(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザと、
前記レーザから射出されるレーザビームを複数に分割する第１の光学系と、
前記第１の光学系によって分割されたレーザビームを合成して、被照射面において周期的なエネルギー密度分布を有するレーザビームを形成する第２の光学系とを有し、
前記第１の光学系は、シリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムであり、
前記第２の光学系は、中央に第２のレンズを、前記第２のレンズの両側に第１のレンズおよび第３のレンズを配置してなり、
前記第１の光学系は、前記レーザと前記第２の光学系との間に設けられており、
前記第２の光学系は、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの距離と、前記第２のレンズおよび前記第３のレンズの距離とが異なるように設けられており、且つ前記第１の光学系によって分割されたレーザビームそれぞれが、前記第１のレンズ、前記第２のレンズの異なる箇所、及び前記第３のレンズのうち、いずれか異なる箇所に照射されるように設けられていることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項２】
レーザから射出されるレーザビームを被照射面に照射するレーザ照射装置において、
第１の光学系と第２の光学系とを有し、
前記第１の光学系は、シリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムであり、
前記第２の光学系は、中央に第２のレンズを、前記第２のレンズの両側に第１のレンズおよび第３のレンズを配置してなり、
前記第２の光学系は、前記第１のレンズおよび前記第２のレンズの距離と、前記第２のレンズおよび前記第３のレンズの距離とが異なるように設けられており、前記第１の光学系により分割されたレーザビームそれぞれが、前記第１のレンズ、前記第２のレンズの異なる箇所、及び前記第３のレンズのうち、いずれか異なる箇所に照射され、且つ前記第１の光学系により分割されたレーザビームが被照射面で重畳するように設けられており、
前記レーザから射出され前記第１の光学系および前記第２の光学系を経たレーザビームは、前記被照射面において周期的なエネルギー密度分布を有することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記被照射面に照射するレーザビームは、前記複数に分割されたレーザビームを干渉させて形成す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のいずれか一項において、前記第１の光学系および前記第２の光学系は、前記レーザから射出されたレーザビームを前記被照射面に対して斜めに照射するように設置されてい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のいずれか一項において、前記第１の光学系および前記第２の光学系は、前記レーザから射出されたレーザビームを前記被照射面に対して３〜３２度の入射角で照射するように設置されてい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５のいずれか一項において、前記レーザは、連続発振またはパルス発振の固体レーザ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６のいずれか一項において、前記レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザまたはＴｉ：サファイアレーザであることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項８】
同一のレーザから射出されたレーザビームの光路をシリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムにより複数に分割し、
前記複数に分割されたレーザビームそれぞれを、中央に配置された第２のレンズ、または前記第２のレンズの両側に配置され、前記第２のレンズまでの距離がそれぞれ異なる第１のレンズもしくは第３のレンズに照射した後、前記複数に分割されたレーザビームを前記第１のレンズ、前記第２のレンズ及び前記第３のレンズにより被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面において周期的なエネルギー密度分布を有するようにレーザビームを合成することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項９】
同一のレーザから射出されたレーザビームの光路をシリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムにより複数に分割し、
前記複数に分割されたレーザビームそれぞれを、中央に配置された第２のレンズ、または前記第２のレンズの両側に配置され、前記第２のレンズまでの距離がそれぞれ異なる第１のレンズもしくは第３のレンズに照射した後、前記複数に分割されたレーザビームを前記第１のレンズ、前記第２のレンズ及び前記第３のレンズにより被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面の第１の方向において周期的なエネルギー密度分布を有するようにレーザビームを合成し、前記被照射面の第１の方向および前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザビームを相対的に移動することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１０】
同一のレーザから射出されたレーザビームの光路をシリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムにより複数に分割して、エネルギー密度の等しい複数のレーザビームを形成し、
前記エネルギー密度の等しい複数のレーザビームそれぞれを、中央に配置された第２のレンズ、または前記第２のレンズの両側に配置され、前記第２のレンズまでの距離がそれぞれ異なる第１のレンズもしくは第３のレンズに照射した後、前記エネルギー密度の等しい複数のレーザビームにおいて前記第１のレンズおよび前記第３のレンズを透過するレーザビームと、前記第２のレンズを透過するレーザビームとのエネルギー密度分布を半周期ずらし、且つ被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面において均一なエネルギー密度分布を有するようにレーザビームを合成することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１１】
同一のレーザから射出されたレーザビームの光路をシリンドリカルレンズアレイおよびシリンドリカルレンズ、またはプリズムにより複数に分割して、エネルギー密度の等しい複数のレーザビームを形成し、
前記エネルギー密度の等しい複数のレーザビームそれぞれを、中央に配置された第２のレンズ、または前記第２のレンズの両側に配置され、前記第２のレンズまでの距離がそれぞれ異なる第１のレンズもしくは第３のレンズに照射した後、前記複エネルギー密度の等しい複数のレーザビームにおいて前記第１のレンズおよび前記第３のレンズを透過するレーザビームと、前記第２のレンズを透過するレーザビームとのエネルギー密度分布を半周期ずらし、且つ被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面の第１の方向において均一なエネルギー密度分布を有するようにレーザビームを合成し、前記被照射面の第１の方向および前記第１の方向に垂直な第２の方向に前記レーザビームを相対的に移動することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１２】
請求項８乃至請求項１１のいずれか一項において、前記被照射面に照射するレーザビームは、前記複数に分割されたレーザビームを干渉させて形成することを特徴とするレーザ照射方法。
【請求項１３】
請求項８乃至請求項１２のいずれか一項において、前記被照射面に対して照射するレーザビームの角度は、３〜３２度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８乃至請求項１３のいずれか一項において、前記レーザは、連続発振またはパルス発振の固体レーザ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８乃至請求項１４のいずれか一項において、前記レーザは、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ３レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザまたはＴｉ：サファイアレーザ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１乃至請求項７のいずれか一項に記載のレーザ照射装置を用いて、半導体膜を結晶化させる、または半導体膜の結晶性を向上させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のレーザ照射装置を用いて、不純物元素を活性化することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項８乃至請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ照射方法を用いて、半導体膜を結晶化させる、または半導体膜の結晶性を向上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８乃至請求項１５のいずれか一項に記載のレーザ照射方法を用いて、不純物元素を活性化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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレーザ光（レーザビーム）の照射方法およびそれを行うためのレーザ照射装置（レーザと該レーザから出力されるレーザ光（レーザビーム）を被処理体まで導くための光学系を含む装置）に関する。また、レーザ光の照射を工程に含んで作製された半導体装置の作製方法に関する。なお、ここでいう半導体装置には、液晶表示装置や発光装置等の電気光学装置及び該電気光学装置を部品として含む電子装置も含まれるものとする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガラス等の絶縁基板上に形成された半導体膜に対しレーザアニールを施して、結晶化させたり、結晶性を向上させて、結晶性半導体膜を得る技術が広く研究されている。なお、本明細書中において、結晶性半導体膜とは、結晶化領域が存在する半導体膜のことを言い、全面が結晶化している半導体膜も含む。
