(57)【要約】【課題】トランジスタ特性の改善を図ることができる薄膜トランジスタの製造方法及び薄膜トランジスタを提供する。【解決手段】活性層３０は、第１の半導体膜３ｃと第２の半導体膜３ａの積層構造を有する、第１の半導体膜３ｃは、アモルファス又は結晶性のシリコン膜にレーザを照射することで形成された微結晶シリコン膜で構成される。微結晶シリコン膜はアモルファスシリコン膜と比較して高いキャリア移動度を得ることができる。第２の半導体膜３ａは、ソース／ドレイン電極５ａ、５ｄのパターニング工程から第１の半導体膜３ｃを保護する機能を有している。これにより、第１の半導体膜３ｃの所期の形状、膜厚を維持して、安定したトランジスタ特性を確保することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート電極上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜の上に、アモルファスシリコン又は結晶性シリコンからなる第１の半導体膜を形成し、
前記第１の半導体膜にレーザを照射し、
前記第１の半導体膜の上に、アモルファスシリコンからなる第２の半導体膜を形成し、
前記第２の半導体膜の上にソース電極膜及びドレイン電極膜を形成する
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記第１の半導体膜は、厚さ４００オングストローム以下のアモルファスシリコン膜である
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記レーザは、固体グリーンレーザである
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記レーザのパワーは、３５０ｍＪ／ｃｍ2以上である
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、
前記絶縁膜は、シリコン窒化膜である
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の薄膜トランジスタの製造方法であって、さらに、
前記レーザの照射後、前記第１の半導体膜を水素プラズマで表面処理する
薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項７】
ゲート電極と、
前記ゲート電極に積層されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜に積層された結晶性シリコンからなる第１の半導体膜と、前記第１の半導体膜に積層されたアモルファスシリコンからなる第２の半導体膜とを有する活性層と、
前記活性層の上に積層されたソース／ドレイン電極と
を具備する薄膜トランジスタ。
【請求項８】
請求項７に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第１の半導体膜の厚みは、４００オングストローム以下である
薄膜トランジスタ。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第２の半導体膜は、前記第１の半導体膜よりも厚みが大きい
薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
請求項９に記載の薄膜トランジスタであって、
前記ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜である
薄膜トランジスタ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の薄膜トランジスタであって、
前記第１の半導体膜は、アモルファスシリコン膜をレーザアニールして形成された微結晶シリコン膜である
薄膜トランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャリア移動度の高い薄膜トランジスタの製造方法及び薄膜トランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクティブマトリクス型の液晶ディスプレイが広く用いられている。アクティブマトリクス型液晶ディスプレイは、画素ごとにスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有している。
【０００３】
薄膜トランジスタとしては、活性層がポリシリコンで構成されたポリシリコン型薄膜トランジスタのほか、活性層がアモルファスシリコンで構成されたアモルファスシリコン型薄膜トランジスタが知られている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】ＷＯ２００５／１０４２３９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
