JP2003007720A

JP2003007720A - 多結晶薄膜、薄膜トランジスタアレイ、画像表示装置およびそれらの製造方法

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Publication number: JP2003007720A
Application number: JP2001187707A
Authority: JP
Inventors: Teru Nishitani; 輝西谷; Mutsumi Yamamoto; 睦山本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2001-06-21
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】多結晶シリコンの粒径や膜質が面内で均一で
はなく、特性バラツキを生じる。これによって、回路の
動作不良、画素の輝度ムラ、歩留まり低下といった問題
が生じる。また、駆動回路等の高速スイッチングを必要
とする場合、移動度等の特性が不足するという課題があ
る。【解決手段】レーザ照射の向きおよび送りピッチと特
性を揃えたいＴＦＴ群の配置を適正にすることにより、
ＴＦＴ群内の特性バラツキを低下させ、色ムラに代表さ
れる不具合の出現頻度を減少させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多結晶薄膜、薄膜ト
ランジスタアレイ、画像表示装置およびそれらの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の半導体膜
の製造方法として、ガラス等の基板に成膜された非結晶
質半導体膜（非晶質半導体および微小結晶半導体）に対
しレーザ光を照射し、溶融、結晶化させ、多結晶半導体
膜を得るレーザアニール法が使用されている。通常、こ
れを結晶化工程と呼ぶ。

【０００３】レーザの光源として、アルゴンレーザ、Ｋ
ｒＦおよびＸｅＣｌエキシマレーザが一般に使用されて
いる。主に半導体としてＳｉを用いることと、基板とし
て主にガラスを用い、ガラスの融点以下の温度でプロセ
スが構成されることから、上記の製造方法で作製するＴ
ＦＴを通常低温ポリＳｉ−ＴＦＴと呼ぶ。以下の発明
は、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＳｉＧｅ、ＳｉＧｅＣ等の半導体
薄膜に関しても同様に効果があるが、現在一般的に用い
られているシリコン（Ｓｉ）を中心に説明する。

【０００４】現在主に生産されているＴＦＴ液晶表示装
置では、非晶質Ｓｉを半導体層とするＴＦＴが一般的で
あり、画素を駆動するための回路部分は画面周辺にＩＣ
チップを取りつける方式を用いている。高特性の低温ポ
リＳｉ−ＴＦＴを用いることにより、ガラス基板上に形
成されたＴＦＴを用いて、駆動回路まで作製することが
できる。低温ポリＳｉ−ＴＦＴを用いることにより、通
常額縁と呼ばれる液晶表示装置のパネルの外周部分で、
画面がない部分を小さくすることや、より高精細なドッ
トピッチの液晶表示装置を作製することができる。ま
た、高特性の低温ポリＳｉ−ＴＦＴを用いることによ
り、ガラス基板上に各種の半導体回路を形成する、シス
テムオンパネル（ＳＯＰ）が可能となる。また、低温ポ
リＳｉ−ＴＦＴを用いて、エレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）表示素子をスイッチングすることにより、ＥＬ
表示装置を作製することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の結晶化
工程において、以下の課題がある。多結晶シリコンの粒
径や膜質が面内で均一ではなく、特性バラツキを生じ
る。これによって、回路の動作不良、画素の輝度ムラ、
歩留まり低下といった問題が生じる。また、駆動回路等
の高速スイッチングを必要とする場合、移動度等の特性
が不足するという課題がある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】多結晶薄膜として、以下
の手段をとった。

【０００７】（請求項１）面内で一定の間隔で結晶性の
分布が繰り返す多結晶薄膜を形成することにより、比較
的特性が揃った結晶が周期的に現れるので、薄膜トラン
ジスタアレイ等の設計が容易になった。

【０００８】（請求項２）結晶性分布が粒径分布である
請求項１に記載の多結晶薄膜を形成することにより、比
較的特性が揃った結晶が周期的に現れるので、薄膜トラ
ンジスタアレイ等の設計が容易になった。

【０００９】（請求項３）結晶性分布が表面凹凸の分布
である請求項１に記載の多結晶薄膜を形成することによ
り、比較的特性が揃った結晶が周期的に現れるので、薄
膜トランジスタアレイ等の設計が容易になった。

【００１０】（請求項４）結晶性分布がラマン強度分布
である請求項１に記載の多結晶薄膜を形成することによ
り、比較的特性が揃った結晶が周期的に現れるので、薄
膜トランジスタアレイ等の設計が容易になった。

【００１１】（請求項５）結晶性分布がラマンシフトの
分布である請求項１に記載の多結晶薄膜を形成すること
により、比較的特性が揃った結晶が周期的に現れるの
で、薄膜トランジスタアレイ等の設計が容易になった。

【００１２】（請求項６）結晶性分布が結晶方位ピーク
の強度の分布である請求項１に記載の多結晶薄膜を形成
することにより、比較的特性が揃った結晶が周期的に現
れるので、薄膜トランジスタアレイ等の設計が容易にな
った。

【００１３】（請求項７）結晶性分布が結晶方位の分布
である請求項１に記載の多結晶薄膜を形成することによ
り、比較的特性が揃った結晶が周期的に現れるので、薄
膜トランジスタアレイ等の設計が容易になった。

【００１４】（請求項２）特定エリア内で、特定の機能
を有する複数の薄膜トランジスタのチャネル部を構成す
る多結晶薄膜の結晶性がチャネル部分の面内において一
定の分布を有し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネ
ル部の結晶性の測定データの分布の相関係数が正である
薄膜トランジスタアレイとすることにより、特定の機能
を有する薄膜トランジスタ群のＶｔ等の特性バラツキが
減少し、回路不良や画像ムラ等が改善した。

【００１５】（請求項９）特定エリア内で、異なる機能
を有する複数の薄膜トランジスタのチャネル部を構成す
る多結晶薄膜の結晶性がチャネル部分の面内において一
定の分布を有し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネ
ル部の結晶性の測定データの相関係数が正である薄膜ト
ランジスタアレイとすることにより、近接の薄膜トラン
ジスタの特性バラツキが小さくなり、設計マージンが広
がり、設計の自由度が増した。

【００１６】（請求項１０）特定エリア内で、特性を揃
えたい複数の薄膜トランジスタのチャネル部を構成する
多結晶薄膜の結晶性がチャネル部分の面内において一定
の分布を有し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネル
部の結晶性の測定データの相関係数が正である薄膜トラ
ンジスタアレイとすることにより、回路の特性上、特に
特性バラツキ許容範囲が狭い回路でも製造できるように
なった。

【００１７】（請求項１１）ソースおよびドレイン部分
の多結晶薄膜の結晶性がチャネル部分の結晶性と異なる
薄膜トランジスタアレイとすることにより、特性バラツ
キ低減効果があり、回路の特性上、特に特性バラツキ許
容範囲が狭い回路でも製造できるようになった。

【００１８】（請求項１２）多結晶薄膜の結晶性がソー
ス、ドレイン、およびチャネル部分の面内において一定
の分布を有し、ソース部分またはドレイン部分の結晶性
の測定データの面内分布とチャネル部分の面内分布の相
関係数が負であることを薄膜トランジスタアレイとする
ことにより、特性バラツキ低減効果があり、回路の特性
上、特に特性バラツキ許容範囲が狭い回路でも製造でき
るようになった。

