CN100444321C - 半导体薄膜的制造方法及图像显示装置 - Google Patents

半导体薄膜的制造方法及图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种半导体薄膜的制造方法及图像显示装置，该制造方法是在基板上形成的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的大致带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，以在与扫描方向大致相同的方向上测量出的上述激光的光束尺寸W(μm)的值x为X轴，以扫描速度Vs(m/s)的值y为Y轴，在这样的XY坐标上，在条件1：上述光束尺寸W大于激光光束的波长，条件2：上述扫描速度Vs小于晶体生长速度的上限，条件3：x×(1/y)＜25μs全都成立的区域内进行上述结晶化处理。能得到降低了在结晶化的过程中产生的膜的粗糙度和晶体缺陷的高质量且均质的半导体薄膜。

Description

半导体薄膜的制造方法及图像显示装置
技术领域
本发明涉及一种半导体薄膜的制造方法和图像显示装置，特别是涉及通过向在绝缘基板上形成的半导体薄膜照射激光进行结晶化而得到高质量的半导体薄膜的制造方法，该制造方法适用于有源矩阵方式的图像显示装置。
背景技术
作为矩阵排列的像素的驱动元件，被使用薄膜晶体管等有源元件的有源矩阵方式的显示装置(或有源矩阵型驱动方式的图像显示装置，或者简单地叫做显示装置)广泛使用。该种图像显示装置的大多数，在绝缘基板上配置由用硅膜做半导体膜形成的薄膜晶体管(TFT)等有源元件构成的多个像素电路和驱动电路，由此能显示优质的图像。在这里，作为上述有源元件，以作为其典型例子的薄膜晶体管为例进行说明。
在用迄今为止普遍使用的非晶硅半导体膜(无定形硅半导体膜)作半导体膜的薄膜晶体管中，由于在以其载流子(电子或空穴)迁移率为代表的薄膜晶体管的性能方面存在限制，故难以构成要求高速、高功能的电路。为了实现提供更为优良的图像质量所需要的高迁移率的薄膜晶体管，有效的是预先把无定形硅膜(以下，也叫做非晶硅膜)改性(结晶化)成多晶硅膜，然后用多晶硅膜形成薄膜晶体管。为了进行该改性，人们一直使用照射准分子激光等激光使无定形硅退火的方法。
用图24A、图24B说明由使用准分子激光照射的无定形硅膜的结晶化进行的改性方法。图24A、图24B是最普通的使准分子脉冲激光照射进行扫描而进行的无定形硅膜的结晶化方法的说明图。图24A示出的是已形成了进行照射的半导体层的绝缘基板的结构，图24B示出的是用激光的照射进行改性的状态。该绝缘基板可以使用玻璃或塑料基板。
在图24A、图24B中，向在绝缘基板SUB上中间隔着基底膜(SiN、SiO2等，未图示)淀积的无定形硅膜ASI，照射宽度数nm～数百nm左右的线状的准分子激光ELA，如箭头所示，进行沿着一个方向(X方向)每1个或数个脉冲使照射位置移动的扫描，由此使无定形硅膜ASI退火，使整个绝缘基板SUB的无定形硅膜ASI改性成多晶硅膜PSI。对用该方法进行了改性的多晶硅膜PSI施行刻蚀、布线形成、离子注入等各种加工，在每个像素部或驱动部上形成具有薄膜晶体管等有源元件的电路。
用该绝缘基板制造液晶显示装置或有机EL显示装置等有源矩阵方式的图像显示装置。在使用现有的准分子激光的硅膜改性的情况下，在激光照射部随机地生长0.05μm～0.5μm左右的结晶化了的多个硅粒子(多晶硅)。作为由这样的多晶硅膜构成的TFT的场效应迁移率约为200cm2/V·s以下，平均为120cm2/V·s左右。
此外，作为得到高质量的半导体膜的方法，如专利文献1所示，有边使连续振荡激光(CW激光)在一个方向扫描，边照射半导体膜，由此在扫描方向生长连续的晶体，并形成在该方向伸长的晶体的技术。此外，用边向预先加工成岛状或线状的半导体薄膜照射CW激光边使基板进行扫描，或者，在激光退火时加上热梯度等的方法，也能得到平坦且晶粒在一个方向快速生长的晶体(以下，叫做横向晶体)。除了该文献以外，作为使用连续振荡激光的例子，还有专利文献2。另一方面，除了专利文献1、专利文献2之外，还有经由缝隙宽度数μm的缝隙或掩模照射ELA，由此施加热梯度诱发横向晶体的方法。如果应用这样的半导体膜，则可以得到电场效应迁移率大约300cm2/V·s以上和高性能的特性。
[专利文献1]日本特开2003-86505号公报
[专利文献2]日本特开2003-124136号公报
发明内容
现有的激光结晶化方法，如果要在用于图像显示装置的大面积玻璃基板的整个面上形成优质而且均质的半导体薄膜，则由于膜的不稳定性和不均匀性或者激光照射条件的不稳定、不均匀性成为主要因素，故将产生以下的问题：产生因液态Si中的凝集而引起的膜的一部分的剥离(以下，叫做凝集)，或者在横向上不能充分生长而产生粒状的晶体等。特别是在半导体薄膜的膜薄到小于或等于200nm的情况下，存在这样的问题：因激光照射而产生的热向基板侧逃逸，因冷却而产生的凝固迅速进展，在横向晶体生长之前，晶核自然产生，因此而得不到大的晶粒。此外，还存在照射时间变长，或当过度施加激光流量时易于产生凝集这样的问题，并且，还存在把热应力或损伤施加给基底膜的问题。
本发明就是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其第1目的在于提供可以控制粒界、粒径，在结晶化过程中产生的膜的粗糙度和晶体缺陷减少了的高质量而且均质的半导体薄膜的制造方法。
本发明的第2目的在于提供制造工序数减少、易于用于大面积基板、生产量高、价格低而且高质量的半导体薄膜的制造方法。
本发明的第3目的在于提供把高性能、高可靠地进行工作、器件间的均匀性优良的、特性良好的半导体薄膜晶体管应用于玻璃等廉价的绝缘基板上的图像显示装置。
以下，列出本发明的结构的一个例子。
(1)一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
以在与扫描方向大致相同的方向上测出的上述激光的光束尺寸W的值x为X轴、以扫描速度Vs的值y为Y轴，其中W的单位为μm，Vs的单位为m/s，在这样的XY坐标上，在下面的条件1、条件2、条件3全部成立的区域内进行上述结晶化处理，
条件1，上述光束尺寸W大于激光光束的波长，
条件2，上述扫描速度Vs小于晶体生长速度的上限，
条件3，x×(1/y)＜25μs。
(2)在(1)中，在照射光束光点的半导体薄膜上，上述光束尺寸W为具有大于或等于最大光束光强度的13.5％的光强度的尺寸。
(3)在(1)或者(2)中，x×(1/y)≤12.5μs。
(4)在(1)～(3)的任意一项中，x×(1/y)≤10μs。
(5)在(1)～(4)的任意一项中，上述激光的波长为0.532μm。
(6)在(1)～(5)的任意一项中，上述半导体薄膜的厚度小于或等于200nm。
(7)在(1)～(6)的任意一项中，照射上述激光的半导体薄膜为非晶硅或者多晶硅，y＜5m/s。
(8)在(1)～(7)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡的固体激光器的激光、或者是将连续振荡的固体激光器的激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光。
(9)在(1)～(8)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，小于与上述扫描方向正交的方向上的上述半导体薄膜的尺寸。
