(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極の上に反射調節膜を形成し、前記反射調節膜の上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、前記半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、
前記反射調節膜が、前記ゲート電極で反射されるレーザビームの反射光を低減させて、前記ゲート電極に対応する領域と他の領域とで前記半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にする
半導体膜の製造方法。
【請求項２】
一面で反射する光と他面で反射する光とを干渉させて反射光を弱める干渉膜により前記反射調節膜を形成する、請求項１記載の半導体膜の製造方法。
【請求項３】
前記ゲート電極よりも光または電子波に対する高い吸収率を有する吸収膜により前記反射調節膜を形成する、請求項１記載の半導体膜の製造方法。
【請求項４】
ガラス基板の上に反射調節膜を形成し、前記反射調節膜と反対側における前記ガラス基板の上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極の上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、前記半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、
レーザビームに対する反射率が前記ガラス基板および前記絶縁膜よりも前記反射調節膜で高く、その反射調節膜が前記ゲート電極に対応する領域と他の領域とで前記半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にする
半導体膜の製造方法。
【請求項５】
基板の上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極の上に反射調節膜を形成し、前記反射調節膜の上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、前記半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、
前記反射調節膜が、前記ゲート電極で反射されるレーザビームの反射光を低減させて、前記ゲート電極に対応する領域と他の領域とで前記半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にする
半導体素子の製造方法。
【請求項６】
一面で反射する光と他面で反射する光とを干渉させて反射光を弱める干渉膜により前記反射調節膜を形成する、請求項５記載の半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記ゲート電極よりも光または電子波に対する高い吸収率を有する吸収膜により前記反射調節膜を形成する、請求項５記載の半導体素子の製造方法。
【請求項８】
ガラス基板の上に反射調節膜を形成し、前記反射調節膜と反対側における前記ガラス基板の上にゲート電極を形成し、前記ゲート電極の上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、前記半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、
レーザビームに対する反射率が前記ガラス基板および前記絶縁膜よりも前記反射調節膜で高く、前記反射調節膜が前記ゲート電極に対応する領域と他の領域とで前記半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にする
半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光または電子波に対する反射率または吸収率の異なる複数の領域を有する下地部に形成された半導体膜の製造方法、およびそれを備えた半導体素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、表示装置について高精細および高画質な表示が求められている。液晶表示装置では、その要求に応えるために、液晶駆動用のスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）を利用したアクティブマトリクス方式の液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ：Active Matrix Liquid Crystal Display）が用いられている。
【０００３】
このＡＭＬＣＤに用いられるＴＦＴには、能動層であるチャネル領域に非晶質（アモルファス）シリコンを用いるものと、多結晶シリコンを用いるものとがある。このうち、多結晶シリコンを用いたＴＦＴは、非晶質シリコンを用いたものに比べてオン抵抗が低く、応答性や駆動能力に優れており、高精細および高画質な表示を実現するものとして期待されている。また、この多結晶シリコンを用いたＴＦＴは、液晶駆動用のスイッチング素子としてだけではなく、大型液晶表示装置用の液晶駆動用素子としても、更には、駆動回路の論理回路を構成するスイッチング素子としても利用が期待されている。
【０００４】
