JP2002057166A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶粒の位置と大きさを制御した結晶質半導
体膜を作製し、さらにその結晶質半導体膜をＴＦＴのチ
ャネル形成領域に用いることにより、高速動作の可能な
ＴＦＴを実現させることを目的とする。 【解決手段】下地絶縁膜上に形成された半導体膜中に第
１の絶縁層を埋め込み、前記半導体膜上に部分的に第２
の絶縁層を形成し、基板の表面側（または、表面側及び
裏面側の両側）からレーザビームを照射する。前記下地
絶縁膜の保熱効果、前記第１の絶縁層の保熱効果、前記
第２の絶縁層の反射防止効果および保熱効果によって前
記半導体膜において温度勾配が生じる。これらを利用し
て、結晶核のラテラル成長の発生場所と成長方向を制御
し、大粒径の結晶粒を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと言う）で構成された回路を有する半導
体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代
表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として
搭載した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作
製方法に関する。なお、本明細書中において半導体装置
とは、半導体特性を利用することで機能し得る装置全般
を指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にあ
るとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た非晶質半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結
晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究され
ている。上記非晶質半導体膜には珪素がよく用いられ
る。

【０００３】ガラス基板は、従来よく使用されてきた合
成石英ガラス基板と比較し、安価で加工性に富んでお
り、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。
これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に
好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低
いからである。レーザは基板の温度を余り上昇させず
に、非晶質半導体膜のみに高いエネルギーを与えること
が出来る。

【０００４】結晶質半導体膜は多くの結晶粒から形成さ
れているため、多結晶半導体膜とも呼ばれる。レーザア
ニールを施して形成された結晶質半導体膜は、高い移動
度を有するため、この結晶質半導体膜を用いてＴＦＴを
形成し、例えば、１枚のガラス基板上に、画素部用と駆
動回路用のＴＦＴを作製する、モノリシック型の液晶電
気光学装置等に盛んに利用されている。

【０００５】また、出力の大きい、エキシマレーザ等の
パルスレーザビームを、被照射面において、数ｃｍ角の
四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状となるよう
に光学系にて成形し、レーザビームを走査させて(ある
いはレーザビームの照射位置を被照射面に対し相対的に
移動させて)、レーザアニールを行う方法が生産性が高
く工業的に優れているため、広く用いられている。

【０００６】特に、線状ビームを用いると、前後左右の
走査が必要なスポット状のレーザビームを用いた場合と
は異なり、線状ビームの長尺方向に直角な方向だけの走
査で被照射面全体にレーザ照射を行うことが出来るた
め、生産性が高い。長尺方向に直角な方向に走査するの
は、それが最も効率の良い走査方向であるからである。
この高い生産性により、現在レーザアニール法にはパル
ス発振のエキシマレーザのレーザビームを適当な光学系
で成形した線状ビームを使用することが、ＴＦＴを用い
る液晶表示装置の製造技術の主流になりつつある。その
技術は１枚のガラス基板上に画素部を形成するＴＦＴ
（画素ＴＦＴ）と、画素部の周辺に設けられる駆動回路
のＴＦＴを形成したモノシリック型の液晶表示装置を可
能とした。

【０００７】しかし、レーザアニール法で作製される結
晶質半導体膜は複数の結晶粒が集合して形成され、その
結晶粒の位置と大きさはランダムなものであった。ガラ
ス基板上に作製されるＴＦＴは素子分離のために、前記
結晶質半導体膜を島状のパターニングにより分離して形
成している。その場合において、結晶粒の位置や大きさ
を指定して形成する事はできなかった。結晶粒内と比較
して、結晶粒の界面（結晶粒界）には非晶質構造や結晶
欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心が無数に存在
している。この捕獲中心にキャリアがトラップされる
と、結晶粒界のポテンシャルが上昇し、キャリアに対し
て障壁となるため、キャリアの電流輸送特性を低下する
ことが知られている。チャネル形成領域の半導体膜の結
晶性は、ＴＦＴの特性に重大な影響を及ぼすが、結晶粒
界の影響を排除して単結晶の半導体膜で前記チャネル形
成領域を形成することはほとんど不可能であった。

【０００８】このような問題を解決するために、レーザ
アニール法において、位置制御され、しかも大粒径の結
晶粒を形成する様々な試みがなされている。ここではま
ず、半導体膜にレーザビームを照射した後の前記半導体
膜の固化過程について説明する。

【０００９】レーザビームの照射によって完全溶融した
半導体膜中に結晶核が生成するまでにはある程度の時間
が掛かり、完全溶融領域において均一（あるいは不均
一）に無数の結晶核が生成し、結晶成長することで、完
全溶融した前記半導体膜の固化過程は終了する。この場
合に得られる結晶粒の位置と大きさはランダムなものと
なる。

【００１０】また、レーザビームの照射によって前記半
導体膜が完全溶融することなく、固相半導体領域が部分
的に残存している場合には、レーザビームの照射後、直
ちに前記固相半導体領域から結晶成長が始まる。既に述
べたように、完全溶融領域において結晶核が生成するに
はある程度時間が掛かる。そのため、完全溶融領域にお
いて結晶核が生成するまでの間に、前記半導体膜の膜面
に対する平行方向（以下、ラテラル方向と呼ぶ）に結晶
成長の先端である固液界面（固相半導体領域と完全溶融
領域との界面を指す。）が移動することで、結晶粒は膜
厚の数十倍もの長さに成長する。このような成長は、完
全溶融領域において均一（あるいは不均一）に無数の結
晶核が生成し、結晶成長することで終了する。以下、こ
の現象をスーパーラテラル成長と言う。

【００１１】非晶質半導体膜や多結晶半導体膜において
も、前記スーパーラテラル成長が実現するレーザビーム
のエネルギー領域は存在する。しかし、前記エネルギー
領域は非常に狭く、また、大粒径の結晶粒の得られる位
置については制御できなかった。さらに、大粒径の結晶
粒以外の領域は結晶核が無数に生成した微結晶領域、も
しくは非晶質領域であった。

【００１２】以上に説明したように、半導体膜が完全溶
融するレーザビームのエネルギー領域でラテラル方向の
温度勾配を制御する（ラテラル方向への熱流を生じさせ
る）ことが出来れば、結晶粒の成長位置および成長方向
を制御することが出来る。この方法を実現するために様
々な試みがなされている。

【００１３】例えば、「R.Ishihara and A.Burtsev: AM
-LCD '98.,p153-p156,1998」では、基板と下地の酸化珪
素膜との間に高融点金属膜を形成し、前記高融点金属膜
の上方に非晶質珪素膜を形成し、エキシマレーザのレー
ザビームを基板の表面側（本明細書中では膜が形成され
ている面と定義する）と裏面側（本明細書中では膜が形
成されている面と反対側の面と定義する）の両側から照
射するレーザアニール法についての報告がある。基板の
表面側から照射されるレーザビームは、珪素膜に吸収さ
れて熱に変わる。一方、基板の裏面側から照射されるレ
ーザビームは前記高融点金属膜に吸収されて熱に変わ
り、前記高融点金属膜を高温で加熱する。加熱された前
記高融点金属膜と珪素膜の間の前記酸化珪素膜が、熱の
蓄積層として働くため、溶融している珪素膜の冷却速度
を遅くする事ができる。ここでは、高融点金属膜を任意
の場所に形成することにより、任意の場所に最大で直径
６．４μｍの結晶粒を得ることができることが報告され
ている。

【００１４】また、コロンビア大のJames S. Im氏ら
は、任意の場所にスーパーラテラル成長を実現させるこ
との出来るSequential Lateral Solidification method
（以下、ＳＬＳ法と言う。）を示した。ＳＬＳ法は、１
ショット毎にスリット状のマスクをスーパーラテラル成
長が行なわれる距離程度（約０．７５μｍ）移動させ
て、結晶化を行うものである。

【００１５】さらに、東工大の松村正清氏らは、第４７
回応用物理学関係連合講演会において、位置制御された
大粒径の結晶粒を形成する方法について発表している。
その方法は、図５（Ｃ）に示すように、非晶質珪素膜中
に上面形状が四角形で、かつ前記四角形の少なくとも１
つの頂点の角度が６０度である絶縁層を埋め込み、さら
に、前記非晶質珪素膜上に絶縁膜を形成する。レーザビ
ームを照射する際には位相シフトマスク（図５（Ａ））
を用いて、前記レーザビームのエネルギーに勾配を持た
せる(図５（Ｂ）)。このようにして、前記非晶質珪素膜
中に温度勾配を形成すれば、前記絶縁層の下方の非晶質
珪素膜中に結晶核が生成されるので、位置制御された大
粒径の結晶粒を形成するというものである。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】R. Ishihara氏らの方
法により形成された半導体膜を活性層としてトップゲー
ト型のＴＦＴを作製することは構造的には可能である。
しかしながら、半導体膜と高融点金属膜との間に設けら
れた酸化珪素膜により寄生容量が発生するので、消費電
力が増加し、ＴＦＴの高速動作を実現することは困難と
なる。一方、高融点金属膜をゲート電極とすることによ
り、ボトムゲート型または逆スタガ型のＴＦＴに対して
は有効に適用でき得ると考えられる。しかしながら、基
板上に酸化珪素膜を形成し、前記酸化珪素膜上に高融点
金属膜を形成し、前記高融点金属膜上に非晶質珪素膜を
形成する構造において、非晶質珪素膜の膜厚を除いて考
えたとしても、高融点金属膜と酸化珪素膜の膜厚は、結
晶化工程において適した膜厚と、ＴＦＴ素子としての特
性のおいて適した膜厚とは必ずしも一致しない。そのた
め、結晶化工程における最適設計と素子構造の最適設計
とを両方同時に満足することができない。

