０２に励起ランプ２０３a、２０３b、例えば、ＬＤや、フラッシュランプを照射しレーザ発振を得る。励起ランプ２０３a、２０３bは電源２０８から電力を供給されている。また、平行６面体の結晶２０２はクーラー２０７により冷却される。
【００３２】
共振ミラー２０１、２０４を平行６面体の結晶２０２に対し、斜めに配置するのがジグザグスラブ式の特徴である。共振ミラー２０１と共振ミラー２０４とは、平行６面体の結晶２０２を挟んで、互いに向き合った状態で平行に配置される。平行６面体の結晶の各面と、共振ミラーとは平行な位置関係にはない。前記位置関係を適当に調整すると、共振ミラーから反射された光は、平行６面体の結晶中をジグザグに進むことになる。このときこのままの状態でレーザ発振させると、平行６面体の結晶の側面から光が大量に出ていくのでエネルギーのロスが大きく使い物にならない。これを防ぐために、平行６面体の結晶の側面に反射ミラー２０５、２０６を配置し、平行６面体の結晶２０２から光が逃げるのを防ぐ。反射ミラー２０５、２０６には、例えば、金メッキしたものを用いるとよい。
【００３３】
上記の構成をとることによりレーザビームが前記平行６面体状の結晶ロッド内側部分のみでなく外側部分も通るので、結晶の温度分布の偏りのレーザビームに対する影響が、円筒形の結晶ロッドを使う場合よりも少なくなる。よって、熱レンズ効果の影響も少なくなり、ビームの均一性が高まる。
【００３４】
以上の考察から、エキシマレーザとビーム形状が似ていて、かつ、ビームの均一性が高いジグザグスラブ式のYAGレーザの方が、円筒形の結晶ロッドを用いるタイプのYAGレーザよりも、エキシマレーザの代替え品として適当であることが判る。
【００３５】
次に、YAGレーザとエキシマレーザのコヒーレント長の相違について考える。前述したように、エキシマレーザのコヒーレント長は数ミクロン〜数十ミクロン程度であり、レーザビームを分割して１つにするような前述の光学系を通したときの光干渉は非常に弱い。一方で、YAGレーザのコヒーレント長は非常に長く１ｃｍ程度、もしくはそれ以上ある。これによる干渉の影響は、無視できない。
【００３６】
もしもYAGレーザから出るレーザビームを図１で示した光学系に通して線状レーザビームに加工したとすると、図３(A)に示したような格子状に強弱が繰り返すエネルギー分布をもつ線状レーザビーム３００ができる。
【００３７】
格子状のエネルギー分布は、光干渉によるものである。図３(A)で線の濃いライン３０１がエネルギーの比較的高い領域を指し、その間の空白のライン３０２がエネルギーの比較的低い領域を指す。
【００３８】
格子状のエネルギー分布をもつ線状レーザビーム３００で、a-Si膜を結晶化するとやはりa-Si膜面内で不均一な結晶化が起こる。図３(B)に、線状レーザビームで結晶化された珪素膜３０３の表面の様子を示す。先にも述べたように、線状レーザビームはa-Si膜上で、線状レーザビームの幅方向に、前記線状レーザビームの幅の長さの１／１０程度ずつ重ね合わせながら照射されるので、線状レーザビームの線方向に平行な縞は互いにうち消され、あまり目立たなくなるが、線状レーザビームの幅方向に平行な線３０４、３０５は強く残る。図３(B)で線の濃いライン３０４がエネルギーの比較的高い領域を指し、その間の空白のライン３０５がエネルギーの比較的低い領域を指す。
【００３９】
本発明の課題は、半導体膜の結晶化に用いられるエキシマレーザの代替え品として最適なYAGレーザを選択することと、上述した干渉縞の問題点を解消し、縞模様の少ない多結晶珪素膜を得るためのレーザ照射装置を提供することにある。
【００４０】
【課題を解決するための手段】
半導体膜の結晶化に適当なYAGレーザとして、本発明人は、ビーム形が長方形であるジグザグスラブ式のYAGレーザを選んだ。本発明では、ビーム形が長方形であることが重要であり、特に別の方式のYAGレーザであっても問題はない。ただし、現時点で現存するものの中で、最も適当な方式はジグザグスラブ式であると本発明人は考えている。また、本明細書で開示するレーザ照射装置は、特にビーム形が長方形であるレーザビームに限定されるものではなく、ビーム形が円状のものでも構わない。
【００４１】
YAGレーザを半導体膜の結晶化に用いるときに起こる問題として、YAGレーザはエキシマレーザと比較して干渉の起こりやすいレーザであることを前節で述べた。
【００４２】
本発明は、干渉縞の影響を抑える技術を提供する。
【００４３】
先に述べた通り、YAGレーザの発振波長には、基本波（1.06um）、第２高調波（0.53um）、第３高調波（0.35um）、第４高調波、第５高調波、等がある。
【００４４】
図４（A）に、YAGレーザの第２高調波を光源とする簡単なビームホモジナイザの模式図を示す。光源４０１からでた基本波は非線形光学素子４０２により第２高調波に変換される。第２高調波に変換されたレーザビームには、基本波の成分も残っているため、ビームスプリッター４０３にて、基本波のみ透過させ、第２高調波は反射させる。その後、第２高調波はミラー４０４にて光路を９０度曲げられ、シリンドリカルレンズアレイ４０５で、２分割された後、シリンドリカルレンズ４０６により照射面４０７にて１つに合成される。このとき、照射面４０７では、同一波長の光が互いに反対方向に進み互いに干渉しあう。照射面４０７にできる干渉のパターンを図４（B）に示す。図４（B）に示した干渉のパターンは、時間変化する波形のパターンを幾つか重ね合わせたものである。本明細書中、幾つかの干渉のパターンを示すが、すべて図４（B）と同様の方法で示す。
【００４５】
同一波長の光が互いに反対方向に進むとき、定在波ができるのだが、エネルギーの弱い部分では、エネルギーが非常に弱くなっている。このように大きくエネルギーの異なる領域ができると、レーザでの結晶化の均一性が大きく失われるのは必至である。
【００４６】
そこで本発明人は、数種類の波長の光を同時に発光できるYAGレーザの特長を生かし、異なる波長のYAGレーザを合成することで、干渉縞を目立たなくすることを考案した。
【００４７】
図５(A)に干渉縞を目立たなくすることのできる系の例を示す。YAGレーザの共振器５０１から発振された光（基本波）は、波長変換用の非線形結晶５０２を介して、基本波の他に、第２、第３高調波に変換される。基本波の波長領域をよく透過し、その他の波長をよく反射する機能を備えたビームスプリッタ５０３により基本波を分離し、ビームスプリッタ５０３から反射した第２、第３高調波の混在した光ができる。これらの光を、ビームスプリッタ５０４にて第２高調波のみ反射させ、第３高調波を透過させる。最後に、反射ミラー５０５により、第３高調波の進行方向を第２高調波の進行方向と同じに変更する。
【００４８】
以上の構成で、基本波、第２高調波、第３高調波の３種類の光が同時にでるYAGレーザができる。基本波は、珪素膜にあまり吸収されないので、これを珪素膜の結晶化には用いず、第２、第３高調波を用いる。
【００４９】
ここで、ガラス基板に成膜された厚さ５５ｎｍのa-Si珪素膜に対し吸収される光の割合の波長依存性を図３４に示す。このグラフから波長６００ｎｍ以下の光を使えば、前記珪素膜に対し、１割以上の吸収があることがわかる。よって、厚さ５５ｎｍのa-Si珪素膜に対し本発明を適応する場合は、波長が６００ｎｍ以下の光を使う。
【００５０】
第２高調波は、シリンドリカルレンズアレイ５０６により、２分割される。一方、第３高調波は、シリンドリカルレンズアレイ５０７により、２分割される、シリンドリカルレンズアレイ５０６、５０７は同じ焦点距離とする。最後にシリンドリカルレンズ５０８を配置し、これにより、前記分割された計４分割のレーザビームを１つの領域に合成させる。
【００５１】
シリンドリカルレンズ５０８には、第２高調波と第３高調波とが入射する。よって、第２高調波と第３高調波に対する焦点距離が互いに数％違ってくるが、本実験に影響はない。レンズの材質は、第２、第３高調波に対し共に透過率の高い石英を用いる。照射面５０９では、第２高調波と第３高調波とが互いに反対方向に進むので干渉が起こる。照射面５０９にできる干渉のパターンのシミュレーション結果を図５（B）に示す。干渉による節が無くなっていることがわかる。
【００５２】
図６に、振り幅の互いに等しい第２高調波と第３高調波とを互いに反対方向に等速度で進ませたときに起こる干渉の様子を示す。図６の縦軸が光の強度、横軸が位置である。図６から判るように、第２高調波のみを使ったときよりも明らかに光のエネルギー分布が平均化されていることが判る。
【００５３】
図５の構成のYAGレーザから出る第２高調波の出力は、第３高調波の出力の２倍程度である。よって、図５の構成のYAGレーザから出る第２高調波と第３高調波を合成して干渉縞を目立たなくするためには、振り幅が、√２の第２高調波と、振り幅が１の第３高調波とを合成することを考える必要がある。このシミュレーション結果を図７に示す。図７の結果は、図６の第２高調波の振り幅を√２倍にしたものである。図７の結果も、図６と同様に、よく光のエネルギー分布が平均化された。
【００５４】
上記の結果から、互いに異なる波長の光を合成することにより、干渉でできるエネルギーの強弱パターンのコントラストを抑えられることが容易に推測できる。実際、第２高調波と第４高調波を合成しても、第３高調波と第４高調波を合成しても同様の効果が期待できる。第２高調波と第４高調波との合成の例を図８に、第３高調波と第４高調波との合成の例を図９に示す。どの例もエネルギーの均一化がなされていることがわかる。３種類以上の異なる波長のレーザビームを混合してもエネルギーの均一化ができる。すなわち、互いに波長の異なるレーザビームのそれぞれを同一領域に同時に照射することにより、前記同一領域におけるレーザビームの均一性を向上させることができる。
【００５５】
上記した異なる波長のレーザビームを合成し干渉縞を目立たなくする方法を、図１に記載の線状レーザビーム形成用光学系に応用する。上記の方法は、波長が互いに異なるレーザビームを互いに反対方向から等速度で進ませることにより干渉縞を目立たなくするものである。例えば、図１０に示す線状レーザビーム形成用光学系において、干渉縞を目立たなくする効果が得られる。図１０に記載の光学系も、図１に記載の光学系と同様にビームホモジナイザである。レンズ構成の基本的な考え方は両者で同じである。
【００５６】
図１０を構成する光学系の役割を説明する。レーザ発振器には、先に説明したYAGレーザを使う。前記YAGレーザは、基本波の他に、第２高調波、第３高調波とを発振する。レーザ共振器１００１からでた基本波は、非線形光学素子１００２により第２高調波、第３高調波に変換される。基本波の成分も残っている。
基本波は、ビームスプリッタ１００３により分離され、第２、第３高調波のみビームスプリッタ１００４に導入される。第２、第３高調波は、ビームスプリッタ１００４によりさらに、第２高調波と第３高調波とに分離される。
【００５７】
ビームスプリッタ１００４を透過した第３高調波は、反射ミラー１００５、１００６により、進行方向を曲げられる。これにより、斜め対角の位置に、第２、第３高調波が並んで出る形になる。
【００５８】
第２高調波は、まずシリンドリカルレンズアレイ１００７１により縦方向に４分割される。次に、シリンドリカルレンズアレイ１００８１により横方向に２分割される。これらの分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ１００９１、１０１０１により照射面１０１１に１つにまとめられる。
【００５９】
一方、第３高調波は、まずシリンドリカルレンズアレイ１００７２により縦方向に４分割される。次に、シリンドリカルレンズアレイ１００８２により横方向に２分割される。これらの分割されたレーザビームは、シリンドリカルレンズ１００９２、１０１０２により照射面１０１１に１つにまとめられる。
【００６０】
図１０の構成により干渉縞が目立たなくなる理由を図１１に沿って説明する。図１１は、図１０の光学系の上面図である。線状レーザビームの長手方向おいて１つに合成される４分割されたレーザビームのそれぞれを、レーザービームA（右側の最外を通るレーザービーム）、レーザービームB（右側の内を通るレーザービーム）、レーザービームC（左側の内を通るレーザービーム）、レーザービームD（左側の最外を通るレーザービーム）と名付ける。
【００６１】
レーザビームＡは第２高調波、レーザービームＤは第３高調波、であり両者は互いに反対方向に等速度で進んでいるから照射面１０１１において干渉縞を目立たなくする効果が得られる。レーザビームＢは第２高調波、レーザービームＣは第３高調波、であり両者は互いに反対方向に等速度で進んでいるから照射面１０１１において干渉縞を目立たなくする効果が得られる。すなわち、レーザビームＡとＤとが互いに干渉効果をうち消し合う。また、レーザビームＢとＣとが互いに干渉効果をうち消し合う。
【００６２】
図１２(A)に、図１１においてレーザビームがすべて第２高調波である場合の、照射面１０１１における干渉の様子をコンピュータで計算させた。干渉の影響により腹と節がはっきりとできていることがわかる。一方、図１１において上記の方法を採った場合の照射面１０１１における干渉の様子を図１２(B)に示す。図１２(A)に見られた腹と節が無くなり、エネルギーが均一化されたことが判る。本発明の本質は、異なる波長の光をそれぞれ均一化し、それぞれの均一化された光を照射面において１つに合成することにある。
【００６３】
これにより、半導体膜を線状レーザビームに加工されたYAGレーザでレーザアニールする際に懸念される縞模様を目立たなくすることができる。本明細書中では、１つのレーザ発振器から互いに異なる波長のレーザビームを取り出す例を挙げているが、２つのレーザ発振器から互いに異なる波長のレーザビームを取り出しても本発明の本質に何ら影響しない。この場合、互いに異なる波長のレーザビームが同時に発光するようにトリガーを同調させておく。
【００６４】
本発明は、YAGレーザに限らず、ガラスレーザやArレーザ等のコヒーレント長の長いレーザ照射装置すべてに適応できる。また、本発明は照射面において断面が線状であるレーザビームに限らず、アスペクト比の小さい長方形のレーザビームにも適応できる。また、正方形のレーザビームにも適応できる。