【０００３】
ガラス基板は、合成石英ガラス基板と比較し、安価で、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。また、結晶化に好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板の温度を余り上昇させずに、半導体膜に高いエネルギーを与えることができる。また、電熱炉を用いた加熱手段に比べて格段にスループットが高い。
【０００４】
レーザ光の照射により形成された結晶性半導体膜は、高い移動度を有するため、この結晶性半導体膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、１枚のガラス基板上に、画素部用、または画素部用と駆動回路用のＴＦＴを作製するアクティブマトリクス型の液晶表示装置等に利用されている。
【０００５】
前記レーザ光として、エキシマレーザ等から発振されたレーザ光が用いられることが多い。エキシマレーザは出力が大きく、高周波数での繰り返し照射が可能であるという利点を有し、さらにエキシマレーザから発振されるレーザ光は半導体膜としてよく用いられる珪素膜に対しての吸収係数が高いという利点を有する。そして、レーザ光の照射には、レーザ光を照射面またはその近傍における形状が矩形状となるように光学系にて成形し、レーザ光を移動させて(あるいはレーザ光の照射位置を照射面に対し相対的に移動させて)、照射する方法が生産性が高く工業的に優れている。なお、本明細書中では、照射面またはその近傍における形状が矩形状であるレーザ光を矩形状ビーム、点状であるレーザ光を点状ビームと呼ぶ。
【０００６】
一方、用いる基板の大面積化はますます進んでいる。１枚の大面積基板を用いて、複数の液晶表示装置用パネルなどの半導体装置を作製する方がスループットが高く、コストの低減が実現できるためである。大面積基板として、例えば６００ｍｍ×７２０ｍｍの基板、円形の１２インチ（直径約３００ｍｍ）の基板等使用されるようになっている。さらに、将来的には一辺が１ｍを越える基板も用いられるものと考えられる。
【０００７】
一般的にレーザアニールに用いられるエキシマレーザは、レーザ光を形成する励起ガスとして、ＫｒＦ（波長２４８ｎｍ）やＸｅＣｌ（波長３０８ｎｍ）が用いられる。ところが、Ｋｒ（クリプトン）やＸｅ（キセノン）といったガスは非常に高価であり、ガス交換の頻度が高くなると製造コストの増加を招くという問題がある。
【０００８】
また、レーザ発振を行うレーザチューブや発振過程で生成した不要な化合物を除去するためのガス精製器などの付属機器の交換が３〜６ヶ月に一度必要となる。これらの付属機器は高価なものが多く、やはり製造コストの増加を招くという問題がある。
【０００９】
以上のように、エキシマレーザを用いたレーザ照射装置は確かに高い性能を持っているが、メンテナンスに非常に手間がかかり、生産用レーザ装置としてはランニングコスト（ここでは稼働に伴い発生する費用を意味する）が高いという欠点も併せ持っている。
【００１０】
そこで、近年、最大出力が著しく向上している固体レーザを用いて半導体膜のアニールを行うことが考えられる。なお、固体レーザは、基本的には固体結晶、共振ミラー及び固体結晶を励起するための光源があればレーザ光を出力できるため、エキシマレーザのようにメンテナンスの手間がかからない。即ち、ランニングコストがエキシマレーザに比べて非常に低いため、半導体装置の製造コストを大幅に低減することが可能となる。また、メンテナンスの回数が減れば量産ラインの稼働率も高まるため製造工程のスループット全体が向上し、このことも半導体装置の製造コストの低減に大きく寄与する。さらに、固体レーザの専有面積はエキシマレーザに比べて小さいので、製造ラインの設計に有利である。
【００１１】
また、固体レーザは一般的に、ＹＡＧレーザ（通常はＮｄ：ＹＡＧレーザを指す）、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが知られている。ここではＹＡＧレーザを例に挙げて説明する。ＹＡＧレーザは、基本波として、波長１０６５ｎｍのレーザ光を出すことで知られている。このレーザ光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つである非晶質珪素膜の結晶化を行うことはエネルギーロスが大きく効率が悪い。ところが、このレーザ光は非線形光学素子を用いることにより、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（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高調波（２６６ｎｍ）、第５高調波（２１３ｎｍ）、と名付けられている。これらの高調波は非晶質珪素膜に対し吸収係数が高いので、非晶質珪素膜の結晶化に用いる事ができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＹＡＧレーザは非常に高い干渉性を持つコヒーレントな光である。エキシマレーザのコヒーレント長が数μｍ〜数十μｍであるのに対し、ＹＡＧレーザのコヒーレント長は１０ｍｍ前後またはそれ以上である。そのため、照射面またはその近傍においてレーザ光を集光させても干渉の影響で、エネルギー分布が一様なレーザ光を形成するのが難しく、均一なレーザアニールを行うことができなかった。
【００１３】
そこで本発明は、高い干渉性を持つレーザや大面積基板を用いた場合でも、効率よく、かつ、照射面の全面においてレーザ光の照射を行うための方法およびそれを行うためのレーザ照射装置を提供することを課題とする。また、このようなレーザ照射方法により、半導体膜の結晶化や不純物元素の活性化を行って得られた半導体膜を用いて半導体装置を作製する方法を提供することを課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本明細書で開示するレーザ照射装置に関する発明の構成は、レーザと、前記レーザから射出するレーザ光（レーザビーム）を複数のレーザ光（レーザビーム）にする分割手段と、照射面またはその近傍において前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成して周期的なエネルギー分布を有するレーザ光（レーザビーム）の形成手段と、前記レーザ光に対する相対的な基板の移動手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
また、本明細書で開示するレーザ照射装置に関する発明の構成は、レーザと、前記レーザから射出するレーザ光（レーザビーム）を複数に分割する第１の光学系と、前記第１の光学系によって分割されたレーザ光（レーザビーム）を合成して、被照射面において周期的なエネルギー分布を有するレーザ光（レーザビーム）を形成する第２の光学系とを有し、前記第１の光学系は、前記レーザと前記第２の光学系との間に設けられていることを特徴としている。
【００１６】
また、本明細書で開示するレーザ照射装置に関する発明の構成は、レーザから射出するレーザ光（レーザビーム）を被照射面に照射するレーザ照射装置において、第１の光学系と第２の光学系とを有し、前記第２の光学系は、前記第１の光学系により分割されたレーザ光（レーザビーム）の光軸を被照射面で重畳するように配置されており、前記レーザから射出され前記第１の光学系および前記第２の光学系を経たレーザ光は、前記被照射面において周期的なエネルギー分布を有することを特徴としている。
【００１７】
上記発明の構成において、前記レーザは、連続発振またはパルス発振の固体レーザであることを特徴としている。前記固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
【００１８】
また、上記発明の構成において、前記第１の光学系および第２の光学系は、前記レーザから射出されたレーザ光（レーザビーム）を試料の被照射面に対して斜めに照射するように設置されていることを特徴としている。
【００１９】
また、上記発明の構成において、前記周期的なエネルギー分布は、前記複数のレーザ光が照射面またはその近傍において合成され、干渉することにより形成されたものである。しかしながら、強い干渉が起きている場合は、エネルギー密度の高低差が大きくなりすぎて、エネルギー密度の低い領域では十分なアニールが行われなくなる可能性もある。そこで、複数のレーザ光のうち少なくとも２つのレーザ光により形成される第１の干渉と、他の少なくとも２つのレーザ光により形成される第２の干渉とを、ずらして重ね合わせ、第１の干渉と第２の干渉のエネルギー分布を変えることで、エネルギー密度の高低差を調節することができる。すなわち、第１の干渉のエネルギー分布と第２の干渉のエネルギー分布とを合成することにより、エネルギー分布の周期的変化の小さいレーザ光（レーザビーム）を形成することができる。さらに、前記第１の干渉と前記第２の干渉とが同じエネルギー分布を有するとき、半周期分ずらして重ね合わせれば、照射面において一様なエネルギー分布のレーザ光を形成することもできる。もちろん、重ね合わせる干渉の数は２つに限らない。
【００２０】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）に分割する手段は、シリンドリカルレンズアレイ、プリズムおよびミラーから選ばれた一種を用いて行うこともできるし、複数種を用いることでさらに多くのレーザ光（レーザビーム）に分割することも可能である。
このような、レーザ光（レーザビーム）を分割する手段は、ガウシアンのように、ビームの分布が周辺よりも中央のほうが高いレーザにおいて、そのレーザを均一にする効果を有する。
【００２１】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成する手段は、ミラーまたはシリンドリカルレンズを用いて行うこともできるし、ミラーとシリンドリカルレンズの両方を用いて行うこともできる。なお、シリンドリカルレンズを用いれば、レーザ光の一方向における長さが縮まり、照射面におけるエネルギー密度が高くなるので好ましい。
【００２２】
また、本明細書で開示するレーザ照射方法に関する発明の構成は、レーザ光（レーザビーム）を複数のレーザ光（レーザビーム）に分割し、照射面またはその近傍において前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成して周期的なエネルギー分布を有するレーザ光（レーザビーム）を形成し、前記レーザ光（レーザビーム）に対して基板を相対的に移動しながら照射することを特徴としている。