【００１７】また、透光性のない高融点金属膜をガラス
基板の全面に形成すると、透過型の液晶表示装置を作製
することは不可能になってしまう。高融点金属材料とし
て使用されるクロム（Ｃｒ）膜やチタン（Ｔｉ）膜は内
部応力が高いので、ガラス基板との密着性に問題が生じ
る可能性が高い。さらに、内部応力の影響はこの上層に
形成する半導体膜へも及び、形成された結晶質半導体膜
に歪みを与える力として作用する可能性が高い。

【００１８】一方、ＴＦＴにおいて重要なパラメータで
ある閾値電圧（以下、Ｖthと記す。）を所定の範囲内に
制御するためには、チャネル形成領域の荷電子制御のほ
かに、活性層に密接して絶縁膜で形成する下地膜やゲー
ト絶縁膜の荷電欠陥密度を低減させることや、その内部
応力のバランスを考慮する必要がある。このような要求
に対して、酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜などの珪素を構
成元素として含む材料が適していた。したがって、基板
と下地膜との間に高融点金属膜を設けることは、そのバ
ランスを崩してしまうことが懸念される。

【００１９】また、ＳＬＳ法は、マスクと基板との相対
的な位置決めの技術にミクロン単位の精密な制御が必要
であり、通常のレーザ照射装置と比較して複雑な装置に
なってしまう。さらに、大面積領域を有する液晶ディス
プレイに適用されるＴＦＴの作製に用いるにはスループ
ットに問題がある。

【００２０】さらに、松村氏らの発表による方法では、
レーザビームのエネルギー勾配を作るための位相シフト
マスクを用いる必要性がある。そのため、位相シフトマ
スクと埋め込み絶縁層との相対的な位置決めの技術にミ
クロン単位の精密な制御が必要であり、通常のレーザ照
射装置と比較して複雑な装置になる。また、レーザビー
ムを照射して半導体膜が溶融状態から冷却するとき、埋
め込み絶縁層の上面形状は四角形であり、前記四角形の
少なくとも１つの頂点の角度は６０度と広いため、前記
頂点付近の下方に存在する前記半導体膜中で結晶核が多
数生成される。そのため、成長する結晶粒同士が衝突し
合い、大粒径の結晶粒の形成される確率が低いと言う問
題点があった。

【００２１】本発明はこれらのような問題点を解決する
ための技術であり、結晶粒の位置とその大きさを制御し
た結晶質半導体膜を作製し、さらに前記結晶質半導体膜
をＴＦＴのチャネル形成領域に用いることにより、高速
動作が可能なＴＦＴを実現する。さらにそのようなＴＦ
Ｔを透過型の液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス
材料を用いた表示装置などのさまざまな半導体装置に適
用できる技術を提供することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】半導体膜上に絶縁膜を形
成し、前記絶縁膜側からレーザビームを照射したときの
反射率について説明する。ここでは、半導体膜として非
晶質珪素膜を、絶縁膜として酸化珪素膜を、レーザビー
ムの波長として３０８ｎｍおよび５３２ｎｍを例に挙げ
て説明するが、本発明において、半導体膜、絶縁膜およ
びレーザビームの波長は特にこれらに限定されるもので
はない。

【００２３】図１（Ａ）に酸化珪素膜の膜厚をパラメー
タとし、前記酸化珪素膜にＸｅＣｌエキシマレーザ（波
長３０８ｎｍ）を照射したときの反射率の変化を示す。
前記酸化珪素膜の膜厚によって、前記酸化珪素膜に対す
るＸｅＣｌエキシマレーザの反射率は２６〜５６％の間
を周期的に変化していることが分かる。

【００２４】また、半導体膜上に部分的に絶縁層を形成
し、前記半導体膜に対してレーザビームの実効的な照射
強度を変化させたい場合は、前記半導体膜の反射率につ
いても考慮する必要が生じる。

【００２５】図１（Ｂ）に非晶質珪素膜の膜厚をパラメ
ータとし、前記非晶質珪素膜にＸｅＣｌエキシマレーザ
（波長３０８ｎｍ）を照射したときの反射率の変化を示
す。前記非晶質珪素膜の膜厚が５ｎｍ程度までの反射率
は、前記酸化珪素膜の膜厚を変化させて該酸化珪素膜に
ＸｅＣｌエキシマレーザを照射したときに得られる最も
低い反射率（２６％）より低い。また、前記非晶質珪素
膜の膜厚が５〜１２ｎｍの場合の反射率は、前記酸化珪
素膜の膜厚を変化させて該酸化珪素膜にＸｅＣｌエキシ
マレーザを照射したときに得られる反射率と同じ範囲
（２６〜５６％）となる。そのため、前記非晶質珪素膜
に対してＸｅＣｌエキシマレーザの実効的な照射強度を
変化させる場合には、前記非晶質珪素膜の膜厚に応じて
前記酸化珪素膜の膜厚を選ぶ必要がある。前記非晶質珪
素膜の膜厚が１２ｎｍより厚い場合の反射率は、前記酸
化珪素膜の膜厚を変化させて該酸化珪素膜にＸｅＣｌエ
キシマレーザを照射したときに得られる最も高い反射率
（５６％）と同程度か、５６％より高い反射率になる。

【００２６】次に、波長５３２ｎｍのレーザビームを照
射したときの反射率の変化を示す。図２（Ａ）に酸化珪
素膜の膜厚をパラメータとし、前記酸化珪素膜にＹＡＧ
レーザの第２高調波（波長５３２ｎｍ）を照射したとき
の反射率の変化を示し、図２（Ｂ）に非晶質珪素膜の膜
厚をパラメータとし、前記非晶質珪素膜にＹＡＧレーザ
の第２高調波を照射したときの反射率の変化を示す。表
１に示すように、波長５３２ｎｍのレーザビームは、波
長３０８ｎｍのレーザビームより非晶質珪素膜に対する
減衰係数が低いため、酸化珪素膜に対して照射したとき
の反射率は前記酸化珪素膜の下方に存在する非晶質珪素
膜の膜厚によって異なる。図２（Ａ）では非晶質珪素膜
の膜厚を５８ｎｍとした。

【００２７】

【表１】

【００２８】図２（Ａ）においては、図１（Ａ）と同様
に、反射率が周期的に変化している。図２（Ｂ）におい
ては、非晶質珪素膜の膜厚が厚くなるにつれて、反射率
は周期的に変化しながら収束する傾向がある。また、図
２（Ａ）および図２（Ｂ）から波長５３２ｎｍに対する
酸化珪素膜の反射率は非晶質珪素膜の反射率と同程度か
それ以下であることがわかる。

【００２９】つまり、半導体膜上に絶縁膜を形成する
際、前記絶縁膜の膜厚をレーザビームの反射率の低い膜
厚にすれば、前記レーザビームを照射したときに前記絶
縁膜は反射防止効果および保熱効果を有するので、前記
半導体膜の溶融状態を長く保つことが出来る。また、半
導体膜上に部分的に絶縁層を形成する場合に、前記半導
体膜に対してレーザビームの実効的な照射強度を変化さ
せるときは、前記半導体膜および前記絶縁層の反射率を
考慮した膜厚にする必要がある。さらに、レーザビーム
の波長によっても反射率は変化するので、前記レーザビ
ームの波長に応じた膜厚にする必要がある。ここで、本
明細書中における保熱効果について説明する。半導体膜
上に絶縁膜を形成してレーザビームを照射したときに、
前記絶縁膜に接する半導体膜の溶融時間は、前記絶縁膜
が形成されていない半導体膜の溶融時間より長くなる。
これは、前記絶縁膜が形成されていることにより、半導
体膜における熱の流出速度が緩やかになるためである。
そこで、本明細書中では熱の流出速度を緩やかにする効
果を保熱効果とする。

【００３０】また、半導体膜中に、上面形状が四角形で
あり、かつ前記四角形の少なくとも１つの頂点の角度が
６０度である絶縁層（埋め込み絶縁層）が存在する構造
を図５（Ｃ）で示した。しかしながら、前記頂点の角度
が６０度と広いため、レーザビームを照射したときに前
記頂点付近の下方に存在する半導体膜中では、結晶核が
多数生成される。そのため、成長する結晶粒同士が衝突
し合い、大粒径の結晶粒が形成される確率が低くなって
いた。つまり、大粒径の結晶粒を形成するためには、前
記埋め込み絶縁層を上面から見たときに少なくとも１つ
の頂点の角度が６０度未満であれば、その頂点の下方に
おける結晶核の生成密度が低くなり、成長する結晶粒同
士が衝突することを低減できる。

【００３１】以上のことから、本発明において、半導体
膜中の埋め込み絶縁層の上面形状は、少なくとも１つの
頂点の角度が６０度未満である多角形であるとする。さ
らに、半導体膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜におい
て前記埋め込み絶縁層と重なる領域をエッチングして絶
縁層を形成し、該絶縁層をレーザビームを照射したとき
の反射防止効果および保熱効果として作用させて、位置
制御された大粒径の結晶粒を有する結晶質半導体膜を形
成することを目的とする。但し、レーザビームの照射は
基板の表面側から、または、基板の表面側および裏面側
の両側から行うものとする。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図３
〜４の断面図を用いて説明する。但し、図３（Ｂ）およ
び図４（Ｄ）においては断面図と同時に上面図も記載し
た。

【００３３】図３（Ａ）において基板１１には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板、またはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡｒ（ポリア
リレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタラート）と言った透明フィルム
を用いても良い。例えば、コーニング社製の７０５９ガ
ラスや１７３７ガラスなどを好適に用いることが出来
る。

【００３４】前記基板１１の上に下地絶縁膜１２を公知
の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により窒
化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などで形成
する。下地絶縁膜１２はここでは単層構造である例を示
しているが、単層構造に限らず、２層以上の積層構造と
してもよい。

【００３５】前記下地絶縁膜１２上に、図３（Ａ）に示
す第１の半導体膜１３を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ（好ましくは１
０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。但し、前記第１の
半導体膜１３としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体
膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウ
ム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用し
ても良い。