(10)在(1)～(8)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
照射上述激光的半导体薄膜被加工成岛状或者线状，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，大于或等于与上述扫描方向正交的方向上的被加工成上述岛状或者线状的半导体薄膜的尺寸。
(11)一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
在以激光光束照向半导体薄膜的停留时间ts的值x为X轴、激光流量的值y为Y轴的XY坐标上，其中ts的单位为μs，激光流量的单位为J/cm2，在设y＞0.04x+0.1(式1)、x＞0.1(式2)、y＜5(式3)、x＜25(式4)时，在由式1、式2、式3、式4围成的区域内进行上述结晶化。
(12)在(11)中，当设在与上述扫描方向相同的方向上测出的上述激光的光束尺寸为W、扫描速度为Vs，其中，W的单位是μm、Vs的单位为m/s时，上述激光光束照向半导体薄膜的停留时间ts＝W×(1/Vs)，在照射光束光点的半导体薄膜上，上述光束尺寸W为具有大于或等于最大光束光强度的13.5％的光强度的尺寸。
(13)在(11)或者(12)中，x≤12.5。
(14)在(11)～(13)的任意一项中，x≤10。
(15)在(11)～(14)的任意一项中，上述激光的波长为0.532μm。
(16)在(11)～(15)的任意一项中，上述半导体薄膜的厚度小于或等于200nm。
(17)在(11)～(16)的任意一项中，照射上述激光的半导体薄膜为非晶硅或者多晶硅。
(18)在(11)～(17)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡的固体激光器的激光、或者是将连续振荡的固体激光器的激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光。
(19)在(11)～(18)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，小于与上述扫描方向正交的方向上的上述半导体薄膜的尺寸。
(20)在(11)～(18)的任意一项中，照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
照射上述激光的半导体薄膜被加工成岛状或者线状，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，大于或等于与上述扫描方向正交的方向上的被加工成上述岛状或者线状的半导体薄膜的尺寸。
(21)一种图像显示装置，其特征在于：具有把(1)～(20)所述的上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管。
(22)在(21)中，在上述基板上具有配置成矩阵状的像素、以及对上述像素进行矩阵驱动的扫描线驱动电路和信号线驱动电路，
至少上述信号线驱动电路具有将上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管。
(23)在(22)中，在上述基板上，除了上述像素、上述扫描线驱动电路和上述信号线驱动电路之外，还包括具有将上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管的电路。
(24)在(21)～(23)的任意一项中，包括相对于上述基板以预定的间隔相对配置的相对基板，和封入上述基板与上述相对基板之间的液晶。
(25)在(21)～(23)的任意一项中，上述基板具有有机EL层。
(26)一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
作为照射上述基板的激光，使用由按照控制电压对所入射的连续振荡激光进行时间调制并发射的调制器进行了时间调制的激光，
作为上述调制器，使用在上述控制电压高时使上述入射的连续振荡激光的强度变成零或者变小并发射、在上述控制电压低时几乎不使上述入射的连续振荡激光的强度变化并发射的调制器，
对上述基板进行照射的激光，是由上述调制器进行时间调制、使得时间基数的脉冲宽度长于脉冲间隔的激光。
再有，本发明的图像显示装置，其特征在于：包括在玻璃等廉价的绝缘基板上具有高性能、高可靠地进行工作，并且器件间的均匀性优良的、特性优良的半导体薄膜晶体管的有源矩阵基板。
另外，不言而喻，本发明并不限定于上述结构和在后述的本发明的详细说明中所述的结构，在不脱离本申请的权利要求范围所记载的发明的技术思想的范围内可进行各种变更。
通过对粒界、粒径进行控制，可以得到减少了在结晶化的过程中产生的膜的粗糙度和晶体缺陷的高质量而且均质的半导体薄膜，通过把该半导体薄膜应用于图像显示装置的在有源矩阵基板上形成的驱动电路，可以提供器件间的工作特性优良的半导体薄膜晶体管进而可以提供图像显示装置。
附图说明
图1是可用高成品率得到本发明的横向晶体的条件和原理说明图。
图2A、图2B是说明固体硅与液体硅的界面的移动速度和晶核生成率的说明图。
图3是把在图1中说明的XY坐标上的区域划分成区域A、B、C、D的图。
图4A～图4D示出了与图3所示的区域A、B、C、D对应的n沟道薄膜晶体管的特性。
图5示出了可以得到横向晶体的条件。
图6示出了能以高成品率得到横向晶体的条件。
图7是示出了基板深度方向的热扩散的扫描速度依赖性的说明图。
图8是说明结晶化中的激光SXL的扫描的示意图。
图9是对结晶模式进行比较的图。
图10是说明本发明的结晶化方法的图。
图11是说明本发明的结晶化方法的图。
图12A～图12C是本发明的激光的照射装置例和高质量结晶化区域的配置的说明图。
图13A～图13C是关于本发明的高质量结晶化区域的排列的说明图。
图14是说明本发明的图像显示装置的制造方法的实施例的工序图。
图15是接着说明本发明的图像显示装置的制造方法的实施例的图14的工序图。
图16是接着说明本发明的图像显示装置的制造方法的实施例的图15的工序图。
图17是接着说明本发明的图像显示装置的制造方法的实施例的图16的工序图。
图18是接着说明本发明的图像显示装置的制造方法的实施例的图17的工序图。
图19是使图18所示的结构要素一体化后的有机EL显示装置的平面图。
图20是说明作为本发明的图像显示装置的第1例的液晶显示装置的结构的展开立体图。
图21是在图20的Z-Z线方向上剖开的剖面图。
图22是说明作为本发明的图像显示装置的第2例的液晶显示装置的结构例的展开立体图。
图23是使图22所示的结构要素一体化后的有机EL显示装置的平面图。
图24A、图24B是通过使最普通的准分子激光照射进行扫描而得到无定形硅膜的结晶化方法的说明图。
图25是示出了本发明的薄膜晶体管的一个例子的平面图。
具体实施方式
以下，参看实施例的附图详细地对本发明的实施方式进行说明。另外，在这里，作为半导体薄膜，虽然设想为主要使用硅(Si)，但是，即便是使用Ge、SiGe、化合物半导体、硫族化合物等薄膜材料也具有同样的效果。在以下所示的实施方式中，用普通的硅进行说明。此外，本发明并不限于对在用于图像显示装置的玻璃等绝缘基板上形成的非晶硅半导体膜或多晶硅半导体膜的改性，也同样能适用于在其它的基板例如塑料基板或硅晶片上形成的同样的半导体膜的改性等。