ところで、この多結晶シリコンを用いたＴＦＴは、例えば、非晶質シリコン膜にエネルギービームを照射して溶融多結晶化する技術を用いることにより、低温で形成することができる。例えば、図１２に示したようにガラス基板１１１の一面にゲート電極１１３を介してチャネル領域１１６ａが形成されるボトムゲート構造のＴＦＴでは、例えば、ガラス基板１１１の一面にゲート電極１１３，絶縁膜１１５および非晶質シリコン膜を積層して形成したのち、この非晶質シリコン膜にエキシマレーザビームを照射して結晶化し、チャネル領域１１６ａ，ソース領域１１６ｂおよびドレイン領域１１６ｃを構成する多結晶シリコン膜１１６を形成していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなボトムゲート構造のＴＦＴでは、多結晶シリコン膜１１６のうち、ゲート電極１１３に対応する領域の結晶粒径が他の領域に比べて大きくなったり、あるいは小さくなったり、極端な場合には融解して消失してしまったり、あるいは結晶化が不十分であったりして、均一な多結晶シリコン膜１１６を得ることができなかった。なお、これは、非晶質シリコン膜とガラス基板１１１との間に、ガラス基板１１１に比べてレーザ反射率の高い、あるいはレーザ吸収率の高いゲート電極１１３が形成されていることが原因しているものと考えられる。
【０００６】
例えば、図１３（Ａ）に示したように、ゲート電極１１３をガラス基板１１１よりも高いレーザ反射率を有するモリブデン（Ｍｏ）あるいはタングステン（Ｗ）などの材料により構成する場合には、非晶質シリコン膜１２３のうちゲート電極１１３に対応する領域では、非晶質シリコン膜１２３の側から照射されたエキシマレーザビームＥが非晶質シリコン膜１２３を通過したのちゲート電極１１３によって反射され、再度非晶質シリコン膜１２３を照射することとなる。すなわち、ゲート電極１１３に対応する領域では、エキシマレーザビームＥが１回照射される他の領域に比べてより多く熱処理されてしまう。
【０００７】
これにより、図１３（Ｂ）に示したように、ゲート電極１１３に対応する領域以外の領域において良好な多結晶シリコン膜１１６が得られる条件でエキシマレーザビームＥを照射すると、ゲート電極１１３に対応する領域１１６ｄにおいては、エネルギーの過剰により大結晶粒化したり、かえって結晶粒径が小さくなったり、またははじけてしまったりするものと考えられる。逆に、ゲート電極１１３に対応する領域において良好な多結晶シリコン膜が得られる条件でエキシマレーザビームＥを照射すると、他の領域においては、エネルギーの不足により微結晶となったり、または結晶化しなかったりするものと考えられる。
【０００８】
また、図１４（Ａ）に示したように、ゲート電極１１３をガラス基板１１１よりも高いレーザ吸収率を有するタンタル（Ｔａ）あるいはクロム（Ｃｒ）などの材料により構成する場合には、非晶質シリコン膜１２３のうちゲート電極１１３に対応する領域では、非晶質シリコン膜１２３の側から照射されたエキシマレーザビームＥが非晶質シリコン膜１２３を通過したのちゲート電極１１３により吸収されてしまい、他の領域に比べて反射が少ない。更に、ゲート電極１１３ではエキシマレーザビームＥを吸収することにより熱が発生するが、ゲート電極１１３はガラス基板１１１よりも熱伝導率の高い材料により構成されているので、発生した熱はゲート電極１１３に接続されている図示しない配線を介して放散されてしまう。よって、ゲート電極１１３に対応する領域は、他の領域に比べて熱処理量が少なくなってしまう。
【０００９】
これにより、図１４（Ｂ）に示したように、ゲート電極１１３に対応する領域以外の領域において良好な多結晶シリコン膜１１６が得られる条件でエキシマレーザビームＥを照射すると、ゲート電極１１３に対応する領域１１６ｄにおいては、エネルギーの不足により微結晶となったり、または結晶化しなかったりするものと考えられる。逆に、ゲート電極１１３に対応する領域において良好な多結晶シリコン膜が得られる条件でエキシマレーザビームＥを照射すると、他の領域においては、エネルギーの過剰により大結晶粒化したり、かえって結晶粒径が小さくなったり、またははじけてしまったりするものと考えられる。
【００１０】
すなわち、ゲート電極１１３に対応する領域と他の領域とで均一な多結晶シリコン膜を得ることができず、結晶粒径に依存するオン電流およびシート抵抗にばらつきが生じてしまい、ＴＦＴの特性がばらついてしまっていた。そのため、このＴＦＴを液晶表示装置の画素部に用いた場合、表示にむらが発生してしまい、液晶表示装置の品質に悪影響を与える原因となってしまっていた。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、高い均一性を有する半導体膜の製造方法およびそれを備えた半導体素子の製造方法を提供することにある。
【００１８】
本発明による半導体膜の製造方法は、基板の上にゲート電極を形成し、ゲート電極の上に反射調節膜を形成し、反射調節膜の上に絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、反射調節膜がゲート電極で反射されるレーザビームの反射光を低減させてゲート電極に対応する領域と他の領域とで半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にするようにしたものである。また、本発明による他の半導体膜の製造方法は、ガラス基板の上に反射調節膜を形成し、反射調節膜と反対側におけるガラス基板の上にゲート電極を形成し、ゲート電極の上に絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、レーザビームに対する反射率がガラス基板および絶縁膜よりも反射調節膜で高く、その反射調節膜がゲート電極に対応する領域と他の領域とで半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にするようにしたものである。
