JP2000208416A - 半導体薄膜結晶化方法及びレ―ザ照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】絶縁基板の全面に結晶性の優れた多結晶シリコ
ンからなる半導体薄膜を形成する。 【解決手段】縦方向及び横方向に広がる基板０の上に非
晶質又は比較的粒径の小さな多結晶の半導体薄膜４を形
成する成膜工程と、レーザ光５０などのエネルギービー
ムを基板０に対して相対的に走査しながら半導体薄膜４
に間欠的に照射して非晶質又は比較的粒径の小さな多結
晶から比較的粒径の大きな多結晶に転換する照射工程と
を行なう。特に照射工程では、エネルギービームの照射
領域を基板０の横方向（Ｙ方向）に平行な長尺状に整形
し、基板０の縦方向（Ｘ方向）に沿って照射領域を部分
的に重ねながら走査して、横方向には照射領域を重ねる
ことなく半導体薄膜４の全面を照射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エキシマレーザ光
を用いた半導体薄膜の結晶化方法及びレーザ照射装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型液晶表示装置の
画素のスイッチングに用いる薄膜トランジスタ、スイッ
チングトランジスタを駆動する周辺回路に形成される薄
膜トランジスタ、負荷素子型のスタティックＲＡＭに用
いる薄膜トランジスタ等は、活性層として非晶質シリコ
ンあるいは多結晶シリコンが使われている。多結晶シリ
コンは非晶質シリコンに比べ移動度が高いので高性能な
薄膜トランジスタが得られる。しかし、多結晶シリコン
は単結晶シリコンに比べ、シリコン原子の未結合手が高
密度に存在しているので、これらの未結合手がチャネル
オフ時においてリーク電流の発生原因になっている。こ
の結果、スイッチオンの時の動作速度を低下させる原因
になっている。従って、薄膜トランジスタの特性を向上
させるには、結晶欠陥が少ない均一性に優れた多結晶シ
リコンの半導体薄膜を形成することが要求される。この
様な多結晶半導体薄膜の形成方法としては、エキシマレ
ーザ光を用いたアニール処理が提案されている。エキシ
マレーザ光は紫外波長である為、シリコンの吸収係数が
大きく、シリコン表面のみを局部的に加熱でき絶縁基板
に熱的ダメージを与えることが少ないという利点があ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】エキシマレーザ光を発
するレーザ照射装置としては、従来レーザ光の照射面積
が２００ｍｍ×０．７ｍｍ程度の線状ビームを用い、９
０％程度オーバーラップさせて重ね打ちする方法が一般
的である。又、近年、シングルショットで大面積を一括
してアニール処理することが可能な、大出力エネルギー
を持ったエキシマレーザ照射装置も開発されている。例
えば、１０Ｊの出力を有するエキシマレーザ光源を用
い、２７ｍｍ×６７ｍｍの領域を一括照射することが可
能になっている。しかし、大型モニター用途に必要とさ
れている対角寸法が２０インチ程度の大画面ＬＣＤパネ
ルを作成する為には、いずれの方法でもレーザ照射の
「つなぎ」部分ができてしまう。「つなぎ」以外の部分
が最適エネルギーで照射されると、この「つなぎ」部分
では照射過多となり、半導体薄膜が逆に微結晶化して、
薄膜トランジスタの性能が劣化してしまうという問題が
ある。

【０００４】図５は、ガラス基板上に成膜された非晶質
シリコンを多結晶シリコンに転換する従来のレーザ照射
処理を模式的に表わしたものである。レーザ光の断面積
より大きな絶縁基板１に成膜された半導体薄膜を照射す
る場合には、レーザ光を絶縁基板１に対して相対的に走
査する必要がある。この場合、ガラス基板面内には一回
照射される部分（ａ）、二回照射される部分（ｂ）及び
四回照射される部分（ｃ）ができ、多結晶シリコンの粒
径のばらつきが生じることになる。（ｃ）に示す様に、
二回照射領域及び四回照射領域が所謂「つなぎ」部分で
あって、個々の結晶粒径が一回照射領域の結晶粒径と異
なってしまう。

