JP2002299237A - 多結晶半導体膜の製造方法 - Google Patents
多結晶半導体膜の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粒径が大きくかつ均一な多結晶半導体層を得
る。 【解決手段】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザアニールすることによって該非晶質半導体層を多
結晶半導体層に改質する工程からなり、前記レーザアニ
ールの際に、該非晶質半導体層の周囲に加熱された雰囲
気を形成する。
る。 【解決手段】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザアニールすることによって該非晶質半導体層を多
結晶半導体層に改質する工程からなり、前記レーザアニ
ールの際に、該非晶質半導体層の周囲に加熱された雰囲
気を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多結晶半導体膜の製
造方法に係り、たとえば液晶表示装置に形成される薄膜
トランジスタの形成に適用するに好適な多結晶半導体膜
の製造方法に関する。
造方法に係り、たとえば液晶表示装置に形成される薄膜
トランジスタの形成に適用するに好適な多結晶半導体膜
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえばアクティブ・マトリクス型の液
晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各透明基板
のうち一方の透明基板の液晶側の面に、ｘ方向に延在し
ｙ方向に並設されるゲート信号線とｙ方向に延在しｘ方
向に並設されるドレイン信号線とが形成され、これら各
信号線によって囲まれた矩形状の各領域を画素領域とし
ている。
晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各透明基板
のうち一方の透明基板の液晶側の面に、ｘ方向に延在し
ｙ方向に並設されるゲート信号線とｙ方向に延在しｘ方
向に並設されるドレイン信号線とが形成され、これら各
信号線によって囲まれた矩形状の各領域を画素領域とし
ている。
【０００３】そして、各画素領域には片側のゲート信号
線からの走査信号によって作動される薄膜トランジスタ
と、この薄膜トランジスタを介して片側のドレイン信号
線からの映像信号が供給される画素電極とが形成されて
いる。
線からの走査信号によって作動される薄膜トランジスタ
と、この薄膜トランジスタを介して片側のドレイン信号
線からの映像信号が供給される画素電極とが形成されて
いる。
【０００４】この画素電極は前記各透明基板のうちいず
れかの透明基板の液晶側の面に形成された対向電極との
間に電界を発生せしめ、この電界によって液晶の光透過
率を制御せしめるようになっている。
れかの透明基板の液晶側の面に形成された対向電極との
間に電界を発生せしめ、この電界によって液晶の光透過
率を制御せしめるようになっている。
【０００５】ここで、前記薄膜トランジスタとして、そ
の半導体層が多結晶シリコン（ポリシリコン）層で形成
されたものが知られている。
の半導体層が多結晶シリコン（ポリシリコン）層で形成
されたものが知られている。
【０００６】このような多結晶シリコン層は、透明基板
の表面に非晶質シリコン層を形成し、レーザアニールす
ることによって該非晶質シリコン層を多結晶シリコン層
に改質する工程を経ることによって形成できる。
の表面に非晶質シリコン層を形成し、レーザアニールす
ることによって該非晶質シリコン層を多結晶シリコン層
に改質する工程を経ることによって形成できる。
【０００７】すなわち、非晶質シリコン層が形成された
透明基板はヒータが内蔵されたホルダに載置され、該レ
ーザアニールの際に、該ヒータによって透明基板を加熱
するようになっている。非晶質シリコンはその後冷却さ
れるにともない結晶が形成されてその粒径が大きくな
る。
透明基板はヒータが内蔵されたホルダに載置され、該レ
ーザアニールの際に、該ヒータによって透明基板を加熱
するようになっている。非晶質シリコンはその後冷却さ
れるにともない結晶が形成されてその粒径が大きくな
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような多
結晶シリコン層の形成は、たとえば近年の液晶表示装置
のようにその基板が大きくなるにつれ、その表面に形成
された非晶質シリコン層をその全域にわたって均一に加
熱することが困難になり、これにより、粒径の均一な多
結晶シリコン層を形成できなくなってきていることが指
摘されるに至っている。
結晶シリコン層の形成は、たとえば近年の液晶表示装置
のようにその基板が大きくなるにつれ、その表面に形成
された非晶質シリコン層をその全域にわたって均一に加
熱することが困難になり、これにより、粒径の均一な多
結晶シリコン層を形成できなくなってきていることが指
摘されるに至っている。
【０００９】また、レーザアニールによる溶融後におけ
る冷却において、その冷却速度を増大させていることか
ら、非晶質シリコン層に形成される結晶はその粒径が比
較的小さいという不都合も生じていた。
る冷却において、その冷却速度を増大させていることか
ら、非晶質シリコン層に形成される結晶はその粒径が比
較的小さいという不都合も生じていた。
【００１０】結晶の粒径を大きくするためには、レーザ
光の照射パワーを増大させることが効果的であることが
確認されているが、このようにした場合いわゆるプロセ
スマージンが縮小され賢明な方法としては採用され難い
ものであった。
光の照射パワーを増大させることが効果的であることが
確認されているが、このようにした場合いわゆるプロセ
スマージンが縮小され賢明な方法としては採用され難い
ものであった。
【００１１】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、その目的は、基板が大きくなってもその全