【００６５】
すなわち、本発明は、照射面において断面形状が正方形または、長方形となるレーザビームを照射するレーザ照射装置であって、
互いに波長の異なる複数のレーザビームを出すレーザ発振器と、
照射面において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれの断面形状を正方形または長方形に加工し、かつ、エネルギー分布を均一化する光学系と、
被照射物を配置するステージと、
を有することを特徴とするレーザ照射装置である。
【００６６】
また、他の構成は、
照射面において断面形状が線状となるレーザビームを照射するレーザ照射装置であって、互いに波長の異なる複数のレーザビームを出すレーザ発振器と、
照射面において、前記互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれの断面形状を線状に加工し、かつ、エネルギー分布を均一化する光学系と、
被照射物をレーザビームに対し相対的に移動させる手段と
を有することを特徴とするレーザ照射装置である。
【００６７】
上記何れの発明に関しても、前記レーザ発振器はYAGレーザであると、レーザ装置の保守管理が容易であるから、生産性が上がるので好ましい。また、YAGレーザは容易に高調波を発生させることができるので本発明に用いるにふさわしい。
【００６８】
被照射物が非単結晶珪素膜である場合、上記何れの発明に関しても、互いに波長の異なるレーザビームには、波長６００ｎｍ以下のものを用いると加工効率が高いのでよい。例えば、YAGレーザの第２高調波と第３高調波と、または、YAGレーザの第２高調波と第４高調波と、または、YAGレーザの第３高調波と第４高調波と、を組み合わせて用いると加工効率が高いのでよい。YAGレーザの他には、YVO4レーザやガラスレーザ等も本発明に使用できる。
【００６９】
上記何れのレーザ照射装置に、ロードアンロード室と、トランスファ室と、プレヒート室と、レーザ照射室と、徐冷室と、を有していると、大量生産に使用できるので好ましい。
【００７０】
また、本発明の他の構成は、
互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを同一領域に同時に照射するレーザ照射方法であって、前記レーザビームの形状は前記同一領域において正方形または長方形であることを特徴とするレーザ照射方法である。
【００７１】
また、本発明の他の構成は、
互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを同一領域に同時に照射するレーザ照射方法であって、前記レーザビームの形状は前記同一領域において線状であることを特徴とするレーザ照射方法である。
【００７２】
また、本発明の他の構成は、
互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを、非単結晶半導体膜が形成された基板の同一領域に同時に照射するレーザ照射方法であって、前記レーザビームの形状は前記同一領域において正方形または長方形であることを特徴とするレーザ照射方法である。
【００７３】
また、本発明の他の構成は、
互いに波長の異なる複数のレーザビームのそれぞれを、非単結晶半導体膜が形成された基板の同一領域に同時に照射するレーザ照射方法であって、前記レーザビームの形状は前記同一領域において線状であり、
前記線状のレーザビームを前記非単結晶半導体膜に対して相対的に走査させながら照射することを特徴とするレーザ照射方法である。
【００７４】
また、本発明の他の構成は、
基板上にＴＦＴを設けた半導体装置の作製方法において、
前記基板上に非単結晶半導体膜を形成する工程と、
前記非単結晶半導体膜のある領域に互いに波長の異なる複数のレーザビームを同時に照射する工程と、
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。
【００７５】
また、本発明の他の構成は、
基板上にＴＦＴを設けた半導体装置の作製方法において、
前記基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、
前記非晶質半導体膜のある領域に互いに波長の異なる複数のレーザビームを同時に照射し、前記非晶質半導体膜を結晶性半導体膜に変化させる工程と、
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。
【００７６】
上記いずれの発明においても、前記レーザビームはYAGレーザであるとレーザ装置の保守管理が容易でよい。上記いずれの発明においても、互いに波長の異なる複数のレーザビームは、それぞれ波長６００ｎｍ以下であると半導体膜に対して吸収が大きいためよい。波長が６００ｎｍ以下のレーザビームとしては、例えば、YAGレーザの第２高調波と第３高調波と第４高調波がある。
【００７７】
【発明の実施の形態】
まず、被照射物として、５インチ角のa-Si膜が製膜された基板に対し照射面で線状に加工されたレーザビームを照射する例を示す。
【００７８】
基板は、厚さ０.７mmのコーニング１７３７を用いる。この基板は６００℃までの温度であれば充分な耐久性がある。この基板の片面に、プラズマCVD法によりSiO2膜を２００nm成膜する。さらに、その上から、a-Si膜を５５nm成膜する。成膜法は他の方法、たとえば、スパッタ法等を用いてもよい。
【００７９】
成膜済みの基板を窒素、５００度の雰囲気に１時間さらし、a-Si膜中の水素濃度を減少させる。これにより、a-Si膜の耐レーザ性を飛躍的に高めることができる。該膜内の水素濃度は１０20atoms/cm3オーダーが適当である。以上の工程で、被照射物の加工が終了する。これに、レーザを照射することで、前記a-Si膜の結晶化を行う。
【００８０】
前記a-Si膜にレーザ照射を行う前に、熱を加えることにより結晶化を行ってもよい。例えば、前記a-Si膜に結晶化を助長する元素を加えてから後、熱を加えることで結晶化を行っても良い。結晶化を助長する元素を加えてから、熱を加える結晶化の方法は実施例１に詳細を記す。
【００８１】
図１３にレーザ照射装置を図示する。図１３に示したものは、線状レーザビームを基板に照射する装置の１つの例であり、その構成は図１に示した光学系と同様である。レーザビームは、図１３中に示した光学系により、長さ１１５mm、幅0.５mmの線状レーザビームに加工される。線状レーザビームの長さが１１５mmであるから、５インチ（約１２５ｍｍ）角の基板に対し、線状レーザビームを１方向に走査させることで、基板のほぼ全面にレーザビームを照射することができる。
図１３に示した光学系は、１つの例である。線状レーザビームはa-Si膜上に結像させる。上記した線状レーザビームのサイズは、結像したときのビームのサイズである。該構成の説明を以下に列挙する。
【００８２】
パルス発振式のＹＡＧレーザ発振器１３０１は、基本波（波長１０６５ｎｍ）、第２高調波（波長５３３ｎｍ）、第３高調波（波長３５５ｎｍ）のレーザビームを発振する。前記ＹＡＧレーザは、ジグザグスラブ式のものである。前記レーザビームのサイズは、それぞれレーザ発振器の出口で６×１２ｍｍの長方形状である。レーザビームの最大出力は、第２高調波で８００ｍＪ／パルス、第３高調波で４００ｍＪ／パルスである。最大繰り返し周波数は３０Ｈｚである。パルス幅は１０ｎｓである。
【００８３】
波長が互いに異なる５３３ｎｍと３５５ｎｍのレーザビームを用いることから、その波長域で透過率の高い合成石英をレンズの母材として用いる。波長が互いに異なるレーザビームを光学系に通すので、第２高調波が通るレンズと、第３高調波が通るレンズの曲率半径は、たとえ同じ焦点距離でも変えなければならない。また、レンズの表面反射を防ぎ、透過率を上げるために、それぞれの波長に適したコーティングをレンズにしてもよい。また、コーティングによりレンズの寿命を延ばすこともできる。レーザ照射装置のレイアウトによっては、ミラーを適当な位置に配置することが必要になる。ミラーは非常に広範囲の波長に対し高い反射率をもたせる技術が発達しており、波長３５５ｎｍと５３３ｎｍ共に、９９％近い反射率もしくはそれ以上が得られるものがある。勿論、コーティングを波長別に異なるものにするとさらに高い反射率が得られるのでよい。
【００８４】
YAGレーザの共振器１３０２から発生した基本波は、非線形光学素子１３０３により、第２高調波、第３高調波に変換される。このとき、基本波の成分も残っている。基本波の成分は、レーザビームの進行方向に対し、角度４５度で配置されたビームスプリッタ１３０４により、第２、第３高調波の成分と分離される。ビームスプリッタ１３０４から透過するレーザビームが、基本波であり、反射するレーザビームが、第２、第３高調波である。
【００８５】
第２、第３高調波は、第２、第３高調波の進行方向に対し４５度に配置されたビームスプリッタ１３０５により分離される。ビームスプリッタ１３０５から反射するレーザビームが第２高調波であり、透過するレーザビームが第３高調波である。第３高調波は、ミラー１３０６により、光路を９０度上方に曲げられ、さらにミラー１３０７により、光路を９０度水平方向に曲げられる。これにより、第３高調波の進行方向は、第２高調波の進行方向と同じ向きに方向転換される。このとき、レーザ発振器の出口では、基本波、第２高調波、第３高調波がそれぞれ同時に出力されることになる。第２、第３高調波のレーザビームの位置関係は、長方形状のレーザビームの対角線が同一直線上に乗るようにする。
【００８６】
ビームスプリッタ１３０５により分離された第３高調波は、シリンドリカルレンズアレイ１３０８２によりいったん２分割された後、シリンドリカルレンズ１３１０２とシリンドリカルレンズ１３１２１とにより、照射面１３１３にて１つに合成される。シリンドリカルレンズ１３１０２とシリンドリカルレンズ１３１２１は、通常のシリンドリカルレンズの母線と呼ばれる直線を含む平面にて、前記シリンドリカルレンズを互いに合同な２つの立体に分離した後の形状をしている。このようなレンズのことを本明細書中で、半シリンドリカルレンズと呼ぶことにする。
【００８７】
また、シリンドリカルレンズアレイ１３０９２により、４分割された第３高調波はシリンドリカルレンズ１３１１１により、照射面１３１３にて１つに合成される。
【００８８】
シリンドリカルレンズアレイ１３０８２、シリンドリカルレンズアレイ１３０９２、シリンドリカルレンズ１３１０２、シリンドリカルレンズ１３１１１、シリンドリカルレンズ１３１２１には、それぞれ第３高調波の波長３５５ｎｍの透過率を９９％以上にするためのコーティングがされている。
【００８９】
一方、ミラー１３０５により反射された第２高調波は、シリンドリカルレンズアレイ１３０８１によりいったん２分割された後、シリンドリカルレンズ１３１０１とシリンドリカルレンズ１３１２２とにより、照射面１３１３にて１つに合成される。シリンドリカルレンズ１３１０１とシリンドリカルレンズ１３１２２は、半シリンドリカルレンズである。
【００９０】
また、シリンドリカルレンズアレイ１３０９１により、４分割された第２高調波はシリンドリカルレンズ１３１１２により、照射面１３１３にて１つに合成される。
【００９１】
シリンドリカルレンズアレイ１３０８１、シリンドリカルレンズアレイ１３０９１、シリンドリカルレンズ１３１０１、シリンドリカルレンズ１３１１２、シリンドリカルレンズ１３１２２には、それぞれ第２高調波の波長５３３ｎｍの透過率を９９％以上にするためのコーティングがされている。
【００９２】
ここで、図１３に記載した光学系の具体的なサイズや焦点距離の例を以下に示す。以下に示すレンズはすべてシリンドリカルレンズであり幅方向に曲率をもつとする。
【００９３】
まず、第２高調波を加工する光学系の構成について述べる。
シリンドリカルレンズアレイ１３０８２は、幅３ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、焦点距離３００ｍｍのシリンドリカルレンズ２本を幅方向に互いに合わせアレイ状にしたものである。
【００９４】
前記シリンドリカルレンズは、平凸レンズであり、凸の曲面は球面である。本明細書中特に断らない限り、入射面が球面で、他の面が平面である。アレイ状にする方法は、熱をかけることで接着しても、枠にはめて外から固定してもよい。また、研磨の段階から一体型のシリンドリカルレンズアレイを作ってもよい。
【００９５】
シリンドリカルレンズアレイ１３０９２は、幅３ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、焦点距離２５ｍｍのシリンドリカルレンズ４本を、幅方向に互いに合わせアレイ状にしたものである。
【００９６】
シリンドリカルレンズ１３１０２は、幅３０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、焦点距離３００ｍｍの半シリンドリカルレンズである。
【００９７】
シリンドリカルレンズ１３１１１は、幅１５０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、焦点距離１０００ｍｍのものである。
【００９８】
シリンドリカルレンズ１３１２１は、幅４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、焦点距離１７５ｍｍの半シリンドリカルレンズである。照射面１３１３での線状レーザビームの均一性を向上させるため、このレンズは、非球面レンズとした方がよい。非球面レンズでの加工が困難であれば、例えばダブレットレンズや、トリプレットレンズといった組レンズを使って、球面収差を抑えた方がよい。
【００９９】
次に、第３高調波を加工する光学系の構成について述べる。
シリンドリカルレンズアレイ１３０８１は、幅３ｍｍ、長さ２５ｍｍ、厚さ３ｍｍ、焦点距離３００ｍｍのシリンドリカルレンズ２本を幅方向に互いに合わせアレイ状にしたものである。
【０１００】
