(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応管の外側に光源が備えられ、前記反応管内に加熱された気体を供給し、前記光源を周期１秒以下でパルス状に点滅して、ガラス基板上に形成された半導体膜である被処理体を加熱する第１の段階と、前記光源を周期１秒以上でパルス状に点滅して前記被処理体を加熱する第２の段階とにより前記反応管内に置かれた前記被処理体を加熱することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
反応管の外側に光源が備えられ、前記反応管内を減圧に保持すると共に、前記反応管内に加熱された気体を供給し、前記光源を周期１秒以下でパルス状に点滅して、ガラス基板上に形成された半導体膜である被処理体を加熱する第１の段階と、前記光源を周期１秒以上でパルス状に点滅して前記被処理体を加熱する第２の段階とにより前記反応管内に置かれた前記被処理体を加熱することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、前記光源はハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、キセノンランプから選ばれた一つであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４】
一導電型の不純物領域を形成された半導体膜を反応管内に設置して、前記反応管の外側に光源が備えられ、前記反応管内に加熱された気体を供給し、前記光源を周期１秒以下でパルス状に点滅して、ガラス基板上に形成された半導体膜である被処理体を加熱する第１の段階と、前記光源を周期１秒以上でパルス状に点滅して前記被処理体を加熱する第２の段階とにより前記反応管内に置かれた前記被処理体を加熱することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
一導電型の不純物領域を形成された半導体膜を反応管内に設置して、前記反応管の外側に光源が備えられ、前記反応管内を減圧に保持すると共に、前記反応管内に加熱された気体を供給し、前記光源を周期１秒以下でパルス状に点滅して、ガラス基板上に形成された半導体膜である被処理体を加熱する第１の段階と、前記光源を周期１秒以上でパルス状に点滅して前記被処理体を加熱する第２の段階とにより前記反応管内に置かれた前記被処理体を加熱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４又は請求項５において、前記光源はハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、キセノンランプから選ばれた一つであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は熱処理装置及び該熱処理装置を用いた半導体装置の作製方法に関する。特に本発明は、ランプなど光源からの輻射により被処理物を加熱する熱処理装置に関し、該熱処理装置を用いた半導体装置の作製方法は結晶構造を有する半導体膜を用いる半導体装置に適用される。
【０００２】
【従来の技術】
半導体に添加した不純物の活性化や、半導体と電極とのコンタクト形成に熱処理は必須の工程となっている。中でもホットウオール型の横型又は縦型のファーネスアニール炉は代表的な熱処理装置として知られている。
【０００３】
しかしながら、半導体を用いて作製されるモノシリック型の集積回路は、その微細化に伴って極めて精密な加工精度の要求がますます高まっている。特に、浅い接合の形成には不純物の拡散を最低限にとどめる熱処理技術が必要であり、ファーネスアニール炉のように加熱及び冷却にかなりの時間を必要とする方法は必ずしも適切ではないと考えられている。
【０００４】
これに対し急速加熱及び急速冷却を行う熱処理技術として、瞬間熱アニール（Rapid Thermal Anneal:以下、ＲＴＡと記す）が開発されており、数十秒から数マイクロ秒の間に瞬間的に熱を加えて行う方法が開発されている。ＲＴＡは主に赤外線ランプを用いて基板を急速に加熱し、短時間で熱処理を行う方法として知られている。
【０００５】
ところで、集積回路はシリコンウエハーなどの半導体基板を用いて作製されるものばかりでなく、ガラスや石英などの基板上に形成した薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）を用いる方法も開発されている。ＴＦＴはその構造や作製方法に違いはあるものの、いずれにしてもチャネルを形成する活性層を非晶質半導体膜で形成するより、結晶構造を有する半導体膜（以下、結晶質半導体膜と記す）で形成する方が良好な電気的特性を得ることができる。
【０００６】
石英基板を用いれば９００℃の熱処理にも耐えることができ、半導体基板を前提とした製造技術を応用することが可能である。一方、液晶表示装置のように基板のサイズが大型化する場合には、コストの低減のために安価なガラス基板を用いることが前提条件となる。液晶表示装置などの電子機器向けに市販または量産されているガラス基板は、含有するアルカリ元素の濃度を低減したアルミノホウケイ酸ガラスやバリウムホウケイ酸ガラスなどが用いられているが、このようなガラス基板の耐熱温度はせいぜい６５０℃程度であるので、必然的に熱処理温度の上限がその近辺で決定されてしまう。
【０００７】
例えば非晶質シリコン膜は、結晶化には６００℃以上で数時間から数十時間の熱処理温度が要求される。結晶化をより短時間で行うためにはより高温にする必要がある。しかし、歪み点を超える熱処理温度の高温化は、ガラス基板の不可逆的な変形を招き実用的な方法とはならない。そのために採用されるレーザーアニール法は、光学系により集光した高エネルギー密度のレーザー光を照射して結晶化するものである。代表的にはパルス発振するエキシマレーザーが用いられ、レーザー光の照射時間は数十ナノ秒でありながら、半導体膜は溶融し液相状態を経て結晶化している。
【０００８】
勿論、ＲＴＡ法でも非晶質半導体膜の結晶化が試みられているが、レーザーアニール法よりは長い加熱時間を要する。また、加熱温度からみても、ＲＴＡ法による結晶化は固相成長であるので、レーザーアニール法と比較して、良質な結晶を得ることができないばかりか、基板の温度もかなり上昇するので耐熱性のある石英基板を使う必要がある。ガラス基板では、結晶化のために照射するランプ光の数十秒の加熱で基板の温度が上昇し、歪みや変形が生じてしまうことが確認されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