再有，在这里，作为使用的激光光束，虽然设想的是使用连续振荡(CW)而且LD(激光二极管)激发Nd:YVO4激光的2次谐波固体激光(波长λ＝532nm)，但是，理想的是具有被无定形硅或多晶硅的半导体薄膜吸收的波长、即具有200nm～700nm区域的波长的激光。更具体地讲，虽然可以应用Nd:YAG激光、YVO4激光、Nd:YLF激光的2次谐波、3次谐波、4次谐波等，但是，若考虑输出的大小和稳定性，则最为理想的是LD激发Nd:YAG激光的2次谐波(波长λ＝532nm)或Nd:YVO4激光的2次谐波。此外，即便是使用准分子激光、Ar激光、半导体激光、固体脉冲激光等也可以得到同样的效果。
首先，对以下公开的实施方式的发明是如何完成的进行说明。图8是说明结晶化中的激光SXL的扫描的示意图，图9是对结晶模式进行比较的图。边使基板或激光进行扫描边对前驱体(precursor)膜PRE照射激光SXL，该前驱体膜PRE中间隔着基底缓冲层BFL形成在玻璃基板SUB1上，膜厚小于或等于200nm，由多晶硅或无定形硅构成。在图8中，示出了以扫描速度Vs使基板扫描的样子。此外，在与扫描方向大体上相同的方向上测出的该激光的光束尺寸是W(μm)(以下，记为光束宽度W)。借助于这样的激光照射，硅薄膜被退火，硅晶粒在与扫描方向大体上相同的方向上进行生长，形成大致带状晶体硅膜SPSI。
以下，把大致带状晶体硅膜SPSI的晶体叫做横向晶体。如图9的上段所示，横向晶体的平均晶粒尺寸，在激光SXL的激光照射扫描方向(晶粒的长度)上大约生长5～50μm左右(在图中约为5μm)，在与扫描方向垂直的方向(晶粒的宽度)上是大约0.2～2μm(在图中约为0.5μm)的流动状的晶体。晶粒在扫描方向上延伸。在表面上是平坦的而不是凹凸构造。但是，由于粒界区域的膜厚比晶粒的厚度薄，故在粒界处成为具有凹构造的半导体薄膜。扫描方向的晶粒的尺寸，因激光SXL的功率、激光流量、扫描速度、光束宽度W、前驱体膜的厚度、前驱体的结晶状态等条件而变。
再有，作为上述的大致带状晶体硅膜SPSI，特别理想的是具有下述的特征。
(a)对表面的主取向为{110}。
(b)与载流子的迁移方向大体上垂直的面的主取向为{100}。
上述(a)、(b)2个方位，可以用电子束衍射法或EBSP(电子后向散射衍射图形，Electron Backscatter Diffraction Pattern)法进行评价。
(c)膜的缺陷密度小于1×1017cm-3。膜中的晶体缺陷数，是根据电特性或基于电子旋转共振(ESR)的不对称电子的定量评价而定义的值。
(d)膜的霍尔迁移率为50cm2/Vs～700cm2/Vs。
(e)膜的热传导率具有温度依赖性，在某一温度下呈现出最大值。当温度上升时热传导率暂时上升，呈现出50W/mK～100W/mK的最大值。在高温区域中，热传导率随着温度上升而下降。热传导率是根据3ω(omega)法等进行评价、定义的值。
(f)根据膜的喇曼散射光谱进行评价、定义的喇曼位移为512cm-1～518cm-1。
(g)膜的晶体边界的Σ值的分布，在Σ11处具有最大值，形成高斯型分布。另外，Σ值是根据电子束衍射法或EBSP(电子后向散射衍射图形)法进行测量的值。
(h)膜的光学常数，其特征在于是满足下述条件的区域。波长500nm时的折射率n为2.0～4.0，而且衰减系数k为0.3～1。此外，在波长300nm时的折射率n为3.0～4.0，而且衰减系数为3.5～4。另外，光学常数是用光谱椭圆仪进行测量的值。
使用作为这样的横向晶体的大致带状晶体硅膜SPSI的薄膜晶体管，具有高性能和高可靠以及低偏差的优点。
根据结晶化的工艺条件，如图9的中段所示，能得到粒状的晶体。这是因为在激光流量低的情况下，或者在凝固时间不足以进行横向生长的情况下，会产生随机的晶核生长的缘故。与用现有的ELA得到的晶体一样，大小约在1μm以下，是由在硅膜中随机地形成的晶核生长成的晶体，故晶体生长方向是不一样的。此外，由于在晶体生长时晶粒与晶粒进行冲突，故在膜的表面存在大于或等于10nm的凹凸构造。特别是在粒界的区域中产生高度大于或等于10nm的突起。
另一方面，如图9的下段所示，当激光流量过度地照射半导体薄膜时，在激光退火时的液体硅状态下会产生凝集。这是膜的一部分被剥离的状态，如表中所示，形成半圆锥状的带状晶体。在膜表面因晶体的有无而存在着凹凸构造。以上所示的横向晶体、粒状晶体、凝集状态，因激光光束照射而产生的热的吸收和热传导、从液相向固相凝固的凝固过程及该过程中产生的潜热的放出和向基板进行的热传导等都参与了进来。
图1是能以高成品率得到本发明的横向晶体的条件和原理说明图。即，图1示出了在形成在基板上的半导体膜的任意区域，在与光束宽度方向相同的方向上以扫描速度Vs(m/s)使激光或基板进行扫描并照射激光，由此与扫描方向大致平行地横向生长晶粒时的必要条件。该激光，波长为532nm，在与扫描方向大致相同的方向上测出的激光的光束尺寸(光束宽度)为W。图1中，在以激光的光束宽度W(μm)的值x为X轴、以扫描速度Vs(m/s)的值y为Y轴的XY坐标上，在
(条件1)光束宽度W大于激光光束的波长
(条件2)扫描速度Vs(m/s)小于晶体生长速度的上限
(条件3)x×(1/y)＜25μs
全部成立的区域内进行上述结晶化处理，由此能在大面积基板上均匀地、而且再现性良好、高成品率地得到横向晶体。在这里，所谓光束宽度W，用在照射光束光点的半导体薄膜上具有最大光束光强度大于或等于13.5％的光强度的尺寸来定义。作为光束宽度方向的强度分布的光束分布，理想的是高斯、梯形或顶部平坦型的分布。该必要条件，在硅半导体薄膜的厚度小于或等于500nm的情况下，或者在基板是玻璃以外的基板的情况下，例如由石英、单晶硅、塑料、陶瓷等构成也都成立。
条件1，光学系统缩小光束大小的界限，由其波长决定。
条件2，是用激光退火熔融后的液体硅结晶化的速度，由图2A、图2B所示的物理状态决定。
图2A、图2B是说明固体硅与液体硅的界面的移动速度和晶核生成率的图。图2A示出了因固体硅与液体硅的界面温度Ti(K)产生的固体/液体界面的移动速度Vin(m/s)，如果固体/液体界面的移动速度Vin为正，则进行凝固、即进行结晶化，如果Vin为负则进行熔融化。向哪一方进行，依赖于界面的温度Ti，在界面的温度比硅的熔点Tm低时，是过冷却状态，在这样的状态下进行凝固。在硅的情况下，凝固速度的最大值在温度T1处为约5m/s。
图2B示出了对熔融硅的体温度(bulk temperature)Tb(K)的晶核生成率Rn(events/s·cm3)。过冷却度越大，(体温度Tb低)晶核生成率越高。由以上的情况可知，条件2由半导体膜的最大结晶化速度决定，在薄膜硅的情况下，晶体生长速度的上限是5m/s。
条件3，是用于避免由半导体薄膜的过度的温度上升而引起的膜的剥离或凝集、给基板或基底缓冲层造成的损伤或施加的应力以及其它问题的条件。向硅前驱体膜照射的最佳照射激光流量，理想的是0.5/cm2～5.0/cm2。通过延长光束停留时间ts(μs)或增加功率密度P(W/cm2)，可以确保结晶化所需要的激光流量。但是，适当的激光照射条件比光束停留时间ts更依赖于功率密度P进行变化。当增加功率密度P时，可以观察到硅的最高到达温度、熔融时间的增加。
另一方面，通过减慢扫描速度或增大光束宽度，即便是延长光束停留时间ts也仅仅是熔融时间延长而硅的最高温度不与之成比例地变化。这与两个物理因素有关。第1个因素，在光束停留时间ts长时，熔融也会提供过度的能量，由此热通过基底向基板扩散，故结果是损耗了能量。此外，由于熔融时间变长而接近恒定状态，故硅凝集的发生率升高，产生如下等问题：对基板或基底缓冲层造成损伤或施加应力，由于杂质的卷入量增加而产生薄膜晶体管的特性的劣化。
第2个因素，当Si的表面开始熔融时，由于液体硅对激光的反射率增加固相硅的30％，故即便是加长光束停留时间ts，激光的吸收量也不增加，结果是损耗了能量。