【０００５】

【課題を解決する為の手段】本発明は、上述した従来の
課題を解決し、絶縁基板の全面に結晶性の優れた多結晶
シリコンからなる半導体薄膜を形成することを目的と
し、合わせてレーザ照射装置を提供することを目的とす
る。係る目的を達成する為に以下の手を講じた。即ち、
本発明によれば、縦方向及び横方向に広がる基板の上に
非晶質又は比較的粒径の小さな多結晶の半導体薄膜を形
成する成膜工程と、エネルギービームを基板に対して相
対的に走査しながら該半導体薄膜に間欠的に照射して非
晶質又は比較的粒径の小さな多結晶から比較的粒径の大
きな多結晶に転換する照射工程とからなる半導体薄膜結
晶化方法において、前記照射工程は、該エネルギービー
ムの照射領域を該基板の横方向に平行な長尺状に整形
し、該基板の縦方向に沿って照射領域を部分的に重ねな
がら走査して、横方向には照射領域を重ねることなく該
半導体薄膜の全面を照射することを特徴とする。好まし
くは、前記照射工程は、レーザ光源から間欠的に発する
エネルギーが５Ｊ以上のレーザ光を該エネルギービーム
として用い、その照射領域を長辺寸法が３００ｍｍ以上
で短辺寸法が１ｍｍ以上の長尺状に整形する。又好まし
くは、前記照射工程は、エネルギービームの照射領域を
２回乃至１０回の範囲で重ねる。

【０００６】又、本発明はレーザ照射装置を含む。即
ち、縦方向及び横方向に広がる基板の上に形成された非
晶質又は比較的粒径の小さな多結晶の半導体薄膜に、レ
ーザ光を相対的に走査しながら間欠的に照射して比較的
粒径の大きな多結晶に転換するレーザ照射装置であっ
て、エネルギーが５Ｊ以上のレーザ光を間欠的に発する
レーザ光源と、該レーザ光の照射領域を該基板の横方向
に平行な長辺寸法が３００ｍｍ以上で短辺寸法が１ｍｍ
以上の長尺状に整形する整形手段と、該基板の縦方向に
沿って照射領域を部分的に重ねながら走査して、横方向
には照射領域を重ねることなく該半導体薄膜の全面を照
射する走査手段とを有することを特徴とする。

【０００７】又、本発明は薄膜トランジスタを包含す
る。即ち、半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲート
絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ねられ
たゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トランジス
タであって、前記半導体薄膜は、縦方向及び横方向に広
がる基板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな
多結晶シリコンを形成した後、エネルギービームを基板
に対して相対的に走査しながら間欠的に照射して比較的
粒径の大きな多結晶シリコンに転換したものであり、該
エネルギービームの照射領域を該基板の横方向に平行な
長尺状に整形し、該基板の縦方向に沿って照射領域を部
分的に重ねながら走査して、横方向には照射領域を重ね
ることなく結晶化された半導体薄膜であることを特徴と
する。

【０００８】又、本発明は表示装置を包含する。即ち、
所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間
隙に保持された電気光学物質とを有し、一方の基板には
対向電極を形成し、他方の基板には画素電極及びこれを
駆動する薄膜トランジスタを形成し、該薄膜トランジス
タを、半導体薄膜とその一面にゲート絶縁膜を介して重
ねられたゲート電極とで形成した表示装置であって、前
記半導体薄膜は、縦方向及び横方向に広がる他方の基板
の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シ
リコンを形成した後、エネルギービームを基板に対して
相対的に走査しながら間欠的に照射して比較的粒径の大
きな多結晶シリコンに転換したものであり、該エネルギ
ービームの照射領域を該基板の横方向に平行な長尺状に
整形し、該基板の縦方向に沿って照射領域を部分的に重
ねながら走査して、横方向には照射領域を重ねることな
く結晶化された半導体薄膜であることを特徴とする。