半導体膜の熱処理による結晶化や、添加した不純物の活性化は、その条件に最適な温度範囲があるにしても、より高温で加熱するほど反応は早く進行し、熱処理は短時間で済む。ＲＴＡ法を用いたとしても、耐熱性の低いガラス基板を用いる場合には、その耐熱温度以上にガラス基板が加熱されるような処理条件を適用することができないので、処理温度を低くする代わりに処理時間を長くする必要が生じる。しかしながら、ＲＴＡは枚葉式の処理を前提としているので、熱処理時間の増加はスループットの低下を招いてしまう。
【００１０】
ＲＴＡ法は短時間で高温まで加熱することが可能であり、枚葉式であってもファーネスアニール法に比べ潜在的に高い処理能力を有している。しかし、従来のＲＴＡ法では加熱時間を短くする代わりに加熱温度を高くする必要があり、活性化やゲッタリング処理における所望の効果を得るにはガラスの歪み点、さらには軟化点以上に加熱する必要がある。例えば、ゲッタリング処理をするために８００℃にて６０秒の熱処理をしただけで、ガラス基板は自重により湾曲し変形してしまう。
【００１１】
もっとも、バッチ処理のファーネスアニール炉を用いる手段も考慮されるが、被処理基板が大型化すると装置も大型化し、設置面積の増大のみでなく、大容量の炉内を均一に加熱するために消費電力が増大してしまうことが問題となる。
【００１２】
本発明は、上記問題点を解決することを目的とし、ガラスなど耐熱性の低い基板を用いた半導体装置の製造工程において、基板を変形させることなく、短時間の熱処理で半導体膜に添加した不純物元素の活性化や、半導体膜のゲッタリング処理をする方法と、そのような熱処理を可能とする熱処理装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するための本発明の熱処理装置の構成は、反応管と、反応管内に設置される被処理体を加熱または冷却する気体を導入する手段と、反応管内に設置される被処理体を加熱するための光源と、当該光源をパルス状に点滅させる手段とを備えている。また、他の構成は、反応管と、反応管内に設置される被処理体を加熱された、或いは、室温又はそれ以下の温度に冷却された気体を導入する手段と、反応管内に設置される被処理体を加熱するための光源と、当該光源をパルス状に点滅させる手段とを備えている。このような構成に加え、反応管内を減圧にする排気手段が備えられていても良い。
【００１４】
また、光源による被処理体の加熱は、周期１秒以下でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第１の手段と、周期１秒以上でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第２の手段とを備えている。これは、光源を共通なものとするものの、その光源を点灯させる電源回路の構成を変えることにより行う。
【００１５】
光源にはハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、キセノンランプなどが採用されるが、いずれにしても放射光として被処理体が吸収する波長帯を含むものを用いる。例えば、シリコン膜であれば０．５〜１．５μmの波長帯の光を放射するハロゲンランプやメタルハライドランプなどが適している。
【００１６】
また、反応管内に導入する気体は窒素、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、キセノンなどの不活性気体を用い被処理体と反応することを防ぐ。
【００１７】
また、このような構成の熱処理装置を用いた本発明の半導体装置の作製方法は、前記反応管内に加熱された気体を供給し、前記反応管の外側に備えられた光源をパルス状に点滅して、前記反応管内に置かれた被処理体を加熱することを特徴としている。また、加熱を終了した後には、反応管内に室温又はそれ以下に冷却された気体を供給し前記被処理体を冷却することによりスループットを向上させることもできる。また、反応管内を減圧に保持して同様の作製方法を適用することもできる。尚、本発明において半導体装置とは半導体特性を利用して機能しうる装置全般を指していう。
【００１８】
被処理体の加熱処理の方法は、加熱した不活性気体をもって被処理体を加熱するに加え、光源を周期１秒以下でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第１の段階と、前記光源を周期１秒以上でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第２の段階により行う方法も採用される。この第１の段階は所定の温度まで被処理体を予熱するために行い、第２の加熱処理は結晶化、活性化、ゲッタリングなど所望の熱処理を行うためのものである。
【００１９】
被処理体としては、ガラスまたは石英などの基板上に形成された半導体膜などであり、半導体膜には一導電型の不純物が添加された不純物領域が形成されていても良い。また、ゲート絶縁膜、ゲート電極などが形成されていても良い。
【００２０】
本発明の熱処理装置を用いた加熱処理は図６で示すように、大別して予備加熱、加熱処理、冷却処理の三つの段階に分けられる。予備加熱では加熱手段により加熱された不活性気体により被処理体を加熱する。加熱温度は３００〜５００℃程度とし、その温度を保った状態で光源をパルス状に点灯し、加熱処理を行う。光源の１回当たりの発光時間は０．１〜６０秒、好ましくは０．１〜２０秒であり、当該光源からの光を複数回照射する。または、半導体膜の最高温度の保持時間が０．５〜５秒であるように光源からの光をパルス状に照射する。その後、冷却処理では、冷却手段を介して供給される室温または室温以下の温度に冷却された不活性気体により２００℃以下にまで被処理体を冷却する。
【００２１】
予備加熱は、加熱された不活性気体のみでなく、図７に示すように光源を１秒以下の周期で点滅させ、そのパルス光を複数回照射することによって行っても良い。点滅にはパルスフォーミングネットワーク回路を用い、パルス状の大電流を光源に効率良く供給する。勿論、このようなパルス光による加熱と、加熱された不活性気体による加熱を組み合わせて予備加熱を行っても良い。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明の熱処理装置の構成を図１により説明する。図１に示す熱処理装置は、基板を移動させる搬送手段１０８を備えた搬送室１０１の周りに、ロード室１０２、アンロード室１０３、予備加熱室１０４、熱処理室１０５、レーザー処理室１０６を備えた構成となっている。これらの部屋は、排気手段１１１により減圧に保持することが可能となっている。また、ゲート１０７ａ〜１０７ｅを介して搬送室１０１と連結されている。
【００２３】
熱処理室１０５には光源１１８が備えられ、電源ユニット１１９により点灯させる。また、この熱処理室１０５内を減圧にする排気手段１１１としてターボ分子ポンプ１０９とドライポンプ１１０が備えられている。勿論、排気手段１１１には、その他の真空ポンプを用いることが可能である。
【００２４】
