(57)【要約】【課題】poly-Si膜の結晶粒径を基板全体に渡って均一にすることを可能とするレーザアニール方法、薄膜半導体装置及びその製造方法、並びに表示装置及びその製造方法の提供。【解決手段】波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源からのレーザビームを成形した線状ビームを基板上の非晶質シリコン膜を含む膜材料に照射してレーザアニールする。このレーザアニール方法を用いて結晶化した半導体薄膜を基板上に絶縁膜を介して設けた薄膜半導体装置を得る。このようにして結晶化された半導体薄膜からなる素子を表示基板上に設けて表示装置を得る。【選択図】図２
2007220918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを線状ビームに成形し、基板上の膜材料に照射することを特徴とするレーザアニール方法。
【請求項２】
上記基板上の膜材料が、非晶質シリコン膜単独、又は非晶質シリコン膜と絶縁膜とが積層された多層膜であることを特徴とする請求項１記載のレーザアニール方法。
【請求項３】
上記絶縁膜が、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であることを特徴とする請求項２記載のレーザアニール方法。
【請求項４】
上記基板上の膜材料が、パターニングされた電極膜の上に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレーザアニール方法。
【請求項５】
上記基板上の膜材料として用いる非晶質シリコン膜の膜厚を照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のレーザアニール方法。
【請求項６】
上記基板上の膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を制御することで照射レーザ光の光吸収率を制御し、基板面内で均一な大粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のレーザアニール方法。
【請求項７】
上記基板上の膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のレーザアニール方法。
【請求項８】
上記パルスレーザ光源が、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のレーザアニール方法。
【請求項９】
ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けてなる薄膜半導体装置において、該半導体薄膜が、波長350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化された膜であることを特徴とする薄膜半導体装置。
【請求項１０】
上記絶縁膜が、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、上記半導体薄膜が、非晶質シリコン膜であることを特徴とする請求項９記載の薄膜半導体装置。
【請求項１１】
上記パルスレーザ光源が、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることを特徴とする請求項９又は１０記載の薄膜半導体装置。
【請求項１２】
ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に半導体薄膜を含む薄膜半導体装置用の膜材料を形成し、この膜材料に対して、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射して半導体薄膜をレーザアニールし、結晶化することを特徴とする薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
上記膜材料が、非晶質シリコン膜単独、又は非晶質シリコン膜とシリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の絶縁膜である膜とが積層された多層膜であることを特徴とする請求項１２記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
上記膜材料が、パターニングされた電極膜である光吸収層上に積層されている多層膜であることを特徴とする請求項１２又は１３記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
上記膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を制御することで照射レーザ光の光吸収率を制御し、基板面内で均一な大粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
上記膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を、照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
上記パルスレーザ光源が、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記載の薄膜半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
表示基板上に薄膜半導体素子を設けてなる表示装置において、該薄膜半導体素子が、ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けてなるものであり、該半導体薄膜が、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化された膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項１９】
上記絶縁膜が、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、上記半導体薄膜が、非晶質シリコン膜であることを特徴とする請求項１８記載の表示装置。
【請求項２０】
上記表示基板上に、上記薄膜半導体素子に接続された有機ＥＬ素子を設けてなることを特徴とする請求項１８又は１９記載の表示装置。
【請求項２１】
上記表示基板上に、上記薄膜半導体素子に接続させて液晶駆動用の画素電極を設けてなることを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２２】
