JP2003133252A

JP2003133252A - ビームの集束方法およびドーピング装置、並びに半導体装置の作製方法

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Publication number: JP2003133252A
Application number: JP2001329487A
Authority: JP
Inventors: Osamu Nakamura; 理中村; Kikuichi Sakurai; 菊一櫻井
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2001-10-26
Filing date: 2001-10-26
Publication date: 2003-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】従来では、ＧＯＬＤ構造を備えたＴＦＴを形
成しようとすると、その製造工程が複雑なものとなり工
程数が増加してしまう問題があった。また、同一基板上
においても、イオンの導入量を場所によって変えること
が望まれている。【解決手段】本明細書で開示するビームの集束方法に関
する発明の構成は、第１電極と第２電極とにより形成さ
れる第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へ
イオンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極
と等電位である第３電極と、第４電極とにより形成され
る第２電界により、前記第４電極へ向かう第２方向へ前
記イオンビームを加速することを特徴としている。その
ため、本発明を用いれば、所望の角度で、所望の形状の
イオンを被処理体における所望の領域に導入することを
可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する分野】本発明は、イオンのビームの進行
方向を制御する方法およびそれを行うためのドーピング
装置に関する。また、イオンの導入を工程に含んで作製
される半導体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、液晶表示装置に代表され
る電気光学装置及び該電気光学装置を部品として含む電
子機器もその範疇にあるとする。

【０００２】

【従来の技術】単結晶シリコンウエハの表面に、ＭＯＳ
トランジスタやバイポーラトランジスタなどの素子を形
成し、それを配線によって接続して所定の機能を持った
集積回路（ＬＳＩ）を製造する技術はウエハプロセスと
して知られている。このウエハプロセスにおいて、所定
の領域にｐ型又はｎ型の導電型を持つ不純物領域を形成
するためのイオン注入技術はもはや必須のものとなって
いる。

【０００３】イオン注入技術は、ドナー又はアクセプタ
不純物のイオンを質量分離して、選択されたイオンのみ
を半導体に注入する方法として知られている。その特徴
は、加速電圧やイオン密度を制御することにより、半導
体に対し所定の深さに所定の濃度で不純物を注入するこ
とが可能であるという点にある。代表的にはイオン注入
装置などが挙げられる。

【０００４】イオン注入装置の主要な構成は、イオン源
と、基板を保持しイオンを注入する処理室、真空排気手
段、ドーピング用ガス供給手段、ロードロック室などか
ら成っている。イオン源は、プラズマソース部と複数の
電極で構成される引出し電極系で構成され、また必要に
応じてイオン種を選別する質量分離系が付加されてい
る。基板の大面積化に対し、面状のイオンビームを生成
するために、引出し電極は多孔電極又はメッシュ状の電
極が採用され、それに対応してプラズマソース部が設け
られている。

【０００５】一方、液晶ディスプレイの製造で適用され
るイオン注入技術は、大面積基板の全面に渡って効率良
くイオン注入するため、イオン源を大型化すると共に敢
えて質量分離をしない方法が採用されている。代表的に
はイオンドーピング装置またはイオンシャワードーピン
グ装置などが挙げられる。

【０００６】イオンドーピング装置の主要な構成は、イ
オン源と、基板を保持しイオンを注入する処理室、真空
排気手段、ドーピング用ガス供給手段、ロードロック室
などから成っている。イオンドーピング装置の概観の例
を図７に示す。イオン源は、プラズマソース部と複数の
電極で構成される引出し・加速電極系で構成されてい
る。基板の大面積化に対し、面状のイオンビームを生成
するために、引出し・加速電極系は平行に設置された複
数の多孔電極又はメッシュ状の電極から構成されてい
る。図８に４枚の多孔電極で構成される例を示す。それ
ぞれの電極の孔の位置はイオンが通過するために電極に
対して垂直方向に一致しており、一般に電極の孔はステ
ージに近くなるほど大きくなっている。

【０００７】プラズマソース部では、ガスボックスに接
続された供給管２０１により供給される材料ガスがトリ
ガー電極２０２によりプラズマ化して、質量数の異なる
複数のイオンが生成される。例えば、代表的な材料ガス
として、ＰＨ₃（フォスフィン）やＢ₂Ｈ₆（ジボラン）
が挙げられる。ＰＨ₃の場合、ＰＨ_x ⁺、Ｐ₂Ｈ_y ⁺、Ｈ
_z ⁺（ｘ＝１〜３、ｙ＝１〜６、ｚ＝１〜３）などが生成
され、Ｂ₂Ｈ₆の場合、ＢＨ _x ⁺、Ｂ₂Ｈ_y ⁺、Ｈ_z ⁺（ｘ＝１
〜３、ｙ＝１〜６、ｚ＝１〜３）などが生成される。そ
して、引出し電極２０３によって正のイオンが取り出さ
れ、引出し電極２０３より低い電位を有する加速電極２
０４によってプラズマ中のイオンに適切なエネルギーが
付与され、加速電極２０４より低い電位を有する負電極
２０５、負電極２０５より高い電位を有する接地電極２
０６を経て、ステージ２０８上に設置された基板２０７
に到達する。ステージ２０８を回転させることで、基板
２０７に注入されるイオンの均一性を高めることもでき
る。負電極２０５と接地電極２０６の間の電界の向き
は、引出し電極２０３、加速電極２０４および負電極２
０５の間の電界の向きとは逆方向となる。これは、チャ
ンバー内で生成された２次電子が電極間に入り込むのを
防ぐためである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来では、ＧＯＬＤ構
造を備えたＴＦＴを形成しようとすると、その製造工程
が複雑なものとなり工程数が増加してしまう問題があっ
た。工程数の増加は製造コストの増加要因になるばかり
か、製造歩留まりを低下させる原因となる。

【０００９】また、一般にドーピング装置は被処理体の
全面にイオンを導入する装置である。しかしながら、基
板が大型化する中で、コストの低減を目的として、同一
基板において複数の液晶表示パネル等を作製する場合が
増えてきている。このように、現状のイオンの導入の工
程において、必ずしも基板の全面にイオンを注入する必
要はなくなってきている。

【００１０】さらに、同一基板上に画素部用および駆動
回路部用のＴＦＴを有する液晶表示パネル等が作製され
るようになり、同一基板上に異なる特性を有するＴＦＴ
を作製することも望まれている。そのためには、イオン
の導入量を場所によって変える必要がある。