【００２３】
また、本明細書で開示するレーザ照射方法に関する発明の構成は、同一のレーザから射出されたレーザ光（レーザビーム）の光路を第１の光学系により複数に分割し、前記複数に分割されたレーザ光（レーザビーム）を第２の光学系により被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面において周期的なエネルギ−分布を有するようにレーザ光（レーザビーム）を合成して、前記被照射面に照射することを特徴としている。
【００２４】
また、本明細書で開示するレーザ照射方法に関する発明の構成は、同一のレーザから射出されたレーザ光（レーザビーム）の光路を第１の光学系により複数に分割し、前記複数に分割したレーザ光（レーザビーム）を第２の光学系により被照射面に対して斜めに照射して、前記被照射面の第１の方向において周期的なエネルギ−分布を有するようにレーザ光（レーザビーム）を合成し、前記被照射面の第１の方向および前記第１の方向に垂直な第２の方向に照射することを特徴としている。
【００２５】
上記発明の構成において、前記レーザ光（レーザビーム）は、連続発振またはパルス発振の固体レーザから発振されたものであることを特徴としている。また、前記固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
【００２６】
また、上記発明の構成において、前記周期的なエネルギー分布は、前記複数のレーザ光（レーザビーム）が照射面またはその近傍において合成され、干渉することにより形成されたものである。
【００２７】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）に分割する手段は、シリンドリカルアレイレンズおよびプリズムおよびミラーから選ばれた一種を用いて行うこともできるし、複数種を用いることでさらに多くのレーザ光に分割することも可能である。
【００２８】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成する手段は、ミラーまたはシリンドリカルレンズを用いて行うこともできるし、ミラーとシリンドリカルレンズの両方を用いて行うこともできる。
【００２９】
また、本明細書で開示する半導体装置の作製方法に関する発明の構成は、レーザ光を複数のレーザ光（レーザビーム）に分割し、照射面またはその近傍において前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成して周期的なエネルギー分布を有するレーザ光を形成し、前記レーザ光（レーザビーム）に対して半導体膜を移動しながら照射することを特徴としている。
【００３０】
上記発明の構成において、前記レーザ光は、連続発振またはパルス発振の固体レーザから発振されたものであることを特徴としている。また、前記固体レーザとして、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどが挙げられる。
【００３１】
また、上記発明の構成において、前記周期的なエネルギー分布は、前記複数のレーザ光（レーザビーム）が照射面またはその近傍において合成され、干渉することにより形成されたものである。
【００３２】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）に分割する手段は、シリンドリカルアレイレンズおよびプリズムおよびミラーから選ばれた一種を用いて行うこともできるし、複数種を用いることでさらに多くのレーザ光（レーザビーム）に分割することも可能である。
【００３３】
また、上記発明の構成において、前記複数のレーザ光（レーザビーム）を合成する手段は、ミラーまたはシリンドリカルレンズを用いて行うこともできるし、ミラーとシリンドリカルレンズの両方を用いて行うこともできる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図１〜図３を用いて詳細に説明する。
【００３５】
図１は本発明のレーザ照射装置の一例である。レーザ１０１から発振されたレーザ光は非線形光学素子１０２により高調波に変換され、分割手段であるミラー１０３により複数のレーザ光に分割される。それぞれのレーザ光は周期的なエネルギー分布を有するレーザ光の形成手段であるミラー１０４ａ、１０４ｂによって反射され、基板１１０に到達する。前記基板１１０において、複数のレーザ光が合成されることで干渉が生じ、周期的なエネルギー分布を有するレーザ光が形成される。基板１１０は、レーザ光に対する相対的な基板の移動手段である可動式のステージ１１１上に設置されており、前記ステージ１１１を移動させることで、大面積基板におけるレーザ光の照射も可能となっている。また、シリンドリカルレンズ１０５ａ、１０５ｂは照射面においてエネルギー密度を高めるために設置するのが望ましい。
【００３６】
なお、レーザから射出されたレーザ光の形状は、レーザの種類によって異なり、ロッド形状が円筒形であれば円状となり、スラブ型であれば矩形状となる。
【００３７】
ここで、照射面におけるレーザ光の干渉の様子について図２を用いて説明する。
【００３８】
図２（Ａ）のように、複数のレーザ光が照射面において重ね合わされると干渉が生じる。このときのエネルギー密度の分布は図２（Ｂ）のようにエネルギー密度の高い部分と低い部分が交互に現れる波状の周期的な分布となる。エネルギー密度の高い部分だけに着目すれば、複数の点状のレーザ光が列をなしているとみなすことができる。このようなレーザ光を用いて照射すれば、点状のレーザ光が１つの場合よりも、非常に効率良くレーザ光の照射を行うことができる。これは大出力のレーザから発振されたエネルギー密度の高いレーザ光を用いて、半導体膜のアニールを行う場合には特に有効である。また、干渉性の高いレーザ光を用いても、照射面において干渉を生じさせることで周期的なエネルギー密度の分布を形成することができるため、非常に有効である。
【００３９】
また、図２（Ａ）で示すように、複数のレーザ光は照射面において対称的に入射する。そのため、レーザ光１の反射光はレーザ光２が照射面に入射するに至った光路をたどり、レーザ光２の反射光はレーザ光１が照射面に入射するに至った光路をたどる。つまり、それぞれの反射光が戻り光と同様の振る舞いをするので、レーザの出力や周波数の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼす可能性がある。そのため、前記反射光を取り除きレーザの発振を安定させるため、アイソレータを設置するのが好ましい。例えば、非線形光学素子１０２とミラー１０３との間に設置すると反射光を取り除くことができる。
【００４０】
次に、このようなレーザ光を基板の全面に照射する方法について、図３を用いて説明する。
【００４１】
レーザ光に対して基板１１０（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、続いて１１３で示す方向へ移動する。この動作を繰り返すことで、基板１１０の全面を照射することができる。（図３（Ａ））また、レーザ光に対して基板１１０（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、さらに１１４で示す方向に移動させたのち、１１３で示す方向へ移動させてもよいし、レーザ光に対して基板１１０（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、さらに１１４で示す方向に移動させる動作を複数回繰り返した後、１１３で示す方向へ移動させてもよい。（図３（Ｂ））もちろん、レーザ光を移動させることで、基板の全面を照射してもよい。
【００４２】
次に、このような照射方法を用いて、半導体膜の結晶化を行う場合について説明する。レーザ光が半導体膜に照射されると、照射された領域は溶融状態になり、時間が経過するにつれ冷却し固化する。レーザ光を移動させながら照射すれば、次々と溶融状態である領域が形成される一方で、時間の経過により冷却し固化する領域も存在する。つまり、半導体膜中において温度勾配が形成され、レーザ光の移動方向に沿って結晶粒が成長し、大粒径の結晶粒が並列に形成される。
【００４３】
そして、大粒径の結晶粒が並列に形成されている結晶性半導体膜を得ることにより、半導体装置の性能を大幅に向上させうる。例えば、ＴＦＴを例に挙げると、大粒径の結晶粒が並列に形成されることでチャネル形成領域に含まれうる結晶粒界の本数を少なくすることができる。つまり、キャリアが結晶粒界を横切る回数を極端に減らすことができるため、単結晶半導体を用いたトランジスタと同等もしくはそれ以上の高いモビリティ（電界効果移動度）を得ることが可能であり、オン電流値（ＴＦＴがオン状態にある時に流れるドレイン電流値）、オフ電流値（ＴＦＴがオフ状態にある時に流れるドレイン電流値）、しきい値電圧、Ｓ値及び電界効果移動度のバラツキを低減することも可能となる。このように、ＴＦＴの電気的特性は向上し、さらには半導体装置の動作特性および信頼性をも向上し得る。なお、レーザ光の移動方向には結晶粒界がほとんどないため、この方向に平行なチャネル形成領域を有するＴＦＴを作製することが好ましい。
【００４４】
また、半導体膜の全面にレーザ光を照射して結晶粒を形成するため、結晶粒の幅と、複数に分割されたレーザ光により形成される干渉のピッチｐとを一致させることが望ましい。レーザ光の波長をλ、入射角をθとすると、図２（Ａ）より、
ｓｉｎθ＝λ／ｐ
∴θ＝ａｒｃｓｉｎ（λ／ｐ）
が成り立つ。例えば、ＹＡＧレーザやＹＶＯ4レーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用い、形成される結晶粒の幅が１〜１０μｍであるとき、
θ＝ａｒｃｓｉｎ（５３２／１０００）
＝３２．１４
θ＝ａｒｃｓｉｎ（５３２／１００００）
＝３．０５
より、入射角θは３〜３２度となる。
【００４５】
なお、形成される結晶粒の幅が１０μｍ以上になると、結晶内に亀裂が入り欠陥が生じる可能性が高くなる。一方、１μｍ未満では、膜中の結晶粒界が増加してしまい、リーク電流の原因となってしまう。このため、結晶粒の幅は、１〜１０μｍの範囲が好ましい。
このような照射方法を用いれば、大面積基板においても全面にレーザアニールを行うことができる。また、このようなレーザアニールにより半導体膜の結晶化を行うと、大粒径の結晶粒が並列に存在する半導体膜を形成することが可能となる。このため、結晶粒界が減少し、モビリティ（電界効果移動度）の向上、およびオン電流値（ＴＦＴがオン状態にある時に流れるドレイン電流値）、オフ電流値（ＴＦＴがオフ状態にある時に流れるドレイン電流値）、しきい値電圧、Ｓ値及び電界効果移動度のバラツキを低減することも可能となる。よって前記半導体膜を用いて作製されたＴＦＴの電気的特性は向上し、半導体装置の動作特性および信頼性をも向上し得る。