上記パルスレーザ光源が、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることを特徴とする請求項１８〜２１のいずれかに記載の表示装置。
【請求項２３】
表示基板上に薄膜半導体素子を設けてなる表示装置の製造方法において、
ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けて薄膜半導体素子を形成し、該半導体薄膜に対し、波長350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化させることを特徴とする表示装置の製造方法。
【請求項２４】
上記絶縁膜が、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、上記半導体薄膜が、非晶質シリコン膜であることを特徴とする請求項２３記載の表示装置の製造方法。
【請求項２５】
上記表示基板上に、上記薄膜半導体素子に接続させて有機ＥＬ素子を形成することを特徴とする請求項２３又は２４記載の表示装置の製造方法。
【請求項２６】
上記表示基板上に、上記薄膜半導体素子に接続させて液晶駆動用の画素電極を形成することを特徴とする請求項２３〜２５のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【請求項２７】
上記パルスレーザ光源が、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波又は第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることを特徴とする請求項２３〜２６のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザアニール方法、この方法を利用して形成した半導体薄膜を設けてなる薄膜半導体装置及びその製造方法、並びにこの半導体薄膜を利用してなる表示装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
低温ポリシリコン薄膜トランジスタ(LTPS TFT)を用いた有機ELディスプレイ(OLED)や液晶ディスプレイ(LCD)は、高精細、高画質なフラットパネルディスプレイ(FPD)として注目されている。このLTPS TFTの製造を支えるキー工程の一つが、パルスレーザ光源より発生されるレーザビームを線状ビームに成形してガラス基板上の非晶質シリコン膜(以下、a-Si膜とも称す)に照射することにより、a-Si膜を溶融、結晶化させて多結晶シリコン膜(以下、poly-Si膜とも称す)を形成するレーザアニール工程である。形成されるpoly-Si膜の結晶粒径は照射するレーザ光強度に依存して変化する。現在、LTPS TFTを用いたFPDの生産ラインでは、レーザアニール用の光源として波長380nm以下の紫外域の光源であるエキシマレーザ(KrF(波長：248nm)、XeCl(波長：308nm)など）が用いられている。
【０００３】
エキシマレーザではレーザ発振用の励起ガスとしてハロゲン系のガスを用いるが、励起ガス純度の劣化が早く、日常的な励起ガスの交換、メンテナンスを必要とする。また、活性ガスプラズマによるレーザ発振管、光学部品の損傷による交換も必要であり、大きなダインタイム、大きなランニングコストが発生する。さらに、放電現象特有のゆらぎに伴うレーザパルスの突発的な変動が生じる。
【０００４】
エキシマレーザの抱えている上記の課題を解決できる可能性を持つ光源として、固体レーザが注目されて研究が行われてきた。固体レーザでは大出力化と線状ビームの均一化が技術課題であったが、これらの課題を解決してQスイッチNd:YAGレーザの第２高調波(波長：532nm)(以下、固体グリーンレーザと称す)をレーザ光源として搭載した生産用レーザアニール装置が最近開発された(例えば、非特許文献１及び２参照)。
【非特許文献１】IDW'04 Digest pp.615-618(2004)
【非特許文献２】SID'04 Digest pp.1088-1091(2004)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
波長が532nmの固体グリーンレーザは、短波長の紫外域のエキシマレーザと比べて、a-Si膜の吸収係数が小さいという特徴を持っている。エキシマレーザアニールでは、入射レーザ光は、基板上に形成される通常の膜厚構成の積層膜による吸収及び反射で減衰してしまうので、ガラス基板にはほとんど到達しない。これに対して、固体グリーンレーザでは、入射光の一部は基板上部の積層膜を透過して基板に到達する。基板上部の積層膜が基板全面に渡って同一の膜構成(トップゲート型TFT作製の場合に相当)であれば、吸収係数が小さいことは均一な粒径のpoly-Si膜の形成には影響しない。しかし、基板上にパターニングされた電極膜を形成し、その上に絶縁膜及びa-Si膜等の積層膜が形成されるような構成(ボトムゲート型TFT作製の場合に相当)では、以下のように、形成されるpoly-Si膜の粒径の均一性に問題が生じる場合がある。また、電極膜まで到達した入射レーザ光の反射光が上部積層膜で再吸収されて、電極膜上部の積層膜と、電極膜の無い領域のガラス基板上部の積層膜とでレーザ光の吸収率に差が生じる場合がある。その結果、電極膜上部の積層膜と、電極膜の無い領域のガラス基板上部の積層膜とでそれぞれ形成されるpoly-Si膜の粒径に差が生じる場合があり、結晶粒径を基板全面に渡って均一にすることが難しくなる。
【０００６】
また、ボトムゲート型TFT、トップゲート型TFTの何れを作製する場合にも、基板上に形成される積層膜の膜厚構成により、固体グリーンレーザの場合、入射レーザ光の吸収率がエキシマレーザに比べて大きく変化する。その結果、積層膜の吸収率が低いために結晶化に必要なレーザ光強度がエキシマレーザに比べて大きくなる場合があり、レーザ光の利用効率が悪くなる場合があるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、poly-Si膜の結晶粒径を基板全体に渡って均一にすることを可能とすると共に、レーザ光の利用効率を向上せしめたレーザアニール方法、この方法を利用して形成した半導体薄膜を設けてなる薄膜半導体装置及びその製造方法、並びにこの半導体薄膜を利用してなる表示装置及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のレーザアニール方法は、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを線状ビームに成形し、基板上の膜材料に照射することを特徴とする。