【００１１】そこで、本発明は所望の領域にイオンを導
入するためのビームの集束方法およびそれを行うための
ドーピング装置を提供することを課題とする。また、イ
オンの導入を工程に含んで作製される半導体装置の作製
方法を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示するビー
ムの集束方法に関する発明の構成は、第１電極と第２電
極とにより形成される第１電界により、前記第２電極へ
向かう第１方向へイオンを加速してイオンビームを形成
し、前記第２電極と等電位である第３電極と、第４電極
とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ向
かう第２方向へ前記イオンビームを加速することを特徴
としている。

【００１３】また、本明細書で開示するドーピング装置
に関する発明の構成は、第１電極と、前記第１電極と平
行に設置され、前記第１電極よりも低い電位を有する第
２電極と、前記第２電極に対して角度θをなして設置さ
れ、前記第２電極と等電位である第３電極と、前記第３
電極と角度φをなして設置され、前記第３電極よりも低
い電位を有する第４電極と、を有することを特徴として
いる。

【００１４】また、本明細書で開示する半導体装置の作
製方法に関する発明の構成は、第１電極と第２電極とに
より形成される第１電界により、前記第２電極へ向かう
第１方向へイオンを加速してイオンビームを形成し、前
記第２電極と等電位である第３電極と、第４電極とによ
り形成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第
２方向へ前記イオンビームを加速し、半導体膜にイオン
を導入することを特徴としている。

【００１５】また、上記構成において、前記半導体膜と
して珪素膜を用いるのが望ましい。また、非晶質珪素膜
のほかに、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。そして、半
導体膜を形成するための基板として、ガラス基板、石英
基板やシリコン基板、プラスチック基板、金属基板、ス
テンレス基板、可撓性基板などを用いることができる。
前記ガラス基板として、バリウムホウケイ酸ガラス、ま
たはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基
板が挙げられる。また、可撓性基板とは、ＰＥＴ、ＰＥ
Ｓ、ＰＥＮ、アクリルなどからなるフィルム状の基板の
ことであり、可撓性基板を用いて半導体装置を作製すれ
ば、軽量化が見込まれる。可撓性基板の表面、または表
面および裏面にアルミ膜（ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、ＡｌＯな
ど）、炭素膜（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）
など）、ＳｉＮなどのバリア層を単層または多層にして
形成すれば、耐久性などが向上するので望ましい。

【００１６】このように、本発明は、所望の角度でイオ
ンビームを被処理体に導入することを可能とする。その
ため、ゲート電極の下方の半導体膜にも容易にイオンを
導入することができるため、従来より少ない枚数のフォ
トマスクで、ＧＯＬＤ構造のＴＦＴを形成することを可
能とする。フォトマスクはフォトリソグラフィーの技術
において、エッチング工程の際、マスクとするレジスト
パターンを基板上に形成するために用いる。従って、フ
ォトマスクを１枚使用することは、その前後の工程にお
いて、被膜の成膜およびエッチングなどの工程の他に、
レジスト剥離、洗浄や乾燥工程などが付加され、フォト
リソグラフィーの工程においても、レジスト塗布、プレ
ベーク、露光、現像、ポストベークなどの煩雑な工程が
行われることを意味する。また、本発明は、所望の形状
のイオンビームを容易に形成することを可能とする。さ
らに、所望の領域にイオンを導入することを可能とす
る。そのため、同一基板上に異なる特性のＴＦＴを作製
することも可能である。

【００１７】さらに、本発明を適用することで、アクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体装
置において、半導体装置の動作特性および信頼性の向上
を実現することができる。さらに、半導体装置の製造コ
ストの低減を実現することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図１お
よび図２を用いて説明する。

【００１９】図１に本発明の電極の形状の例について示
す。図１で示す電極は、引出し電極１０１、加速電極１
０２ａ、１０２ｂ、負電極１０３、接地電極１０４の５
枚の電極から構成されており、１０５は被処理体を示
す。なお、加速電極１０２ａ、１０２ｂは等電位とし、
加速電極１０２ｂ、負電極１０３、接地電極１０４は引
出し電極１０１および加速電極１０２ａに対して斜めに
設置している。

【００２０】ここで、図１を簡略化した断面図を図２に
示す。引出し電極１０１と加速電極１０２ａ、１０２ｂ
の間の電界の向きは、引出し電極１０１と加速電極１０
２ａに対して垂直である。一方、加速電極１０２ｂは、
引出し電極１０１と加速電極１０２ａに対して角度θだ
け斜めに設置されているので、加速電極１０２ｂと負電
極１０３との間の電界の向きは角度θだけずれる。その
ため、イオンビームの進行方向が曲げられ、所望の角度
から被処理体にイオンを導入することができる。

【００２１】また、材料ガスをプラズマ化すると、図２
で示す１１０や１１１のような質量数の異なる複数のイ
オンが生成される。例えば、材料ガスがＰＨ₃（フォス
フィン）である場合、ＰＨ_x ⁺、Ｐ₂Ｈ_y ⁺、Ｈ_z ⁺（ｘ＝１
〜３、ｙ＝１〜６、ｚ＝１〜３）などが生成され、Ｂ₂
Ｈ₆（ジボラン）である場合、ＢＨ_x ⁺、Ｂ₂Ｈ_y ⁺、Ｈ
_z ⁺（ｘ＝１〜３、ｙ＝１〜６、ｚ＝１〜３）などが生成
される。ここでＰの原子量は３１、Ｂは１１であり、Ｈ
は１である。しかし、電界の向きが変わってもそれぞれ
のイオンは同じ方向へ進行する。これを数式を用いて説
明する。

【００２２】引出し電極に対して垂直な方向をｘ方向と
し、平行な方向をｙ方向として計算する。引出し電極１
０１に到達するときの初速度を０、加速電極１０２ａに
到達するときの速度をｖ、電荷をｅ、引出し電極１０１
と加速電極１０２ａの間の電場の大きさをＥｅｘ、引出
し電極１０１と加速電極１０２ａの間の距離をｘ₁する
と、エネルギー保存の法則より、電界×距離＝運動エネ
ルギーであるから、

【００２３】

【数１】

【００２４】

【数２】

【００２５】となる。ここで、イオン１１０の質量をｍ
₁、速度をｖ₁とし、イオン１１０の質量をｍ₂、速度を
ｖ₂とすると、

【００２６】

【数３】

【００２７】

【数４】

【００２８】と表される。

【００２９】加速電極１０２ａと加速電極１０２ｂは等
電位になっているため、加速電極１０２ａから加速電極
１０２ｂへは同じ速度ｖ₁、ｖ₂で進行する。

【００３０】そして、図２（Ｂ）で示すように、イオン
が加速電極１０２ｂに到達する。加速電極１０２ｂと負
電極１０３の間の電場の大きさをＥａｃ、加速電極１０
２ｂと負電極１０３の間の距離をｘ₂すると、

