(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン膜の一部にゲルマニウムを添加する工程と、
加熱処理により、ゲルマニウムが添加された前記アモルファスシリコン膜の前記一部を結晶化する工程と、
を有し、
前記結晶化する工程によりポリシリコンゲルマニウム領域を形成し、前記ポリシリコンゲルマニウム領域以外をアモルファスシリコン領域とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン膜上の一部にゲルマニウム膜を形成する工程と、
加熱処理により、上部に前記ゲルマニウム膜が形成された前記アモルファスシリコン膜を結晶化する工程と、
を有し、
前記結晶化する工程によりポリシリコンゲルマニウム領域を形成し、前記ポリシリコンゲルマニウム領域以外をアモルファスシリコン領域とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
絶縁表面を有する基板上にアモルファスシリコン膜を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン膜上の一部に絶縁膜を形成する工程と、
前記アモルファスシリコン膜及び前記絶縁膜を覆ってゲルマニウム膜を形成する工程と、
加熱処理により、前記アモルファスシリコン膜のうち、前記ゲルマニウム膜と接した部分を結晶化する工程と、
を有し、
前記結晶化する工程によりポリシリコンゲルマニウム領域を形成し、前記ポリシリコンゲルマニウム領域以外をアモルファスシリコン領域とすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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、
前記ポリシリコンゲルマニウム領域でなる第１の活性層と前記アモルファスシリコン領域でなる第２の活性層を形成し、
前記第１の活性層を含むＴＦＴ及び前記第２の活性層を含むＴＦＴを形成し、
前記第１の活性層を含むＴＦＴでドライバー回路を形成し、前記第２の活性層を含むＴＦＴで画素マトリクス回路を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記ポリシリコンゲルマニウム領域でなる第１の活性層と前記アモルファスシリコン領域でなる第２の活性層を形成し、
前記第１の活性層を含むＴＦＴ及び前記第２の活性層を含むＴＦＴを形成し、
前記第１の活性層を含むＴＦＴで信号処理回路を形成し、前記第２の活性層を含むＴＦＴで画素マトリクス回路を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【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、
前記加熱処理は、処理温度４５０〜６００℃、処理時間４〜１２ｈｒ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】
【発明が属する技術分野】
本願発明は映像表示部または光電変換部として機能するマトリクス回路並びにそのマトリクス回路を駆動するドライバー回路（駆動回路）を同一基板上に一体形成したアクティブマトリクス型の半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ガラス基板上に複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する）を形成して回路を構成した半導体装置が注目されている。その様な半導体装置としては、液晶表示装置、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などの映像表示装置が挙げられる。
【０００３】
特に、画素マトリクス回路とドライバー回路とを同一基板上に一体形成したアクティブマトリクス型表示装置は、それまでのパッシブ型表示装置に較べて高精細な映像表示が可能であるため、ブラウン管に替わる次世代ディスプレイとしての地位を固めつつある。
【０００４】
この様なアクティブマトリクス型表示装置の実現にはポリシリコン（多結晶珪素又は微結晶珪素）と呼ばれる半導体の存在が大きく貢献している。それまでパッシブ型表示装置ではアモルファスシリコン（非晶質珪素）をＴＦＴの活性層として利用していたが、ドライバー回路を構成するにはＴＦＴの動作速度が遅すぎるという問題があった。
【０００５】
一方、ポリシリコンを活性層として利用したＴＦＴはアモルファスシリコンを用いたＴＦＴと較べて数百〜数千倍の電界効果移動度（モビリティ）を実現しうるため、マトリクス回路と同一の基板上に高性能なドライバー回路を形成することが可能となった。
【０００６】
この様にポリシリコンという材料を得てアクティブマトリクス型表示装置の実現が可能となり、現在では映像表示用モニタとしてビデオカメラやノートパソコン等の電子機器に組み込まれるまでに市場は成長している。