【０００９】
上記基板上の膜材料は、非晶質シリコン膜単独、又は非晶質シリコン膜と絶縁膜とが積層された多層膜であることを特徴とし、この絶縁膜は、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であることが好ましい。
【００１０】
上記基板上の膜材料は、パターニングされた電極膜の上に形成されていることが好ましい。
【００１１】
また、上記レーザアニール方法によれば、基板上の膜材料として用いる非晶質シリコン膜の膜厚を、照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする。
【００１２】
さらに、上記レーザアニール方法によれば、基板上の膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を制御することで照射レーザ光の光吸収率を制御し、基板面内で均一な大粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、上記レーザアニール方法によれば、基板上の膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を、照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することを特徴とする。
【００１４】
このレーザアニール方法に用いるパルスレーザ光源は、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Nd:YLFレーザの第２高調波若しくは第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスのYbイオンドープの固体レーザの第２高調波若しくは第３高調波、又はTi:サファイアレーザの基本波若しくは第２高調波であることが好ましく、QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波(波長：532nm)又は第３高調波(波長：355nm)であることがさらに好ましい。
【００１５】
本発明の薄膜半導体装置は、ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けてなる薄膜半導体装置において、該半導体薄膜が、波長350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化された膜であることを特徴とする。この場合、使用するパルスレーザ光源は、上記した通りである。
【００１６】
上記半導体装置において、絶縁膜が、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、半導体薄膜が、非晶質シリコン膜であることが好ましい。
【００１７】
本発明の薄膜半導体装置の製造方法は、ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に半導体薄膜を含む薄膜半導体装置用の膜材料を形成し、この膜材料に対して、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射して半導体薄膜をレーザアニールし、結晶化することを特徴とする。この場合に使用するパルスレーザ光源は、上記した通りである。また、膜材料は、非晶質シリコン膜単独、又は非晶質シリコン膜とシリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の絶縁膜である膜とが積層された多層膜であること、また、パターニングされた電極膜である光吸収層上に積層されている多層膜であることが好ましい。
【００１８】
本発明の上記薄膜半導体装置の製造方法においては、膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を制御することで照射レーザ光の光吸収率を制御し、基板面内で均一な大粒径の多結晶シリコン膜を形成することが好ましい。また、上記膜材料として用いる多層膜の各層の膜厚を、照射レーザ光の光吸収率が大きくなるように制御し、より小さな照射レーザ光強度で基板面内で均一な粒径の多結晶シリコン膜を形成することもできる。
【００１９】
本発明の表示装置は、表示基板上に薄膜半導体素子を設けてなる表示装置において、該薄膜半導体素子が、ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けてなるものであり、該半導体薄膜が、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化された膜であることを特徴とする。この場合のパルスレーザ光源は、上記した通りである。また、絶縁膜はシリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、半導体薄膜は非晶質シリコン膜であることが好ましい。
【００２０】
上記表示装置は、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続された有機ＥＬ素子を設けてなり、また、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続させて液晶駆動用の画素電極を設けてなることが好ましい。
【００２１】
本発明の表示装置の製造方法は、表示基板上に薄膜半導体素子を設けてなる表示装置の製造方法において、ゲート電極を含む配線形状にパターニングされている光吸収層が形成された基板上に絶縁膜を介して半導体薄膜を設けて薄膜半導体素子を形成し、該半導体薄膜に対し、波長350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生させたレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化させることを特徴とする。この場合に使用するパルスレーザ光源は、上記した通りである。また、絶縁膜は、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、半導体薄膜は、非晶質シリコン膜であることが好ましい。
【００２２】