域にわたって均一な多結晶半導体層を得ることができる
多結晶半導体層の製造方法を提供することにある。
れたもので、その目的は、基板が大きくなってもその全
域にわたって均一な多結晶半導体層を得ることができる
多結晶半導体層の製造方法を提供することにある。
【００１２】また、本発明の他の目的は、粒径の大きな
多結晶半導体層の製造方法を提供することにある。
多結晶半導体層の製造方法を提供することにある。
【００１３】また、本発明の他の目的は、高品質かつ均
一な多結晶半導体層を得ることができる多結晶半導体膜
の製造方法を提供することにある。
一な多結晶半導体層を得ることができる多結晶半導体膜
の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明において開示され
る発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。すなわち、本発明による多結晶半
導体膜の製造方法は、基板の表面に非晶質半導体層を形
成し、レーザアニールすることによって該非晶質半導体
層を多結晶半導体層に改質する工程からなり、前記レー
ザアニールの際に、該非晶質半導体層の周囲に加熱した
非酸化性ガスの雰囲気を形成することを特徴とするもの
である。
る発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。すなわち、本発明による多結晶半
導体膜の製造方法は、基板の表面に非晶質半導体層を形
成し、レーザアニールすることによって該非晶質半導体
層を多結晶半導体層に改質する工程からなり、前記レー
ザアニールの際に、該非晶質半導体層の周囲に加熱した
非酸化性ガスの雰囲気を形成することを特徴とするもの
である。
【００１５】このように構成された多結晶半導体膜の製
造方法は、レーザアニールの際に、非晶質半導体層の周
囲に加熱した非酸化性ガスの雰囲気を形成するようにし
ていることから、該非晶質半導体層の全域にわたって均
一な加熱を施すことができるようになる。このため、全
域にわたって均一な多結晶半導体層を形成することがで
きる。
造方法は、レーザアニールの際に、非晶質半導体層の周
囲に加熱した非酸化性ガスの雰囲気を形成するようにし
ていることから、該非晶質半導体層の全域にわたって均
一な加熱を施すことができるようになる。このため、全
域にわたって均一な多結晶半導体層を形成することがで
きる。
【００１６】ここで、雰囲気を非酸化性としているのは
半導体層が酸化されると結晶が大きく成長できないから
である。
半導体層が酸化されると結晶が大きく成長できないから
である。
【００１７】また、上述したようにすることにより、非
晶質半導体層への加熱は無駄がなく効率的に行うことが
できることから、その冷却の速度をなだらかにすること
ができる。このため、非晶質半導体層に形成される結晶
の粒径も大きなものとすることができる。
晶質半導体層への加熱は無駄がなく効率的に行うことが
できることから、その冷却の速度をなだらかにすること
ができる。このため、非晶質半導体層に形成される結晶
の粒径も大きなものとすることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明による多結晶半導体
膜の製造方法の実施例を図面を用いて説明をする。 〔実施例１〕図２は、レーザアニール装置の要部構成を
示すブロック図である。本装置は、石英製の窓を有する
チャンバ１と、その真空排気系２と、前記チャンバ１に
非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給系３と、この
非酸化性ガス供給系３と前記チャンバ１の間に介装され
て雰囲気ガスを加熱するガス加熱機構４と、該チャンバ
１にレーザ光を投射するレーザ系５とを含んでなる。
膜の製造方法の実施例を図面を用いて説明をする。 〔実施例１〕図２は、レーザアニール装置の要部構成を
示すブロック図である。本装置は、石英製の窓を有する
チャンバ１と、その真空排気系２と、前記チャンバ１に
非酸化性ガスを供給する非酸化性ガス供給系３と、この
非酸化性ガス供給系３と前記チャンバ１の間に介装され
て雰囲気ガスを加熱するガス加熱機構４と、該チャンバ
１にレーザ光を投射するレーザ系５とを含んでなる。
【００１９】チャンバ１内にはｘ−ｙ−ｚステージから
構成される基板ホルダ６が配置されている。この基板ホ
ルダ6にはガラス基板８が載置されるようになってお
り、このガラス基板８の表面には非晶質シリコン層１０
が形成されている。
構成される基板ホルダ６が配置されている。この基板ホ
ルダ6にはガラス基板８が載置されるようになってお
り、このガラス基板８の表面には非晶質シリコン層１０
が形成されている。
【００２０】また、レーザ系５は、ＸｅＣｌエキシマレ
ーザビームを発生するレーザ発信器５Ａと、レーザビー
ム整形機構５Ｂと、ミラー５Ｃとを含んで構成されてい
る。
ーザビームを発生するレーザ発信器５Ａと、レーザビー
ム整形機構５Ｂと、ミラー５Ｃとを含んで構成されてい
る。
【００２１】図１は、前記基板ホルダ６上に載置された
ガラス基板８に対してレーザビームを照射するためのレ
ーザ系５と、加熱された非酸化性ガスを供給するための
非酸化性ガス供給系３とガス加熱機構４の詳細を示して
いる。
ガラス基板８に対してレーザビームを照射するためのレ
ーザ系５と、加熱された非酸化性ガスを供給するための
非酸化性ガス供給系３とガス加熱機構４の詳細を示して
いる。
【００２２】この実施例では、レーザ系５から照射され
るレーザビームＲＢの前記ガラス基板８（正確には非晶
質シリコン層１０）の照射個所の近傍にガスノズル１２
が配置されている。このガスノズル１２は、ガラス基板
８と平行に配置された円筒形状からなり、その詳細を図
３に示すように、その側面には長手方向に沿って複数の
ガス噴出孔１２ａが並設されている。
るレーザビームＲＢの前記ガラス基板８（正確には非晶
質シリコン層１０）の照射個所の近傍にガスノズル１２