シリンドリカルレンズアレイ１３０９１は、幅３ｍｍ、長さ３０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、焦点距離２５ｍｍのシリンドリカルレンズ４本を、幅方向に互いに合わせアレイ状にしたものである。
【０１０１】
シリンドリカルレンズ１３１０１は、幅３０ｍｍ、長さ８０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、焦点距離３００ｍｍの半シリンドリカルレンズである。
【０１０２】
シリンドリカルレンズ１３１１２は、幅１５０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、焦点距離１０００ｍｍのものである。
【０１０３】
シリンドリカルレンズ１３１２２は、幅４０ｍｍ、長さ１５０ｍｍ、厚さ１５ｍｍ、焦点距離１７５ｍｍの半シリンドリカルレンズである。照射面１３１３での線状レーザビームの均一性を向上させるため、このレンズは、非球面レンズとした方がよい。非球面レンズでの加工が困難であれば、例えばダブレットレンズや、トリプレットレンズといった組レンズを使って、球面収差を抑えた方がよい。
【０１０４】
なお光学系保護のため、光学系のまわりの雰囲気を窒素等のレンズコーティング物質と反応しにくい気体としてもよい。そのために、光学系を光学系保護室に封入してもよい。該光学系保護室に出入射するレーザの窓には、各波長に合わせてコーティングされた石英を用いると９９％以上の高い透過率が得られるのでよい。
【０１０５】
照射面１３１３にa-Si膜が製膜された基板を配置し、レーザビームを照射させながら、図示しないステージを、図示しない移動機構を使って線状レーザビームの長さ方向と直角の方向（図中矢印の方向）に一定の速度で動かす。これにより、基板全面にレーザビームを照射することができる。移動機構には、ボールねじ式やリニアモータ等が使える。
【０１０６】
照射条件は、下記の範囲を目安に決定するとよい。
【０１０７】
線状レーザビームのエネルギー密度：５０〜５００ｍＪ／ｃｍ2
ステージの動作速度：０．１〜２ｍｍ／ｓ
レーザ発振器の発振周波数：３０Ｈｚ
【０１０８】
上記の条件は、レーザ発振器のパルス幅や半導体膜の状態や、作製するデバイスの仕様により変化する。条件の細かい設定は実施者が適宜行わねばならない。また、レーザ発振器の周波数は、現在市販されている大出力のYAGレーザの中で最も高い値だろうと思われる値とした。今後より周波数の高いレーザが開発されれば、スループットの向上のためできるだけ高い周波数を採用するとよい。ただし、高い周波数を得ようとすると、現段階では、非常にレーザビームの質が悪くなる。すなわち、Ｍ2が悪くなるので、３０Ｈｚ程度の周波数で使用する方がよい。
【０１０９】
レーザビームの照射中の雰囲気は、クリーンルームの雰囲気とする。例えば、前記クリーンルームの雰囲気を２３℃、大気とする。その他、チャンバーを設け、Ｈ2に置換してもよい。雰囲気の置換は、基板の汚染防止や、半導体膜の表面荒れの防止ために行う。ガスの供給は、ガスボンベを通して行う。前記雰囲気はＨ2、Ｈe、Ｎ2、またはＡｒでもよい。また、それらの混合気体でもよい。また、該雰囲気を真空（10の-1乗torr以下）にしても、汚染防止効果、表面荒れ防止効果はある。
【０１１０】
基板として、コーニング１７３７の他に、コーニング７０５９、AN100等のガラス基板を用いることができる。あるいは、石英基板を用いてもよい。
【０１１１】
レーザビームの照射中に、赤外ランプ等により基板の線状レーザビームが照射されている箇所に強光を照射して加熱すると、加熱しないときと比較し、レーザビームのエネルギーを下げることができる。加熱は、基板の下部にヒータを設置することで行ってもよい。線状レーザビームをより長くし、より大面積の基板に線状レーザビームを使用するとき、レーザビームのエネルギーが足りない場合、この加熱によるエネルギーの補佐が役にたつ。
【０１１２】
本発明のレーザ照射装置は、非単結晶珪素膜だけでなく、その他の非単結晶半導体膜にも適応でき、例えばゲルマニウムや、ダイアモンドの非単結晶半導体膜等にも適用できる。
【０１１３】
上述したレーザ照射装置にて結晶化された半導体膜を用いて、公知の方法で半導体デバイス、例えば、低温ポリシリコンＴＦＴの液晶ディスプレイを作製すればよい。あるいは、実施者の考案した半導体デバイスを作製してもよい。
【０１１４】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例では、多結晶珪素膜にレーザビームを照射する例を示す。用いるレーザ照射装置は、発明実施の形態に記載したものを用いる。
【０１１５】
基板は、厚さ０.７mmのコーニング１７３７を用いる。この基板は６００℃までの温度であれば充分な耐久性がある。この基板の片面に、プラズマCVD法によりSiO2膜を２００nm成膜する。さらに、その上から、a-Si膜を５５nm成膜する。成膜法は他の方法、たとえば、スパッタ法等を用いてもよい。
【０１１６】
次に、特開平７―１３０６５２号公報に記載の方法で、前記a-Si膜を結晶化させる。以下、前記方法に関し簡単に述べる。前記a-Si膜に、濃度が１０ｐｐｍの酢酸ニッケル水溶液を塗布し、これを窒素、５５０℃の雰囲気に４時間さらし、a-Si膜を結晶化させる。前記塗布の方法は例えばスピンコート法を使うとよい。このように、ニッケルを添加したa-Si膜は、低温短時間で結晶化する。これは、ニッケルが結晶成長の核の役割を果たし、結晶成長を促進させるのが原因と考えられている。
【０１１７】
上記の方法で結晶化される多結晶珪素膜は、レーザビームを照射することで、さらに、半導体素子の材料として特性の高いものになる。そこで、前記多結晶珪素膜の特性を向上させるため、発明実施の形態で用いたレーザ照射装置を使って、前記多結晶珪素膜にレーザビームを照射する。
【０１１８】
上述したレーザ照射装置にて結晶化された半導体膜を用いて、公知の方法で半導体デバイス、例えば、低温ポリシリコンＴＦＴの液晶ディスプレイを作製すればよい。あるいは、実施者の考案した半導体デバイスを作製してもよい。発明実施の形態と実施例１とは組み合わせて用いることができる。
【０１１９】
〔実施例２〕
本実施例では、レーザビームの光源として、YAGレーザの第２高調波と第４高調波とを照射面にて線状に合成する例を示す。
第２高調波を用いる利点は、大出力を得られること、また、光学レンズが劣化しにくい点にある。この第２高調波に、第４高調波を混ぜることにより、照射面における干渉の影響を著しく低下させることができる。
【０１２０】
実施の方法は、発明実施の形態で用いた非線形光学素子の代わりに、第２高調波と第４高調波とを同時に生成する非線形光学素子を用いる。また、第３高調波を加工する部分の光学系の代わりに第４高調波を加工する同様の光学系用い、前記光学系に第４高調波を入射させるとよい。
【０１２１】
実施例２は、実施例１と組み合わせることができる。
【０１２２】
〔実施例３〕
本実施例では、レーザビームの光源として、YAGレーザの第３高調波と第４高調波とを照射面にて線状に合成する例を示す。
第３、第４高調波を用いる利点は、どちらのレーザビームも共に、珪素膜に対し吸収係数が非常に高い点にある。第３高調波に、第４高調波を混ぜることにより、照射面における干渉の影響を著しく低下させることができる。
【０１２３】
実施の方法は、発明実施の形態で用いた非線形光学素子の代わりに、第３高調波と第４高調波とを同時に生成する非線形光学素子を用いる。また、第２高調波を加工する部分の光学系の代わりに第４高調波を加工する同様の光学系用い、前記光学系に第４高調波を入射させるとよい。
【０１２４】
実施例３は、実施例１と組み合わせることができる。
【０１２５】
〔実施例４〕
本実施例では、大量生産用のレーザ照射装置の例を図１４に沿って示す。図１４はレーザ照射装置の上面図である。
【０１２６】
ロードアンロード室１４０１から、トランスファ室１４０２に設置された搬送用のロボットアーム１４０３を使って基板を運ぶ。まず、基板は、アライメント室１４０４で位置合わせがなされた後、プレヒート室１４０５に運ばれる。ここで例えば赤外ランプヒータを使って基板の温度を所望の温度、例えば３００℃程度にあらかじめ加熱しておく。その後、ゲートバルブ１４０６を経由し、レーザ照射室１４０７に基板を設置する。その後、ゲートバルブ１４０６を閉める。
【０１２７】
レーザビームは、発明実施の形態で示したレーザ発振器１４００を出た後、光学系１４０９を介し、石英窓１４１０の直上に設置した図示しないミラーで９０度下方に曲げられ、石英窓１４１０を介し、レーザ照射室１４０７内にある照射面にて線状レーザビームに加工される。レーザビームは、照射面に設置された基板に照射される。光学系１４０９は、前述に示したものを使用すればよい。また、それに準ずる構成のものを使用してもよい。石英窓はエキシマグレードのものを用いるとよい。エキシマグレードのものは、第２高調波、第３高調波に対し十分な透過率をもっているので、ノンコートでも使える。
【０１２８】
レーザビームの照射の前にレーザ照射室１４０７の雰囲気を、真空ポンプ１４１１を使って高真空（１０-3Pa）程度に引く。または、真空ポンプ１４１１とガスボンベ１４１２を使って所望の雰囲気にする。前記雰囲気は、前述したように、He、Ar、H2、あるいはそれらの混合気体でもよい。
【０１２９】
その後、レーザビームを照射しながら、移動機構１４１３により基板を走査させることで、基板に線状レーザビームを照射する。このとき、図示しない赤外線ランプを線状レーザビームが照射されている部分に当ててもいい。
【０１３０】
レーザビームの照射が終了後は、クーリング室１４０８に基板を運び、基板を徐冷したのち、アライメント室１４０４を経由してロードアンロード室１４０１に基板を帰す。これら一連の動作を繰り返すことで、基板を多数、レーザアニールできる。
【０１３１】
実施例４は発明実施の形態や他の実施例と組み合わせて用いることができる。
【０１３２】
〔実施例５〕
図１５〜図２１を用いて本実施例を説明する。ここでは表示領域の画素ＴＦＴと、表示領域の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同一基板上に作製する方法およびそれを用いた表示装置について、作製工程に従って詳細に説明する。但し、説明を簡単にするために、制御回路ではシフトレジスタ回路、バッファ回路などの基本回路であるＣＭＯＳ回路と、サンプリング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴとを図示することにする。
【０１３３】
図１５（Ａ）において、基板１５０１には低アルカリガラス基板や石英基板を用いることができる。本実施例では低アルカリガラス基板を用いた。この基板１５０１のＴＦＴを形成する表面には、基板１５０１からの不純物拡散を防ぐために、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下地膜１５０２を形成する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を１００ｎｍ、同様にＳｉＨ4、Ｎ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を２００ｎｍの厚さに積層形成する。
【０１３４】
次に、２０〜１５０ｎｍ（好ましくは３０〜８０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体膜１５０３ａを、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法で非晶質シリコン膜を５５ｎｍの厚さに形成した。非晶質構造を有する半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質シリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。また、下地膜１５０２と非晶質シリコン膜１５０３ａとは同じ成膜法で形成することが可能であるので、両者を連続形成しても良い。下地膜を形成した後、一旦大気雰囲気に晒さないことでその表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製するＴＦＴの特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減させることができる。（図１５（Ａ））
【０１３５】
そして、結晶化技術を使用して非晶質シリコン膜１５０３ａから結晶質シリコン膜１５０３ｂを形成する。本実施例では、本発明のレーザー装置を用い、上記発明実施の形態に従ってレーザー結晶化を行った。結晶化の工程に先立って、非晶質シリコン膜の含有水素量にもよるが、４００〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い、含有水素量を５atom％以下にしてから結晶化させることが望ましい。（図１５（Ｂ））
【０１３６】
そして、結晶質シリコン膜１５０３ｂを島状に分割して、島状半導体層１５０４〜１５０７を形成する。その後、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法により５０〜１００ｎｍの厚さの酸化シリコン膜によるマスク層１５０８を形成する。（図１５（Ｃ））
【０１３７】
そしてレジストマスク１５０９を設け、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１５０５〜１５０７の全面にしきい値電圧を制御する目的で１×１０16〜５×１０17atoms／cm3程度の濃度でｐ型を付与する不純物元素としてボロン（Ｂ）を添加した。ボロン（Ｂ）の添加はイオンドープ法で実施しても良いし、非晶質シリコン膜を成膜するときに同時に添加しておくこともできる。ここでのボロン（Ｂ）添加は必ずしも必要でないが、ボロン（Ｂ）を添加した半導体層１５１０〜１５１２はｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧を所定の範囲内に収めるために形成することが好ましかった。（図１５（Ｄ））