【００３６】前記第１の半導体膜１３上に、第１の絶縁
膜１４を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法、熱処理等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜また
は酸化珪素膜などで形成する。第１の絶縁膜１４の膜厚
は、後工程で形成される第２の絶縁膜１８の膜厚と同じ
膜厚か、薄い方が望ましい。このようにするのは、レー
ザビームを照射したときに、半導体膜中での温度勾配を
生じやすくするためである。前記第１の絶縁膜１４を形
成した後、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジス
トマスクを形成し、不要な部分をエッチングして、絶縁
層１５を形成する。

【００３７】前記絶縁層１５の上面形状は多角形であ
り、かつ前記多角形の少なくとも１つの頂点の角度が６
０度未満であるとする。以下、角度が６０度未満である
頂点を頂点Ａとする。前記頂点Ａの角度を６０度未満と
するのは、レーザビームを照射したとき、前記頂点Ａ付
近の下方に存在する半導体膜中での結晶核の生成密度を
低くし、成長する結晶粒同士が衝突し合うのを防ぐため
である。

【００３８】前記エッチングにはフッ素系のガスを用い
たドライエッチング法を用いても良いし、フッ素系の水
溶液を用いたウエットエッチング法を用いても良い。前
記ウエットエッチング法を選択する場合には、例えば、
フッ化水素アンモニウム（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％と
フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を１５．４％含む混合
液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）でエッ
チングしても良い。

【００３９】次に、第２の半導体膜１６をプラズマＣＶ
Ｄ法やスパッタ法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ
（好ましくは１０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。以
下、第１の半導体膜１３および第２の半導体膜１６に挟
まれた絶縁層１５を改めて埋め込み絶縁層１５と呼ぶこ
とにする。

【００４０】前記第２の半導体膜１６に沿って、第２の
絶縁膜１７を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズ
マＣＶＤ法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜また
は酸化珪素膜などで形成する。前記第２の絶縁膜１７の
膜厚は図１（Ａ）および図２（Ａ）に示したように、レ
ーザアニールの際に用いるレーザビームの波長に対して
反射率が低い膜厚にするのが望ましい。このようにする
ことで、前記第２の絶縁膜１７は反射防止膜および保熱
効果用の膜として有効に作用する。

【００４１】前記第２の絶縁膜１７を形成した後、フォ
トリソグラフィーの技術を用いてレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、絶縁層１８を形成す
る。前記絶縁層１８は、前記第２の絶縁膜１７において
前記埋め込み絶縁層と重なる領域のみをエッチングして
形成しても良いし、図３（Ｄ）に示すように前記埋め込
み絶縁層１５とは重ならず、かつ前記第２の半導体膜１
６を介して前記頂点Ａと前記絶縁層１８の端面を一致さ
せて形成しても良い。

【００４２】図４（Ａ）は基板の表面側から、図４
（Ｂ）は基板の表面側および裏面側の両側からレーザビ
ームを照射する結晶化工程を説明する図である。本発明
においては、いずれかの方法を用いることとする。レー
ザアニール法による結晶化は、まず半導体膜が含有する
水素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００
℃で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を
５atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レ
ーザ性が著しく向上する。

【００４３】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るため、
良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレー
ザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレー
ザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、
ＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レーザビ
ームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中などで行う
ことが出来る。さらに、レーザビームを照射する際に基
板を５００度程度まで加熱しても良い。こうすることで
半導体膜における熱の流出速度の低下が期待され、結晶
粒の粒径を拡大することが出来る。

【００４４】前述のいずれかのレーザ発振器を用い、ま
た、いずれかの雰囲気中で、図４（Ａ）または図４
（Ｂ）に示すいずれかの照射方法でレーザビームを照射
し、前記第１の半導体膜１３および第２の半導体膜１７
の結晶化を行う。

【００４５】ここで、図４（Ｃ）および（Ｄ）に示すよ
うに、埋め込み絶縁層１５の両端を境界とし、絶縁層１
８を含む領域を領域Ａ、埋め込み絶縁層１５を含む領域
を領域Ｂ、半導体膜の上部に絶縁層が存在しない領域を
領域Ｃとする。

【００４６】レーザビームが照射されることにより、第
１の半導体膜１３および第２の半導体膜１６は溶融状態
になる。ここで、レーザビームが照射された第１の半導
体膜１３を１９ａで、レーザビームが照射された第２の
半導体膜１６を１９ｂで示すこととする。前記第１の半
導体膜１９ａは、前記第２の半導体膜１９ｂや埋め込み
絶縁層１５等を介してレーザビームが照射されるため、
直接レーザビームが照射される第２の半導体膜１９ｂに
比べ、早く冷却する。そのため、まず前記第１の半導体
膜１９ａ中に結晶核２０が生成する。（図４（Ｃ））

【００４７】その中でも、半導体膜上に絶縁層１８が存
在しない領域Ｃの第１の半導体膜１９ａおよび第２の半
導体膜１９ｂが冷却され、結晶核２０が多数生成し、領
域Ｃは微結晶領域となる。

【００４８】また、領域Ｂの第１の半導体膜１９ａは埋
め込み絶縁層１５と下地絶縁膜１２に挟まれており、前
記埋め込み絶縁層１５と前記下地絶縁膜１２の保熱効果
のため、冷却速度が遅くなる。しかし時間が経過するに
したがって、第１の半導体膜１９ａは冷却され、結晶核
が生成する。このとき、領域Ｂの第１の半導体膜１９ａ
には、埋め込み絶縁層１５の形状に応じた結晶核２０の
分布が生じる。特に、前記埋め込み絶縁層１５の頂点Ａ
の角度が６０度未満と狭いため、前記頂点Ａ付近の下方
に存在する第１の半導体膜中１３では、結晶核２０の生
成密度が低くなる。

【００４９】一方、領域Ａの第１の半導体膜１９ａおよ
び第２の半導体膜１９ｂは、レーザビームの反射率の低
く、かつ保熱効果を有する絶縁層１８および保熱効果を
有する下地絶縁膜１２に挟まれているため、領域Ｃおよ
び領域Ｂより溶融状態が長く保たれる。そのため、領域
Ａと領域Ｂにおいて温度勾配が生じ、温度の低い領域Ｂ
から温度の高い領域Ａへと結晶成長の先端である固液界
面が移動する。このようにして、埋め込み絶縁層１５の
頂点Ａ付近の下方に存在する第１の半導体膜中で生成し
た結晶核は領域Ａへと結晶成長し、領域Ａにおいて大粒
径の結晶粒を得ることが出来る。

【００５０】また、レーザビームの照射によって領域Ｂ
における第１の半導体膜１９ａが完全溶融することな
く、固相半導体領域が部分的に残存している場合は、レ
ーザビームの照射後、直ちに前記固相半導体領域から半
導体層の内部に生じた温度勾配を利用して領域Ａに向か
って結晶成長が進行する。そのため、やはり領域Ａにお
いて大粒径の結晶粒を得ることが出来る。

【００５１】レーザビームを照射して形成された前記結
晶質半導体膜２１は、前記第１の半導体膜および前記第
２の半導体膜よりも粒径の大きな結晶粒を有している。
前記結晶質半導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲
気中で３００〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズ
マによって生成された水素を含む雰囲気中で２００〜４
５０℃の加熱処理によって、残留する欠陥を中和するこ
とができる。

【００５２】このようにして作製された結晶質半導体膜
２１において、図４（Ｄ）の上面図に示すように、大粒
径の結晶粒が形成された領域２２をチャネル形成領域や
活性領域として、ＴＦＴを作製することにより、前記Ｔ
ＦＴの電気的特性を向上させることが出来る。

【００５３】

【実施例】［実施例１］本発明の実施例について、図３
〜４の断面図を用いて説明する。ただし、図３（Ｂ）お
よび図４（Ｄ）において断面図と同時に上面図も記載し
た。

【００５４】図３（Ａ）において基板１１には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板、またはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡｒ（ポリア
リレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタラート）と言った透明フィルム
を用いても良い。例えば、コーニング社製の７０５９ガ
ラスや１７３７ガラスなどを好適に用いることが出来
る。

【００５５】前記基板１１の上に下地絶縁膜１２を公知
の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により窒
化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などを１０
〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎｍ）形成す
る。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７
％）を形成した。

【００５６】前記下地絶縁膜１２上に、図３（Ａ）に示
す第１の半導体膜１３を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ（好ましくは１
０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。但し、前記第１の
半導体膜１３としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体
膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウ
ム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用し
ても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５
５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した。

【００５７】前記第１の半導体膜１３上に、第１の絶縁
膜１４を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素
膜などを１０〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎ
ｍ）形成する。第１の絶縁膜１４の膜厚は、後工程で形
成される第２の絶縁膜１８の膜厚と同じ膜厚か、薄い方
が望ましい。このようにするのは、レーザビームを照射
したときに、半導体膜中での温度勾配を生じやすくする
ためである。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素
膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ
＝１７％）を形成した。前記第１の絶縁膜１４を形成し
た後、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジストマ
スクを形成し、不要な部分をエッチングして、絶縁層１
５を形成する。

【００５８】前記絶縁膜１５の上面形状は多角形であ
り、かつ前記多角形の少なくとも１つの頂点の角度が６
０度未満であるとする。以下、角度が６０度未満の頂点
を頂点Ａとする。前記頂点Ａの角度を６０度未満とする
のは、レーザビームを照射したとき、前記頂点Ａ付近の
下方に存在する半導体膜中での結晶核の生成密度を低く
し、成長する結晶粒同士が衝突し合うのを防ぐためであ
る。本実施例において前記絶縁層１５の上面形状は三角
形とし、前記三角形は角度が３０度の頂点を有するもの
とする（図３（Ｂ））。

【００５９】前記エッチングにはフッ素系のガスを用い
たドライエッチング法を用いても良いし、フッ素系の水
溶液を用いたウエットエッチング法を用いても良い。前
記ウエットエッチング法を選択する場合には、例えば、
フッ化水素アンモニウム（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％と
フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を１５．４％含む混合
液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）でエッ
チングしても良い。

