JP2003133253A - レーザー処理装置並びに半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大面積基板の全面にわたって、ＴＦＴを形成
する位置に合わせてレーザービームを照射して結晶化さ
せ、スループット良く大粒径の結晶半導体膜を形成する
ことができるレーザー処理装置を提供することを目的と
する。 【解決手段】 レーザー発振装置１０１、レーザービー
ムを集光するためのコリメータレンズ又はシリンドリカ
ルレンズなどのレンズ１０２、レーザービームの光路を
変える固定ミラー１０３、レーザービームを２次元方向
に放射状にスキャンする可動ミラーＡ１０４、レーザー
ビームを走査した場合に走査速度が一定となるようにす
るｆθレンズが設けられている。これらの構成をまとめ
て一つの光学系と見なす。図１で示すレーザー処理装置
は、このような光学系が５系統配置されている構成を示
している。光学系の数に限定はなく複数のレーザービー
ムが供給される手段が備えられていれば良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板又は半
導体膜などをレーザービームを用いて結晶化又はイオン
注入後の活性化をするレーザー処理装置及び当該レーザ
ー装置を用いた半導体装置の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体製造工程における半導体ウエハ又
は非単結晶半導体膜の結晶化や、イオン注入後の結晶性
の回復のためにレーザーアニールが行われている。従来
のレーザーアニール方法においては特開平２−１８１４
１９号公報に開示されているように、被照射物の全面に
レーザービームが均一照射される方法や、特開昭６２−
１０４１１７号公報に開示のスポット状のビームを走査
する方法や、或いは特開平８−１９５３５７号公報に開
示のレーザー処理装置のように光学系にて線状にビーム
を加工して照射していた。

【０００３】ここでいうレーザーアニールとは、半導体
基板又は半導体膜に形成された損傷層やアモルファス層
を再結晶化する技術や、基板上に形成された非晶質半導
体膜を結晶化させる技術を指している。また、半導体基
板又は半導体膜の平坦化や表面改質に適用される技術も
含んでいる。適用されるレーザー発振装置は、エキシマ
レーザーに代表される気体レーザー発振装置、ＹＡＧレ
ーザーに代表される固体レーザー発振装置であり、レー
ザービームの照射によって半導体の表面層を数十〜数百
ナノ秒程度のごく短時間加熱して結晶化させるものとして
知られている。

【０００４】例えば、先に上げた特開昭６２−１０４１
１７号公報においては、レーザービームの走査速度をビ
ームスポット径×５０００／秒以上として非晶質半導体
膜を完全な溶融状態に至らしめることなく多結晶化する
技術が開示されている。

【０００５】レーザーアニールの特徴は、輻射加熱或い
は伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を
大幅に短縮できることや、半導体又は半導体膜を選択
的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えない
ことなどが上げられている。

【０００６】近年におけるレーザーアニールの積極的な
活用は、ガラス基板上への多結晶シリコン膜の形成にあ
り、このプロセスは液晶表示装置のスイッチング素子と
して用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製に応
用されている。エキシマレーザーを使うと半導体膜が形
成された領域しか熱的な影響を与えないため、安価なガ
ラス基板を用いることが可能となり大面積ディスプレイ
への応用が実現されている。

【０００７】また、レーザーアニールによって結晶化し
た多結晶シリコン膜で作製されるＴＦＴは比較的高い周
波数で駆動できるので、画素に設けるスイッチング素子
のみでなく、駆動回路をガラス基板上に形成することも
可能となっている。パターンのデザインルールは５〜２
０μm程度であり、駆動回路及び画素部にそれぞれ１０⁶
〜１０⁷個程度のＴＦＴがガラス基板上に作り込まれて
いる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】レーザーアニールよる
アモルファスシリコンの結晶化は、溶融−固化の過程を
経て成されるが、詳細には結晶核の生成とその核からの
結晶成長との段階に分けて考えられている。しかしなが
ら、パルスレーザービームを用いたレーザーアニール
は、結晶核の生成位置と生成密度を制御することができ
ず、自然発生するままにまかせている。従って、結晶粒
はガラス基板の面内で任意の位置に形成され、そのサイ
ズも０．２〜０．５μm程度と小さなものしか得られて
いない。結晶粒界には多数の欠陥が生成され、それがＴ
ＦＴの電界効果移動度を制限する要因であると考えられ
ている。