因此，不产生这些问题的光束停留时间ts(在图1中，x×(1/y))的界限小于25μs。由以上的理由可知：通过短时间照射激光，可以抑制硅的凝集，避免热对基底的损伤，可以得到稳定的横向晶体。
图7的说明图示出了基板的深度方向的热扩散的扫描速度依赖性。横轴是使基板的深度方向的距离归一化后的值Z*(a.u.)，纵轴是以基板表面(Z*＝0)为基准使温度归一化后的值T*(a.u.)。由于是用归一化后的值表示的，故纵轴、横轴所示的数字是相对值。对于使扫描速度Vs归一化后的值Vs*(a.u.)为0.01、0.1、1、10这4种，分别画出了曲线。由该图可知Vs*越大热越难向基板扩散。因此，当使扫描速度Vs高速化，即，减少光束停留时间ts时，能减少热扩散距离和基板的温度而膜的最高到达温度保持恒定不变。根据此结果，可以说为了避免对基底缓冲层或基板的热损伤，抑制硅的凝集，减少光束停留时间ts是有效的。
图3是把在图1中说明的XY坐标上的区域划分成区域A、B、C、D的图。图4A、图4B、图4C、图4D示出了与图3所示的区域A、B、C、D对应的n沟道薄膜晶体管的特性。图4A、图4B、图4C、图4D分别与区域A、B、C、D对应。另外，曲线示出了晶体管特性，是在设横轴为栅极电压VG(V)、纵轴为漏极电流ID(A)和电场效应迁移率为μef(cm2/Vs)，并在漏极电压VD＝0.1V、栅极宽度4μm、栅极长度4μm的条件下测量多个而得到的。
图3的区域A是可以得到最佳横向晶体的条件，如图4A所示，如果电场效应迁移率μef都大于或等于350cm2/Vs，则能得到高性能的、且晶体管间的均匀性优良的特性。在图3的区域B中，由于包括温度过度上升的区域，故一部分会产生硅薄膜的剥离或凝集。为此，如图4B所示，包括接触不良的晶体管或迁移率降低的晶体管。因此，存在着偏差变大，性能部分地降低的问题，不能应用于高速工作的电路。在图3的区域C中，由于横向晶体未充分地生长，故如图4C所示，电场效应迁移率μef小于或等于200cm2/Vs。为此，不能应用于高速工作的电路。在图3的区域D中，由于以大于或等于50％的比率产生硅薄膜的剥离和凝集，故如图4D所示，得不到良好的晶体管。
如上所述，由于在
(条件1)光束宽度W大于激光光束的波长
(条件2)扫描速度Vs(m/s)小于晶体生长速度的上限
(条件3)x×(1/y)＜25μs
全都成立的区域内进行上述结晶化处理，故能在大面积基板上均匀且再现性良好、高成品率地得到横向晶体。
以下，列举出更为理想的条件。
对于图3，如果使x×(1/y)≤12.5μs，则可以得到更为稳定的晶体。此外，如果使x×(1/y)≤10μs，则可以实现高成品率。
在把硅用做半导体膜的情况下，虽然理想的是硅膜厚小于或等于200nm，40nm～200nm更为理想，但是并不限定于此。
另外，在用硅做半导体膜的情况下，最好是照射波长为532nm的激光。
如上所述，光束停留时间ts以短为好。作为实现短光束停留时间的方法，可以考虑减小光束宽度W的方法和加大扫描速度Vs的方法这两种方法。
对于扫描速度Vs，大于或等于0.3m/s是理想的，更为理想是大于或等于0.5m/s。但是，如果太大，则由于产生振动或者装置的控制变得困难起来，故作为现实的上限，理想的是小于或等于1m/s。
作为光束宽度W，理想的是2～10μm。更为理想的条件是2～6μm。此外，如果是2～4μm则更为理想。
另外，如果减小光束宽度W，加大扫描速度Vs，则如上所述，能量损耗减小，故可以使用更小输出的激光器。从另一角度来看，即便是使用同一功率的激光器，如果减小光束宽度W，加大扫描速度Vs，则可以减小必要的激光功率，因此，由于把多余的功率分配给激光光束的长度方向(垂直于扫描方向的方向)能扩展一次能照射激光的区域，故还具有能提高生产量的效果。
照射基板的激光，理想的是连续振荡激光或者按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔对连续振荡的激光进行时间调制的激光。另外，从维护的观点出发，固体激光器比气体激光器理想。
以上就是理想的条件，但是，说到底只是一个例子，并不是限定于这些条件。
图5示出了可以得到横向晶体的条件。示出的是使以波长进行归一化后的值与X轴对应、使得能应用于波长小于或等于700nm的任意的激光光束的情况下的工艺条件。因此，横轴X为在扫描方向上测出的激光的光束尺寸W(μm)/光束波长λ(μm)的值x。这样，条件1可以改写为x＞1。也可以适用于例如，由UV区域的准分子激光进行的结晶化或者固体激光的3次、4次谐波波长。
图6示出了能以高成品率得到横向晶体的条件。图6示出的是在以激光光束在半导体薄膜上停留时间ts(μs)的值x为X轴、以激光流量(J/cm2))的值y为Y轴的XY坐标上，可以得到横向晶体的最佳退火条件。
横向地诱发晶体生长、形成大致带状晶体的界限条件，是
y＞0.04x+0.1...(式1)
x＞0.1............(式2)
此外，半导体薄膜剥离发生的界限条件，是
y＜5...............(式3)
x＜25............(式4)
可以在由这些(式1)、(式2)、(式3)、(式4)围起来的区域内进行结晶化。(式1)的直线的斜率为正值的理由是：若如上所述光束停留时间ts变长，则向基板进行的热传导增加，因此照射激光流量效率高，不会被硅的温度上升所消耗。(式3)的斜率为0或负值的理由是：若如上所述光束停留时间ts变长，则基底缓冲层与基板的温度上升，或者熔融硅的温度过度地上升，进而熔融时间变长，故膜的剥离或凝集、或者基板的损伤或应力增加。
图10和图11，是说明本发明的结晶化方法的说明图。图10示出的是应用之前说明的结晶化工艺条件，在任意的区域以预定的间隔、瓦(tile)状地形成横向晶体的方法。在绝缘基板SUB1所具有的缓冲层BFL上形成的由无定形硅或多晶硅构成的前驱体PRE上，以满足图1、图3、图5和图6所示的范围的工艺条件，照射激光SXL，由此形成由横向晶体(大致带状地生长的晶体)构成的硅膜的改性区域TL。在本实施例中，空间上分离开、不连续地形成有多个改性区域TL，由于形成为瓦状，故有时把该改性区域TL记为瓦TL。
连续振荡的激光，借助于调制器(例如，利用电光效应的EO(电光器件，Electro-Optical Device)或利用音响光学效应的AO(声光器件，Acoustic-Optic Device)调制器等)按预定的脉冲间隔进行时间调制，并使激光或基板进行扫描，由此能以任意的间隔配置1个行列或多个行列的任意大小的改性区域TL。如果对连续振荡激光以100ns～100ms的脉冲宽度、按小于或等于10μs的脉冲间隔进行时间调制，则激光SXL可以容易地实现本发明的目的。如图中所示，控制脉冲宽度和脉冲间隔，边照射激光光束宽度W为5μm的激光SXL，边使基板以速度0.5m/s在x方向扫描，在y方向移位后在-x方向扫描，由此可以得到在该扫描方向x、-x方向具有横向晶体的改性区域的瓦TL。
此外，在绝缘基板SUB1上具有用来定位的标记MK，以该标记MK为定位目标进行激光SXL的扫描。边这样断续地照射激光边使基板进行扫描，故可以排列多个改性区域TL。另外，如果仅仅制造1个改性区域，则不一定非要进行激光的时间调制。
另外，在本实施例中，与扫描方向正交的方向的光束长度，比与扫描方向正交的方向的上述半导体薄膜的尺寸更小。由此，在光束的长度方向的端部，热能向外侧逃逸，具有难以发生凝集这样的效果。