熱処理室１０５内に導入する気体は窒素やヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの不活性気体を用いる。いずれにしても光源１１８の輻射熱に対し吸収率の小さい媒質であることが望ましい。この気体はシリンダー１１６bから供給されるが、このような気体を供給する手段として、熱処理室１０５に導入する前に気体の加熱手段１１２ｂ及び冷却手段１１３ｂが設けられている。これは熱処理室１０５に設置される被処理体の加熱又は冷却をするためのものであり、気体はこのいずれか一方の経路により熱処理室１０５に導入される。熱処理室１０５に供給した気体は、サーキュレータ１１５ｂにより循環させて基板を冷却する。この場合、気体の純度を維持するために精製器１１４ｂを途中に設けておくことが望ましい。精製器１１４ｂはゲッター材を用いても良いし、液体窒素によるコールドトラップを用いても良い。
【００２５】
光源１１８はその電源ユニット１１９によりパルス状に点灯させる。光源１１８の点灯及び消灯と、熱処理室１０５に流す気体の流量は連動して変化させている。被処理体は光源１１８の点灯により急速に加熱される。昇温期間は１００〜２００℃／秒という昇温速度で設定温度（例えば１１５０℃）まで加熱する。設定温度は、被処理基板近傍に置かれた温度検出手段により検知される温度である。温度検知手段としてはサーモパイルや熱電対などを用いる。
【００２６】
例えば、１５０℃／秒の昇温速度で加熱すれば、１１００℃まで７秒弱で加熱できる。その後、ある一定時間設定温度に保持し、光源の点灯を遮断する。保持時間は０．５〜５秒とする。従って、光源の連続点灯時間は０．１秒以上であり、９０秒を超えることはない。
【００２７】
光源にはハロゲンランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、高圧ナトリウムランプ、キセノンランプなどを用いることができる。光源１１８の点灯は、周期１秒以下でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第１の段階と、周期１秒以上でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第２の段階とに分けて行われる。第１の段階は被処理体を予備加熱するために行い、２００〜４００℃程度までの加熱を行う。第２の段階は、熱処理を目的とした加熱であり、光源１１８の点灯時間を長くして所望の温度まで基板を加熱する。
【００２８】
光源１１８のパルス状の点灯は、被処理体の所定の領域を選択的に加熱するために行っている。例えば、被処理体としてガラス基板上の半導体膜がある場合、赤外領域に強いスペクトル分布を持つハロゲンランプを用いれば、ガラス基板を変形させることなく実質的に半導体膜を６００℃以上に加熱することができる。
【００２９】
周期１秒以下でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第１の段階のように、短い周期でパルス状の放電を可能とする回路の一例は図８に示されている。図８（Ａ）の回路はパルスフォーミングネットワーク(Pulse Forming Network)回路であり、Ｌ１、Ｃ１、Ｒによる臨界制動放電に、Ｌ２、Ｃ２、Ｒによる３倍の周期の減衰振動を加えることでパルス波形を方形波としている。このような放電回路によりパルス幅１０ナノ秒〜１００ミリ秒で、１０ＭＡ程度の出力が可能となる。放電の持続時間はＬとＣの値や接続段数により可変可能である。その出力は図８（Ｂ）に示すように光源Ｈ１〜Ｈｎに供給される。一方、周期１秒以上でパルス状に点滅して被処理体を加熱する第２の段階は、バッテリーを用やフライホイール発電機などにより行う。
【００３０】
熱処理は、排気手段１１１により１３.３Pa以下の減圧下に保持された熱処理室１０５内に被処理体を設置し、第１の段階として加熱手段１１２ｂにより加熱された気体を導入し、１３．３〜１．３３×１０4Paに保つ。導入された気体により被処理体は２００〜４００℃程度まで加熱される。この気体は精製器１１４ｂ、循環器１１５ｂ、加熱手段１１２ｂの経路により循環させても良い。この第１の段階として光源１１８を周期１秒以下の短い間隔で点滅させる加熱を加えても良い。その後、第２の段階として光源１１８より１〜６０秒の点灯時間のパルス光を複数回照射する熱処理を行う。所定の熱処理が終わった後、気体の流入経路を変更し、冷却手段１１３ｂを介して導入する。これは、被処理体を冷却するために行うものであり、冷却される気体の温度は室温〜液体窒素温度程度までとする。
【００３１】
このように、本発明の熱処理装置は、被処理体の加熱と冷却にかかる時間を短縮するために室温以上の温度に加熱、又は室温からそれ以下の温度に冷却した気体を用いることを特徴としている。また減圧下にて行うことにより断熱性を高め熱効率を向上させている。実際の加熱時間を短くし、かつ、半導体膜に選択的に吸収される光を光源から照射することにより、基板自体はそれ程加熱することなく、半導体膜のみを選択的に加熱することが可能となる。
【００３２】
予備加熱室１０４は被処理体の加熱及び冷却をより積極的に行うものであり、シリンダー１１６ａから供給される不活性気体を加熱手段１１２ａ又は冷却手段１１３aにより加熱又は冷却し、被処理体に吹き付ける構成となっている。予備加熱室１０４は同様に排気手段１１１により減圧に保持され、導入された気体は精製器１１４ａ、循環器１１５aにより循環させることも可能である。
【００３３】
また、付属するレーザー処理室１０６はレーザー光により被処理体の熱処理を行う処理室であり、レーザー発振器１２１及びレーザー光を被処理体に所定のエネルギー密度で照射するための光学系１２２などが備えられている。
【００３４】
図２は熱処理室１０５の詳細を説明する図である。熱処理室１０５には石英で形成された反応管１６０があり、その外側に光源１１８が設けられている。反応管１６０内に被処理体が設置されるが、温度分布を均一なものとするために被処理基板はピン上に乗せられる。減圧手段１１１は、好ましくはターボ分子ポンプ１０９とドライポンプ１１０とから成り、反応管内の気体を排気し減圧に保持するために用いる。光源１１８により加熱される温度の測定は、熱電対を用いた温度検出手段１２４により行う。反応管１６０内にはサーモパイルなどのセンサー１２５が設けられ、間接的に被処理体の加熱温度をモニターしている。
【００３５】
減圧下での熱処理においても、光源からの輻射が被処理体に吸収される波長帯を用いることにより、効率良く加熱することが可能である。減圧下での熱処理は酸素濃度が低減され、被処理体の酸化を抑制することができる。
【００３６】
光源１１８は電源ユニット１１９により点灯と消灯の動作をする。コンピュータ１２０はこの電源ユニット１１９と、気体の加熱手段１１２b及び冷却手段１１３ｂ、精製器１１４ｂ、循環器１１５ｂの動作を集中して制御している。