【０１３８】
駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元素を島状半導体層１５１０、１５１１に選択的に添加する。そのため、あらかじめレジストマスク１５１３〜１５１６を形成した。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）を用いれば良く、ここではリン（Ｐ）を添加すべく、フォスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法を適用した。形成された不純物領域１５１７、１５１８のリン（Ｐ）濃度は２×１０16〜５×１０19atoms／cm3の範囲とすれば良い。本明細書中では、ここで形成された不純物領域１５１７〜１５１９に含まれるｎ型を付与する不純物元素の濃度を（ｎ-）と表す。また、不純物領域１５１９は、画素マトリクス回路の保持容量を形成するための半導体層であり、この領域にも同じ濃度でリン（Ｐ）を添加した。（図１６（Ａ））
【０１３９】
次に、マスク層１５０８をフッ酸などにより除去して、図１５（Ｄ）と図１６（Ａ）で添加した不純物元素を活性化させる工程を行う。活性化は、窒素雰囲気中で５００〜６００℃、１〜４時間の熱処理や、レーザー活性化の方法により行うことができる。また、両者を併用して行っても良い。また、上記発明実施の形態に示したレーザー照射を行ってもよい。本実施例では、レーザー活性化の方法を用い、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）を用い、線状ビームを形成して、発振周波数５〜５０Ｈｚ、エネルギー密度１００〜５００ｍＪ／ｃｍ2として線状ビームのオーバーラップ割合を８０〜９８％として走査して、島状半導体層が形成された基板全面を処理した。尚、レーザー光の照射条件には何ら限定される事項はなく、実施者が適宣決定すれば良い。
【０１４０】
そして、ゲート絶縁膜１５２０をプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて１０〜１５０ｎｍの厚さでシリコンを含む絶縁膜で形成する。例えば、１２０ｎｍの厚さで酸化窒化シリコン膜を形成する。ゲート絶縁膜には、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。（図１６（Ｂ））
【０１４１】
次に、ゲート電極を形成するために第１の導電層を成膜する。この第１の導電層は単層で形成しても良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった積層構造としても良い。本実施例では、導電性の窒化物金属膜から成る導電層（Ａ）１５２１と金属膜から成る導電層（Ｂ）１５２２とを積層させた。導電層（Ｂ）１５２２はタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わせた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金膜、Ｍｏ−Ｔａ合金膜）で形成すれば良く、導電層（Ａ）１５２１は窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）で形成する。また、導電層（Ａ）１５２１は代替材料として、タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデンシリサイドを適用しても良い。導電層（Ｂ）は低抵抗化を図るために含有する不純物濃度を低減させると良く、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良かった。例えば、タングステン（Ｗ）は酸素濃度を３０ｐｐｍ以下とすることで２０μΩｃｍ以下の比抵抗値を実現することができた。
【０１４２】
導電層（Ａ）１５２１は１０〜５０ｎｍ（好ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）１５２２は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすれば良い。本実施例では、導電層（Ａ）１５２１に３０ｎｍの厚さの窒化タンタル膜を、導電層（Ｂ）１５２２には３５０ｎｍのＴａ膜を用い、いずれもスパッタ法で形成した。このスパッタ法による成膜では、スパッタ用のガスのＡｒに適量のＸｅやＫｒを加えておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を防止することができる。尚、図示しないが、導電層（Ａ）１５２１の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン（Ｐ）をドープしたシリコン膜を形成しておくことは有効である。これにより、その上に形成される導電膜の密着性向上と酸化防止を図ると同時に、導電層（Ａ）または導電層（Ｂ）が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート絶縁膜１５２０に拡散するのを防ぐことができる。（図１６（Ｃ））
【０１４３】
次に、レジストマスク１５２３〜１５２７を形成し、導電層（Ａ）１５２１と導電層（Ｂ）１５２２とを一括でエッチングしてゲート電極１５２８〜１５３１と容量配線１５３２を形成する。ゲート電極１５２８〜１５３１と容量配線１５３２は、導電層（Ａ）から成る１５２８ａ〜１５３２ａと、導電層（Ｂ）から成る１５２８ｂ〜１５３２ｂとが一体として形成されている。この時、駆動回路に形成するゲート電極１５２９、１５３０は不純物領域１５１７、１５１８の一部と、ゲート絶縁膜１５２０を介して重なるように形成する。（図１６（Ｄ））
【０１４４】
次いで、駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およびドレイン領域を形成するために、ｐ型を付与する不純物元素を添加する工程を行う。ここでは、ゲート電極１５２８をマスクとして、自己整合的に不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴが形成される領域はレジストマスク１５３３で被覆しておく。そして、ジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で不純物領域１５３４を形成した。この領域のボロン（Ｂ）濃度は３×１０20〜３×１０21atoms／cm3となるようにする。本明細書中では、ここで形成された不純物領域１５３４に含まれるｐ型を付与する不純物元素の濃度を（ｐ+）と表す。（図１７（Ａ））
【０１４５】
次に、ｎチャネル型ＴＦＴにおいて、ソース領域またはドレイン領域として機能する不純物領域の形成を行った。レジストのマスク１５３５〜１５３７を形成し、ｎ型を付与する不純物元素が添加して不純物領域１５３８〜１５４２を形成した。これは、フォスフィン（ＰＨ3）を用いたイオンドープ法で行い、この領域のリン（Ｐ）濃度を１×１０20〜１×１０21atoms／cm3とした。本明細書中では、ここで形成された不純物領域１５３８〜１５４２に含まれるｎ型を付与する不純物元素の濃度を（ｎ+）と表す。（図１７（Ｂ））
【０１４６】
不純物領域１５３８〜１５４２には、既に前工程で添加されたリン（Ｐ）またはボロン（Ｂ）が含まれているが、それに比して十分に高い濃度でリン（Ｐ）が添加されるので、前工程で添加されたリン（Ｐ）またはボロン（Ｂ）の影響は考えなくても良い。また、不純物領域１５３８に添加されたリン（Ｐ）濃度は図１７（Ａ）で添加されたボロン（Ｂ）濃度の１／２〜１／３なのでｐ型の導電性が確保され、ＴＦＴの特性に何ら影響を与えることはなかった。
【０１４７】
そして、画素マトリクス回路のｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するためのｎ型を付与する不純物添加の工程を行った。ここではゲート電極１５３１をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元素をイオンドープ法で添加した。添加するリン（Ｐ）の濃度は１×１０16〜５×１０18atoms／cm3であり、図１６（Ａ）および図１７（Ａ）と図１７（Ｂ）で添加する不純物元素の濃度よりも低濃度で添加することで、実質的には不純物領域１５４３、１５４４のみが形成される。本明細書中では、この不純物領域１５４３、１５４４に含まれるｎ型を付与する不純物元素の濃度を（ｎ--）と表す。（図１７（Ｃ））
【０１４８】
その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型またはｐ型を付与する不純物元素を活性化するために熱処理工程を行う。この工程はファーネスアニール法、レーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ法）で行うことができる。ここではファーネスアニール法で活性化工程を行った。熱処理は酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲気中で４００〜８００℃、代表的には５００〜６００℃で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱処理を行った。また、基板１５０１に石英基板のような耐熱性を有するものを使用した場合には、８００℃で１時間の熱処理としても良く、不純物元素の活性化と、該不純物元素が添加された不純物領域とチャネル形成領域との接合を良好に形成することができた。
【０１４９】
この熱処理において、ゲート電極１５２８〜１５３１と容量配線１５３２を形成する金属膜１５２８ｂ〜１５３２ｂは、表面から５〜８０ｎｍの厚さで導電層（Ｃ）１５２８ｃ〜１５３２ｃが形成される。例えば、導電層（Ｂ）１５２８ｂ〜１５３２ｂがタングステン（Ｗ）の場合には窒化タングステン（ＷＮ）が形成され、タンタル（Ｔａ）の場合には窒化タンタル（ＴａＮ）が形成される。また、導電層（Ｃ）１５２８ｃ〜１５３２ｃは、窒素またはアンモニアなどを用いた窒素を含むプラズマ雰囲気にゲート電極１５２８〜１５３１を晒しても同様に形成することができる。さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を水素化する工程を行った。この工程は熱的に励起された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）を行っても良い。（図１７（Ｄ））
【０１５０】
活性化および水素化の工程が終了したら、ゲート配線とする第２の導電膜を形成する。この第２の導電膜は低抵抗材料であるアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）を主成分とする導電層（Ｄ）と、チタン（Ｔｉ）やタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）から成る導電層（Ｅ）とで形成すると良い。本実施例では、チタン（Ｔｉ）を０．１〜２重量％含むアルミニウム（Ａｌ）膜を導電層（Ｄ）１５４５とし、チタン（Ｔｉ）膜を導電層（Ｅ）１５４６として形成した。導電層（Ｄ）１５４５は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすれば良く、導電層（Ｅ）１５４６は５０〜２００（好ましくは１００〜１５０ｎｍ）で形成すれば良い。（図１８（Ａ））
【０１５１】
そして、ゲート電極に接続するゲート配線を形成するために導電層（Ｅ）１５４６と導電層（Ｄ）１５４５とをエッチング処理して、ゲート配線１５４７、１５４８と容量配線１５４９を形成た。エッチング処理は最初にＳｉＣｌ4とＣｌ2とＢＣｌ3との混合ガスを用いたドライエッチング法で導電層（Ｅ）の表面から導電層（Ｄ）の途中まで除去し、その後リン酸系のエッチング溶液によるウエットエッチングで導電層（Ｄ）を除去することにより、下地との選択加工性を保ってゲート配線を形成することができた。（図１８（Ｂ））
【０１５２】
第１の層間絶縁膜１５５０は５００〜１５００ｎｍの厚さで酸化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜で形成され、その後、それぞれの島状半導体層に形成されたソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホールを形成し、ソース配線１５５１〜１５５４と、ドレイン配線１５５５〜１５５８を形成する。図示していないが、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔｉを含むアルミニウム膜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。
【０１５３】
次に、パッシベーション膜１５５９として、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、または窒化酸化シリコン膜を５０〜５００ｎｍ（代表的には１００〜３００ｎｍ）の厚さで形成する。この状態で水素化処理を行うとＴＦＴの特性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。なお、ここで後に画素電極とドレイン配線を接続するためのコンタクトホールを形成する位置において、パッシベーション膜１５５９に開口部を形成しておいても良い。（図１８（Ｃ））
【０１５４】
その後、有機樹脂からなる第２の層間絶縁膜１５６０を１．０〜１．５μｍの厚さに形成する。有機樹脂としては、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）等を使用することができる。ここでは、基板に塗布後、熱重合するタイプのポリイミドを用い、３００℃で焼成して形成した。そして、第２の層間絶縁膜１５６０にドレイン配線１５５８に達するコンタクトホールを形成し、画素電極１５６１、１５６２を形成する。画素電極は、透過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用いれば良く、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用いれば良い。本実施例では透過型の液晶表示装置とするために、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１００ｎｍの厚さにスパッタ法で形成した。（図１９）