【０００９】しかし、上記特開昭６２−１０４１１７号
公報に係る技術では、半導体膜を完全に溶融しないた
め、非溶融領域に形成されると言われる結晶核に起因す
る結晶成長が支配的となり、結晶の大粒径化を実現する
ことができない。具体的には、ＴＦＴのチャネル領域を
形成する半導体膜の全面に渡って、実質的に単結晶状の
結晶を形成することはできない。

【００１０】そもそも、連続発振レーザーを走査して溶
融−固化させながら結晶化する方法は、ゾーンメルティ
ング法に近い方法であると考えられる。半導体を溶融す
るためには高いエネルギー密度が必要であるが、連続発
振レーザーで高出力化を実現するのは困難であり、装置
が大型化してしまうという欠点がある。結局光学系でビ
ームを小さく集光して半導体に照射することになるが、
大面積基板の全面に渡って結晶化を成し遂げるには相当
の処理時間を要することになる。

【００１１】半導体膜を加熱することができるレーザー
ビームは、紫外域〜赤外域に渡って広い範囲で存在する
が、基板状に形成された半導体膜又は半導体領域を選択
的に加熱するには、半導体の吸収係数との関係で紫外域
〜可視光域の波長を有するレーザービームを適用するの
が好ましい。しかしながら、固体レーザー発振装置から
放射されるレーザービームはコヒーレント性が強く照射
面において干渉が発生し、均一なレーザービームを照射
することができない。

【００１２】本発明は、上記問題点を鑑みなされたもの
であり、大面積基板の全面にわたって、ＴＦＴを形成す
る位置に合わせてレーザービームを照射して結晶化さ
せ、スループット良く大粒径の結晶半導体膜を形成する
ことができるレーザー処理装置を提供することを目的と
する。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような目的
を達成するために、レーザービームを主走査方向に偏向
させる第１可動ミラーと、主走査方向に偏向されたレー
ザービームを受光して、副走査方向に走査する長尺の第
２可動ミラーとを備え、第２可動ミラーはその長尺方向
の軸を中心とした回転角により、レーザービームを副走
査方向に走査して、載置台上の被処理物に当該レーザー
ビームを照射する手段を備えているレーザー処理装置で
ある。

【００１４】また、他の発明の構成は、レーザービーム
を第１主走査方向に偏向させる第１可動ミラーと、第１
主走査方向に偏向されたレーザービームを受光して、第
１副走査方向に走査する長尺の第２可動ミラーとを備え
た第１のレーザービーム走査系と、レーザービームを第
２主走査方向に偏向させる第３可動ミラーと、第２主走
査方向に偏向されたレーザービームを受光して、第２副
走査方向に走査する長尺の第４可動ミラーとを備えた第
２のレーザービーム走査系と、第２可動ミラーはその長
尺方向の軸を中心とした回転角により、レーザービーム
を第１副走査方向に走査して、載置台上の被処理物に当
該レーザービームを照射する手段と第４可動ミラーはそ
の長尺方向の軸を中心とした回転角により、レーザービ
ームを第２副走査方向に走査して、載置台上の被処理物
に当該レーザービームを照射する手段とを備えているレ
ーザー処理装置である。

【００１５】好適な形態として、第１及び第３可動ミラ
ーはガルバノミラー又はポリゴンミラーを適用すること
ができる。

【００１６】また、レーザービームを供給するレーザー
発振装置は、固体レーザー、気体レーザーが適用され
る。

【００１７】上記発明の構成において、レーザービーム
を第１可動ミラーで主走査方向に走査し、第２可動ミラ
ーで副走査方向に走査することにより、被処理物上にお
いて任意の位置にレーザービームを照射することが可能
となる。また、このようなレーザービーム走査手段を複
数設け、二軸方向からレーザービームを被形成面に照射
することによりレーザー処理の時間を短縮することがで
きる。