アモルファスシリコン型薄膜トランジスタを素子回路として使用する液晶ディスプレイにおいて、活性層であるアモルファスシリコン層はキャリア移動度が低く、オン電流値も低い。したがって、より高精細なディスプレイの実現が困難であるという問題がある。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、トランジスタ特性の改善を図ることができる薄膜トランジスタの製造方法及び薄膜トランジスタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態に係る薄膜トランジスタの製造方法は、ゲート電極上に絶縁膜を形成することを含む。前記絶縁膜の上に、アモルファスシリコン又は結晶性シリコンからなる第１の半導体膜が形成される。前記第１の半導体膜にレーザが照射される。前記第１の半導体膜の上に、アモルファスシリコンからなる第２の半導体膜が形成される。前記第２の半導体膜の上にソース電極膜及びドレイン電極膜が形成される。
【０００８】
本発明の一形態に係る薄膜トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、活性層と、ソース／ドレイン電極とを具備する。
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極に積層されている。前記活性層は、前記ゲート絶縁膜に積層された結晶性シリコンからなる第１の半導体膜と、前記第１の半導体膜に積層されたアモルファスシリコンからなる第２の半導体膜とを有する。前記ソース／ドレイン電極は、前記活性層の上に積層されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一実施の形態に係る薄膜トランジスタの製造方法は、ゲート電極上に絶縁膜を形成することを含む。前記絶縁膜の上に、アモルファスシリコン又は結晶性シリコンからなる第１の半導体膜が形成される。前記第１の半導体膜にレーザが照射される。前記第１の半導体膜の上に、アモルファスシリコンからなる第２の半導体膜が形成される。前記第２の半導体膜の上にソース電極膜及びドレイン電極膜が形成される。
【００１０】
上記薄膜トランジスタの製造方法において、絶縁膜の上に形成された第１の半導体膜は、レーザ照射されることによって微結晶質のシリコン膜に改質される。微結晶シリコン膜はアモルファスシリコン膜と比較して高いキャリア移動度を得ることができる。第２の半導体膜は、ソース／ドレイン電極のパターニング工程から第１の半導体膜を保護する機能を有している。これにより、第１の半導体膜の所期の形状、膜厚を維持して、安定したトランジスタ特性を確保することが可能となる。
【００１１】
第１の半導体膜は、アモルファスシリコン膜でもよいし結晶性シリコン膜でもよい。形成された第１の半導体膜にレーザを照射することによって、目的とする微結晶シリコン膜を形成することができる。勿論、レーザの照射条件は、第１の半導体膜がアモルファスシリコン膜である場合と結晶性シリコン膜である場合とで異ならせることができる。
【００１２】
ゲート電極は、典型的には、ガラス基板等の基材の上に形成された金属膜で構成される。これ以外に、基材をシリコン基板で構成し、これをゲート電極としてもよい。
【００１３】
第１の半導体膜は、その厚みが小さいほど膜中の過剰水素量が抑えられ、これにより優れたトランジスタ特性を得ることができる。例えば、第１の半導体膜は、厚さ４００オングストローム（Å）以下のアモルファスシリコン膜とすることができる。第１の半導体膜の厚みを４００オングストローム以下とすることにより、オン電流値が大きく移動度が高い薄膜トランジスタを製造することができる。
【００１４】
第１の半導体膜に照射するレーザは、固体グリーンレーザとすることができる。
固体グリーンレーザは、例えば５３２ｎｍを中心波長とする緑色波長帯域のレーザであり、１０６４ｎｍの固体レーザ媒質（Ｎｄ−ＹＡＧ／ＹＶＯ4）の第２次高調波として発振させることができる。この固体グリーンレーザを第１の半導体膜へ照射することによって、照射領域を微結晶化させる。固体グリーンレーザの照射領域は、ソース電極とドレイン電極の間に位置するチャネル部に相当するため、当該チャネル部の微結晶化によってキャリアの移動度を高めることができる。
【００１５】
アモルファスシリコン膜からなる第１の半導体膜へ固体グリーンレーザを照射するに際しては、レーザパワーを３５０ｍＪ／ｃｍ2以上とすることができる。レーザパワーが３５０ｍＪ／ｃｍ2未満では第１の半導体膜を微結晶化させることが困難である。