【０００９】本発明に係る半導体薄膜結晶化方法及びレ
ーザ照射装置によれば、長尺状に整形されたレーザ光を
走査する方向（縦方向）には「つなぎ」が残るが、これ
と直交する横方向の「つなぎ」は完全になくすことがで
きる。縦方向（走査方向）についても、一回照射と二回
照射の間で同等の結晶性が得られれば、５０％以下の
「重ね」で照射することができる。又、一回照射と二回
照射とで同等の結晶性が得られない場合には、照射領域
を５０％以上重ねれば良い。例えば２０％ずつずらし
て、一箇所を五回照射することにより、均質化を図るこ
とができる。本発明によれば、２０インチクラス以上の
大型ＬＣＤパネルにおいても、均質で結晶粒径が１５０
ｎｍ±約１００ｎｍ程度の多結晶シリコンからなる半導
体薄膜を形成することが可能であり、結晶粒界及び結晶
粒内の電子トラップ密度を少なくすることができる。

【００１０】

【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。図１は本発明に係る半導体薄
膜結晶化方法の実施形態を示す模式図である。（ａ）に
示す様に、まず成膜工程を行ない、縦方向（Ｘ方向）及
び横方向（Ｙ方向）に広がる基板０の上に非晶質の半導
体薄膜４を形成する。場合によっては非晶質に代えて比
較的粒径の小さな多結晶からなる半導体薄膜４を形成し
てもよい。尚、半導体薄膜４の形成に先立って、基板０
の表面に下地膜２０を形成し、基板０から半導体薄膜４
への不純物汚染などを防いでいる。次に（ｂ）に示す様
に照射工程を行ない、レーザ光５０を基板０に対して相
対的に走査しながら半導体薄膜に間欠的に照射して非晶
質又は比較的粒径の小さな多結晶から比較的粒径の大き
な多結晶に転換する。尚、場合によってはレーザ光５０
に代えて電子ビームなど他のエネルギービームを用いて
多結晶半導体薄膜５を形成してもよい。本発明の特徴事
項として（ｃ）に示す様に、照射工程では、レーザ光５
０の照射領域を基板０の横方向（Ｙ方向）に平行な長尺
状に整形し、基板０の縦方向（Ｘ方向）に沿って照射領
域を部分的に重ねながら走査して、Ｙ方向には照射領域
を重ねることなく半導体薄膜の全面を照射する。

【００１１】引き続き図１を参照して本半導体薄膜結晶
化方法を詳細に説明する。（ａ）に示す様に、基板０の
上層に、下地膜２０を形成する。基板０としては、特に
限定はないが、例えばガラス板などを用いることができ
る。下地膜２０としては、特に限定はないが、例えば酸
化シリコンなどの絶縁物を用いることができる。次に、
成膜工程として、例えば化学気相成長法（ＣＶＤ）によ
って、下地膜２０の上に、非晶質シリコンからなる半導
体薄膜４を堆積する。この非晶質半導体薄膜４は例えば
４０ｎｍの膜厚に堆積される。非晶質半導体薄膜４は、
例えばモノシラン（ＳｉＨ4 ）を用いた低圧（ＬＰ）プ
ラズマＣＶＤ法により成膜され、その堆積温度条件とし
ては、例えば５００℃以下に設定することが望ましい。
非晶質シリコンの成膜条件は、例えば成膜ガスＳｉＨ₄
の流量が１４０ｓｃｃｍ、プラズマ発生の為のＲＦ電力
が１００Ｗ、圧力が５３．３Ｐａ、成膜温度が４２０℃
である。この後、非晶質半導体薄膜４を基板０とともに
加熱する。この基板加熱は例えば抵抗線を用いて行な
い、基板加熱温度は例えば４００℃に設定する。