【００１９】（請求項１３）ソースおよびドレイン部分
の多結晶薄膜の結晶性がチャネル部分の結晶性が近い薄
膜トランジスタアレイとすることにより、移動度、ＯＮ
電流等の特性が向上する効果があり、回路の特性上、特
に高特性が要求される回路でも、安定してせいぞうでき
るようになった。

【００２０】（請求項１４）多結晶薄膜の結晶性がソー
ス、ドレイン、およびチャネル部分の面内において一定
の分布を有し、ソース部分、ドレイン部分、チャネル部
分の結晶性の測定データの面内分布の相関係数が正であ
る薄膜トランジスタアレイとすることにより、移動度、
ＯＮ電流等の特性が向上する効果があり、回路の特性
上、特に高特性が要求される回路でも、安定してせいぞ
うできるようになった。

【００２１】（請求項１５）特定エリア内の複数の薄膜
トランジスタが、レーザの走査方向とソース−チャネル
−ドレイン方向が一致している薄膜トランジスタアレイ
とすることにより、特性バラツキ低減効果があり、回路
の特性上、特に特性バラツキ許容範囲が狭い回路でも製
造できるようになった。

【００２２】（請求項１６）結晶性の分布が粒径の分布
である、請求項８から請求項１４に記載の薄膜トランジ
スタアレイとすることにより、特性バラツキ低減効果ま
たは、特性向上効果のある半導体層を確認しやすくなっ
た。

【００２３】（請求項１７）結晶性の分布が表面凹凸の
分布である、請求項８から請求項１４に記載の薄膜トラ
ンジスタアレイとすることにより、特性バラツキ低減効
果または、特性向上効果のある半導体層を確認しやすく
なった。

【００２４】（請求項１８）結晶性の分布がラマン強度
の分布である、請求項８から請求項１４に記載の薄膜ト
ランジスタアレイとすることにより、特性バラツキ低減
効果または、特性向上効果のある半導体層を確認しやす
くなった。

【００２５】（請求項１９）結晶性の分布がラマンシフ
トの分布である、請求項８から請求項１４に記載の薄膜
トランジスタアレイとすることにより、特性バラツキ低
減効果または、特性向上効果のある半導体層を確認しや
すくなった。

【００２６】（請求項２０）結晶性の分布が結晶方位ピ
ークの強度の分布である、請求項８から請求項１４に記
載の薄膜トランジスタアレイとすることにより、特性バ
ラツキ低減効果または、特性向上効果のある半導体層を
確認しやすくなった。

【００２７】（請求項２１）結晶性の分布が結晶方位の
分布である、請求項８から請求項１４に記載の薄膜トラ
ンジスタアレイとすることにより、特性バラツキ低減効
果または、特性向上効果のある半導体層を確認しやすく
なった。

【００２８】（請求項２２）請求項８から請求項１０の
ＴＦＴアレイであって、かつ、請求項１１または請求項
１３である薄膜トランジスタアレイとすることにより、
特性バラツキ低減効果または、特性向上効果のある半導
体層を確認しやすくなった。

【００２９】（請求項２３）特定の機能の薄膜トランジ
スタ群を直線状に並べる設計を用いる薄膜トランジスタ
アレイとすることにより、特定の機能を有する薄膜トラ
ンジスタ群のＶｔ等の特性バラツキが減少し、回路不良
や画像ムラ等が改善した。

【００３０】（請求項２４）特定の異なる機能の薄膜ト
ランジスタ群を直線状に並べる設計を用いる薄膜トラン
ジスタアレイとすることにより、近接の薄膜トランジス
タの特性バラツキが小さくなり、設計マージンが広が
り、設計の自由度が増した。

【００３１】（請求項２５）特定エリア内で、特性を揃
えたい薄膜トランジスタ群を直線状に並べる設計を用い
る薄膜トランジスタアレイとすることにより、回路の特
性上、特に特性バラツキ許容範囲が狭い回路でも製造で
きるようになった。

【００３２】（請求項２６）結晶化工程において、レー
ザ光の走査方向と垂直の方向が、請求項２３から請求項
２５に記載の薄膜トランジスタ群を並べた方向と一致す
る向きで、照射する薄膜トランジスタアレイ製造方法を
用いることにより、さらに特性バラツキが減少し、回路
不良や画像ムラ等が改善した。

【００３３】（請求項２７）請求項２６であって、Ｓ，
Ｃｈ，Ｄの方向とレーザ光の走査方向と垂直の方向が一
致することを特徴とする薄膜トランジスタアレイの製造
方法。

【００３４】（請求項２８）特性の機能を有する薄膜ト
ランジスタが等間隔で並ぶ設計である場合、対応する照
射間隔を用いて、レーザ光を照射する結晶化工程を用い
る薄膜トランジスタの製造方法を用いることにより、よ
り広い面積で、特性バラツキが減少し、回路不良や画像
ムラ等が改善した。

【００３５】（請求項２９）請求項２８に記載の薄膜ト
ランジスタアレイの製造方法であって、照射間隔、つま
り走査照射を行なう場合のパルス毎の照射位置の移動距
離の整数倍がＴＦＴの感覚と一致する結晶化工程を用い
る薄膜トランジスタアレイの製造方法を用いることによ
り、容易に結晶性分布に対応して、同じ粒径や結晶性の
結晶群が存在する位置に薄膜トランジスタを形成するこ
とが可能となった。

【００３６】（請求項３０）請求項１に記載の多結晶薄
膜を用いる画像表示装置とすることにより、画素のスイ
ッチング素子の設計が容易になった。

【００３７】（請求項３１）請求項８から請求項２５に
記載の薄膜トランジスタアレイを用いる画像表示装置と
することにより、特性バラツキが減少し、回路不良や画
像ムラ等が改善し、歩留まりが向上した。

【００３８】（請求項３２）請求項２６から請求項２９
に記載の薄膜トランジスタアレイの製造方法を用いる画
像表示装置の製造方法を用いることにより、特性バラツ
キが減少し、回路不良や画像ムラ等が改善し、歩留まり
が向上した。

【００３９】以下、本発明の作用について、図１を元に
説明する。

【００４０】非晶質シリコン膜に対して、パルスレーザ
光を照射する場合、量産性と面内特性の一様性を考慮し
て、レーザ光の幅の９５％程度が重なるようにレーザ光
照射位置をずらして照射する走査照射を用いることが好
ましい。走査照射で特性バラツキの観点から、以下に示
す２点の問題が避けがたい。まず第１の問題点はレーザ
パルス毎の照射強度が必ずしも安定していないため、パ
ルス毎にずれた距離をＬμmとして、Ｌμm毎の領域
（Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・）を観察すると、平均粒径が異な
り、異なる領域（ＡとＢ）に形成した薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）の特性が異なる。ただし、同一の領域内で
は、特性バラツキは比較的小さい。第２の問題点は、領
域内でも走査方向５で、粒径等の膜質が異なる。ただ
し、走査方向と垂直な方向、つまりレーザ光の長軸方向
では、粒径等の膜質は比較的均一である。これらの多結
晶シリコンの面内膜質分布の特徴を利用して、特性バラ
ツキの少ない薄膜トランジスタアレイおよび画像表示装
置を製造した。

【００４１】特定の機能を有するＴＦＴ群、特定エリア
内のＴＦＴ群、あるいは特別に特性を揃えたいＴＦＴ群
を以下のように配置することで、ＴＦＴ群内の特性バラ
ツキを抑制することができる。