【００２１】
本発明による半導体素子の製造方法は、基板の上にゲート電極を形成し、ゲート電極の上に反射調節膜を形成し、反射調節膜の上に絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、反射調節膜がゲート電極で反射されるレーザビームの反射光を低減させてゲート電極に対応する領域と他の領域とで半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にするようにしたものである。また、本発明による他の半導体素子の製造方法は、ガラス基板の上に反射調節膜を形成し、反射調節膜と反対側におけるガラス基板の上にゲート電極を形成し、ゲート電極の上に絶縁膜を形成し、絶縁膜の上に半導体膜を形成し、その後、半導体膜の側からレーザビームを照射してその半導体膜を多結晶化し、レーザビームに対する反射率がガラス基板および絶縁膜よりも反射調節膜で高く、その反射調節膜がゲート電極に対応する領域と他の領域とで半導体膜に反射されるレーザビームの反射量を同等にするようにしたものである。
【００２９】
本発明による半導体膜の製造方法では、レーザビームを照射して半導体膜を多結晶化する際に、ゲート電極に対応する領域と他の領域とで半導体膜に反射されるレーザビームの反射量が同等になる。
【００３２】
本発明による半導体素子の製造方法は、本発明の半導体膜の製造方法を含むものである。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の半導体膜およびその製造方法は、本発明の半導体素子およびその製造方法に含まれているので、以下の実施の形態においては、半導体素子およびその製造方法の説明において合わせて説明する。また、本発明のエネルギービーム照射装置は、本発明の半導体膜の製造および本発明の半導体素子の製造に用いるものであるので、本発明の半導体素子の製造方法において合わせて説明する。
【００３５】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る半導体素子であるＴＦＴの構成を表すものである。このＴＦＴは、ガラス基板１１の一面に、バッファ層１２を介してゲート電極１３および反射調節膜１４が順次積層されると共に、この反射調節膜１４およびバッファ層１２のガラス基板１１と反対側に、絶縁膜１５および半導体膜１６が順次積層された構造を有している。
【００３６】
バッファ層１２は、例えば、厚さが１μｍであり、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ），窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）あるいはケイ素と酸素と窒素との化合物（ＳｉＯx Ｎy ；以下、酸化窒化ケイ素と言う）、またはそれらの複数を用いた積層膜により構成されている。
【００３７】
ゲート電極１３は、例えば、厚さが１００ｎｍであり、後述する製造方法において照射されるレーザビームに対する反射率がガラス基板１１および絶縁膜１２に比べて高い導電性材料により構成されている。例えば、モリブデン，アルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ）およびタングステンなどからなる群のうちの１種、またはこれらの少なくとも１種を含む合金あるいは化合物により構成されている。なお、このゲート電極１３は、図示しないが、基板１１の一面にバッファ層１２を介して形成された配線に接続されている。
【００３８】
反射調節膜１４は、例えば、後述する製造方法において半導体膜１６の側からレーザビームが照射された場合に、反射調節膜１４と絶縁膜１５との界面において反射する光と、反射調節膜１４とゲート電極１３との界面において反射する光との干渉を利用して、ゲート電極１３に対応する領域での反射光を低減させる干渉膜である。この干渉膜は、例えば、窒化チタン（ＴｉＮ），ケイ素と酸素との化合物（ＳｉＯx ），ケイ素と窒素との化合物（ＳｉＮx ）あるいは水素（Ｈ）が添加された酸化窒化ケイ素などにより構成される。また、それらの複数を用いた積層膜とされていてもよい。干渉膜の厚さは、例えば、構成材料および照射されるレーザビームの波長に応じて、ゲート電極１３に対応する領域での反射光が低減するように調節される。具体的には、５ｎｍから１００ｎｍの範囲内において選択される。
【００３９】
絶縁膜１５は、例えば、厚さが１００ｎｍであり、二酸化ケイ素，窒化ケイ素あるいは酸化窒化ケイ素、またはそれらの複数を用いた積層膜により構成されている。なお、この絶縁膜１５がいわゆるゲート絶縁膜となる。
【００４０】
半導体膜１６は、例えば、厚さが３０ｎｍであり、多結晶のシリコン（Ｓｉ）により構成されている。また、この半導体膜１６は、ゲート電極１３に対応した領域に電流の通路であるチャネル領域１６ａを有すると共に、このチャネル領域１６ａに互いに離間して接続されたソース領域１６ｂとドレイン領域１６ｃとをそれぞれ有している。これらソース領域１６ｂおよびドレイン領域１６ｃは、例えば、リン（Ｐ）などのｎ型不純物、またはボロン（Ｂ）などのｐ型不純物が添加さた不純物領域となっている。
