JP2000353664A

JP2000353664A - 半導体装置の製造方法、薄膜トランジスタの製造方法、アクティブマトリクス基板の製造方法、および電気光学装置

Info

Publication number: JP2000353664A
Application number: JP16523399A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Abe; 裕幸阿部; Yutaka Kobashi; 裕小橋
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-06-11
Filing date: 1999-06-11
Publication date: 2000-12-19

Abstract

(57)【要約】【課題】非晶質の半導体膜にレーザアニールを施して
多結晶性の半導体膜を得る際に、そのアニール条件を最
適化することによりこの半導体膜から形成した半導体素
子の特性を向上すること。【解決手段】電気光学装置に用いるアクティブマトリ
クス基板の製造方法において、基板上に形成した非晶質
の半導体膜をレーザアニールによって多結晶化させる際
には、レーザ光の照射密度を低密度、中密度、高密度、
中密度、低密度というように照射密度を段階的に切り換
える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質の半導体膜
にレーザアニールを施して得た多結晶性の半導体膜を能
動層として用いた薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴとい
う。）の製造方法、この製造方法を利用したアクティブ
マトリクス基板の製造方法、およびこの方法で製造した
アクティブマトリクス基板を用いた電気光学装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置のアクティブマトリクス基
板（半導体装置）の製造工程において、アクティブ素子
等として用いられるＴＦＴを形成するにあたっては、石
英基板に代えて、安価なガラス基板を使用できるように
低温プロセスが採用されつつある。低温プロセスとは、
一般に、工程の最高温度（基板全体が同時に上がる最高
温度）が６００℃程度未満（好ましくは５００℃未満）
であるのに対して、高温プロセスとは工程の最高温度
（基板全体が同時に上がる最高温度）が８００℃程度以
上になるものであり、シリコンの熱酸化等といった７０
０℃〜１２００℃の高温の工程を行うものである。

【０００３】但し、低温プロセスでは、基板の上に多結
晶性の半導体膜を直接、形成するのは困難であるため、
プラズマＣＶＤ法あるいは低圧ＣＶＤ法を用いて非晶質
の半導体膜を形成した後、この半導体膜を結晶化する。
この結晶化の方法としては、たとえばＳＰＣ法（Solid
Phase Crystallization ）やＲＴＡ法（Rapid Thermal
Annealing ）などといった手法があるが、ＸｅＣｌを用
いたエキシマレーザビームを照射することによるレーザ
アニール（ＥＬＡ：Excimer Laser Annealing）によれ
ばガラス基板温度の上昇が抑えられ、かつ、大粒径の多
結晶Ｓｉが得られるため、最近では主流になりつつあ
る。

【０００４】このレーザアニール法を用いた多結晶性の
半導体膜の製造方法では、まず、図３（Ａ）に示すよう
に、超音波洗浄等により清浄化したガラス製等の基板３
０を準備した後、基板温度が約１５０℃から約４５０℃
の温度条件下で、図３（Ｂ）に示すように、基板３０の
全面にシリコン酸化膜からなる下地保護膜３０１をプラ
ズマＣＶＤ法により形成する。次に、基板温度が約１５
０℃から約４５０℃の温度条件下で基板３０の全面にア
モルファスシリコン（非晶質）の半導体膜１００をプラ
ズマＣＶＤ法などの方法により形成する。次に、図３
（Ｃ）に示すように、半導体膜１００に対してレーザ光
を照射してレーザアニールを施す。このレーザアニール
工程では、たとえば、図４に示すように、レーザ光の照
射領域ＬがＸ方向に長いラインビームＬ０（たとえば、
レーザパルスの繰り返し周波数が２００Ｈｚのラインビ
ーム）を半導体膜１００に照射し、その照射領域をＹ方
向にずらしていく。その結果、非晶質の半導体膜１００
は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。この
際には、各領域へのレーザ光の照射時間が非常に短時間
であり、かつ、照射領域も基板全体に対して局所的であ
るため、基板全体が同時に高温に熱せられることがな
い。

【０００５】このようなレーザアニール工程に関して、
非晶質の半導体膜１００に照射するレーザ光の照射密度
と、この照射密度でレーザ光を照射した後の半導体膜１
００の結晶状態との関係は、図９に示す関係がある。こ
の図９には、各膜厚の非晶質の半導体膜１００を形成
し、この半導体膜１００に照射するレーザ光の照射密度
を変化させたとき、レーザ光を照射した後において、照
射密度が低すぎてまだ非晶質である条件範囲をα−Ｓｉ
（Ａ）で示し、照射密度が適正であるため非晶質から多
結晶化する条件範囲をｐ−Ｓｉで示し、照射密度が高す
ぎて多結晶化すべき半導体膜が微細な非晶質になってい
まう条件範囲をα−Ｓｉ（Ｂ）で示してある。従って、
図９において各領域の境界を示す実線ＬＬは、非晶質か
ら多結晶へ転移させるのに必要な照射密度の下限値ＥLt
hを表わし、実線ＬＨは照射密度の上限値ＥHthを表わし
ている。このため、レーザアニール工程では、非晶質の
半導体膜１００の膜厚が決まれば、レーザアニール工程
で半導体膜１００に照射されるレーザ光の照射密度は、
下式ＥLth≦ＥM≦ＥHth を満たす照射密度ＥMでレーザ光を照射すればよいとし
て、従来は、レーザ光を照射密度ＥM一定で半導体膜に
レーザ光を照射している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３０
および図３１を参照して説明するように、従来の条件で
行われているレーザアニール工程では、非晶質の半導体
膜１００の表面がどのような状態にあるかにかかわら
ず、ある一定の範囲内の照射密度ＥMでレーザ光を照射
すればよいとされているので、結晶化した後の多結晶性
の半導体膜１００において表面の凹凸が大きいという問
題点がある。このような表面の凹凸が大きな半導体膜１
００を用いてＴＦＴを製造すると、ゲート耐圧が低下
し、かつおよび、オフリーク電流の低減あるいは信頼性
を向上する際の妨げとなる。また、従来のように、ある
照射密度ＥMに固定したまま、レーザ光を照射する方法
では、上限値ＥHthをわずかに下回る高いレベルに照射
密度ＥMを設定した場合でも、この半導体膜１００を用
いたＴＦＴでは、移動度が低いという問題点もある。

【０００７】たとえば、前者の問題点を図３０および図
３１を参照して詳述する。図３０には、レーザアニール
前の非晶質の半導体膜の表面の酸化膜の厚さと、レーザ
アニール後の多結晶性の半導体膜の表面の凹凸の大きさ
との関係が示されている。この図において、横軸は、レ
ーザアニール前の非晶質の半導体膜の表面の酸化膜の厚
さ（単位オングストローム）であり、縦軸は、レーザア
ニール後の多結晶性の半導体膜の１０μｍ角内における
最大高低差（本願明細書では、単に凹凸という。／単位
オングストローム）である。この図には、レーザアニー
ル時のエネルギー密度条件を変えて行った測定結果のう
ち、グラフの傾きが最大のものと最小のものの２つの条
件で得られた結果を示してある。この図から明らかなよ
うに、レーザアニール前の非晶質の半導体膜の表面の酸
化膜の厚さが１００オングストローム以下の範囲では、
レーザアニール工程を行う時点で非晶質の半導体膜の表
面に形成されている酸化膜の厚さが厚いほど、レーザア
ニール後の多結晶性の半導体膜の表面において凹凸が大
きくなる。このような「レーザアニール工程を行う時点
で非晶質の半導体膜の表面に形成されている酸化膜」と
は、基板の搬送中、あるいは洗浄後の乾燥などの間に大
気中で自然に成長した自然酸化膜などである。

【０００８】図３１は、多結晶性の半導体膜の表面の凹
凸と、ゲート耐圧との関係を示すグラフである。この図
において、横軸は、多結晶性の半導体膜表面の１０μｍ
角内の最大高低差（本願明細書では、単に凹凸という。
／単位オングストローム）であり、縦軸はゲートリーク
電流が規定値を示すときのゲート印加電圧の変化量（高
低差〜０の時の値を取る１００％ととる）であり、多結
晶性の半導体膜表面の凹凸が０のときのゲート耐圧を基
準にしたときのゲート耐圧の低下率に相当する。この図
から明らかなように、多結晶性の半導体膜の表面の凹凸
が大きいほど、ゲート耐圧が低下する傾向にある。

【０００９】そこで、レーザアニール工程を行う前に非
晶質の半導体膜１００の表面から酸化膜を除去しておく
方法が考えられるが、酸化膜除去後も時間の経過と共に
自然参加膜の形成が進むため、基板毎の表面状態をイコ
ールコンディションに保つことが難しく、結果として結
晶性のばらつきの原因となる。

【００１０】以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、
非晶質の半導体膜にレーザアニールを施して多結晶性の
半導体膜を得る際に、そのアニール条件を最適化するこ
とにより、この半導体膜から形成した半導体素子の特性
を向上することのできる半導体装置の製造方法、ＴＦＴ
の製造方法、この製造方法を利用したアクティブマトリ
クス基板の製造方法、およびこの方法で製造したアクテ
ィブマトリクス基板を用いた電気光学装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では、基板上に非晶質の半導体膜を形成する
成膜工程と、該非晶質の半導体膜に対してレーザ光を照
射して当該半導体膜を多結晶化させるレーザアニール工
程とを有する半導体装置の製造方法において、前記レー
ザアニール工程では前記半導体膜の少なくとも一部に対
し、一箇所につき少なくとも２段階以上の照射密度でレ
ーザーを照射することを特徴とする。