【００３７】
反応管１６０は二重構造になっており、内管１６１の内側に被処理体が設置されている。加熱手段１１２b又は冷却手段１１３ｂを介して供給される不活性気体は反応管（外管）１６０と内管１６１との間に供給され、内管１６１に設けられた細孔から内管１６１の内側に供給されるようになっている。
【００３８】
図３は熱処理室１０５における他の構成例であり、反応管１６０内に供給する不活性気体を加熱及び冷却する手段としてラジエター１６２を用い、反応管１６０に直結した構成を示している。ラジエター１６２は熱交換器１２６に接続し加熱又は冷却を行う。その他の構成は図２と同様なものとする。
【００３９】
図４は予備加熱室１０４の構成を示し、シリンダー１１６ａから加熱手段１１２ａ又は冷却手段１１３ａを介して供給される不活性気体は多孔質材１０７を通して予備加熱室１０４内に供給される。細孔を多数設けたシャワー板などを用いても良いが、基板１００により均一に不活性気体を吹き付けるにはセラミックなどで形成される多孔質材を用いて行うことが望ましい。その他排気手段１１１などの構成は図１の説明に従うものとする。
【００４０】
本発明の熱処理装置に適した不活性気体の加熱手段及び冷却手段の構成の一例を図５に示す。図５（Ａ）は加熱手段の一例を示し、気体を通過させるシリンダー１５０の内側に高純度のチタンやタングステンで形成されたフィン１５２が設けられている。シリンダー１５０は透光性の石英などで形成され、その外側に設けられた光源１５０の輻射によりフィン１５２を加熱する。気体はフィン１５２に接触して加熱されるが、熱源をシリンダー１５０の外部に設けることにより汚染が防止され、通過させる気体の純度を維持することができる。
【００４１】
図５（Ｂ）は冷却手段の一例を示し、気体を通過させるシリンダー１５３内に高純度のチタンやタングステンで形成されたフィン１５４が設けられ、ヒートパイプにより熱交換器１５５と接続している。気体はフィン１５４に接触して冷却される。
【００４２】
以上、本発明を用いることにより、ガラス等の耐熱性の低い基板を用いた場合においても、短時間の熱処理で半導体膜に添加した不純物元素の活性化や、半導体膜のゲッタリング処理をする方法及びそのような熱処理を可能とすることができる。そしてこのような熱処理は半導体装置の製造工程に組み入れることができる。本実施例において示す熱処理装置の構成は一例であり、ここで示す構成に限定されるものではない。本発明の熱処理装置は、被処理基板を冷却する手段と、パルス状に光源からの光を照射して半導体膜を加熱させる構成に特徴があり、このような構成が満足されれば、その他の構成は特に限定されるものではない。
【００４３】
勿論、本発明の熱処装置はＴＦＴのみならず半導体基板を用いた集積回路の熱処理工程に用いることができる。
【００４４】
【実施例】
[実施例１]
本発明の熱処理装置を用いて、非晶質半導体膜を結晶化させる実施例を図９により説明する。
【００４５】
図９において、基板２０１はアルミノホウケイ酸ガラスまたはバリウムホウケイ酸ガラスなどによる透光性の基板である。厚さは０．３〜１．１mmのものを用いる。この基板２０１上に非晶質シリコン膜２０３をプラズマＣＶＤ法で形成する。また、基板２０１から非晶質シリコン膜２０３に熱処理などにより不純物元素が混入しないようにブロッキング層２０２を形成する。通常はシリコンを成分とする絶縁膜を用いて形成するが、本実施例では、ＳｉＨ4、Ｎ2Ｏ、ＮＨ3からプラズマＣＶＤ法で作製される第１酸化窒化シリコン膜を５０nm、ＳｉＨ4、Ｎ2ＯからプラズマＣＶＤ法で作製される第２酸化窒化シリコン膜を１００nmの厚さに形成し、これらを積層させてブロッキング層２０２としている。
【００４６】
非晶質シリコン膜２０３上には、シリコンの結晶化に必要な加熱温度を低温化することが可能な金属元素を添加する。このような触媒作用のある金属元素としては鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）などであり、これらから選ばれた一種または複数種を用いることができる。
【００４７】
重量換算で０．１〜１００ppm、好ましくは１〜５ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層２０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非晶質シリコン膜２０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておくと良い。シリコンの表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【００４８】
このような形態の被処理体をあらかじめ１３．３Pa以下の減圧に保持された反応管２０６の中に設置する。そして加熱手段により２５０℃に加熱された不活性気体を導入して予備加熱を行う。予備加熱の時間は任意なものとするが、一例として５分間のその状態で保持する。或いは、他に設けられた予備加熱室であらかじめ加熱されている場合には、１分間の予備加熱とすることもできる。
【００４９】
その後、点灯時間を４０秒とし、その点灯間隔を３０秒として光源を点滅させ、そのようなパルス光による照射を複数回（代表的には２〜１０回）繰り返すことにより加熱処理を行う。このパルス光により瞬間的に加熱される半導体膜の温度は直接的に測定されないが、熱電対を用いた温度センサーの測定値として１２５０℃となるように輻射強度を調節する。この加熱処理により非晶質シリコン膜を結晶化させることができる。その後、不活性気体の導入経路を切り換え、冷却手段により室温またはそれ以下の温度に冷却した不活性気体により冷却を行う。
【００５０】
また、プラズマＣＶＤ法で作製された非晶質シリコン膜は膜中に水素が１０〜３０原子％程度残留しており、この水素を加熱により脱離させてから結晶化を行うことが通常行われる。そのための熱処理として、点灯時間０．１秒程度のパルス光を複数回照射して半導体膜を５００℃程度まで加熱し、脱水素処理を行っても良い。この脱水素処理は減圧下で行うことによりより促進させることができる。
【００５１】
こうして、実質的には数秒十秒〜数分の加熱時間で非晶質シリコン膜を結晶化することができ、歪み点が６６０℃のガラス基板を用いても、基板を歪ませること無く結晶化を行うことができる。
【００５２】
[実施例２]
このようにして作製される結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを作製する方法を図１０を用いて説明する。
【００５３】
まず、図１０（Ａ）において、アルミノホウケイ酸ガラスまたはバリウムホウケイ酸ガラスなどによる透光性の基板３０１上に島状に分離された結晶質半導体膜３０３、３０４を形成する。また、基板３０１と半導体膜との間には、窒化シリコン、酸化シリコン、窒化酸化シリコンから選ばれた一つまたは複数種を組み合わせた第１絶縁膜３０２を５０〜２００nmの厚さで形成する。