【００１８】本発明のレーザー処理装置は、レーザー発
振装置と、当該レーザー発振装置から出力されるレーザ
ービームを主走査方向に偏向させる第１偏向手段とを含
む光学系を一組として、これを複数個配置し、主走査方
向に偏向された複数のレーザービームを受光して、副走
査方向に走査する第２偏向手段とを備えたレーザー処理
装置である。ここで、第２偏向手段はその一軸方向の軸
を中心とした回転角により、複数のレーザービームを副
走査方向に走査して、載置台上の被処理物に当該レーザ
ービームを照射する機能を有している。

【００１９】第１の偏向手段としては、回転角を任意に
設定できる可動ミラーが適しており、代表的にはガルバ
ノミラーを適用することができる。第２の偏向手段とし
ては、複数のレーザービームを受光可能な程度の面積を
有するもので長尺であり、その長尺方向の軸を中心とし
て回転可能な可動ミラーが適している。この２つのミラ
ーの回転角により、被処理物に照射されるレーザービー
ムを主走査方向と副走査方向とにより、任意の位置に照
射することができる。また、２つのミラーの角度を連続
的に変化させることによりレーザービームを走査するこ
とが可能となる。

【００２０】また、他の構成として、レーザー発振装置
と、当該レーザー発振装置から出力されるレーザービー
ムを第１主走査方向に偏向させる第１偏向手段とを含む
光学系を一組として、これを一方向に複数個配置し、第
１主走査方向に偏向されたレーザービームを受光して、
第１副走査方向に走査する第２偏向手段と、レーザー発
振装置と、当該レーザー発振装置から出力されるレーザ
ービームを第２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と
を含む光学系を一組として、これを一方向に複数個配置
し、第２主走査方向に偏向されたレーザービームを受光
して、第２副走査方向に走査する第４偏向手段とを備え
たレーザー処理装置である。ここで、第２及び第４偏向
手段はその一軸方向の軸を中心とした回転角により、複
数のレーザービームを副走査方向に走査して、載置台上
の被処理物に当該レーザービームを照射する機能を有し
ている。この構成により、被処理物に照射して且つ走査
することが可能なレーザービームの本数を増やすことが
でき、レーザー処理に必要な時間を短縮することができ
る。

【００２１】上記光学系の構成において走査速度が照射
角にかかわらず一定となるように補正する手段として、
ｆθレンズを設ける。レーザー発振装置には、気体レー
ザー発振装置、固体レーザー発振装置が適用され、特に
連続発振可能なレーザー発振装置を適用する。連続発振
の固体レーザー発振装置としては、ＹＡＧ、ＹＶＯ₄、
ＹＬＦ、ＹＡｌ₅Ｏ₁₂などの結晶にＮｄ、Ｔｍ、Ｈｏを
ドープした結晶を使ったレーザー発振装置が適用され
る。発振波長の基本波はドープする材料によっても異な
るが、１μmから２μmの波長で発振する。非晶質半導体
膜を結晶化させるためにはレーザービームを半導体膜で
選択的に吸収させるために、可視域から紫外域の波長の
レーザービームを適用し、基本波の第２高調波〜第４高
調波を適用するのが好ましい。代表的には、アモルファ
スシリコンの結晶化に際して、Ｎｄ:ＹＶＯ₄レーザー
（基本波１０６４nm）の第２高調波（５３２nm）を用い
る。その他に、アルゴンレーザー、クリプトンレーザ
ー、エキシマレーザーなどの気体レーザー発振装置を適
用することもできる。

【００２２】固体レーザー発振装置から発せられ、放射
されるレーザービームはコヒーレント性が強く照射面に
おいて干渉が発生してしまうので、これを打ち消す手段
として、異なるレーザー発振装置から放射される複数の
レーザービームを照射部において重ね合わせる構成とす
る。このような構成とすることにより、干渉を除去する
ばかりでなく、照射部における実質的なエネルギー密度
を増加させることができる。また、他の手段として、異
なるレーザー発振装置から放射される複数のレーザービ
ームを、光学系の途中で同一の光軸に重ね合わせた構成
としても良い。