【００１２】本発明において、前記レーザアニール工程
では、たとえば、レーザ光の照射密度を１１段階以下で
変化させる。

【００１３】本発明において、前記レーザアニール工程
では、レーザ光の照射密度を３段階から７段階の間で変
化させることが好ましい。

【００１４】本発明において、前記レーザアニール工程
では、前記非晶質の半導体膜に照射するレーザ光の照射
密度と、該照射密度でレーザ光照射した後の当該半導体
膜の結晶状態との関係において、非晶質から多結晶へ転
移させるのに必要な照射密度の下限値をＥLthとし、上
限値をＥHthとし、該上限値ＥHthと前記下限値ＥLthと
の差をΔＥthとしたときに、下式（ＥHth−０．２ΔＥth）≦Ｅ0≦（ＥHth−０．０５Δ
Ｅth）を満たす照射密度Ｅ0のレーザ光を照射する高密度照射
を行うとともに、当該高密度照射を行う前および行った
後の少なくとも一方では、下式ＥLth≦Ｅ≦Ｅ0 を満たす照射密度Ｅのレーザ光を前記半導体膜に照射す
ることが好ましい。

【００１５】たとえば、前記レーザアニール工程では、
前記高密度照射を行う前に、前記照射密度Ｅでのレーザ
照射として、下式（Ｅ0−０．１ΔＥth）≦Ｅ11≦（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）を満たす照射密度Ｅ11のレーザ光を照射する第１の中密
度照射を少なくとも行う。

【００１６】本発明では、上限値ＥHthをわずかに下回
る照射密度Ｅ0でのレーザ照射（高密度照射）によって
結晶粒を成長させる前に、この照射密度Ｅ0よりも低い
照射密度Ｅ11でのレーザ照射（第１の中密度照射）を行
うことによって、半導体膜を改質しておく。すなわち、
半導体膜をプラズマＣＶＤ法あるいは低圧ＣＶＤ法で成
膜すると、半導体膜中に水素が含まれているので、この
まま半導体膜に高密度照射を行うと、半導体膜から水素
が急激に放出されて半導体膜の表面が粗れてしまい、こ
の半導体膜を能動層として用いたＴＦＴでは耐圧の低下
が起こる。しかるに本発明では、高密度照射に先立っ
て、中密度照射を行うことにより半導体膜から水素を放
出させておくので、半導体膜に高密度照射を行った際に
半導体膜の表面が粗れることがない。従って、この半導
体膜を能動層として用いたＴＦＴを製造すると、耐圧の
高いＴＦＴを得ることができる。また、このようなレー
ザ光の照射プロファイルを改良することにより、半導体
表面の粗れおよびそれに起因するＴＦＴの耐圧の低下を
防ぐことができるのであれば、非晶質の半導体膜表面に
酸化膜を残した状態でレーザアニール工程を行うことが
できる。それ故、表面の酸化膜を除去してレーザアニー
ル工程を行った場合の問題点を解消することができる。

【００１７】この場合に、前記レーザアニール工程で
は、たとえば、前記第１の中密度照射を行う前に、前記
照射密度Ｅでのレーザ照射として、下式Ｅ12≦（Ｅ0−０．３ΔＥth）を満たす照射密度Ｅ12のレーザ光を照射する第１の低密
度照射を行うことが好ましい。すなわち、半導体膜中か
ら水素が急激に蒸発しないように、最初は低い照射密度
Ｅ12でレーザ光の照射（低密度照射）を行なって水素を
徐々に放出させた後、水素がある程度、放出されてか
ら、中程度の照射密度Ｅ11でのレーザ光の照射（中密度
照射）を行い、しかる後に高い照射密度Ｅ0でのレーザ
光の照射（高密度照射）を行なって、結晶粒を成長させ
ることが好ましい。また、このような低密度照射は、半
導体膜の結晶性を高める効果もある。

【００１８】また、本発明において、前記レーザアニー
ル工程では、たとえば、前記高密度照射を行った後に、
前記照射密度Ｅでのレーザ照射として、下式（Ｅ0−０．１ΔＥth）≦Ｅ21≦（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）を満たす照射密度Ｅ21のレーザ光を照射する第２の中密
度照射を少なくとも行う。このように構成すると、上限
値ＥHthをわずかに下回る照射密度Ｅ0でのレーザ照射
（高密度照射）によって結晶粒を成長させた後に、この
照射密度Ｅ0よりも低い照射密度Ｅ21でのレーザ照射
（第２の中密度照射）を行うことにより、結晶粒界の欠
陥を低減することができる。このような中密度照射は、
ＴＦＴのゲート耐圧を高める効果もある。

【００１９】この場合に、前記レーザアニール工程で
は、たとえば、前記第２の中密度照射を行った後、前記
照射密度Ｅでのレーザ照射として、下式Ｅ22≦（Ｅ0−０．３ΔＥth）を満たす照射密度Ｅ22のレーザ光を照射する第２の低密
度照射を行う。このようにして、低密度照射を行うと、
結晶粒界の欠陥を低減するのにより効果的である。

【００２０】本発明において、前記レーザアニール工程
では、前記半導体膜表面に酸化膜が存在している状態で
レーザ光の照射を行うことが好ましい。

【００２１】本発明において、前記成膜工程を行った
後、当該成膜工程で形成された前記非晶質の半導体膜の
表面から酸化膜を除去し、次に、酸化膜を除去した前記
非晶質の半導体膜表面に酸化膜を新たに形成し、しかる
後に、前記レーザアニール工程では、新たに形成した当
該酸化膜を介して前記半導体膜にレーザ光を照射するこ
とが好ましい。レーザアニール工程では、前記半導体膜
表面に酸化膜が存在している状態でレーザ光の照射を行
うことが好ましいが、レーザアニール工程を行う時点で
非晶質の半導体膜の表面に形成されている酸化膜が、基
板の搬送中、あるいは洗浄後の乾燥などの間に大気中で
自然に成長する自然酸化膜などでは、その厚さを制御で
きない。その結果、酸化膜が厚すぎて、半導体膜に大き
な凹凸を形成させてしまうおそれがある一方、酸化膜が
薄すぎて、半導体膜の蒸発などを確実に防止できないお
それもある。従って、大気中で自然に成長した自然酸化
膜などについては除去した後、改めて、所定の膜厚の酸
化膜を形成してから、レーザアニール工程を行うことが
好ましい。

【００２２】たとえば、前記レーザアニール工程を行う
際には、前記半導体膜上に厚さが５オングストローム以
上、３０オングストローム以下の酸化膜が存在している
ことが好ましい。

【００２３】このような半導体装置の製造方法として、
本発明では、前記多結晶の半導体膜を能動層にしてＴＦ
Ｔなどを形成する。たとえば、電気光学装置のアクティ
ブマトリクス基板上に少なくとも画素スイッチング用の
ＴＦＴを製造する。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
各実施の形態を説明する。本形態では、非晶質の半導体
膜をレーザアニールによって多結晶化させた後、この半
導体膜を能動層とするＴＦＴをアクティブマトリクス基
板（半導体装置）上に形成する例を説明する。

【００２５】［ＴＦＴの構成］図１および図２はそれぞ
れ、ＴＦＴの平面図および断面図である。ここに示すＴ
ＦＴは、後述する液晶装置（電気光学装置）のアクティ
ブマトリクス基板（半導体装置）上に画素スイッチング
用のＴＦＴとして形成される。すなわち、図１にアクテ
ィブマトリクス基板上に構成される画素群のうちの１つ
を一部の画素領域を抜き出して示すように、アクティブ
マトリクス基板上には、複数の透明なＩＴＯ（Ｉｎｄｉ
ｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜からなる画素電極８がマ
トリクス状に形成されており、これら各画素電極８に対
して画素スイッチング用のＴＦＴ１０がそれぞれ接続し
ている。また、画素電極８の縦横の境界に沿って、デー
タ線９０、走査線９１および容量線９２が形成され、Ｔ
ＦＴ１０は、データ線９０および走査線９１に対して接
続している。すなわち、データ線９０は、コンタクトホ
ールを介してＴＦＴ１０のソース領域１６に電気的に接
続し、画素電極８は、コンタクトホールを介してＴＦＴ
１０のドレイン領域１７に電気的に接続している。ま
た、ＴＦＴ１０のチャネル形成領域１５に対向するよう
に走査線９１が延びている。なお、保持容量４０は、画
素スイッチング用のＴＦＴ１０を形成するための半導体
膜１０ａ（シリコン膜／図１に斜線を付した領域）の延
設部分に相当する半導体膜４０ａ（シリコン膜／図１に
斜線を付した領域）を導電化したものを下電極４１と
し、この下電極４１に容量線９２が上電極として重なっ
た構造になっている。