また、基板表面に対して垂直にレーザ光を入射させると、基板裏面から反射されるレーザ光と照射されるレーザ光とが基板表面で干渉を起し、エネルギー密度の分布が不均一となり、結晶性が不均一な半導体膜が形成されるという問題があるが、レーザ光を基板に対して斜めに照射することにより、この問題が解決され、均一な結晶性の半導体膜を形成することができる。
【００４６】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例によりさらに詳細な説明を行うこととする。
【００４７】
【実施例】
［実施例１］
本実施例では、基板の全面にレーザ光を照射するための方法および装置について図１を用いて説明する。
【００４８】
レーザ１０１から射出したレーザ光は、非線形光学素子１０２により高調波に変換するのが望ましい。本実施例では、レーザ１０１として連続発振のＹＡＧレーザを用い、非線形光学素子１０２により第２高調波に変換する。
【００４９】
そして、レーザ光をミラー１０３に照射することでレーザ光の光路を２方向に分割し、それぞれのレーザ光をミラー１０４ａ、１０４ｂに入射させる。そして、好ましくはシリンドリカルレンズ１０５ａ、１０５ｂにより、レーザ光の一方向について長さを縮小する。このようにすることで、エネルギー密度を高めることができる。
【００５０】
ミラー１０４ａ、１０４ｂを反射したレーザ光は照射面である基板１１０に到達する。すなわち、ミラー１０４ａ、１０４ｂを反射したレーザ光は、照射面である基板１１０上で重畳する。図２に示すように、前記基板１１０上では２方向から到達したレーザ光が干渉を起こし、周期的なエネルギー分布が生じる。これは点状のレーザ光が多数並べられていると見なすことができ、点状のレーザ光が１つである場合よりも効率良くレーザ光の照射を行うことができる。
【００５１】
また、図示しないが、それぞれの反射光がお互いの入射に至る光路をたどって、レーザに悪影響を及ぼす可能性があるため、アイソレータを設置するのが望ましい。
【００５２】
このようなレーザ光に対して基板１００（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、続いて１１３で示す方向へ移動する。この動作を繰り返すことで、基板の全面を照射することができる。（図３（Ａ））また、レーザ光に対して基板１００（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、さらに１１４で示す方向に移動させたのち、１１３で示す方向へ移動させてもよいし、レーザ光に対して基板１００（または図１のステージ１１１）を１１２で示す方向に移動し、さらに１１４で示す方向に移動させる動作を複数回繰り返した後、１１３で示す方向へ移動させてもよい。（図３（Ｂ））もちろん、レーザ光を移動させることで、基板の全面を照射してもよい。
【００５３】
このようにして、効率よく、基板の全面にレーザ光を照射することできる。この照射方法を用い、半導体膜のアニールや、不純物元素の活性化などを行うことができる。
【００５４】
［実施例２］
本実施例では、実施例１とは異なるレーザ光の分割方法により基板の全面にレーザ光を照射するための方法および装置について図４を用いて説明する。
【００５５】
レーザ１０１から射出したレーザ光は、非線形光学素子１０２により高調波に変換するのが望ましい。本実施例では、レーザ１０１として、連続発振のＹＶＯ4レーザを用い、非線形光学素子１０２により第３高調波に変換する。
【００５６】
そして、レーザ光をプリズム１２１に照射することで、レーザ光の光路を２方向に分割し、それぞれのレーザ光をミラー１２２ａ、１２２ｂに入射させる。そして、好ましくはシリンドリカルレンズ１０５ａ、１０５ｂにより、レーザ光の一方向の長さを縮小する。このようにすることで、エネルギー密度を高めることができる。
【００５７】
続いて、レーザ光は照射面である基板１１０に到達する。すなわち、ミラー１２２ａ、１２２ｂを反射したレーザ光は、照射面である基板１１０上で重畳する。これにより、図２に示すように、前記基板１１０上では２方向から到達したレーザ光が干渉を起こし、周期的なエネルギー分布が生じている。この様子は点状のレーザ光が多数並べられていると見なすことができ、点状のレーザ光が１つである場合よりも効率良くレーザ光の照射を行うことができる。
【００５８】
また、基板の移動方法については実施例１と同様である。
【００５９】
このようにして、効率よく、基板の全面にレーザ光を照射することができる。
この照射方法を用い、半導体膜のアニールや、不純物元素の活性化などを行うことができる。
【００６０】
［実施例３］
本実施例では、実施例１および実施例２とは異なる方法でレーザ光を分割し、基板の全面にレーザ光を照射するための方法および装置について図５を用いて説明する。
【００６１】
レーザ１０１から射出したレーザ光は、非線形光学素子１０２により高調波に変換するのが望ましい。本実施例では、レーザ１０１としてＹＬＦレーザを用い、非線形光学素子１０２により第３高調波に変換する。
【００６２】
そして、レーザ光をシリンドリカルレンズアレイ１３１に入射することで分割する。本実施例では分割数を４としている。続いて、シリンドリカルレンズ１３２により、レーザ光の集光および発散を行う。これにより４分割されたそれぞれのレーザ光の進行方向（すなわち、レーザ光の光路）を互いに異なるようにすることができるため、それぞれのレーザ光を異なる光学素子に入射させることが容易となる。そして、分割したレーザ光をレンズ１３３ａ〜１３３ｃに入射させる。レンズ１３３ａ、１３３ｃは、レンズ１３３ｂに対して非対称に設置することで（具体的には、レンズ１３３ｂの側面およびレンズ１３３ａの距離（Ｘ）と、レンズ１３３ｂの側面およびレンズ１３３ｃの距離（Ｙ）とが異なるように配置する）、照射面において、１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とのエネルギー分布をずらすことができる。また、対称的に設置すれば、照射面におけるレーザ光のエネルギー分布の高低差を大きくすることもできる。なお、レンズ１３３ａ、１３３ｃはマイクロメータ等を用いて可動式とすれば、微調整が可能となるので望ましい。
【００６３】
レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過した２つのレーザ光は、レーザ１０１から射出したレーザ光の両端の部分であるため、レンズ１３３ｂを透過したレーザ光よりエネルギー密度は低い。そこで、レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、レンズ１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とのエネルギー分布を、例えば半周期ずらして重ねることで、照射面において極端にエネルギー密度の低い部分が発生するのを防ぐことができる。（図６）もちろん、それぞれのレーザ光のエネルギー密度を同じにし、レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とのエネルギー分布を半周期ずらして重ねれば、エネルギー分布が均一なレーザ光を作ることも可能である。（図７）
【００６４】
また、レンズ１３３ａ〜１３３ｃと基板１１０の間にシリンドリカルレンズを設置しても良い。
【００６５】
なお、基板の移動方法については実施例１と同様である。
【００６６】
このようにして、効率よく、基板の全面にレーザ光を照射することできる。この照射方法を用い、半導体膜のアニールや、不純物元素の活性化などを行うことができる。
【００６７】
また、本実施例では、シリンドリカルレンズ１３２によりレーザ光を集光させ発散させた後、さらにレンズ１３３を用いて集光させているが、１３２によって複数のレーザ光を干渉させることもできる。
【００６８】
［実施例４］
本実施例では、実施例１乃至実施例３とは異なる方法でレーザ光を分割し、基板の全面にレーザ光を照射するための方法および装置について図８を用いて説明する。
【００６９】
レーザ１０１から射出したレーザ光は、非線形光学素子１０２により高調波に変換するのが望ましい。レーザ１０１としては、連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、ＹＶＯ4レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザなどを用いることができる。本実施例では、ＹＬＦレーザを用い、第２高調波に変換する。
【００７０】
そして、レーザ光をプリズム１４１に照射することで分割する。本実施例では分割数を４としている。プリズム１４１は、実施例３にて示したシリンドリカルレンズアレイ１３１とシリンドリカルレンズ１３２の組み合わせと同様の役割を持つ。プリズム１４１を使うことで、光学素子の数を２から１に減らすことができるため、光学透過率を向上させることができる。また、光路長が実施例３にて示した系よりも短くてよいという効果もある。短い光路にすることは、単位面積当たりのコストが非常に高いクリーンルームに設置する場合に特に有効である。
そして、分割したレーザ光をレンズ１３３ａ〜１３３ｃに入射させる。レンズ１３３ａ、１３３ｃは、レンズ１３３ｂに対して非対称に設置することで、即ち、レンズ１３３ａおよび１３３ｂの距離とレンズ１３３ｃおよび１３３ｂの距離とが異なる位置に、それぞれのレンズを設置することで、照射面において、１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とをずらすことができる。また、対称的に設置すれば、照射面におけるレーザ光のエネルギー分布の高低差を大きくすることもできる。なお、レンズ１３３ａ、１３３ｃはマイクロメータ等を用いて可動式とすれば、微調整が可能となるので望ましい。
【００７１】
レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過した２つのレーザ光は、レーザ１０１から射出したレーザ光の両端の部分であるため、レンズ１３３ｂを透過したレーザ光よりエネルギー密度は低い。そこで、レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、レンズ１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とを、例えば半周期ずらして重ねることで、照射面において極端にエネルギー密度の低い部分が発生するのを防ぐことができる。（図６）もちろん、それぞれのレーザ光のエネルギー密度を同じにし、レンズ１３３ａ、１３３ｃを透過したレーザ光による干渉と、レンズ１３３ｂを透過した２つのレーザ光による干渉とを半周期ずらして重ねれば、エネルギー密度が均一なレーザ光を作ることも可能である。（図７）