【００４１】
すなわち、この半導体素子では、ガラス基板１１，絶縁膜１２，ゲート電極１３，反射調節膜１４および絶縁膜１５により下地部が構成され、そのうちゲート電極１３が高い反射率を有する高反射領域に該当し、ガラス基板１１および絶縁膜１２，１５が低い反射率を有する低反射領域に該当している。また、反射調節膜１４はゲート電極１３に対応して設けられ、半導体膜１６は反射調節膜１４を間に介して高反射領域であるゲート電極１３と反対側の下地部の表面に形成されている。
【００４２】
なお、この半導体膜１６のガラス基板１１と反対側には、例えば、ゲート電極１３に対応して二酸化ケイ素よりなる絶縁膜１７が設けられており、この絶縁膜１７を介して全面に窒化ケイ素よりなる保護膜１８が設けられている。半導体膜１６のガラス基板１１と反対側には、また、ソース領域１６ｂに対応して保護膜１８に形成された開口１８ａを介してソース電極１９ａが設けられ、ドレイン領域１６ｃに対応して保護膜１８に形成された開口１８ｂを介してドレイン電極１９ｂが設けられている。ソース電極１９ａおよびドレイン電極１９ｂは、例えば、アルミニウムなどの金属により構成されている。
【００４３】
このような構成を有するＴＦＴは、次のようにして製造することができる。
【００４４】
図２乃至図４はその製造方法を工程順に表すものである。まず、例えば、図２（Ａ）に示したように、ガラス基板１１の一面に、スパッタリング法によりバッファ層１２を形成する。次いで、このバッファ層１２の上に、例えば、スパッタリング法により、ゲート電極１３を形成するための電極層２１を後続の工程で照射するレーザビームに対してガラス基板１１およびバッファ層１２よりも高い反射率を有する導電性材料を用いて形成する。続いて、この電極層２１の上に、例えば、スパッタリング法により、反射調節膜１４を形成するための反射調節膜層２２を反射調節膜１４の説明において述べた材料および厚さで形成する。
【００４５】
反射調節膜層２２を形成したのち、例えば、図２（Ｂ）に示したように、リソグラフィ技術を用い、ゲート電極１３の形成予定領域に対応させて反射調節膜層２２および電極層２１を選択的に除去し、ゲート電極２３および反射調節膜１４をそれぞれ形成する。
【００４６】
ゲート電極２３および反射調節膜１４をそれぞれ形成したのち、例えば、図３（Ａ）に示したように、反射調節膜１４および絶縁膜１２の上に、スパッタリング法により絶縁膜１５を形成する。そののち、例えば、この絶縁膜１５の上に、スパッタリング法により、半導体膜１６を形成するための非晶質シリコンよりなる半導体前駆体膜２３を半導体膜１６の説明において述べた厚さで形成する。
【００４７】
半導体前駆体膜２３を形成したのち、例えば、図３（Ｂ）に示したように、半導体前駆体膜２３における吸収率の高い波長のレーザビームＥを半導体前駆体膜２３の側から照射する。具体的には、エキシマレーザビームを用い、その波長にはＸｅＣｌの３０８ｎｍ，ＫｒＦの２４８ｎｍあるいはＡｒＦの１９３ｎｍなどを用いる。これにより、半導体前駆体膜２３が加熱され、溶融結晶化し、多結晶シリコンよりなる半導体膜１６が形成される。
【００４８】
なお、ここでは、ゲート電極１３と半導体前駆体膜２３との間に反射調節膜１４が形成されているので、半導体前駆体膜２３のうち高反射領域であるゲート電極１３に対応する領域では、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥが、半導体前駆体膜２３を通過したのち、反射調節膜１４と絶縁膜１５との界面および反射調節膜１４とゲート電極１３との界面においてそれぞれ反射し、干渉により反射光が弱められる。また、半導体前駆体膜２３のうちゲート電極１３と対応しない領域では、レーザビームＥが半導体前駆体膜２３を通過したのちほとんど絶縁膜１２およびガラス基板１１を透過してしまい、反射光は少ない。すなわち、ゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射率の違いが反射調節膜１４により調節され、半導体前駆体膜２３に与えられるエネルギー量が均一となっている。よって、ここでは、均一な多結晶よりなる半導体膜１６が形成される。
【００４９】
半導体膜１６を形成したのち、例えば、図４に示したように、半導体膜１６の上に、スパッタリング法により二酸化ケイ素膜を形成したのち、その上にフォトレジスト膜２４を塗布形成し、このフォトレジスト膜２４に対してガラス基板１１の側からｇ線（波長４３６ｎｍ）による露光（裏面露光）を行う。このとき、ゲート電極１３がマスクとなり、ゲート電極１３と同じ幅のフォトレジスト膜２４が自己整合的に形成される。次いで、このフォトレジスト膜２４をマスクとしてエッチングにより二酸化ケイ素膜を選択的に除去し、ゲート電極１３に対応させて絶縁膜１７を形成する。
【００５０】
そののち、例えば、フォトレジスト膜２４をマスクとして、ＰＨ3 （ホスフィン）あるいはジボラン（Ｂ2 Ｈ6 ）などのプラズマを用いたプラズマドーピングＤにより、またはイオンドーピングＤにより不純物を半導体膜１６に選択的に導入する。これにより、ソース領域１６ｂおよびドレイン領域１６ｃがそれぞれ形成されると共に、それらの間にチャネル領域１６ａが形成される。
【００５１】
半導体膜１６に不純物を導入したのち、例えば、フォトレジスト膜２４を除去し、半導体膜１６および絶縁膜１７の上に保護膜１８を形成する。そののち、ソース領域１６ｂおよびドレイン領域１６ｃにそれぞれ対応させて、保護膜１８に開口１８ａ，１８ｂをそれぞれ形成すると共に、ソース電極１９ａおよびドレイン電極１９ｂをそれぞれ選択的に形成する。これにより、図１に示したＴＦＴが形成される。