【００６０】次に、第２の半導体膜１６をプラズマＣＶ
Ｄ法やスパッタ法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ
（好ましくは１０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。本
実施例ではプラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質
珪素膜を成膜した。以下、第１の半導体膜１３および第
２の半導体膜１６に挟まれた絶縁層１５を改めて埋め込
み絶縁層１５と呼ぶことにする。

【００６１】前記第２の半導体膜１６に沿って、第２の
絶縁膜１７を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズ
マＣＶＤ法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜また
は酸化珪素膜などで形成する。前記第２の絶縁膜１７の
膜厚は図１（Ａ）および図２（Ａ）に示したように、レ
ーザアニールの際に用いるレーザビームの波長に対して
反射率が低い膜厚にするのが望ましい。このようにする
ことで、前記第２の絶縁膜１７は反射防止膜および保熱
効果用の膜として有効に作用する。本実施例では膜厚５
０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２
７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。

【００６２】前記第２の絶縁膜１７を形成した後、フォ
トリソグラフィーの技術を用いてレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、絶縁層１８を形成す
る。前記絶縁層１８は、前記第２の絶縁膜１７において
前記埋め込み絶縁層と重なる領域のみをエッチングして
形成しても良いし、図３（Ｄ）に示すように前記埋め込
み絶縁層１５とは重ならず、かつ前記第２の半導体膜１
６を介して前記頂点Ａと前記絶縁層１８の端面を一致さ
せて形成しても良い。

【００６３】図４（Ａ）は基板の表面側から、図４
（Ｂ）は基板の表面側および裏面側の両側からレーザビ
ームを照射する結晶化工程を説明する図である。本発明
においては、いずれかの方法を用いることとする。レー
ザアニール法による結晶化は、まず半導体膜が含有する
水素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００
℃で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を
５atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レ
ーザ性が著しく向上する。

【００６４】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るため、
良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレー
ザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレー
ザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、
またはＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レ
ーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中など
で行うことが出来る。さらに、レーザビームを照射する
際に基板を５００度程度まで加熱しても良い。こうする
ことで半導体膜における熱の流出速度の低下が期待さ
れ、結晶粒の粒径を拡大することが出来る。

【００６５】本実施例においては、パルス発振のＸｅＣ
ｌエキシマレーザを用い、基板の温度は室温とし、大気
中で、図４（Ａ）に示す基板の表面側からレーザビーム
を照射して、前記第１の半導体膜１３および第２の半導
体膜１６の結晶化を行った。

【００６６】ここで、図４（Ｃ）および（Ｄ）に示すよ
うに、埋め込み絶縁層１５の両端を境界とし、絶縁層１
８を含む領域を領域Ａ、埋め込み絶縁層１５を含む領域
を領域Ｂ、第１の半導体膜１３または第２の半導体膜１
６の上方に絶縁層が存在しない領域を領域Ｃとする。

【００６７】レーザビームが照射されることにより、第
１の半導体膜１３および第２の半導体膜１６は溶融状態
になる。ここで、レーザビームが照射された第１の半導
体膜１３を１９ａで、レーザビームが照射された第２の
半導体膜１６を１９ｂで示すこととする。前記第１の半
導体膜１９ａは、前記第２の半導体膜１９ｂや埋め込み
絶縁層１５等を介してレーザビームが照射されるため、
直接レーザビームが照射される第２の半導体膜１９ｂに
比べ、早く冷却する。そのため、まず前記第１の半導体
膜１９ａ中に結晶核２０が生成する。（図４（Ｃ））

【００６８】その中でも、半導体膜上に絶縁層１８が存
在しない領域Ｃの第１の半導体膜１９ａおよび第２の半
導体膜１９ｂが冷却され、結晶核２０が多数生成し、領
域Ｃは微結晶領域となる。

【００６９】また、領域Ｂの第１の半導体膜１９ａは埋
め込み絶縁層１５と下地絶縁膜１２に挟まれており、前
記埋め込み絶縁層１５と前記下地絶縁膜１２の保熱効果
のため、冷却速度が遅くなる。しかし時間が経過するに
したがって、第１の半導体膜１９ａは冷却され、結晶核
が生成する。このとき、領域Ｂの第１の半導体膜１９ａ
には、埋め込み絶縁層１５の形状に応じた結晶核２０の
分布が生じる。特に、前記埋め込み絶縁層１５の頂点Ａ
の角度が６０度未満と狭いため、前記頂点Ａ付近の下方
に存在する第１の半導体膜中１３では、結晶核２０の生
成密度が低くなる。

【００７０】一方、領域Ａの第１の半導体膜１９ａおよ
び第２の半導体膜１９ｂは、レーザビームの反射率の低
く、かつ保熱効果を有する絶縁層１８および保熱効果を
有する下地絶縁膜１２に挟まれているため、領域Ｃおよ
び領域Ｂより溶融状態が長く保たれる。そのため、領域
Ａと領域Ｂにおいて温度勾配が生じ、温度の低い領域Ｂ
から温度の高い領域Ａへと結晶成長の先端である固液界
面が移動する。このようにして、埋め込み絶縁層１５の
頂点Ａ付近の下方に存在する第１の半導体膜中で生成し
た結晶核は領域Ａへと結晶成長し、領域Ａにおいて大粒
径の結晶粒を得ることが出来る。

【００７１】また、レーザビームの照射によって領域Ｂ
における第１の半導体膜１９ａが完全溶融することな
く、固相半導体領域が部分的に残存している場合は、レ
ーザビームの照射後、直ちに前記固相半導体領域から半
導体層の内部に生じた温度勾配を利用して領域Ａに向か
って結晶成長が進行する。そのため、やはり領域Ａにお
いて大粒径の結晶粒を得ることが出来る。

【００７２】レーザビームを照射して形成された前記結
晶質半導体膜２１は、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で３００〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマ
によって生成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５
０℃の加熱処理によって、残留する欠陥を中和すること
ができる。

【００７３】このようにして作製された結晶質半導体膜
２１において、図４（Ｄ）の上面図に示すように、大粒
径の結晶粒が形成された領域２２をチャネル形成領域や
活性領域として、ＴＦＴを作製することにより、前記Ｔ
ＦＴの電気的特性を向上させることが出来る。

【００７４】［実施例２］ここでは、半導体膜を熱処理
によって部分的に結晶化させたのち、レーザアニールを
行う方法について図６〜７の断面図を用いて説明する。
ただし、図６（Ｂ）および図７（Ｄ）においては断面図
および上面図を記載した。

【００７５】図６（Ａ）において基板３１には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板、またはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡｒ（ポリア
リレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタラート）と言った透明フィルム
を用いても良い。例えば、コーニング社製の７０５９ガ
ラスや１７３７ガラスなどを好適に用いることが出来
る。

【００７６】前記基板３１の上に下地絶縁膜３２を公知
の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により窒
化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などを１０
〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎｍ）形成す
る。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７
％）を形成した。

【００７７】前記下地絶縁膜３２上に、図６（Ａ）に示
す第１の半導体膜３３を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ（好ましくは１
０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。但し、前記第１の
半導体膜３３としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体
膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウ
ム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用し
ても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５
５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した。

【００７８】前記第１の半導体膜３３上に、第１の絶縁
膜３４を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素
膜などを１０〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎ
ｍ）形成する。第１の絶縁膜３４の膜厚は、後工程で形
成される第２の絶縁膜３９の膜厚と同じ膜厚か、薄い方
が望ましい。このようにするのは、レーザビームを照射
したときに、半導体膜中での温度勾配を生じやすくする
ためである。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素
膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ
＝１７％）を形成した。前記第１の絶縁膜３４を形成し
た後、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジストマ
スクを形成し、不要な部分をエッチングして、絶縁層３
５を形成する。

【００７９】前記絶縁層３５の上面形状は多角形であ
り、かつ前記多角形の少なくとも１つの頂点の角度が６
０度未満であるとする。以下、角度が６０度未満の頂点
を頂点Ａとする。前記頂点Ａの角度を６０度未満とする
のは、レーザビームを照射したとき、前記頂点Ａ付近の
下方に存在する半導体膜中での結晶核の生成密度を低く
し、成長する結晶粒同士が衝突し合うのを防ぐためであ
る。本実施例において前記絶縁膜３５の上面形状は三角
形とし、前記三角形は角度が３０度の頂点を有するもの
とする（図６（Ｂ））。

【００８０】前記エッチングにはフッ素系のガスを用い
たドライエッチング法を用いても良いし、フッ素系の水
溶液を用いたウエットエッチング法を用いても良い。前
記ウエットエッチング法を選択する場合には、例えば、
フッ化水素アンモニウム（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％と
フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を１５．４％含む混合
液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）でエッ
チングしても良い。

【００８１】次に、第２の半導体膜３６をプラズマＣＶ
Ｄ法やスパッタ法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ
（好ましくは１０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。本
実施例ではプラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質
珪素膜を成膜した。以下、第１の半導体膜３３および第
２の半導体膜３６に挟まれた絶縁層３５を改めて埋め込
み絶縁層３５と呼ぶことにする。

【００８２】次に、特開平７−１８３５４０号公報に記
載されている方法により、前記第１の半導体膜および第
２の半導体膜を部分的に結晶化させる。ここで、前記方
法を簡単に説明する。まず、半導体膜にニッケルまた
は、パラジウム、または鉛等の元素を微量に添加する。
添加の方法は、プラズマ処理法や蒸着法、イオン注入
法、スパッタ法、溶液塗布法等を利用すればよい。前記
添加の後、例えば５５０℃の窒素雰囲気に４時間、半導
体膜を置くと、特性の良好な結晶質半導体膜が得られ
る。結晶化に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記元素
の添加量や、非晶質半導体膜の状態による。本実施例で
は、溶液塗布法を適用し、溶液に酢酸ニッケル溶液を用
いて、重量換算で濃度１０ｐｐｍのものを５ｍｌ、スピ
ンコート法により膜上全面に塗布して、金属含有層３７
を形成する。次に、基板に対し、温度５００℃の窒素雰
囲気に１時間、更に連続的に、温度５５０℃の窒素雰囲
気に４時間の加熱を行って、部分的に結晶化した第１の
結晶質半導体膜３８を得る。