【００７２】
また、レンズ１３３ａ〜１３３ｃと基板１１０の間にシリンドリカルレンズを設置しても良い。
【００７３】
なお、基板の移動方法については実施例１と同様である。
【００７４】
このようにして、効率よく、基板の全面に照射することできる。この照射方法を用い、半導体膜のアニールや、不純物元素の活性化などを行うことができる。
【００７５】
［実施例５］
本実施例ではアクティブマトリクス基板の作製方法について図９〜図１２を用いて説明する。本明細書ではＣＭＯＳ回路、及び駆動回路と、画素ＴＦＴ、保持容量とを有する画素部を同一基板上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。
【００７６】
まず、本実施例では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４００を用いる。なお、基板４００としては、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプラスチック基板を用いてもよい。
【００７７】
次いで、基板４００上に酸化珪素膜、窒化珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地膜４０１を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により形成する。本実施例では下地膜４０１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。
【００７８】
次いで、下地膜上に半導体層を形成する。半導体層は公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで半導体膜を成膜し、レーザ結晶化法により結晶化させる。
レーザ結晶化法は、実施例１乃至４のいずれか一を適用して、レーザから射出されたレーザ光を光学系により複数のレーザ光に分割したのち１つに合成して干渉を形成し、半導体膜に照射する。もちろん、レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法（ＲＴＡやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等）と組み合わせて行ってもよい。そして、得られた結晶性半導体膜を所望の形状にパターニングして半導体層４０２〜４０６を形成する。前記半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあり、非晶質珪素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。
【００７９】
本実施例では、まず、プラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜する。そして、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により第２高調波に変換したのち、実施例１乃至４のいずれか一に示す光学系より複数のレーザ光に分割し、基板上にて合成して干渉を形成する。このときのエネルギー密度の分布は波状となるが、結晶化にはピーク値が１５０ｍＪ／ｃｍ2以上（好ましくは２００ｍＪ／ｃｍ2以上）のエネルギー密度を有するレーザ光が必要である。そして、１０〜２００ｃｍ／ｓ程度の速度でステージを動かして照射し、結晶性珪素膜を形成する。続いて、フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層４０２〜４０６を形成する。
【００８０】
また、半導体層４０２〜４０６を形成した後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。
【００８１】
次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００８２】
また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）とＯ2とを混合し、反応圧力４０Pa、基板温度３００〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度０．５〜０．８W/cm2で放電させて形成することができる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好な特性を得ることができる。
【００８３】
次いで、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でスパッタする。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン（ＷＦ6）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望ましい。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図ることができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のターゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現することができる。
【００８４】
なお、本実施例では、第１の導電膜４０８をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とする組み合わせとしてもよい。
【００８５】
次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、電極及び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。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。（図９（Ｂ））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う。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。
【００８６】
この後、レジストからなるマスク４１０〜４１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッチング用ガスにＣＦ4とＣｌ2とを用い、それぞれのガス流量比を３０：３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行った。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した第２のエッチング条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時間を増加させると良い。
【００８７】
上記第１のエッチング処理では、レジストからなるマスクの形状を適したものとすることにより、基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。このテーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層から成る第１の形状の導電層４１７〜４２２（第１の導電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０〜５０nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成される。
【００８８】
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。
（図９（Ｃ））ここでは、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2とを用い、Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチング処理により第２の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第１の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層４２８〜４３３を形成する。
【００８９】
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低濃度に添加する。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１×１０13〜５×１０14/cm2とし、加速電圧を４０〜８０ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０13／cm2とし、加速電圧を６０ｋｅＶとして行う。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）を用いる。この場合、導電層４２８〜４３３がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に不純物領域４２３〜４２７が形成される。不純物領域４２３〜４２７には１×１０18〜１×１０20/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加する。
【００９０】
レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４３４ａ〜４３４ｃを形成して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で第２のドーピング処理を行う。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６０〜１２０ｋｅＶとして行う。ドーピング処理は第２の導電層４２８ｂ〜４３２ｂ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の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。続いて、第２のドーピング処理より加速電圧を下げて第３のドーピング処理を行って図１０（Ａ）の状態を得る。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０15〜１×１０17/cm2とし、加速電圧を５０〜１００ｋｅＶとして行う。第２のドーピング処理および第３のドーピング処理により、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域４３６、４４２、４４８には１×１０18〜５×１０19/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加され、高濃度不純物領域４３５、４４１、４４４、４４７には１×１０19〜５×１０21/cm3の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加される。