【０１５５】
こうして同一基板上に、駆動回路のＴＦＴと表示領域の画素ＴＦＴとを有した基板を完成させることができた。駆動回路にはｐチャネル型ＴＦＴ１６０１、第１のｎチャネル型ＴＦＴ１６０２、第２のｎチャネル型ＴＦＴ１６０３、表示領域には画素ＴＦＴ１６０４、保持容量１６０５が形成した。本明細書では便宜上このような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【０１５６】
尚、図２０は表示領域のほぼ一画素分を示す上面図である。図２０で示すＡ―Ａ’に沿った断面構造は、図１９に示す表示領域の断面図に対応している。また、図２０は、図１５〜図１９の断面構造図と対応付けるため、共通の符号を用いている。ゲート配線１５４８は、図示されていないゲート絶縁膜を介してその下の半導体層１５０７と交差している。図示はしていないが、半導体層には、ソース領域、ドレイン領域、ｎ--領域でなるＬoff領域が形成されている。また、１５６３はソース配線１５５４とソース領域１６２４とのコンタクト部、１５６４はドレイン配線１５５８とドレイン領域１６２６とのコンタクト部、１５６５はドレイン配線１５５８と画素電極１５６１のコンタクト部である。保持容量１６０５は、画素ＴＦＴ１６０４のドレイン領域１６２６から延在する半導体層１６２７とゲート絶縁膜を介して容量配線１５３２、１５４９が重なる領域で形成されている。
【０１５７】
また、駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ１６０１には、島状半導体層１５０４にチャネル形成領域１６０６、ソース領域１６０７ａ、１６０７ｂ、ドレイン領域１６０８ａ，１６０８ｂを有している。第１のｎチャネル型ＴＦＴ１６０２には、島状半導体層１５０５にチャネル形成領域１６０９、ゲート電極１５２９と重なるＬＤＤ領域１６１０（以降、このようなＬＤＤ領域をＬovと記す）、ソース領域１６１１、ドレイン領域１６１２を有している。このＬov領域のチャネル長方向の長さは０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．０〜１．５μｍとした。第２のｎチャネル型ＴＦＴ１６０３には、島状半導体層１５０６にチャネル形成領域１６１３、ＬＤＤ領域１６１４，１６１５、ソース領域１６１６、ドレイン領域１６１７を有している。このＬＤＤ領域はＬov領域とゲート電極１５３０と重ならないＬＤＤ領域（以降、このようなＬＤＤ領域をＬoffと記す）とが形成され、このＬoff領域のチャネル長方向の長さは０．３〜２．０μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍである。画素ＴＦＴ１６０４には、島状半導体層１５０７にチャネル形成領域１６１８、１６１９、Ｌoff領域１６２０〜１６２３、ソースまたはドレイン領域１６２４〜１６２６を有している。Ｌoff領域のチャネル長方向の長さは０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍである。さらに、容量配線１５３２、１５４９と、ゲート絶縁膜と同じ材料から成る絶縁膜と、画素ＴＦＴ１６０４のドレイン領域１６２６に接続し、ｎ型を付与する不純物元素が添加された半導体層１６２７とから保持容量１６０５が形成されている。また、本発明は本実施例に示した保持容量の構造に限定される必要はない。例えば、本出願人による特願平９−３１６５６７号出願、特願平９−２７３４４４号出願または特願平１０−２５４０９７号出願に記載された構造の保持容量を用いることもできる。
【０１５８】
図１９では画素ＴＦＴ１６０４をダブルゲート構造としたが、シングルゲート構造でも良いし、複数のゲート電極を設けたマルチゲート構造としても差し支えない。
【０１５９】
そして、上記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説明する。図２１に示すように、上記方法で作製した図１９の状態のアクティブマトリクス基板に対し、配向膜１７０１を形成する。通常液晶表示素子の配向膜にはポリイミド樹脂が多く用いられている。対向側の対向基板１７０２には、遮光膜１７０３、透明導電膜１７０４および配向膜１７０５を形成した。配向膜を形成した後、ラビング処理を施して液晶分子がある一定のプレチルト角を持って配向するようにした。そして、画素マトリクス回路と、ＣＭＯＳ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、公知のセル組み工程によってシール材（図示せず）や柱状スペーサ１７０７などを介して貼りあわせる。その後、両基板の間に液晶材料１７０６を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止した。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図２１に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成した。
【０１６０】
以上の様に、画素ＴＦＴおよび駆動回路が要求する仕様に応じて、各回路を構成するＴＦＴの構造が最適化されたアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製することができた。
【０１６１】
なお、本実施例に示した半導体装置を作製するにあたって、実施例１〜実施例１２のどの構成を採用しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いることが可能である。
【０１６２】
〔実施例６〕
本実施例では実施例５における結晶化工程に代えて、他の結晶化方法を用いた例を以下に図２２を用いて示す。
【０１６３】
まず、実施例５に従って、図２２（Ａ）の状態を得る。なお、図２２（Ａ）は図１５（Ａ）に相当する。
【０１６４】
次いで、結晶化を助長する触媒元素（ニッケル、コバルト、ゲルマニウム、錫、鉛、パラジウム、鉄、銅から選ばれた一種または複数種の元素、代表的にはニッケル）を用いて結晶化を行う。具体的には、非晶質シリコン膜表面に触媒元素を保持させた状態でレーザー結晶化を行い、非晶質シリコン膜を結晶質シリコン膜に変化させるものである。本実施例ではニッケル元素を含む水溶液（酢酸ニッケル水溶液）をスピンコート法で塗布して、触媒元素含有層１８０１を非晶質半導体膜１５０３ａの全面に形成する。（図２２（Ｂ））また、本実施例ではスピンコート法でニッケルを添加する方法を用いたが、蒸着法やスパッタ法などにより触媒元素でなる薄膜（本実施例の場合はニッケル膜）を非晶質半導体膜上に形成する手段をとっても良い。
【０１６５】
次いで、発明実施の形態に記載された本発明のレーザー照射方法を用いて結晶質シリコン膜１８０２を形成した。（図２２（Ｃ））
【０１６６】
以降の工程は、実施例５に示した図１５（Ｃ）以降の工程に従えば、図２１に示す構造が得られる。
【０１６７】
なお、本実施例のように島状半導体層が、非晶質シリコン膜から触媒元素を用いる結晶化の方法で作製された場合、島状半導体層中には微量の触媒元素が残留した。勿論、そのような状態でもＴＦＴを完成させることが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましかった。この触媒元素を除去する手段の一つにリン（Ｐ）によるゲッタリング作用を利用する手段があった。リン（Ｐ）を選択的に添加して加熱させてゲッタリングさせる工程を追加して行ってもよいが、このような工程を加えなくとも、ゲッタリングに必要なリン（Ｐ）の濃度は図１７（Ｂ）で形成した不純物領域（ｎ+）と同程度であり、図１７（Ｄ）に示す活性化工程の熱処理により、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐチャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域から触媒元素をゲッタリングすることができた。
【０１６８】
また、触媒元素を除去する手段は他にもあり、特に限定されない。例えば、島状半導体層を形成した後、酸素雰囲気中に対して３〜１０体積％の塩化水素を含ませた雰囲気中において、触媒元素が残留した結晶質半導体膜に温度が８００〜１１５０℃（好ましくは９００〜１０００℃）、処理時間が１０分〜４時間（好ましくは３０分〜１時間）である熱処理を行う。この工程により結晶質半導体膜中のニッケルは揮発性の塩化化合物（塩化ニッケル）となって処理雰囲気中に離脱する。即ち、ハロゲン元素のゲッタリング作用によってニッケルを除去することが可能となる。
【０１６９】
また、触媒元素を除去する手段を複数用いてもよい。また、島状半導体層を形成する前にゲッタリングを行ってもよい。
【０１７０】
〔実施例７〕
本実施例では実施例５における結晶化工程に代えて、他の結晶化方法を用いた例を以下に図２３を用いて示す。
【０１７１】
まず、実施例５に従って、図２３（Ａ）の状態を得る。なお、図２３（Ａ）は図１５（Ａ）に相当する。
【０１７２】
次いで、触媒元素（本実施例ではニッケル）を含む水溶液（酢酸ニッケル水溶液）をスピンコート法で塗布して、触媒元素含有層１９０２を非晶質半導体膜１５０３ａの全面に形成する。（図２３（Ｂ））ここで使用可能な触媒元素は、ニッケル（Ｎｉ）以外にも、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、といった元素がある。
【０１７３】
また、本実施例ではスピンコート法でニッケルを添加する方法を用いたが、蒸着法やスパッタ法などにより触媒元素でなる薄膜（本実施例の場合はニッケル膜）を非晶質半導体膜上に形成する手段をとっても良い。また、本実施例では触媒元素含有層１９０２を非晶質半導体膜１５０３ａの全面に形成した例を示したが、マスクを形成して選択的に触媒元素含有層を形成する工程としてもよい。
【０１７４】
次いで、５００〜６５０℃（好ましくは５５０〜６００℃）で６〜１６時間（好ましくは８〜１４時間）の熱処理を行う。その結果、結晶化が進行し、結晶質半導体膜（本実施例では結晶質シリコン膜）１９０２が形成される。（図２３（Ｃ））なお、選択的に触媒元素含有層を形成した場合においては、マスクの開口部を起点として概略基板と平行な方向（矢印で示した方向）に結晶化が進行し、巨視的な結晶成長方向が揃った結晶質シリコン膜が形成される。
【０１７５】
上記の方法で結晶化される結晶質シリコン膜は、結晶化温度が低いため欠陥を多く含んでおり、半導体素子の材料としては不十分な場合がある。そこで、結晶質シリコン膜の結晶性を向上させるため、発明実施の形態に示したレーザー照射方法を用いて、レーザービームを該膜に照射して良好な結晶性を有する結晶質シリコン膜１９０３を形成した。（図２３（Ｄ））
【０１７６】
以降の工程は、実施例５に示した図１５（Ｃ）以降の工程に従えば、図２１に示す構造が得られる。
【０１７７】
なお、実施例６と同様に、残留する触媒元素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより好ましかった。よって、実施例５に示した方法を用いてゲッタリングを行うことが望ましい。
【０１７８】
〔実施例８〕
実施例５に示したアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を、図２４の斜視図を用いて説明する。尚、図２４は、図１５〜図２０と対応付けるため、共通の符号を用いている。
【０１７９】
図２４においてアクティブマトリクス基板は、ガラス基板１５０１上に形成された、表示領域１７０６と、走査信号駆動回路１７０４と、画像信号駆動回路１７０５で構成される。表示領域には画素ＴＦＴ１６０４が設けられ、周辺に設けられる駆動回路はＣＭＯＳ回路を基本として構成されている。走査信号駆動回路１７０４と、画像信号駆動回路１７０５はそれぞれゲート配線１５４８とソース配線１５５４で画素ＴＦＴ１６０４に接続している。また、ＦＰＣ７１が外部入力端子７２に接続され、入力配線７３、７４でそれぞれの駆動回路に接続している。なお、１７０２は対向基板である。
【０１８０】
〔実施例９〕
本実施例では、本願発明を用いてＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置を作製した例について説明する。
【０１８１】
図２５(Ａ)は本願発明を用いたＥＬ表示装置の上面図である。図２５(Ａ)において、４０１０は基板、４０１１は画素部、４０１２はソース側駆動回路、４０１３はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配線４０１４〜４０１６を経てＦＰＣ４０１７に至り、外部機器へと接続される。
【０１８２】
このとき、少なくとも画素部、好ましくは駆動回路及び画素部を囲むようにしてカバー材６０００、シーリング材（ハウジング材ともいう）７０００、密封材（第２のシーリング材）７００１が設けられている。
【０１８３】
また、図２５(Ｂ)は本実施例のＥＬ表示装置の断面構造であり、基板４０１０、下地膜４０２１の上に駆動回路用ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを組み合わせたＣＭＯＳ回路を図示している。）４０２２及び画素部用ＴＦＴ４０２３（但し、ここではＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴだけ図示している。）が形成されている。これらのＴＦＴは公知の構造（トップゲート構造またはボトムゲート構造）を用いれば良い。