【００５２】
なお、ここでは、半導体前駆体膜２３にレーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成したのち、二酸化ケイ素膜を形成して絶縁膜１７を形成し、不純物の導入を行うようにしたが、半導体前駆体膜２３の上に二酸化ケイ素膜を形成してから二酸化ケイ素膜を介してレーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成するようにしてもよく、不純物の導入を行ってからレーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成するようにしてもよい。また、保護膜１８を形成してからレーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成するようにしてもよい。
【００５３】
このＴＦＴは次のように動作し、作用する。
【００５４】
このＴＦＴでは、ゲート電極１３に電圧が印加されると、チャネル領域１６ａを流れる電流が変調される。ここでは、ゲート電極１３と半導体膜１６との間に干渉膜よりなる反射調節膜１４が設けられているので、レーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成する際のエネルギー量がチャネル領域１６ａ，ソース領域１６ｂおよびドレイン領域１６ｃで均一となり、均一で良好な半導体膜１６が形成されている。よって、オン電流およびシート抵抗のばらつきが低減され、良好な特性が得られる。
【００５５】
このように、本実施の形態によれば、ゲート電極１３と半導体膜１６との間に干渉膜よりなる反射調節膜１４を設けるようにしたので、レーザビームＥを照射して半導体膜１６を形成する際に、ゲート電極１３に対応する領域におけるレーザビームＥの反射量を干渉の利用により少なくすることができる。よって、半導体膜１６に与えられるエネルギー量をチャネル領域１６ａ，ソース領域１６ｂおよびドレイン領域１６ｃで均一とすることができ、均一で良好な半導体膜１６を形成することができる。従って、オン電流およびシート抵抗のばらつきが低減され、良好な特性を得ることができる。
【００５６】
（第２の実施の形態）
本実施の形態に係るＴＦＴは、反射調節膜１４の構成が異なることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、ここでは、図１乃至図４を参照しつつ、対応する構成要素には同一の符号を付し、同一部分についての詳細な説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態における反射調節膜１４は、例えば、製造工程において照射されるレーザビームＥに対する吸収率がゲート電極１３よりも高い材料よりなる吸収膜であり、レーザビームＥを吸収することにより高反射領域であるゲート電極１３に対応する領域における反射光を低減させ、ゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射量を同等とするようになっている。この吸収膜は、例えば、クロム，鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ）およびタンタルなどからなる群のうちの１種、またはこれらの少なくとも１種を含む合金あるいは化合物により構成されている。この吸収膜の厚さは、ゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射量が同じくなるような厚さに調節される。
【００５８】
このような構成を有するＴＦＴは、例えば、半導体膜１６を形成する際に、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥが半導体前駆体膜２３を通過したのち反射調節膜１４により一部が吸収され、高反射領域であるゲート電極１３に対応する領域における反射率が調節されることを除き、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。また、第１の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
【００５９】
（第３の実施の形態）
本実施の形態に係るＴＦＴは、ゲート電極１３を構成する材料が異なり、かつ反射調節膜１４の構成が異なることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、ここでは、図１乃至図４を参照しつつ、対応する構成要素には同一の符号を付し、同一部分についての詳細な説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態におけるゲート電極１３は、例えば、製造方法において照射されるレーザビームＥに対する吸収率がガラス基板１１および絶縁膜１２に比べて高い導電性材料により構成されている。例えば、クロム，鉄，コバルトおよびタンタルなどからなる群のうちの１種、またはこれらの少なくとも１種を含む合金あるいは化合物により構成されている。すなわち、ここでは、ゲート電極１３が吸収率の高い高吸収領域に該当し、他の領域が低吸収領域に該当している。
【００６１】