が配置されている。このガスノズル１２は、ガラス基板
８と平行に配置された円筒形状からなり、その詳細を図
３に示すように、その側面には長手方向に沿って複数の
ガス噴出孔１２ａが並設されている。
【００２３】ガスノズル１２には前記非酸化性ガス供給
系３からのガスがガス加熱機構４を介して供給され、該
ガスノズル１２のガス噴出孔１２ａを通して前記ガラス
基板８上のレーザビーム照射個所に噴出されるようにな
っている。
系３からのガスがガス加熱機構４を介して供給され、該
ガスノズル１２のガス噴出孔１２ａを通して前記ガラス
基板８上のレーザビーム照射個所に噴出されるようにな
っている。
【００２４】この場合、ガスノズル１２から噴出される
ガスは前記ガス加熱機構４によって加熱されており、こ
れにより、少なくともレーザビーム照射個所の近傍の前
記ガラス基板８及びその表面に形成された非晶質シリコ
ン層１０を加熱するようになっている。この場合、非晶
質シリコン層１０の加熱個所における表面が３００℃〜
４５０℃、望ましくは３００℃〜４００℃である。
ガスは前記ガス加熱機構４によって加熱されており、こ
れにより、少なくともレーザビーム照射個所の近傍の前
記ガラス基板８及びその表面に形成された非晶質シリコ
ン層１０を加熱するようになっている。この場合、非晶
質シリコン層１０の加熱個所における表面が３００℃〜
４５０℃、望ましくは３００℃〜４００℃である。
【００２５】このように構成されたレーザアニール装置
において、まず、基板ホルダ６にガラス基板８を載置す
る。このガラス基板８の上面には非晶質シリコン層がた
とえば厚さ１００ｎｍに形成されている。
において、まず、基板ホルダ６にガラス基板８を載置す
る。このガラス基板８の上面には非晶質シリコン層がた
とえば厚さ１００ｎｍに形成されている。
【００２６】次に、真空排気系２によりチャンバ１内を
圧力が約１ｍＰａになるまで排気し、その後、非酸化性ガ
ス供給系３により非酸化性ガス、たとえば、アルゴン
（Ａｒ）、二酸化窒素（Ｎ2）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム
（Ｈｅ）等のガスをチャンバ１内が約１ｇ気圧になるま
で注入する。その後、ガラス基板８面の非晶質シリコン
層１０にＸｅＣｌエキシマレーザを照射してレーザアニ
ールした。ここで、レーザは、たとえば、その発振波長
が３０８ｎｍのもの、パルス幅が２８ｎｓのものを使用
するのが好適である。
圧力が約１ｍＰａになるまで排気し、その後、非酸化性ガ
ス供給系３により非酸化性ガス、たとえば、アルゴン
（Ａｒ）、二酸化窒素（Ｎ2）、ネオン（Ｎｅ）、ヘリウム
（Ｈｅ）等のガスをチャンバ１内が約１ｇ気圧になるま
で注入する。その後、ガラス基板８面の非晶質シリコン
層１０にＸｅＣｌエキシマレーザを照射してレーザアニ
ールした。ここで、レーザは、たとえば、その発振波長
が３０８ｎｍのもの、パルス幅が２８ｎｓのものを使用
するのが好適である。
【００２７】図４は、基板ホルダ６を図中矢印方向に移
動させて、レーザビームＲＢの照射と加熱された非酸化
性ガスの噴出を行っていることを示している図である。
レーザビームＲＢの照射が終了した非晶質シリコン層は
多結晶シリコン層１０Ｐに改質される。
動させて、レーザビームＲＢの照射と加熱された非酸化
性ガスの噴出を行っていることを示している図である。
レーザビームＲＢの照射が終了した非晶質シリコン層は
多結晶シリコン層１０Ｐに改質される。
【００２８】この場合、レーザビームＲＢが照射されて
いる部分は、近接して配置されるガスノズル１２からの
加熱された非酸化性ガスが噴出されていることから、温
度分布を均一化させやすく、形成される多結晶シリコン
層１０Ｐの粒径は均一になるようになる。
いる部分は、近接して配置されるガスノズル１２からの
加熱された非酸化性ガスが噴出されていることから、温
度分布を均一化させやすく、形成される多結晶シリコン
層１０Ｐの粒径は均一になるようになる。
【００２９】そして、このように局部的に加熱がなされ
た後に、基板ホルダ６の移動にともなって、徐々に該加
熱部から遠ざかり冷却されるようになる。このため、多
結晶シリコン層１０Ｐの粒径は大きく成長するという効
果を奏する。
た後に、基板ホルダ６の移動にともなって、徐々に該加
熱部から遠ざかり冷却されるようになる。このため、多
結晶シリコン層１０Ｐの粒径は大きく成長するという効
果を奏する。
【００３０】図３に示すガスノズル１２は、それにすで
に加熱された非酸化性ガスが供給されるように構成され
たものである。しかし、他の実施例として、図５に示す
ように、ガスノズル１２の内部あるいはその周面に加熱
用フィラメント１５を該ガスノズル１２の長手方向に沿
って形成してもよい。このようにすることにより、上述
したガス加熱機構５Ｂを設ける必要がなくなるととも
に、熱の有効利用が図れ、かつ温度の均一なガス噴出を
達成することができる。
に加熱された非酸化性ガスが供給されるように構成され
たものである。しかし、他の実施例として、図５に示す
ように、ガスノズル１２の内部あるいはその周面に加熱
用フィラメント１５を該ガスノズル１２の長手方向に沿
って形成してもよい。このようにすることにより、上述
したガス加熱機構５Ｂを設ける必要がなくなるととも
に、熱の有効利用が図れ、かつ温度の均一なガス噴出を
達成することができる。
【００３１】加熱用フィラメント１５としては、たとえ
ば、線状のタングステン、白金等を用いることができ
る。
ば、線状のタングステン、白金等を用いることができ
る。
【００３２】〔実施例２〕本実施例は、液晶表示装置の
基板の上面に形成される薄膜トランジスタの形成におい
て、本発明を適用する場合を示すものである。
基板の上面に形成される薄膜トランジスタの形成におい
て、本発明を適用する場合を示すものである。
【００３３】図６は、液晶を介して対向配置される各透
明基板のうち一方の透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面の構