【０００７】
しかしながら、アクティブマトリクス型表示装置が一般家庭で使用される様になるとより高精細な映像表示の需要が高くなり、さらに高性能なアクティブマトリクス型表示装置を実現するための工夫が要求されている。そのための手段として、ドライバー回路の駆動能力の向上が非常に重要な課題となっている。
【０００８】
基本的に画素となるマトリクス回路を構成するＴＦＴはオフ電流（ＴＦＴがオフ状態にある時のドレイン電流）を小さくすることが重要であり、モビリティはさほど要求されない。ところが、ドライバー回路を構成するＴＦＴはより多くの情報信号を処理するために非常に高いモビリティが要求される。
【０００９】
例えば、デジタル放送用のビデオ信号は数十ＭＨｚ（例えば８０ＭＨｚ）といった様に高い周波数で送られてくるため、回路の方で信号分割などをしてもシフトレジスタ回路は１０〜２０ＭＨｚで駆動する必要がある。この様な高周波駆動を行うためには、ＴＦＴのモビリティは少なくとも200cm2/Vs 以上でなければならない。
【００１０】
そういった要求からＴＦＴのモビリティを向上させるための様々な工夫がなされているが、その一つに活性層としてシリコンゲルマニウム（Ｓｉ1-X ＧｅX ：ただし０＜Ｘ＜１）を用いる技術が報告されている。
【００１１】
シリコンゲルマニウムはシリコンに較べてエネルギーバンドギャップが狭いため、キャリア密度の高いチャネル形成領域を形成することが可能であり、その結果として活性層としてシリコンを用いた場合に較べて高いモビリティを得ることができるという利点を有する。
【００１２】
しかしながら、キャリア密度が高い分、シリコンを使ったＴＦＴに較べてオフ電流が高くなってしまうという問題がある。そのため、前述の画素マトリクス回路を形成するには不適格であり、アクティブマトリクス型表示装置への応用を遅らせる要因となっていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本願発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、高速動作の可能なドライバー回路を有する半導体装置の作製方法およびその様な作製方法を用いた半導体装置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】
本願発明では、回路が要求する性能に応じて適切な半導体材料を選択してＴＦＴの活性層を形成する点に特徴がある。即ち、具体的にはシリコンゲルマニウム（Ｓｉ1-X Ｇｅx ：ただし０＜Ｘ＜１）からなる活性層を含むＴＦＴとシリコン（Ｓｉ）からなる活性層を含むＴＦＴとを同一基板上に有する。
【００１５】
シリコンゲルマニウムは多結晶であることが高速動作を行わせるために望ましいが、場合によっては非晶質であっても良い。また、シリコンも同様に多結晶であっても非晶質であっても良い。
【００１６】
本願発明の最も基本となる思想は、例えばアクティブマトリクス型液晶表示装置のドライバー回路や信号処理回路などの様に数十ＭＨｚでの駆動が要求される回路のＴＦＴには高いモビリティを実現しうるシリコンゲルマニウムを用いる点にある。さらに、低オフ電流特性を要求する画素マトリクス回路などにはシリコンを用いた方が効果的である。
【００１７】
以上の様に、同一基板上においてＴＦＴの活性層となる半導体材料を使い分けることが本願発明の特徴であり、そうすることで半導体装置のさらなる高性能化を図るものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本願発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１に示すのはアクティブマトリクス型表示装置の概略の構成図であり、１００は基板、１０１は画素マトリクス回路、１０２はゲイトドライバー回路、１０３はソースドライバー回路、１０４は信号処理回路（信号分割回路など）である。
【００１９】
本願発明では、画素マトリクス回路１０１を構成するＴＦＴ群の活性層をポリシリコン膜で形成する。そして、それ以外のゲイトドライバー回路１０２、ソースドライバー回路１０３、信号処理回路１０４は高速動作を行わせるためにＴＦＴ群の活性層として多結晶のシリコンゲルマニウム膜（以下、ポリシリコンゲルマニウム膜と呼ぶ）を用いる。
【００２０】
即ち、図１において１０５で示される領域はポリシリコン膜を活性層とするＴＦＴ群で構成される。また、１０６で示される領域（斜線で示される領域）はポリシリコンゲルマニウム膜を活性層とするＴＦＴ群で構成される。
【００２１】
この様に、高速動作特性を必要とする回路を形成する部分には選択的にゲルマニウムを添加してポリシリコンゲルマニウム膜を形成し、低オフ電流特性を必要とする回路を形成する部分にはポリシリコン膜を用いるという構成が本願発明の最も重要な構成用件である。
【００２２】