【００５４】
第１絶縁膜３０２の一例として、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4とＮ2Ｏを用い酸化窒化シリコン膜を５０〜２００nmの厚さに形成する。その他の形態として、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ4とＮＨ3とＮ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を５０nm、ＳｉＨ4とＮ2Ｏから作製される酸化窒化シリコン膜を１００nm積層させた２層構造や、或いは、窒化シリコン膜とＴＥＯＳ（Tetraethyl Ortho Silicate）を用いて作製される酸化シリコン膜を積層させた２層構造としても良い。
【００５５】
そして、第２絶縁膜３０５を８０nmの厚さで形成する。第２絶縁膜３０５はゲート絶縁膜として利用するものであり、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて形成する。第２絶縁膜３０５として、ＳｉＨ4とＮ2ＯにＯ2を添加させて作製する酸化窒化シリコン膜は膜中の固定電荷密度を低減させることが可能となり、ゲート絶縁膜として好ましい材料である。勿論、ゲート絶縁膜はこのような酸化窒化シリコン膜に限定されるものでなく、酸化シリコン膜や酸化タンタル膜などの絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
【００５６】
その後、図１０（Ｂ）に示すように、第２絶縁膜３０５上にゲート電極を形成するための第１導電膜と第２導電膜とを形成する。第１導電膜は窒化タンタルであり、第２導電膜はタングステンを用いて形成する。この導電膜はゲート電極を形成する為のものであり、それぞれの厚さは３０nm及び３００nmとする。
【００５７】
その後、光露光工程により、ゲート電極を形成するためのレジストパターン３０８を形成する。このレジストパターンを用いて第１のエッチング処理を行う。エッチング方法に限定はないが、好適にはＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いる。タングステン及び窒化タンタルのエッチング用ガスとしてＣＦ4とＣｌ2を用い、０．５〜２Pa、好ましくは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行う。この時、基板側（試料ステージ）にも１００WのＲＦ（１３．５６MHz）電力を投入して、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。ＣＦ4とＣｌ2を混合した場合にはタングステン、窒化タンタルをそれぞれ同程度の速度でエッチングすることができる。
【００５８】
上記エッチング条件では、レジストによるマスクの形状と、基板側に印加するバイアス電圧の効果により端部をテーパー形状とすることができる。テーパー部の角度は１５〜４５度となるようにする。また、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。Ｗ膜に対する酸化窒化シリコン膜の選択比は２〜４（代表的には３）であるので、オーバーエッチング処理により第２の絶縁層が露出した面は２０〜４０nm程度エッチングされる。こうして、第１のエッチング処理により窒化タンタルとタングステンから成る第１形状電極３０６、３０７を形成することができる。
【００５９】
そして、第１のドーピング処理を行いｎ型の不純物（ドナー）を半導体膜にドーピングする。その方法に限定はないが、好ましくは、イオンドープ法またはイオン注入法で行う。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０13〜５×１０14/cm2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。この場合、第１形状電極３０６、３０７はドーピングする元素に対してマスクとなり、加速電圧を適宣調節（例えば、２０〜６０keV）して、第２絶縁膜を通過した不純物元素により第１不純物領域３０９、３１０を形成する。第１の不純物領域３０９、３１０おけるリン（Ｐ）濃度は１×１０20〜１×１０21/cm3の範囲となるようにする。
【００６０】
続いて、図１０（Ｃ）に示すように第２のエッチング処理を行う。エッチングはＩＣＰエッチング法を用い、エッチングガスにＣＦ4とＣｌ2とＯ2を混合して、１Paの圧力でコイル型の電極に５００WのＲＦ電力(１３．５６MHz)を供給してプラズマを生成する。基板側（試料ステージ）には５０WのＲＦ（１３．５６MHz）電力を投入し、第１のエッチング処理に比べ低い自己バイアス電圧を印加する。このような条件によりタングステン膜を異方性エッチングし、第１の導電層である窒化タンタル膜を残存させるようにする。こうして、第１のエッチング処理により窒化タンタルとタングステンから成る第２形状電極３１１、３１２を形成する。第２絶縁膜はこのエッチング処理により窒化タンタルで覆われていない部分が１０〜３０nm程度エッチングされ薄くなる。
【００６１】
第２のドーピング処理におけるドーズ量は第１のドーピング処理よりも少なくし、かつ高加速電圧の条件でｎ型不純物（ドナー）をドーピングする。例えば、加速電圧を７０〜１２０keVとし、１×１０13/cm2のドーズ量で行い、第１の不純物領域の内側に第２の不純物領域を形成する。ドーピングは露出した窒化タンタルを通過させ、その下側の半導体膜に不純物元素を添加する。こうして、窒化タンタルと重なる第２不純物領域３１３、３１４を形成する。この不純物領域は、窒化タンタルの膜厚によって変化するが、そのピーク濃度は１×１０17〜１×１０19/cm3の範囲で変化する。この領域のｎ型不純物の深さ分布は一様ではなくある分布をもって形成される。
【００６２】
そして図１０（Ｄ）に示すようにレジストによるマスク３１５を形成し、半導体膜３０３、３０４にｐ型不純物（アクセプタ）をドーピングする。典型的にはボロン（Ｂ）を用いる。第１のｐ型不純物添加領域３１６、３１７の不純物濃度は２×１０20〜２×１０21/cm3となるようにし、含有するリン濃度の１．５〜３倍のボロンを添加して導電型をｐ型になっている。
【００６３】
その後、図１１に示すように、添加した不純物を活性化する熱処理を行う。この熱処理は実施形態において説明する熱処理装置を用い、減圧状態に保持された反応管内に被処理体を導入し、パルス光の照射により活性化を行う。パルス光はタングステンハロゲンランプ３１９を光源として基板の片面または両面から照射する。減圧下とし酸素濃度を１０ppm以下に低減した状態で行う加熱処理は、この段階で露出しているゲート電極の表面を酸化させることなく行うことができる。