【００８３】前記第１の結晶質半導体膜３８に沿って、
第２の絶縁膜３９を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、または
プラズマＣＶＤ法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素
膜または酸化珪素膜などで形成する。前記第２の絶縁膜
３９の膜厚は図１（Ａ）および図２（Ａ）に示したよう
に、レーザアニールの際に用いるレーザビームの波長に
対して反射率が低い膜厚にするのが望ましい。このよう
にすることで、前記第２の絶縁膜３９は反射防止膜およ
び保熱効果用の膜として有効に作用する。本実施例では
膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、
Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。

【００８４】前記第２の絶縁膜３９を形成した後、フォ
トリソグラフィーの技術を用いてレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、絶縁層４０を形成す
る。前記絶縁層４０は、前記第２の絶縁膜３９において
前記埋め込み絶縁層と重なる領域のみをエッチングして
形成しても良いし、図７（Ａ）に示すように前記埋め込
み絶縁層３５とは重ならず、かつ前記第１の結晶質半導
体膜３８を介して前記頂点Ａと前記絶縁層４０の端面を
一致させて形成しても良い。

【００８５】レーザアニール法による結晶化は、まず半
導体膜が含有する水素を放出させておくことが望まし
く、４００〜５００℃で窒素雰囲気に１時間程度曝し
て、含有する水素量を５atom％以下にしておくと良い。
これにより、膜の耐レーザ性が著しく向上する。

【００８６】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るため、
良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレー
ザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレー
ザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、
またはＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レ
ーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中など
で行うことが出来る。さらに、レーザビームを照射する
際に基板を５００度程度まで加熱しても良い。こうする
ことで半導体膜における熱の流出速度の低下が期待さ
れ、結晶粒の粒径を拡大することが出来る。

【００８７】本実施例においては、パルス発振のＸｅＣ
ｌエキシマレーザを用い、基板の温度は室温とし、大気
中で、図７（Ｂ）に示す基板の表面側からレーザビーム
を照射して、前記第１の結晶質半導体膜３８の結晶化を
行った。図示しないが、レーザビームは基板の表面側お
よび裏面側の両面から照射してもよい。

【００８８】ここで、図７（Ｃ）に示すように、埋め込
み絶縁層３５の両端を境界とし、絶縁層４０を含む領域
を領域Ａ、埋め込み絶縁層３５を含む領域を領域Ｂ、半
導体膜の上部に絶縁層が存在しない領域を領域Ｃとす
る。

【００８９】レーザビームが照射されることにより、第
１の半導体膜３３および第２の半導体膜３６は溶融状態
になる。ここで、レーザビームが照射された第１の半導
体膜３３を４１ａで、レーザビームが照射された第２の
半導体膜３６を４１ｂで示すこととする。前記第１の半
導体膜４１ａは、前記第２の半導体膜４１ｂや埋め込み
絶縁層３５等を介してレーザビームが照射されるため、
直接レーザビームが照射される第２の半導体膜４１ｂに
比べ、早く冷却する。そのため、まず前記第１の半導体
膜４１ａ中に結晶核４２が生成する（図７（Ｃ））。

【００９０】その中でも、半導体膜上に絶縁層４０が存
在しない領域Ｃの第１の半導体膜４１ａおよび第２の半
導体膜４１ｂが冷却され、結晶核４２が多数生成し、領
域Ｃは微結晶領域となる。

【００９１】また、領域Ｂの第１の半導体膜４１ａは埋
め込み絶縁層３５と下地絶縁膜３２に挟まれており、前
記埋め込み絶縁層３５と前記下地絶縁膜３２の保熱効果
のため、冷却速度が遅くなる。しかし時間が経過するに
したがって、第１の半導体膜４１ａは冷却され、結晶核
が生成する。このとき、領域Ｂの第１の半導体膜４１ａ
には、埋め込み絶縁層３５の形状に応じた結晶核４２の
分布が生じる。特に、前記埋め込み絶縁層３５の頂点Ａ
の角度が６０度未満と狭いため、前記頂点Ａ付近の下方
に存在する第１の半導体膜中３３では、結晶核４２の生
成密度が低くなる。

【００９２】一方、領域Ａの第１の半導体膜４１ａおよ
び第２の半導体膜４１ｂは、レーザビームの反射率の低
く、かつ保熱効果を有する絶縁層４０および保熱効果を
有する下地絶縁膜３２に挟まれているため、領域Ｃおよ
び領域Ｂより溶融状態が長く保たれる。そのため、領域
Ａと領域Ｂにおいて温度勾配が生じ、温度の低い領域Ｂ
から温度の高い領域Ａへと結晶成長の先端である固液界
面が移動する。このようにして、埋め込み絶縁層３５の
頂点Ａ付近の下方に存在する第１の半導体膜４１ａ中で
生成した結晶核は領域Ａへと結晶成長し、領域Ａにおい
て大粒径の結晶粒を得ることが出来る。

【００９３】また、レーザビームの照射によって領域Ｂ
における第１の半導体膜４１ａが完全溶融することな
く、固相半導体領域が部分的に残存している場合は、レ
ーザビームの照射後、直ちに前記固相半導体領域から半
導体層の内部に生じた温度勾配を利用して領域Ａに向か
って結晶成長が進行する。そのため、やはり領域Ａにお
いて大粒径の結晶粒を得ることが出来る。

【００９４】レーザビームを照射して形成された第２の
結晶質半導体膜４３は、３〜１００％の水素を含む雰囲
気中で３００〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズ
マによって生成された水素を含む雰囲気中で２００〜４
５０℃の加熱処理によって、残留する欠陥を中和するこ
とができる。

【００９５】このようにして作製された結晶質半導体膜
４３において、図７（Ｄ）の上面図に示すように、大粒
径の結晶粒が形成された領域４４をチャネル形成領域や
活性領域として、ＴＦＴを作製することにより、前記Ｔ
ＦＴの電気的特性を向上させることが出来る。

【００９６】［実施例３］本発明の実施例について、図
８〜９の断面図を用いて説明する。ただし、図８（Ｂ）
および図９（Ｃ）において断面図と同時に上面図も記載
した。

【００９７】図８（Ａ）において基板５１には、合成石
英ガラス基板、バリウムホウケイ酸ガラスアルミノホウ
ケイ酸ガラスなどの無アルカリガラスと言ったガラス基
板、またはＰＣ（ポリカーボネート）、ＰＡｒ（ポリア
リレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタラート）と言った透明フィルム
を用いても良い。例えば、コーニング社製の７０５９ガ
ラスや１７３７ガラスなどを好適に用いることが出来
る。

【００９８】前記基板５１の上に下地絶縁膜５２を公知
の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により窒
化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素膜などを１０
〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎｍ）形成す
る。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７
％）を形成した。

【００９９】前記下地絶縁膜５２上に、図８（Ａ）に示
す第１の半導体膜５３を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ
法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ（好ましくは１
０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。但し、前記第１の
半導体膜５３としては、非晶質半導体膜や微結晶半導体
膜、多結晶半導体膜などがあり、非晶質珪素ゲルマニウ
ム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用し
ても良い。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、５
５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜した。

【０１００】前記第１の半導体膜５３上に、第１の絶縁
膜５４を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法
等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜または酸化珪素
膜などを１０〜２００ｎｍ（好ましくは１０〜１００ｎ
ｍ）形成する。第１の絶縁膜５４の膜厚は、後工程で形
成される第２の絶縁膜５８の膜厚と同じ膜厚か、薄い方
が望ましい。このようにするのは、レーザビームを照射
したときに、半導体膜中での温度勾配を生じやすくする
ためである。本実施例では膜厚５０ｎｍの酸化窒化珪素
膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ
＝１７％）を形成した。前記第１の絶縁膜５４を形成し
た後、フォトリソグラフィーの技術を用いてレジストマ
スクを形成し、不要な部分をエッチングして、絶縁層５
５を形成する。

【０１０１】前記絶縁層５５の上面形状は多角形であ
り、かつ前記多角形の少なくとも１つの頂点の角度が６
０度未満であるとする。以下、角度が６０度未満の頂点
を頂点Ａとする。前記頂点Ａの角度を６０度未満とする
のは、レーザビームを照射したとき、前記頂点Ａ付近の
下方に存在する半導体膜中での結晶核の生成密度を低く
し、成長する結晶粒同士が衝突し合うのを防ぐためであ
る。本実施例において前記絶縁層５５の上面形状は四角
形とし、前記四角形は角度が４５度の頂点を２つ有する
ものとした。

【０１０２】前記エッチングにはフッ素系のガスを用い
たドライエッチング法を用いても良いし、フッ素系の水
溶液を用いたウエットエッチング法を用いても良い。前
記ウエットエッチング法を選択する場合には、例えば、
フッ化水素アンモニウム（ＮＨ ₄ＨＦ₂）を７．１３％と
フッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を１５．４％含む混合
液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５００）でエッ
チングしても良い。

【０１０３】次に、第２の半導体膜５６をプラズマＣＶ
Ｄ法やスパッタ法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ
（好ましくは１０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。本
実施例ではプラズマＣＶＤ法を用い、５５ｎｍの非晶質
珪素膜を成膜した。以下、第１の半導体膜５３および第
２の半導体膜５６に挟まれた絶縁層５５を改めて埋め込
み絶縁層５５と呼ぶことにする。

【０１０４】前記第２の半導体膜５６に沿って、第２の
絶縁膜５７を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズ
マＣＶＤ法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜また
は酸化珪素膜などで形成する。前記第２の絶縁膜５７の
膜厚は図１（Ａ）または図２（Ａ）に示したように、レ
ーザアニールの際に用いるレーザビームの波長に対して
反射率が低い膜厚にするのが望ましい。このようにする
ことで、前記第２の絶縁膜５７は反射防止膜および保熱
効果用の膜として有効に作用する。本実施例では膜厚５
０ｎｍの酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝２
７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）を形成した。