【００２３】上記干渉を除去する手段を設けたレーザー
処理装置の構成としては、ｎ（ｎ＝自然数）個の光学系
を有し、第ｎの光学系は、第ｎのレーザー発振装置と、
第ｎのＹ軸方向にレーザービームを操作する偏向手段
と、第ｎのＸ軸方向にレーザービームを走査する偏向手
段と、第ｎのｆθレンズと、から成り、ｎ個の光学系に
より集光され偏向されたｎ本のレーザービームは、被処
理物の概略同一位置に照射する構成をもって実現するこ
とができる。偏向手段としてはガルバノミラーを適用す
ることができる。

【００２４】上記レーザー処理装置の構成により、半導
体膜を溶融させるのに十分なエネルギー密度のレーザー
ビームを、照射部において干渉を生じさせることなく照
射することができる。また、偏向手段によりレーザービ
ームを走査することにより大面積基板の全面に渡って非
晶質半導体膜の結晶化をすることができる。

【００２５】また、レーザービームは被処理物の全面を
走査して照射する必要はなく、場所を指定して特定領域
のみ照射すれば済むが、本発明のレーザー処理装置の構
成は、可動ミラーを複数組み合わせることによりそれを
実現している。さらに、そのレーザービームを同一照射
部に重ね合わせることにより干渉の影響を除去すること
ができる。

【００２６】一方、上記問題点を解決するための本発明
の半導体装置の作製方法は、複数のレーザービームを主
走査方向に偏向させる第１偏向手段と、副走査方向に走
査する第２偏向手段とにより、前記複数のレーザービー
ムを一方向に走査して、絶縁表面上に形成された非晶質
構造を有する半導体膜を結晶化又は半導体膜の結晶性の
回復をさせるものである。当該レーザービームを走査す
る方向は、ＴＦＴのチャネル長方向に合わせることで、
チャネル長方向と交差する結晶粒界の発生確率を低減
し、キャリアの移動度を向上させることができる。

【００２７】他の構成として、複数の第１レーザービー
ムを第１主走査方向に偏向させる第１偏向手段と、第１
副走査方向に走査する第２偏向手段と、複数の第２レー
ザービームを第２主走査方向に偏向させる第３偏向手段
と、第２副走査方向に走査する第４偏向手段とにより、
前記複数のレーザービームを一方向に走査して、絶縁表
面上に形成された非晶質半導体膜を結晶化又は結晶性の
回復をさせるものである。

【００２８】レーザービームは連続発振の固体レーザー
発振装置から出力されるレーザービームであり、半導体
膜を選択的に過熱するために、吸収係数が１０³cm^-1以
上である波長帯のレーザービームであることが望まし
い。シリコン又はシリコンゲルマニウムなどの半導体に
あっては、波長７００nm以下の波長帯（可視域〜紫外
域）にあるレーザービームが望ましい。

【００２９】レーザービームを照射する領域は、半導体
膜の全面である必要はなく、レーザービームを断続的に
照射して、非晶質半導体膜の選択された領域を結晶化又
は結晶性の回復をさせれば良い。

【００３０】上記構成により、大面積基板の全面にわた
って、ＴＦＴを形成する位置に概略合わせてレーザービ
ームを照射して結晶化させ、スループット良く大粒径の
結晶質半導体膜を得ることができる。

【００３１】尚、本発明でいう非晶質半導体膜とは、狭
義の意味で、完全な非晶質構造を有するものだけではな
く、微細な結晶粒子が含まれた状態、又はいわゆる微結
晶半導体膜、局所的に結晶構造を含む半導体膜を含む。
代表的には非晶質シリコン膜が適用され、その他に非晶
質シリコンゲルマニウム膜、非晶質シリコンカーバイト
膜などを適用することもできる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様につい
て、図面を参照して詳細に説明する。