成を等価回路図で示している。
明基板のうち一方の透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面の構
成を等価回路図で示している。
【００３４】同図において、透明基板ＳＵＢ１の表面
に、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号
線ＧＬとｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号
線ＤＬとが形成されている。
に、そのｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号
線ＧＬとｘ方向に延在しｙ方向に並設されるゲート信号
線ＤＬとが形成されている。
【００３５】これら各信号線ＧＬ、ＤＬによって囲まれ
た矩形状の各領域を画素領域とし、各画素領域には片側
のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される
薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦ
Ｔを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が
供給される画素電極ＰＸとが形成されている。
た矩形状の各領域を画素領域とし、各画素領域には片側
のゲート信号線ＧＬからの走査信号によって作動される
薄膜トランジスタＴＦＴと、この薄膜トランジスタＴＦ
Ｔを介して片側のドレイン信号線ＤＬからの映像信号が
供給される画素電極ＰＸとが形成されている。
【００３６】この画素電極ＰＸは前記各透明基板のうち
他方の透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面に形成された対向
電極（図示せず）との間に電界を発生せしめ、この電界
によって液晶の光透過率を制御せしめるようになってい
る。
他方の透明基板ＳＵＢ２の液晶側の面に形成された対向
電極（図示せず）との間に電界を発生せしめ、この電界
によって液晶の光透過率を制御せしめるようになってい
る。
【００３７】マトリクス状に配置される各画素領域の集
合は液晶表示部ＡＲを構成し、この液晶表示部ＡＲを被
うようにして透明基板ＳＵＢ２が液晶を介して配置さ
れ、この透明基板ＳＵＢ２は該液晶の封止を兼ねるシー
ル材ＳＬによって透明基ＳＵＢ１と固着されている。
合は液晶表示部ＡＲを構成し、この液晶表示部ＡＲを被
うようにして透明基板ＳＵＢ２が液晶を介して配置さ
れ、この透明基板ＳＵＢ２は該液晶の封止を兼ねるシー
ル材ＳＬによって透明基ＳＵＢ１と固着されている。
【００３８】図７は、前記画素領域の構成を示す平面図
であり、図８は、図７のVIII−VIII線における断面図を
示している。
であり、図８は、図７のVIII−VIII線における断面図を
示している。
【００３９】透明基板ＳＵＢ１の液晶側の面に、まず、
ｘ方向に延在しｙ方向に並設される一対のゲート信号線
ＧＬが形成されている。
ｘ方向に延在しｙ方向に並設される一対のゲート信号線
ＧＬが形成されている。
【００４０】これらゲート信号線ＧＬは後述の一対のド
レイン信号線ＤＬとともに矩形状の領域を囲むようにな
っており、この領域を画素領域として構成するようにな
っている。
レイン信号線ＤＬとともに矩形状の領域を囲むようにな
っており、この領域を画素領域として構成するようにな
っている。
【００４１】このようにゲート信号線ＧＬが形成された
透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばＳｉＮからなる絶
縁膜ＧＩが該ゲート信号線ＧＬをも被って形成されてい
る。
透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえばＳｉＮからなる絶
縁膜ＧＩが該ゲート信号線ＧＬをも被って形成されてい
る。
【００４２】この絶縁膜ＧＬは、後述のドレイン信号線
ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対す
る層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタ
ＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての
機能を、後述の容量素子Ｃａｄｄの形成領域においては
その誘電体膜としての機能を有するようになっている。
ＤＬの形成領域においては前記ゲート信号線ＧＬに対す
る層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタ
ＴＦＴの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての
機能を、後述の容量素子Ｃａｄｄの形成領域においては
その誘電体膜としての機能を有するようになっている。
【００４３】そして、この絶縁膜ＧＩの表面であって、
前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたと
えば多結晶シリコンＳｉからなる半導体層ＡＳが形成さ
れている。
前記ゲート信号線ＧＬの一部に重畳するようにしてたと
えば多結晶シリコンＳｉからなる半導体層ＡＳが形成さ
れている。
【００４４】この多結晶シリコンＳｉからなる半導体層
ＡＳは、たとえば透明基板ＳＵＢ１のたとえば全域に非
晶質シリコン層を形成し、実施例１に示した方法で、該
非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に変質させたもの
で、その後、いわゆるフォトリソグラフィ技術による選
択エッチングで上述したパターンに形成したものであ
る。
ＡＳは、たとえば透明基板ＳＵＢ１のたとえば全域に非
晶質シリコン層を形成し、実施例１に示した方法で、該
非晶質シリコン層を多結晶シリコン層に変質させたもの