【００９１】
もちろん、適当な加速電圧にすることで、第２のドーピング処理および第３のドーピング処理は１回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度不純物領域を形成することも可能である。
【００９２】
次いで、レジストからなるマスクを除去した後、新たにレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃを形成して第４のドーピング処理を行う。この第４のドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純物元素が添加された不純物領域４５３、４５４、４５９、４６０を形成する。第２の導電層４２８ａ〜４３２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例では、不純物領域４５３、４５４、４５９、４６０はジボラン（Ｂ2Ｈ6）を用いたイオンドープ法で形成する。（図１０（Ｂ））この第４のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層はレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃで覆われている。第１乃至３のドーピング処理によって、不純物領域４５３、４５９にはそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を１×１０19〜５×１０21atoms/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。
【００９３】
以上までの工程で、それぞれの半導体層に不純物領域が形成される。
【００９４】
次いで、レジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃを除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１は酸化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００９５】
次いで、図１０（Ｃ）に示すように、活性化処理としてレーザ照射方法を用いる。レーザ照射方法では、実施例１乃至４のいずれか一を適用してレーザから射出されたレーザ光を光学系により複数のレーザ光に分割したのち１つに合成して干渉を形成し、半導体膜に照射する。
【００９６】
本実施例では、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ4レーザから射出されたレーザ光を非線形光学素子により第３高調波に変換したのち、実施例１乃至４のいずれか一に示す光学系を用いて複数のレーザ光に分割し、基板上にて合成して干渉を形成する。このときのエネルギー密度の分布は波状となるが、結晶化にはピーク値が８０ｍＪ／ｃｍ2以上（好ましくは１００ｍＪ／ｃｍ2以上）のエネルギー密度であるレーザ光が必要である。そして、１０〜２００ｃｍ／ｓ程度の速度でステージを動かして照射する。
【００９７】
また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活性化処理を行っても良い。
【００９８】
そして、加熱処理（３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理）を行うと水素化を行うことができる。この工程は第１の層間絶縁膜４６１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）や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００〜４５０℃で１〜１２時間の加熱処理を行っても良い。
【００９９】
次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶縁膜４６２を形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍのアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面に凸凹が形成されるものを用いる。
【０１００】
本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面に凸凹が形成される第２の層間絶縁膜を形成することによって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行うことができるため、工程数の増加なく形成することができる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面に凸凹が形成される。
【０１０１】
また、第２の層間絶縁膜４６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させることが好ましい。
【０１０２】
そして、駆動回路５０６において、各不純物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）との積層膜をパターニングして形成する。もちろん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、ＡｌとＴｉに限らない。
例えば、ＴａＮ膜上にＡｌやＣｕを形成し、さらにＴｉ膜を形成した積層膜をパターニングして配線を形成してもよい。（図１１）
【０１０３】
また、画素部５０７においては、画素電極４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成する。この接続電極４６８によりソース配線（４４３ａと４４３ｂの積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成される。また、ゲート配線４６９は、画素ＴＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域と電気的な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機能する半導体層４５９と電気的な接続が形成される。また、画素電極４７０としては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望ましい。
【０１０４】
以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素部５０７を同一基板上に形成することができる。こうして、アクティブマトリクス基板が完成する。
【０１０５】
駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０１はチャネル形成領域４３７、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４２８ａと重なる低濃度不純物領域４３６（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５２と、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が導入された不純物領域４５１を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４４０、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５４と、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が導入された不純物領域４５３を有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４４３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層４３０ａと重なる低濃度不純物領域４４２（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５６と、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が導入された不純物領域４５５を有している。
【０１０６】
画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形成領域４４６、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域４４５（ＬＤＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４５８とを有している。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する半導体層には、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁膜４１６を誘電体として、電極（４３２ａと４３２ｂの積層）と、半導体層とで形成している。
【０１０７】
本実施例の画素構造は、ブラックマトリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光されるように、画素電極の端部をソース配線と重なるように配置形成する。
【０１０８】
また、本実施例で作製するアクティブマトリクス基板の画素部の上面図を図１２に示す。なお、図９〜図１２に対応する部分には同じ符号を用いている。図１１中の鎖線Ａ−Ａ’は図１２中の鎖線Ａ―Ａ’で切断した断面図に対応している。また、図１１中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１２中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応している。
【０１０９】
［実施例６］
本実施例では、実施例５で作製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図１３を用いる。
【０１１０】
まず、実施例５に従い、図１１の状態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１１のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向膜５６７を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜５６７を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ５７２を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。