【００４２】まず、パルス毎にずれた距離をＬμｍとし
て、Ｌμｍ毎の領域内に上記のＴＦＴ群を配置すること
で、第１の問題点が解消される。また、レーザ光の走査
方向に配置される上記のＴＦＴ群を配置する場合に、Ｌ
μｍの整数倍の距離毎に配置することにより、第２の問
題点が解消される。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。

【００４４】結晶化に用いるレーザ光は、シリコン膜へ
吸収され、熱を発生する必要があるので、波長が５００
ｎｍより短いレーザが要求され、より短波長になるほ
ど、吸収効率にすぐれる。本発明では、ＸｅＣｌエキシ
マレーザ、波長３０８ｎｍで結晶化工程を行なったが、
５００ｎｍ以下のレーザであればよく、たとえばＡｒ
Ｆ、ＫｒＦ等のエキシマレーザーやＡｒレーザー等でも
良い。

【００４５】ゲート絶縁膜としてはＴＥＯＳを用いたプ
ラズマＣＶＤによるＳｉＯ２を用いたが、これ以外に
も、減圧ＣＶＤ、リモートプラズマＣＶＤ、常圧ＣＶ
Ｄ、ＥＣＲ−ＣＶＤなどを使うことも可能である。ま
た、高圧酸化やプラズマ酸化膜なども使用可能である。

【００４６】また、ゲート電極材料としては、モリブデ
ン・タングステン合金膜を用いたが、純Alを使うことも
できるし、AlにSi、Cu、Ta、Sc、Zrなどやそれらを複数
種類選択して少量添加した材料を使うことも可能であ
る。

【００４７】注入されたイオンの活性化に関しては、同
時に注入された水素による自己活性化によりアニールの
ような工程を付加しないこもできるが、より確実な活性
化を図るため、400℃以上でのアニールやエキシマレー
ザー照射やRTA（Rapid Thermal Anneal）による局所的
な加熱を行ってもよい。

【００４８】また、層間絶縁膜としてＴＥＯＳを用いた
プラズマＣＶＤ法によるＳｉＯ２を用いたが、他の方法
例えばＡＰ−ＣＶＤ（Atmospheric Pressure CVD）法に
よるＳｉＯ２やＬＴＯ(Low Temperature Oxide)、ＥＣ
Ｒ−ＣＶＤによるＳｉＯ２等でも良いことは言うまでも
ない。また、材料としても窒化シリコンや酸化タンタ
ル、酸化アルミニウム等も用いることができるし、これ
らの薄膜の積層構造をとっても良い。また、ソースおよ
びドレイン電極の材料としてアルミニウム・ジルコニウ
ム合金膜を用いたが、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル
（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタ
ン（Ｔｉ）等の金属またはそれらの合金でも良いし、不
純物を多量に含むpoly-Ｓｉやpoly-ＳｉＧｅ合金やＩＴ
Ｏ等の透明導電層等でも良い。

【００４９】また、不純物としてはリンを用いたが、ア
クセプタとなるボロンや砒素等、ドナーとしてリン以外
のアルミニウム等を選択的に用いることによりＰチャン
ネル及びＮチャンネルＴＦＴを選択的に作成して、ＣＭ
ＯＳ回路を基板上につくり込むことも可能であることも
言うまでもない。

【００５０】また、ＥＬ表示装置とは、ＴＦＴを用いて
ＥＬの画素および駆動回路を、本発明のＴＦＴを用いて
作製し、駆動、表示することが可能であり、無機ＥＬデ
スプレイおよび有機ＥＬディスプレイの双方に対して同
様に効果がある。

【００５１】多結晶薄膜の形成方法は、本実施の形態に
示した、非結晶薄膜を成膜し、レーザ光により結晶化す
る方法以外にも、局所的に過熱する方法など、様々な製
造方法が存在するが、面内で一定の間隔で結晶性の分布
が繰り返す多結晶薄膜に対して、本実施の形態と同様の
効果があることは自明である。

【００５２】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１における多結晶薄膜、薄膜トランジスタアレイ、画
像表示装置およびそれらの製造方法について説明する。

【００５３】まず、図１に示したように、基板上に、基
板１からの不純物の拡散を防ぐ目的で、たとえばＴＥＯ
Ｓ−ＣＶＤ法により膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2下地膜２
を成膜する。なお、この下地膜２の膜厚は３００ｎｍに
限らず、種々の設定が可能である。基板１として、本実
施の形態では、ガラスを使用したが、プラスチックやフ
ィルムを使用することも可能である。下地膜２として
は、窒化シリコン膜も使用することができる。ＳｉＯ2
膜、窒化シリコン膜の膜厚は、２００ｎｍ以上であれ
ば、問題ない。２００ｎｍ以下の場合は、ガラス基板１
からの不純物がシリコン層３に拡散し、ＴＦＴ特性のＶ
ｔシフト等の問題が発生する。

【００５４】次にプラズマＣＶＤ法により、非晶質シリ
コン膜３を成膜する（図１）。なお、この非晶質シリコ
ン膜３の成膜にあたっては、減圧ＣＶＤ法やスパッタを
用いても良い。前記非結晶質シリコン膜３の膜厚は、３
０ｎｍから９０ｎｍまでが適しており、本実施の形態で
は、７０ｎｍとした。

【００５５】作製された非晶質シリコン膜８中の水素を
除去するため、脱水素工程として、４５０℃で１時間の
熱処理を行なった。なお、スパッタ等の非晶質シリコン
膜中に水素が含まれない、あるいは量が少ない成膜方法
を用いた場合は、脱水素処理は必要ない。

【００５６】次に、結晶化工程として、図２に示す、レ
ーザアニール装置（ＥＬＡ装置）により非晶質シリコン
膜３を溶融、結晶化させ、多結晶シリコン膜を形成す
る。前記レーザアニール装置は基板１を縦横に移動させ
ることができる。非晶質シリコン膜３に対してレーザ光
７を照射する場合、室温において約１６０ｍＪ／ｃｍ2
以上のエネルギー密度で照射することにより、溶融、結
晶化が起こり、多結晶シリコン膜が形成される。本実施
の形態ではＸｅＣｌパルスレーザ（波長３０８ｎｍ）１
１を用いて、レーザ光７をエネルギー密度３７０ｍＪ／
ｃｍ2で、光軸７と基板１の相対位置を変化させなが
ら、レーザパルスをオーバーラップさせながら複数パル
スを照射した。オーバーラップは９５％とした。レーザ
光の形状は長軸２００ｍｍ、短軸３００μｍであって、
各パルス毎の照射位置ずれの距離Ｌは、１５μｍであ
る。

【００５７】次に、多結晶シリコン膜には、多数のダン
グリングボンドが形成されているので、水素化工程とし
て、水素プラズマ中で、例えば４５０℃、２時間放置す
る。

【００５８】以下、従来のＴＦＴと同様に下記の工程を
経る。まずフォトとドライエッチングにより多結晶シリ
コン層をパターニングする。次に、例えばＴＥＯＳ−Ｃ
ＶＤ法によりＳｉＯ2をゲート絶縁膜として必要な膜
厚、例えば１００ｎｍ成膜する。次にモリブデン・タン
グステン合金膜をスパッタリングし、エッチングにより
所定の形状にパターニングして、ゲート電極を形成す
る。

【００５９】その後、イオンドーピング装置により、ゲ
ート電極をマスクとして、リンを低濃度で注入し、低濃
度注入領域を形成する。次にフォトリソグラフィーで、
ゲート金属とその両端から１μｍの上にレジストのパタ
ーンを形成する。次にイオンドーピング装置により、前
記レジストをマスクとしてソースおよびドレイン領域に
高濃度のリンを注入する。