【００１２】次いで（ｂ）に示す様に、非晶質シリコン
の上にエキシマレーザ光５０を照射し、非晶質シリコン
の直接アニールを行ない、溶融した領域を冷却過程で再
結晶化し、多結晶半導体薄膜５を形成する。エキシマレ
ーザ光５としては、例えば波長が３０８ｎｍの塩化キセ
ノン（ＸｅＣｌ）エキシマレーザ光を用いる。その場合
には、エキシマレーザ光５０の総エネルギーが例えば１
０Ｊ以上の照射装置を使用して、エネルギー密度を例え
ば３００ｍＪ／ｃｍ² で、パルス発振するエキシマレー
ザ光のパルス幅を例えば１５０ｎｓに設定する。エキシ
マレーザ照射装置は、例えば１０Ｊの出力を有し、３５
０ｍｍ×５ｍｍの領域を一括照射することが可能になっ
ている。この照射領域を２０％ずつ（１．２ｍｍ）ずら
して照射する。こうすることにより、例えば１６インチ
ＬＣＤパネル（表示部及び周辺回路部を合わせて、約３
０５ｍｍ×４０５ｍｍの面積）の横方向には「つなぎ」
がなく、縦方向には五回の重ね照射（マルチショット）
で結晶化のレベルが平均化された多結晶半導体薄膜５を
得ることができる。一般に、本発明では、レーザ光源か
ら間欠的に発するエネルギーが５Ｊ以上のレーザ光をエ
ネルギービームとして用い、その照射領域を長辺寸法が
３００ｍｍ以上で短辺寸法が１ｍｍ以上の長尺状に整形
する。この照射工程では、エネルギービームの照射領域
を一般に二回乃至十回の範囲で重ねる。この様な条件下
で、レーザ光の照射のつなぎ部分で不均一性が生じない
結晶化が可能になる。

【００１３】図２は本発明に係るレーザ照射装置の実施
例を示すブロック図である。本レーザ照射装置は、レー
ザ発振器５１で発射された波長３０８ｎｍのレーザ光５
０が一対のレーザ反射鏡５１ａ，５１ｂで増幅された
後、フライアイレンズ５２を含むホモジェナイザー部５
３で長尺状に整形され且つ均一化される。この後レーザ
光５０は反射鏡５４で直角に反射され、処理対象となる
絶縁基板０に照射される。絶縁基板０は図示する様にＸ
方向及びＹ方向にステップ移動可能なステージ５６に搭
載されており、レーザ光５０のパルス照射に同期して、
所定距離Ｘ方向に移動することができる。本装置では、
ホモジェナイザー部５３において、レーザ光５０を長辺
寸法が３００ｍｍ以上で短辺寸法が１ｍｍ以上の長尺状
に整形する。好ましくは、長辺寸法が３５０ｍｍ以上で
短辺寸法が５ｍｍ以上に設定する。この断面形状で総エ
ネルギーが１０Ｊのレーザ光を照射すると、絶縁基板０
上では結晶化に十分なエネルギー密度である５７０ｍＪ
／ｃｍ² を得ることができる。尚、レーザ光５０のエネ
ルギーレベルの制御はエネルギー測定プローブ５５を介
して行なわれる。

【００１４】図３は、本発明に係る半導体薄膜結晶化方
法を利用した薄膜トランジスタの製造方法を示す工程図
である。ここでは、ボトムゲート構造の薄膜トランジス
タの製造方法を示す。まず（ａ）に示すように、例えば
ガラス等からなる絶縁基板０の上に例えばＡｌ，Ｔａ，
Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｕまたはこれらの合金を例えば１０
０乃至２００ｎｍの厚みで形成し、パタニングしてゲー
ト電極１に加工する。