上記表示装置の製造方法において、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続させて有機ＥＬ素子を形成し、また、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続させて液晶駆動用の画素電極を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明のレーザアニール方法によれば、例えばボトムゲート型TFTを作製する場合のように、基板上に異なる層からなる積層膜構成が混在する場合でも、基板面内でほぼ均一な粒径の、また、大粒径のpoly-Si膜を形成することが可能になるという効果を奏する共に、積層膜による入射レーザ光の吸収率が大きくなる膜厚構成にすることで、最適な結晶粒径を有するために必要なレーザ光強度を小さくすることも可能になるという効果を奏する。
【００２４】
また、本発明のレーザアニール方法を利用して半導体薄膜を形成すれば、粒径分布の均一な大粒径の半導体薄膜が得られるので、この半導体薄膜を例えばチャンネル部に使用すると、TFT特性の優れた薄膜半導体装置を提供できるという効果を奏する。
【００２５】
さらに、本発明のレーザアニール方法を利用して半導体薄膜を得、この半導体薄膜が用いられた薄膜半導体素子を設けた表示装置によれば、例えばボトムゲート型構造の薄膜半導体素子を有する表示装置の場合、この表示装置における薄膜半導体素子が良好なTFT特性を有するという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
通常、ボトムゲート型のTFTを作製する場合には、パターニングされたゲート電極膜を有するガラス基板上に、絶縁膜としてSiNx膜やSiOx膜を形成し、この絶縁膜の上にa-Si膜を形成して積層膜とすることになる。
【００２７】
本発明では、これらの積層膜の膜厚を制御して、ゲート電極を含む配線(この配線は、以下、単にゲート電極膜と称す)の上部の積層膜と、パターニングされてゲート電極膜の無いガラス基板上部の積層膜とで、入射レーザ光の吸収率がほぼ同一になるようにする。吸収率をほぼ同一にすることで、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とでそれぞれの積層膜が吸収するレーザエネルギーがほぼ同一となるので、形成されるpoly-Si膜の結晶粒径を電極膜上部と電極膜の無いガラス基板上部とでほぼ同一にすることができる。
【００２８】
また、ボトムゲート型のTFTに限らず、トップゲート型のTFT作製の場合にもガラス基板上に積層するSiNx膜、SiOx膜、及びa-Si膜の膜厚を制御することにより、積層膜による入射レーザ光の吸収率が大きくなる膜厚構成にすることができ、最適な結晶粒径を得るために必要なレーザ光強度を小さくすることが可能になる。
【００２９】
以下、本発明のレーザアニール方法の一実施の形態について説明するが、まず、ボトムゲート型のTFTを作製する際のレーザアニール時に用いる積層膜構成の一例について、説明する。
【００３０】
ガラス、透明プラスチック等からなる基板の上に、ゲート電極膜を形成する。すなわち、基板上に、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ及びＣｒ、Ａｌ等から選ばれた金属、又はこれら金属の少なくとも１種を含む合金からなる金属膜を公知のスパッタ法により形成する。この金属膜の上にフォトレジストを塗布後パターンニングし、得られたレジストパターンをマスクとして用いてエッチングし、所定のパターン形状を有するゲート電極膜を形成する。この電極膜は、公知の多層膜からなるものであっても良い。
【００３１】
次いで、上記ゲート電極膜を覆うように絶縁層を形成する。この絶縁層としては、特に制限はないが、例えば、酸化物膜及び窒化物膜のいずれか一方又は両方からなることが好ましい。この絶縁膜として、例えばシリコン窒化物膜(SiNx膜)及びシリコン酸化物膜(SiOx膜)から選ばれた少なくとも１種の膜、好ましくはこれら２種の膜からなる二層構造を用いることができる。
【００３２】
このシリコン窒化物膜は、例えば、シランガスとアンモニアガスとを用い、プラズマＣＶＤ法に従って、公知のプロセス条件で、50〜200ｎｍの膜厚で形成する。その他に、常圧ＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタ法及び蒸着法等を用いて形成しても良い。また、シリコン酸化物膜は、シランガスと酸素原子含有ガス(例えば、酸素ガスや酸化窒素ガス等)とを用いて、上記したプラズマＣＶＤ法等に従って公知のプロセス条件で、50〜300ｎｍの膜厚で形成する。
【００３３】
その後、絶縁膜の上に、a-Si膜を、例えばプラズマＣＶＤ法に従って、シランガスを用いて、公知のプロセス条件で、40〜100ｎｍの膜厚で形成する。
【００３４】
かくして得られるa-Si/SiOx/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成に対して、ゲート電極膜上部の積層膜と、パターニングされてゲート電極膜の無い基板上部の積層膜とにおける入射固体グリーンレーザ光の吸収率の差が小さくなるように(例えば、５％程度)、成形された線状レーザビームを照射してレーザアニールし、a-Siを結晶化してpoly-Siとし、目的とする薄膜を形成する。
【００３５】
次いで、本発明で用いるレーザ光について説明する。照射するレーザ光の吸収率は、積層膜構成により決まるので、同じオーダーの吸収率を有する350nm〜800nmの波長のレーザ光であれば、全て同様な効果が得られる。すなわち、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無い基板上部とで、それぞれの積層膜が吸収するレーザエネルギーをほぼ同一にすることができるので、形成されるpoly-Si膜の結晶粒径をゲート電極膜上部とゲート電極膜の無い基板上部とでほぼ同一にすることができる。従って、Nd:YAGレーザの第２高調波、Nd:YAGレーザの第３高調波、Nd:ガラスレーザの第２又は第３高調波、Nd:YLFレーザの第２又は第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスなどのYbイオンドープの固体レーザの第２又は第３高調波や、Ti:Sapphireレーザの基本波又は第２高調波を用いて、同様な効果を達成するレーザアニールを行うことができる。これらのうち、Nd:YAGレーザの第２高調波(波長：532nm)は、レーザ発振の効率が良く高出力のものが得られるため、レーザアニール処理の生産性が良いというメリットがあるので、本発明において使用するのに最も好都合である。
【００３６】