【００６０】さらに、酸化シリコンからなる層間絶縁膜
をＴＥＯＳ−ＣＶＤ法にて成膜し、注入されたイオンの
活性化のために、窒素雰囲気中の５５０℃でアニールを
行なった。次に、ゲート金属を覆い、エッチングによ
り、層間絶縁膜およびゲート絶縁膜に多結晶シリコン膜
のソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホ
ールを開口する。次に、チタン膜およびアルミニウム・
ジルコニウム合金膜をスパッタリングし、エッチングに
より所定の形状にパターニングして、ソース電極および
ドレイン電極を形成する。以上のプロセスにより、ｎ型
ＴＦＴが完成する。ｐ型ＴＦＴが必要な場合には、フォ
トリソグラフィーおよびＢドーピング工程を追加すれば
よい。

【００６１】次に、ＴＦＴアレイ基板に以下の工程を行
ない、図３に示す液晶表示装置が完成する。絶縁基板で
あるたとえばコーニング社の品番１７３７のガラス基板
１の一主面にＩＴＯなどの透明導電膜にて形成された対
向電極を形成し、対向基板２５を形成している。また、
アレイ基板の対向面側には平坦化膜としてポリイミド膜
１４を形成し、反対面側には偏光板を貼り付け、アレイ
基板および対向基板間には、液晶１５が封入挟持する。

【００６２】図４は本発明のエレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）表示装置及びその製造方法を説明するための断
面図である。詳しい製造方法の手順は省略するが、上記
の方法に準拠して、ＴＦＴを各画素のスイッチングＴＦ
Ｔ及び電流駆動用ＴＦＴをマトリクス状に形成するのと
同時に各画素ＴＦＴを駆動するためのＣＭＯＳ駆動回路
を一体化して形成したＴＦＴアレイ基板上に透明電極と
してＩＴＯ電極３１を形成する。

【００６３】その後、ＩＴＯパターン間を樹脂ブラック
レジストにより埋めて、光遮断層２９をフォトリソグラ
フィーにより形成する。例えばインクジェットプリント
装置を用いて、赤、緑、青の発光材料をパターニング塗
布して、発光層を形成する。

【００６４】次に正孔注入層３２としてポリビニルカル
バゾールの真空蒸着により形成する。最後に例えばＡｌ
Ｌｉの反射画素電極２７を形成し、エレクトロルミネッ
センス表示装置が完成する。その動作は以下の通りであ
る。

【００６５】まず、スイッチングＴＦＴがＯＮするよう
に走査線にパルス信号を与えたときに信号線に表示信号
を印加すると、駆動用ＴＦＴがＯＮ状態となって電流供
給線から電流が流れ、エレクトロルミネッセンスセルが
発光する。

【００６６】上記ではエレクトロルミネッセンス材料と
して、ポリジアルキルフルオレン誘導体を用いたが、他
の有機材料、例えば、他のポリフルオレン系材料やポリ
フェニルビニレン系の材料でも良いし、無機材料でも使
用可能なことは言うまでも無い。また、エレクトロルミ
ネッセンス材料の形成方法は、スピンコートなどの塗布
方法、蒸着、インクジェットによる吐出形成などの方法
を用いても良い。

【００６７】レーザ照射により、結晶化した多結晶シリ
コン膜は、レーザの走査方向に対して、粒径分布が繰返
し現れる。粒径分布はレーザ光の走査ピッチ、つまり、
走査照射を行なう場合のパルス毎の照射位置の移動距離
Ｌに対応して、粒径の大小が繰返し現れる（図５）。

【００６８】さて、結晶化時のレーザ照射の場所と、Ｔ
ＦＴの配置に関係づけることによって、複数のＴＦＴ間
の特性バラツキを低減した（図６）。ここでは、ＥＬ表
示装置の画素のスイッチングＴＦＴに関して説明する
が、ＥＬ表示装置、液晶表示装置を問わず、駆動回路で
も同様の方法が有効である。

【００６９】ＥＬ画素のスイッチングＴＦＴの回路とし
て、図７に示す２ＴＦＴ構造の回路を用いた。この構成
では、ＴＦＴ−１と隣りの画素のＴＦＴ−１’の特性を
揃える必要がある。また、ＴＦＴ−２と隣りの画素のＴ
ＦＴ−２’の特性を揃える必要がある。これらのＴＦＴ
特性がばらつくと、色ムラによる不良を生じる。図８に
示すように、結晶化工程における、レーザ光の照射の向
きとＴＦＴの配列位置の関係は、従来特に考慮されてい
なかった。本発明では、ＴＦＴ−１と隣りの画素のＴＦ
Ｔ−１’が同一のＬμｍの送りピッチ領域、またＴＦＴ
−２と隣りの画素のＴＦＴ−２’が同一のＬμｍの送り
ピッチ領域内に含まれるように配置した。

【００７０】また、送りピッチ領域内の短軸方向の位置
関係も同一となるように配置した（図９）。

【００７１】完成したＴＦＴのチャネル領域の粒径を原
子間力顕微鏡（ＡＦＭ）、電子顕微鏡（ＳＥＭ）、およ
び透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）を用いて測定した。図１
０に示すように、チャネル領域内に形成された多結晶シ
リコンの粒径が、線状の分布を有することが観測され
た。従来の構成では、粒径分布は各ＴＦＴ毎に異なり、
粒径分布の相関係数は負であった。本発明の構成では、
狙いのＴＦＴ、ここではＴＦＴ１とＴＦＴ１’の粒径分
布は、ほぼ一定となり、相関係数は正となった。

【００７２】相関係数ρxyは、式１にて表現され、数値
の範囲は−１≦ρxy≦１である。

【００７３】

【数１】

【００７４】ここで、データは、チャネル部の任意の角
から、任意のピッチでマッピング測定を行ない、データ
数をｊとして、ＴＦＴ１のデータがＸｊ、ＴＦＴ１’の
データがＹｊとして、式１に基づき、ＴＦＴ１とＴＦＴ
１’のデータの相関を比較したものである。相関係数の
範囲は−１≦ρxy≦１であり、正であると、相関してい
ると判断できる。

【００７５】完成したＴＦＴのチャネル領域の多結晶シ
リコンの結晶状態を顕微ラマン分光装置により、マッピ
ング測定を行ない、結晶性の分布を測定した。図１１に
示すように、チャネル領域内に形成された多結晶シリコ
ンの結晶性を示すデータ、ここではラマン強度とラマン
シフトが、線状の分布を有することが観測された。従来
の構成では、ラマン強度およびラマンシフトの分布は各
ＴＦＴ毎に異なり、それらの相関係数は負であった。本
発明の構成では、狙いのＴＦＴ、ここではＴＦＴ１とＴ
ＦＴ１’のラマン強度およびラマンシフトの分布は、ほ
ぼ一定となり、相関係数は正となった。

【００７６】完成したＴＦＴのチャネル領域の多結晶シ
リコンの結晶状態を電子線を用い、結晶方位（１１１）
の強度分布および結晶方位分布を測定した。図１２に示
すように、チャネル領域内に形成された多結晶シリコン
の結晶性を示すデータ、ここでは結晶方位（１１１）の
強度および結晶方位が、線状の分布を有することが観測
された。従来の構成では、結晶方位（１１１）の強度分
布および結晶方位分布は各ＴＦＴ毎に異なり、それらの
相関係数は負であった。本発明の構成では、狙いのＴＦ
Ｔ、ここではＴＦＴ１とＴＦＴ１’の結晶方位（１１
１）の強度分布および結晶方位分布は、ほぼ一定とな
り、相関係数は正となった。