【０１０５】前記第２の絶縁膜５７を形成した後、フォ
トリソグラフィーの技術を用いてレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、絶縁層５８を形成す
る。前記絶縁層５８は、前記第２の絶縁膜５７において
前記埋め込み絶縁層と重なる領域をエッチングして形成
しても良いし、図８（Ｄ）に示すように、前記埋め込み
絶縁層５５と重ならず、かつ前記第２の半導体膜５６を
介して前記埋め込み絶縁層５５の頂点Ａまたは頂点Ａ
‘と前記絶縁層５８の端面を一致させて形成しても良
い。

【０１０６】図９（Ａ）は基板の表面側からレーザビー
ムを照射する結晶化工程を説明する図である。本発明に
おいては、いずれかの方法を用いることとする。レーザ
アニール法による結晶化は、まず半導体膜が含有する水
素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃
で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５
atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レー
ザ性が著しく向上する。

【０１０７】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高周波パルスを発振出来るため、
良く用いられている。また、パルス発振のエキシマレー
ザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａｒレー
ザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、
またはＹＬＦレーザ等も用いることが出来る。また、レ
ーザビームの照射は真空中、大気中、窒素雰囲気中など
で行うことが出来る。さらに、レーザビームを照射する
際に基板を５００度程度まで加熱しても良い。こうする
ことで半導体膜における熱の流出速度の低下が期待さ
れ、結晶粒の粒径を拡大することが出来る。

【０１０８】本実施例においては、パルス発振のＸｅＣ
ｌエキシマレーザを用い、基板の温度は室温とし、大気
中で、図９（Ａ）に示す基板の表面側からレーザビーム
を照射して、前記第１の半導体膜５３および第２の半導
体膜５６の結晶化を行った。

【０１０９】ここで、図９（Ｃ）および（Ｄ）に示すよ
うに、埋め込み絶縁層５５の両端を境界とし、絶縁層５
８を含む領域を領域Ａおよび領域Ａ’、埋め込み絶縁層
５５を含む領域を領域Ｂとする。

【０１１０】レーザビームが照射されることにより、第
１の半導体膜５３および第２の半導体膜５６は溶融状態
になる。ここで、レーザビームが照射された第１の半導
体膜５３を５９ａで、レーザビームが照射された第２の
半導体膜５６を５９ｂで示すこととする。前記第１の半
導体膜５９ａは、前記第２の半導体膜５９ｂや埋め込み
絶縁層５５等を介してレーザビームが照射されるため、
直接レーザビームが照射される第２の半導体膜５９ｂに
比べ、早く冷却する。そのため、まず前記第１の半導体
膜５９ａ中に結晶核６０が生成する（図９（Ｃ））。

【０１１１】また、領域Ｂの第１の半導体膜５９ａは埋
め込み絶縁層５５と下地絶縁膜５２に挟まれており、前
記埋め込み絶縁層５５と前記下地絶縁膜５２の保熱効果
のため、冷却速度が遅くなる。しかし時間が経過するに
したがって、第１の半導体膜５９ａは冷却され、結晶核
が生成する。このとき、領域Ｂの第１の半導体膜５９ａ
には、埋め込み絶縁層５５の形状に応じた結晶核６０の
分布が生じる。特に、前記埋め込み絶縁層５５の頂点Ａ
および頂点Ａ’の角度が６０度未満と狭いため、前記頂
点Ａおよび頂点Ａ’付近の下方に存在する第１の半導体
膜中５３では、結晶核６０の生成密度が低くなる。

【０１１２】一方、領域Ａおよび領域Ａ’の第１の半導
体膜５９ａおよび第２の半導体膜５９ｂは、レーザビー
ムの反射率の低く、かつ保熱効果を有する絶縁層５８お
よび保熱効果を有する下地絶縁膜５２に挟まれているた
め、領域Ｂより溶融状態が長く保たれる。そのため、領
域Ａおよび領域Ｂ、または領域Ａ’および領域Ｂにおい
て温度勾配が生じ、温度の低い領域Ｂから温度の高い領
域Ａまたは領域Ａ’へと結晶成長の先端である固液界面
が移動する。このようにして、埋め込み絶縁層５５の頂
点Ａ付近の下方に存在する第１の半導体膜５９ａ中で生
成した結晶核は領域Ａへと結晶成長し、領域Ａにおいて
大粒径の結晶粒を得ることが出来る。同様に、埋め込み
絶縁層５５の頂点Ａ’付近の下方に存在する第１の半導
体膜５９ａ中で生成した結晶核は領域Ａ’へと結晶成長
し、領域Ａ’において大粒径の結晶粒を得ることが出来
る。

【０１１３】また、レーザビームの照射によって領域Ｂ
における第１の半導体膜５９ａが完全溶融することな
く、固相半導体領域が部分的に残存している場合は、レ
ーザビームの照射後、直ちに前記固相半導体領域から半
導体層の内部に生じた温度勾配を利用して領域Ａまたは
領域Ａ’に向かって結晶成長が進行する。そのため、や
はり領域Ａおよび領域Ａ’において大粒径の結晶粒を得
ることが出来る。

【０１１４】レーザビームを照射して形成された前記結
晶質半導体膜６１は、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で３００〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマ
によって生成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５
０℃の加熱処理によって、残留する欠陥を中和すること
ができる。

【０１１５】このようにして作製された結晶質半導体膜
６１において、図９（Ｃ）の上面図に示すように、大粒
径の結晶粒が形成された領域６２Ａおよび６２Ａ’をチ
ャネル形成領域や活性領域として、ＴＦＴを作製するこ
とにより、前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることが
出来る。

【０１１６】［実施例４］ここでは、同一基板上に画素
部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャ
ネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製す
る方法について詳細に図１０〜図１３を用いて説明す
る。本明細書では駆動回路と、画素ＴＦＴ及び保持容量
とを有する画素部を同一基板上に形成された基板を、便
宜上アクティブマトリクス基板と呼ぶ。

【０１１７】実施例１、実施例２または実施例３のいず
れかの方法により、図１０（Ａ）で示す結晶質半導体膜
を得る。本実施例では、図１０（Ａ）の断面と、図４
（Ｄ）、図７（Ｄ）または図９（Ｃ）の鎖線Ａ―Ａ’で
切断した断面を対応させてＴＦＴを作製する方法につい
て説明するが、実施例１、実施例２または実施例３で結
晶質半導体膜を形成する際に用いた断面と同じ断面を用
いてＴＦＴを作製することもできる。

【０１１８】まず、前記結晶質半導体膜を所望の形状に
パターニングして形成する。本実施例では、前記結晶質
半導体膜に対しフォトリソグラフィー法を用いたパター
ニング処理によって、半導体層４０２〜４０６を形成し
た。

【０１１９】また、半導体層４０２〜４０６を形成した
後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。

【０１２０】次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲ
ート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜として、既
に半導体膜上に形成した絶縁膜を利用しても良い。前記
絶縁膜の膜厚がゲート絶縁膜としての所望の膜厚である
ときはそのまま利用し、所望の膜厚より厚い場合はエッ
チングにより膜厚を薄くする。また、所望の膜厚より薄
い場合はエッチングを行ない、所望の膜厚であるゲート
絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプラズ
マＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５
０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、既に形成した絶縁層（符号１８または４０または４
８）をエッチングし、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎ
ｍの厚さで酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝
５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成した。もちろん、
ゲート絶縁膜は酸化窒化珪素膜に限定されるものでな
く、他の珪素を含む絶縁膜を単層または積層構造として
用いても良い。

【０１２１】また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラ
ズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）
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で放電させて形成することができる。
このようにして作製される酸化珪素膜は、その後４００
〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜として良好
な特性を得ることができる。

【０１２２】次いで、図１０（Ａ）に示すように、ゲー
ト絶縁膜４０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電
膜４０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜４
０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍの
ＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎ
ｍのＷ膜からなる第２の導電膜４０９を積層形成した。
ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜
は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に６フッ化タングステン（ＷＦ₆）を用いる熱ＣＶ
Ｄ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電
極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、
Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望まし
い。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図る
ことができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い
場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実
施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のター
ゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中か
らの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成
することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現するこ
とができた。

【０１２３】なお、本実施例では、第１の導電膜４０８
をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしたが、特に限定
されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。
また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素
膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰ
ｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜４０８
をタンタル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜４０９を
Ｗ膜とする組み合わせ、第１の導電膜４０８を窒化チタ
ン（ＴｉＮ）膜で形成し、第２の導電膜４０９をＷ膜と
する組み合わせ、第１の導電膜４０８を窒化タンタル
（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜４０９をＡｌ膜と
する組み合わせ、第１の導電膜４０８を窒化タンタル
（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜４０９をＣｕ膜と
する組み合わせとしてもよい。

【０１２４】次に、フォトリソグラフィー法を用いてレ
ジストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、電極及
び配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。
第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条
件で行う。本実施例では第１のエッチング条件として、
ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合型プラ
ズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスにＣＦ₄
とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を２５／
２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、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
ラズマを生成してエッチングを行った。ここでは、松下
電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッチング装
置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。基板側
（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（13.56MHz）電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチングして
第１の導電層の端部をテーパー形状とする。第１のエッ
チング条件でのＷに対するエッチング速度は２００．３
９ｎｍ／ｍｉｎ、ＴａＮに対するエッチング速度は８
０．３２ｎｍ／ｍｉｎであり、ＴａＮに対するＷの選択
比は約２．５である。また、この第１のエッチング条件
によって、Ｗのテーパー角は、約２６°となる。

【０１２５】この後、レジストからなるマスク４１０〜
４１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、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約３０秒程度のエッチングを
行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（1
3.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電
圧を印加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチン
グ条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングさ
れる。なお、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。