本発明によれば、以下の実施例で示すように、上記のような積層膜構成において、レーザ光の吸収率が大きい基板上の領域の方が低エネルギー密度で結晶が形成されており、また、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無い基板上部との各積層膜の吸収率がほぼ等しくなる場合には、poly-Si平均結晶粒径のエネルギー密度による変化の仕方はほぼ等しくなる。このことから、ボトムゲート型TFTを作製する場合のように、基板上に異なる積層膜構成が混在する場合でも、照射レーザ光の吸収率がほぼ同一になるように積層膜の膜厚を制御することで、基板面内でほぼ均一な大粒径のpoly-Si膜の形成が可能なことがわかる。この場合、a-Si膜厚を制御することにより、基板面内でほぼ均一な大粒径のpoly-Si膜の形成が可能であると共に、積層膜の他の構成膜をも含めてその膜厚を制御しても、同様の効果が得られる。すなわち、以下の実施例で示すように、SiOx膜及び／又はSiNx膜の膜厚を制御することにより、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無い基板上部との各積層膜の吸収率をほぼ等しくできる。
【００３７】
本発明によれば、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とで、それぞれの積層膜の吸収率の差が小さいa-Si膜厚の場合は、レーザアニールで形成されるpoly-Si膜の結晶粒径の差は小さく、吸収率の差が大きいa-Si膜厚の場合は、結晶粒径の差は大きくなると推測される。この場合、吸収率の差が５％以内であれば、poly-Si膜の平均結晶粒径の差が０．１μｍ以内となって、ほぼ均一な粒径となるので、吸収率の差が５％以内の場合に同一の粒径を有するPoly-Si膜を得ることができる。このような同一の粒径を有するPoly-Si膜を得るためには、以下の実施例で示すように、a-Si膜厚は、20〜28nm程度、65〜86nm程度、及び116〜148nm程度の範囲であることが好ましい。この膜厚範囲内で、基板面内および膜厚全体にわたってほぼ均一な粒径のpoly-Si膜を形成することができる。a-Si膜厚が20nm未満の場合、28nmを超えかつ65nm未満の場合、86nmを超えかつ116nm未満の場合には、基板全面にわたって均一な膜厚でa-Siを成膜するのが難しく、膜厚均一性が悪くなるため、レーザアニールにより基板面内でほぼ均一な粒径のpoly-Si膜を形成するのが難しくなる。また、a-Si膜厚が148nmを超え厚すぎると、膜深さによるレーザ光吸収量の差が大きくなるため、レーザアニールにより膜厚全体にわたって均一なpoly-Si膜を形成するのが難しくなる。
【００３８】
さらに、本発明によれば、積層膜による入射レーザ光の吸収率が大きくなる膜厚構成にすることで、最適な結晶粒径を得るために必要なレーザ光強度を小さくすることも可能になる。
【００３９】
本発明のレーザアニール方法で用いるレーザアニール装置は、波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源と、このパルスレーザ光源より発生されるレーザビームを線状ビームに成形するための線状ビーム成形用光学系とを備えているものである。このレーザアニール装置は、上記したように、例えば、成形された線状ビームをa-Si膜に照射してpoly-Si膜を形成する際や、ゲート電極膜と、所定の膜厚を有する絶縁膜と、所定の膜厚を有する半導体薄膜とを有する多層膜材料に対して成形された線状ビームを照射し、レーザアニールして結晶化された半導体薄膜を製造する際に用いられ得る。この場合のパルスレーザ光源としては特に制限はなく、上記した光源であれば十分に満足なアニール処理を行うことができる。
【００４０】
以下、本発明の一実施の形態に係るボトムゲート型のpoly-Si薄膜トランジスタ(TFT)を有する薄膜半導体装置及びその製造方法について説明する。この薄膜半導体装置は、本発明のレーザアニール処理工程以外は公知のプロセス条件に従って製造できる。
【００４１】
まず、上記したように、ガラス等からなる基板の上に、ゲート電極膜を形成する。この際、スパッタ法により上記金属又は合金からなる金属膜を所定の厚さで形成し、次いでフォト・リソグラフィー技術によってレジストパターンを形成し、これをマスクに用いたドライエッチング又はウェットエッチングによって上記金属膜を所定の形状に加工して、パターン化されたゲート電極膜を形成する。このゲート電極膜の電気抵抗を低減するために、基板上に、まず低抵抗金属膜を形成し、この上に金属膜を積層させることにより得られた多層構造の金属膜を形成しても良い。
【００４２】
次いで、ゲート電極膜を覆うように絶縁膜を形成する。このゲート絶縁膜としては、例えば、シリコン窒化物膜とこの上に形成したシリコン酸化物膜とからなる二層構造として形成しても良い。まず、シランガス(SiH4ガス)とアンモニアガス(NH3ガス)とを用い、プラズマＣＶＤ法により、シリコン窒化物膜を基板温度４００℃程度で所定の厚さ(例えば、50〜200nm程度)に形成する。この場合、常圧ＣＶＤ、減圧化学気相成長法、スパッタ法、蒸着法を用いてもよい。その後、シランガスと酸化窒素ガス(N2Oガス)とを用い、シリコン酸化物膜を所定の膜厚(例えば、50〜300nm程度)で形成する。
【００４３】
上記絶縁膜の上に、シランガスのみを用い、例えばプラズマＣＶＤ法により、公知の条件で、a-Si又は粒径の小さな(例えば、０．１μｍ程度以下)poly-Si等からなる半導体薄膜を所定の膜厚(例えば、40〜100nm程度)で形成する。
【００４４】
かくして得られるa-Si/SiOx/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成を有する半導体薄膜に対して、ゲート電極膜上部の積層膜と、パターニングされてゲート電極膜の無い基板上部の積層膜とにおける入射固体グリーンレーザ光の吸収率の差が小さくなるように(例えば、５％程度)、上記したようにして成形された線状レーザビームを照射してレーザアニールし、a-Siを結晶化してpoly-Siとし、目的とする薄膜を形成する。この際、レーザ光の照射によって、半導体薄膜を加熱すると共に、半導体薄膜と同程度以上の温度となるようにゲート電極膜が加熱されるように、レーザ光の波長を選択し、半導体薄膜からゲート電極膜への熱伝導がほとんどない温度になるようにする。このようなレーザ光の波長としては、上記した光源から得られるものであれば良い。
【００４５】
以上のようにして半導体薄膜の結晶化を行った後、結晶化された半導体薄膜上に絶縁性材料を用いて、プラズマＣＶＤ法等により公知のプロセス条件下、ストッパ膜をパターン形成する。このストッパ膜により、直下に位置する半導体薄膜部分をチャネル部として保護する。
【００４６】