图11按照图1、图3、图5、图6所示的结晶化条件示出了第2结晶化方法。在绝缘基板SUB 1所具有的缓冲层BFL上，由无定形硅或多晶硅构成的前驱体PRE(参看图8)以任意的区域、任意的大小预先被加工成岛状或线状。向该被加工的岛状或线状的前驱体PRE，边照射例如激光光束宽度W为5μm的激光SXL边使基板以速度0.5m/s在x方向上进行扫描，在y方向上移位后在-x方向上进行扫描，由此可以得到在该扫描方向x、-x方向上具有横向晶体的任意的岛状或线状的改性区域TL。另外，在绝缘基板SUB1上具有用来定位的标记MK，以该标记MK为定位目标进行激光SXL的扫描。另外，在本实施例中，激光的时间调制并不一定非要不可。
另外，在本实施例中，照射上述激光的半导体薄膜已被加工成岛状或线状，与上述扫描方向正交的方向的光束长度，大于或等于与上述扫描方向正交的方向的已被加工成上述岛状或线状的半导体薄膜的尺寸。但是，在该情况下，由于与图10的情况相比，在半导体薄膜的端部易于产生凝集，不适合应用于薄膜晶体管的结晶状态不好的无效区域变宽，故需要注意。另外，也可以对2个以上的已被加工的半导体薄膜同时照射激光。
在图10和图11中的任何一者的情况下，既可以在1个改性区域TL中形成1个薄膜晶体管，也可以在1个改性区域TL中形成多个薄膜晶体管。
图12A、图12B、图12C是本发明的激光的照射装置例和高质量结晶化区域的配置的说明图，是用来说明激光的照射装置和照射方法的一个例子的说明图。图12A是激光照射装置的结构图，图12B是说明改性区域的布局的一个例子的平面图，图12C用时间轴示出了施加到调制器(EO或AO调制器等)的施加电压和激光的输出关系。
如图12A所示，在该照射装置中，于在x-y方向进行驱动的载物台XYT上设置形成了半导体前驱体膜PRE的玻璃基板SUB1，用基准位置测定用摄像机进行定位。向控制装置CRL输入基准位置测量信号LEC，根据已输入到驱动设备MD的控制信号进行照射位置的微调，用预定的速度使载物台XYT在一个方向上进行扫描。与该扫描同步地从照射设备LU向无定形硅或多晶硅膜的前驱体PRE照射激光SXL，改性为大致带状晶体硅膜SPSI。
作为一个例子，在照射设备LU内配置半导体二极管(LD)激发的连续振荡(CW)固体激光器的振荡器LS、输入来自振荡器LS的激光输出208的光学系统HOS、反射镜ML和聚光透镜系统LZ，由此可以形成具有所要的光束宽度W、光束长度L和强度分布的照射激光光束。另外，光学系统HOS，具有光束整形器(均质器，homogenizer)、按预定的脉冲宽度和/或脉冲间隔对连续振荡激光进行时间调制的调制器(例如，EO或AO调制器等)。如果降低扫描速度Vs，则激光的光束宽度W必须细，例如小于或等于10μm，这可以主要由聚光透镜系统LZ来实现。虽然即便是没有聚光透镜系统LZ也可以实施本发明，但是通过插入聚光透镜系统LZ能更容易地实现本发明。
激光SXL的照射时间、照射强度等可用控制装置进行控制。与形成横向晶体的改性区域TL的长度和间隔相对应地使脉冲宽度和脉冲间隔连动地进行变化，这样形成的改性区域TL，由于有时配置为瓦状，故有时也如上所述叫做瓦TL。
图12B示出了大致带状晶体半导体薄膜，即由横向晶体构成的改性区域TL的布局的一个例子。在本实施例中，以用1个基板制作多个面板PAN的情况为例进行说明。在改性区域TL内，形成多个薄膜晶体管或电路。在本例中，改性区域TL的长度，相当于图像显示装置的1个面板PAN的一边的长度。例如，如果是显示区域PAR的一边为2.5英寸的面板PAN，则最好是最低2.5英寸的长度，但是，也可以是大于或小于该长度的长度。以下，对于x方向，使1个改性区域TL对应于1个面板PAN的量的高性能电路区域CC。对于y方向，用预定的重叠区域宽度OL进行重叠以确保必要的电路配置区域宽度。或者，也可以使改性区域TL每隔预定的间隔(例如小于或等于5μm的间隔)进行配置。借助于例如EO或AO调制器等调制器使激光断续地接通(ON)、切断(OFF)来对连续振荡激光进行时间调制，由此实现这样的配置。
时间轴上的施加到EO或AO调制器的施加电压(控制电压)与激光输出的关系，如图12C的波形图所示，设定为在施加电压高时(Von)切断激光，在低时接通。另外，图12C的横轴是时间t，上侧的波形图的纵轴是施加到调制器(EO/AO调制器)的施加电压(控制电压)，下侧的波形图的纵轴是激光输出。若这样进行设定，则对调制器的损伤小，可在激光退火时使用切断时的低噪声状态。对于高性能电路区域CC的长度，由于面板PAN彼此间的间隔小，故激光接通的时间比切断的时间长。因此，施加到调制器的电压的接通时间与切断时间之比(Ton/Toff)将变成小于或等于0.1。
在这里，如果使改性区域TL的x方向与薄膜晶体管的电流方向或把源极和漏极连接起来的方向平行，则晶体管的性能更高，在晶体管中流动的电流量多。这是因为晶粒是用在沟道方向延伸的准单晶构成的缘故。图25是与此对应的薄膜晶体管的例子。关于图25在后面叙述。
如本实施例所说明的那样，作为照射基板的光，使用借助于根据控制电压对入射进来的连续振荡激光进行时间调制并射出的调制器进行了调制后的激光，作为调制器，使用在控制电压高时使入射进来的连续振荡激光的强度变为0或变小后射出，在控制电压低时使入射进来的连续振荡激光几乎不发生变化地射出的调制器，向基板照射激光，该激光是借助于调制器进行了时间调制，使得时间基数的脉冲宽度变得比脉冲间隔长，由此可以用对调制器造成的损伤小、且噪声小的激光进行退火。
图13A、图13B、图13C是关于本发明的高质量结晶化区域的排列的说明图。图13A与图10和图11相对应，示出了无论在x方向还是在y方向都不重叠地每隔预定的间隔Xs、Ys配置改性区域TL的情况。由于向与照射激光而熔融了的半导体薄膜连接的未熔融的半导体区域进行的热扩散，熔融区域的周围冷却得比中央部分快。为此，周围部分相对于x方向具有某一角度地进行晶体生长，晶体管特性也将降低。设该区域的大小为Yd。Yd依赖于光束的功率、扫描速度、光束宽度而变化。作为一个例子，图13B示出了Yd的扫描速度依赖性。在图13B中，横轴是扫描速度Vs(m/s)，纵轴是从边沿起的热的扩散距离(μm)。由于从边沿起的热的扩散距离依赖于扫描速度Vs的
Figure C20041009855400251
而变化，故Yd也将同样地变化。如图13C所示，区域Yd的大小，对于功率呈现出对
Figure C20041009855400252
的依赖性，对于扫描速度Vs则呈现出对
Figure C20041009855400253
的依赖性，对于光束宽度W呈现出对
Figure C20041009855400254
的依赖性。
另一方面，关于x方向，横向晶体的特征在于改性区域TL的终端的形状。改性区域TL的终端，形成在切断激光光束的照射的区域，或者向被加工成岛状的半导体膜照射激光的情况下的岛状半导体的终端区域。在该区域产生线状且高度大于或等于50nm的突起(以下，叫做终端突起)。这是因为在切断光束时或者在被加工成岛状的终端区域中，不仅在因激光的照射和扫描而产生的晶体生长方向上，而且在与该晶体生长方向相反的方向上也生长晶体，因此在这里将产生冲突的缘故。由于该区域的突起大，故不能配置薄膜晶体管。在图13A中若用Xe表示区域的宽度，则Xe对功率呈现出成正比的依赖性，对于扫描速度Vs呈现出反比的依赖性，对于光束宽度W呈现出成正比的依赖性。由于成为使薄膜晶体管的偏差增大的主要因素，故以在用以上所示的Yd和Xe表示的区域上不配置沟道为宜。
另外，本实施例所说明的内容，无论是在如图10所示不预先加工前驱体膜PRE地进行激光照射的情况下，还是如图11所示在预先把前驱体膜PRE加工成岛状或线状之后再进行激光照射的情况下，都呈现出大体上同样的倾向。但是，由于如图11所示预先使前驱体膜图形化时存在Yd增大的倾向，故理想的是做成为图10那样。