反射調節膜１４は、例えば、製造工程において照射されるレーザビームＥに対する反射率がゲート電極１３よりも高い材料よりなる反射膜であり、レーザビームＥを反射することにより高吸収領域であるゲート電極１３に対応する領域における反射光を増加させ、ゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射量を同等とするようになっている。この反射膜は、例えば、モリブデン，アルミニウム，チタンおよびタングステンなどからなる群のうちの１種、またはこれらの少なくとも１種を含む合金あるいは化合物により構成されている。この反射膜の厚さは、高吸収領域であるゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射量が同じくなるような厚さに調節される。例えば、ここでは、ガラス基板１１および絶縁膜１２における反射量が少ないので、反射膜の厚さをレーザビームＥの波長の１／２以下とし、反射膜での反射量は少なくすることが好ましい。
【００６２】
このような構成を有するＴＦＴは、例えば、半導体膜１６を形成する際に、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥが半導体前駆体膜２３を通過したのち反射調節膜１４により一部が反射され、高吸収領域であるゲート電極１３に対応する領域における反射率が調節されることを除き、第１の実施の形態と同様にして製造することができる。また、第１の実施の形態と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
【００６３】
（第４の実施の形態）
図５は、本発明の第４の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表すものである。このＴＦＴは、第１の実施の形態における反射調節膜１４に代えて、他の反射調節膜３４が設けられたことを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、ここでは、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
反射調節膜３４は、ガラス基板１１の半導体膜１６と反対側に設けられており、製造工程において照射されるレーザビームＥに対する反射率がガラス基板１１および絶縁膜１２に比べて高い材料により構成されている。すなわち、この反射調節膜３４は、ガラス基板１１および絶縁膜１２，１５を通過してきたレーザビームＥを反射することにより、高反射領域であるゲート電極１３が形成されていない部分に対応する領域の反射光を増加させ、ゲート電極１３に対応する領域における反射量を同等とするためのものである。よって、この反射調節膜３４は、ゲート電極１３と同等の反射率を有する材料により構成することが好ましい。ここでは、例えば、白金（Ｐｔ）または銀（Ａｇ）により構成されている。また、この反射調節膜３４は、少なくとも低反射領域に対応して設けられていればよい。なお、ここではガラス基板１１の半導体膜１６と反対側の全面に対して設けられている。
【００６５】
このような構成を有するＴＦＴは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００６６】
図６および図７はその製造方法を工程順に表すものである。まず、例えば、図６（Ａ）に示したように、ガラス基板１１の一面と対向する他面に、反射調節膜３４を蒸着する。次いで、例えば、図６（Ｂ）に示したように、ガラス基板１１の一面に、第１の実施の形態と同様にして、バッファ層１２，ゲート電極１３，絶縁膜１５および半導体前駆体膜２３を順次積層して形成する。
【００６７】
続いて、例えば、図７に示したように、第１の実施の形態と同様にして、半導体前駆体膜２３の側からレーザビームＥを照射し、半導体膜１６を形成する。なお、ここでは、ガラス基板１１の半導体前駆体膜２３と反対側に反射調節膜３４が形成されているので、高反射領域であるゲート電極１３が形成されていない部分に対応する領域では、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥが、半導体前駆体膜２３，絶縁膜１２，１５およびガラス基板１１を通過したのち、反射調節膜３４により反射され、再び半導体前駆体膜２３に照射される。また、ゲート電極１３に対応する領域においても、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥが、半導体前駆体膜２３を通過したのち、ゲート電極１３により反射され、再び半導体前駆体膜２３に照射される。
【００６８】
よって、反射調節膜３４により高反射領域であるゲート電極１３に対応する領域と他の領域との反射率の違いが調節され、半導体前駆体膜２３に与えられるエネルギー量が均一となっている。また、半導体前駆体膜２３にはレーザビームＥの直接の照射光と反射光とがそれぞれ照射されることになるので、照射するレーザビームＥのエネルギー量（レーザ強度×照射時間）は第１の実施の形態の約１／２で足りることになる。
【００６９】
半導体膜１６を形成したのち、例えば、第１の実施の形態と同様にして、絶縁膜１７，チャネル領域１６ａ，ソース領域１６ｂ，ドレイン領域１６ｃ，保護膜１８，ソース電極１９ａおよびドレイン電極１９ｂをそれぞれ形成する。これにより、図５に示したＴＦＴが形成される。なお、そののち、反射防止膜３４を必要に応じて削除してもよい。
【００７０】