【００３３】[実施の形態１]図２３は本発明のレーザー
処理装置の一例を示している。図示したレーザー処理装
置は、連続発振又はパルス発振が可能な固体レーザー１
１、レーザービームを集光するためのコリメータレンズ
又はシリンドリカルレンズなどのレンズ１２、レーザー
ビームの光路を変える固定ミラー１３、レーザービーム
を２次元方向に放射状にスキャンするガルバノミラー１
４、ガルバノミラー１４からのレーザービームを受けて
載置台１６の被照射面にレーザービームを向ける可動ミ
ラー１５から成っている。ガルバノミラー１４の光軸と
可動ミラー１５の光軸を交差させ、それぞれ図示するθ
方向にミラーを回転させることにより、載置台１６上に
置かれた基板１７の全面にわたってレーザービームを走
査させることができる。可動ミラー１５はｆθミラーと
して、光路差を補正して被照射面におけるビーム形状を
補正することもできる。

【００３４】図２３はガルバノミラー１４と、可動ミラ
ー１５により載置台１６上に置かれた基板１７の一軸方
向にレーザービームを走査する方式である。図２４に示
すように、より好ましい形態としては、図２３の構成に
加えてハーフミラー１８、固定ミラー１９、ガルバノミ
ラー２０、可能ミラー２１を加えて二軸方向（ＸとＹ方
向）同時にレーザービームを走査しても良い。このよう
な構成にすることにより処理時間を短縮することができ
る。尚、ガルバノミラー１４、２０はポリゴンミラーと
置き換えても良い。

【００３５】レーザーとして好ましいものは固体レーザ
ーであり、ＹＡＧ、ＹＶＯ₄、ＹＬＦ、ＹＡｌ₅Ｏ₁₂など
の結晶にＮｄ、Ｔｍ、Ｈｏをドープした結晶を使ったレ
ーザーが適用される。発振波長の基本波はドープする材
料によっても異なるが、１μmから２μmの波長で発振す
る。非単結晶半導体膜の結晶化には、レーザービームを
半導体膜で選択的に吸収させるために、当該発振波長の
第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表
的には、アモルファスシリコンの結晶化に際して、Ｎ
ｄ:ＹＡＧレーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波
（５３２nm）を用いる。

【００３６】発振はパルス発振、連続発振のいずれの形
態でも良いが、半導体膜の溶融状態を保って連続的に結
晶成長させるためには、連続発振のモードを選択するこ
とが望ましい。

【００３７】基板上にレーザーアニールにより結晶化さ
せた半導体膜でＴＦＴを形成する場合、結晶の成長方向
とキャリアの移動方向とを揃えると高い電界効果移動度
を得ることができる。即ち、結晶成長方向とチャネル長
方向とを一致させることで電界効果移動度を実質的に高
くすることができる。

【００３８】連続発振するレーザービームを非単結晶半
導体膜に照射して結晶化させる場合には、固液界面が保
持され、レーザービームの走査方向に連続的な結晶成長
を行わせることが可能である。図２４において示すよう
に、駆動回路一体型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置を形成するためのＴＦＴ基板（主としてＴＦＴが形
成された基板）２２には、画素部２３の周辺に駆動回路
部２４、２５が設けられる。図２４に示すのはそのよう
なレイアウトを考慮したレーザー処理装置の形態であ
り、二軸方向からレーザービームを入射する構成とする
ことにより、ガルバノミラー１４、２０及び可動ミラー
１５、２１の組み合わせで、図２４中矢印で示すＸ方向
及びＹ方向にレーザービームを同期又は非同期させて照
射することが可能である。即ち、ＴＦＴのレイアウトに
合わせて、場所を指定してレーザービームを照射するこ
とを可能としている。

【００３９】次に、図２５を参照しては非単結晶半導体
膜の結晶化と、形成された結晶半導体膜を用いてＴＦＴ
を形成する工程を説明する。図２５（１−Ｂ）は縦断面
図であり、非単結晶半導体膜５３がガラス基板５１上に
形成されている。非単結晶半導体膜５３の代表的な一例
はアモルファスシリコン膜であり、その他にアモルファ
スシリコンゲルマニウム膜などを適用することができ
る。厚さは１０〜２００nmが適用可能であるが、レーザ
ービームの波長及びエネルギー密度によりさらに厚くし
ても良い。また、ガラス基板５１と非単結晶半導体膜５
３との間にはブロッキング層５２を設け、ガラス基板か
らアルカリ金属などの不純物が半導体膜中へ拡散しない
ための手段を施しておくことが望ましい。ブロッキング
層５２としては、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜
などを適用する。