【００３１】

【数５】

【００３２】

【数６】

【００３３】が成り立つ。なお、（２）式は、加速度
ａ、初速度ｖ₀、距離ｓ、時間ｔ、力Ｆ、質量ｍとし
て、

【００３４】

【数７】

【００３５】

【数８】

【００３６】で表される２式から、

【００３７】

【数９】

【００３８】を導いて、代入した。

【００３９】そして、時間ｔのうちにｙ方向へ到達する
距離は、

【００４０】

【数１０】

【００４１】であるから、（４）式に（１）、（３）式
を代入すると、

【００４２】

【数１１】

【００４３】が得られる。（５）式は質量ｍを含まない
式であるため、質量に依存しないことが分かる。つま
り、どのような質量であっても、進行方向は同じになる
ことがわかる。

【００４４】本実施形態では、材料ガスとしてＰＨ₃、
Ｂ₂Ｈ₆の例を挙げたが、本発明はこれらに限定しない。
また、加速電極、引出し電極、負電極を同じ角度だけ斜
めに設置する例を挙げたが、これらの電極のうちのいず
れかまたは複数の電極を斜めに設置してもよいし、異な
る角度で設置してもよい。また、それぞれの電極の枚数
の限定はないし、引出し電極はなくてもよい。また、電
極の形状を円状として図示しているが、矩形状や円錐
状、蒲鉾形などでもよい。

【００４５】また、図示しないが、接地電極１０４と被
処理体１０５との間にスリットを設けて、被処理体１０
５に到達するときのイオンビームの角度を制限したり、
被処理体１０５上におけるイオンビームの形状を所望の
ものとすることも可能である。

【００４６】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例によりさらに詳細な説明を行うこととする。

【００４７】

【実施例】［実施例１］本発明の実施例について図３お
よび図４を用いて説明する。

【００４８】図３に本発明の電極の形状の例について示
す。図３で示す電極は、引出し電極１１１、加速電極１
１２ａ、１１２ｂ、負電極１１３、接地電極１１４の５
枚の電極から構成されており、１０５は被処理体を示
す。また、図４で示すように、加速電極１１２ｂ、負電
極１１３、接地電極１１４は中央を軸として左側の電極
と右側の電極を角度θ₁、θ₂ずつ傾けて、角度を調節す
ることが可能である。このとき、左側の電極と右側の電
極の角度の調節はそれぞれ独立に行うことができるた
め、角度θ₁、θ₂を同じ角度にしてもよいし、異なる角
度にしてもよい。また、加速電極１１２ｂ、負電極１１
３、接地電極１１４のそれぞれの角度を変えることもで
きる。さらに、それぞれの電極間の距離を変えてもよ
い。

【００４９】引出し電極１１１と加速電極１１２ａ、１
１２ｂの間の電界の向きは、引出し電極１１１、加速電
極１１２ａに対して垂直である。ここで、加速電極１１
２ａ、１１２ｂは等電位とする。加速電極１１２ｂは角
度θ₁、θ₂だけ斜めに設置されているので、加速電極１
１２ｂと負電極１１３との間の電界の向きは角度θ₁、
θ₂だけずれる。そのため、イオンビームの進行方向が
曲げられ、被処理体に対して角度θ₁、θ₂だけずれた角
度から被処理体にイオンを導入することができる。

【００５０】［実施例２］実施例１とは異なる本発明の
構成の例について図５を用いて説明する。

【００５１】図５に本発明の電極の形状の例について示
す。図５で示す電極は、引出し電極１２１、加速電極１
２２ａ、１２２ｂ、負電極１２３、接地電極１２４の５
枚の電極から構成されており、１０５は被処理体を示
す。

【００５２】引出し電極１２１と加速電極１２２ａ、１
２２ｂの間の電界の向きは、引出し電極１２１、加速電
極１２２ａに対して垂直である。ここで、加速電極１２
２ａ、１２２ｂは等電位とする。加速電極１２２ｂは蒲
鉾型であるため、加速電極１１２ｂと負電極１１３との
間の電界の向きは中央へずれる。そのため、イオンビー
ムの進行方向が曲げられ、被処理体上に矩形状のイオン
ビーム１２５が形成される。

【００５３】ここで、曲面の傾きの関係式について図１
９を用いて求める。加速電極１２２ｂの中心からある孔
までの距離をｓ、加速電極１２２ｂから被処理体１０５
上のＰ点までの距離をＬ、加速電極１２２ｂにおけるあ
る孔と被処理体１０５上のＰ点とを結ぶ直線と加速電極
１２２ｂの中心と被処理体１０５上のＰ点とを結ぶ直線
のなす角をβ、ある孔における接面と加速電極１２２ａ
とのなす角をθとする。なお、加速電極１２２ｂは曲面
であるため、厳密には被処理体までの距離が各孔により
異なるがＬで近似する。これらから、角度βは、

【００５４】

【数１２】

【００５５】

【数１３】

【００５６】で表される。なお、ｙ、ｘ₂は実施の形態
で用いたものと同じである。これら２式から、

【００５７】

【数１４】

【００５８】が成り立つので、（５）式を代入して、

【００５９】

【数１５】

【００６０】を得る。（６）式から各点θと中心からの
距離ｓとの関係がわかるため、加速電極１２２ａの曲面
を決定することができる。

【００６１】また、加速電極１２２ｂと負電極１２３の
間の電場の大きさをＥａｃが十分大きく、イオンビーム
の進行方向が電界にほぼ一致するときは、被処理体１０
５上のＰ点を中心とする同心円から切り取られた複数の
弧をそれぞれ加速電極１２２ｂ、負電極１２３、接地電
極１２４とすればよい。そして、それぞれの電極におけ
る孔は、加速電極１２２ｂにおけるある点とＰ点とを結
ぶ直線上に形成すれば良い。

【００６２】なお、本実施例ではＰ点は被処理体上１０
５にあるとして説明したが、Ｐ点は被処理体１０５上に
限らない。

【００６３】そして、このような電極により形成された
矩形状のイオンビーム１２５を被処理体１０５に対して
相対的に１２６で示す方向に移動させれば、所望の領域
あるいは全面にイオンを導入することができる。

【００６４】［実施例３］実施例１を適用して、ＧＯＬ
Ｄ構造のＴＦＴを作製する例について図６を用いて説明
する。また、比較のため、従来のＧＯＬＤ構造のＴＦＴ
の作製する例について図９を用いて説明する。

【００６５】図６（Ａ）において基板１０には、ガラス
基板、石英基板やシリコン基板、プラスチック基板、金
属基板、ステンレス基板、可撓性基板などを用いること
ができる。

【００６６】前記基板１０の上に下地絶縁膜１１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１１は２層以上の絶縁膜から形成して
も良いし、形成しなくても良い。