で、その後、いわゆるフォトリソグラフィ技術による選
択エッチングで上述したパターンに形成したものであ
る。
【００４５】この半導体層ＡＳは、薄膜トランジスタＴ
ＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ２お
よびソース電極ＳＤ１を形成することにより、ゲート信
号線ＧＬの一部をゲート電極とする逆スタガ構造のＭＩ
Ｓ型トランジスタを構成することができる。
ＦＴのそれであって、その上面にドレイン電極ＳＤ２お
よびソース電極ＳＤ１を形成することにより、ゲート信
号線ＧＬの一部をゲート電極とする逆スタガ構造のＭＩ
Ｓ型トランジスタを構成することができる。
【００４６】ここで、前記ドイレン電極ＳＤ２およびソ
ース電極ＳＤ１はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時
に形成されるようになっている。
ース電極ＳＤ１はドレイン信号線ＤＬの形成の際に同時
に形成されるようになっている。
【００４７】すなわち、y方向に延在されx方向に並設さ
れるドレイン信号線ＤＬが形成され、その一部が前記半
導体層ＡＳの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ２
が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ２と薄膜トラ
ンジスタのチャネル長分だけ離間されてソース電極ＳＤ
１が形成されている。
れるドレイン信号線ＤＬが形成され、その一部が前記半
導体層ＡＳの上面にまで延在されてドレイン電極ＳＤ２
が形成され、また、このドレイン電極ＳＤ２と薄膜トラ
ンジスタのチャネル長分だけ離間されてソース電極ＳＤ
１が形成されている。
【００４８】このソース電極ＳＤ１は半導体層ＡＳ面か
ら画素領域側の絶縁膜ＧＩの上面に至るまで若干延在さ
れ、後述の画素電極ＰＸとの接続を図るためのコンタク
ト部が形成されている。
ら画素領域側の絶縁膜ＧＩの上面に至るまで若干延在さ
れ、後述の画素電極ＰＸとの接続を図るためのコンタク
ト部が形成されている。
【００４９】なお、半導体層ＡＳとドレイン電極ＳＤ２
およびソース電極ＳＤ１との界面には高濃度の不純物が
ドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層
として機能するようになっている。
およびソース電極ＳＤ１との界面には高濃度の不純物が
ドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層
として機能するようになっている。
【００５０】このコンタクト層は、たとえば半導体層Ａ
Ｓの形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形
成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ２
およびソース電極ＳＤ１のパターンをマスクとしてそれ
から露出された前記不純物層をエッチングすることによ
って形成することができる。
Ｓの形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形
成されており、その上面に形成したドレイン電極ＳＤ２
およびソース電極ＳＤ１のパターンをマスクとしてそれ
から露出された前記不純物層をエッチングすることによ
って形成することができる。
【００５１】このように薄膜トランジスタＴＦＴ、ドイ
レン信号線ＤＬ、ドレイン電極、ＳＤ２およびソース電極
ＳＤ１が形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえ
ばＳｉＮからなる保護膜ＰＳＶが形成されている。この
保護膜ＰＳＶは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との
直接の接触を回避する層で、該薄膜トランジスタＴＦＴ
の特性劣化を防止せんとするようになっている。
レン信号線ＤＬ、ドレイン電極、ＳＤ２およびソース電極
ＳＤ１が形成された透明基板ＳＵＢ１の表面にはたとえ
ばＳｉＮからなる保護膜ＰＳＶが形成されている。この
保護膜ＰＳＶは前記薄膜トランジスタＴＦＴの液晶との
直接の接触を回避する層で、該薄膜トランジスタＴＦＴ
の特性劣化を防止せんとするようになっている。
【００５２】保護膜ＰＳＶの上面には画素電極ＰＸが形
成されている。この画素電極ＰＸはたとえばＩＴＯ(Ｉ
ｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)膜からなる透光性の
導電膜から構成されている。
成されている。この画素電極ＰＸはたとえばＩＴＯ(Ｉ
ｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ)膜からなる透光性の
導電膜から構成されている。
【００５３】この画素電極ＰＸは、薄膜トランジスタＴ
ＦＴの形成領域を回避して画素領域の大部分を占めるよ
うにして形成されている。そして、その一部が前記保護
膜ＰＳＶの一部に形成されたコンタクトホールＣＨを通
して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ１に電気
的に接続されている。
ＦＴの形成領域を回避して画素領域の大部分を占めるよ
うにして形成されている。そして、その一部が前記保護
膜ＰＳＶの一部に形成されたコンタクトホールＣＨを通
して薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ１に電気
的に接続されている。
【００５４】さらに、画素電極ＰＸはこれに接続される
前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート信号線Ｇ
とは異なる他の隣接するゲート信号線ＧＬの上方に至る
まで延在されて、該他のゲート信号線ＧＬと重畳する部
分を形成している。この部分において、画素電極ＰＸと