【００６４】
この熱処理によって、不純物が活性化すると共に、第２形状の電極と重なる半導体膜の領域、即ちチャネル形成領域から結晶化に用いた触媒元素を燐とボロンが添加された不純物領域にゲッタリングすることができる。ここでは、ボロンが添加された領域にはイオンドーピング時に同時に水素が取り込まれ、その水素がこの加熱処理により再放出することにより一時的にダングリングボンドが多量に生成され、それがゲッタリングサイトとして作用するものと考えられる。
【００６５】
その後、図１２に示すように酸化窒化シリコン膜または窒化シリコン膜から成る保護絶縁膜３１８をプラズマＣＶＤ法で５０nmの厚さに形成する。クリーンオーブンを用いる４１０℃の加熱処理はこの保護絶縁膜３１８からの水素放出をもたらし、半導体膜の水素化を行い欠陥を補償することができる。
【００６６】
層間絶縁膜３２１は、ポリイミドまたはアクリルなどの有機絶縁物材料で形成し表面を平坦化する。勿論、プラズマＣＶＤ法でＴＥＯＳを用いて形成される酸化シリコンを適用しても良い。
【００６７】
次いで、層間絶縁膜３２１の表面から各半導体膜の不純物領域に達するコンタクトホールを形成し、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａなどを用いて配線を形成する。図１０（Ｄ）において３２２〜３２３はソース線またはドレイン電極となる。こうしてｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴを形成することができる。ここではそれぞれのＴＦＴを単体として示しているが、これらのＴＦＴを使ってＣＭＯＳ回路やＮＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路を形成することができる。
【００６８】
[実施例３]
図１３（Ａ）は、実施例２の工程により、同一基板上にｐチャネル型ＴＦＴ４０３、ｎチャネル型ＴＦＴ４０４から成る駆動回路４０１と、ｎチャネル型ＴＦＴ４０５から成る画素部４０２が形成された構成を示している。ｎチャネル型ＴＦＴ４０５はマルチゲート構造を有しているが、作製工程は同様にして行われる。また、画素部４０２には半導体膜４１４、第２絶縁膜、ゲート電極と同じ工程で作られる容量電極４０９からなる保持容量４０６が形成されている。４１２は画素電極であり、４１０はデータ線４０８と半導体膜４１３の不純物領域とを接続する接続電極である。また、４１１はゲート線であり、図中には示されていないが、ゲート電極として機能する第３形状電極４０７と接続している。この第３形状電極４０７は、第２形状電極の窒化タンタルをエッチングすることにより形成されるものである。
【００６９】
駆動回路４０１のｐチャネル型ＴＦＴ４０３、ｎチャネル型ＴＦＴ４０４を用いてシフトレジスタ、レベルシフタ、ラッチ、バッファ回路など様々な機能回路を形成することができる。図１３（Ａ）で示すＡ−Ａ'間の断面構造は、図１４で示す画素の上面図において示すＡ−Ａ'線に対応している。また、図１３（Ｂ）で示すＢ−Ｂ'間の断面構造は、図１４で示す画素の上面図において示すＢ−Ｂ'線に対応している。
【００７０】
このような基板から液晶表示装置や、発光素子で画素部を形成する発光装置を形成することができる。図１５はＴＦＴによって駆動回路と画素部が形成されている基板の外観図である。基板５０１上には画素部５０６、駆動回路５０４、５０５が形成されている。また、基板の一方の端部には入力端子５０２が形成され、各駆動回路に接続する配線５０３が引き回されている。
【００７１】
液晶表示装置を作製するには対向基板をシール材を用い間隙をもって貼り合わせ、その間隙に液晶を注入する。また、発光装置は有機発光素子を画素部に形成する。このように、本実施例によれば各種の半導体装置を作製することができる。
【００７２】
[実施例４]
実施例１において示すように、非晶質半導体膜の全面に触媒作用のある金属元素を全面に添加して結晶化する方法は、本発明の熱処理装置を用いて行うことが可能であるが、より好ましくはその後金属元素をゲッタリングして除去することが望ましい。
【００７３】
図１６はその一実施形態を説明する図であり、非晶質半導体膜の全面に触媒作用のある金属元素を全面に添加して結晶化した後、ゲッタリングを行う方法である。図１６（Ａ）において、基板６０１はバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラス、或いは石英などを用いることができる。基板６０１の表面には、ブロッキング層６０２として無機絶縁膜を１０〜２００nmの厚さで形成する。ブロッキング層６０２はガラス基板に含まれるアルカリ金属がこの上層に形成する半導体膜中に拡散しないために設けるものであり、石英を基板とする場合には省略することも可能である。
【００７４】
ブロッキング層６０２の上に形成する非晶質構造を有する半導体膜６０３は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。代表的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲルマニウム膜などが適用され、プラズマＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ法、或いはスパッタ法で１０〜１００nmの厚さに形成する。良質な結晶を得るためには、非晶質構造を有する半導体膜６０３に含まれる酸素、窒素、炭素などの不純物濃度を極力低減する必要があり、高純度の材料ガスを用いることはもとより、超高真空対応のＣＶＤ装置を用いることが望ましい。
【００７５】
その後、非晶質構造を有する半導体膜６０３の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を添加する。重量換算で１〜１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液をスピナーで塗布して触媒含有層６０４を形成する。この場合、当該溶液の馴染みをよくするために、非晶質構造を有する半導体膜６０３の表面処理として、オゾン含有水溶液で極薄い酸化膜を形成し、その酸化膜をフッ酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして清浄な表面を形成した後、再度オゾン含有水溶液で処理して極薄い酸化膜を形成しておく。シリコンなど半導体膜の表面は本来疎水性なので、このように酸化膜を形成しておくことにより酢酸ニッケル塩溶液を均一に塗布することができる。
【００７６】
勿論、触媒含有層６０４はこのような方法に限定されず、スパッタ法、蒸着法、プラズマ処理などにより形成しても良い。
【００７７】