以上の構成からなる本願発明について、以下に記載する実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【００２３】
【実施例】
〔実施例１〕
本実施例は、絶縁表面を有する基板上に画素マトリクス回路とドライバー回路（基本ユニットとしてＣＭＯＳ回路を例示する）とを有するアクティブマトリクス型表示装置を作製する例を示す。特に本実施例ではＴＦＴを形成する側の基板（アクティブマトリクス基板と呼ぶ）を作製する工程について図２を用いて説明する。
【００２４】
まず、ガラス基板２０１を用意し、その上に酸化シリコン膜でなる下地膜２０２を形成する。その上にプラズマＣＶＤ法によりアモルファスシリコン膜２０３を30nmの厚さに形成する。
【００２５】
そして、アモルファスシリコン膜２０３の上にパターニングによりレジストマスク２０４を設ける。このレジストマスク２０４は後に画素マトリクス回路を構成するＴＦＴ群が形成される領域を隠す様にして形成される。即ち、後にドライバー回路や信号処理回路など、高速動作特性を必要とする回路が形成される領域のみが露出した状態とする。（図２（Ａ））
【００２６】
レジストマスク２０４を設けたら、イオンインプランテーション法、プラズマドーピング法、レーザードーピング法などのイオン打ち込み技術を用いてゲルマニウムを添加する。（図２（Ｂ））
【００２７】
この時、添加条件は実施者が適宜決定すれば良いが、Ｓｉ1-X ＧｅX （０＜Ｘ＜１）という組成を満たす様にゲルマニウムを添加する必要がある。本実施例ではアモルファスシリコン膜２０３中に 1×1014〜 5×1019atoms/cm3 の濃度で添加される様なイオン添加条件を採用する。
【００２８】
ゲルマニウムを添加された領域（ゲルマニウム添加領域）２０５は添加時の衝撃によってアモルファス化され、添加されたゲルマニウムによってアモルファス状態のシリコンゲルマニウム領域となる。
【００２９】
また、ゲルマニウムはアモルファスシリコンの結晶化を助長する触媒半導体材料であるため、後の結晶化工程において結晶化に必要なエネルギー的な障壁の低減に大きく寄与する。
【００３０】
次に、レジストマスク２０４を除去した後、特開平７−１３０６５２号公報記載の技術を用いてニッケル含有層２０６を形成する。同公報ではシリコンの結晶化を助長する触媒元素としてニッケル以外にも、コバルト、鉄、銅、パラジウム、白金、金、インジウムから選ばれた一種または複数種の元素を用いている。なお、ニッケルの様な金属を本明細書中では触媒金属材料と呼ぶ。
【００３１】
同公報にはアモルファスシリコン膜上の全面にニッケルを添加する手段（実施例１）と選択的に添加する手段（実施例２）が開示されているが、本実施例を実施するにあたってどちらを採用しても構わない。また、ニッケルだけでなく、同公報に記載された他の触媒元素を用いても良い。（図２（Ｃ））
【００３２】
本実施例ではアモルファスシリコン膜及びアモルファスシリコンゲルマニウム膜上の全面にニッケル含有層２０６を形成し、その後、水素出しを行ってからファーネスアニールによる結晶化工程を行う。（図２（Ｄ））
【００３３】
本実施例では結晶化工程として６００℃８ｈｒの熱処理を行う。この加熱処理によってシリコン膜は完全に結晶化し、ポリシリコンゲルマニウム領域２０７とポリシリコン領域２０８とが形成される。勿論、結晶化条件は本実施例の条件に限定されるものではない。また、熱処理はランプアニールやレーザーアニールを用いて行うことも可能である。
【００３４】
なお、この結晶化工程では前述の触媒半導体材料（ゲルマニウム）と触媒金属材料（ニッケル）が同時にアモルファスシリコン膜の結晶化を助長している。即ち、本実施例の構成では触媒半導体材料と触媒金属材料との複合化による結晶化が行われているとも言える。
【００３５】
そして、形成されたポリシリコンゲルマニウム領域２０７及びポリシリコン領域２０８をパターニングして活性層２０９、２１０を形成する。この時、ポリシリコンゲルマニウム領域２０７で形成された活性層２０９は、後にドライバー回路や信号処理回路を構成するＴＦＴ群の活性層となる。また、ポリシリコン領域２０８で形成された活性層２１０は、後に画素マトリクス回路となるＴＦＴ群の活性層となる。（図２（Ｅ））
【００３６】
次に、特開平７−１３５３１８号公報に記載された技術を用いてソース／ドレイン領域および低濃度不純物領域（以下、ＬＤＤ領域と呼ぶ）を形成する。そのプロセスについて簡単に説明する。
【００３７】
まず、２wt% のスカンジウムを含有させたアルミニウム膜を用いて、後にゲイト電極となる島状パターンを形成する。なお、島状パターンは全てシングルゲイト構造にしてあるが、必要に応じてダブルゲイト、トリプルゲイトといったマルチゲイト構造にすることもできる。
【００３８】
次に島状パターンを陽極酸化して島状パターンの側壁に多孔質状の陽極酸化膜を形成する。そして、溶液を変えてさらなる陽極酸化を行い、島状パターンの周囲に緻密な陽極酸化膜を形成する。
【００３９】