【０１２６】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第
１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層
から成る第１の形状の導電層４１７〜４２２（第１の導
電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２
２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１
の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０
〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。

【０１２７】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付
与する不純物元素を添加する（図１０（Ｂ））。ドーピ
ング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行
えば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０
¹³〜５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²とし、加速電圧を６
０〜１００ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を
１．５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²とし、加速電圧を８
０ｋｅＶとして行った。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）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用いた。
この場合、導電層４１７〜４２１がｎ型を付与する不純
物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度不純
物領域４２３〜４２７が形成される。高濃度不純物領域
４２３〜４２７には１×１０²⁰〜１×１０²¹ａｔｏｍｓ
／ｃｍ³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加
する。

【０１２８】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第２のエッチング処理を行う。ここでは、エッチン
グガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、Ｗ膜を選択的に
エッチングする。この時、第２のエッチング処理により
第１の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成する。一方、第
２の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほとんどエッチング
されず、第２の導電層４２８ａ〜４３３ａを形成する。
次いで、第２のドーピング処理を行って図１０（Ｃ）の
状態を得る。ドーピングは第２の導電層４１７ａ〜４２
２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導
電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素が添加さ
れるようにドーピングする。こうして、第１の導電層と
重なる不純物領域４３４〜４３８を形成する。この不純
物領域へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、第１の導電層
のテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配を有して
いる。なお、第１の導電層のテーパー部と重なる半導体
層において、第１の導電層のテーパー部の端部から内側
に向かって若干、不純物濃度が低くなっているものの、
ほぼ同程度の濃度である。また、不純物領域４２３〜４
２７にも不純物元素が添加され、不純物領域４３９〜４
４３を形成する。

【０１２９】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第３のエッチング処理を行う（図１１（Ａ））。こ
の第３のエッチング処理では第１の導電層のテーパー部
を部分的にエッチングして、半導体層と重なる領域を縮
小するために行われる。第３のエッチングは、エッチン
グガスにＣＨＦ₃を用い、反応性イオンエッチング法
（ＲＩＥ法）を用いて行う。第３のエッチングにより、
第１の導電層４４４〜４４９が形成される。この時、同
時に絶縁膜４１６もエッチングされて、絶縁膜４５０ａ
〜４５０ｄ、４５１が形成される。

【０１３０】上記第３のエッチングによって、第１の導
電層４４４〜４４８と重ならない不純物領域（ＬＤＤ領
域）４３４ａ〜４３８ａが形成される。なお、不純物領
域（ＧＯＬＤ領域）４３４ｂ〜４３８ｂは、第１の導電
層４４４〜４４８と重なったままである。

【０１３１】このようにすることで、本実施例は、第１
の導電層４４４〜４４８と重なる不純物領域（ＧＯＬＤ
領域）４３４ｂ〜４３８ｂにおける不純物濃度と、第１
の導電層４４４〜４４８と重ならない不純物領域（ＬＤ
Ｄ領域）４３４ａ〜４３８ａにおける不純物濃度との差
を小さくすることができ、信頼性を向上させることがで
きる。

【０１３２】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク４５２〜４５４を
形成して第３のドーピング処理を行う。この第３のドー
ピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる
半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不純
物元素が添加された不純物領域４５５〜４６０を形成す
る。第２の導電層４２８ａ〜４３２ａを不純物元素に対
するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を添
加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例で
は、不純物領域４５５〜４６０はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を
用いたイオンドープ法で形成する（図１１（Ｂ））この
第３のドーピング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを
形成する半導体層はレジストからなるマスク４５２〜４
５４で覆われている。第１のドーピング処理及び第２の
ドーピング処理によって、不純物領域４５５〜４６０に
はそれぞれ異なる濃度でリンが添加されているが、その
いずれの領域においてもｐ型を付与する不純物元素の濃
度を２×１０²⁰〜２×１０ ²¹ａｔｏｍｓ／ｃｍ³となる
ようにドーピング処理することにより、ｐチャネル型Ｔ
ＦＴのソース領域およびドレイン領域として機能するた
めに何ら問題は生じない。本実施例では、ｐチャネル型
ＴＦＴの活性層となる半導体層の一部が露呈しているた
め、不純物元素（ボロン）を添加しやすい利点を有して
いる。

【０１３３】以上までの工程でそれぞれの半導体層に不
純物領域が形成される。

【０１３４】次いで、レジストからなるマスク４５２〜
４５４を除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成する。
この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣＶＤ
法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍ
として珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プ
ラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜
を形成した。もちろん、第１の層間絶縁膜４６１は酸化
窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶
縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【０１３５】次いで、図１１（Ｃ）に示すように、それ
ぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理す
る工程を行う。この活性化工程はファーネスアニール炉
を用いる熱アニール法で行う。熱アニール法としては、
酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下
の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５００
〜５５０℃で行えばよく、本実施例では５５０℃、４時
間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱アニール法
の他に、レーザーアニール法、またはラピッドサーマル
アニール法（ＲＴＡ法）を適用することができる。

【０１３６】なお、実施例２において得られた結晶質半
導体膜を用いた場合、上記活性化処理と同時に、結晶化
の際に触媒として使用したニッケルが高濃度のリンを含
む不純物領域４３９、４４１、４４２、４５５、４５８
にゲッタリングされ、主にチャネル形成領域となる半導
体層中のニッケル濃度が低減される。このようにして作
製したチャネル形成領域を有するＴＦＴはオフ電流値が
下がり、結晶性が良いことから高い電界効果移動度が得
られ、良好な特性を達成することができる。

【０１３７】また、第１の層間絶縁膜４６１を形成する
前に活性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材
料が熱に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護
するため層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例え
ば窒化珪素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが
好ましい。

【０１３８】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行
い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水
素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱
処理を行った。この工程は第１の層間絶縁膜４６１に含
まれる水素により半導体層のダングリングボンドを終端
する工程である。水素化の他の手段として、プラズマ水
素化（プラズマにより励起された水素を用いる）を行っ
ても良い。

【０１３９】また、活性化処理としてレーザアニール法
を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレ
ーザやＹＡＧレーザ等のレーザビームを照射することが
望ましい。

【０１４０】次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶
縁膜４６２を形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍ
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００
ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いた。

【０１４１】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹が形成される第２の層間絶縁膜を形成することに
よって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電
極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電
極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行うこ
とができるため、工程数の増加なく形成することができ
る。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部領
域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う
絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面
に凸凹が形成される。

【０１４２】また、第２の層間絶縁膜４６２として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。

【０１４３】そして、駆動回路５０６において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴ
ｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金
膜）との積層膜をパターニングして形成する。

【０１４４】また、画素部５０７においては、画素電極
４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成す
る。（図１２）この接続電極４６８によりソース配線
（４４３ｂと４４９の積層）は、画素ＴＦＴと電気的な
接続が形成される。また、ゲート配線４６９は、画素Ｔ
ＦＴ５０４のゲート電極と電気的な接続が形成される。
また、画素電極４７０は、画素ＴＦＴ５０４のドレイン
領域４４２と電気的な接続が形成され、さらに保持容量
を形成する一方の電極として機能する半導体層４５８と
電気的な接続が形成される。また、画素電極４７１とし
ては、ＡｌまたはＡｇを主成分とする膜、またはそれら
の積層膜等の反射性の優れた材料を用いることが望まし
い。

【０１４５】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０
１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、
及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６
と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素
部５０７を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。

【０１４６】駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０
１はチャネル形成領域４７１、ゲート電極の一部を構成
する第１の導電層４４４と重なる低濃度不純物領域４３
４ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される
低濃度不純物領域４３４ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域
またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４
３９を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電
極４６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル
型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域４７２、ゲート電
極と重なる不純物領域４５７、ゲート電極の外側に形成
される不純物領域４５８、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域４５５を有してい
る。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成
領域４７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層
４４６と重なる低濃度不純物領域４３６ｂ（ＧＯＬＤ領
域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域
４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域４４１を有してい
る。

【０１４７】画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形
成領域４７４、ゲート電極の一部を構成する第１の導電
層４４７と重なる低濃度不純物領域４３７ｂ（ＧＯＬＤ
領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領
域４３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン
領域として機能する高濃度不純物領域４４３を有してい
る。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する
半導体層４５８〜４６０には、それぞれｐ型を付与する
不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁
膜４５１を誘電体として、電極（４４８と４３２ｂの積
層）と、半導体層４５８〜４６０とで形成している。

【０１４８】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に配置形成する。

【０１４９】本実施例で作製するアクティブマトリクス
基板の画素部の上面図を図１３に示す。なお、図１０〜
図１２に対応する部分には同じ符号を用いている。図１
２中の鎖線Ｂ−Ｂ’は図１３中の鎖線Ｂ−Ｂ’で切断し
た断面図に対応している。また、図１２中の鎖線Ｃ−
Ｃ’は図１３中の鎖線Ｃ―Ｃ’で切断した断面図に対応
している。

【０１５０】また、本実施例で示す工程に従えば、アク
ティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数
を５枚とすることができる。その結果、工程を短縮し、
製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することが
できる。

【０１５１】［実施例５］本実施例では、実施例４で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図１４
を用いる。

【０１５２】まず、実施例４に従い、図１１（ｃ）の状
態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１１（ｃ）
のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極４
７０上に配向膜４７１を形成しラビング処理を行う。な
お、本実施例では配向膜４７１を形成する前に、アクリ
ル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによっ
て基板間隔を保持するための柱状のスペーサ（図示しな
い）を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサに
代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。

【０１５３】次いで、対向基板４８１を用意する。次い
で、対向基板４８１上に着色層４７２、４７３、平坦化
膜４７４を形成する。赤色の着色層４７２と青色の着色
層４７３とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。

【０１５４】本実施例では、実施例４に示す基板を用い
ている。従って、実施例４の画素部の上面図を示す図１
３では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７０
の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙
と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。

【０１５５】このように、ブラックマスク等の遮光層を
形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層から
なる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能
とした。