【００１６】
上記の例において、ゲート絶縁膜は、シリコン窒化膜で構成することができる。なお、ゲート絶縁膜は、シリコン窒化膜である場合に限られず、シリコン酸化膜、または、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で構成することができる。
【００１７】
前記レーザの照射後、前記第１の半導体膜を水素プラズマで表面処理してもよい。
これにより、レーザ照射により発生した第１の半導体膜中のダングリングボンド（未結合手）を低減させて、トランジスタ特性の更なる向上を図ることができる。また、第１の半導体膜の表面を活性化させて、その後に形成される第２の半導体膜との密着性を高めることができる。
【００１８】
本発明の一実施の形態に係る薄膜トランジスタは、ゲート電極と、ゲート絶縁膜と、活性層と、ソース／ドレイン電極とを具備する。
前記ゲート絶縁膜は、前記ゲート電極に積層されている。前記活性層は、前記ゲート絶縁膜に積層された結晶性シリコンからなる第１の半導体膜と、前記第１の半導体膜に積層されたアモルファスシリコンからなる第２の半導体膜とを有する。前記ソース／ドレイン電極は、前記活性層の上に積層されている。
【００１９】
第１の半導体膜を構成する結晶性シリコン膜は、アモルファスシリコン膜と比較して高いキャリア移動度を有する。第２の半導体膜は、ソース／ドレイン電極のパターニング工程から第１の半導体膜を保護する機能を有している。これにより、上記薄膜トランジスタによれば、第１の半導体膜の所期の形状、膜厚を維持して、安定したトランジスタ特性を確保することが可能となる。
【００２０】
第１の半導体膜の厚みは、４００オングストローム以下とすることができる。
第１の半導体膜は、その厚みが小さいほど、膜中の過剰水素量を抑えて、優れたトランジスタ特性を得ることができる。例えば、第１の半導体膜は、厚さ４００オングストローム（Å）以下のアモルファスシリコン膜とすることができる。第１の半導体膜の厚みを４００オングストローム以下とすることにより、オン電流値が大きく移動度が高い薄膜トランジスタを製造することができる。
【００２１】
第２の半導体膜は、第１の半導体膜の厚みよりも大きくすることができる。
これにより、ソース／ドレイン電極のパターニング工程から第１の半導体膜を効果的に保護することができる。
【００２２】
ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜で構成することができる。ゲート酸化膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜で構成することができる。
【００２３】
第１の半導体膜は、アモルファスシリコン膜をレーザアニールして形成された微結晶シリコン膜とすることができる。
これにより、キャリア移動度の高い活性層を構成することができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００２５】
図１〜図３は本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの製造方法を説明する各工程の要部の模式的断面図である。以下、図１〜図３を参照して本実施の形態の薄膜トランジスタの製造方法を説明する。
【００２６】
まず、図１（Ａ）に示すように、ゲート電極１、ゲート絶縁膜２及び第１の半導体膜３からなる積層膜を形成する。第１の半導体膜３は、アモルファスシリコン膜又は結晶性シリコン膜で構成することができる。
【００２７】
ゲート電極１は、ガラス基板などからなる基材の表面に形成されたモリブデンやクロム、アルミニウム等の金属単層膜又は金属多層膜で構成され、例えばスパッタリング法や真空蒸着法、ＣＶＤ法などによって成膜される。ゲート電極１の厚みは特に限定されず、例えば１００〜３００ｎｍである。なお、基材としてシリコン基板等の半導体基板を用い、これをゲート電極１とすることも可能である。
【００２８】
ゲート絶縁膜２は、シリコン酸化膜（ＳｉＯ2）、シリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、又はこれらの積層膜で構成され、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法などによってゲート電極１の上に成膜される。ゲート絶縁膜２の厚みは特に限定されず、例えば、２００〜５００ｎｍである。
【００２９】