【００１５】次いで（ｂ）に示すように、ゲート電極１
の上にゲート絶縁膜を形成する。本例では、ゲート絶縁
膜はゲート窒化膜２（ＳｉＮ_x ）／ゲート酸化膜３（Ｓ
ｉＯ ₂ ）の二層構造を用いた。ゲート窒化膜２は例えば
ＳｉＨ₄ ガスとＮＨ₃ ガスの混合物を原料気体として用
い、例えばプラズマＣＶＤ法（ＰＣＶＤ法）で成膜し
た。尚、プラズマＣＶＤに変えて常圧ＣＶＤ、減圧ＣＶ
Ｄを用いてもよい。本実施例では、ゲート窒化膜２を例
えば５０ｎｍの厚みで堆積した。ゲート窒化膜２の成膜
に連続してゲート酸化膜３を例えば約２００ｎｍの厚み
で成膜する。さらにゲート酸化膜３の上に連続的に非晶
質シリコンからなる半導体薄膜４を例えば約３０乃至８
０ｎｍの厚みで成膜した。二層構造のゲート絶縁膜と非
晶質半導体薄膜４は成膜チャンバの真空系を破らず連続
成膜した。以上の成膜でプラズマＣＶＤ法を用いた場合
には、例えば４００乃至４５０℃の温度で窒素雰囲気中
１時間程度加熱処理を行い、非晶質半導体薄膜４に含有
されていた水素を放出する。いわゆる脱水素アニールを
行なう。次いでレーザ光５０を照射し、非晶質半導体薄
膜４を結晶化する。レーザ光５０としてはエキシマレー
ザビームを用いることができる。本実施例では、レーザ
光の照射領域を基板０の横方向に平行な長尺状に整形
し、基板０の縦方向に沿って照射領域を部分的に重ねな
がら走査して、横方向には照射領域を重ねることなく半
導体薄膜４の全面を照射する。好ましくは、レーザ光源
から間欠的に発するエネルギーが５Ｊ以上のレーザ光を
用い、その照射領域を長辺寸法が３００ｍｍ以上で短辺
寸法が１ｍｍ以上の長尺状に整形する。又好ましくは、
照射領域を２回乃至１０回の範囲で重ねる。

【００１６】（ｃ）に示すように、前工程で結晶化され
た多結晶半導体薄膜５の上に例えばプラズマＣＶＤ法で
ＳｉＯ₂ を例えば約１００ｎｍ乃至３００ｎｍの厚みで
形成する。このＳｉＯ₂ を所定の形状にパタニングして
ストッパー膜６に加工する。この場合、例えば裏面露光
技術を用いてゲート電極１と整合するようにストッパー
膜６をパタニングしている。ストッパー膜６の直下に位
置する多結晶半導体薄膜５の部分はチャネル領域Ｃｈと
して保護される。続いて、ストッパー膜６をマスクとし
て例えばイオンドーピングにより不純物（たとえばＰ＋
イオン）を半導体薄膜５に注入し、ＬＤＤ領域を形成す
る。この時のドーズ量は例えば６×１０ ¹²乃至５×１０
¹³／ｃｍ² である。さらにストッパー膜６及びその両側
のＬＤＤ領域を被覆するようにフォトレジストをパタニ
ング形成したあと、これをマスクとして不純物（たとえ
ばＰ＋イオン）を高濃度で注入し、ソース領域Ｓ及びド
レイン領域Ｄを形成する。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。これは質量分離を
かけることなく電界加速で不純物を注入するものであ
り、本実施例では例えば１×１０¹⁵／ｃｍ² 程度のドー
ズ量で不純物を注入し、ソース領域Ｓ及びドレイン領域
Ｄを形成した。尚、図示しないが、Ｐチャネルの薄膜ト
ランジスタを形成する場合には、Ｎチャネル型薄膜トラ
ンジスタの領域をフォトレジストで被覆したあと、不純
物をＰ＋イオンからＢ＋イオンに切換え例えばドーズ量
１×１０¹⁵／ｃｍ² 程度でイオンドーピングすればよ
い。このあと、多結晶半導体薄膜５に注入された不純物
を活性化する。例えば、エキシマレーザ光源を用いたレ
ーザ活性化アニールが行なわれる。即ち、エキシマレー
ザのパルスを走査しながらガラス基板０に照射して、多
結晶半導体薄膜５に注入されていた不純物を活性化す
る。

【００１７】最後に（ｄ）に示すように、例えばＳｉＯ
₂ を約２００ｎｍの厚みで成膜し、層間絶縁膜７とす
る。層間絶縁膜７の形成後、例えばＳｉＮ_x をプラズマ
ＣＶＤ法で例えば約２００乃至４００ｎｍ成膜し、パシ
ベーション膜（キャップ膜）８とする。この段階で窒素
ガス又はフォーミングガス中又は真空中雰囲気下で３５
０℃程度の加熱処理を１時間行い、層間絶縁膜７に含ま
れる水素原子を半導体薄膜５中に拡散させる。この後、
コンタクトホールを開口し、例えばＭｏ，Ａｌなどを２
００乃至４００ｎｍの厚みでスパッタした後、所定の形
状にパタニングして配線電極９に加工する。さらに、例
えばアクリル樹脂などからなる平坦化層１０を１μｍ程
度の厚みで塗布したあと、コンタクトホールを開口す
る。平坦化層１０の上に例えばＩＴＯやＩＸＯ等からな
る透明導電膜をスパッタした後、所定の形状にパタニン
グして画素電極１１に加工する。