他のゲート信号線ＧＬとの間に保護膜ＰＳＶを誘電体膜
とする容量素子Ｃａｄｄが形成されるようになってい
る。
前記薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するゲート信号線Ｇ
とは異なる他の隣接するゲート信号線ＧＬの上方に至る
まで延在されて、該他のゲート信号線ＧＬと重畳する部
分を形成している。この部分において、画素電極ＰＸと
他のゲート信号線ＧＬとの間に保護膜ＰＳＶを誘電体膜
とする容量素子Ｃａｄｄが形成されるようになってい
る。
【００５５】この容量素子Ｃａｄｄは、たとえば画素電
極ＰＸに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる等
の機能をもたせるようになっている。
極ＰＸに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる等
の機能をもたせるようになっている。
【００５６】そして、このように画素電極ＰＸが形成さ
れた透明基板ＳＵＢ１の上面には該画素電極ＰＸをも被
って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。この配向膜ＯＲ
Ｉ１は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成され
たラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定
づけるようになっている。
れた透明基板ＳＵＢ１の上面には該画素電極ＰＸをも被
って配向膜ＯＲＩ１が形成されている。この配向膜ＯＲ
Ｉ１は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成され
たラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定
づけるようになっている。
【００５７】なお、図８において、透明基板ＳＵＢ２の
液晶側の面には、その各画素領域を画するようにしてブ
ラックマトリクスＢＭが形成されている。すなわち、少
なくとも液晶表示部に形成されたブラックマトリクスＢ
Ｍは各画素領域の周辺部を残す領域に開口が形成された
パターンをなし、これにより表示のコントラストの向上
を図っている。
液晶側の面には、その各画素領域を画するようにしてブ
ラックマトリクスＢＭが形成されている。すなわち、少
なくとも液晶表示部に形成されたブラックマトリクスＢ
Ｍは各画素領域の周辺部を残す領域に開口が形成された
パターンをなし、これにより表示のコントラストの向上
を図っている。
【００５８】また、このブラックマトリクスＢＭは透明
基板ＳＵＢ２側の薄膜トランジスタＴＦＴを充分被うよ
うにして形成され、該薄膜トランジスタＴＦＴへの外来
光の照射を妨げることによって該薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの特性劣化を回避するようになっている。
基板ＳＵＢ２側の薄膜トランジスタＴＦＴを充分被うよ
うにして形成され、該薄膜トランジスタＴＦＴへの外来
光の照射を妨げることによって該薄膜トランジスタＴＦ
Ｔの特性劣化を回避するようになっている。
【００５９】ブラックマトリクスＢＭが形成された透明
基板ＳＵＢ２の面には該ブラックマトリクスＢＭの開口
を被ってカラーフィルタＦＩＬが形成されている。この
カラーフィルタＦＩＬはたとえば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
(Ｂ)の各色のフィルタからなり、ｙ方向に並設される各
画素領域群にたとえば赤色のフィルタが共通に形成さ
れ、該画素領域群にｘ方向に順次隣接する画素領域群に
共通に緑（Ｇ）色、青(Ｂ)色、赤（Ｒ）色、……、という
ような配列で形成されている。
基板ＳＵＢ２の面には該ブラックマトリクスＢＭの開口
を被ってカラーフィルタＦＩＬが形成されている。この
カラーフィルタＦＩＬはたとえば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青
(Ｂ)の各色のフィルタからなり、ｙ方向に並設される各
画素領域群にたとえば赤色のフィルタが共通に形成さ
れ、該画素領域群にｘ方向に順次隣接する画素領域群に
共通に緑（Ｇ）色、青(Ｂ)色、赤（Ｒ）色、……、という
ような配列で形成されている。
【００６０】ブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィ
ルタＦＩＬが形成された透明基板ＳＵＢ２の表面にはこ
れらブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィルタＦＩ
Ｌをも被って平坦化膜ＯＣが形成されている。この平坦
化膜ＯＣは塗布によって形成できる樹脂膜からなり、前
記ブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィルタＦＩＬ
の形成によって顕在化する段差をなくすために設けられ
る。
ルタＦＩＬが形成された透明基板ＳＵＢ２の表面にはこ
れらブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィルタＦＩ
Ｌをも被って平坦化膜ＯＣが形成されている。この平坦
化膜ＯＣは塗布によって形成できる樹脂膜からなり、前
記ブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィルタＦＩＬ
の形成によって顕在化する段差をなくすために設けられ
る。
【００６１】この平坦膜ＯＣの上面には、たとえばＩＴ
Ｏ膜からなる透光性の導電膜が形成され、この導電膜に
よって各画素領域に共通の対向電極ＣＴが形成されてい
る。
Ｏ膜からなる透光性の導電膜が形成され、この導電膜に
よって各画素領域に共通の対向電極ＣＴが形成されてい
る。
【００６２】この平坦化膜ＯＣの表面には配向膜ＯＲＩ
２が形成され、この配向膜ＯＲＩ２は液晶と直接に当接