その後、実施例１と同様にして本発明の熱処理装置を用い、１３．３〜１．３３×１０4Paの減圧下にてパルス光の照射により図１６（Ｂ）に示す結晶質半導体膜６０５を形成することができる。
【００７８】
さらに結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修するためには、結晶質半導体膜６０５に対してレーザー光を照射することも有効である。レーザーには波長４００nm以下のエキシマレーザー光や、ＹＡＧレーザーの第２高調波、第３高調波を用いる。いずれにしても、繰り返し周波数１０〜１０００Hz程度のパルスレーザー光を用い、当該レーザー光を光学系にて１００〜４００mJ/cm2に集光し、９０〜９５％のオーバーラップ率をもって結晶質半導体膜６０５に対するレーザー処理を行っても良い。
【００７９】
こうして得られる結晶質半導体膜６０５には、金属元素（ここではニッケル）が残存している。それは膜中において一様に分布していないにしろ、平均的な濃度とすれば、１×１０19/cm3を越える濃度で残存している。勿論、このような状態でもＴＦＴをはじめ各種半導体素子を形成することが可能であるが、より好ましくはゲッタリングにより当該元素を除去することが望ましい。
【００８０】
図１６（Ｂ）はゲッタリングサイト６０８を形成するために、イオンドープ法で希ガス元素、或いは希ガス元素と一導電型の不純物元素を結晶質半導体膜６０５に添加する工程を示している。結晶質半導体膜６０５の表面には、マスク用の酸化シリコン膜６０６が１００〜２００nmの厚さに形成され、開孔部６０７が設けられ結晶質半導体膜が露出した領域に希ガス元素、或いは希ガス元素と一導電型の不純物元素を添加する。希ガス元素の結晶質半導体膜中における濃度は１×１０19〜１×１０21/cm3とする。
【００８１】
このドーピングは、水素で１〜１０％、好ましくは３〜５％に希釈したフォスフィン（ＰＨ3）またはジボラン（Ｂ2Ｈ6）を添加した後に希ガス元素を添加する。または、希ガスで１〜１０％、好ましくは３〜５％に希釈したＰＨ3またはＢ2Ｈ6を添加する。しかし、より好ましくは、希ガス元素のみをイオンドープ法で添加してゲッタリングサイトを形成する。
【００８２】
希ガス元素としてはヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）から選ばれた一種または複数種を用いる。代表的にはアルゴンを用いる。本発明はゲッタリングサイトを形成するためにこれら不活性気体をイオンソースとして用い、イオンドープ法或いはイオン注入法で半導体膜に注入することに特徴を有している。これら不活性気体のイオンを注入する意味は二つある。一つは注入によりダングリングボンドを形成し半導体膜に歪みを与えることであり、他の一つは半導体膜の格子間に当該イオンを注入することで歪みを与えることである。不活性気体のイオンを注入はこの両者を同時に満たすことができるが、特に後者はアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）などシリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。
【００８３】
ゲッタリングは窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行うと、ゲッタリングサイト６０８に金属元素を偏析させることができる。或いは、実施例１と同様にして本発明の熱処理装置を用い、１３．３〜１．３３×１０4Paの減圧下にてパルス光の照射により行うこともできる。その場合、ゲッタリングを効果的に成し遂げる為には、パルス光により加熱される半導体膜の温度は格子を緩和して歪みを除去しない程度の温度とする。
【００８４】
その後、エッチングによりゲッタリングサイトを除去すると、図１６（Ｃ）に示すように金属元素の濃度が低減された結晶質半導体膜６０９が得られる。こうして形成された結晶質シリコン膜６０８は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長している。特に、希ガス元素のみを用いてゲッタリングサイトを形成した場合には、この結晶質半導体膜６０９をそのまま用いて実施例２または３で示すＴＦＴを形成することができる。
【００８５】
[実施例５]
半導体膜の結晶化を助長する元素を選択的に形成する方法を図１７により説明する。図１７（Ａ）において、基板６０１としてガラス基板を用いる場合にはブロッキング層６０２を設ける。また、非晶質構造を有する半導体膜６０３も実施例１と同様に形成する。
【００８６】
そして、非晶質構造を有する半導体膜６０３上に上に１００〜２００nmの厚さの酸化シリコン膜６１０を形成する。酸化シリコン膜の作製方法は限定されないが、例えば、オルトケイ酸テトラエチル（Tetraethyl Ortho Silicate：ＴＥＯＳ）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で放電させ形成する。
【００８７】
次に、酸化シリコン膜６１０に開口部６１１を形成し、重量換算で１〜１０ppmのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布する。これにより、触媒金属含有層６１２が形成され、それは開口部６１１の底部のみで半導体膜６０３と接触する。
【００８８】
実施例１と同様にして本発明の熱処理装置を用い、１〜２００Paの減圧下にてパルス光の照射により図１７（Ｂ）に示す結晶質半導体膜６０５を形成することができる。この場合、結晶化は触媒となる金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として基板の表面と平行な方向に結晶化が進行する。こうして形成された結晶質シリコン膜６１４は棒状または針状の結晶が集合して成り、その各々の結晶は巨視的に見ればある特定の方向性をもって成長している。
【００８９】
次いで、開口部６１１を利用して、同様にイオンドープ法で希ガス元素のみ、或いは希ガス元素と一導電型の不純物元素を添加してゲッタリングサイト６１５を形成する。ゲッタリングは窒素雰囲気中で４５０〜８００℃、１〜２４時間、例えば５５０℃にて１４時間の熱処理を行うと、ゲッタリングサイト６１５に金属元素を偏析させることができる。或いは、実施例１と同様にして本発明の熱処理装置を用い、１３．３〜１．３３×１０4Paの減圧下にてパルス光の照射により行うことができる。その場合にも、ゲッタリングを効果的に成し遂げる為には、パルス光により加熱される半導体膜の温度は格子を緩和して歪みを除去しない程度の温度とする。
【００９０】
その後、エッチングによりゲッタリングサイトを除去すると、図１７（Ｄ）に示すように金属元素の濃度が低減された結晶質半導体膜６１６が得られる。この結晶質半導体膜６０９をそのまま用いて実施例２または３で示すＴＦＴを形成することができる。
【００９１】