【００２６】このように構成した画素領域のＡ−Ａ′線
における断面は、図２に示すように表される。この図か
らわかるように、アクティブマトリクス基板１１の基体
たる透明な基板３０の表面には絶縁性の下地保護膜３０
１が形成され、この下地保護膜３０１の表面には、島状
の半導体膜１０ａ、４０ａが形成されている。半導体膜
１０ａの表面には、厚さが約１０００オングストローム
のゲート絶縁膜１３が形成され、このゲート絶縁膜１３
の表面に走査線９１がゲート電極として通っている。半
導体膜１０ａのうち、走査線９１に対してゲート絶縁膜
１３を介して対峙する領域がチャネル形成領域１５にな
っている。このチャネル形成領域１５に対して一方側に
は、低濃度ソース領域１６１および高濃度ソース領域１
６２を備えるソース領域１６が形成され、他方側には低
濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン領域１７
２を備えるドレイン領域１７が形成されている。

【００２７】このように構成された画素スイッチング用
のＴＦＴ１０の表面側には、第１層間絶縁膜１８および
第２層間絶縁膜１９が形成され、第１層間絶縁膜１８の
表面に形成されたデータ線９０は、第１層間絶縁膜１８
に形成されたコンタクトホールを介して高濃度ソース領
域１６２に電気的に接続している。第１層間絶縁膜１８
の表面にはデータ線９０と同時形成されたドレイン電極
１４が形成され、このドレイン電極１４は、第１層間絶
縁膜１８に形成されたコンタクトホールを介して高濃度
ドレイン領域１７２に電気的に接続している。また、第
２層間絶縁膜１９の表面には画素電極８が形成され、こ
の画素電極８は、第２層間絶縁膜１９に形成されたコン
タクトホールを介してドレイン電極１４に電気的に接続
している。ここで、第２層間絶縁膜１９はポリシラザン
塗布膜を焼成して得た下層側層間絶縁膜１９１と、ＣＶ
Ｄ法により形成されたシリコン酸化膜からなる上層側層
間絶縁膜１９２との２層構造になっている。画素電極８
の表面側にはシリコン酸化膜や有機膜からなる表面保護
膜４５が形成され、この表面保護膜４５の表面にポリイ
ミド膜からなる配向膜４６が形成されている。この配向
膜４６は、ポリイミド膜に対してラビング処理が施され
た膜である。

【００２８】なお、高濃度ドレイン領域１７２から延設
された半導体膜（シリコン膜）４０ａには高濃度領域か
らなる下電極４１が形成されている。この下電極４１に
対しては、ゲート絶縁膜１３と同時形成された絶縁膜
（誘電体膜）を介して容量線９２が対向している。この
ようにして保持容量４０が形成されている。

【００２９】ここで、ＴＦＴ１０は、好ましくは上述の
ようにＬＤＤ構造をもつが、低濃度ソース領域１６１お
よび低濃度ドレイン領域１７１に相当する領域に不純物
イオンの打ち込みを行わないオフセット構造を有してい
てもよい。また、ＴＦＴ１０は、走査線９１をマスクと
して高濃度で不純物イオンを打ち込み、自己整合的に高
濃度ソースおよびドレイン領域を形成したセルフアライ
ン型のＴＦＴであってもよい。なお、本形態では、ＴＦ
Ｔ１０のゲート電極（走査線９１）をソース−ドレイン
領域の間に１個のみ配置したシングルゲート構造とした
が、これらの間に２個以上のゲート電極を配置してもよ
い。この際、各々のゲート電極には同一の信号が印加さ
れるようにする。このようにデュアルゲート（ダブルゲ
ート）或いはトリプルゲート以上でＴＦＴ１０を構成す
れば、チャネルとソース−ドレイン領域の接合部でのリ
ーク電流を防止でき、オフ時の電流を低減することが出
来る。これらのゲート電極の少なくとも１個をＬＤＤ構
造或いはオフセット構造にすれば、さらにオフ電流を低
減でき、安定したスイッチング素子を得ることが出来
る。

【００３０】［ＴＦＴの製造方法］このような構成のＴ
ＦＴ１０を製造する方法を、図３ないし図８を参照して
説明する。図３、図５、図６、図７および図８は、本形
態のアクティブマトリクス基板１１の製造方法を示す工
程断面図であり、いずれの図においても、図１のＡ−
Ａ′線における断面に相当する。但し、ここでは画素用
ＴＦＴ１００の製造方法のみについて説明することし、
保持容量４０などの製造方法の説明および図示を省略す
る。図４は、レーザアニール装置の概略構成図である。

【００３１】ガラス基板上にＴＦＴを製造するには、ま
ず、ガラス基板を変形させることなく、ガラス基板上に
多結晶性の半導体膜（シリコン膜）を形成する必要があ
る。このような制約下で多結晶の半導体膜を形成するに
は、図３（Ａ）に示すように、超音波洗浄等により清浄
化したガラス製等の基板３０を準備した後、基板温度が
約１５０℃から約４５０℃の温度条件下で、図３（Ｂ）
に示すように、基板３０の全面にシリコン酸化膜からな
る下地保護膜３０１をプラズマＣＶＤ法により形成す
る。このときの原料ガスとしては、たとえばモノシラン
と笑気ガスとの混合ガスやＴＥＯＳと酸素、あるいはジ
シランとアンモニアを用いることができる。

【００３２】次に、基板温度が約１５０℃から約４５０
℃の温度条件下で基板３０の全面に非晶質シリコン膜か
らなる半導体膜１００をプラズマＣＶＤ法により形成す
る。このときの原料ガスとしては、たとえばジシランや
モノシランを用いることができる（成膜工程）。

【００３３】次に、図３（Ｃ）に示すように、半導体膜
１００に対してレーザ光を照射してレーザアニールを施
す（レーザアニール工程）。

【００３４】このレーザアニール工程では、図４に示す
ように、レーザ光の照射領域ＬがＸ方向（主走査方向）
に長いラインビームＬ０（たとえば、レーザパルスの繰
り返し周波数が２００Ｈｚのラインビーム）を半導体膜
１００に照射する。その結果、アモファスの半導体膜１
００は、一度溶融し、冷却固化過程を経て結晶化する。
この際には、各領域へのレーザ光の照射時間が非常に短
時間であり、かつ、照射領域も基板全体に対して局所的
であるため、基板全体が同時に高温に熱せられることが
ない。それ故、基板３０として用いたガラス基板は、石
英基板と比較して耐熱性の面で劣るが、熱による変形や
割れ等が生じない。

【００３５】図４に示すアニール装置３００では、非晶
質シリコン膜からなる半導体膜１００が形成されたガラ
ス製の基板３０を載置するＸ−Ｙステージ３１０と、レ
ーザ光源３２０と、このレーザ光源３２０から出射され
たレーザ光をステージ３１０上に載置された基板３０に
向けてラインビームＬ０として出射、集光する光学系３
２５とを有している。ここに示す例では、ラインビーム
Ｌ０の照射領域Ｌは約３００ｍｍの寸法でＸ方向に延び
ており、基板３０の全面にレーザアニールを行うには、
Ｘ−Ｙステージ３１０がＹ方向に移動していくことにな
る。

【００３６】なお、このようなアニール装置３００を用
いて図１１〜図２３を参照して後述するようなプロファ
イルでレーザ光を照射するには、ラインビームＬ０の幅
方向におけるエネルギー強度のプロファイルを多段階に
設定するか、あるいは、半導体膜１００にレーザ光を繰
り返し照射するときの照射密度を多段階に切り換える。

【００３７】次に、図５（Ａ）に示すように、半導体膜
１００の表面にフォトリソグラフィ技術を用いてレジス
トマスク５５１を形成する。

【００３８】次に、レジストマスク５５１を介して半導
体膜１００をパターニングし、図５（Ｂ）に示すよう
に、島状の半導体膜１０ａ（能動層）を形成する。

【００３９】次に、図５（Ｃ）に示すように、３５０℃
以下の温度条件下で、ＣＶＤ法などにより半導体膜１０
ａの表面に厚さが約１０００オングストロームのシリコ
ン酸化膜からなるゲート絶縁膜１３を形成する（ゲート
絶縁膜形成工程）。このときの原料ガスは、たとえばＴ
ＥＯＳと酸素ガスとの混合ガスを用いることができる。
ゲート絶縁膜１３としてシリコン窒化膜を用いてもよ
い。

【００４０】次に、図５（Ｄ）に示すように、ゲート電
極などを形成するためのタンタル膜９１０を絶縁基板３
０全面に形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて
レジストマスク５５２を形成する。

【００４１】次に、レジストマスク５５２を介してタン
タル膜３をパターニングし、図５（Ｅ）に示すように、
走査線９１（ゲート電極）を形成する。

【００４２】次に、図６（Ａ）に示すように、画素ＴＦ
Ｔ部および駆動回路のＮチャネルＴＦＴ部の側には、走
査線９１（ゲート電極）をマスクとして、約０．１×１
０¹³／ｃｍ²〜約１０×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で低
濃度の不純物イオン（リンイオン）の打ち込みを行い、
画素ＴＦＴ部の側には、ゲート電極に対して自己整合的
に低濃度のソース領域１６１および低濃度のドレイン領
域１７１を形成する。ここで、ゲート電極の真下に位置
しているため、不純物イオンが導入されなかった部分は
半導体膜のままのチャネル領域１５となる。