第１の半導体膜３は、トランジスタの活性層の一部を構成する。第１の半導体膜３は、その厚みが小さいほど膜中の過剰水素量が抑えられ、これにより優れたトランジスタ特性を得ることができる。例えば、第１の半導体膜３の厚みを４００オングストローム以下のアモルファスシリコン膜とし、この膜をレーザ照射にて微結晶化することによって、オン電流値が大きく移動度が高い薄膜トランジスタを製造することができる。
【００３０】
第１の半導体膜３の厚みは、例えば５０〜４００オングストローム（５〜４０ｎｍ）である。第１の半導体膜３の厚みが５０オングストローム未満の場合、適正な成膜制御が行えなくなり、厚みが４００オングストロームを超えると、条件によっては良好なトランジスタ特性を得ることが困難となる。
【００３１】
第１の半導体膜３として形成されるシリコン膜は、上述のようにアモルファスシリコン膜でもよいし、結晶性シリコン膜でもよい。これらのシリコン膜は、例えば、シラン（ＳｉＨ4）を原料ガスとするプラズマＣＶＤ法によってゲート絶縁膜２の上に成膜される。成膜時のＲＦパワーや圧力、反応ガスの導入量を適宜異ならせることで、形成されるシリコン膜の結晶度をコントロールすることができる。
【００３２】
例えば、アモルファスシリコン膜を成膜するときの条件は、例えば、基板（基材）サイズが縦７３０ｍｍ×横９２０ｍｍの場合、基板温度３００℃、ＲＦパワー２３０Ｗ、圧力５０Ｐａ、ＳｉＨ4ガスの流量１８００ｓｃｃｍ、水素ガスの流量７００ｓｃｃｍ、電極間距離１７ｍｍとすることができる。また、結晶性シリコン膜を成膜するときの条件は、同等の基板サイズにおいて、基板温度３００℃、ＲＦパワー１２５０Ｗ、圧力６００Ｐａ、ＳｉＨ4ガスの流量５０ｓｃｃｍ、水素ガスの流量１０５００ｓｃｃｍ、電極間距離１５ｍｍとすることができる。
【００３３】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜３にレーザを照射する。これにより、第１の半導体膜３はアニール効果により改質されて、微結晶シリコン膜からなる第１の半導体膜３ｃとされる。
【００３４】
上記レーザとしては、例えば、固体グリーンレーザを用いることができる。固体グリーンレーザは、５３２ｎｍを中心波長とする緑色波長帯域のレーザ光が用いられ、１０６４ｎｍの固体レーザ媒質（Ｎｄ−ＹＡＧ／ＹＶＯ4）の発振レーザをＫＴＰ等の非線形光学結晶を介しての第２次高調波として発振される。なお、レーザの発振波長は特に限定されず、グリーンレーザよりも単波長領域又は長波長領域のレーザが用いられてもよい。レーザの発振パワー（照射パワー）は、第１の半導体膜３の結晶度、要求される移動度、ゲート絶縁膜２の材料の種類によって適宜調整することができる。
【００３５】
例えば、ゲート絶縁膜２がシリコン窒化膜、第１の半導体膜３が膜厚２００オングストロームのアモルファスシリコン膜である場合、固体グリーンレーザの照射パワーを３５０ｍＪ／ｃｍ2以上とすることができる。
【００３６】
第１の半導体膜３に対するレーザの照射方法は特に限定されず、スキャン照射でもよいし、スポット照射でもよい。
【００３７】
続いて、図１（Ｃ）に示すように、希フッ酸１１を収容した槽１２の中に、第１の半導体膜３ｃを含む積層膜を浸漬して、レーザアニールされた第１の半導体膜３ｃの表面に形成された酸化膜（自然酸化膜）を除去する。この酸化膜の除去工程は、上述した浸漬法に限られず、半導体膜３ｃの表面に希フッ酸を接触させる他の方法、例えばスプレー法や塗布法などを採用してもよい。酸化膜の除去後、半導体膜３ｃを含む積層膜は、純水等の洗浄液を用いて洗浄される。
【００３８】
次に、図２（Ａ）に示すように、第１の半導体膜３ｃは、図示しない真空チャンバに装填され、水素プラズマで表面処理される。
【００３９】
レーザパワーによっては、レーザ照射のダメージによって第１の半導体膜３ｃ中のダングリングボンドが増加し、キャリア移動度の大幅な向上が図れない場合がある。そこで本実施の形態では、レーザアニール後、第１の半導体膜３ｃは水素プラズマで表面処理される。これにより、第１の半導体膜３ｃ中のダングリングボンドを水素と結合させて消滅させるようにしている。また、この表面処理により、第１の半導体膜３ｃの表面が活性化され、後工程において成膜される第２の半導体膜３ａとの密着性が高められる。
【００４０】
水素プラズマの処理条件は、適宜設定することができる。例えば、基板（基材）サイズが縦７３０ｍｍ×横９２０ｍｍの場合の処理条件は、基板温度３００℃、ＲＦパワー２３００Ｗ、圧力２００Ｐａ、水素ガスの流量３０００ｓｃｃｍ、電極間距離２５ｍｍとすることができる。
【００４１】
続いて、図２（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜３ｃの上に第２の半導体膜３ａを成膜する。
【００４２】