【０１８４】
本願発明は、駆動回路用ＴＦＴ４０２２、画素部用ＴＦＴ４０２３に際して用いることができる。
【０１８５】
本願発明を用いて駆動回路用ＴＦＴ４０２２、画素部用ＴＦＴ４０２３が完成したら、樹脂材料でなる層間絶縁膜（平坦化膜）４０２６の上に画素部用ＴＦＴ４０２３のドレインと電気的に接続する透明導電膜でなる画素電極４０２７を形成する。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（ＩＴＯと呼ばれる）または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることができる。そして、画素電極４０２７を形成したら、絶縁膜４０２８を形成し、画素電極４０２７上に開口部を形成する。
【０１８６】
次に、ＥＬ層４０２９を形成する。ＥＬ層４０２９は公知のＥＬ材料（正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層または電子注入層）を自由に組み合わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのような構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、ＥＬ材料には低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いるが、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いることが可能である。
【０１８７】
本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸着法によりＥＬ層を形成する。シャドーマスクを用いて画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層（赤色発光層、緑色発光層及び青色発光層）を形成することで、カラー表示が可能となる。その他にも、色変換層（ＣＣＭ）とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいずれの方法を用いても良い。勿論、単色発光のＥＬ表示装置とすることもできる。
【０１８８】
ＥＬ層４０２９を形成したら、その上に陰極４０３０を形成する。陰極４０３０とＥＬ層４０２９の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが望ましい。従って、真空中でＥＬ層４０２９と陰極４０３０を連続成膜するか、ＥＬ層４０２９を不活性雰囲気で形成し、大気解放しないで陰極４０３０を形成するといった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いることで上述のような成膜を可能とする。
【０１８９】
なお、本実施例では陰極４０３０として、ＬｉＦ（フッ化リチウム）膜とＡｌ（アルミニウム）膜の積層構造を用いる。具体的にはＥＬ層４０２９上に蒸着法で１ｎｍ厚のＬｉＦ（フッ化リチウム）膜を形成し、その上に３００ｎｍ厚のアルミニウム膜を形成する。勿論、公知の陰極材料であるＭｇＡｇ電極を用いても良い。そして陰極４０３０は４０３１で示される領域において配線４０１６に接続される。配線４０１６は陰極４０３０に所定の電圧を与えるための電源供給線であり、導電性ペースト材料４０３２を介してＦＰＣ４０１７に接続される。
【０１９０】
４０３１に示された領域において陰極４０３０と配線４０１６とを電気的に接続するために、層間絶縁膜４０２６及び絶縁膜４０２８にコンタクトホールを形成する必要がある。これらは層間絶縁膜４０２６のエッチング時（画素電極用コンタクトホールの形成時）や絶縁膜４０２８のエッチング時（ＥＬ層形成前の開口部の形成時）に形成しておけば良い。また、絶縁膜４０２８をエッチングする際に、層間絶縁膜４０２６まで一括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜４０２６と絶縁膜４０２８が同じ樹脂材料であれば、コンタクトホールの形状を良好なものとすることができる。
【０１９１】
このようにして形成されたＥＬ素子の表面を覆って、パッシベーション膜６００３、充填材６００４、カバー材６０００が形成される。
【０１９２】
さらに、ＥＬ素子部を囲むようにして、カバー材６０００と基板４０１０の内側にシーリング材が設けられ、さらにシーリング材７０００の外側には密封材（第２のシーリング材）７００１が形成される。
【０１９３】
このとき、この充填材６００４は、カバー材６０００を接着するための接着剤としても機能する。充填材６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材６００４の内部に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好ましい。
【０１９４】
また、充填材６００４の中にスペーサーを含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなどからなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもたせてもよい。
【０１９５】
スペーサーを設けた場合、パッシベーション膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩和する樹脂膜などを設けてもよい。
【０１９６】
また、カバー材６０００としては、ガラス板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
【０１９７】
但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する必要がある。
【０１９８】
また、配線４０１６はシーリング材７０００および密封材７００１と基板４０１０との隙間を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。なお、ここでは配線４０１６について説明したが、他の配線４０１４、４０１５も同様にしてシーリング材７０００および密封材７００１の下を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。
【０１９９】
［実施例１０］
本実施例では、本願発明を用いて実施例９とは異なる形態のＥＬ表示装置を作製した例について、図２６（Ａ）、２６（Ｂ）を用いて説明する。図２５（Ａ）、２５（Ｂ）と同じ番号のものは同じ部分を指しているので説明は省略する。
【０２００】
図２６（Ａ）は本実施例のＥＬ表示装置の上面図であり、図２６（Ａ）をＡ-Ａ'で切断した断面図を図２６（Ｂ）に示す。
【０２０１】
実施例９に従って、ＥＬ素子の表面を覆ってパッシベーション膜６００３までを形成する。
【０２０２】
さらに、EL素子を覆うようにして充填材６００４を設ける。この充填材６００４は、カバー材６０００を接着するための接着剤としても機能する。充填材６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を用いることができる。この充填材６００４の内部に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好ましい。
【０２０３】
また、充填材６００４の中にスペーサーを含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなどからなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもたせてもよい。
【０２０４】
スペーサーを設けた場合、パッシベーション膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩和する樹脂膜などを設けてもよい。
【０２０５】
また、カバー材６０００としては、ガラス板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。
【０２０６】
但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する必要がある。
【０２０７】
次に、充填材６００４を用いてカバー材６０００を接着した後、充填材６００４の側面（露呈面）を覆うようにフレーム材６００１を取り付ける。フレーム材６００１はシーリング材（接着剤として機能する）６００２によって接着される。このとき、シーリング材６００２としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましいが、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良い。なお、シーリング材６００２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。また、シーリング材６００２の内部に乾燥剤を添加してあっても良い。
【０２０８】
また、配線４０１６はシーリング材６００２と基板４０１０との隙間を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。なお、ここでは配線４０１６について説明したが、他の配線４０１４、４０１５も同様にしてシーリング材６００２の下を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。
【０２０９】
［実施例１１］
実施例９および１０のような構成からなるＥＬ表示パネルにおいて、本願発明を用いることができる。ここで画素部のさらに詳細な断面構造を図２７に、上面構造を図２８（Ａ）に、回路図を図２８（Ｂ）に示す。図２７、図２８（Ａ）及び図２８（Ｂ）では共通の符号を用いるので互いに参照すれば良い。
【０２１０】
図２７において、基板３５０１上に設けられたスイッチング用ＴＦＴ３５０２は本願発明のＮＴＦＴを用いて形成される（実施例１〜８参照）。本実施例ではダブルゲート構造としているが、構造及び作製プロセスに大きな違いはないので説明は省略する。但し、ダブルゲート構造とすることで実質的に二つのＴＦＴが直列された構造となり、オフ電流値を低減することができるという利点がある。なお、本実施例ではダブルゲート構造としているが、シングルゲート構造でも構わないし、トリプルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つマルチゲート構造でも構わない。また、本願発明のＰＴＦＴを用いて形成しても構わない。
【０２１１】
また、電流制御用ＴＦＴ３５０３は本願発明のＮＴＦＴを用いて形成される。このとき、スイッチング用ＴＦＴ３５０２のドレイン配線３５は配線３６によって電流制御用ＴＦＴのゲート電極３７に電気的に接続されている。また、３８で示される配線は、スイッチング用ＴＦＴ３５０２のゲート電極３９a、３９bを電気的に接続するゲート配線である。
【０２１２】
このとき、電流制御用ＴＦＴ３５０３が本願発明の構造であることは非常に重要な意味を持つ。電流制御用ＴＦＴはＥＬ素子を流れる電流量を制御するための素子であるため、多くの電流が流れ、熱による劣化やホットキャリアによる劣化の危険性が高い素子でもある。そのため、電流制御用ＴＦＴのドレイン側に、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に重なるようにＬＤＤ領域を設ける本願発明の構造は極めて有効である。
【０２１３】
また、本実施例では電流制御用ＴＦＴ３５０３をシングルゲート構造で図示しているが、複数のＴＦＴを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。さらに、複数のＴＦＴを並列につなげて実質的にチャネル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行えるようにした構造としても良い。このような構造は熱による劣化対策として有効である。
【０２１４】
また、図２８（Ａ）に示すように、電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３７となる配線は３５０４で示される領域で、電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレイン配線４０と絶縁膜を介して重なる。このとき、３５０４で示される領域ではコンデンサが形成される。このコンデンサ３５０４は電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲートにかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能する。なお、ドレイン配線４０は電流供給線（電源線）３５０６に接続され、常に一定の電圧が加えられている。
【０２１５】
スイッチング用ＴＦＴ３５０２及び電流制御用ＴＦＴ３５０３の上には第１パッシベーション膜４１が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜４２が形成される。平坦化膜４２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ＥＬ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、ＥＬ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。
【０２１６】
また、４３は反射性の高い導電膜でなる画素電極（ＥＬ素子の陰極）であり、電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレインに電気的に接続される。画素電極４３としてはアルミニウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜など低抵抗な導電膜またはそれらの積層膜を用いることが好ましい。勿論、他の導電膜との積層構造としても良い。