[実施例６]
実施例４または実施例５で示すような希ガス元素を用いたゲッタリングは、実施例２で示すＴＦＴの製造工程において、ソース・ドレイン領域を形成するための不純物領域に希ガス元素を添加することで、同様な効果を得ることができる。即ち、当該不純物領域の抵抗率を下げるために行う活性化のための加熱処理を行うことで、チャネル形成領域に残存する金属元素の濃度を低減させることができる。
【００９２】
[実施例７]
本発明を用いることにより様々な半導体装置を製造することができる。その様な半導体装置として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置などが挙げられる。それら半導体装置の具体例を図１８および図１９に示す。
【００９３】
図１８（Ａ）はディスクトップ型パーソナルコンピュータなどのモニターであり、筐体３３０１、支持台３３０２、表示部３３０３などから成っている。本発明により、表示部３３０３やその他集積回路を形成してモニターを作製することができる。
【００９４】
図１８（Ｂ）はビデオカメラであり、本体３３１１、表示部３３１２、音声入力部３３１３、操作スイッチ３３１４、バッテリー３３１５、受像部３３１６等を含む。本発明により、表示部３３１２やその他集積回路を形成してビデオカメラを作製することができる。
【００９５】
図１８（Ｃ）はヘッドマウントディスプレイの一部（右片側）であり、本体３３２１、信号ケーブル３３２２、頭部固定バンド３３２３、投影部３３２４、光学系３３２５、表示部３３２６等を含む。本発明により、表示部３３２６やその他集積回路を形成してヘッドマウントディスプレイを作製することができる。
【００９６】
図１８（Ｄ）は記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体３３３１、記録媒体（ＤＶＤ等）３３３２、操作スイッチ３３３３、表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５などから成っている。表示部（ａ）３３３４は主として画像情報を表示し、表示部（ｂ）３３３５は主として文字情報を表示するが、本発明により、表示部（ａ）３３３４、表示部（ｂ）３３３５やその他集積回路を形成し画像再生装置を作製することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【００９７】
図１８（Ｅ）はゴーグル型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体３３４１、表示部３３４２、アーム部３３４３を含む。本発明により、表示部３３４２やその他集積回路を形成しゴーグル型表示装置を作製することができる。
【００９８】
図１８（Ｆ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体３３５１、筐体３３５２、表示部３３５３、キーボード３３５４等を含む。本発明により、表示部３３５３やその他集積回路を形成しノート型パーソナルコンピュータを形成することができる。
【００９９】
図１９（Ａ）は携帯電話装置であり、本体３４０１、音声出力部３４０２、音声入力部３４０３、表示部３４０４、操作スイッチ３４０５、アンテナ３４０６を含む。本発明により、表示部３４０４やその他集積回路を形成し携帯電話装置を形成することができる。
【０１００】
図１９（Ｂ）は音響再生装置、具体的にはカーオーディオであり、本体３４１１、表示部３４１２、操作スイッチ３４１３、３４１４を含む。本発明により表示部３４１２を形成し音響再生装置を作製することができる。また、本実施例では車載用オーディオを示すが、携帯型や家庭用の音響再生装置に用いても良い。
【０１０１】
図１９（Ｃ）はデジタルカメラであり、本体３５０１、表示部（Ａ）３５０２、接眼部３５０３、操作スイッチ３５０４、表示部（Ｂ）３５０５、バッテリー３５０６を含む。本発明により、表示部（Ａ）３５０２表示部（Ｂ）３５０５やその他集積回路を形成しデジタルカメラを形成することができる。
【０１０２】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、様々な電子装置に適用することが可能である。また、本実施例の電子装置は実施例１〜６のどのような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。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の熱処理装置により、短時間で非晶質半導体膜の結晶化や、半導体膜に添加した不純物元素の活性化やなどを目的とした熱処理をすることができる。
【０１０４】
また、光源の１回当たりの点灯時間は０．１〜６０秒、好ましくは０．１〜２０秒として、該光源からの光を複数回照射し、半導体基板の最高温度の保持時間を０．５〜５秒であるようにすることで、耐熱性の低いガラス基板を用いても熱処理効果を高め、半導体基板に形成された耐熱性の低い層のダメージを防ぐことができる。
【０１０５】
また、上記熱処理を減圧下で行うことにより、雰囲気中の酸素濃度が低減され、半導体膜の表面の酸化が抑制されて不純物の活性化を促進し、再現性の高い熱処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の熱処理装置の構成を説明する図。
【図２】  本発明の熱処理装置の構成を説明する図。
【図３】  本発明の熱処理装置の構成を説明する図。
【図４】  本発明の熱処理装置の構成を説明する図。
【図５】  加熱手段及び冷却手段の一例を説明する図。
【図６】  光源の点滅と半導体基板の温度変化を説明する図。
【図７】  パルス光の照射による予備加熱と加熱処理の方法を説明する図。
【図８】  ハロゲンランプなどを光源とし、該光源をパルス状に点滅させるのに適した制御回路の一例を示す図。
【図９】  本発明の熱処理装置による半導体膜の熱処理方法を説明する図。
【図１０】  半導体装置の作製工程を説明する図。
【図１１】  本発明の熱処理装置による半導体膜の熱処理方法を説明する図。
【図１２】  半導体装置の作製工程を説明する図。
【図１３】  駆動回路、画素部を同一基板上に形成した基板の構成を説明する図。
【図１４】  画素部の構成を説明する図。
【図１５】  表示装置の素子基板の外観を説明する図。
【図１６】  本発明の結晶質半導体膜の作製方法を説明する図。
【図１７】  本発明の結晶質半導体膜の作製方法を説明する図。
【図１８】  半導体装置の一例を示す図。
【図１９】  半導体装置の一例を示す図。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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