また、このＴＦＴは、反射調節膜３４により絶縁膜１２のうちゲート電極１３が形成されていない部分に対応する低反射領域の反射率が調節されることを除き、第１の実施の形態と同様に作用する。
【００７１】
このように、本実施の形態によれば、ガラス基板１１の半導体膜１６と反対側に反射膜よりなる反射調節膜３４を設けるようにしたので、高反射領域であるゲート電極１３が形成されていない部分に対応する領域の反射量を増加させることができ、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、レーザビームＥの直接の照射光と反射光とを利用することができるので、照射するレーザビームＥのエネルギー量を少なくすることができる。更に、反射調節膜３４をガラス基板１１の他面に設けるだけでよいので、第１の実施の形態に比べて簡単に製造することができる。
【００７２】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表すものである。このＴＦＴは、第１の実施の形態における反射調節膜１４が削除され、半導体膜１６の構成が異なることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。よって、ここでは、対応する構成要素には同一の符号を付し、同一部分についての詳細な説明を省略する。
【００７３】
この半導体膜１６は、レーザビームがガラス基板１１の側とその反対側との対向する２方向から照射されることにより形成されたものであることを除き、第１の実施の形態と同一の構成を有している。
【００７４】
このような構成を有するＴＦＴは、例えば、次のようにして製造することができる。
【００７５】
図９は、このＴＦＴの製造に用いるエネルギービーム照射装置の構成を表すものである。このエネルギービーム照射装置は、２つのレーザ発振器４１，４２と、このレーザ発振器４１，４２からそれぞれ発振されたレーザビームを被処理体Ｍに対して照射する処理部５０とを備えている。この処理部５０の内部には、被処理体Ｍを支持すると共に、被処理体Ｍを移動させて処理部５０への挿入および取り出しを行う支持部５１が設けられている。また、処理部５０の外部には、処理部５０の内部に挿入する被処理体Ｍおよび処理部５０の内部から取り出した被処理体Ｍを搬送する搬送ローラ５２が設けられている。
【００７６】
更に、この処理部５０には、レーザ発振器４１，４２からそれぞれ発振されたレーザビームを被処理体Ｍに照射する照射部５３，５４が対向する位置に配設されている。なお、レーザ発振器４１，４２からそれぞれ発振されたレーザビームは、反射板４３，４４などの光学経路を介して照射部５３，５４に導かれるようになっている。
【００７７】
本実施例では、まず、例えば、図１０に示したように、第１の実施の形態と同様にして、ガラス基板１１の一面にバッファ層１２，ゲート電極１３，絶縁膜１５および半導体前駆体膜２３を順次積層して形成する。次いで、例えば、図９に示したエネルギービーム照射装置を用い、図１１に示したように、半導体前駆体膜２３の側およびガラス基板１１の側の対向する２方向からレーザビームＥを同時に照射して半導体膜１６を形成する。
【００７８】
ここにおいて、半導体前駆体膜２３の側から照射されたレーザビームＥ1 は、高反射領域であるゲート電極１３に対応する領域では、半導体前駆体膜２３を通過したのちゲート電極１３により反射され、再び半導体前駆体膜２３に照射される。また、ゲート電極１３が形成されていない部分に対応する領域では、半導体前駆体膜２３を通過したのちほとんどが絶縁膜１２およびガラス基板１１を通過する。一方、ガラス基板１１の側から照射されたレーザビームＥ2 は、ゲート電極１３に対応する領域では、ガラス基板１１を通過したのちゲート電極１３により反射され、半導体前駆体膜２３には照射されない。また、他の領域では、ガラス基板１１および絶縁膜１２を通過したのち、半導体前駆体膜２３に照射される。すなわち、半導体前駆体膜２３に与えられるエネルギー量が均一となっている。
【００７９】
なお、ここでは、半導体前駆体膜２３の側から照射されるレーザビームＥ1 は、ゲート電極１３において反射して再び半導体前駆体膜２３に照射されるので、そのエネルギー量は第１の実施の形態の約１／２で足りることになる。また、ガラス基板１１の側から照射するレーザビームＥ2 のエネルギー量は、ガラス基板１１における散乱を考慮し、半導体前駆体膜２３の側から照射するレーザビームＥ1 よりも若干強くする方が好ましい。
【００８０】
続いて、例えば、第１の実施の形態と同様にして、絶縁膜１７，チャネル領域１６ａ，ソース領域１６ｂ，ドレイン領域１６ｃ，保護膜１８，ソース電極１９ａおよびドレイン電極１９ｂをそれぞれ形成する。これにより、図５に示したＴＦＴが形成される。
【００８１】
なお、ここでは、図９に示したエネルギービーム照射装置を用いてレーザビームＥ1 ，Ｅ2 を照射するようにしたが、他の装置を用いて照射するようにしてもよい。例えば、１台のレーザ発振器を用い、半導体前駆体膜２３の側およびガラス基板１１の側のうちの一方からエネルギービームを照射したのち、他の一方からエネルギービームを照射するようにしてもよい。また、２台のレーザ発振器を工程の前後で並べて配置し、半導体前駆体膜２３の側およびガラス基板１１の側のうちの一方からエネルギービームを照射したのち、他の一方からエネルギービームを照射するようにしてもよい。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、半導体前駆体膜２３の側とガラス基板１１の側との対向する２方向からレーザビームＥ1 ，Ｅ2 を照射するようにしたので、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、新たな工程を設ける必要がなく簡単に製造することができると共に、レーザビームの照射時間を短くでき、製造時間を短縮することができる。