【０１１１】
次いで、対向基板５６９を用意する。次いで、対向基板５６９上に着色層５７０、５７１、平坦化膜５７３を形成する。赤色の着色層５７０と青色の着色層５７１とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成してもよい。
【０１１２】
本実施例では、実施例５に示す基板を用いている。従って、実施例５の画素部の上面図を示す図１２では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を配置して、対向基板を貼り合わせた。
【０１１３】
このように、ブラックマスク等の遮光層を形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層からなる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能とした。
【０１１４】
次いで、平坦化膜５７３上に透明導電膜からなる対向電極５７６を少なくとも画素部に形成し、対向基板の全面に配向膜５７４を形成し、ラビング処理を施した。
【０１１５】
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材５６８で貼り合わせる。シール材５６８にはフィラーが混入されていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、両基板の間に液晶材料５７５を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に封止する。液晶材料５７５には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１３に示す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板（図示しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつけた。
【０１１６】
以上のようにして作製される液晶表示装置はエネルギー分布が周期的または一様なレーザ光が照射され、大粒径の結晶粒が形成された半導体膜を用いて作製されたＴＦＴを有しており、前記液晶表示装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得る。そして、このような液晶表示装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。
【０１１７】
なお、本実施例は実施例１乃至５と自由に組み合わせることが可能である。
【０１１８】
［実施例７］
本実施例では、実施例５で示したアクティブマトリクス基板を作製するときのＴＦＴの作製方法を用いて、発光装置を作製する例を以下に説明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表示用パネルおよび該表示用パネルにＴＦＴ等を実装した表示用モジュールを総称したものである。なお、発光素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Electro Luminescence）が得られる化合物を含む層（発光体）と陽極層と、陰極層とを有する。また、化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）があり、これらのうちどちらか、あるいは両方の発光を含む。
【０１１９】
なお、本明細書中では、発光素子において陽極と陰極の間に形成された全ての層を発光体と定義する。発光体には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子は、陽極層、発光体、陰極層が順に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構造を有していることもある。
【０１２０】
図１４は本実施例の発光装置の断面図である。図１４において、基板７００上に設けられたスイッチングＴＦＴ６０３は図１１のｎチャネル型ＴＦＴ５０３を用いて形成される。したがって、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０３の説明を参照すれば良い。
【０１２１】
なお、本実施例ではチャネル形成領域が二つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。
【０１２２】
基板７００上に設けられた駆動回路は図１１のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１２３】
また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路のソース配線、７０２はドレイン配線として機能する。また、配線７０４はソース配線とスイッチングＴＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能し、配線７０５はドレイン配線とスイッチングＴＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機能する。
【０１２４】
なお、電流制御ＴＦＴ６０４は図１１のｐチャネル型ＴＦＴ５０２を用いて形成される。従って、構造の説明はｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。
【０１２５】
また、配線７０６は電流制御ＴＦＴのソース配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は電流制御ＴＦＴの画素電極７１１上に重ねることで画素電極７１１と電気的に接続する電極である。
【０１２６】
なお、７１１は、透明導電膜からなる画素電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、前記透明導電膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極７１１は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜７１０上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦化膜７１０を用いてＴＦＴによる段差を平坦化することは非常に重要である。後に形成される発光体は非常に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起こす場合がある。従って、発光体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。
【０１２７】
配線７０１〜７０７を形成後、図１４に示すようにバンク７１２を形成する。
バンク７１２は１００〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜をパターニングして形成すれば良い。
【０１２８】
なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカーボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０6〜１×１０12Ωｍ（好ましくは１×１０8〜１×１０10Ωｍ）となるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれば良い。
【０１２９】
画素電極７１１の上には発光体７１３が形成される。なお、図１４では一画素しか図示していないが、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例では蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光体として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ3）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ3にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０１３０】
但し、以上の例は発光体として用いることのできる有機発光材料の一例であって、これに限定する必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注入層を自由に組み合わせて発光体（発光及びそのためのキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍのポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法により設け、その上に発光層として１００ｎｍ程度のパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造としても良い。なお、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤色から青色まで発光波長を選択できる。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。これらの有機発光材料や無機材料は公知の材料を用いることができる。
【０１３１】
次に、発光層７１３の上には導電膜からなる陰極７１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜としてアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの元素を添加した導電膜を用いれば良い。
【０１３２】
この陰極７１４まで形成された時点で発光素子７１５が完成する。なお、ここでいう発光素子７１５は、画素電極（陽極）７１１、発光層７１３及び陰極７１４で形成されたダイオードを指す。
【０１３３】
発光素子７１５を完全に覆うようにしてパッシベーション膜７１６を設けることは有効である。パッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
【０１３４】
この際、カバレッジの良い膜をパッシベーション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性の低い発光体７１３の上方にも容易に成膜することができる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果が高く、発光層７１３の酸化を抑制することが可能である。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光体７１３が酸化するといった問題を防止できる。