この様にして多孔質状の陽極酸化膜と緻密な陽極酸化膜を形成したら、ドライエッチング法を用いてゲイト絶縁膜をエッチングする。ゲイト絶縁膜のエッチングが終了したら多孔質状の陽極酸化膜を除去して図３（Ａ）の状態を得る。
【００４０】
図３（Ａ）において、２１１〜２１３は酸化シリコン膜でなるゲイト絶縁膜、２１４〜２１６はスカンジウムを含むアルミニウム膜でなるゲイト電極、２１７〜２１９はゲイト電極を保護する緻密な陽極酸化膜である。
【００４１】
図３（Ａ）の状態を得たら、後にＰチャネル型ＴＦＴとなる領域をレジストマスク２２０で隠し、ｎ型を付与する不純物イオン（リンまたは砒素）を添加する。この工程は加速電圧を使い分けて２度行うが、詳細な条件は前述の特開平７−１３５３１８号公報を参照すると良い。
【００４２】
この工程によりドライバー回路を構成するＮチャネル型ＴＦＴのドレイン領域２２１、ソース領域２２２、ＬＤＤ領域２２３、チャネル形成領域２２４が形成される。また、画素マトリクス回路を構成するＮチャネル型ＴＦＴのソース領域２２５、ドレイン領域２２６、ＬＤＤ領域２２７、チャネル形成領域２２８が形成される。（図３（Ｂ））
【００４３】
次に、レジストマスク２２０を除去して、今度はＮチャネル型ＴＦＴとなる領域を隠す様にしてレジストマスク２２９を形成する。そして、加速電圧を２度に分けてｐ型を付与する不純物イオン（ボロン）を添加する。
【００４４】
この工程によりドライバー回路を構成するＰチャネル型ＴＦＴのソース領域２３０、ドレイン領域２３１、ＬＤＤ領域２３２、チャネル形成領域２３３が形成される。（図３（Ｃ））
【００４５】
こうして不純物イオンの添加工程によってソース／ドレイン領域を形成したら、ファーネスアニール、ランプアニール、レーザーアニールのいずれかの手段を用いて添加した不純物イオンの活性化を行う。
【００４６】
次に、第１の層間絶縁膜２３４を形成し、コンタクトホールを開けてソース電極２３５〜２３７、ドレイン電極２３８、２３９を形成する。なお、第１の層間絶縁膜２３４は酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、樹脂膜から選ばれた材料を用いれば良い。
【００４７】
ここまで終了した時点でドライバー回路となるＴＦＴ群は完成する。この先の工程は画素マトリクス回路となるＴＦＴ群の作製工程となる。
【００４８】
第２の層間絶縁膜まで形成したら、ソース／ドレイン電極の形成後に第２の層間絶縁膜２４０を形成して、その上にチタン膜でなるブラックマスク２４１を形成する。なお、ブラックマスク２４１を形成する前に、ドレイン電極２３９上の第２の層間絶縁膜の一部を除去しておくことで、ブラックマスク／第２の層間絶縁膜／ドレイン電極の構成からなる補助容量を形成することも可能である。
【００４９】
次に、ブラックマスク２４１上に第３の層間絶縁膜２４２を形成して、コンタクトホールを形成し、その上に透明導電膜（代表的にはＩＴＯ）でなる画素電極２４３を形成する。
【００５０】
こうして図３（Ｄ）に示す様な構造のＴＦＴ群からなるドライバー回路、画素マトリクス回路を一体形成したアクティブマトリクス基板が完成する。勿論、ドライバー回路を構成するＣＭＯＳ回路は他の信号処理回路を構成することも可能である。即ち、ポリシリコンゲルマニウム領域を用いてドライバー回路と信号処理回路とを形成することができる。
【００５１】
以上の様にして形成されたアクティブマトリクス基板を、公知のセル組み工程によって対向基板と貼り合わせ、その間に液晶層を挟持すれば図４に示す様なアクティブマトリクス型の液晶表示装置を作製することができる。
【００５２】
なお、図４において４０１はガラス基板、４０２が酸化シリコン膜でなる下地膜、４０３は画素マトリクス回路、４０４はソースドライバー回路、４０５はゲイトドライバー回路、４０６は信号処理回路である。
【００５３】
ここで画素マトリクス回路４０３は図３（Ｄ）右側の様な構造のＴＦＴで構成され、ドライバー回路４０４、４０５や信号処理回路４０６は図３（Ｄ）左側の様な構造のＣＭＯＳ回路で構成される。
【００５４】
また、４０７は対向基板であり、上述の様な構成でなるアクティブマトリクス基板との間に液晶層（図示せず）を挟持している。また、４０８は外部信号との電気的接続を行うための端子部であり、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）と呼ばれる。これは対向基板の一端面を切断して露出させた配線群に対して接続される。
【００５５】
こうして作製されたアクティブマトリクス型液晶表示装置はドライバー回路や信号処理回路を構成するＴＦＴ群の活性層として高いモビリティを実現しうるポリシリコンゲルマニウム膜を採用しているため、非常に高速動作に適した回路を実現することができる。また、画素マトリクス回路は高速動作特性に関してはポリシリコンゲルマニウム膜を用いたＴＦＴに劣るものの、低オフ電流特性に優れたＴＦＴでマトリクス回路を組むことが可能である。