する膜で、その表面に形成されたラビングによって該液
晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになってい
る。
２が形成され、この配向膜ＯＲＩ２は液晶と直接に当接
する膜で、その表面に形成されたラビングによって該液
晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになってい
る。
【００６３】このようにして形成された液晶表示装置の
薄膜トランジスタＴＦＴは、その半導体層ＡＳの粒径を
大きくかつ均一に形成でき、電子あるいはホールの移動
度を大きくできるようになり、リーク電流の発生を大幅
に抑えることができるようになる。
薄膜トランジスタＴＦＴは、その半導体層ＡＳの粒径を
大きくかつ均一に形成でき、電子あるいはホールの移動
度を大きくできるようになり、リーク電流の発生を大幅
に抑えることができるようになる。
【００６４】なお、上述した実施例では、薄膜トランジ
スタＴＦＴは各画素に形成するそれを示したものであ
る。しかし、この薄膜トランジスタＴＦＴに限定される
ことはなく、たとえばゲート信号線ＧＬの一端側にて接
続されて透明基板ＳＵＢ１上に形成される垂直走査駆動
回路、あるいはドレイン信号線ＤＬの一端側にて接続さ
れて透明基板ＳＵＢ１上に形成される映像信号駆動回路
を形成する場合において、これら垂直走査駆動回路ある
いは映像信号駆動回路を構成する各トランジスタにも本
発明を適用できることはいうまでもない。
スタＴＦＴは各画素に形成するそれを示したものであ
る。しかし、この薄膜トランジスタＴＦＴに限定される
ことはなく、たとえばゲート信号線ＧＬの一端側にて接
続されて透明基板ＳＵＢ１上に形成される垂直走査駆動
回路、あるいはドレイン信号線ＤＬの一端側にて接続さ
れて透明基板ＳＵＢ１上に形成される映像信号駆動回路
を形成する場合において、これら垂直走査駆動回路ある
いは映像信号駆動回路を構成する各トランジスタにも本
発明を適用できることはいうまでもない。
【００６５】また、上述した実施例では、液晶表示装置
の製造において、その薄膜トランジスタの形成に本発明
を適用されたものである。しかし、これに限定されるこ
とはなく、たとえばエレクトロ・ルミネセンス（ＥＬ）
等の表示装置にも適用できることはいうまでもない。
の製造において、その薄膜トランジスタの形成に本発明
を適用されたものである。しかし、これに限定されるこ
とはなく、たとえばエレクトロ・ルミネセンス（ＥＬ）
等の表示装置にも適用できることはいうまでもない。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による多結晶半導体膜の製造方法によれば、粒径
が大きくかつ均一な多結晶半導体層を得ることができ
る。また、液晶表示装置の薄膜トランジスタに適用させ
ることにより、高性能で均一なものを得ることができ
る。
本発明による多結晶半導体膜の製造方法によれば、粒径
が大きくかつ均一な多結晶半導体層を得ることができ
る。また、液晶表示装置の薄膜トランジスタに適用させ
ることにより、高性能で均一なものを得ることができ
る。
【図１】本発明による多結晶半導体膜の製造方法に用い
られるレーザアニール装置の一実施例を示す詳細図であ
る。
られるレーザアニール装置の一実施例を示す詳細図であ
る。
【図２】本発明による多結晶半導体膜の製造方法に用い
られるレーザアニール装置の一実施例を示すブロック図
である。
られるレーザアニール装置の一実施例を示すブロック図
である。
【図３】前記レーザアニール装置に用いられるガスノズ
ルの一実施例を示す構成図である。
ルの一実施例を示す構成図である。
【図４】非晶質半導体層が多結晶半導体層へ変質する過
程を示した説明図である。
程を示した説明図である。
【図５】前記レーザアニール装置に用いられるガスノズ
ルの他の実施例を示す構成図である。
ルの他の実施例を示す構成図である。
【図６】本発明による多結晶半導体膜の製造方法を用い
て形成された液晶表示装置の全体を示す回路図である。
て形成された液晶表示装置の全体を示す回路図である。
【図７】前記液晶表示装置の画素領域の一実施例を示す
平面図である。
平面図である。
【図８】図７のVIII−VIII線における断面図である。
１…チャンバ、２…真空排気系、３……非酸化性ガス供
給系、４…ガス加熱機構、５…レーザ系、５Ａ…レーザ
発信器、５Ｂ…レーザビーム整形機構、５Ｃ…ミラー、
６…基板ホルダ、８…ガラス基板、１０…非晶質シリコ
ン層、１０Ｐ…多結晶シリコン層。
給系、４…ガス加熱機構、５…レーザ系、５Ａ…レーザ
発信器、５Ｂ…レーザビーム整形機構、５Ｃ…ミラー、
６…基板ホルダ、８…ガラス基板、１０…非晶質シリコ
ン層、１０Ｐ…多結晶シリコン層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 GA29 JA24 JA26 JA44 KA04 KA10 MA27 MA28 MA29 MA30 NA24 PA01 PA12 5F052 AA02 AA11 AA13 BB07 CA04 DA02 JA01 5F110 AA28 BB02 CC07 CC08 DD02 DD14 GG02 GG13 GG25 HK09 HK16 HL07 NN24 NN72 NN73 PP03 PP04 PP05 PP06 PP13 PP40
Claims (7)
- 【請求項１】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザアニールすることによって該非晶質半導体層を多
結晶半導体層に改質する工程からなり、前記レーザアニ
ールの際に、該非晶質半導体層の周囲に加熱された雰囲
気を形成することを特徴とする多結晶半導体膜の製造方
法。 - 【請求項２】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザアニールすることによって該非晶質半導体層を多