【００４３】次に、図６（Ｂ）に示すように、画素ＴＦ
Ｔ部では、ゲート電極より幅の広いレジストマスク５５
３を形成して高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約
０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のド
ーズ量で打ち込み、高濃度のソース領域１６２およびド
レイン領域１７２を形成する。このようにして、図６
（Ｃ）に示すように、低濃度ソース領域１６１および高
濃度ソース領域１６２を備えるソース領域１６を形成
し、低濃度ドレイン領域１７１および高濃度ドレイン領
域１７２を備えるドレイン領域１７を形成する。

【００４４】これらの不純物導入工程に代えて、低濃度
の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極より幅の広い
レジストマスク５５３を形成した状態で高濃度の不純物
（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソース領
域およびドレイン領域を形成してもよい。また、ゲート
電極の上に高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込ん
で、セルフアライン構造のソース領域およびドレイン領
域を形成してもよいことは勿論である。

【００４５】また、図示を省略するが、周辺駆動回路の
ＰチャネルＴＦＴ部を形成するために、前記画素部およ
びＮチャネルＴＦＴ部をレジストで被覆保護して、ゲー
ト電極をマスクとして、約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約
１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量でボロンイオンを打ち
込むことにより、自己整合的にＰチャネルのソース・ド
レイン領域を形成する。なお、ＮチャネルＴＦＴ部の形
成時と同様に、ゲート電極をマスクとして、約０．１×
１０¹³／ｃｍ²〜約１０×１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で
低濃度の不純物（ボロンイオン）を導入して、ポリシリ
コン膜に低濃度領域を形成した後、ゲート電極より幅の
広いマスクを形成して高濃度の不純物（ボロンイオン）
を約０．１×１０¹⁵／ｃｍ²〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²
のドーズ量で打ち込み、ＬＤＤ構造（ライトリー・ドー
プト・ドレイン構造）のソース領域およびドレイン領域
を形成してもよい。また、低濃度の不純物の打ち込みを
行わずに、ゲート電極より幅の広いマスクを形成した状
態で高濃度の不純物（リンイオン）を打ち込み、オフセ
ット構造のソース領域およびドレイン領域を形成しても
よい。これらのイオン打ち込み工程によって、ＣＭＯＳ
化が可能になり、周辺駆動回路の同一基板内への内蔵が
可能となる。

【００４６】次に、図６（Ｄ）に示すように、走査線９
１の表面側にＣＶＤ法などにより、酸化シリコン膜やＮ
ＳＧ膜（ボロンやリンを含まないシリケートガラス膜）
などからなる第１の層間絶縁膜１８を３０００オングス
トローム〜１５０００オングストローム程度の膜厚で形
成した後、フォトリソグラフィ技術を用いて、第１の層
間絶縁膜１８にコンタクトホールや切断用孔を形成する
ためのレジストマスク５５４を形成する。

【００４７】次に、レジストマスク５５４を介して第１
の層間絶縁膜１８にエッチングを行い、図６（Ｅ）に示
すように、第１の層間絶縁膜１８のうち、ソース領域１
６２およびドレイン領域１７２に対応する部分にコンタ
クトホールをそれぞれ形成する。

【００４８】次に、図７（Ａ）に示すように、第１の層
間絶縁膜１８の表面側に、ソース電極などを構成するた
めのアルミニウム膜９００をスパッタ法などで形成した
後、フォトリソグラフィ技術を用いて、レジストマスク
５５５を形成する。

【００４９】次に、レジストマスク５５５を介してアル
ミニウム膜９００にエッチングを行い、図７（Ｂ）に示
すように、ソース領域１６２にコンタクトホールを介し
て電気的に接続するアルミニウム膜からなるソース電極
（データ線９０の一部）と、ドレイン領域１７２にコン
タクトホールを介して電気的に接続するドレイン電極１
４とを形成する。

【００５０】次に、図７（Ｃ）に示すように、ソース電
極９０およびドレイン電極１４の表面側に、ペルヒドロ
ポリシラザンまたはこれを含む組成物の塗布膜を焼成し
た層間絶縁膜１９１を形成する。さらに、この層間絶縁
膜１９１の表面に、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法によりた
とえば４００℃程度の温度条件下で厚さが約５００オン
グストローム〜約１５０００オングストロームのシリコ
ン酸化膜からなる上層側層間絶縁膜１９２を形成する。
これらの層間絶縁膜１９１、１９２によって、第２の層
間絶縁膜１９が形成される。ここで、ペルヒドロポリシ
ラザンとは無機ポリシラザンの一種であり、大気中で焼
成することによってシリコン酸化膜に転化する塗布型コ
ーティング材料である。たとえば、東燃（株）製のポリ
シラザンは、−（ＳｉＨ₂ ＮＨ）−を単位とする無機ポ
リマーであり、キシレンなどの有機溶剤に可溶である。
従って、この無機ポリマーの有機溶媒溶液（たとえば、
２０％キシレン溶液）を塗布液としてスピンコート法
（たとえば、２０００ｒｐｍ、２０秒間）で塗布した
後、４５０℃の温度で大気中で焼成すると、水分や酸素
と反応し、ＣＶＤ法で成膜したシリコン酸化膜と同等以
上の緻密な非晶質のシリコン酸化膜を得ることができ
る。従って、この方法で成膜した層間絶縁膜１９１（シ
リコン酸化膜）はＣＶＤ法で形成した層間絶縁膜と同様
の信頼性を有しているとともに、ドレイン電極１４に起
因する凹凸などを平坦化してくれる。

【００５１】次に、図７（Ｃ）に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、絶縁膜１８、１９にコンタク
トホールを形成するためのレジストマスク５５６を形成
する。

【００５２】次に、レジストマスク５５６を介して第２
の層間絶縁膜１９にエッチングを行い、図７（Ｄ）に示
すように、ドレイン電極１４に対応する部分にコンタク
トホールを形成する。

【００５３】次に、図８（Ａ）に示すように、第２の層
間絶縁膜１９の表面側に、厚さが約４００オングストロ
ーム〜約２０００オングストロームのＩＴＯ膜８０をス
パッタ法などで形成した後、フォトリソグラフィ技術を
用いて、ＩＴＯ膜８０をパターニングするためのレジス
トマスク５５７を形成する。

【００５４】次に、レジストマスク５５７を介してＩＴ
Ｏ膜８０にエッチングを行って、図８（Ｂ）に示すよう
に、ドレイン電極１４に電気的に接続する画素電極８を
形成する。

【００５５】次に、図８（Ｃ）に示すように、画素電極
８の表面側にシリコン酸化膜や有機膜からなる表面保護
膜４５を形成する。

【００５６】次に、図８（Ｄ）に示すように、表面保護
膜４５の表面にポリイミド膜（配向膜４６）を形成す
る。それには、ブチルセロソルブやｎ−メチルピロリド
ンなどの溶媒に５〜１０重量％のポリイミドやポリアミ
ド酸を溶解させたポリイミド・ワニスをフレキソ印刷し
た後、加熱・硬化（焼成）する。そして、ポリイミド膜
を形成した基板をレーヨン系繊維からなるパフ布で一定
方向に擦り、ポリイミド分子を表面近傍で一定方向に配
列させる。その結果、後で充填した液晶分子とポリイミ
ド分子との相互作用により液晶分子が一定方向に配列す
る。

【００５７】［レーザアニール工程の適正化］このよう
なＴＦＴの製造工程のうち、図３（Ｃ）および図４に示
すレーザアニール工程について、本形態では、以下のよ
うに条件設定する。

【００５８】（半導体膜１００の表面状態の最適化）ま
ず、本形態では、図３（Ｂ）に示すように、基板３０の
全面に非晶質の半導体膜１００をプラズマＣＶＤ法によ
り形成した後、図３（Ｃ）に示すレーザアニール工程を
行う前に、半導体膜１００の表面に薄くエッチングを施
し、その表面に形成されていたシリコン酸化膜を除去す
る。たとえば、ＨＦ（フッ化水素酸）：Ｈ₂ Ｏ＝１：５
０のエッチング液で３０秒間〜１分間、ウエットエッチ
ングを行い、非晶質の半導体膜１００の表面に形成され
ている酸化膜を完全に除去する。ここで除去される酸化
膜は、基板の搬送中、あるいは洗浄後の乾燥時に大気中
で自然に成長した自然酸化膜などである。

【００５９】次に、半導体膜１００に再度、自然酸化膜
などが形成されないうちに、アンモニア過水溶液中で１
０オングストローム〜２０オングストロームのシリコン
酸化膜を形成する。このようにすると、自然酸化膜であ
れば膜厚などを制御できないので、レーザアニール工程
を行う際に、半導体膜１００の表面にどれ位の膜厚の酸
化膜が存在するか不明であるが、自然酸化膜を除去した
後、所定のプロセスで半導体膜１００の表面に酸化膜を
形成すれば、半導体膜１００の表面に所定の膜厚の酸化
膜が存在することを前提にレーザアニール工程の条件を
設定できる。それ故、半導体膜１００の表面に対して、
常に、同一、かつ最適の状態下でレーザアニール工程を
行うことができる。また、半導体膜１００の表面に酸化
膜が存在している状態でレーザアニール工程を行うので
あれば、半導体膜１００の表面の酸化膜を除去してレー
ザアニール工程を行った場合の問題点（不特定厚の自然
酸化膜が形成された上でのレーザアニール処理による結
晶性のばらつき）を解消することができる。