【００８３】
また、本実施の形態に係るエネルギービーム照射装置によれば、対向する２方向からレーザビームを照射する照射部５３，５４を設けるようにしたので、容易に本実施の形態に係るＴＦＴを製造することができると共に、製造時間を短縮することができる。
【００８４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態においては、半導体膜１６をシリコンにより構成する場合について説明したが、本発明は、半導体膜をゲルマニウム（Ｇｅ），シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）あるいは化合物半導体などの他の半導体により構成することもできる。
【００８５】
また、上記実施の形態では、レーザビームとしてエキシマレーザを照射する場合について説明したが、本発明は、光を照射して半導体膜を形成する場合に広く適用される。更に、光のみでなく、電子波に対する反射率あるいは吸収率が異なる領域を有する下地部の表面に半導体膜を形成する場合において、電子波を照射して半導体膜を形成する場合についても適用される。すなわち、本発明の製造方法およびエネルギービーム照射装置は、電子ビームなどの他のエネルギービームを用いる場合にも適用される。その際、エネルギービーム照射装置は、レーザ発振器４１，４２に代えて、電子ビーム発振器などのエネルギービーム発振器を備える。
【００８６】
加えて、上記実施の形態においては、ガラス基板１１を用いる場合について説明したが、石英ガラスあるいはプラスチックなどの他の材料よりなる基板を用いるようにしてもよく、半導体膜が表面に形成される下地部に光または電子波の反射率または吸収率が異なる複数の領域が存在すれば、本発明による効果を得ることができる。
【００８７】
更にまた、上記実施の形態においては、半導体素子としてＴＦＴを説明したが、本発明は、光または電子波の反射率または吸収率が異なる複数の領域が存在する下地部の表面に半導体膜が形成された他の半導体素子についても広く適用される。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明したように半導体膜の製造方法または半導体素子の製造方法によれば、エネルギービームの照射により半導体膜を多結晶化する際に、その半導体膜に与えられるエネルギー量を均一とすることができる。よって、均一で良好な半導体膜を得ることができると共に、特性にばらつきの少ない良好な半導体素子を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図２】図１に示したＴＦＴの製造工程を表す断面図である。
【図３】図２に続く製造工程を表す断面図である。
【図４】図３に続く製造工程を表す断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図６】図５に示したＴＦＴの製造工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を表す断面図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係るＴＦＴの構成を表す断面図である。
【図９】図８に示したＴＦＴを製造する際に用いるエネルギービーム照射装置を表す構成図である。
【図１０】図８に示したＴＦＴの製造工程を表す断面図である。
【図１１】図１０に続く製造工程を表す断面図である。
【図１２】従来のＴＦＴを表す断面図である。
【図１３】従来のＴＦＴにおける問題点を説明するための断面図である。
【図１４】従来のＴＦＴにおける問題点を説明するための断面図である。
【符号の説明】
１１，１１１…ガラス基板、１２…バッファ層、１３，１１３…ゲート電極、１４，３４…反射調節膜、１５，１７，１１５…絶縁膜、１６…半導体膜、１６ａ，１１６ａ…チャネル領域、１６ｂ，１１６ｂ…ソース領域、１６ｃ，１１６ｃ…ドレイン領域、１８…保護膜、１９ａ…ソース電極、１９ｂ…ドレイン電極、２１…電極層、２２…反射調節膜層、２３…半導体前駆体膜、２４…フォトレジスト膜、４１，４２…レーザ発振器、４３，４４…反射板、５０…処理部、５１…支持部、５２…搬送ローラ、５３，５４…照射部、１１６…多結晶シリコン膜、１２３…非晶質シリコン膜
【図１】
0004501173.tif 000002
【図２】
0004501173.tif 000003
【図３】
0004501173.tif 000004
【図４】
0004501173.tif 000005
【図５】
0004501173.tif 000006
【図６】
0004501173.tif 000007
【図７】
0004501173.tif 000008
【図８】
0004501173.tif 000009
【図９】
0004501173.tif 000010
【図１０】
0004501173.tif 000011
【図１１】
0004501173.tif 000012
【図１２】
0004501173.tif 000013
【図１３】
0004501173.tif 000014
【図１４】
0004501173.tif 000015