続いて、ストッパ膜をマスクとしたイオン注入により、不純物(例えば、P+イオン)を半導体薄膜に注入し、低濃度のオフセット領域を形成する。この時のドース量は通常の不純物注入量と同じで良い。さらに、ストッパ膜及びその両側のオフセット領域を被覆するようにフォトレジストをパターニング形成した後、これをマスクとして再び不純物(例えば、P+イオン)を高濃度で注入し、オフセット領域の両脇にＮ型のソース・ドレインを形成する。このような不純物注入には、例えばイオンドーピングを用いることができる。
【００４７】
上記したようにして半導体薄膜に注入された不純物を活性化するために、急速熱アニールを用いた公知の活性化アニールを行う。これにより、ボトムゲート型構造のpoly-Si TFTが得られる。
【００４８】
その後、半導体薄膜をエッチング加工して、各poly-Si TFT部分を分離する。
【００４９】
次いで、プラズマＣＶＤ法によって、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜を所定の厚さで形成して、この２層構造の層間絶縁膜を得る。その後、層間絶縁膜にコンタクトホール等を開口し、ＡｌやＴｉ等を単層又は多層層で所定の厚さにスパッタ形成した後、所定の形状にパターニングして配線電極を形成する。さらに、アクリル系樹脂などからなる感光性の平坦化層を塗布した後、フォトリソグラフィーによりコンタクトホールを開口する。平坦化層の上に、例えばITO等からなる透明導電膜をスパッタした後、この透明導電膜を所定の形状にパターニングすることにより、コンタクトホールを介してソース・ドレインに接続された画素電極に加工する。
【００５０】
かくして、基板上にボトムゲート型構造のpoly-Si TFTを備え、これに画素電極を接続させた表示装置用の回路基板が薄膜半導体装置として得られる。
【００５１】
次に、上記した実施形態の製造方法に従って製造した薄膜半導体装置(回路基板)を用いたアクティブマトリクス型表示装置及びその製造方法の一実施の形態について説明する。この表示装置は、本発明のレーザアニール処理工程以外は公知のプロセス条件に従って製造できる。
【００５２】
本発明の表示装置は、表示基板上に、上記したような波長が350nm以上800nm以下であるパルスレーザ光源より発生されるレーザビームを成形した線状ビームを照射してレーザアニールして結晶化された半導体薄膜の設けられた薄膜半導体素子が設けられたものであり、この半導体薄膜は、ゲート電極膜が形成された基板上に絶縁膜を介して設けられている。この絶縁膜は、シリコン酸化物膜及びシリコン窒化物膜から選ばれた少なくとも１種の膜であり、半導体薄膜は、a-Si膜である。この表示装置の表示基板上には、薄膜半導体素子に接続された有機ＥＬ素子が設けられ、また、表示基板上には、薄膜半導体素子に接続された液晶駆動用の画素電極が設けられている。このような表示装置は、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続させて有機ＥＬ素子や液晶を用いた装置を形成し、また、表示基板上に、薄膜半導体素子に接続させて有機ＥＬ素子用や液晶駆動用の画素電極を形成することにより製造される。
【００５３】
以下、本発明の表示装置について、液晶型表示装置を例にとり詳細に説明する。本発明の表示装置の製造方法は、特に制限されず、本発明のレーザアニール方法を利用することができるものであれば良い。この表示装置は、本発明のレーザアニール処理工程以外は公知のプロセス条件に従って製造できる。
【００５４】
例えば、本発明の表示装置として、一対の絶縁基板とこれらの絶縁基板の間に保持されている公知の液晶材料とを備えたパネル構造を有している液晶型の表示装置を挙げることができる。下側の絶縁基板には画素アレイ部と駆動回路部とが集積形成されている。この駆動回路部は垂直スキャナと水平スキャナとに分かれている。また、下側の絶縁基板の上面の周辺部には外部接続用の端子が形成されており、この端子は配線を介して上記垂直スキャナ及び水平スキャナに接続している。画素アレイ部にはゲート電極膜と信号配線膜とが形成されている。これらのゲート電極膜と信号配線膜との交差部には画素電極及びこれを駆動するTFTが形成されている。
【００５５】
上記TFTのゲート電極は対応するゲート電極膜に接続され、ドレインは対応する画素電極に接続され、ソースは対応する信号配線膜に接続されている。このゲート電極膜が垂直スキャナに接続されており、信号配線膜は水平スキャナに接続されている。
【００５６】
上記した画素電極をスイッチング駆動する薄膜トランジスタ及び垂直スキャナと水平スキャナとに含まれるTFTが、上記したように本発明の方法に従って製造されたボトムゲート型構造のpoly-Si TFT となり、画素電極と共に、上記した回路が形成された下側の絶縁基板である回路基板が薄膜半導体装置となる。
【００５７】
上記したような構成の表示装置においては、薄膜トランジスタのチャネル部の結晶性及び粒径が改善されているため、より小さなTFTにより電流駆動能力などについて同一の特性を達成できる。さらに、本発明のレーザアニール方法を利用して得られた粒径分布の均一な大粒径の半導体薄膜が設けられた薄膜半導体素子を設けた表示装置を提供できるので、特にボトムゲート型構造の薄膜半導体素子を有する表示装置の場合、この表示装置における薄膜半導体素子が良好なTFT特性を有する。
【００５８】
なお、表示装置としては、上記した液晶型表示装置の他に、有機ＥＬ素子のような自発光素子を用いた表示装置であってもよく、例えば、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリックス型の表示装置であれば、上記液晶型表示装置と同様の構成の下側の絶縁基板が用いられ得る。そして、画素電極をアノードまたはカソードとし、この上部に有機発光層を含む複数層の有機層を積層形成し、さらにこれらの有機層上にカソードまたはアノードを積層形成することで、アノードとカソードとの間に有機層を狭持した各発光素子を形成することができる。これにより、各発光素子がそれぞれTFTに接続されたアクティブマトリックス型の表示装置が構成され、液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。
【００５９】
以下、本発明の実施例について、特にレーザアニール方法の具体例について説明する。
【実施例１】
【００６０】
図１に、ボトムゲート型TFTを作製する際に、レーザアニール時に用いる積層膜構成の例を模式的に示す。図１に示すように、ガラス基板１の上に、ゲート電極膜２を以下のプロセス条件で形成した。このプロセス条件は、Ar流量：100sccm、圧力：0.3Pa、基板温度：120℃、及びスパッタパワー：15kWである。
【００６１】