【００６７】次に、半導体膜をプラズマＣＶＤ法やスパ
ッタ法などの公知の手段で１０〜２００ｎｍ（好ましく
は３０〜１００ｎｍ）の厚さに形成する。前記半導体膜
としては、非晶質半導体膜や微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。その後、公知の手
段（熱アニール法、レーザアニール法、ラピッドサーマ
ルアニール法（ＲＴＡ法）など）により半導体膜の結晶
化を行う。そして、結晶化した半導体膜を所望の形にパ
ターニングして半導体層１３を形成する。

【００６８】次いで、半導体層１２を覆うゲート絶縁膜
１３を形成する。ゲート絶縁膜１３はプラズマＣＶＤ法
またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜１５０ｎｍとし
て珪素を含む絶縁膜で形成する。もちろん、ゲート絶縁
膜は単層または積層構造として用いても良い。

【００６９】次いで、ゲート絶縁膜１３上に膜厚１００
〜５００ｎｍの導電膜１４を形成する。導電膜として
は、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、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し、結晶質珪素膜に代
表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰｄＣｕ
合金を用いてもよい。また、可視光に対して透明な酸化
物導電膜（代表的にはＩＴＯ膜）を用いてもよい。

【００７０】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（図示せず）を形成し、電極およ
び配線を形成するためのエッチング処理を行って、ゲー
ト電極１５を形成し、次いで、ゲート電極１５をマスク
として、ゲート絶縁膜１３を選択的に除去して絶縁層１
６を形成する。

【００７１】そして、実施例１で示した電極を有するド
ーピング装置により第１のドーピング処理を行って、半
導体層に低濃度に不純物元素を導入する。実施例１で示
した電極を有するドーピング装置によりドーピング処理
を行うことで、ゲート電極１５の下方にも不純物元素が
導入され、従来より少ない枚数のフォトマスクでＧＯＬ
Ｄ構造のＴＦＴを作製することができる。本実施例で
は、ＴＦＴの活性層となる半導体層の一部が露呈してい
るため、不純物元素を添加しやすい利点を有している。
また、基板を回転させながら、不純物元素を導入すれ
ば、基板面内におけるばらつきを低減できる。

【００７２】続いて、第２のドーピング処理により、高
濃度に不純物元素を導入する。第２のドーピング処理に
おいては、実施例１で示した電極の角度θ₁、θ₂＝０と
して全ての電極をイオンの進行方向に対して垂直とし、
被処理体に対してイオンが垂直に導入されるようにす
る。このようにすることで、ゲート電極１５をマスクと
して半導体層に選択的に高濃度不純物領域１８を形成す
ることができる。

【００７３】以上のようにして、フォトマスクを３枚用
いるだけで、半導体層１２にゲート電極１５の一部と重
なる低濃度不純物領域１９および高濃度不純物領域１８
が形成される。

【００７４】そして、熱処理により、半導体層の結晶の
回復および不純物元素の活性化を行うのが望ましい。こ
の熱処理はファーネスアニール炉を用いる熱アニール
法、レーザアニール法、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。

【００７５】このようにして作製される半導体層を用い
て、ＴＦＴを作製すれば、その電気的特性は良好な特性
となる。

【００７６】ここで、従来のＧＯＬＤ構造のＴＦＴを作
製する方法について、図９を用いて説明する。

【００７７】図６（Ａ）で示したように、基板１０上に
下地絶縁膜１１を形成し、前記下地絶縁膜１１上に半導
体層１２を形成する。そして、半導体層１２上にレジス
ト２３を形成して、第１のドーピング処理を行い、低濃
度不純物領域２４を形成する。次いで、レジスト２３を
除去し、絶縁膜２５を形成し、前記絶縁膜２５上に導電
膜２６を形成する。続いて、レジストからなるマスク
（図示せず）を形成し、電極および配線を形成するため
のエッチング処理を行って、ゲート電極２７を形成し、
次いで、ゲート電極２７をマスクとして、ゲート絶縁膜
２５を選択的に除去して絶縁層２８を形成する。そし
て、レジスト２９を形成し、第２のドーピング処理を行
って、高濃度不純物領域３０を形成する。

【００７８】以上のようにして、フォトマスクを４枚用
いて半導体層１２に低濃度不純物領域３１および高濃度
不純物領域３０が形成される。つまり、本発明を用いる
方がＧＯＬＤ構造のＴＦＴを作製することの歩留まりの
向上および低コスト化が示される。

【００７９】なお、本発明は、本実施例で示したＴＦＴ
の作製方法に限らず、ボトムゲートやその他のＴＦＴの
構造においても適用できる。

【００８０】［実施例４］本実施例ではアクティブマト
リクス基板の作製方法について図１０〜図１３を用いて
説明する。本明細書ではＣＭＯＳ回路、及び駆動回路
と、画素ＴＦＴ、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。

【００８１】まず、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガ
ラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスか
らなる基板４００を用いる。なお、基板４００として
は、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。
また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプ
ラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いて
も良い。なお、本発明はエネルギー分布が同一である矩
形状ビームを複数形成できるので、複数の矩形状ビーム
により大面積基板を効率良くアニールすることが可能で
ある。

【００８２】次いで、基板４００上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地
膜４０１を公知の手段により形成する。本実施例では下
地膜４０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単
層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。

【００８３】次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。
半導体膜は公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、ま
たはプラズマＣＶＤ法等）により２５〜２００ｎｍ（好
ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで半導体膜を成膜
し、公知の結晶化法（レーザ結晶化法、ＲＴＡやファー
ネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する
金属元素を用いた熱結晶化法等）、または公知の結晶化
法を組み合わせて結晶化させる。なお、前記半導体膜と
しては、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜、結晶性半導
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。

【００８４】レーザ結晶化法において用いるレーザは、
連続発振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レー
ザまたは金属レーザが望ましい。なお、前記固体レーザ
としては連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、Ｙ
ＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラス
レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔ
ｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レーザとして
は連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレ
ーザ、Ｋｒレーザ、CO₂レーザ等があり、前記金属レー
ザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、
金蒸気レーザが挙げられる。

【００８５】本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、
５０ｎｍの非晶質珪素膜を成膜し、この非晶質珪素膜に
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレ
ーザ結晶化法を行う。金属元素としてニッケルを用い、
溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入した後、５５０
℃で５時間の熱処理を行って第１の結晶性珪素膜を得
る。そして、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザか
ら射出されたレーザ光を非線形光学素子により第２高調
波に変換したのち、光学系により矩形状ビームを形成し
て照射して第２の結晶性珪素幕を得る。前記第１の結晶
性珪素膜にレーザ光を照射して第２の結晶性珪素膜とす
ることで、結晶性が向上する。このときのエネルギー密
度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは
０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要である。そして、
０．５〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光に対し
て相対的にステージを動かして照射し、結晶性珪素膜を
形成する。また、パルス発振のエキシマレーザを用いる
場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー
密度を１００〜１０００mJ/cm²(代表的には２００〜８
００mJ/cm²)とするのが望ましい。このとき、レーザ光
を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。