如上所述，根据本实施例，可以把前驱体的无定形硅或多晶硅膜改性成更大的晶体，借助于该晶体生长方向的配置，可以减少源极和漏极间的电流横穿粒界的概率。其结果是提高薄膜晶体管的工作速度，可以得到最好的薄膜晶体管电路。此外，可以在图像显示装置的驱动电路部分配置使用了大致带状晶体硅膜的半导体膜的薄膜晶体管电路。本实施例得到的薄膜晶体管的性能，例如，在制作N沟MIS晶体管的情况下，电场效应迁移率大约在300cm2/V·s以上，而且可把阈值电压的偏差抑制到小于或等于±0.2V。能制造以高性能、高可靠地进行工作、使用器件间的均匀性优良的有源矩阵基板的显示装置。
在这里，理想的是做成为如下的图像显示装置：即，在基板上包括配置成矩阵状的像素、以及矩阵驱动像素的扫描线驱动电路和信号线驱动电路，至少信号线驱动电路具有把大致带状晶体的半导体薄膜用做沟道的薄膜晶体管。此外，在基板上除了具有像素、扫描线驱动电路和信号线驱动电路以外，也可以具有把大致带状晶体的半导体薄膜用做沟道的薄膜晶体管的电路。此外，也可以在构成像素、扫描线驱动电路的薄膜晶体管中使用该半导体薄膜。
理想的是在同一基板上设置构成像素区域的第1薄膜晶体管、构成信号线驱动电路的第2薄膜晶体管、构成扫描线驱动电路的第3薄膜晶体管以及构成其它电路的第4薄膜晶体管，至少第2、第4薄膜晶体管在沟道上包括具有本实施例所示的横向晶体的半导体薄膜。
此外，本发明可以应用于具有以预定的间隔与基板相对配置的相对基板和封入基板与相对基板之间的液晶那样的液晶显示装置。或者，也可以应用于在基板上具有有机EL层的有机EL显示装置。
其次，参看图14～图19对本发明的图像显示装置的实施例的制造方法进行说明。这里说明的制造方法，以CMOS的薄膜晶体管的制造作为例子，N型薄膜晶体管用自对准GOLDD(栅极重叠轻掺杂漏极，Gate Overlapped Light Doped Drain)形成，P型表面晶体管则用反向掺杂(counter dope)形成。
图14的(A)～图19的(N)示出了一连串的制造工艺，根据图14的(A)～图19的(N)说明该一连串的制造工艺。
图14的(A)：首先，作为成为有源矩阵基板的绝缘基板，准备厚度为0.3mm～1.0mm左右、最好在400～600℃的热处理中变形或收缩小的耐热性的玻璃基板SUB1。最好，在该玻璃基板SUB1上，用CVD法连续而且均一地淀积作为热的、化学的阻挡膜起作用的大体上约140nm厚的SiN膜和约100nm厚的SiO膜。在该玻璃基板SUB1上用CVD等方法形成无定形硅膜ASI。
图14的(B)：其次，使准分子激光ELA在x方向扫描，使无定形硅膜ASI溶解、结晶化，使玻璃基板SUB1上的无定形硅膜ASI整体改性成多晶硅膜PSI。
另外，也可以不使用准分子激光ELA，而使用别的方法，例如在基于固体脉冲激光退火的结晶化、硅膜的形成时可以采用成为多晶硅膜的Cat-CVD膜，SiGe膜。
图14的(C)：借助于激光退火，形成成为后述的脉冲激光器等的激光SXL(这里，使用脉冲宽度调制激光进行说明)的照射定位等的目标的定位标记MK。
图15的(D)：边参照标记MK，边使脉冲调制激光SXL在x方向边扫描边选择预定的区域不连续地进行照射。用该选择性的照射使多晶硅膜PSI改性，形成在该扫描方向具有连续的粒界的大致带状晶体硅膜SPSI(改性区域)。另外，在图中，虽然对于每个薄膜晶体管都把大致带状晶体硅膜SPSI分开来形成2个，但是，也可以不把它分开，而先形成1个大致带状晶体硅膜SPSI，然后再进行图形化。
图15的(E)：用光刻法加工大致带状晶体硅膜SPSI，形成内置薄膜晶体管的岛SPSI-L。
图15的(F)：把大致带状晶体硅膜SPSI的岛SPSI-L覆盖起来地形成栅极绝缘膜GI。
图16的(G)：在形成N型薄膜晶体管的区域，进行用于控制阈值的注入NE。这时，用光致抗蚀剂RPE把形成P型薄膜晶体管的区域覆盖起来。
图16的(H)：接着，在形成P型薄膜晶体管的区域，进行用于控制阈值的注入PE。这时，用光致抗蚀剂RPE把形成N型薄膜晶体管的区域覆盖起来。
图16的(I)：在其上用溅射法或CVD法形成成为薄膜晶体管的栅极电极的2层的金属栅极膜GT1、GT2。
图17的(J)：用光致抗蚀剂RN把金属栅极膜GT1、GT2的形成区域覆盖起来，用光刻法使金属栅极膜GT1、GT2图形化。这时，由于要形成LDD区域，因此对上层的金属栅极膜GT2侧面刻蚀所要量，使之从下层的金属栅极膜GT1往后退。在该状态下，以光致抗蚀剂RN为掩膜注入N型杂质N，形成N型薄膜晶体管的源极·漏极区域NSD。
图17的(K)：剥离光致抗蚀剂RN，以金属栅极膜GT2为掩膜进行LDD注入，形成N型薄膜晶体管的LDD区域NLDD。
图18的(L)：用光致抗蚀剂RP把N型薄膜晶体管的形成区域覆盖起来，向P型薄膜晶体管的源极·漏极形成区域注入P型杂质P，形成P型薄膜晶体管的源极·漏极区PSD。
图18的(M)：剥离光致抗蚀剂RP，在激活注入的杂质后，用CVD法等形成层间绝缘膜LI。
图19的(N)：用光刻法在层间绝缘膜LI和栅极绝缘膜GI上形成接触孔，通过该接触孔把布线用的金属层连接到N型薄膜晶体管和P型薄膜晶体管的各个源极·漏极NSD、PSD上。在其上形成层间绝缘膜L2，然后再形成保护绝缘膜PASS。
图25的平面图示出了本发明的薄膜晶体管的一个例子。如图25所示，存在于硅岛的大致带状晶体硅膜的单晶间的粒界CB，存在于与晶体方向CGR大体上相同的方向上。在与该晶体方向CGR相对的位置上分别形成源极电极SD1和漏极电极SD2，在源极电极SD1和漏极电极SD2间流动的电流(沟道电流)Ich的方向，被设定为与晶体方向CGR大体上平行的方向。如上所述，通过使晶体方向CGR和电流Ich的方向相同，可以增大沟道中的电子的迁移率。
借助于以上的工序，可以在大致带状晶体硅膜SPSI上形成CMOS薄膜晶体管。另外，一般来讲，N型薄膜晶体管的劣化急剧。如果在沟道与源极·漏极之间形成低浓度杂质区域LDD(Light Doped Drain区域)，则可以缓和该劣化。GOLDD具有栅极电极在低浓度杂质区域被覆盖的构造。在该情况下，可以缓和在LDD中观察到的性能降低。在P型薄膜晶体管中，该劣化不像N型薄膜晶体管那么严重，通常不采用低浓度杂质区域LDD或GOLDD。在本实施例中，虽然使用的是GOLDD构造，但是，即便是用单漏极构造或LDD构造，也可以得到同样的效果。
图20是说明作为本发明的图像显示装置的第1例的液晶显示装置的结构的展开立体图。此外，图21是在图20的Z-Z线方向上剖开的剖面图。该液晶显示装置，用上述的有源矩阵基板制造液晶显示装置。在图20和图21中，参考符号PNL是向有源矩阵基板SUB1与相对基板SUB2的贴合间隙内封入了液晶的液晶盒，在其表面、背面层叠有偏振片POL1、POL2。此外，参考符号OPS是由漫射板或棱镜片构成的光学补偿部件，GLB是导光板，CFL是冷阴极荧光灯，RFS是灯反射板，SHD是屏蔽框架，MDL是模压壳体。
在具有上述的实施例中的任何一者的结构的有源矩阵基板SUB1上形成液晶取向膜层，用摩擦等方法向其施加取向限制力。在像素区域AR的周边形成了密封剂之后，以预定的间隙相对配置同样地形成了取向膜层的相对基板SUB2，向该间隙内封入液晶，用密封材料把密封剂的入口封堵起来。在这样构成的液晶盒的表面、背面层叠偏振片POL1、POL2，中间隔着光学补偿部件OPS装配由导光板GLB和冷阴极荧光灯CFL等构成的背光源等，由此制造液晶显示装置。另外，通过挠性印制板FPC1、FPC2向在液晶盒的外围所具有的驱动电路提供数据或定时信号。参考符号PCB，在外部信号源与各挠性印制板FPC1、FPC2之间搭载有将从该外部信号源输入的显示信号转换成在液晶显示装置中显示的信号形式的定时控制器等。