【００６０】なお、半導体膜１００の表面に酸化膜を形
成する方法としては、アンモニア過水溶液を用いる方法
の他、熱酸化法、あるいは酸素プラズマを利用する方法
であってもよい。

【００６１】（レーザ照射条件の最適化）次に、本形態
では、レーザアニール工程でのレーザ光の照射条件を以
下に説明するように規定する。

【００６２】まず、図９には、非晶質の半導体膜１００
に照射するレーザ光の照射密度と、この照射密度でレー
ザ光を照射した後の半導体膜１００の結晶状態との関係
を示してある。この図９には、従来の技術の欄でも説明
したように、各膜厚の非晶質の半導体膜１００を形成
し、この半導体膜１００に照射するレーザ光の照射密度
を変化させたとき、レーザ光を照射した後において、照
射密度が低すぎてまだ非晶質である条件範囲をα−Ｓｉ
（Ａ）で示し、照射密度が適正であるため非晶質から多
結晶化する条件範囲をｐ−Ｓｉで示し、照射密度が高す
ぎて多結晶化すべき半導体膜が微細な非晶質になってい
まう条件範囲をα−Ｓｉ（Ｂ）で示してある。従って、
図９において各領域の境界を示す実線ＬＬは、非晶質か
ら多結晶へ転移させるのに必要な照射密度の下限値ＥLt
hを表わし、実線ＬＨは、照射密度が高すぎて多結晶化
すべき半導体膜１００が微細な非晶質の半導体膜１００
に転移してしまうことを防止しながら半導体膜１００を
非晶質から多結晶に転移させることのできる照射密度の
上限値ＥHthを表わしている。

【００６３】このため、本形態では、まず第１の条件と
して、レーザアニール工程では、非晶質の半導体膜１０
０の膜厚が決まれば、レーザアニール工程で半導体膜１
００に照射されるレーザ光の照射密度は、あくまで下限
値ＥLthから上限値ＥHthの間に設定される。

【００６４】また、個々の照射密度プロファイルについ
ては、レーザアニール後の半導体膜の評価結果と対応さ
せながら後述するが、本形態では、第２の条件として、
以下の条件でレーザ光の照射密度を多段階に変化させて
レーザ光を半導体膜に照射する。すなわち、本形態で
は、半導体膜１００を非晶質から多結晶に転移させる際
の下限値ＥLthと、上限値ＥHthとの差をΔＥthとしたと
きに、下式（ＥHth−０．２ΔＥth）≦Ｅ0≦（ＥHth−０．０５Δ
Ｅth）を満たす照射密度Ｅ0のレーザ光を照射する高密度照射
を行うとともに、この高密度照射を行う前、あるいは行
った後には、下式ＥLth≦Ｅ≦Ｅ0 を満たす照射密度Ｅのレーザ光を半導体膜１００に照射
する。

【００６５】そこで、以下の説明では、各照射密度のプ
ロファイルを変えながらＴＦＴを製造したときのプロフ
ァイルとゲート耐圧との関係、プロファイルと移動度と
の関係、およびプロファイルとゲート電圧のシフト量
（ゲート電圧を変えていったときにソース・ドレイン間
電流が最小値を示すときのゲート電圧の±０Ｖからのシ
フト量）を説明する。ここで説明する一連の評価では、
最も高い密度でレーザ光を照射するときの条件（高密度
照射）として、照射密度Ｅ0を（ＥHth−０．１ΔＥth）
に設定した。

【００６６】（１）照射密度プロファイルとゲート耐圧
との関係について照射密度プロファイルを図１０〜図１６に示すように変
えていったとき、ＴＦＴのゲート耐圧がどのように変化
するかの検討結果について説明する。ここでの評価で
は、レーザアニール工程を終えた半導体膜の表面に所定
の膜厚の酸化膜を形成した後、半導体膜に不純物を導入
して導電化し、しかる後に酸化膜表面に金属電極を形成
した状態において、半導体膜と金属電極との間に電場を
かけていったとき、半導体膜と金属電極との間に所定の
電流が流れたときの電圧値を耐圧として評価した。

【００６７】まず、比較例１１では、表面に１０オング
ストロームから２０オングストロームの酸化膜を形成し
た半導体膜１００に対して、図１０に示すように、照射
密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）一定のレーザ光
を照射した（高密度照射）。この試料の耐圧は１８Ｖで
ある。

【００６８】比較例１２では、表面から酸化膜を除去し
た半導体膜１００に対して、図１０に示すように、照射
密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）一定のレーザ光
を照射した（高密度照射）。この試料の耐圧は３１Ｖで
ある。

【００６９】実施例１１では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１１に示すように、照射密度が
Ｅ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の中密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射した（高
密度照射）。この試料の耐圧は２１Ｖであり、比較例１
と比較して３Ｖ向上している。

【００７０】実施例１２では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１２に示すように、照射密度が
Ｅ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（高密度照射）、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．０５
ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の中密度照射）。
この試料の耐圧は２６Ｖであり、比較例１と比較して８
Ｖ向上している。

【００７１】実施例１３では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１３に示すように、照射密度が
Ｅ11=(E0−０．０５ΔＥth）のレーザ光を照射した後
（第１の中密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．
０５ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の中密度照
射）。この試料の耐圧は２７Ｖであり、比較例１１と比
較して９Ｖ向上している。

【００７２】実施例１４では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１４に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．１５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
１５ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の耐圧は２４Ｖであり、比較例１１と比
較して６Ｖ向上している。

【００７３】実施例１５では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１５に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．３０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
３０ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の耐圧は１９Ｖであり、比較例１と比較
して１Ｖ向上している。

【００７４】実施例１６では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１６に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
４０ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の耐圧は２０Ｖであり、比較例１１と比
較して２Ｖ向上している。

【００７５】このように、レーザ光の照射密度を多段階
に設定すると、照射密度が一定の場合よりも耐圧を向上
させることができ、かつ、特に、実施例１１、１２、１
３のように中密度照射を行った場合に耐圧が大きく向上
するという結果を得た。

【００７６】（２）照射密度プロファイルと移動度との
関係について照射密度プロファイルを図１０〜図１７に示すように変
えていったとき、ＴＦＴの移動度がどのように変化する
かの検討結果について説明する。ここでの評価では、レ
ーザアニール工程を終えた半導体膜を能動層としてＴＦ
Ｔを製造し、その移動度を計測した。

【００７７】まず、比較例２１では、表面に１０オング
ストロームから２０オングストロームの酸化膜を形成し
た半導体膜１００に対して、図１０に示すように、照射
密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）一定のレーザ光
を照射した（高密度照射）。この試料の移動度は５７ｃ
ｍ²／Ｖ・ｓである。

【００７８】実施例２１では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１１に示すように、照射密度が
Ｅ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の中密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射した（高
密度照射）。この試料の移動度は７５ｃｍ²／Ｖ・ｓで
あり、比較例２１と比較して１８ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上し
ている。

【００７９】実施例２２では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１２に示すように、照射密度が
Ｅ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（高密度照射）、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．０５
ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の中密度照射）。
この試料の移動度は８４ｃｍ²／Ｖ・ｓであり、比較例
２１と比較して２７ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上している。

【００８０】実施例２３では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１３に示すように、照射密度が
Ｅ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の中密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．
０５ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の中密度照
射）。この試料の移動度は１１０ｃｍ²／Ｖ・ｓであ
り、比較例２１と比較して５３ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上して
いる。

【００８１】実施例２４では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１４に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．１５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ2２＝（Ｅ0−０．
１５ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の移動度は１０１ｃｍ²／Ｖ・ｓであ
り、比較例２１と比較して４４ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上して
いる。

【００８２】実施例２５では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１５に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．３０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
３０ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の移動度は１２５ｃｍ²／Ｖ・ｓであ
り、比較例２１と比較して６８ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上して
いる。

【００８３】実施例２６では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１６に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
４０ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の移動度は１３９ｃｍ²／Ｖ・ｓであ
り、比較例２１と比較して８２ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上して
いる。

【００８４】実施例２７では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１７に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．６０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
６０ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の低密度照
射）。この試料の移動度は１１９ｃｍ²／Ｖ・ｓであ
り、比較例２１と比較して６２ｃｍ²／Ｖ・ｓ向上して
いる。

【００８５】このように、レーザ光の照射密度を多段階
に設定すると、照射密度が一定の場合よりもＴＦＴの移
動度を向上させることができ、かつ、実施例２５、２６
のように、低密度照射を行った場合に移動度が大きく向
上するという結果を得た。

【００８６】（３）照射密度プロファイルとゲート電圧
のシフト量について照射密度プロファイルを図１０、図１６、図１８〜図２
３に示すように変えていったとき、ＴＦＴのゲート電圧
のシフト量がどのように変化するかの検討結果について
説明する。ここでの評価では、レーザアニール工程を終
えた半導体膜を能動層としてＴＦＴを製造した後、ゲー
ト電圧−ソース・ドレイン間電流を計測し、この−ソー
ス・ドレイン間電流が最小値を示すときのゲート電圧が
±０Ｖからどのようにずれているかを評価した。ここで
の評価において、ゲート電圧のシフト量は０Ｖであるこ
とが望ましい。