【００１８】最後に、図４を参照して本発明に従って製
造した薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリクス
型表示装置の一例を説明する。図示するように、本表示
装置は一対の絶縁基板１０１，１０２と両者の間に保持
された電気光学物質１０３とを備えたパネル構造を有す
る。電気光学物質１０３としては、例えば液晶材料を用
いる。下側の絶縁基板１０１には画素アレイ部１０４と
駆動回路部とが集積形成されている。駆動回路部は垂直
スキャナ１０５と水平スキャナ１０６とに分かれてい
る。また、絶縁基板１０１の周辺部上端には外部接続用
の端子部１０７が形成されている。端子部１０７は配線
１０８を介して垂直スキャナ１０５及び水平スキャナ１
０６に接続している。画素アレイ部１０４には行状のゲ
ート配線１０９と列状の信号配線１１０が形成されてい
る。両配線の交差部には画素電極１１１とこれを駆動す
る薄膜トランジスタ１１２が形成されている。薄膜トラ
ンジスタ１１２のゲート電極は対応するゲート配線１０
９に接続され、ドレイン領域は対応する画素電極１１１
に接続され、ソース領域は対応する信号配線１１０に接
続している。ゲート配線１０９は垂直スキャナ１０５に
接続する一方、信号配線１１０は水平スキャナ１０６に
接続している。画素電極１１１をスイッチング駆動する
薄膜トランジスタ１１２及び垂直スキャナ１０５と水平
スキャナ１０６に含まれる薄膜トランジスタは、本発明
に従って作製されたものである。更には、垂直スキャナ
や水平スキャナに加え、ビデオドライバやタイミングジ
ェネレータも絶縁基板１０１内に集積形成することも可
能である。これらの薄膜トランジスタは、半導体薄膜
と、その一面に重ねられたゲート絶縁膜と、ゲート絶縁
膜を介して半導体薄膜で重ねられたゲート電極とを含む
積層構造を有する。特徴事項として、半導体薄膜は、縦
方向及び横方向に広がる基板１０１の上に非晶質シリコ
ン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコンを形成した
後、レーザ光などのエネルギービームを基板１０３に対
して相対的に走査しながら間欠的に照射して比較的粒径
の大きな多結晶シリコンに転換したものであり、レーザ
ビームの照射領域を基板１０３の横方向に平行な長尺状
に整形し、基板１０３の縦方向に沿って照射領域を部分
的に重ねながら走査して、横方向には照射領域を重ねる
ことなく結晶化されている。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ照射のつなぎ部分で不均一性がない結晶化が可能
になる。この様にして得られた多結晶シリコンを薄膜ト
ランジスタの活性層として、２０インチクラスの大型の
アクティブマトリクス型表示装置を作成すれば、高い均
一性を有する高性能なＬＣＤパネルの量産化が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体薄膜結晶化方法を示す模式
図である。