使用本实施例的有源矩阵基板的液晶显示装置，由于通过在其像素电路上配置上述的优良的多晶硅薄膜晶体管电路，具有出色的电流驱动能力，故适合于高速工作。再有，由于阈值电压的偏差小，故其优点是可以廉价地提供像质均匀性优良的液晶显示装置。
此外，还可以用本实施例的有源矩阵基板制造有机EL显示装置。图22是说明作为本发明的图像显示装置的第2例的有机EL显示装置的结构的展开立体图。而图23是使图22所示的结构要素一体化后的有机EL显示装置的平面图。在上述的各实施例中的任何一者的有源矩阵基板SUB1所具有的像素内的电极上形成有机EL元件。有机EL元件，由从像素内的电极表面开始依次蒸镀的空穴输送层、发光层、电子输送层、阴极金属层的层叠体构成。在形成了这样的层叠层的有源矩阵基板SUB1的像素区域PAR的周围配置密封材料，用密封基板SUBX或密封环进行密封。此外，也可以不用它们而使用保护膜。
该有机EL显示装置，由印制板PLB向其驱动电路区域DDR、GDR提供来自外部信号源的显示用信号。在该印制板PLB上搭载有接口电路芯片CTL。此外，在由作为上侧壳体的屏蔽框架SHD和下侧壳体CAS进行一体化后成为有机EL显示装置。
在有机EL显示装置用的有源矩阵驱动中，由于有机EL元件是电流驱动发光方式，故提供优质的图像，就必须采用高性能的像素电路，理想的是采用CMOS型薄膜晶体管的像素电路。此外，为了高速、高精细化，必须在驱动电路区域形成薄膜晶体管电路。本实施例的有源矩阵基板SUB1，具有满足这样的要求的高性能。使用本实施例的制造方法制造的有源矩阵基板的有机EL显示装置，是最大限度地发挥本实施例的优点的显示装置之一。
本发明的半导体膜的制造方法，并不限定于上述的图像显示装置的有源矩阵基板，此外，本发明的制造方法，并不限定于在权利要求的范围内所述的结构和在实施例中所述的结构，在不偏离本发明的技术思想的范围内可以进行各种变更，也可以应用在例如各种半导体器件的制造中。

Claims (26)

1.一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
以在与扫描方向相同的方向上测出的上述激光的光束尺寸W的值x为X轴、以扫描速度Vs的值y为Y轴，其中W的单位为μm，Vs的单位为m/s，在这样的XY坐标上，在下面的条件1、条件2、条件3全部成立的区域内进行上述结晶化处理，
条件1，上述光束尺寸W大于激光光束的波长，
条件2，上述扫描速度Vs小于晶体生长速度的上限，
条件3，x×(1/y)＜25μs。
2.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
在照射光束光点的半导体薄膜上，上述光束尺寸W为具有大于或等于最大光束光强度的13.5％的光强度的尺寸。
3.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
x×(1/y)≤12.5μs。
4.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
x×(1/y)≤10μs。
5.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
上述激光的波长为0.532μm。
6.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
上述半导体薄膜的厚度小于或等于200nm。
7.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述激光的半导体薄膜为非晶硅或者多晶硅，y＜5m/s。
8.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡的固体激光器的激光、或者是将连续振荡的固体激光器的激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光。
9.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，小于与上述扫描方向正交的方向上的上述半导体薄膜的尺寸。
10.如权利要求1所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
照射上述激光的半导体薄膜被加工成岛状或者线状，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，大于或等于与上述扫描方向正交的方向上的被加工成上述岛状或者线状的半导体薄膜的尺寸。
11.一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
在以激光光束照向半导体薄膜的停留时间ts的值x为X轴、激光流量的值y为Y轴的XY坐标上，其中ts的单位为μs，激光流量的单位为J/cm2，在设式1：y＞0.04x+0.1、式2：x＞0.1、式3：y＜5、式4：x＜25时，在由式1、式2、式3、式4围成的区域内进行上述结晶化。
12.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
当设在与上述扫描方向相同的方向上测出的上述激光的光束尺寸为W、扫描速度为Vs，其中，W的单位为μm，Vs的单位为m/s时，上述激光光束照向半导体薄膜的停留时间ts＝W×(1/Vs)，在照射光束光点的半导体薄膜上，上述光束尺寸W为具有大于或等于最大光束光强度的13.5％的光强度的尺寸。
13.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
x≤12.5。
14.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
x≤10。
15.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
上述激光的波长为0.532μm。
16.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
上述半导体薄膜的厚度小于或等于200nm。
17.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述激光的半导体薄膜为非晶硅或者多晶硅。
18.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡的固体激光器的激光、或者是将连续振荡的固体激光器的激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光。
19.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，小于与上述扫描方向正交的方向上的上述半导体薄膜的尺寸。
20.如权利要求11所述的半导体薄膜的制造方法，其特征在于：
照射上述基板的激光为连续振荡激光器的激光、或者是将连续振荡激光按时间基数的脉冲宽度和/或脉冲间隔进行了时间调制的激光，
照射上述激光的半导体薄膜被加工成岛状或者线状，
与上述扫描方向正交的方向上的光束长度，大于或等于与上述扫描方向正交的方向上的被加工成上述岛状或者线状的半导体薄膜的尺寸。
21.一种图像显示装置，其特征在于：