次いで、ゲート電極膜２を覆うように、以下のプロセス条件でゲート絶縁膜３及び４を形成した。本実施例では、ゲート絶縁膜３はSiNx膜からなる窒化物膜であり、ゲート絶縁膜４はSiOxからなる酸化物膜であり、二層構造として、それぞれ、50nm厚さで形成した。これらのプロセス条件は、SiNx膜の場合、SiH4ガス流量：400sccm、N2ガス流量：4slm(standard liter/min)、NH3ガス流量：6slm、圧力：300Pa、基板温度：400℃、及びRFパワー：4kWであり、また、SiOx膜の場合、SiH4ガス流量：400sccm、Arガス流量：8slm、N2Oガス流量：7slm、圧力：200Pa、基板温度：400℃、及びRFパワー：1.4kWであ。
【００６２】
その後、ゲート絶縁膜４の上に、SiH4ガスを用いてa-Si膜５を膜厚20〜150nmで形成した。
【００６３】
かくして得られたa-Si/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成に対して固体グリーンレーザ光(QスイッチNd:YAGレーザの第２高調波(波長：532nm))を照射せしめ、a-Si膜厚を変化させたときの、ゲート電極膜上部の積層膜とパターニングされてゲート電極膜の無いガラス基板上部の積層膜とにおける入射固体グリーンレーザ光の吸収率について検討し、この結果を図２に示す。
【００６４】
図２から明らかなように、ゲート電極膜上部の積層膜とゲート電極膜の無いガラス基板上部の積層膜とで、吸収率のa-Si膜厚による変化の様子が大きく異なっていることがわかる。ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とで、それぞれの積層膜の吸収率の差が小さいa-Si膜厚の場合は、レーザアニールで形成されるpoly-Si膜の結晶粒径の差は小さく、一方、吸収率の差が大きいa-Si膜厚の場合は、結晶粒径の差は大きくなると推測される。この場合、吸収率の差が５％以内であれば、poly-Si膜の平均結晶粒径の差が０.１μｍ以内となり、ほぼ均一な粒径となることから、吸収率の差が５％以内であればほぼ同一の粒径を有するPoly-Si膜を得ることができる。
【００６５】
かくして、本発明者らの実験によると、上記積層膜構成において同一の粒径を有するPoly-Si膜を得るためには、図２から明らかなように、a-Si膜厚が、20〜28nm程度、65〜86nm程度、及び116〜148nm程度の範囲であれば、基板面内および膜厚全体にわたってほぼ均一な粒径のpoly-Si膜を形成することができた。a-Si膜厚が20nm未満の場合、28nmを超えかつ65nm未満の場合、86nmを超えかつ116nm未満の場合には、基板全面にわたって均一な膜厚でa-Siを成膜するのが難しく、膜厚均一性が悪くなるため、レーザアニールにより基板面内でほぼ均一な粒径のpoly-Si膜を形成するのが難しかった。また、a-Si膜厚が148nmを超えると、膜深さによるレーザ光吸収量の差が大きくなるため、レーザアニールにより膜厚全体にわたって均一なpoly-Si膜を形成するのが難しかった。
【実施例２】
【００６６】
実施例１に記載の手順に準じて、パターニングされた電極膜上にSiNx膜とSiOx膜とを何れも50nmの厚さでこの順番に積層し、その上にa-Si膜を50nmと70nmとの２種類の膜厚で形成した基板のレーザアニールを、照射レーザ光のエネルギー密度(mJ/cm2)を変えて行った。レーザアニール後の基板をSeccoエッチングしてからSEM測定を行い、形成されたpoly-Siの平均結晶粒径(μｍ)を算出した。a-Si膜厚が50nmと70nmとの場合にそれぞれ得られたエネルギー密度と平均結晶粒径との関係を図３と図４に示す。
【００６７】
図３から明らかなように、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とのそれぞれの積層膜の吸収率が大きく異なるa-Si膜厚が50nm(図２参照)の場合には、poly-Si平均結晶粒径のエネルギー密度による変化の仕方が大きく異なっている。すなわち、レーザ光の吸収率が大きいゲート電極膜上部の積層膜の方が低エネルギー密度でPoly-Si結晶が形成されていることがわかる。
【００６８】
これに対して、図４から明らかなように、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とのそれぞれの積層膜の吸収率がほぼ等しくなるa-Si膜厚が70nm(図２参照)の場合には、poly-Si平均結晶粒径のエネルギー密度による変化の仕方はほぼ等しくなる。このことから、ボトムゲート型TFTを作製する場合のように、ガラス基板上に異なる積層膜構成が混在する場合でも、照射レーザ光の吸収率がほぼ同一になるように積層膜の膜厚を制御することで、基板面内でほぼ均一な大粒径のpoly-Si膜の形成が可能なことがわかる。
【００６９】
以上説明した実施例では、a-Si膜厚を制御することにより、基板面内でほぼ均一な大粒径のpoly-Si膜の形成が可能であることを示したが、以下の実施例で示すように、積層膜の他の構成膜厚を制御しても、同様の効果が得られる。
【実施例３】
【００７０】
実施例１に記載の手順に準じて、a-Si(50nm)/SiOx/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成として、SiOx膜厚を変化させたとき、及びa-Si(50nm)/SiOx(50nm)/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成として、SiNx膜厚を変化させたときの、それぞれの場合の入射レーザ光の吸収率の結果を図５と図６に示す。
【００７１】
これらの図より、SiOx膜またはSiNx膜の膜厚を制御することにより、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とのそれぞれの積層膜の吸収率をほぼ等しくすることができることがわかる。すなわち、SiOx膜厚を108〜141nm程度とした場合、また、SiNx膜厚を90〜115nm程度とした場合に積層膜の吸収率が５％以内であり、ほぼ同一の均一な粒径のPoly-Si膜の形成が可能となることが分かる。
【実施例４】
【００７２】
図２から明らかなように、a-Si/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成におけるゲート電極膜に対する固体グリーンレーザ光吸収率は、ゲート電極膜上部とゲート電極膜のないガラス基板上部とのそれぞれにおいて、a-Si膜厚により変化し、a-Si膜厚が40〜65nm付近及び100〜120nm付近で大きく、膜厚がこの範囲を外れると小さくなる。