【００８７】まず、比較例３１では、表面に１０オング
ストロームから２０オングストロームの酸化膜を形成し
た半導体膜１００に対して、図１０に示すように、照射
密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）一定のレーザ光
を照射した（高密度照射）。この試料のゲート電圧のシ
フト量は＋１．１８Ｖである。

【００８８】比較例３では、表面から酸化膜を除去した
半導体膜１００に対して、図１０に示すように、照射密
度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）一定のレーザ光を
照射した（高密度照射）。この試料のゲート電圧のシフ
ト量は＋０．１７Ｖである。

【００８９】実施例３１では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１３に示すように、照射密度が
Ｅ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の中密度照射）を行った後、照射密度がＥ0＝
（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密
度照射）、しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．
０５ΔＥth）のレーザ光を照射した（第２の中密度照
射）。この試料のゲート電圧のシフト量は＋０．４０Ｖ
であり、比較例３１と比較して向上している。

【００９０】実施例３２では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１６に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光を照射した
後（第１の低密度照射）、照射密度がＥ0＝（ＥHth−
０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密度照射）、
しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０ΔＥt
h）のレーザ光を照射した（第２の低密度照射）。この
試料のゲート電圧のシフト量は＋０．３８Ｖであり、比
較例３１と比較して向上している。

【００９１】実施例３３では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１８に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の低密度照射）、および照射密度がＥ11＝（Ｅ0−
０．０５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中密度照
射）をこの順に行った後、照射密度がＥ0＝（ＥHth−
０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密度照射）、
しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第２の中密度照射）、および照
射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の
照射（第２の低密度照射）をこの順に行った。この試料
のゲート電圧のシフト量は＋０．０８Ｖであり、比較例
３１と比較して大幅に向上している。

【００９２】実施例３４では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図１９に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の低密度照射）、および照射密度がＥ12＝（Ｅ0−
０．２５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の低密度照
射）をこの順に行った後、照射密度がＥ0＝（ＥHth−
０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密度照射）、
しかる後に、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．２５ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第２の低密度照射）、および照
射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の
照射（第２の低密度照射）をこの順に行った。この試料
のゲート電圧のシフト量は＋０．０７Ｖであり、比較例
３１と比較して大幅に向上している。

【００９３】実施例３５では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図２０に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の低密度照射）、照射密度がＥ12＝（Ｅ0−０．２０
ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の低密度照射）、およ
び照射密度がＥ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ
光の照射（第１の中密度照射）をこの順に行った後、照
射密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を
照射し（高密度照射）、しかる後に、照射密度がＥ21＝
（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中
密度照射）、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．２０ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第２の低密度照射）、および照
射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の
照射（第２の低密度照射）をこの順に行った。この試料
のゲート電圧のシフト量は＋０．０７Ｖであり、比較例
３１と比較して大幅に向上している。

【００９４】実施例３６では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図２１に示すように、照射密度が
Ｅ12=(E0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の
低密度照射）、照射密度がＥ12＝（Ｅ0−０．３０ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第１の低密度照射）、照射密度
がＥ12＝（Ｅ0−０．２０ΔＥth）のレーザ光の照射
（第１の低密度照射）、および照射密度がＥ11＝（Ｅ0
−０．０５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中密度照
射）をこの順に行った後、照射密度がＥ0＝（ＥHth−
０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高密度照射）、
しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第１の中密度照射）、照射密度
がＥ22＝（Ｅ0−０．２０ΔＥth）のレーザ光の照射
（第２の低密度照射）、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．
３０ΔＥth）のレーザ光の照射（第２の低密度照射）、
および照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレ
ーザ光の照射（第２の低密度照射）をこの順に行った。
この試料のゲート電圧のシフト量は−１．１９Ｖであ
り、比較例３１と同等である。

【００９５】実施例３７では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図２２に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の低密度照射）、照射密度がＥ12＝（Ｅ0−０．３０
ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の低密度照射）、照射
密度がＥ12＝（Ｅ0−０．２０ΔＥth）のレーザ光の照
射（第１の低密度照射）、照射密度がＥ11＝（Ｅ0−
０．１０ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中密度照
射）、および照射密度がＥ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第１の中密度照射）をこの順に
行った後、照射密度がＥ0＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）
のレーザ光を照射し（高密度照射）、しかる後に、照射
密度がＥ21＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光の照
射（第１の中密度照射）、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−
０．１０ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中密度照
射）、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．２０ΔＥth）のレ
ーザ光の照射（第２の低密度照射）、照射密度がＥ22＝
（Ｅ0−０．３０ΔＥth）のレーザ光の照射（第２の低
密度照射）、および照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．４０
ΔＥth）のレーザ光の照射（第２の低密度照射）をこの
順に行った。この試料のゲート電圧のシフト量は−０．
９５Ｖであり、比較例３１よりやや向上している。

【００９６】実施例３８では、表面に１０オングストロ
ームから２０オングストロームの酸化膜を形成した半導
体膜１００に対して、図２３に示すように、照射密度が
Ｅ12＝（Ｅ0−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の低密度照射）、照射密度がＥ12＝（Ｅ0−０．３０
ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の低密度照射）、照射
密度がＥ12＝（Ｅ0−０．２０ΔＥth）のレーザ光の照
射（第１の低密度照射）、照射密度がＥ12＝（Ｅ0−
０．１５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の低密度照
射）、照射密度がＥ11＝（Ｅ0−０．１０ΔＥth）のレ
ーザ光の照射（第１の中密度照射）、および照射密度が
Ｅ11＝（Ｅ0−０．０５ΔＥth）のレーザ光の照射（第
１の中密度照射）をこの順に行った後、照射密度がＥ0
＝（ＥHth−０．１０ΔＥth）のレーザ光を照射し（高
密度照射）、しかる後に、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−
０．０５ΔＥth）のレーザ光の照射（第１の中密度照
射）、照射密度がＥ21＝（Ｅ0−０．１０ΔＥth）のレ
ーザ光の照射（第１の中密度照射）、照射密度がＥ22＝
（Ｅ0−０．１５ΔＥth）のレーザ光の照射（第２の低
密度照射）、照射密度がＥ22＝（Ｅ0−０．２０ΔＥt
h）のレーザ光の照射（第２の低密度照射）、照射密度
がＥ22＝（Ｅ0−０．３０ΔＥth）のレーザ光の照射
（第２の低密度照射）、および照射密度がＥ22＝（Ｅ0
−０．４０ΔＥth）のレーザ光の照射（第２の低密度照
射）をこの順に行った。この試料のゲート電圧のシフト
量は＋３．２５Ｖであり、比較例３１より悪化してい
る。

【００９７】このように、レーザ光の照射密度を多段階
に設定すると、照射密度が一定の場合よりもゲート電圧
のシフトを改善でき、かつ、実施例３３、３４、３５の
ように、３段階から７段階に切り換えた場合には、ゲー
ト電圧のオフトが大幅に改善されるという結果を得た。
但し、１１段階までの切り換えでは効果的であったが、
１３段階まで切り換え数を増やすと、このゲート電圧の
シフトという面では好ましくない。

【００９８】［電気光学装置の構成］このような方法で
形成されたＴＦＴの使用例として、このＴＦＴを画素ス
イッチング用および駆動回路用にアクティブマトリスク
基板に形成した例を説明する。

【００９９】図２４および図２５はそれぞれ、本形態に
係る電気光学装置を対向基板の側からみた平面図、およ
び図２４のＨ−Ｈ′線で切断したときの電気光学装置の
断面図である。

【０１００】これらの図において、電気光学装置１は、
画素電極８がマトリクス状に形成されたアクティブマト
リクス基板１１と、対向電極３１が形成された対向基板
１２と、これらの基板間に封入、挟持されている液晶３
９とから概略構成されている。アクティブマトリクス基
板１１と対向基板１２とは、対向基板１２の外周縁に沿
って形成されたギャップ材含有のシール材５２によって
所定の間隙を介して貼り合わされている。また、アクテ
ィブマトリクス基板１１と対向基板１２との間には、シ
ール材５２によって液晶封入領域４０が区画形成され、
この液晶封入領域４０内に液晶３９（電気光学物質）が
封入されている。この液晶封入領域４０内において、ア
クティブマトリクス基板１１と対向基板１２と間にはス
ペーサ３７を介在させることもある。但し、電気光学装
置１を投射型表示装置のライトバルブとして用いる場合
には、このスペーサ３７の像が投射されることを防止す
ることを目的にスペーサ３７の配置を省略するのが一般
的である。シール材５２としては、エポキシ樹脂や各種
の紫外線硬化樹脂などを用いることができる。また、シ
ール材５２に配合されるギャップ材としては、約２μｍ
〜約１０μｍの無機あるいは有機質のファイバ若しくは
球などが用いられる。