【００５６】
また、本願発明の構成は本実施例に示したＴＦＴ構造に限定される必要は全くなく、公知のあらゆる構造を採用することができる。従って、トップゲイト型ＴＦＴだけでなくボトムゲイト型ＴＦＴ（代表的には逆スタガ型ＴＦＴ）で回路を構成しても差し支えない。
【００５７】
〔実施例２〕
実施例１ではアモルファスシリコン膜の結晶化工程において結晶化を助長する触媒元素（ニッケル）を用いているが、本実施例ではニッケルを利用しない場合の一例について図５を用いて説明する。
【００５８】
まず、実施例１の工程に従って図２（Ｂ）の状態を得る。そして、レジストマスク２０４を除去して５００℃８ｈｒの加熱処理を行う。なお、処理温度は４５０〜６００℃、処理時間は４〜１２ｈｒの範囲で決定すると良い。
【００５９】
図５（Ａ）の工程では、ゲルマニウムが添加された領域はゲルマニウムの触媒作用によって結晶化が進行してポリシリコンゲルマニウム領域５０１が形成される。しかしながら、ゲルマニウムが添加されない領域は上述の温度範囲では自然核の発生を殆ど無視できるため、実質的に結晶化は進行せず、アモルファスシリコン領域５０２となる。
【００６０】
この様に本実施例における熱処理条件は、ゲルマニウムが添加された領域は完全に結晶化し、添加されない領域は結晶化しない温度と時間とを選ぶ必要がある。例えば、６００℃ならば４ｈｒ程度の時間が適当であるし、５００℃ならば８ｈｒ程度の熱処理時間で良い。
【００６１】
こうして得られたポリシリコンゲルマニウム領域とアモルファスシリコン領域でなるシリコン膜を図５（Ｂ）に示す様にパターニングして、ポリシリコンゲルマニウム膜でなる活性層５０３、アモルファスシリコン膜でなる活性層５０４を形成する。後は実施例１の工程に従えば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る。
【００６２】
以上の様に、本実施例の構成ではドライバー回路や信号処理回路を構成するＴＦＴ群の活性層はポリシリコンゲルマニウム領域を用いることになり、画素マトリクス回路を構成するＴＦＴ群の活性層はアモルファスシリコン領域を用いることになる。
【００６３】
この場合においても、ドライバー回路や信号処理回路にはポリシリコンゲルマニウムが用いられるので高速動作が可能である。また、画素マトリクス回路にはポリシリコンよりもオフ電流を抑えられるアモルファスシリコンが用いられるのでさらに低オフ電流特性に優れた回路を構成することができる。
【００６４】
〔実施例３〕
実施例２ではゲルマニウムを添加した領域のみが結晶化する様な温度と時間で熱処理工程を行う例を示したが、本実施例ではゲルマニウムが添加されない領域も自然核発生によって結晶化する様な条件で熱処理を行う場合について図６を用いて説明する。
【００６５】
まず、実施例１の工程に従って図２（Ｂ）の状態を得る。そして、レジストマスク２０４を除去して６００℃２４ｈｒの加熱処理を行う。なお、処理温度は５５０〜６５０℃、処理時間は１２〜４８ｈｒの範囲で決定すると良い。
【００６６】
図６（Ａ）の工程では、ゲルマニウムが添加された領域はゲルマニウムの触媒作用によって結晶化が進行してポリシリコンゲルマニウム領域６０１が形成される。また、同時にゲルマニウムが添加されない領域も自然核発生によって結晶化し、ポリシリコン領域６０２となる。
【００６７】
本実施例の結晶化工程ではアモルファスシリコン膜が自然核発生によって結晶化しうる温度と時間との兼ね合いで熱処理条件を決定する必要がある。例えば５５０℃の処理温度であれば４８時間程度の処理時間が必要であり、６５０℃であれば１２時間程度の処理時間で済む。
【００６８】
こうして得られたポリシリコンゲルマニウム領域とポリシリコン領域でなるシリコン膜を図６（Ｂ）に示す様にパターニングして、ポリシリコンゲルマニウム膜でなる活性層６０３、ポリシリコン膜でなる活性層６０４を形成する。後は実施例１の工程に従えば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る。
【００６９】
以上の様に、本実施例の構成ではドライバー回路や信号処理回路を構成するＴＦＴ群の活性層はポリシリコンゲルマニウム領域を用いることになり、画素マトリクス回路を構成するＴＦＴ群の活性層は自然核発生により結晶化したポリシリコン領域を用いることになる。
【００７０】
〔実施例４〕
本実施例では実施例１〜３において、ゲルマニウムの添加方法を異なる手段とした場合について図７を用いて説明する。具体的にはゲルマニウム膜を拡散源としてゲルマニウムを添加する例を示す。
【００７１】
まず、ガラス基板７０１上に酸化シリコン膜でなる下地膜７０２を形成し、その上にアモルファスシリコン膜７０３を形成する。そして、その上に１０〜１００ｎｍ（代表的には２０〜５０ｎｍ）のゲルマニウム膜７０４を形成する。
【００７２】
そして、ゲルマニウム膜７０４は公知の手段を用いて成膜した後にパターニングを行い、後にドライバー回路や信号処理回路を構成するＴＦＴ群を形成する位置に残す。ゲルマニウム膜のエッチングはフッ酸水溶液で行えば良い。