【００７７】また、ソース部分、およびドレイン部分の
一部をチャネル部分の比較対象として、測定した。ソー
ス部分、およびドレイン部分の一部は、任意の部分、た
とえばチャネルと隣接した部分であり、ただし、面積は
チャネル領域と等しくとる。本発明の構成（図９）で
は、ソース部分、ドレイン部分、チャネル部分の結晶性
が、特定エリア内の複数のＴＦＴが、いずれも相関しな
い。つまり、相関係数が負になる。結晶性の評価は、上
記の粒径、凹凸、ラマン強度、ラマンシフト、結晶方位
強度、結晶方位分布に対して比較評価したが、同様であ
る。従来の構成（図８）においては、結晶性はＴＦＴ毎
に、あるいは、ソース、チャネル、ドレイン毎に様々で
あり、多くは相関しないが、偶然相関するものもある。

【００７８】ＴＦＴ位置とレーザ照射場所との関係づけ
に関して、上記のような配置になるようＴＦＴ配置を設
計した。また、従来、多結晶シリコンをフォトリソグラ
フィーおよびドライエッチで島化する工程において、ガ
ラス基板位置とフォト位置のはおおまかにしか規定され
ていなかったが、ガラス基板端との距離、回転を観測、
制御するようにした。結晶化工程において、従来、ガラ
ス基板と、レーザ照射位置はおおまかにしか規定されて
いなかったが、ガラス基板端との距離、回転を観測、制
御することにより、レーザ照射位置の精度を高めた。

【００７９】従来の構成での色ムラに関する歩留まりは
７０％であったが、本実施の形態の構成をとることによ
り、歩留まりが８５％に改善した。

【００８０】また、図１３に示すように、ＴＦＴ位置と
レーザ照射場所との関係づけ、かつ、ソース−チャネル
−ドレインの方向をレーザ走査方向と垂直とすることに
より、移動度等の特性が図９の構成より向上した。

【００８１】また、図１４に示すように、ＴＦＴ位置と
レーザ照射場所との関係づけ、かつ、ソース−チャネル
−ドレインの方向をレーザ走査方向と垂直とし、さらに
走査ピッチ内で粒径が大きい部分に、ソース−チャネル
−ドレインが位置するように配置した。ただし、走査ピ
ッチ内で粒径が大きい部分は、照射条件により異なる。
これににより、移動度等の特性が図１３の構成より向上
した。

【００８２】図９の構成および図１４の構成における、
ソース、チャネル、ドレインの結晶性を比較した（図１
５）。ここでは、粒径分布のみを示したが、他の結晶性
評価項目でも同様である。図９の構成では、ソース、チ
ャネル、ドレイン部分の粒径分布が異なっており、相関
係数は負である（図１５ａ）。図１４の構成では、ソー
ス、チャネル、ドレイン部分の粒径分布が一致してお
り、相関係数は正である（図１５ｂ）。

【００８３】（実施の形態２）以下、本発明の実施の形
態２における薄膜トランジスタアレイ、画像表示装置お
よびそれらの製造方法について説明する。

【００８４】実施の形態１と同様の手法を用い、薄膜ト
ランジスタアレイを形成した。

【００８５】まず、ＴＥＯＳ−ＣＶＤにより、膜厚７０
ｎｍの膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2下地膜２を成膜する。
次にプラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン膜３を成
膜し（図１）、脱水素工程として、４５０℃で１時間の
熱処理を行なった。

【００８６】次に、結晶化工程として、図２に示す、Ｅ
ＬＡ装置により非晶質シリコン膜３を溶融、結晶化さ
せ、多結晶シリコン膜を形成する。レーザ光７をエネル
ギー密度３７０ｍＪ／ｃｍ2で、光軸７と基板１の相対
位置を変化させながら、レーザパルスをオーバーラップ
させながら複数パルスを照射した。オーバーラップは９
５％とした。レーザ光の形状は長軸２００ｍｍ、短軸３
００μｍであって、各パルス毎の照射位置ずれの距離Ｌ
は、１５μｍである。

【００８７】次に、水素化工程として、水素プラズマ中
で、例えば４５０℃、２時間放置する。

【００８８】以下、実施の形態１と同様の工程を用い薄
膜トランジスタアレイを製造した。

【００８９】完成したＴＦＴアレイ上に、実施の形態１
と同様の工程を経て、液晶表示装置およびＥＬ表示装置
を作製した。

【００９０】さて、結晶化時のレーザ照射の場所と、Ｔ
ＦＴの配置に関係づけることによって、複数のＴＦＴ間
の特性バラツキを低減した。ここでは、ＥＬ表示装置の
画素のスイッチングＴＦＴに関して説明するが、ＥＬ表
示装置、液晶表示装置を問わず、駆動回路でも同様の方
法が有効である。

【００９１】ＥＬ画素のスイッチングＴＦＴの回路とし
て、図１６に示す２ＴＦＴ構造の回路を用いた。この構
成では、実施の形態１に述べたように各ＴＦＴ−１の特
性を揃える必要があるが、加えてＴＦＴ−１ＲとＴＦＴ
−２Ｒ、ＴＦＴ−１ＧとＴＦＴ−２Ｇ、およびＴＦＴ−
１ＢとＴＦＴ−２Ｂの特性、特にＶｔが揃うと、Ｉon／
Ｉoff比がとりやすくなり、階調の多い設計が可能とな
る。図１６に示すように、結晶化工程における、レーザ
光の照射の向きとＴＦＴの配列位置の関係は、従来特に
考慮されていなかった。本発明では、スイッチング用Ｔ
ＦＴであるＴＦＴ−１Ｒと電流供給用ＴＦＴのＴＦＴ−
２Ｒが同一のＬμｍの送りピッチ領域内に含まれるよう
に配置した。ＧおよびＢについても同様である。また、
送りピッチ領域内の短軸方向の位置関係も同一となるよ
うに配置した（図１７）。

【００９２】完成したＴＦＴのチャネル領域の粒径をＡ
ＦＭを用いて測定したところ、実施の形態１および図１
１と同様に、従来の構成では、粒径分布は各ＴＦＴ毎に
異なり、粒径分布の相関係数は負であった。本発明の構
成では、狙いのＴＦＴ、ここではＴＦＴ１ＲとＴＦＴ２
Ｒの粒径分布は、ほぼ一定となり、相関係数は正となっ
た。

【００９３】完成したＴＦＴのチャネル領域の多結晶シ
リコンの結晶状態を顕微ラマン分光装置により、マッピ
ング測定を行ない、結晶性の分布を測定した。実施の形
態１および図１１と同様に、従来の構成では、ラマン強
度およびラマンシフトの分布は各ＴＦＴ毎に異なり、そ
れらの相関係数は負であった。本発明の構成では、狙い
のＴＦＴ、ここではＴＦＴ１ＲとＴＦＴ２Ｒのラマン強
度およびラマンシフトの分布は、ほぼ一定となり、相関
係数は正となった。

【００９４】従来の構成では、輝度を分離できる、階調
数は６４階調までであったが、本実施の形態の構成をと
ることにより、２５６階調の輝度が分離できるようにな
った。