【００８６】もちろん、第１の結晶性珪素膜を用いてＴ
ＦＴを作製することもできるが、第２の結晶性珪素膜は
結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上
するので望ましい。例えば、第１の結晶性珪素膜を用い
てＴＦＴを作製すると、移動度は３００ｃｍ²／Ｖｓ程
度であるが、第２の結晶性珪素膜を用いてＴＦＴを作製
すると、移動度は５００〜６００ｃｍ²／Ｖｓ程度と著
しく向上する。

【００８７】このようにして得られた結晶性半導体膜を
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
り、半導体層４０２〜４０６を形成する。

【００８８】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。

【００８９】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４０７はプ
ラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜
１５０ｎｍ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１１０ｎｍの厚さで酸
化窒化珪素膜を形成する。勿論、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、他の絶縁膜を単層ま
たは積層構造として用いても良い。

【００９０】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。

【００９１】次いで、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０
〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４
００ｎｍの第２の導電膜４０９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３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電
膜４０９を積層形成する。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
パッタする。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ＣＶＤ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２０μΩｃ
ｍ以下にすることが望ましい。

【００９２】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としているが、特に
限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、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、Ａ
ｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。

【００９３】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。（図１０（Ｂ））本実施例では第１のエッチ
ング条件として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasm
a：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う。
基板側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MH
z）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。

【００９４】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
う。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MH
z）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。

【００９５】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。

【００９６】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。（図１０（Ｃ））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２の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを
形成する。一方、第１の導電層４１７ａ〜４２２ａは、
ほとんどエッチングされず、第２の形状の導電層４２８
〜４３３を形成する。

【００９７】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低濃度に添加する。ドーピング処理
は実施形態および実施例１乃至３のいずれか一を用いて
行えば良い。ドーピング処理の条件はドーズ量を１×１
０¹³〜５×１０¹⁴／ｃｍ²とし、加速電圧を４０〜８０
ｋｅＶとして行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１
０¹³／ｃｍ²とし、加速電圧を６０ｋｅＶとして行う。
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）を用いる。この場合、導電層４２８
〜４３３がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクと
なり、自己整合的に不純物領域４２３〜４２７が形成さ
れる。不純物領域４２３〜４２７には１×１０¹⁸〜１×
１０²⁰／cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を
添加する。

【００９８】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４３４ａ〜４３４ｃを形成
して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で第２の
ドーピング処理を行う。ドーピング処理は、実施形態お
よび実施例１乃至３のいずれか一を用いて行えば良い。
ドーピング処理の条件はドーズ量を１×１０¹³〜１×１
０¹⁵/cm²とし、加速電圧を６０〜１２０ｋｅＶとして行
う。ドーピング処理は第２の導電層４２８ｂ〜４３２ｂ
を不純物元素に対するマスクとして用い、第１の導電層
のテーパー部の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。続いて、第２のドーピング処
理より加速電圧を下げて第３のドーピング処理を行って
図１１（Ａ）の状態を得る。イオンドープ法の条件はド
ーズ量を１×１０¹⁵〜１×１０¹⁷/cm²とし、加速電圧を
５０〜１００ｋｅＶとして行う。第２のドーピング処理
および第３のドーピング処理により、第１の導電層と重
なる低濃度不純物領域４３６、４４２、４４８には１×
１０¹⁸〜５×１０¹⁹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不
純物元素を添加され、高濃度不純物領域４３５、４３
８、４４１、４４４、４４７には１×１０¹⁹〜５×１０
²¹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加さ
れる。

【００９９】もちろん、適当な加速電圧にすることで、
第２のドーピング処理および第３のドーピング処理は１
回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度
不純物領域を形成することも可能である。

【０１００】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４５０ａ〜４５０
ｃを形成して第４のドーピング処理を行う。ドーピング
処理は、実施形態および実施例１乃至３のいずれか一を
用いて行えば良い。この第４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４５３〜４５６、４５９、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４５３〜４５６、４５９、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４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４５０ａ〜４５０ｃで覆われている。第１乃
至３のドーピング処理によって、不純物領域４３８、４
３９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１×１０¹⁹〜５×１０²¹atoms/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。

【０１０１】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。

【０１０２】次いで、レジストからなるマスク４５０ａ
〜４５０ｃ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Ｃ
ＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００
ｎｍ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。勿論、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。

【０１０３】次いで、図１１（Ｃ）に示すように、レー
ザアニール法、熱アニール法、ラピッドサーマルアニー
ル法（ＲＴＡ法）などにより、不純物元素の活性化およ
び結晶性の回復を行う。

【０１０４】レーザアニール法において用いるレーザ
は、連続発振またはパルス発振の固体レーザまたは気体
レーザまたは金属レーザが望ましい。なお、前記固体レ
ーザとしては連続発振またはパルス発振のＹＡＧレー
ザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、
ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレー
ザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レーザ
としては連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、
Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、CO₂レーザ等があり、前記金
属レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レ
ーザ、金蒸気レーザが挙げられる。このとき、連続発振
のレーザを用いるのであれば、レーザ光のエネルギー密
度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは
０．０１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要であり、レーザ光
に対して相対的に基板を０．５〜２０００ｃｍ／ｓの速
度で移動させる。また、パルス発振のレーザを用いるの
であれば、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー
密度を５０〜１０００mJ/cm²(代表的には５０〜５００m
J/cm²)とするのが望ましい。このとき、レーザ光を５０
〜９８％オーバーラップさせても良い。

【０１０５】また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活
性化を行っても良い。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。

【０１０６】そして、熱処理（３００〜５５０℃で１〜
１２時間の熱処理）を行うと水素化を行うことができ
る。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。第１の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水
素化することができる。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）
や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００〜４５
０℃で１〜１２時間の熱処理を行っても良い。

【０１０７】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る。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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４６４〜４６８
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。もちろ
ん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上
の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、
ＡｌとＴｉに限らない。例えば、ＴａＮ膜上にＡｌやＣ
ｕを形成し、さらにＴｉ膜を形成した積層膜をパターニ
ングして配線を形成してもよい。（図１２）

【０１１１】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。この接続電極４６８によりソース配線（４４３ａと
４４３ｂ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ＴＦＴ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４
７０は、画素ＴＦＴ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。