【００７３】
こうして図７（Ａ）の状態を得たら、特開平７−１３０６５２号公報記載の技術を利用してスピンコート法によりニッケル含有層７０５を形成する。この時、シリコン膜もゲルマニウム膜も表面に薄い酸化膜を設けておくと濡れ性が改善されるので好ましい。
【００７４】
次に、６００℃８ｈｒの加熱処理を行ってシリコン膜の結晶化を行う。この工程によりゲルマニウム膜７０４が設けられた部分にはポリシリコンゲルマニウム領域７０６が形成され、直接ニッケル含有層と触れた部分にはポリシリコン領域７０７が形成される。（図７（Ｃ））
【００７５】
後は、ゲルマニウム膜７０４を除去した後、実施例１の工程に従ってドライバー回路や信号処理回路並びに画素マトリクス回路を構成するＴＦＴ群を形成すれば図４に示した様なアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現できる。
【００７６】
〔実施例５〕
本実施例では、実施例４とは異なる構成でゲルマニウム膜を用いて結晶化工程を行う場合について図８を用いて説明する。
【００７７】
まず、ガラス基板８０１上に酸化シリコン膜でなる下地膜８０２を設け、その上にアモルファスシリコン膜８０３を形成する。その上に、酸化シリコン膜または窒化シリコン膜などの絶縁膜８０４を形成する。この絶縁膜８０４は成膜後にパターニングを行い、後に画素マトリクス回路となる領域のみを隠す様にして形成しておく。
【００７８】
次に、公知の成膜方法によりゲルマニウム膜８０５を形成する。膜厚は１０〜１００ｎｍの範囲で選択すれば良い。（図８（Ａ））
【００７９】
ゲルマニウム膜８０５を成膜したら、その状態で結晶化のための加熱処理工程を行う。本実施例ではこの熱処理を６００℃２４ｈｒ（アモルファスシリコンが自然核発生により完全に結晶化する条件）で行う。（図８（Ｂ））
【００８０】
この工程ではゲルマニウム膜８０５と接した領域にポリシリコンゲルマニウム領域８０６が形成され、絶縁膜８０４でマスクされた領域は自然核発生によりポリシリコン領域８０７が形成される。
【００８１】
なお、実施例２で説明した様に、ゲルマニウムの触媒作用で結晶化が進行し、且つ、自然核発生による結晶化が殆ど進行しない条件で熱処理を行い、画素マトリクス回路となる領域のみをアモルファスシリコン領域としても良い。
【００８２】
結晶化工程が終了したら、絶縁膜８０４とゲルマニウム膜８０５を除去した後に、実施例１の工程に従ってアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製すれば良い。
【００８３】
〔実施例６〕
本実施例ではシリコン膜の結晶化工程の後に、レーザー光の照射により結晶性を改善する工程を行う例について図９を用いて説明する。
【００８４】
まず、実施例１の工程に従って図２（Ｄ）の状態を得る。そして、この状態でエキシマレーザー光の照射を行い、ポリシリコンゲルマニウム領域２０７、ポリシリコン領域２０８内に残存したアモルファス成分を完全に結晶化する。
【００８５】
また、ポリシリコンゲルマニウム領域２０７、ポリシリコン領域２０８の結晶粒内の欠陥等もレーザー光照射による熱エネルギーによって消滅し、非常に高い結晶性を有するポリシリコンゲルマニウム領域９０１及びポリシリコン領域９０２を得ることができる。
【００８６】
なお、本実施例の構成は実施例１に限らず実施例２〜５のいずれの場合においても適用することができる。即ちファーネスアニールで結晶化工程を行った後でレーザー光を照射して結晶性を改善するという構成になれば良い。
【００８７】
〔実施例７〕
本実施例では実施例１の結晶化に際して利用した触媒元素（ニッケル）を結晶化工程の後でゲッタリングして除去する工程を加えた場合の例について図１０を用いて説明する。
【００８８】
まず、実施例１の工程に従って図２（Ｄ）の状態を得る。ただし、本実施例では基板として耐熱性の高い石英基板、セラミックス基板、セラミックスガラス基板、シリコン基板などを用いる必要がある。
【００８９】
そして、ハロゲン元素を含む酸化性雰囲気中で９５０℃３０ｍｉｎの加熱処理を行う。この工程ではハロゲン元素によってシリコン膜中に残存するニッケルがゲッタリングされ、揮発性ガスとなって除去される。なお、このゲッタリング工程のさらに詳細な説明は本出願人による特開平９−３１２２６０号公報を参照すると良い。（図１０）
【００９０】
この工程を行うことでポリシリコンゲルマニウム領域とポリシリコン領域とでなるシリコン膜中から金属元素であるニッケルが除去され、ＴＦＴ特性に影響しうる不安定要素を排除することができる。
【００９１】
即ち、膜中のニッケル濃度を徹底的に低くしたポリシリコンゲルマニウム領域９０１とポリシリコン領域９０２を得ることが可能となる。
【００９２】