【００９５】（実施の形態３）以下、本発明の実施の形
態３における薄膜トランジスタアレイ、画像表示装置お
よびそれらの製造方法について説明する。

【００９６】実施の形態１と同様の手法を用い、薄膜ト
ランジスタアレイを形成した。

【００９７】まず、ＴＥＯＳ−ＣＶＤにより、膜厚７０
ｎｍの膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2下地膜２を成膜する。
次にプラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン膜３を成
膜し（図１）、脱水素工程として、４５０℃で１時間の
熱処理を行なった。

【００９８】次に、結晶化工程として、図２に示す、Ｅ
ＬＡ装置により非晶質シリコン膜３を溶融、結晶化さ
せ、多結晶シリコン膜を形成する。レーザ光７をエネル
ギー密度３７０ｍＪ／ｃｍ2で、光軸７と基板１の相対
位置を変化させながら、レーザパルスをオーバーラップ
させながら複数パルスを照射した。オーバーラップは９
５％とした。レーザ光の形状は長軸２００ｍｍ、短軸３
００μｍであって、各パルス毎の照射位置ずれの距離Ｌ
は、１５μｍである。

【００９９】次に、水素化工程として、水素プラズマ中
で、例えば４５０℃、２時間放置する。

【０１００】以下、実施の形態１と同様の工程を用い薄
膜トランジスタアレイを製造した。

【０１０１】完成したＴＦＴアレイ上に、実施の形態１
と同様の工程を経て、液晶表示装置およびＥＬ表示装置
を作製した。

【０１０２】さて、結晶化時のレーザ照射の場所と、Ｔ
ＦＴの配置に関係づけることによって、複数のＴＦＴ間
の特性バラツキを低減した。ここでは、ＥＬ表示装置の
画素のスイッチングＴＦＴに関して説明するが、ＥＬ表
示装置、液晶表示装置を問わず、駆動回路でも同様の方
法が有効である。

【０１０３】ＥＬ画素のスイッチングＴＦＴの回路とし
て、図１６に示す２ＴＦＴ構造の回路を用いた。この構
成では、実施の形態１に述べたように、ＴＦＴ−１どう
し、あるいはＴＦＴ−２どうしの特性を揃える必要があ
るが、一方向に並んでいる画素に対して揃っているだけ
では不十分である。垂直方向に並んでいるＴＦＴの特性
も揃える必要がある。図１９に示すように、結晶化工程
における、レーザ光の照射の向きとＴＦＴの配列位置の
関係は、従来特に考慮されていなかった。本発明では、
レーザ走査方向に並んでいるＴＦＴ群が送りピッチ領域
内の短軸方向の位置関係が同一となるように配置した
（図２０）。レーザの送りピッチＬが１５μｍであるの
で、レーザ走査方向のＴＦＴの並びのピッチをＬの整数
倍、ここでは６０μｍピッチで配置した。もちろん、逆
に、設計でＴＦＴ群のピッチが決まっている場合、レー
ザの送りピッチをＴＦＴ群のピッチの１／ｎ（ｎは整
数）に合わせてもよい。

【０１０４】完成したＴＦＴのチャネル領域の粒径をＡ
ＦＭを用いて測定したところ、実施の形態１および図１
１と同様に、従来の構成では、粒径分布は各ＴＦＴ毎に
異なり、粒径分布の相関係数は負であった。本発明の構
成では、狙いのＴＦＴ群、例えばＴＦＴ１ＡＲ、ＴＦＴ
１ＢＲおよびＴＦＴ１ＣＲの粒径分布は、ほぼ一定とな
り、相関係数は正となった。

【０１０５】完成したＴＦＴのチャネル領域の多結晶シ
リコンの結晶状態を顕微ラマン分光装置により、マッピ
ング測定を行ない、結晶性の分布を測定した。実施の形
態１および図１１と同様に、従来の構成では、ラマン強
度およびラマンシフトの分布は各ＴＦＴ毎に異なり、そ
れらの相関係数は負であった。本発明の構成では、狙い
のＴＦＴ群、例えばＴＦＴ１ＡＲ、ＴＦＴ１ＢＲおよび
ＴＦＴ１ＣＲのラマン強度およびラマンシフトの分布
は、ほぼ一定となり、相関係数は正となった。

【０１０６】従来の構成での色ムラに関する歩留まりは
７０％であったが、本実施の形態の構成をとることによ
り、歩留まりが９１％に改善した。

【０１０７】また、図２１に示すように、ＴＦＴ位置と
レーザ照射場所との関係づけ、かつ、走査ピッチ内で粒
径が大きい部分に、チャネル部分を配置することによ
り、移動度等の特性が図２０の構成より向上した。

【０１０８】また、図２２に示すように、ＴＦＴ位置と
レーザ照射場所との関係づけ、かつ、ソース−チャネル
−ドレインの方向をレーザ走査方向と垂直とし、さらに
走査ピッチ内で粒径が大きい部分に、ソース−チャネル
−ドレインが位置するように配置した。ただし、走査ピ
ッチ内で粒径が大きい部分は、照射条件により異なる。
これににより、移動度等の特性が図２０の構成より向上
した。

【０１０９】図２１の構成では、ソース、チャネル、ド
レイン部分の粒径分布が異なっており、相関係数は負で
ある（図１５ａ）。図２２の構成では、ソース、チャネ
ル、ドレイン部分の粒径分布が一致しており、相関係数
は正である（図１５ｂ）。

【０１１０】（実施の形態４）以下、本発明の実施の形
態４における薄膜トランジスタアレイ、画像表示装置お
よびそれらの製造方法について説明する。

【０１１１】実施の形態１と同様の手法を用い、薄膜ト
ランジスタアレイを形成した。

【０１１２】まず、ＴＥＯＳ−ＣＶＤにより、膜厚７０
ｎｍの膜厚３００ｎｍのＳｉＯ2下地膜２を成膜する。
次にプラズマＣＶＤ法により、非晶質シリコン膜３を成
膜し（図１）、脱水素工程として、４５０℃で１時間の
熱処理を行なった。

【０１１３】次に、結晶化工程として、図２に示す、Ｅ
ＬＡ装置により非晶質シリコン膜３を溶融、結晶化さ
せ、多結晶シリコン膜を形成する。レーザ光７をエネル
ギー密度３７０ｍＪ／ｃｍ2で、光軸７と基板１の相対
位置を変化させながら、レーザパルスをオーバーラップ
させながら複数パルスを照射した。オーバーラップは９
５％とした。レーザ光の形状は長軸２００ｍｍ、短軸３
００μｍであって、各パルス毎の照射位置ずれの距離Ｌ
は、１５μｍである。

【０１１４】次に、水素化工程として、水素プラズマ中
で、例えば４５０℃、２時間放置する。

【０１１５】以下、実施の形態１と同様の工程を用い薄
膜トランジスタアレイを製造した。

【０１１６】完成したＴＦＴアレイ上に、実施の形態１
と同様の工程を経て、液晶表示装置およびＥＬ表示装置
を作製した。

【０１１７】さて、結晶化時のレーザ照射の場所と、Ｔ
ＦＴの配置に関係づけることによって、複数のＴＦＴ間
の特性バラツキを低減した。ここでは、ＥＬ表示装置の
画素のスイッチングＴＦＴに関して説明するが、ＥＬ表
示装置、液晶表示装置を問わず、駆動回路でも同様の方
法が有効である。

【０１１８】ＥＬ画素のスイッチングＴＦＴの回路とし
て、図２３に示すカレントコピア構造の回路を用いた。
この構成では、対になっているＴＦＴ−１とＴＦＴ−２
の特性を特に厳密に合わせる必要がある。特性が異なっ
ている場合は、色ムラを生じる。しかし、他の機能のＴ
ＦＴ群、ここではＴＦＴ−３とＴＦＴ−４の特性はばら
ついても大きな不具合は生じない。