【０１５６】次いで、平坦化膜４７４上に透明導電膜か
らなる対向電極４７５を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜４７６を形成し、ラビング処理を
施した。

【０１５７】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材４７７
で貼り合わせる。シール材４７７にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料４７８を注入し、封止剤（図示せ
ず）によって完全に封止する。液晶材料４７８には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１４に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板（図示
しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦ
ＰＣを貼りつけた。

【０１５８】以上のようにして作製される液晶表示パネ
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。

【０１５９】［実施例６］本発明を実施して形成された
ＣＭＯＳ回路や画素部は様々な電気光学装置（アクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリク
ス型ＥＣディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬデ
ィスプレイ）に用いることが出来る。即ち、それら電気
光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を
実施出来る。

【０１６０】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア型またはフ
ロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型
ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられ
る。それらの一例を図１５、図１６及び図１７に示す。

【０１６１】図１５（Ａ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３０
０３、キーボード３００４等を含む。本発明を画像入力
部３００２、表示部３００３やその他の信号制御回路に
適用することが出来る。

【０１６２】図１５（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作
スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０
６等を含む。本発明を表示部３１０２やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。

【０１６３】図１５（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部
３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表
示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５やその
他の信号制御回路に適用出来る。

【０１６４】図１５（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０
３等を含む。本発明は表示部３３０２やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。

【０１６５】図１５（Ｅ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０
３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄ
ｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことが出来る。本発明は表示部３４０２やその
他の信号制御回路に適用することが出来る。

【０１６６】図１５（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作ス
イッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発
明を表示部３５０２やその他の信号制御回路に適用する
ことが出来る。

【０１６７】図１６（Ａ）はフロント型プロジェクター
であり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含
む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表
示装置３８０８やその他の信号制御回路に適用すること
が出来る。

【０１６８】図１６（Ｂ）はリア型プロジェクターであ
り、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０
３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３
７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他
の信号制御回路に適用することが出来る。

【０１６９】なお、図１６（Ｃ）は、図１６（Ａ）及び
図１６（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の
構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７
０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０
４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズ
ム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０
９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８
１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図１６（Ｃ）中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。

【０１７０】また、図１６（Ｄ）は、図１６（Ｃ）中に
おける光源光学系３８０１の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクタ
ー３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３
８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で
構成される。なお、図１６（Ｄ）に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光
学系を設けてもよい。

【０１７１】ただし、図１６に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置での適用例は図示していな
い。

【０１７２】図１７（Ａ）は携帯電話であり、本体３９
０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示
部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６
等を含む。本発明を音声出力部３９０２、音声入力部３
９０３、表示部３９０４やその他の信号制御回路に適用
することが出来る。

【０１７３】図１７（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であ
り、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒
体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６
等を含む。本発明は表示部４００２、４００３やその他
の信号回路に適用することが出来る。

【０１７４】図１７（Ｃ）はディスプレイであり、本体
４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。
本発明は表示部４１０３に適用することが出来る。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）の
ディスプレイには有利である。

【０１７５】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例１〜５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
出来る

【０１７６】

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 （ａ）従来のＴＦＴの作製プロセスに適合した、簡単な
構造である。 （ｂ）スリットなどの位置決めのために、レーザ照射装
置に特別なミクロン単位での精密な位置決め技術は不要
であり、通常のレーザ照射装置をそのまま利用できる。 （ｃ）反射防止効果および保熱効果として用いた絶縁層
をそのままゲート絶縁膜として利用することもできる。 （ｄ）以上の利点を満たした上で、位置制御した単結晶
を作製できる方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （Ａ）酸化珪素膜の膜厚をパラメータとし、
波長３０８ｎｍのレーザビームを照射したときの酸化珪
素膜に対する反射率を示す図。 （Ｂ）非晶質半導体膜の膜厚をパラメータとし、波長３
０８ｎｍのレーザビームを照射したときの非晶質珪素膜
に対する反射率を示す図。

【図２】 （Ａ）酸化珪素膜の膜厚をパラメータとし、
波長５３２ｎｍのレーザビームを照射したときの酸化珪
素膜に対する反射率を示す図。 （Ｂ）非晶質半導体膜の膜厚をパラメータとし、波長５
３２ｎｍのレーザビームを照射したときの非晶質珪素膜
に対する反射率を示す図。

【図３】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図４】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図５】 （Ａ）位相シフトマスクの例を示す図。 （Ｂ）位相シフトマスクを経たレーザビームの強度分布
を示す図。 （Ｃ）従来の大粒径で位置制御された結晶粒を形成する
例を示す図。

【図６】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図７】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図８】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図９】 本発明が開示する大粒径で位置制御された結
晶粒を形成する方法の例を示す図。

【図１０】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１１】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１２】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１３】 画素ＴＦＴの構成を示す断面図。

【図１４】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。

【図１５】 半導体装置の例を示す図。

【図１６】 半導体装置の例を示す図。

【図１７】 半導体装置の例を示す図。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 JA24 JA28 KA05 KA12 MA05 MA07 MA17 MA30 NA05 5F048 AC04 BA10 BA16 BB09 BC06 BG07 5F052 AA02 AA11 BB01 BB02 BB07 CA04 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA01 EA03 EA11 EA16 FA04 FA06 FA26 FA27 JA01 5F110 AA30 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 EE01 EE02 EE04 EE06 EE09 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF04 FF09 FF12 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG19 GG25 GG32 GG39 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL03 HL06 HL11 HM15 NN03 NN22 NN27 NN72 PP03 PP07 PP10 PP11 PP22 PP23 PP34 PP36 PP40 QQ04 QQ11 QQ24 QQ25

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
   前記下地絶縁膜上に第１の半導体膜を形成する工程と、
   前記第１の半導体膜上に第１の絶縁膜を形成する工程
   と、前記第１の絶縁膜を部分的にエッチングして、上面
   形状が多角形であり、かつ前記多角形の少なくとも１つ
   の頂点の角度を６０度未満とする工程と、前記第１の絶
   縁膜を覆って第２の半導体膜を形成する工程と、前記第
   ２の半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜が重なるうちの前
   記第２の絶縁膜の部分をエッチングする工程と、レーザ
   ビームを前記基板の表面側、または前記基板の表面側お
   よび裏面側の両側から照射して、前記第１の半導体膜お
   よび前記第２の半導体膜から結晶質半導体膜を形成する
   工程と、前記第２の絶縁膜に接する前記結晶質半導体膜
   をチャネル形成領域とするＴＦＴを作製する工程と、を
   有することを特徴とする半導体装置の作製方法。
2. 【請求項２】 基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
   前記下地絶縁膜上に第１の半導体膜を形成する工程と、
   前記第１の半導体膜上に第１の絶縁膜を形成する工程
   と、前記第１の絶縁膜を部分的にエッチングして、上面
   形状が多角形であり、かつ前記多角形の少なくとも１つ
   の頂点の角度を６０度未満とする工程と、前記第１の絶
   縁膜を覆って第２の半導体膜を形成する工程と、前記第
   ２の半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第２の絶縁膜を部分的にエッチングして、前記第１
   の絶縁膜とは重ならず、かつ前記第２の半導体膜を介し
   て前記頂点と一致する端面を形成する工程と、レーザビ
   ームを前記基板の表面側、または前記基板の表面側およ
   び裏面側の両側から照射して、前記第１の半導体膜およ
   び前記第２の半導体膜から結晶質半導体膜を形成する工
   程と、前記第２の絶縁膜に接する前記結晶質半導体膜を
   チャネル形成領域とするＴＦＴを作製する工程と、を有
   することを特徴とする半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】 基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
   前記下地絶縁膜上に第１の半導体膜を形成する工程と、
   前記第１の半導体膜上に第１の絶縁膜を形成する工程
   と、前記第１の絶縁膜を部分的にエッチングして、上面
   形状が多角形であり、かつ前記多角形の少なくとも１つ
   の頂点の角度を６０度未満とする工程と、前記第１の絶
   縁膜を覆って第２の半導体膜を形成する工程と、前記第
   ２の半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１の絶縁膜と前記第２の絶縁膜が重なるうちの前
   記第２の絶縁膜の部分をエッチングする工程と、レーザ
   ビームを前記基板の表面側、または前記基板の表面側お
   よび裏面側の両側から照射して、前記第１の半導体膜お
   よび前記第２の半導体膜から結晶質半導体膜を形成する
   工程と、前記第２の絶縁膜に接する前記結晶質半導体膜
   を活性領域とするＴＦＴを作製する工程と、を有するこ
   とを特徴とする半導体装置の作製方法。
4. 【請求項４】 基板上に下地絶縁膜を形成する工程と、
   前記下地絶縁膜上に第１の半導体膜を形成する工程と、
   前記第１の半導体膜上に第１の絶縁膜を形成する工程
   と、前記第１の絶縁膜を部分的にエッチングして、上面
   形状が多角形であり、かつ前記多角形の少なくとも１つ
   の頂点の角度を６０度未満とする工程と、前記第１の絶
   縁膜を覆って第２の半導体膜を形成する工程と、前記第
   ２の半導体膜を覆って第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第２の絶縁膜を部分的にエッチングして、前記第１
   の絶縁膜とは重ならず、かつ前記第２の半導体膜を介し
   て前記頂点と一致する端面を形成する工程と、レーザビ
   ームを前記基板の表面側、または前記基板の表面側およ
   び裏面側の両側から照射して、前記第１の半導体膜およ
   び前記第２の半導体膜から結晶質半導体膜を形成する工
   程と、前記第２の絶縁膜に接する前記結晶質半導体膜を
   活性領域とするＴＦＴを作製する工程と、を有すること
   を特徴とする半導体装置の作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項におい
   て、前記レーザビームは、エキシマレーザ、ＹＡＧレー
   ザ、ＹＶＯ₄ レーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、またはＹＬＦ
   レーザから射出されたレーザビームであることを特徴と
   する半導体装置の作製方法。