【０１０１】対向基板１２はアクティブマトリクス基板
１１よりも小さく、アクティブマトリクス基板１１の周
辺部分は、対向基板１２の外周縁よりはみ出た状態に貼
り合わされる。従って、アクティブマトリクス基板１１
の駆動回路（走査線駆動回路７０やデータ線駆動回路６
０）や入出力端子４５は対向基板１２から露出した状態
にある。ここで、シール材５２は部分的に途切れている
ので、この途切れ部分によって、液晶注入口２４１が構
成されている。このため、対向基板１２とアクティブマ
トリクス基板１１とを貼り合わせた後、シール材５２の
内側領域を減圧状態にすれば、液晶注入口２４１から液
晶３９を減圧注入でき、液晶３９を封入した後、液晶注
入口２４１を封止剤２４２で塞げばよい。なお、対向基
板１２には、シール材５２の内側において画面表示領域
７を見切りするための遮光膜５４も形成されている。ま
た、対向基板１２のコーナー部のいずれにも、アクティ
ブマトリクス基板３０と対向基板１２との間で電気的導
通をとるための上下導通材５６が形成されている。

【０１０２】ここで、走査線に供給される走査信号の遅
延が問題にならないならば、走査線駆動回路７０は片側
だけでも良いことは言うまでもない。また、データ線駆
動回路６０を画面表示領域７の辺に沿って両側に配列し
ても良い。例えば奇数列のデータ線は画面表示領域７の
一方の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像
信号を供給し、偶数列のデータ線は画面表示領域７の反
対側の辺に沿って配設されたデータ線駆動回路から画像
信号を供給するようにしても良い。このようにデータ線
を櫛歯状に駆動するようにすれば、データ線駆動回路６
０の形成面積を拡張することが出来るため、複雑な回路
を構成することが可能となる。また、アクティブマトリ
クス基板１１において、データ線駆動回路６０と対向す
る辺の側では、遮光膜５４の下などを利用して、プリチ
ャージ回路や検査回路が設けられることもある。なお、
データ線駆動回路６０および走査線駆動回路７０をアク
ティブマトリクス基板１１の上に形成する代わりに、た
とえば、駆動用ＬＳＩが実装されたＴＡＢ（テープオ
ートメイテッド、ボンディング）基板をアクティブマト
リクス基板１１の周辺部に形成された端子群に対して異
方性導電膜を介して電気的および機械的に接続するよう
にしてもよい。また、対向基板１２およびアクティブマ
トリクス基板１１の光入射側の面あるいは光出射側に
は、使用する液晶３９の種類、すなわち、ＴＮ（ツイス
テッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）
モード、モード等々の動作モードや、ノーマリホワイ
トモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光
フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の向きに
配置される。

【０１０３】本形態の電気光学装置１を透過型で構成し
た場合には、たとえば、投射型液晶表示装置（液晶プロ
ジェクタ）において使用される。この場合、３枚の電気
光学装置１がＲＧＢ用のライトバルブとして各々使用さ
れ、各電気光学装置１の各々には、ＲＧＢ色分解用のダ
イクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射
光として各々入射されることになる。従って、本形態の
電気光学装置１にはカラーフィルタが形成されていな
い。但し、対向基板１２において各画素電極８に対向す
る領域にＲＧＢのカラーフィルタをその保護膜とともに
形成することにより、投射型液晶表示以外にも、カラー
液晶テレビなどといったカラー液晶表示装置を構成する
ことができる。さらにまた、対向基板１２に何層もの屈
折率の異なる干渉層を積層することにより、光の干渉作
用を利用して、ＲＧＢ色をつくり出すダイクロイックフ
ィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ
付きの対向基板によれば、より明るいカラー表示を行う
ことができる。

【０１０４】（アクティブマトリクス基板の構成）図２
６は、アクティブマトリクス基板１１の構成を模式的に
示すブロック図である。図２６に示すように、液晶表示
装置用のアクティブマトリクス基板１１上には、データ
線９０および走査線９１に接続する画素スイッチング用
のＴＦＴ１０と、このＴＦＴ１０を介してデータ線９０
から画像信号が入力される液晶セル９４が存在する。デ
ータ線９０に対しては、シフトレジスタ８４、レベルシ
フタ８５、ビデオライン８７、アナログスイッチ８６を
備えるデータ線駆動回路６０が形成されている。走査線
９１に対しては、シフトレジスタ８８およびレベルシフ
タ８９を備える走査線駆動回路７０が形成されている。

【０１０５】また、画素領域には、容量線９２との間に
保持容量４０（容量素子）が形成され、この保持容量４
０は、液晶セル９４での電荷の保持特性を高める機能を
有している。なお、保持容量４０は前段の走査線９１と
の間に形成されることもある。

【０１０６】（対向基板の構成）図２７は、電気光学装
置１の端部の断面図である。図２７において、対向基板
１２は、画素電極８の各々に向けて盛り上がった複数の
マイクロレンズ４３０（小さな凸レンズ）がアクティブ
マトリクス基板３０の画素電極８に対応してマトリクス
状に形成されたレンズアレイ基板４３と、このレンズア
レイ基板４３に対してマイクロレンズ４３０を覆うよう
に接着剤４８により貼り合わされた透明な薄板ガラス４
９とを有している。この薄板ガラス４９の表面には対向
電極３１が形成され、この対向電極３１の表面のうち、
マイクロレンズ４３０の境界領域に対応する領域には遮
光膜６が形成されている。薄板ガラス４９の表面におい
て、対向電極３１および遮光膜６の表面には、シリコン
酸化膜または有機膜からなる表面保護膜４４が形成さ
れ、この表面保護膜４４の表面にポリイミド膜からなる
配向膜４７が形成されている。

【０１０７】このような構成の対向基板１２を用いた電
気光学装置１では、対向基板１２の側から入射した光の
うち、ＴＦＴ１０のチャネル形成領域などに照射される
光は遮光膜６によって遮られるとともに、斜めに入射し
た光などは各マイクロレンズ４３０によって各画素電極
８に向けて集光される。従って、対向基板１２の側に形
成した遮光膜６の幅が狭くても、あるいは対向基板１２
の側に遮光膜６がなくても、マイクロレンズ４３０によ
ってＴＦＴ１０のチャネル形成領域に光が入射すること
を防止することができる。それ故、ＴＦＴ１０のトラン
ジスタ特性の劣化を防止することができるので、信頼性
を向上させることができる。また、対向基板１２の側に
形成した遮光膜６の幅を狭くでき、あるいは対向基板１
２の側から遮光膜６を省略してもよいので、表示に寄与
する光量が遮光膜６によって減少するのを防止すること
ができる。よって、液晶表示装置においてコントラスト
と明るさを大幅に向上させることができる。

【０１０８】このような構成の対向基板１２においてマ
イクロレンズ４３０の形成領域の周辺領域１２０、ある
いはアクティブマトリクス基板１１の外周縁よりやや内
側領域にギャップ材含有のシール材５２が塗布され、こ
のシール材５２によって、対向基板１２とアクティブマ
トリクス基板１１とが貼り合わされている。

【０１０９】［電気光学装置の電子機器への適用］次
に、電気光学装置１を備えた電子機器の一例を、図２８
および図２９を参照して説明する。

【０１１０】まず、図２８には、上記の各形態に係る電
気光学装置１と同様に構成された電気光学装置を備えた
電子機器の構成をブロック図で示してある。

【０１１１】図２９において、電子機器は、表示情報出
力源１０００、表示情報処理回路１００２、駆動回路１
００４、電気光学装置１００６、クロック発生回路１０
０８、および電源回路１０１０を含んで構成される。表
示情報出力源１０００は、ＲＯＭ（Read Only Memor
y）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、光ディスクな
どのメモリ、テレビ信号の画像信号を同調して出力する
同調回路などを含んで構成され、クロック発生回路１０
０８からのクロックに基づいて、所定フォーマットの画
像信号を処理して表示情報処理回路１００２に出力す
る。この表示情報出力回路１００２は、たとえば増幅・
極性反転回路、相展開回路、ローテーション回路、ガン
マ補正回路、あるいはクランプ回路等の周知の各種処理
回路を含んで構成され、クロック信号に基づいて入力さ
れた表示情報からデジタル信号を順次生成し、クロック
信号ＣＬＫとともに駆動回路１００４に出力する。駆動
回路１００４は、電気光学装置１００６を駆動する。電
源回路１０１０は、上述の各回路に所定の電源を供給す
る。なお、前記した電気光学装置１のように、電気光学
装置１００６を構成するアクティブマトリクス基板１１
の上に駆動回路１００４を形成してもよく、それに加え
て、表示情報処理回路１００２もアクティブマトリクス
基板１１の上に形成してもよい。

【０１１２】このような構成の電子機器としては、電気
光学装置１を透過型で構成した場合には、図２９を参照
して後述する投射型液晶表示装置（液晶プロジェク
タ）、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ
（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーショ
ン（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは携帯電話、ワードプ
ロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直
視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算
機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネ
ルなどを挙げることができる。