【０１１２】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。

【０１１３】駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０
１はチャネル形成領域４３７、ゲート電極の一部を構成
する第１の導電層４２８ａと重なる低濃度不純物領域４
３６（ＧＯＬＤ領域）、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４５２と、ｎ型を付与
する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が導入
された不純物領域４５１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４４０、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４５４と、ｎ型を付与する不純物元
素およびｐ型を付与する不純物元素が導入された不純物
領域４５３を有している。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５
０３にはチャネル形成領域４４３、ゲート電極の一部を
構成する第１の導電層４３０ａと重なる低濃度不純物領
域４４２（ＧＯＬＤ領域）、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４５６と、ｎ型を
付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が
導入された不純物領域４５５を有している。

【０１１４】画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形
成領域４４６、ゲート電極の外側に形成される低濃度不
純物領域４４５（ＬＤＤ領域）、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４５８と、ｎ
型を付与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元
素が導入された不純物領域４５７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に
は、ｎ型を付与する不純物元素および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
４１６を誘電体として、電極（４３２ａと４３２ｂの積
層）と、半導体層とで形成している。

【０１１５】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。

【０１１６】また、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１３に対応する部分には同じ符号を用いてい
る。図１２中の鎖線Ａ−Ａ’は図１３中の鎖線Ａ―Ａ’
で切断した断面図に対応している。また、図１２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。

【０１１７】［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。

【０１１８】まず、実施例４に従い、図１２の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図１２のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向
膜５６７を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜５６７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５７２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。

【０１１９】次いで、対向基板５６９を用意する。次い
で、対向基板５６９上に着色層５７０、５７１、平坦化
膜５７３を形成する。赤色の着色層５７０と青色の着色
層５７１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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】次いで、平坦化膜５７３上に透明導電膜か
らなる対向電極５７６を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜５７４を形成し、ラビング処理を
施した。

【０１２３】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５６８
で貼り合わせる。シール材５６８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５７５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５７５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。

【０１２４】以上のようにして作製される液晶表示装置
はエネルギー分布の均一なレーザ光により一様にアニー
ルされた半導体膜を用いて作製されたＴＦＴを有してお
り、前記液晶表示装置の動作特性や信頼性を十分なもの
となり得る。そして、このような液晶表示装置は各種電
子機器の表示部として用いることができる。

【０１２５】なお、本実施例は実施例１乃至４と自由に
組み合わせることが可能である。

【０１２６】［実施例６］本実施例では、実施例４で示
したアクティブマトリクス基板を作製するときのＴＦＴ
の作製方法を用いて、発光装置を作製した例について説
明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形
成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表
示用パネルおよび該表示用パネルにＴＦＴを備えた表示
用モジュールを総称したものである。なお、発光素子
は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Elec
tro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（発
光層）と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合
物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（リン光）があり、これらのうち
どちらか、あるいは両方の発光を含む。

【０１２７】なお、本明細書中では、発光素子において
陽極と陰極の間に形成された全ての層を有機発光層と定
義する。有機発光層には具体的に、発光層、正孔注入
層、電子注入層、正孔輸送層、電子輸送層等が含まれ
る。基本的に発光素子は、陽極層、発光層、陰極層が順
に積層された構造を有しており、この構造に加えて、陽
極層、正孔注入層、発光層、陰極層や、陽極層、正孔注
入層、発光層、電子輸送層、陰極層等の順に積層した構
造を有していることもある。

【０１２８】図１５は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図１５において、基板７００上に設けられたスイッ
チングＴＦＴ６０３は図１２のｎチャネル型ＴＦＴ５０
３を用いて形成される。したがって、構造の説明はｎチ
ャネル型ＴＦＴ５０３の説明を参照すれば良い。

【０１２９】なお、本実施例ではチャネル形成領域が二
つ形成されるダブルゲート構造としているが、チャネル
形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造もしくは
三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。

【０１３０】基板７００上に設けられた駆動回路は図１
２のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ
５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。

【０１３１】また、配線７０１、７０３はＣＭＯＳ回路
のソース配線、７０２はドレイン配線として機能する。
また、配線７０４はソース配線７０８とスイッチングＴ
ＦＴのソース領域とを電気的に接続する配線として機能
し、配線７０５はドレイン配線７０９とスイッチングＴ
ＦＴのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機
能する。

【０１３２】なお、電流制御ＴＦＴ６０４は図１２のｐ
チャネル型ＴＦＴ５０２を用いて形成される。従って、
構造の説明はｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。

【０１３３】また、配線７０６は電流制御ＴＦＴのソー
ス配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は電流
制御ＴＦＴの画素電極７１１上に重ねることで画素電極
７１１と電気的に接続する電極である。

【０１３４】なお、７１１は、透明導電膜からなる画素
電極（発光素子の陽極）である。透明導電膜としては、
酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化
インジウムを用いることができる。また、前記透明導電
膜にガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極
７１１は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜７
１０上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる
平坦化膜７１０を用いてＴＦＴによる段差を平坦化する
ことは非常に重要である。後に形成される発光層は非常
に薄いため、段差が存在することによって発光不良を起
こす場合がある。従って、発光層をできるだけ平坦面に
形成しうるように画素電極を形成する前に平坦化してお
くことが望ましい。

【０１３５】配線７０１〜７０７を形成後、図１５に示
すようにバンク７１２を形成する。バンク７１２は１０
０〜４００ｎｍの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜
をパターニングして形成すれば良い。

【０１３６】なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、
成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。
本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカー
ボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の
発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０⁶〜１×１
０¹²Ωｍ（好ましくは１×１０⁸〜１×１０¹⁰Ωｍ）と
なるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれ
ば良い。

【０１３７】画素電極７１１の上には発光層７１３が形
成される。なお、図１５では一画素しか図示していない
が、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色
に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシ
アニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７
０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体
（Ａｌｑ₃）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ₃に
キナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光
色素を添加することで発光色を制御することができる。

【０１３８】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機発光材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせて発光層（発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良
い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光
層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や
高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書
中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下
または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光材
料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機
発光材料を用いる例として、正孔注入層として２０ｎｍ
のポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）膜をスピン塗布法によ
り設け、その上に発光層として１００ｎｍ程度のパラフ
ェニレンビニレン（ＰＰＶ）膜を設けた積層構造として
も良い。なお、ＰＰＶのπ共役系高分子を用いると、赤
色から青色まで発光波長を選択できる。また、電荷輸送
層や電荷注入層として炭化珪素等の無機材料を用いるこ
とも可能である。これらの有機発光材料や無機材料は公
知の材料を用いることができる。