結晶半導体層に改質する工程からなり、 前記レーザアニールの際に、該非晶質半導体層の周囲に
加熱された非酸化性ガスの雰囲気を形成することを特徴
とする多結晶半導体膜の製造方法。 - 【請求項３】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザアニールすることによって該非晶質半導体層を多
結晶半導体層に改質する工程からなり、 前記レーザアニールの際に、該非晶質半導体層の周囲に
加熱された不活性ガスの雰囲気を形成することを特徴と
する多結晶半導体膜の製造方法。 - 【請求項４】 基板の表面に非晶質半導体層を形成し、
レーザ光の走査によってアニールすることによって該非
晶質半導体層を多結晶半導体層に改質する工程からな
り、 前記レーザ光の走査に追随させて、該非晶質半導体層の
前記レーザ光の照射領域に加熱された非酸化性ガスを吹
き付けることを特徴とする多結晶半導体膜の製造方法。 - 【請求項５】 液晶を介して対向配置される基板のうち
少なくとも一方の基板の表面に薄膜トランジスタが形成
された液晶表示装置の製造方法であって、 前記基板の表面に非晶質半導体層を形成し、レーザアニ
ールすることによって該非晶質半導体層を多結晶半導体
層に改質し、この多結晶半導体層を前記薄膜トランジス
タの半導体層とする工程を備え、 前記レーザアニールの際に、該非晶質半導体層の周囲に
加熱された雰囲気を形成することを特徴とする液晶表示
装置の製造方法。 - 【請求項６】 加熱された雰囲気は非晶質半導体層の近
傍にて３００〜４５０℃であることを特徴とする請求項
５に記載の多結晶半導体膜の製造方法。 - 【請求項７】 前記非晶質半導体層は非晶質シリコン層
であることを特徴とする請求項６に記載の多結晶半導体
膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105711A JP2002299237A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001105711A JP2002299237A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002299237A true JP2002299237A (ja) | 2002-10-11 |
Family
ID=18958349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001105711A Pending JP2002299237A (ja) | 2001-04-04 | 2001-04-04 | 多結晶半導体膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002299237A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004179653A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体膜の作製方法及び半導体装置の作製方法、並びにレーザー処理装置 |
| JP2006100804A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-04-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の作製方法 |
| JP2006108271A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Ulvac Japan Ltd | アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変換するための方法および装置 |
| US8106330B2 (en) | 2002-11-15 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor film and semiconductor device and laser processing apparatus |
-
2001
- 2001-04-04 JP JP2001105711A patent/JP2002299237A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004179653A (ja) * | 2002-11-15 | 2004-06-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体膜の作製方法及び半導体装置の作製方法、並びにレーザー処理装置 |
| JP4610178B2 (ja) * | 2002-11-15 | 2011-01-12 | 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 |
| US8106330B2 (en) | 2002-11-15 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor film and semiconductor device and laser processing apparatus |
| JP2006100804A (ja) * | 2004-09-01 | 2006-04-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | レーザ処理装置、レーザ処理方法及び半導体装置の作製方法 |
| JP2006108271A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Ulvac Japan Ltd | アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に変換するための方法および装置 |
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