【００７３】
そこで、本実施例では、ガラス基板上にSiNx膜とSiOx膜とを何れも50nmの厚さでこの順序に積層し、その上にa-Si膜厚を40nm、50nm、60nm、及び70nmの４種類の膜厚で形成した基板に対して、照射レーザ光のエネルギー密度を変えながらレーザアニールを行った。レーザアニール後の基板をSeccoエッチングしてからSEM測定を行い、各エネルギー密度での平均結晶粒径を算出し、a-Si膜の各膜厚の場合に対して0.5μmと1.0μmの平均粒径の結晶が得られるエネルギー密度を算出した。得られた結果を図７に示す。
【００７４】
図７から明らかなように、結晶形成に必要なエネルギー密度は図２のレーザ光吸収率と異なる傾向を示しており、a-Si膜厚が60nm付近でエネルギー密度が最も低く、膜厚をそれよりも薄くしても厚くしても結晶形成に必要なエネルギー密度は高くなる。このことより、積層膜による入射レーザ光の吸収率が大きくなる膜厚構成にすることで、最適な結晶粒径を得るために必要なレーザ光強度を小さくすることが可能なことがわかる。
【実施例５】
【００７５】
実施例１〜４では、Nd:YAGレーザの第２高調波(波長：532nm)を用いる場合について説明した。Nd:YAGレーザの第２高調波はレーザ発振の効率が良く高出力のものが得られるため、レーザアニール処理の生産性が良いというメリットがある。本発明の趣旨によれば、照射するレーザ光の吸収率は、a-Si/SiOx/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成で決まるので、同じオーダーの吸収率を有する350nmから800nmまでの波長のレーザ光であれば、532nmの場合と同様な効果が得られる。
【００７６】
従って、350nm〜800nmの波長を有するNd:YAGレーザの第3高調波、Nd:ガラスレーザの第２または第３高調波、Nd:YLFレーザの第２又は第３高調波、Yb:YAGやYb:ガラスなどYbイオンドープの固体レーザの第２又は第３高調波や、Ti:Sapphireレーザの基本波又は第２高調波を用いて、実施例１〜４に準じて、a-Si/SiOx/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成に対してレーザアニールを行うことにより、ゲート電極膜上部とゲート電極膜の無いガラス基板上部とでそれぞれの積層膜が吸収するレーザエネルギーをほぼ同一にすることができ、形成されるpoly-Si膜の結晶粒径をゲート電極膜上部、ゲート電極膜の無いガラス基板上部とでほぼ同一にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
以上述べたように、本発明のレーザアニール方法によれば、特にボトムゲート型TFTを作製する場合のように、基板上に異なる積層膜構成が混在する場合でも、基板面内でほぼ均一な大粒径のpoly-Si膜を形成することが可能になると共に、積層膜による入射レーザ光の吸収率が大きくなる膜厚構成にすることで、最適な結晶粒径を得るために必要なレーザ光強度を小さくすることも可能になる。
【００７８】
また、本発明のレーザアニール方法を利用して半導体薄膜を形成すれば、粒径分布の均一な大粒径の半導体薄膜が得られるので、この半導体薄膜を例えばチャンネル部に使用すると、TFT特性の優れた薄膜半導体装置を提供できる。
【００７９】
さらに、本発明のレーザアニール方法を利用して得られた半導体薄膜が使用された薄膜半導体素子を設けた表示装置によれば、特にボトムゲート型構造の薄膜半導体素子を有する表示装置の場合、この表示装置における薄膜半導体素子が良好なTFT特性を有する。
【００８０】
上記したようにして、本発明によれば結晶性と均一性に優れたpoly-Si膜を提供でき、この膜を用いたTFTを実現することができるので、本発明は、このTFTを用いた有機ELディスプレイや液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイの表示装置分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】ボトムゲート型TFTを作製する際のレーザアニール時の積層膜構成を模式的に示す断面図。
【図２】a-Si/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、a-Si膜厚を変えたときの固体グリーンレーザ吸収率の変化を示すグラフ。
【図３】a-Si(50nm)/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、レーザアニールした時の照射レーザ光エネルギー密度とpoly-Si平均結晶粒径との関係を示すグラフ。
【図４】a-Si(70nm)/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、レーザアニールした時の照射レーザ光エネルギー密度とpoly-Si平均結晶粒径との関係を示すグラフ。
【図５】a-Si(50nm)/SiOx/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、SiOx膜厚を変えたときの固体グリーンレーザ吸収率の変化を示すグラフ。
【図６】a-Si(50nm)/SiOx(50nm)/SiNx/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、SiNx膜厚を変えたときの固体グリーンレーザ吸収率の変化を示すグラフ。
【図７】a-Si(40-70nm)/SiOx(50nm)/SiNx(50nm)/ゲート電極膜/ガラス基板の積層膜構成において、レーザアニールした時の0.5μmと1.0μmの平均粒径の結晶が得られるエネルギー密度とa-Si膜厚との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
【００８２】
１  ガラス基板                       ２  ゲート電極膜
３  SiNx膜                            ４  SiOx膜
５  a-Si膜
【図１】
2007220918.tif 000003
【図２】
2007220918.tif 000004
【図３】
2007220918.tif 000005
【図４】
2007220918.tif 000006
【図５】
2007220918.tif 000007
【図６】
2007220918.tif 000008
【図７】
2007220918.tif 000009