【０１３９】次に、発光層７１３の上には導電膜からな
る陰極７１４が設けられる。本実施例の場合、導電膜と
してアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿
論、公知のＭｇＡｇ膜（マグネシウムと銀との合金膜）
を用いても良い。陰極材料としては、周期表の１族もし
くは２族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの
元素を添加した導電膜を用いれば良い。

【０１４０】この陰極７１４まで形成された時点で発光
素子７１５が完成する。なお、ここでいう発光素子７１
５は、画素電極（陽極）７１１、発光層７１３及び陰極
７１４で形成されたダイオードを指す。

【０１４１】発光素子７１５を完全に覆うようにしてパ
ッシベーション膜７１６を設けることは有効である。パ
ッシベーション膜７１６としては、炭素膜、窒化珪素膜
もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁
膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。

【０１４２】この際、カバレッジの良い膜をパッシベー
ション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤ
ＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から
１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性
の低い発光層７１３の上方にも容易に成膜することがで
きる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果
が高く、発光層７１３の酸化を抑制することが可能であ
る。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層
７１３が酸化するといった問題を防止できる。

【０１４３】さらに、パッシベーション膜７１６上に封
止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封
止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内
部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有す
る物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチ
ック基板（プラスチックフィルムも含む）や可撓性基板
の両面に炭素膜（好ましくはＤＬＣ膜）を形成したもの
を用いる。炭素膜以外にもアルミ膜（ＡｌＯＮ、Ａｌ
Ｎ、ＡｌＯなど）、ＳｉＮなどを用いることができる。

【０１４４】こうして図１５に示すような構造の発光装
置が完成する。なお、バンク７１２を形成した後、パッ
シベーション膜７１６を形成するまでの工程をマルチチ
ャンバー方式（またはインライン方式）の成膜装置を用
いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効であ
る。また、さらに発展させてカバー材７１８を貼り合わ
せる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも
可能である。

【０１４５】こうして、基板７００上にｎチャネル型Ｔ
ＦＴ６０１、６０２、スイッチングＴＦＴ（ｎチャネル
型ＴＦＴ）６０３および電流制御ＴＦＴ（ｎチャネル型
ＴＦＴ）６０４が形成される。

【０１４６】さらに、図１５を用いて説明したように、
ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設ける
ことによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いｎ
チャネル型ＴＦＴを形成することができる。そのため、
信頼性の高い発光装置を実現できる。

【０１４７】また、本実施例では画素部と駆動回路の構
成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、Ｄ／Ａコンバータ、オペアン
プ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成
可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも
形成しうる。

【０１４８】以上のようにして作製される発光装置はエ
ネルギー分布の均一なレーザ光により一様にアニールさ
れた半導体膜を用いて作製されたＴＦＴを有しており、
前記発光装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得
る。そして、このような発光装置は各種電子機器の表示
部として用いることができる。

【０１４９】なお、本実施例は実施例１乃至４と自由に
組み合わせることが可能である。

【０１５０】［実施例７］本発明を適用して、様々な半
導体装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置、アク
ティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型
ＥＣ表示装置）を作製することができる。即ち、それら
電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本
発明を適用できる。

【０１５１】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、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。それらの例を図１６、図
１７及び図１８に示す。

【０１５２】図１６（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。本発明により作製
された半導体装置を表示部３００３に適用することで、
本発明のパーソナルコンピュータが完成する。

【０１５３】図１６（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。本発明により作製された半導体装置を表示
部３１０２に適用することで、本発明のビデオカメラが
完成する。

【０１５４】図１６（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。本発明により作製された半導体
装置を表示部３２０５に適用することで、本発明のモバ
イルコンピュータが完成する。

【０１５５】図１６（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。本発明により作製された半導体装置を表示
部３３０２に適用することで、本発明のゴーグル型ディ
スプレイが完成する。

【０１５６】図１６（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
ｉｇｔｉａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、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
トを行うことができる。本発明により作製された半導体
装置を表示部３４０２に適用することで、本発明の記録
媒体が完成する。

【０１５７】図１６（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
明により作製された半導体装置を表示部３５０２に適用
することで、本発明のデジタルカメラが完成する。

【０１５８】図１７（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。本発明により作製された半導体装置を投射装置３６
０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の
駆動回路に適用することで、本発明のフロント型プロジ
ェクターが完成する。

【０１５９】図１７（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。本発明により作製さ
れた半導体装置を投射装置３７０２の一部を構成する液
晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用すること
で、本発明のリア型プロジェクターが完成する。

【０１６０】なお、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）及び
図１７（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１７（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。

【０１６１】また、図１７（Ｄ）は、図１７（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１７（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。

【０１６２】ただし、図１７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及び発光装置での適用例は
図示していない。

【０１６３】図１８（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。本発明により作製された半導体装置を表示部
３９０４に適用することで、本発明の携帯電話が完成す
る。

【０１６４】図１８（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。本発明により作製された半導体装置は表示部
４００２、４００３に適用することで、本発明の携帯書
籍が完成する。

【０１６５】図１８（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。
本発明により作製された半導体装置を表示部４１０３に
適用することで、本発明のディスプレイが完成する。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。

【０１６６】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざまな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または
６の組み合わせからなる構成を用いても実現することが
できる。

【０１６７】

【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）所望の角度でイオンビームを被処理体に導入でき
る。（ｂ）所望の形状のイオンビームを容易に形成できる。（ｃ）所望の領域にイオンを導入することができる。（ｄ）従来より少ない枚数のフォトマスクでＧＯＬＤ構
造のＴＦＴを作製することができる。（ｅ）以上の利点を満たした上で、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、
半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現するこ
とができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が開示する電極の例を示す図。

【図２】図１の断面図を説明するための図。

【図３】本発明が開示する電極の例を示す図。

【図４】本発明が開示する電極の例を示す図。

【図５】本発明が開示する電極の例を示す図。

【図６】本発明を適用してＧＯＬＤ構造を有するＴＦ
Ｔを作製する例を示す図。

【図７】従来のドーピング装置の例を示す図。

【図８】従来の電極の例を示す図。

【図９】従来のＧＯＬＤ構造を有するＴＦＴを作製す
る例を示す図。

【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の構成を示す上面図。

【図１４】アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１５】発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造
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。