【０１１９】本発明では、レーザ走査方向に並んでいる
狙いのＴＦＴ群、ここではＴＦＴ−１Ａ，２Ａ，１Ｂ，
２Ｂ，１Ｃ，および２Ｃが送りピッチ領域内の短軸方向
の位置関係が同一となるように配置した（図２５）。

【０１２０】完成したＴＦＴのチャネル領域の粒径をＡ
ＦＭを用いて測定したところ、実施の形態１および図１
１と同様に、従来の構成では、粒径分布は各ＴＦＴ毎に
異なり（図２４）、粒径分布の相関係数は負であった。
本発明の構成では、狙いのＴＦＴ群、例えばＴＦＴ−１
Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂ，１Ｃ，および２Ｃの粒径分布
は、ほぼ一定となり、相関係数は正となった。

【０１２１】完成したＴＦＴのチャネル領域の多結晶シ
リコンの結晶状態を顕微ラマン分光装置により、マッピ
ング測定を行ない、結晶性の分布を測定した。実施の形
態１および図１１と同様に、従来の構成では、ラマン強
度およびラマンシフトの分布は各ＴＦＴ毎に異なり、そ
れらの相関係数は負であった。本発明の構成では、狙い
のＴＦＴ群、例えばＴＦＴ−１Ａ，２Ａ，１Ｂ，２Ｂ，
１Ｃ，および２Ｃのラマン強度およびラマンシフトの分
布は、ほぼ一定となり、相関係数は正となった。

【０１２２】従来の構成での色ムラに関する歩留まりは
６０％であったが、本実施の形態の構成をとることによ
り、歩留まりが９６％に改善した。

【０１２３】

【発明の効果】以下、本発明の効果について説明する。

【０１２４】非晶質シリコン膜に対して、パルスレーザ
光を幅の９５％程度が重なるようにレーザ光照射位置を
ずらして照射する走査照射を用いる場合、パルス毎にず
れた距離をＬμmとして、Ｌμm毎の領域（Ａ，Ｂ，Ｃ，
・・・）を観察すると、平均粒径が異なり、異なる領域
（ＡとＢ）に形成したＴＦＴの特性が異なる。ただし、
同一の領域内では、特性バラツキは比較的小さい。第２
の問題点は、領域内でも走査方向で、粒径等の膜質が異
なる。ただし、走査方向と垂直な方向、つまりレーザ光
の長軸方向では、粒径等の膜質は比較的均一である。

【０１２５】レーザ照射の向きおよび送りピッチと特性
を揃えたいＴＦＴ群の配置を適正にすることにより、Ｔ
ＦＴ群内の特性バラツキを低下させ、色ムラに代表され
る不具合の出現頻度を減少させた。

【０１２６】具体的には、１方向に並べることが可能で
ある、特性を揃えたいＴＦＴ群を１直線に並べ、レーザ
光の長軸に平行になるよう配置した。次に、前記の方向
と垂直方向に配置されるＴＦＴ群の配置のピッチがレー
ザ光の送りピッチの整数倍になるよう配置した。これに
より、送りピッチ領域内の短軸方向の位置関係が同一と
なり、結晶ばらつきが低減し、ＴＦＴ特性ばらつきが低
減した。

【０１２７】すべてのＴＦＴを上記の配置となる設計に
できればよいが、困難な場合は、特別に特性を揃えたい
ＴＦＴ群を選択的に上記の配置となる設計にすると、ほ
ぼ同様の効果が得られる。

【０１２８】さらに、上記の方法で送りピッチ領域内の
短軸方向の位置関係が同一に揃えるが、その場合、送り
ピッチ内で粒径が大きくなる部分にＴＦＴ群を配置する
ことにより、移動度等の特性が高くかつ、バラツキの小
さいＴＦＴ群を形成することができる。これにより、歩
留まりが高く、駆動回路の面積が狭い、また、画素内の
ＴＦＴの面積が狭くても駆動でき、開口率が大きくな
り、明るい表示装置を形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１に記載の結晶化工程を示す斜視図

【図２】実施の形態１から４に記載のレーザアニール装
置を示す断面図

【図３】実施の形態１から４に記載の液晶表示装置の構
造を示す断面図

【図４】実施の形態１から４に記載のＥＬ表示装置の構
造を示す断面図

【図５】実施の形態１に記載のレーザ走査ピッチと多結
晶シリコン膜の結晶粒径分布の関係を示す図

【図６】実施の形態１に記載のレーザ走査ピッチとＴＦ
Ｔ形成位置による特性変動を示す図

【図７】実施の形態１に記載のＥＬ表示装置の画素電流
供給回路を示す図

【図８】実施の形態１に記載のＴＦＴ配置とレーザ光照
射位置の関係を示す図

【図９】実施の形態１に記載のＴＦＴ配置とレーザ光照
射位置の関係を示す図

【図１０】実施の形態１から４に記載のＴＦＴのチャネ
ル領域の粒径分布を示す図およびグラフ

【図１１】実施の形態１から４に記載のＴＦＴのチャネ
ル領域の多結晶シリコン膜のラマン強度およびラマンシ
フトの分布を示すグラフ

【図１２】実施の形態１から４に記載のＴＦＴのチャネ
ル領域の多結晶シリコン膜の結晶方位強度分布および結
晶方位強度分布を示すグラフ

【図１３】実施の形態１および３に記載のＴＦＴ配置と
レーザ光照射位置の関係を示す図

【図１４】実施の形態１および３に記載のＴＦＴ配置と
レーザ光照射位置の関係を示す図

【図１５】実施の形態１および３に記載のＴＦＴのソー
ス、ドレイン、およびチャネル領域の粒径分布を示す図
およびグラフ

【図１６】実施の形態２に記載のＥＬ表示装置の画素電
流供給回路を示す図

【図１７】実施の形態２に記載のＴＦＴ配置とレーザ光
照射位置の関係を示す図

【図１８】実施の形態２に記載のＴＦＴ配置とレーザ光
照射位置の関係を示す図

【図１９】実施の形態３および５に記載のＴＦＴ配置と
レーザ光照射位置の関係を示す図

【図２０】実施の形態３に記載のＴＦＴ配置とレーザ光
照射位置の関係を示す図

【図２１】実施の形態３に記載のＴＦＴ配置、レーザ光
照射位置および多結晶半導体膜の結晶粒径の関係を示す
図

【図２２】実施の形態３に記載のＴＦＴ配置、レーザ光
照射位置および多結晶半導体膜の結晶粒径の関係を示す
図

【図２３】実施の形態４に記載のＥＬ表示装置の画素電
流供給回路を示す図

【図２４】実施の形態４に記載のＴＦＴ配置とレーザ光
照射位置の関係を示す図

【図２５】実施の形態４に記載のＴＦＴ配置とレーザ光
照射位置の関係を示す図

【符号の説明】

１基板（ガラス基板）２下地膜（主にＳｉＯ2）３非結晶質半導体膜（非晶質半導体膜）４単パルスのレーザ光が照射される領域５プロセスチャンバー６チャンバーウィンドー７レーザ光８ミラー９光整形器１０減光器１１レーザ（エキシマレーザ装置）１２配向膜１３透明電極（ＩＴＯ）１４平坦化膜（ポリイミド）１５液晶１６ソース・ドレイン領域（高濃度不純物注入領域）１７ＬＤＤ領域（低濃度不純物注入領域）またはオフ
セット領域１８ゲート絶縁膜（主にＳｉＯ2）１９ゲート金属（主にＭｏＷ）２０層間絶縁膜（主にＳｉＯ2）２１チャネル領域２２ソース・ドレイン電極２３大粒径シリコン結晶２４対向電極（ＩＴＯ）２５対向基板２６カラーフィルタ２７反射電極２８アルミニウムキノリノール錯体２９光遮断層兼インク垂れ防止壁３０ＴＦＴ形成領域３１透明電極（ＩＴＯ）３２正孔注入層３３有機ＥＬ材料