【０２１７】
また、絶縁膜（好ましくは樹脂）で形成されたバンク４４a、４４bにより形成された溝（画素に相当する）の中に発光層４５が形成される。なお、ここでは一画素しか図示していないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けても良い。発光層とする有機ＥＬ材料としてはπ共役ポリマー系材料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などが挙げられる。
【０２１８】
なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Gelsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers for Light Emitting Diodes”,Euro Display,Proceedings,1999,p.33-37」や特開平１０−９２５７６号公報に記載されたような材料を用いれば良い。
【０２１９】
具体的な発光層としては、赤色に発光する発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光する発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアルキルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。
【０２２０】
但し、以上の例は発光層として用いることのできる有機ＥＬ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。
【０２２１】
例えば、本実施例ではポリマー系材料を発光層として用いる例を示したが、低分子系有機ＥＬ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ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０２２２】
本実施例では発光層４５の上にＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）でなる正孔注入層４６を設けた積層構造のＥＬ層としている。そして、正孔注入層４６の上には透明導電膜でなる陽極４７が設けられる。本実施例の場合、発光層４５で生成された光は上面側に向かって（ＴＦＴの上方に向かって）放射されるため、陽極は透光性でなければならない。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や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いることができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層を形成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜できるものが好ましい。
【０２２３】
陽極４７まで形成された時点でＥＬ素子３５０５が完成する。なお、ここでいうＥＬ素子３５０５は、画素電極（陰極）４３、発光層４５、正孔注入層４６及び陽極４７で形成されたコンデンサを指す。図２８（Ａ）に示すように画素電極４３は画素の面積にほぼ一致するため、画素全体がＥＬ素子として機能する。従って、発光の利用効率が非常に高く、明るい画像表示が可能となる。
【０２２４】
ところで、本実施例では、陽極４７の上にさらに第２パッシベーション膜４８を設けている。第２パッシベーション膜４８としては窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部とＥＬ素子とを遮断することであり、有機ＥＬ材料の酸化による劣化を防ぐ意味と、有機ＥＬ材料からの脱ガスを抑える意味との両方を併せ持つ。これによりＥＬ表示装置の信頼性が高められる。
【０２２５】
以上のように本願発明のＥＬ表示パネルは図２７のような構造の画素からなる画素部を有し、オフ電流値の十分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入に強い電流制御用ＴＦＴとを有する。従って、高い信頼性を有し、且つ、良好な画像表示が可能なＥＬ表示パネルが得られる。
【０２２６】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜８構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０２２７】
〔実施例１２〕
本実施例では、実施例１１に示した画素部において、ＥＬ素子３５０５の構造を反転させた構造について説明する。説明には図２９を用いる。なお、図２７の構造と異なる点はＥＬ素子の部分と電流制御用ＴＦＴだけであるので、その他の説明は省略することとする。
【０２２８】
図２９において、電流制御用ＴＦＴ３５０３は本願発明のＰＴＦＴを用いて形成される。作製プロセスは実施例１〜８を参照すれば良い。
【０２２９】
本実施例では、画素電極（陽極）５０として透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸化インジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用いても良い。
【０２３０】
そして、絶縁膜でなるバンク５１a、５１bが形成された後、溶液塗布によりポリビニルカルバゾールでなる発光層５２が形成される。その上にはカリウムアセチルアセトネート（ａｃａｃＫと表記される）でなる電子注入層５３、アルミニウム合金でなる陰極５４が形成される。この場合、陰極５４がパッシベーション膜としても機能する。こうしてＥＬ素子３７０１が形成される。
【０２３１】
本実施例の場合、発光層５２で発生した光は、矢印で示されるようにＴＦＴが形成された基板の方に向かって放射される。
【０２３２】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜８の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０２３３】
〔実施例１３〕
本実施例では、図２８（Ｂ）に示した回路図とは異なる構造の画素とした場合の例について図３０（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、本実施例において、３８０１はスイッチング用ＴＦＴ３８０２のソース配線、３８０３はスイッチング用ＴＦＴ３８０２のゲート配線、３８０４は電流制御用ＴＦＴ、３８０５はコンデンサ、３８０６、３８０８は電流供給線、３８０７はＥＬ素子とする。
【０２３４】
図３０（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線３８０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画素が電流供給線３８０６を中心に線対称となるように形成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０２３５】
また、図３０（Ｂ）は、電流供給線３８０８をゲート配線３８０３と平行に設けた場合の例である。なお、図３０（Ｂ）では電流供給線３８０８とゲート配線３８０３とが重ならないように設けた構造となっているが、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜を介して重なるように設けることもできる。この場合、電源供給線３８０８とゲート配線３８０３とで専有面積を共有させることができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０２３６】
また、図３０（Ｃ）は、図３０（Ｂ）の構造と同様に電流供給線３８０８をゲート配線３８０３と平行に設け、さらに、二つの画素は電流供給線３８０８を中心に線対称となるように形成する点に特徴がある。また、電流供給線３８０８をゲート配線３８０３のいずれか一方と重なるように設けることも有効である。この場合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細化することができる。
【０２３７】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜１０の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、電子機器の表示部として本実施例の画素構造を有するＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０２３８】
［実施例１４］
実施例１１に示した図２８（Ａ）、２８（Ｂ）では電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ３５０４を設ける構造としているが、コンデンサ３５０４を省略することも可能である。実施例１１の場合、電流制御用ＴＦＴ３５０３として実施例１〜８に示すような本願発明のＮＴＦＴを用いているため、ゲート絶縁膜を介してゲート電極に重なるように設けられたＬＤＤ領域を有している。この重なり合った領域には一般的にゲート容量と呼ばれる寄生容量が形成されるが、本実施例ではこの寄生容量をコンデンサ３５０４の代わりとして積極的に用いる点に特徴がある。
【０２３９】
この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲート電極とＬＤＤ領域とが重なり合った面積によって変化するため、その重なり合った領域に含まれるＬＤＤ領域の長さによって決まる。
【０２４０】
また、実施例１３に示した図３０（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の構造においても同様に、コンデンサ３８０５を省略することは可能である。
【０２４１】
なお、本実施例の構成は、実施例１〜１３の構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。また、電子機器の表示部として本実施例の画素構造を有するＥＬ表示パネルを用いることは有効である。
【０２４２】
〔実施例１５〕
本願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ＥＬディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＣディスプレイ）に用いることができる。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願発明を実施できる。
【０２４３】
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（リア型またはフロント型）、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３１、図３２及び図３３に示す。
【０２４４】
図３１（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。本発明を画像入力部２００２、表示部２００３やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２４５】
図３１（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やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２４６】
図３１（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やその他の信号制御回路に適用できる。
【０２４７】
図３１（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やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２４８】
図３１（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（Ｄｉｇｉｔａｌ  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やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２４９】
図３１（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やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２５０】
図３２（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表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２５１】
図３２（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表示装置２８０８やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２５２】
なお、図３２（Ｃ）は、図３２（Ａ）及び図３２（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、液晶表示装置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３２（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。
【０２５３】
また、図３２（Ｄ）は、図３２（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３２（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。