【００４０】レーザービーム５０の照射によって結晶化
が成され、結晶半導体膜５４を形成することができる。
レーザービーム５０は図２５（１−Ａ）に示すように、
想定されるＴＦＴの半導体領域５５の位置に合わせて走
査するものである。ビーム形状は矩形、線形、楕円系な
ど任意なものとすることができる。光学系にて集光した
レーザービームは、中央部と端部で必ずしもエネルギー
強度が一定ではないので、半導体領域５５がビームの端
部にかからないようにすることが望ましい。

【００４１】レーザービームの走査は一方向のみの走査
でなく、往復走査をしても良い。その場合には１回の走
査毎にレーザーエネルギー密度を変え、段階的に結晶成
長をさせることも可能である。また、アモルファスシリ
コンを結晶化させる場合にしばしば必要となる水素出し
の処理を兼ねることも可能であり、最初に低エネルギー
密度で走査し、水素を放出した後、エネルギー密度を上
げて２回目に走査で結晶化を完遂させても良い。

【００４２】その後、図２５（２−Ａ）及び（２−Ｂ）
に示すように、形成された結晶半導体膜をエッチングし
て、島状に分割された半導体領域５５を形成する。トッ
プゲート型ＴＦＴの場合には、半導体領域５５上にゲー
ト絶縁膜５６、ゲート電極５７、一導電型不純物領域５
８を形成してＴＦＴを形成することができる。その後、
必要に応じて配線や層間絶縁膜等を形成すれば良い。

【００４３】このようなレーザービームの照射方法にお
いて、連続発振のレーザービームを照射することにより
大粒径の結晶成長を可能とする。勿論、それはレーザー
ビームの走査速度やエネルギー密度等の詳細なパラメー
タを適宜設定する必要があるが、走査速度を１０〜８０
cm/secとすることによりそれを実現することができる。
パルスレーザーを用いた溶融−固化を経た結晶成長速度
は１m/secとも言われているが、それよりも遅い速度で
レーザービームを走査して、徐冷することにより固液界
面における連続的な結晶成長が可能となり、結晶の大粒
径化を実現することができる。

【００４４】本発明のレーザー処理装置は、このような
状況において、基板の任意の位置を指定してレーザービ
ーム照射して結晶化することを可能とするものであり、
二軸方向からレーザービームを照射することにより、さ
らにスループットを向上させることができる。

【００４５】[実施の形態２]図１は本発明に係るレーザ
ー処理装置であり、複数のレーザー発振装置を用いた構
成の一例を示す。図１で示すレーザー処理装置は、複数
のレーザービームを被処理物に同時に照射すると共に、
当該レーザービームを走査することが可能なレーザー処
理装置である。

【００４６】図示したレーザー処理装置は、連続発振又
はパルス発振が可能な固体レーザー発振装置１０１、レ
ーザービームを集光するためのコリメータレンズ又はシ
リンドリカルレンズなどのレンズ１０２、レーザービー
ムの光路を変える固定ミラー１０３、レーザービームを
２次元方向に放射状にスキャンする第１可動ミラー１０
４、レーザービームを走査した場合に走査速度が一定と
なるようにするｆθレンズ１０５が設けられている。こ
こでは便宜上、これらの構成をまとめて一つの光学系と
見なす。図１で示すレーザー処理装置は、このような光
学系が５系統配置されている構成を示している。勿論、
光学系の数に限定はなく複数のレーザービームが供給さ
れる手段が備えられていれば良い。

【００４７】さらに、複数の光学系から供給される複数
のレーザービームを受けて、載置台１０７の被処理物１
０８にレーザービームを偏向する第２可動ミラー１０６
が備えられている。レーザービームを主走査方向と副走
査方向とに走査するには、第１可動ミラー１０４と第２
可動ミラー１０６の光軸を交差させる。このような構成
により載置台１０７上に置かれた被処理物１０８の全面
にわたってレーザービームを走査させることができる。
尚、この構成における第１可動ミラー１０４と第２可動
ミラー１０６とは偏向手段として用いられるものであ
る。