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H092 HA06 JA24 KA04 KA05 KA18 MA04 MA07 MA27 MA30 NA01 NA07 NA24 NA29 PA01 3K007 AB04 AB18 BA06 CA01 CB01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA03 5F052 AA02 BA01 BA02 BA07 BB01 BB07 CA07 CA10 DA02 DB02 DB03 DB07 FA19 JA01 JB01 5F110 AA30 BB01 BB04 CC02 DD01 DD02 DD13 DD14 EE03 EE06 EE44 FF02 FF30 FF31 FF32 GG02 GG06 GG13 GG16 GG25 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ12 HJ23 HL03 HL04 HL06 HL07 HL08 HM07 NN02 NN22 NN23 NN24 NN35 NN72 PP03 PP04 PP05 PP35 QQ11 QQ25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】面内で一定の間隔で結晶性の分布が繰り
返すことを特徴とする多結晶薄膜。
【請求項２】結晶性分布が粒径分布であることを特徴
とする請求項１に記載の多結晶薄膜。
【請求項３】結晶性分布が表面凹凸の分布であること
を特徴とする請求項１に記載の多結晶薄膜。
【請求項４】結晶性分布がラマン強度分布であること
を特徴とする請求項１に記載の多結晶薄膜。
【請求項５】結晶性分布がラマンシフトの分布である
ことを特徴とする請求項１に記載の多結晶薄膜。
【請求項６】結晶性分布が結晶方位ピークの強度の分
布であることを特徴とする請求項１に記載の多結晶薄
膜。
【請求項７】結晶性分布が結晶方位の分布であること
を特徴とする請求項１に記載の多結晶薄膜。
【請求項８】特定エリア内で、特定の機能を有する複
数の薄膜トランジスタのチャネル部を構成する多結晶薄
膜の結晶性がチャネル部分の面内において一定の分布を
有し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネル部の結晶
性の測定データの分布の相関係数が正であることを特徴
とする薄膜トランジスタアレイ。
【請求項９】特定エリア内で、異なる機能を有する複
数の薄膜トランジスタのチャネル部を構成する多結晶薄
膜の結晶性がチャネル部分の面内において一定の分布を
有し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネル部の結晶
性の測定データの相関係数が正であることを特徴とする
薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１０】特定エリア内で、特性を揃えたい複数
の薄膜トランジスタのチャネル部を構成する多結晶薄膜
の結晶性がチャネル部分の面内において一定の分布を有
し、前記複数の薄膜トランジスタのチャネル部の結晶性
の測定データの相関係数が正であることを特徴とする薄
膜トランジスタアレイ。
【請求項１１】特定エリア内の複数の薄膜トランジス
タが、いずれもソースおよびドレイン部分の多結晶薄膜
の結晶性の分布とチャネル部分の結晶性とが異なること
を特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１２】特定エリア内の複数の薄膜トランジス
タが、ソース、ドレイン、およびチャネル部分の多結晶
薄膜の結晶性が面内において一定の分布を有し、いずれ
の薄膜トランジスタも、ソース部分またはドレイン部分
の結晶性の測定データの面内分布とチャネル部分の面内
分布の相関係数が負であることを特徴とする薄膜トラン
ジスタアレイ。
【請求項１３】特定エリア内の複数の薄膜トランジス
タが、いずれも、ソースおよびドレイン部分の多結晶薄
膜の結晶性がチャネル部分の結晶性が近いことを特徴と
する薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１４】特定エリア内の複数の薄膜トランジス
タが、ソース、ドレイン、およびチャネル部分の多結晶
薄膜の結晶性が面内において一定の分布を有し、いずれ
の薄膜トランジスタも、ソース部分、ドレイン部分、チ
ャネル部分の結晶性の測定データの面内分布の相関係数
が正であることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１５】特定エリア内の複数の薄膜トランジス
タが、レーザの走査方向とソース−チャネル−ドレイン
方向が一致していることを特徴とする薄膜トランジスタ
アレイ。
【請求項１６】結晶性の分布が粒径の分布であること
を特徴とする、請求項８から請求項１４に記載の薄膜ト
ランジスタアレイ。
【請求項１７】結晶性の分布が表面凹凸の分布である
ことを特徴とする、請求項８から請求項１４に記載の薄
膜トランジスタアレイ。
【請求項１８】結晶性の分布がラマン強度の分布であ
ることを特徴とする、請求項８から請求項１４に記載の
薄膜トランジスタアレイ。
【請求項１９】結晶性の分布がラマンシフトの分布で
あることを特徴とする、請求項８から請求項１４に記載
の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項２０】結晶性の分布が結晶方位ピークの強度
の分布であることを特徴とする、請求項８から請求項１
４に記載の薄膜トランジスタアレイ。
【請求項２１】結晶性の分布が結晶方位の分布である
ことを特徴とする、請求項８から請求項１４に記載の薄
膜トランジスタアレイ。
【請求項２２】請求項８から請求項１０のＴＦＴアレ
イであって、かつ、請求項１１または請求項１３である
ことを特徴とする薄膜トランジスタアレイ。
【請求項２３】特定の機能の薄膜トランジスタ群を直
線状に並べる設計を用いることを特徴とする薄膜トラン
ジスタアレイ。
【請求項２４】特定の異なる機能の薄膜トランジスタ
群を直線状に並べる設計を用いることを特徴とする薄膜
トランジスタアレイ。
【請求項２５】特定エリア内で、特性を揃えたい薄膜
トランジスタ群を直線状に並べる設計を用いることを特
徴とする薄膜トランジスタアレイ。
【請求項２６】結晶化工程において、レーザ光の走査
方向と垂直の方向が、請求項２３から請求項２５に記載
の薄膜トランジスタ群を直線状に並べた方向と一致する
向きで、照射することを特徴とする薄膜トランジスタア
レイ製造方法。
【請求項２７】請求項２６であって、Ｓ，Ｃｈ，Ｄの
方向とレーザ光の走査方向と垂直の方向が一致すること
を特徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項２８】特定の機能を有する薄膜トランジスタ
が等間隔で並ぶ設計である場合、対応する照射間隔を用
いて、レーザ光を照射する結晶化工程を用いることを特
徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項２９】請求項２８に記載の薄膜トランジスタ
アレイの製造方法であって、照射間隔、つまり走査照射
を行なう場合のパルス毎の照射位置の移動距離の整数倍
がＴＦＴの間隔と一致する結晶化工程を用いることを特
徴とする薄膜トランジスタアレイの製造方法。
【請求項３０】請求項１に記載の多結晶薄膜を用いる
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３１】請求項８から請求項２５に記載の薄膜
トランジスタアレイを用いることを特徴とする画像表示
装置。
【請求項３２】請求項２６から請求項２９に記載の薄
膜トランジスタアレイの製造方法を用いることを特徴と
する画像表示装置の製造方法。