【図１８】半導体装置の例を示す図。

【図１９】本発明が開示する電極の形状を決定するた
めの説明の例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ２１Ｋ 1/087 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ａ５Ｆ１１０ 5/04 ＣＨ０１Ｊ 27/02 Ｈ０１Ｊ 27/02 37/08 37/08 Ｈ０１Ｌ 21/20 Ｈ０１Ｌ 21/20 21/28 Ａ 21/28 21/265 Ｖ 21/336 29/78 ６１６Ｌ 29/786 Ｆターム(参考） 2H088 FA18 FA30 HA08 MA20 2H092 JA24 JA28 KA10 MA05 MA08 MA27 MA30 NA27 PA06 RA05 RA10 4M104 AA09 BB01 BB02 BB04 BB08 BB13 BB14 BB16 BB17 BB18 BB32 BB40 CC05 DD37 DD45 DD65 FF08 FF13 GG20 5C030 DE04 5F052 AA02 AA17 AA24 BA04 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 DA02 DB02 DB03 DB07 FA06 HA06 JA01 5F110 AA16 AA30 BB02 BB04 CC02 CC08 DD01 DD02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 DD18 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE07 EE09 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG03 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ14 HJ23 HJ30 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HM02 HM15 NN02 NN03 NN22 NN27 NN35 NN40 NN71 NN73 NN78 PP01 PP02 PP03 PP10 PP29 PP34 QQ04 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１電極と第２電極とにより形成される
第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイオ
ンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と等
電位である第３電極と、第４電極とにより形成される第
２電界により、前記第４電極へ向かう第２方向へ前記イ
オンビームを加速することを特徴とするビームの集束方
法。
【請求項２】第１電極と第２電極とにより形成される
第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイオ
ンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と等
電位であり、かつ、前記第２電極と角度θをなす第３電
極と、前記第３電極と角度φをなす第４電極とにより形
成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第２方
向へ前記イオンビームを加速することを特徴とするビー
ムの集束方法。
【請求項３】第１電極と第２電極とにより形成される
第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイオ
ンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と等
電位であり、かつ、曲面を有する第３電極と、第４電極
とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ向
かう第２方向へ前記イオンビームを加速することを特徴
とするビームの集束方法。
【請求項４】第１電極と第２電極とにより形成される
第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイオ
ンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と等
電位であり、かつ、前記第２電極と角度θをなす第３電
極と、前記第３電極と角度φをなす第４電極とにより形
成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第２方
向へ前記イオンビームを加速し、被処理体上またはその
近傍において集束することを特徴とするビームの集束方
法。
【請求項５】第１電極と第２電極とにより形成される
第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイオ
ンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と等
電位であり、かつ、曲面を有する第３電極と、第４電極
とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ向
かう第２方向へ前記イオンビームを加速し、被処理体上
またはその近傍において集束することを特徴とするビー
ムの集束方法。
【請求項６】請求項４または請求項５において、前記
被処理体上またはその近傍において集束するイオンビー
ムの形状は、矩形状であることを特徴とするビームの集
束方法。
【請求項７】第１電極と、前記第１電極と平行に設置
され、前記第１電極よりも低い電位を有する第２電極
と、前記第２電極に対して角度θをなして設置され、前
記第２電極と等電位である第３電極と、前記第３電極と
角度φをなして設置され、前記第３電極よりも低い電位
を有する第４電極と、を有することを特徴とするドーピ
ング装置。
【請求項８】第１電極と、前記第１電極と平行に設置
され、前記第１電極よりも低い電位を有する第２電極
と、曲面を有し、前記第２電極と等電位である第３電極
と、前記第３電極よりも低い電位を有する第４電極と、
を有することを特徴とするドーピング装置。
【請求項９】第１電極と、前記第１電極と平行に設置
され、前記第１電極よりも低い電位を有する第２電極
と、前記第２電極に対して角度θをなして設置され、前
記第２電極と等電位である第３電極と、前記第３電極と
角度φをなして設置され、前記第３電極よりも低い電位
を有する第４電極と、を有するドーピング装置であっ
て、被処理体上またはその近傍においてイオンビームが
集束することを特徴とするドーピング装置。
【請求項１０】第１電極と、前記第１電極と平行に設
置され、前記第１電極よりも低い電位を有する第２電極
と、曲面を有し、前記第２電極と等電位である第３電極
と、前記第３電極よりも低い電位を有する第４電極と、
を有するドーピング装置であって、被処理体上またはそ
の近傍においてイオンビームが集束することを特徴とす
るドーピング装置。
【請求項１１】請求項９または請求項１０において、
前記被処理体上またはその近傍において集束するイオン
ビームの形状は、矩形状であることを特徴とするドーピ
ング装置。
【請求項１２】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位である第３電極と、第４電極とにより形成される
第２電界により、前記第４電極へ向かう第２方向へ前記
イオンビームを加速し、半導体膜にイオンを導入するこ
とを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、前記第２電極と角度θをなす第３
電極と、前記第３電極と角度φをなす第４電極とにより
形成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第２
方向へ前記イオンビームを加速し、半導体膜にイオンを
導入することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、曲面を有する第３電極と、第４電
極とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ
向かう第２方向へ前記イオンビームを加速し、半導体膜
にイオンを導入することを特徴とする半導体装置の作製
方法。
【請求項１５】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位である第３電極と、第４電極とにより形成される
第２電界により、前記第４電極へ向かう第２方向へ前記
イオンビームを加速し、ゲート電極の下方の半導体膜に
イオンを導入することを特徴とする半導体装置の作製方
法。
【請求項１６】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、前記第２電極と角度θをなす第３
電極と、前記第３電極と角度φをなす第４電極とにより
形成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第２
方向へ前記イオンビームを加速し、ゲート電極の下方の
半導体膜にイオンを導入することを特徴とする半導体装
置の作製方法。
【請求項１７】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、曲面を有する第３電極と、第４電
極とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ
向かう第２方向へ前記イオンビームを加速し、ゲート電
極の下方の半導体膜にイオンを導入することを特徴とす
る半導体装置の作製方法。
【請求項１８】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、前記第２電極と角度θをなす第３
電極と、前記第３電極と角度φをなす第４電極とにより
形成される第２電界により、前記第４電極へ向かう第２
方向へ前記イオンビームを加速し、被処理体上またはそ
の近傍において集束するイオンビームを半導体膜に対し
て相対的に移動しながら導入することを特徴とする半導
体装置の作製方法。
【請求項１９】第１電極と第２電極とにより形成され
る第１電界により、前記第２電極へ向かう第１方向へイ
オンを加速してイオンビームを形成し、前記第２電極と
等電位であり、かつ、曲面を有する第３電極と、第４電
極とにより形成される第２電界により、前記第４電極へ
向かう第２方向へ前記イオンビームを加速し、被処理体
上またはその近傍において集束するイオンビームを半導
体膜に対して相対的に移動しながら導入することを特徴
とする半導体装置の作製方法。
【請求項２０】請求項１８または請求項１９におい
て、前記被処理体上またはその近傍において集束するイ
オンビームの形状は、矩形状であることを特徴とする半
導体装置の作製方法。