【０１３５】
さらに、パッシベーション膜７１６上に封止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有する物質を設けることは有効である。また、本実施例においてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチック基板（プラスチックフィルムも含む）の両面に炭素膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成したものを用いる。
【０１３６】
こうして図１４に示すような構造の発光装置が完成する。なお、バンク７１２を形成した後、パッシベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効である。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わせる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも可能である。
【０１３７】
こうして、基板７００上にｎチャネル型ＴＦＴ６０１、６０２、スイッチングＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０３および電流制御ＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０４が形成される。
【０１３８】
さらに、図１４を用いて説明したように、ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設けることによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いｎチャネル型ＴＦＴを形成することができる。そのため、信頼性の高い発光装置を実現できる。
【０１３９】
また、本実施例では画素部と駆動回路の構成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、その他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアンプ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも形成しうる。
【０１４０】
以上のようにして作製される発光装置はエネルギー分布が周期的または一様なレーザ光が照射され、大粒径の結晶粒が形成された半導体膜を用いて作製されたＴＦＴを有しており、前記発光装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得る。そして、このような発光装置は各種電子機器の表示部として用いることができる。
【０１４１】
なお、本実施例は実施例１乃至５のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
【０１４２】
［実施例８］
本発明を適用して、様々な半導体装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置、アクティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型ＥＣ表示装置）を作製することができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本発明を適用できる。
【０１４３】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられる。それらの例を図１５、図１６及び図１７に示す。
【０１４４】
図１５（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３００３、キーボード３００４等を含む。本発明を表示部３００３に適用することができる。
【０１４５】
図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０６等を含む。本発明を表示部３１０２に適用することができる。
【０１４６】
図１５（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５に適用できる。
【０１４７】
図１５（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０３等を含む。本発明は表示部３３０２に適用することができる。
【０１４８】
図１５（Ｅ）はプログラムを記録した記録媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであり、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉｇｔｉａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）、ＣＤ等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
本発明は表示部３４０２に適用することができる。
【０１４９】
図１５（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発明を表示部３５０２に適用することができる。
【０１５０】
図１６（Ａ）はフロント型プロジェクターであり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５１】
図１６（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することができる。
【０１５２】
なお、図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８１０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１６（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。
【０１５３】
また、図１６（Ｄ）は、図１６（Ｃ）中における光源光学系３８０１の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクター３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で構成される。なお、図１６（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。
【０１５４】
ただし、図１６に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は図示していない。
【０１５５】
図１７（Ａ）は携帯電話であり、本体３９０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６等を含む。本発明を表示部３９０４に適用することができる。
【０１５６】
図１７（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６等を含む。本発明は表示部４００２、４００３に適用することができる。
【０１５７】
図１７（Ｃ）はディスプレイであり、本体４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。本発明は表示部４１０３に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレイには有利である。
【０１５８】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、さまざま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１〜６または７の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。
【０１５９】
【発明の効果】
本発明の構成を採用することにより、以下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。
（ａ）干渉性の高いエネルギーを有するレーザ光を、半導体膜に適したエネルギー密度を有するレーザ光に成形することができる。
（ｂ）高い干渉性を有するレーザ光にも十分対応し得る。
（ｃ）基板を移動させることで、大面積基板にもレーザ光の照射を行うことが可能となる。
（ｄ）以上の利点を満たした上で、レーザ照射方法およびそれを行うレーザ照射装置において、効率よくレーザ光の照射を行うことができる。また、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現することができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図２】  本発明の照射面におけるレーザ光の干渉の例を示す図。
【図３】  本発明の照射面における基板の移動方法の例を示す図。
【図４】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図５】  本発明のレーザ照射装置の構成の例を示す図。
【図６】  本発明の照射面におけるレーザ光の干渉の例を示す図。
【図７】  本発明の照射面におけるレーザ光の干渉の例を示す図。
【図８】  本発明の照射面におけるレーザ光の干渉の例を示す図。
【図９】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１０】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１１】  画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を示す断面図。
【図１２】  画素ＴＦＴの構成を示す上面図。
【図１３】  アクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図。
【図１４】  発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造図。
【図１５】  半導体装置の例を示す図。
【図１６】  半導体装置の例を示す図。
【図１７】  半導体装置の例を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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