また、本実施例のゲッタリング工程は代表的には８００〜１１００℃の温度で行われるため、シリコン膜中の個々の結晶粒に含まれる欠陥（積層欠陥や転位欠陥等）を効果的に消滅させることができる。特に、熱酸化膜の形成が欠陥の消滅に大きく寄与することが知られており、本実施例の場合、熱酸化膜９０３の形成に伴って結晶粒内の欠陥が大幅に低減されている。
【００９３】
また、下地膜との密着性を高める効果も持つので、シリコン膜を冷却する際に再び結晶粒内に欠陥が発生する様なことを防ぐことができる。
【００９４】
さらに、こうして形成されたシリコン膜は棒状または偏平棒状結晶の集合体から構成され、個々の棒状結晶が形成する結晶粒界では、異なる結晶粒間で９０％以上の結晶格子に連続性が見られるという特徴がある。
【００９５】
即ち、結晶粒界付近を高解像度ＴＥＭで観察した際に結晶の格子縞が結晶粒界を横切っても連続性を保ち、非常に整合性の高い格子結合を実現していることが確認されている。これはニッケルを用いて結晶化させたシリコン膜に特有の結晶構造であり、本実施例のシリコン膜はそれに加えて結晶粒内の欠陥が低減されているため極めて単結晶に近い、実質的に単結晶と見なせる膜となっている。
【００９６】
こうして触媒元素のゲッタリング工程を行った後にシリコン膜をパターニングして活性層を形成する。後は実施例１の工程に従ってアクティブマトリクス型液晶表示装置を作製すれば良い。
【００９７】
本実施例の構成によれば、ポリシリコンゲルマニウム膜及びポリシリコン膜の結晶性を飛躍的に高めることが可能となるため、さらに高性能なアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現することができる。
【００９８】
〔実施例８〕
本実施例では、実施例７とは異なる手段でニッケルをゲッタリングして除去する構成について図１１を用いて説明する。
【００９９】
まず、実施例１の工程に従って図２（Ｄ）の状態を得る。次に、酸化シリコン膜を成膜して開口部を設け、マスク絶縁膜１１を形成する。マスク絶縁膜１１を形成したら、１５族から選ばれた元素（代表的にはリン）を添加して、リン添加領域１２を形成する。（図１１（Ａ））
【０１００】
リン添加領域１２を形成したら、次に６００℃１２ｈｒの加熱処理を行い、ポリシリコンゲルマニウム領域及びポリシリコン領域に残存するニッケルをリン添加領域１２にゲッタリングさせる。これはリンによる金属元素のゲッタリング効果を利用したものである。
【０１０１】
この工程によって膜中からニッケルが除去され、ニッケルを殆ど含まないポリシリコンゲルマニウム領域１３及びポリシリコン領域１４が形成される。なお、実際には 1×1015〜 1×1016atoms/cm3 程度のニッケルが残るがＴＦＴ特性に影響を与えない。
【０１０２】
後は、マスク絶縁膜１１を除去した後に実施例１の工程に従ってアクティブマトリクス型液晶表示装置を実現することができる。
【０１０３】
また、本実施例に示した様なリンによるゲッタリング工程を行った後で８００〜１１００℃の熱処理工程（熱酸化膜の形成工程など）を入れると、下地膜とシリコン膜との密着性が高まる上、結晶粒内の欠陥が低減又は消滅するので非常に結晶性の高いシリコン膜を得ることができる。
【０１０４】
〔実施例９〕
本実施例では実施例１に示した構成のアクティブマトリクス型液晶表示装置とは異なり、ＩＣと複合化させたハイブリッドアクティブマトリクス型液晶表示装置とした場合の例について説明する。
【０１０５】
本実施例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成を図１２に示す。図１２において２１はアクティブマトリクス基板であり、画素マトリクス回路２２、ソースドライバー回路２３、ゲイトドライバー回路２４が形成されている。また、２５は対向基板、２６はＦＰＣである。
【０１０６】
本実施例の特徴が、ＦＰＣ２６を取り付ける面を利用してＩＣチップ２７、２８が取り付けられている点である。これらのＩＣチップはビデオ信号の処理回路、タイミングパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成される。図１２では２個取り付けられているが、１個でも良いし、さらに複数個であっても良い。
【０１０７】
〔実施例１０〕
実施例１〜８に示した構成はアクティブマトリクス型液晶表示装置に限らず、ドライバー回路とマトリクス回路とを同一基板上に有する様々な電気光学装置に適用することができる。その様な電気光学装置としてはＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置やイメージセンサ等を挙げることができる。
【０１０８】
また、本願発明の基本的な思想は、高速動作特性を重視する部分のＴＦＴにはポリシリコンゲルマニウム膜を用い、それ以外のさほど高速動作特性が重視されない部分のＴＦＴにはポリシリコン膜またはアモルファスシリコン膜を用いるという点にある。
【０１０９】