【図２】本発明に係るレーザ照射装置を示すブロック図
である。

【図３】本発明に係る薄膜トランジスタの製造方法を示
す工程図である。

【図４】本発明に係る表示装置を示す模式的な斜視図で
ある。

【図５】ガラス基板上に成膜された非晶質シリコンを多
結晶シリコンに転換する従来のレーザ照射処理を模式的
に表わしたものである。

【符号の説明】

０・・・基板、４・・・非晶質半導体薄膜、５・・・多
結晶半導体薄膜、２０・・・下地膜、５０・・・レーザ
光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅野 明彦 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 眞野 三千雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 猪野 益充 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BA02 BA04 BB07 DA01 DA02 DB02 DB03 FA05 FA07 JA02 5F110 AA28 BB02 CC07 DD02 EE02 EE23 FF02 FF03 FF09 FF30 GG02 GG13 GG45 HJ18 HL03 HL04 HL07 HL23 HM15 NN03 NN23 NN24 NN27 NN35 NN40 PP03 PP05 PP06 PP27 PP35 QQ09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 縦方向及び横方向に広がる基板の上に非
   晶質又は比較的粒径の小さな多結晶の半導体薄膜を形成
   する成膜工程と、 エネルギービームを基板に対して相対的に走査しながら
   該半導体薄膜に間欠的に照射して非晶質又は比較的粒径
   の小さな多結晶から比較的粒径の大きな多結晶に転換す
   る照射工程とからなる半導体薄膜結晶化方法において、 前記照射工程は、該エネルギービームの照射領域を該基
   板の横方向に平行な長尺状に整形し、該基板の縦方向に
   沿って照射領域を部分的に重ねながら走査して、横方向
   には照射領域を重ねることなく該半導体薄膜の全面を照
   射することを特徴とする半導体薄膜結晶化方法。
2. 【請求項２】 前記照射工程は、レーザ光源から間欠的
   に発するエネルギーが５Ｊ以上のレーザ光を該エネルギ
   ービームとして用い、その照射領域を長辺寸法が３００
   ｍｍ以上で短辺寸法が１ｍｍ以上の長尺状に整形するこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体薄膜結晶化方法。
3. 【請求項３】 前記照射工程は、エネルギービームの照
   射領域を２回乃至１０回の範囲で重ねること特徴とする
   請求項１記載の半導体薄膜結晶化方法。
4. 【請求項４】 縦方向及び横方向に広がる基板の上に形
   成された非晶質又は比較的粒径の小さな多結晶の半導体
   薄膜に、レーザ光を相対的に走査しながら間欠的に照射
   して比較的粒径の大きな多結晶に転換するレーザ照射装
   置であって、 エネルギーが５Ｊ以上のレーザ光を間欠的に発するレー
   ザ光源と、 該レーザ光の照射領域を該基板の横方向に平行な長辺寸
   法が３００ｍｍ以上で短辺寸法が１ｍｍ以上の長尺状に
   整形する整形手段と、 該基板の縦方向に沿って照射領域を部分的に重ねながら
   走査して、横方向には照射領域を重ねることなく該半導
   体薄膜の全面を照射する走査手段とを有することを特徴
   とするレーザ照射装置。
5. 【請求項５】 半導体薄膜と、その一面に重ねられたゲ
   ート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体薄膜に重ね
   られたゲート電極とを含む積層構成を有する薄膜トラン
   ジスタであって、 前記半導体薄膜は、縦方向及び横方向に広がる基板の上
   に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶シリコ
   ンを形成した後、エネルギービームを基板に対して相対
   的に走査しながら間欠的に照射して比較的粒径の大きな
   多結晶シリコンに転換したものであり、 該エネルギービームの照射領域を該基板の横方向に平行
   な長尺状に整形し、該基板の縦方向に沿って照射領域を
   部分的に重ねながら走査して、横方向には照射領域を重
   ねることなく結晶化された半導体薄膜であることを特徴
   とする薄膜トランジスタ。
6. 【請求項６】 所定の間隙を介して互いに接合した一対
   の基板と、該間隙に保持された電気光学物質とを有し、
   一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素
   電極及びこれを駆動する薄膜トランジスタを形成し、該
   薄膜トランジスタを、半導体薄膜とその一面にゲート絶
   縁膜を介して重ねられたゲート電極とで形成した表示装
   置であって、 前記半導体薄膜は、縦方向及び横方向に広がる他方の基
   板の上に非晶質シリコン又は比較的粒径の小さな多結晶
   シリコンを形成した後、エネルギービームを基板に対し
   て相対的に走査しながら間欠的に照射して比較的粒径の
   大きな多結晶シリコンに転換したものであり、 該エネルギービームの照射領域を該基板の横方向に平行
   な長尺状に整形し、該基板の縦方向に沿って照射領域を
   部分的に重ねながら走査して、横方向には照射領域を重
   ねることなく結晶化された半導体薄膜であることを特徴
   とする表示装置。