【０１１３】図２９に示す投射型液晶表示装置１１００
は、前記の駆動回路１００４がアクティブマトリクス基
板１１上に搭載された電気光学装置１を含む液晶モジュ
ールを３個準備し、各々ＲＧＢ用のライトバルブ１００
Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂとして用いたプロジェクタとし
て構成されている。この液晶プロジェクタ１１００で
は、メタルハライドランプなどの白色光源のランプユニ
ット１１０２から光が出射されると、３枚のミラー１１
０６および２枚のダイクロイックミラー１１０８によっ
て、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂに
分離され（光分離手段）、対応するライトバルブ１００
Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ（電気光学装置１００／液晶ラ
イトバルブ）に各々導かれる。この際に、光成分Ｂは、
光路が長いので、光損失を防ぐために入射レンズ１１２
２、リレーレンズ１１２３、および出射レンズ１１２４
からなるリレーレンズ系１１２１を介して導かれる。そ
して、ライトバルブ１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂによ
って各々変調された３原色に対応する光成分Ｒ、Ｇ、Ｂ
は、ダイクロイックプリズム１１１２（光合成手段）に
３方向から入射され、再度合成された後、投射レンズ１
１１４を介してスクリーン１１２０などにカラー画像と
して投射される。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、非晶
質の半導体膜をレーザアニールによって結晶化させるに
あたって、高密度のレーザ照射によって結晶粒を成長さ
せる前、あるいは後にこの高密度照射よりも照射密度の
低い中密度照射あるいは低密度照射を行うことによっ
て、半導体膜から水素の放出、あるいは結晶の欠陥の低
減などを行う。従って、この半導体膜を能動層として用
いたＴＦＴを製造すると、耐圧の高く、かつ、移動度の
大きなＴＦＴを得ることができる。また、レーザ光の照
射強度プロファイルを改良することにより、半導体表面
の粗れおよびそれに起因するＴＦＴの耐圧の低下を防ぐ
ことができるのであれば、非晶質の半導体膜表面に酸化
膜を残した状態でレーザアニール工程を行うことができ
る。それ故、表面の酸化膜を除去してレーザアニール工
程を行った場合のように、その後の自然酸化膜の形成を
気にすることなくレーザアニール工程を進めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アクティブマトリクス基板に形成された画素の
構成を示す平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ′線における断面図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）は、図１に示すＴＦＴの製造方
法を示す工程断面図である。

【図４】図３（Ｃ）で行うレーザアニール工程で用いる
レーザアニール装置の概略構成図である。

【図５】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示すＴＦＴの製造方
法において図３に示す工程に続いて行う各工程を示す工
程断面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｅ）は、図１に示すＴＦＴの製造方
法において図５に示す工程に続いて行う各工程を示す工
程断面図である。

【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示すＴＦＴの製造方
法において図６に示す工程に続いて行う各工程を示す工
程断面図である。

【図８】（Ａ）〜（Ｄ）は、図１に示すＴＦＴの製造方
法において図７に示す工程に続いて行う各工程を示す工
程断面図である。

【図９】非晶質の半導体膜に照射するレーザ光の照射密
度と、この照射密度でレーザ光を照射した後の半導体膜
の結晶状態との関係を示す説明図である。

【図１０】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１例を示す説
明図である。

【図１１】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第２例を示す説
明図である。

【図１２】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第３例を示す説
明図である。

【図１３】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第４例を示す説
明図である。

【図１４】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第５例を示す説
明図である。

【図１５】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第６例を示す説
明図である。

【図１６】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第７例を示す説
明図である。

【図１７】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第８例を示す説
明図である。

【図１８】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第９例を示す説
明図である。

【図１９】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１０例を示す
説明図である。

【図２０】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１１例を示す
説明図である。

【図２１】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１２例を示す
説明図である。

【図２２】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１３例を示す
説明図である。

【図２３】レーザアニール工程で非晶質の半導体膜に照
射されるレーザ光の照射プロファイルの第１４例を示す
説明図である。

【図２４】本発明を適用したアクティブマトリクス型の
液晶表示装置用の電気光学装置の平面図である。

【図２５】図２４のＨ−Ｈ′線における断面図である。

【図２６】図２４に示すアクティブマトリクス基板のブ
ロック図である。

【図２７】図２４に示す電気光学装置の端部を拡大して
示す断面図である。

【図２８】図２４および図２５に示す電気光学装置の使
用例を示す電子機器の回路構成を示すブロック図であ
る。

【図２９】図２４および図２５に示す電気光学装置の使
用例を示す投射型液晶表示装置の全体構成図である。

【図３０】レーザアニール前の非晶質の半導体膜の表面
の酸化膜の厚さと、レーザアニール後の多結晶性の半導
体膜の表面の凹凸の大きさとの関係を示すグラフであ
る。

【図３１】多結晶性の半導体膜の表面の凹凸と、この半
導体膜を用いたＴＦＴのゲート耐圧との関係を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１電気光学装置８画素電極１０画素スイッチング用のＴＦＴ１１アクティブマトリクス基板１２対向基板１３ゲート絶縁膜３９液晶４３レンズアレイ基板５２シール材９０データ線９４液晶セル１００半導体膜

フロントページの続きＦターム(参考） 2H092 GA29 HA28 JA24 JA41 JA46 JB22 JB31 JB51 KA04 KA05 KB25 MA07 MA13 MA18 MA23 MA29 MA30 MA41 NA01 NA21 NA26 PA01 PA03 PA06 PA10 PA11 QA07 QA10 RA05 5F052 AA02 BA02 DA02 DB03 FA05 FA07 JA01 5F110 AA01 BB01 CC02 DD02 DD13 EE04 FF02 FF29 GG02 GG13 GG35 GG45 HJ13 HK39 HL03 HL23 NN03 NN23 NN27 NN35 NN36 PP03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に非晶質の半導体膜を形成する成
膜工程と、該非晶質の半導体膜に対してレーザ光を照射
して当該半導体膜を多結晶化させるレーザアニール工程
とを有する半導体装置の製造方法において、前記レーザ
アニール工程では前記半導体膜の少なくとも一部に対
し、一箇所につき少なくとも２段階以上の照射密度でレ
ーザーを照射することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
【請求項２】請求項１において、前記レーザアニール
工程では、レーザ光の照射密度を１１段階以下で変化さ
せることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】請求項１または２において、前記レーザ
アニール工程では、レーザ光の照射密度を３段階から７
段階の間で変化させることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記レーザアニール工程では、前記非晶質の半導体膜に
照射するレーザ光の照射密度と該照射密度でレーザ光照
射した後の当該半導体膜の結晶状態との関係において、
前記半導体膜を非晶質から多結晶へ転移させるのに必要
な照射密度の下限値をＥLthとし、上限値をＥHthとし、
該上限値ＥHthと前記下限値ＥLthとの差をΔＥthとした
ときに、下式（ＥHth−０．２ΔＥth）≦Ｅ0≦（ＥHth−０．０５Δ
Ｅth）を満たす照射密度Ｅ0のレーザ光を照射する高密度照射
を行うとともに、当該高密度照射を行う前および行った
後の少なくとも一方では、下式ＥLth≦Ｅ≦Ｅ0 を満たす照射密度Ｅのレーザ光を前記半導体膜に照射す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】請求項４において、前記レーザアニール
工程では、前記高密度照射を行う前に、前記照射密度Ｅ
でのレーザ照射として、下式（Ｅ0−０．１ΔＥth）≦Ｅ11≦（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）を満たす照射密度Ｅ11のレーザ光を照射する第１の中密
度照射を少なくとも行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項６】請求項４または５において、前記レーザ
アニール工程では、前記照射密度Ｅでのレーザ照射とし
て、下式Ｅ12≦（Ｅ0−０．３ΔＥth）を満たす照射密度Ｅ12のレーザ光を照射する第１の低密
度照射を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項７】請求項４ないし６のいずれかにおいて、
前記レーザアニール工程では、前記高密度照射を行った
後に、前記照射密度Ｅでのレーザ照射として、下式（Ｅ0−０．１ΔＥth）≦Ｅ21≦（Ｅ0−０．０５ΔＥt
h）を満たす照射密度Ｅ21のレーザ光を照射する第２の中密
度照射を少なくとも行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
【請求項８】請求項４ないし７のいずれかにおいて、
前記レーザアニール工程では、前記照射密度Ｅでのレー
ザ照射として、下式Ｅ22≦（Ｅ0−０．３ΔＥth）を満たす照射密度Ｅ22のレーザ光を照射する第２の低密
度照射を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】請求項１ないし８のいずれかにおいて、
前記レーザアニール工程では、前記半導体膜表面に酸化
膜が存在している状態でレーザ光の照射を行うことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１０】請求項９において、前記成膜工程を行
った後、当該成膜工程で形成された前記非晶質の半導体
膜の表面から酸化膜を除去し、次に、酸化膜を除去した
前記非晶質の半導体膜表面に酸化膜を新たに形成し、し
かる後に、前記レーザアニール工程では、新たに形成し
た当該酸化膜を介して前記半導体膜にレーザ光を照射す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】請求項９または１０において、前記レ
ーザアニール工程で前記半導体膜上に存在する酸化膜の
厚さは５オングストローム以上、３０オングストローム
以下であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１２】請求項１ないし１１のいずれかに規定
する半導体装置の製造方法によって得られた多結晶の半
導体膜を能動層にして薄膜トランジスタを形成すること
を特徴とする薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項１３】請求項１２に規定する薄膜トランジス
タの製造方法を用いて、電気光学装置のアクティブマト
リクス基板上に少なくとも画素スイッチング用の薄膜ト
ランジスタを製造することを特徴とするアクティブマト
リクス基板の製造方法。
【請求項１４】請求項１３に規定する製造方法により
得たアクティブマトリクス基板を用いたことを特徴とす
る電気光学装置。