第２の半導体膜３ａは、アモルファスシリコン膜で構成され、第１の半導体膜３ｃの上にプラズマＣＶＤ法によって成膜される。これら第１の半導体膜３ｃと第２の半導体膜３ａとにより、薄膜トランジスタの活性層（キャリア層）３０が構成される。
【００４３】
第２の半導体膜３ａは、上述したアモルファスシリコン膜の成膜条件と同様な条件で成膜される。第２の半導体膜３ａの厚みは特に制限されないが、後述するソース／ドレイン電極のパターニング工程から第１の半導体膜３ｃを保護できるのに十分な厚みで形成される。第２の半導体膜３ａの厚みは、例えば、第１の半導体膜３ｃの厚みよりも大きく、例えば、３００オングストローム以上である。
【００４４】
次に、図３（Ａ）に示すように、第２の半導体膜３ａの上に、オーミックコンタクト層４と金属層５とをそれぞれ順に成膜する。
【００４５】
オーミックコンタクト層４は、例えば、ｎ＋型アモルファスシリコンのような低抵抗半導体膜で形成される。金属層５は、例えば、アルミニウムのような金属膜で形成される。オーミックコンタクト層４は、活性層３０（第２の半導体膜３ａ）と金属層５の間のオーミックコンタクトと密着性の向上ために形成される。オーミックコンタクト層４及び金属層５の厚みは特に制限されない。本実施の形態では、オーミックコンタクト層４の厚みは５０ｎｍであり、金属層５の厚みは５００ｎｍである。
【００４６】
続いて、図３（Ｂ）に示すように、オーミックコンタクト層４と金属層５の積層膜を所定形状にパターニングすることで、活性層３０の上面において相互に分離されたソース電極５ａ及びドレイン電極５ｂを形成する。パターニング方法は特に限定されず、例えばウェットエッチング法が用いられるが、これに限られず、ドライエッチング法を用いてもよい。
【００４７】
ソース電極５ａとドレイン電極５ｂの分離工程に際して、両電極間の電気的リークを防止するため、オーミックコンタクト層４は電極領域ごとに完全に分離されている必要がある。この場合、オーミックコンタクト層４を多少オーバーエッチングすることで、ソース電極５ａとドレイン電極５ｂとを完全に分離することができる。
【００４８】
このとき、第２の半導体膜３ａは、第１の半導体膜３ｃを上記エッチング工程から保護する機能を果たす。これにより、第１の半導体膜３ｃの所期の形状、膜厚を維持して、安定したトランジスタ特性を確保することが可能となる。
【００４９】
その後、図示せずとも、活性層３０、ソース電極５ａ及びドレイン電極５ａを外気から遮断するための保護膜が成膜される。
【００５０】
以上のようにして、本実施の形態の薄膜トランジスタ１０が製造される。
本実施の形態においては、ゲート絶縁膜２の上に形成された第１の半導体膜３は、レーザ照射されることによって微結晶シリコン膜３ｃに改質される。微結晶シリコン膜は、アモルファスシリコン膜と比較して高いキャリア移動度を得ることができる。一方、第２の半導体膜３ａは、ソース電極５ａ及びドレイン電極５ｂのパターニング工程から第１の半導体膜３ｃを保護する機能を有している。これにより、第１の半導体膜３ｃの所期の形状、膜厚を維持して、安定したトランジスタ特性を確保することが可能となる。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、第１の半導体膜３ｃの改質レーザとして固体グリーンレーザを用いているので、例えばエキシマレーザを用いる場合と比較して、レーザ発振特性の安定化を図ることができる。これにより、大型基板に対して面内に一様な出力特性でのレーザ照射が可能となり、素子間における結晶度のばらつきを防ぐことが可能となる。
【００５２】
次に、以上のようにして製造される薄膜トランジスタ１０の特性について説明する。
【００５３】
図４は、実験に用いたサンプルの概略構成図である。ゲート電極（Ｇ）としてシリコン基板２１を用いた。このシリコン基板２１の上にゲート絶縁膜２２としてシリコン窒化膜、第１の半導体膜２３ａ及び第２の半導体膜２３ａの積層構造を有する活性層２３、オーミックコンタクト層（ｎ＋型アモルファスシリコン膜）２４及び金属層（アルミニウム膜）２５の積層構造を有するソース電極（Ｓ）及びドレイン電極（Ｄ）をそれぞれ形成した。ゲート絶縁膜２２の厚みは３５００オングストローム、第１の半導体膜２３ｃの厚みは２００オングストローム、第２の半導体膜２３ａの厚みは８００オングストロームとした。
【００５４】
実験では、ゲート絶縁膜２２の上に、アモルファスシリコン膜を厚み２００オングストロームで成膜した後、当該アモルファスシリコン膜に固体グリーンレーザを照射して微結晶シリコン膜２３ｃを得た。このとき、固体グリーンレーザのエネルギー密度を異ならせて薄膜トランジスタの複数のサンプルを製造し、その各々のサンプルについてゲート電圧（Ｖｇ）と、ソース−ドレイン電流（Ｉｄｓ）との関係を調べた。実験結果を図５に示す。固体グリーンレーザのエネルギー密度（出力）は、３２０ｍＪ／ｃｍ２（８０Ｗ）、４００ｍＪ／ｃｍ２（１００Ｗ）、４８０ｍＪ／ｃｍ２（１２０Ｗ）、５６０ｍＪ／ｃｍ２（１４０Ｗ）、６４０ｍＪ／ｃｍ２（１６０Ｗ）とした。