【０２５４】
ただし、図３２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表示装置での適用例は図示していない。
【０２５５】
図３３（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等を含む。本願発明を音声出力部２９０２、音声入力部２９０３、表示部２９０４やその他の信号制御回路に適用することができる。
【０２５６】
図３３（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やその他の信号回路に適用することができる。
【０２５７】
図３３（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。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。
【０２５８】
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１〜１４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。
【０２５９】
【発明の効果】
本発明のレーザー照射装置によりコストパフォーマンスの高いレーザ照射工程を提供できる。また、本発明により、より均一性の高いレーザビームを得ることができる。本発明で提供されたレーザ照射装置は、非単結晶珪素膜の結晶化工程等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の線状レーザビームを形成する光学系を示す図。
【図２】  ジグザグスラブ式のYAGレーザの構造を示す図。
【図３】  (A)線状レーザビームのエネルギー分布を示す図。(B)線状レーザビームを前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射した珪素膜の様子を示す図。
【図４】 （A）YAGレーザの第２高調波を、ビームホモジナイザを用いて線状にする光学系の例を示す図。（B）ビームホモジナイザを用いて線状に加工されたYAGレーザの第２高調波が起こす干渉のプロファイルを示す図。
【図５】 （A）YAGレーザの第２、第３高調波を、ビームホモジナイザを用いて合成し線状にする光学系の例を示す図。（B）ビームホモジナイザを用いて合成し線状に加工されたYAGレーザの第２、第３高調波が起こす干渉のプロファイルを示す図。
【図６】  光干渉のエネルギー強度分布の計算結果を示す図。
【図７】  光干渉のエネルギー強度分布の計算結果を示す図。
【図８】  光干渉のエネルギー強度分布の計算結果を示す図。
【図９】  光干渉のエネルギー強度分布の計算結果を示す図。
【図１０】  本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す図。
【図１１】  本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す図。
【図１２】  光干渉のエネルギー強度分布の計算結果を示す図。
【図１３】  本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す図。
【図１４】量産用のレーザ照射装置を示す図。
【図１５】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図１６】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図１７】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図１８】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図１９】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図２０】  画素の上面図を示す図。
【図２１】  液晶表示装置の断面構造を示す図。
【図２２】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図２３】  本願発明の作製工程一例を示す図。
【図２４】  ＡＭ−ＬＣＤの外観を示す図である。
【図２５】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２６】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２７】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２８】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図２９】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構成を示す図。
【図３０】  アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の回路図を示す図。
【図３１】電子機器の一例を示す図。
【図３２】電子機器の一例を示す図。
【図３３】電子機器の一例を示す図。
【図３４】ガラス基板に成膜された厚さ５５ｎｍのa-Si珪素膜に対し吸収される光の割合の波長依存性を示す図。
【符号の説明】
１０１  レーザ発振器
１０２  レーザ光を分割するシリンドリカルレンズアレイ
１０３  レーザ光を分割するシリンドリカルレンズアレイ
１０４  レーザ光を集光するためのシリンドリカルレンズ
１０５  レーザ光を集光するためのシリンドリカルレンズ
１０７  反射ミラー
１０８  レーザ光を集光するためのダブレットシリンドリカルレンズ
１０９  照射面
２０１  共振ミラー
２０２  平行６面体の結晶ロッド
２０３  励起用ランプ
２０４  共振ミラー
２０５  ミラー
２０６  ミラー
２０７  クーラー
２０８  電源
３００  線状レーザビーム
３０１  線状レーザビーム２００の比較的エネルギーの強い領域。
３０２  線状レーザビーム２００の比較的エネルギーの弱い領域。
３０３  線状レーザビーム２００を前記線状レーザビームの長さ方向に垂直な方向にスキャンさせながら照射したa-Si膜。
３０４  a-Si膜の比較的強いエネルギーのレーザビームが照射された領域。
３０５  a-Si膜の比較的弱いエネルギーのレーザビームが照射された領域。
４０１  YAGレーザの共振器
４０２  第２高調波を発生させる非線形光学素子
４０３  ビームスプリッタ
４０４  ミラー
４０５  シリンドリカルレンズアレイ
４０６  シリンドリカルレンズ
４０７  照射面
５０１  YAGレーザの共振器
５０２  第２、第３高調波を発生させる非線形光学素子
５０３  ビームスプリッタ
５０４  ビームスプリッタ
５０５  ミラー
５０６  第２高調波用シリンドリカルレンズアレイ
５０７  第３高調波用シリンドリカルレンズアレイ
５０８  シリンドリカルレンズ
５０９  照射面
１００１  レーザ共振器
１００２  非線形光学素子
１００３  ビームスプリッタ
１００４  ビームスプリッタ
１００５  ミラー
１００６  ミラー
１００７１  シリンドリカルレンズアレイ
１００７２  シリンドリカルレンズアレイ
１００８１  シリンドリカルレンズアレイ
１００８２  シリンドリカルレンズアレイ
１００９１  シリンドリカルレンズ
１００９２  シリンドリカルレンズ
１０１０１  シリンドリカルレンズ
１０１０２  シリンドリカルレンズ
１０１１  照射面
１３０１  YAGレーザ発振器
１３０２  共振器
１３０３  非線形光学素子
１３０４  ビームスプリッタ
１３０５  ビームスプリッタ
１３０６  ミラー
１３０７  ミラー
１３０８１  シリンドリカルレンズアレイ
１３０８２  シリンドリカルレンズアレイ
１３０９１  シリンドリカルレンズアレイ
１３０９２  シリンドリカルレンズアレイ
１３１０１  シリンドリカルレンズ
１３１０２  シリンドリカルレンズ
１３１１１  シリンドリカルレンズ
１３１１２  シリンドリカルレンズ
１３１２１  シリンドリカルレンズ
１３１２２  シリンドリカルレンズ
１３１３  照射面
１４００  レーザ発振器
１４０１  ロードアンロード室
１４０２  トランスファ室
１４０３  ロボットアーム
１４０４  アライメント室
１４０５  プレヒート室
１４０６  ゲートバルブ
１４０７  レーザ照射室
１４０８  照射面
１４０９  レーザ光学系
１４１０  石英窓
１４１１  真空ポンプ
１４１２  ガスボンベ
１４１３  移動機構
１４１４  赤外線ランプ
１４１５  クーリング室
１５０１  基板
１５０２  下地膜
１５０３a 非晶質シリコン膜
１５０３b 結晶質シリコン膜
１５０４  島状半導体層
１５０５  島状半導体層
１５０６  島状半導体層
１５０７  島状半導体層
１５０８  マスク層
１５０９  レジストマスク
１５１０  半導体層
１５１１  半導体層
１５１２  半導体層
１５１３  レジストマスク
１５１４  レジストマスク
１５１５  レジストマスク
１５１６  レジストマスク
１５１７  不純物領域
１５１８  不純物領域
１５１９  不純物領域
１５２０  ゲート絶縁膜
１５２１  導電層
１５２２  導電層
１５２３  レジストマスク
１５２４  レジストマスク
１５２５  レジストマスク
１５２６  レジストマスク
１５２７  レジストマスク
１５２８  ゲート電極
１５２９  ゲート電極
１５３０  ゲート電極
１５３１  ゲート電極
１５３２  容量配線
１５３３  レジストマスク
１５３４  不純物領域
１５３５  レジストマスク
１５３６  レジストマスク
１５３７  レジストマスク
１５３８  不純物領域
１５３９  不純物領域
１５４０  不純物領域
１５４１  不純物領域
１５４２  不純物領域
１５４３  不純物領域
１５４４  不純物領域
１５４５  導電層
１５４６  導電層
１５４７  ゲート配線
１５４８  ゲート配線
１５４９  容量配線
１５５０  層間絶縁膜
１５５１  ソース配線
１５５２  ソース配線
１５５３  ソース配線
１５５４  ソース配線
１５５５  ドレイン配線
１５５６  ドレイン配線
１５５７  ドレイン配線
１５５８  ドレイン配線
１５５９  パッシベーション膜
１５６０  第２の層間絶縁膜
１５６１  画素電極
１５６２  画素電極
１５６３  コンタクト部
１５６４  コンタクト部
１５６５  コンタクト部
１６０１  ｐチャネル型ＴＦＴ
１６０２  第１のｎチャネル型ＴＦＴ
１６０３  第２のｎチャネル型ＴＦＴ
１６０４  画素ＴＦＴ
１６０５  保持容量
１６０６  チャネル形成領域
１６０７  ソース領域
１６０８  ドレイン領域
１６０９  チャネル形成領域
１６１０  ＬＤＤ領域
１６１１  ソース領域
１６１２  ドレイン領域
１６１３  チャネル形成領域
１６１４  ＬＤＤ領域
１６１５  ＬＤＤ領域
１６１６  ソース領域
１６１７  ドレイン領域
１６１８  チャネル形成領域
１６１９  チャネル形成領域
１６２０  Ｌoff領域
１６２１  Ｌoff領域
１６２２  Ｌoff領域
１６２３  Ｌoff領域
１６２４  ソースまたはドレイン領域
１６２５  ソースまたはドレイン領域
１６２６  ソースまたはドレイン領域
１６２７  半導体層
１７０１  配光膜
１７０２  対向基板
１７０３  遮光膜
１７０４  透明導電膜
１７０５  配向膜
１７０６  液晶材料
１７０７  柱状スペーサ
１８０１  触媒元素含有層
１８０２  結晶質シリコン膜
１９０１  触媒元素含有層
１９０２  結晶質半導体膜
１９０３  結晶質シリコン膜
７１  ＦＰＣ
７２  外部入力端子
７３  入力配線
７４  入力配線
【図１】
0004514861.tif 000002
【図２】
0004514861.tif 000003
【図３】
0004514861.tif 000004
【図４】
0004514861.tif 000005
【図５】
0004514861.tif 000006
【図６】
0004514861.tif 000007
【図７】
0004514861.tif 000008
【図８】
0004514861.tif 000009
【図９】
0004514861.tif 000010
【図１０】
0004514861.tif 000011
【図１１】
0004514861.tif 000012
【図１２】
0004514861.tif 000013
【図１３】
0004514861.tif 000014
【図１４】
0004514861.tif 000015
【図１５】
0004514861.tif 000016
【図１６】
0004514861.tif 000017
【図１７】
0004514861.tif 000018
【図１８】
0004514861.tif 000019
【図１９】
0004514861.tif 000020
【図２０】
0004514861.tif 000021
【図２１】
0004514861.tif 000022
【図２２】
0004514861.tif 000023
【図２３】
0004514861.tif 000024
【図２４】
0004514861.tif 000025
【図２５】
0004514861.tif 000026
【図２６】
0004514861.tif 000027
【図２７】
0004514861.tif 000028
【図２８】
0004514861.tif 000029
【図２９】
0004514861.tif 000030
【図３０】
0004514861.tif 000031
【図３１】
0004514861.tif 000032
【図３２】
0004514861.tif 000033
【図３３】
0004514861.tif 000034
【図３４】
0004514861.tif 000035