従って、本願発明の適用される用途は電気光学装置に限定されるものではなく、ＩＣチップで構成されるマイクロプロセッサの様な演算処理回路、携帯機器の入出力信号を扱う高周波モジュール（ＭＭＩＣなど）といった半導体回路においても同様に適用できる。
【０１１０】
〔実施例１１〕
実施例１〜１０に示したアクティブマトリクス型の電気光学装置や半導体回路は様々な電子機器のディスプレイ、信号演算回路として利用される。なお、本実施例に挙げる電子機器とは、電気光学装置や半導体回路を部品として搭載した製品と定義する。
【０１１１】
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクションＴＶ、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ（ノート型を含む）、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話等）などが挙げられる。それらの一例を図１３に示す。
【０１１２】
図１３（Ａ）は携帯電話であり、本体２００１、音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４、操作スイッチ２００５、アンテナ２００６で構成される。本願発明は音声出力部２００２、音声入力部２００３、表示装置２００４に適用することができる。
【０１１３】
図１２（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０６で構成される。本願発明は表示装置２１０２、音声入力部２１０３に適用することができる。
【０１１４】
図１３（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、表示装置２２０５で構成される。本願発明は受像部２２０３、表示装置２２０５等に適用することができる。
【０１１５】
図１２（Ｄ）はヘッドマウントディスプレイであり、本体２３０１、表示装置２３０２、バンド部２３０３で構成される。本発明は表示装置２３０２に適用することができる。
【０１１６】
図１３（Ｅ）はリア型プロジェクターであり、本体２４０１、光源２４０２、表示装置２４０３、偏光ビームスプリッタ２４０４、リフレクター２４０５、２４０６、スクリーン２４０７で構成される。本発明は表示装置２４０３に適用することができる。
【０１１７】
図１４（Ｆ）はフロント型プロジェクターであり、本体２５０１、光源２５０２、表示装置２５０３、光学系２５０４、スクリーン２５０５で構成される。本発明は表示装置２５０３に適用することができる。
【０１１８】
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、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【０１１９】
【発明の効果】
本願発明の構成とすることで、特に高速動作特性を必要とする領域のみにポリシリコンゲルマニウム膜を用いたＴＦＴを形成し、所望の動作性能を有する回路を構成することができる。
【０１２０】
この様に同一基板上にポリシリコンゲルマニウム膜とポリシリコン膜（またはアモルファスシリコン膜）とを混在させることで、回路が必要とするＴＦＴ特性に適した活性層を、実施者が選択的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    アクティブマトリクス基板の外観を示す図。
【図２】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図３】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図４】    アクティブマトリクス型液晶表示装置の外観を示す図。
【図５】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図６】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図７】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図８】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図９】    ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図１０】  ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図１１】  ＴＦＴの作製工程を示す図。
【図１２】  アクティブマトリクス型液晶表示装置の外観を示す図。
【図１３】  電子機器の一例を示す図。
【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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