【００５５】
図５に示すように、レーザ照射パワーが４００ｍＪ／ｃｍ２（１００Ｗ）以上の場合において、１０−4オーダ以上のオン電流値（単位：アンペア［Ａ］）と、６桁以上のオンオフ電流比（オン電流値とオフ電流値との比）が得られた。一方、レーザ照射パワーが３２０ｍＪ／ｃｍ２（８０Ｗ）の場合、オンオフ電流比は高いが、オン電流値が低いということが確認された。これは、第１の半導体膜２３ｃの結晶度が低いため、あるいは第１の半導体膜２３ｃが微結晶化していないためであると考えられる。
【００５６】
図６は、比較例として、第１の半導体膜２３ｃとしてアモルファスシリコン膜を厚み５００オングストロームで成膜した後、このアモルファスシリコン膜に４００ｍＪ／ｃｍ２（１００Ｗ）のレーザ出力で固体グリーンレーザを照射したサンプルのゲート電圧とソース−ドレイン電流との関係を示す。このときの第２の半導体膜２３ａの膜厚は６００オングストロームとした。図６に示すように、比較例に係るサンプルにおいては、図５に示したような適正なトランジスタ特性が得られなかった。
【００５７】
図７は、固体グリーンレーザの照射パワーとソース−ドレイン間のキャリア移動度との関係を示す実験結果である。実験に用いたサンプルでは、第１の半導体膜２３ｃとして厚み２００オングストロームのアモルファスシリコン膜を、第２の半導体膜２３ａとして厚み８００オングストロームのアモルファスシリコン膜をそれぞれ成膜した。
【００５８】
図７に示したように、レーザ照射パワー（エネルギー密度）が４００ｍＪ／ｃｍ２以上で３．００［ｃｍ2／Ｖｓ］前後の移動度が得られることがわかる。また、レーザ照射パワーが６００ｍＪ／ｃｍ２以上で移動度の更なる向上が図れることが確認された。
【００５９】
特に、レーザ照射パワーが４００ｍＪ／ｃｍ２以上５６０ｍＪ／ｃｍ２以下の範囲で安定した移動度特性が得られる。したがって、上記範囲においてレーザ照射条件のマージンを大きくとることができ、所望のトランジスタ特性を有する薄膜トランジスタを安定して生産することが可能となる。
【００６０】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００６１】
例えば、第１の半導体膜３を成膜した後、レーザ照射の前に第１の半導体膜３の脱水素化処理を実施してもよい。シラン（ＳｉＨ4）を原料ガスに用いて成膜されたアモルファスシリコン膜には過剰に水素が含有され易く、膜中の余剰水素はキャリア移動度に影響を及ぼす場合がある。そこで、アモルファスシリコン膜の成膜後、レーザ照射の前に、アモルファスシリコン膜を高温で熱処理することで、膜中の余剰な水素を除去することができる。なお、熱処理の雰囲気は減圧下の窒素雰囲気とされ、熱処理温度は４００℃以上とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの製造方法を説明する要部の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの製造方法を説明する要部の概略断面図である。
【図３】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの製造方法を説明する要部の概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの特性を説明する概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタの各サンプルのトランジスタ特性を示す実験結果である。
【図６】比較例に係る薄膜トランジスタの特性を示す実験結果である。
【図７】本発明の実施の形態による薄膜トランジスタにおけるレーザ照射条件とキャリア移動度との関係を示す実験結果である。
【符号の説明】
【００６３】
１、２１…ゲート電極
２、２２…ゲート絶縁膜
３ａ、２３ａ…第２の半導体膜
３ｃ、２３ｃ…第１の半導体膜
４、２４…オーミックコンタクト層
５、２５…金属層
５ａ…ソース電極
５ｂ…ドレイン電極
１０…薄膜トランジスタ
２３、３０…活性層
【図１】
2012043819.tif 000003
【図２】
2012043819.tif 000004
【図３】
2012043819.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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