具有把用权利要求1所述的上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管。
22.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于：
在上述基板上具有配置成矩阵状的像素、以及对上述像素进行矩阵驱动的扫描线驱动电路和信号线驱动电路，
至少上述信号线驱动电路具有将上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管。
23.如权利要求22所述的图像显示装置，其特征在于：
在上述基板上，除了上述像素、上述扫描线驱动电路和上述信号线驱动电路之外，还包括具有将上述带状晶体的半导体薄膜用于沟道的薄膜晶体管的电路。
24.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于：
包括相对于上述基板以预定的间隔相对配置的相对基板，和封入上述基板与上述相对基板之间的液晶。
25.如权利要求21所述的图像显示装置，其特征在于：
上述基板具有有机EL层。
26.一种半导体薄膜的制造方法，在形成于基板上的半导体薄膜的任意区域，通过使激光或者上述基板扫描进行激光照射，来形成结晶化了的带状晶体，使得晶粒在上述扫描方向上生长，其特征在于：
作为照射上述基板的激光，使用由按照控制电压对所入射的连续振荡激光进行时间调制并发射的调制器进行了时间调制的激光，
作为上述调制器，使用在上述控制电压高时使上述入射的连续振荡激光的强度变成零或者变小并发射、在上述控制电压低时几乎不使上述入射的连续振荡激光的强度变化并发射的调制器，
对上述基板照射进行照射的激光，是由上述调制器进行时间调制、使得时间基数的脉冲宽度长于脉冲间隔的激光。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009505432A (ja) * 2005-08-16 2009-02-05 ザ トラスティーズ オブ コロンビア ユニヴァーシティ イン ザ シティ オブ ニューヨーク 薄膜のハイ・スループット結晶化
JP5030130B2 (ja) * 2005-10-19 2012-09-19 株式会社日本製鋼所 薄膜材料の結晶化装置
KR101397567B1 (ko) * 2007-01-24 2014-05-22 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 반도체막의 결정화 방법 및 반도체장치의 제작방법
JP5524646B2 (ja) 2010-02-04 2014-06-18 グローバル・オーエルイーディー・テクノロジー・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー 表示装置
US8129215B1 (en) * 2011-04-01 2012-03-06 James P Campbell Method for producing high temperature thin film silicon layer on glass
CN107808632A (zh) * 2017-11-13 2018-03-16 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 Oled寿命衰减补偿方法及oled显示器的驱动方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086505A (ja) * 2000-08-25 2003-03-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
US20030068836A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-10 Mikio Hongo Laser annealing apparatus, TFT device and annealing method of the same
US20030094585A1 (en) * 2000-08-25 2003-05-22 Fujitsu Limited, Semiconductor device, manufacturing method therefor, and semiconductor manufacturing apparatus

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59195871A (ja) * 1983-04-20 1984-11-07 Mitsubishi Electric Corp Ｍｏｓ電界効果トランジスタの製造方法
KR100269350B1 (ko) * 1991-11-26 2000-10-16 구본준 박막트랜지스터의제조방법
JPH0897141A (ja) * 1994-09-22 1996-04-12 A G Technol Kk 多結晶半導体層の形成方法、多結晶半導体ｔｆｔ、及びビームアニール装置
JPH08288520A (ja) * 1995-04-20 1996-11-01 A G Technol Kk アクティブマトリックス基板の製造方法
US6391690B2 (en) * 1995-12-14 2002-05-21 Seiko Epson Corporation Thin film semiconductor device and method for producing the same
JPH1065180A (ja) * 1996-03-29 1998-03-06 A G Technol Kk 多結晶半導体薄膜、その形成方法、多結晶半導体ｔｆｔ、およびｔｆｔ基板
JP3306300B2 (ja) * 1996-06-20 2002-07-24 三洋電機株式会社 半導体膜のレーザーアニール方法
JP4141138B2 (ja) * 2001-12-21 2008-08-27 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置の作製方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086505A (ja) * 2000-08-25 2003-03-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
US20030094585A1 (en) * 2000-08-25 2003-05-22 Fujitsu Limited, Semiconductor device, manufacturing method therefor, and semiconductor manufacturing apparatus
US20030068836A1 (en) * 2001-10-10 2003-04-10 Mikio Hongo Laser annealing apparatus, TFT device and annealing method of the same
CN1414616A (zh) * 2001-10-10 2003-04-30 株式会社日立制作所 激光退火设备，tft装置和相应的退火方法

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