【００４８】被処理物に照射されたレーザービームは表
面で反射して、再び光学系に入射することによりレーザ
ー発振装置にダメージを与えることが問題となるので、
レーザービームは所定の角度をもって被処理物に入射さ
せることが望ましい。

【００４９】尚、ここでは光学系にｆθレンズ１０５を
設ける構成を示しているが、その代わりに第２可動ミラ
ー１０６をｆθミラーとして、光路差を補正して被照射
面におけるビーム形状を補正しても良い。

【００５０】レーザー発振装置として好ましいものは固
体レーザー発振装置であり、ＹＡＧ、ＹＶＯ₄、ＹＬ
Ｆ、ＹＡｌ₅Ｏ₁₂などの結晶にＮｄ、Ｔｍ、Ｈｏをドー
プした結晶を使ったレーザー発振装置が適用される。発
振波長の基本波はドープする材料によっても異なるが、
１μmから２μmの波長で発振する。非単結晶半導体膜の
結晶化には、レーザービームを半導体膜に選択的に吸収
させるために、当該発振波長の第２高調波〜第４高調波
を適用するのが好ましい。代表的には、非晶質シリコン
の結晶化に際してＮｄ:ＹＡＧレーザー（基本波１０６
４nm）の第２高調波（５３２nm）を用いる。その他に、
アルゴンレーザー、クリプトンレーザー、エキシマレー
ザーなどの気体レーザー発振装置を適用することもでき
る。発振はパルス発振、連続発振のいずれの形態でも良
いが、半導体膜の溶融状態を保って連続的に結晶成長さ
せるためには、連続発振のモードを選択することが望ま
しい。

【００５１】基本波は非線形素子を含む波長変換器によ
って第２高調波、第３高調波、第４高調波に変調するこ
とができる。この波長変換器は前述の光学系の一部に組
み入れるか、レーザー発振装置本体に組み入れれば良
い。図１で示すレーザー発振装置１０１は、レーザー発
振装置本体に波長変換器が組み入れられたものとする。

【００５２】図２で示すレーザー処理装置の構成は、図
１と同様に、連続発振又はパルス発振が可能なレーザー
発振装置１０１、レーザービームを集光するためのコリ
メータレンズ又はシリンドリカルレンズなどのレンズ１
０２、レーザービームの光路を変える固定ミラー１０
３、レーザービームを２次元方向に放射状にスキャンす
る第１可動ミラー１０４が備えられた光学系が複数配置
され、それに対応して長尺の第２可動ミラー１０６を複
数個設けた構成を示している。このような構成としても
同様に、載置台１０７上に置かれた被処理物１０８の全
面にわたってレーザービームを走査させることができ
る。また、ｆθレンズ又はｆθミラーを備えた構成とし
ても良い。

【００５３】図３で示すレーザー処理装置の構成は、一
組の光学系に対し複数のレーザー発振装置１０１を用い
て複数のレーザービームを固定ミラー１１０とプリズム
１１１とを用いて一つのレーザービームに合成した後、
固定ミラー１０３に入射する構成となっている。異なる
レーザー発振装置から放射される位相が異なるレーザー
ビームを合成することにより、照射部において干渉によ
りエネルギー密度に分布が生じるのを抑えることができ
る。その他の構成は図１と同様であり、レンズ１０２、
固定ミラー１０３、第１可動ミラー１０４、ｆθレンズ
１０５、第２可動ミラー１０６が備えられ、載置台１０
７上に被処理物１０８が置かれる構成となっている。

【００５４】また、他のレーザー処理装置の形態として
複数の光学系から供給される複数のレーザービームを異
なる二つの方向から照射する構成を図４に示す。図４の
構成では、レーザー発振装置１０１、レンズ１０２、固
定ミラー１０３、第１可動ミラー１０４から成る第１光
学系と、レーザー発振装置１０１、レンズ１０２、固定
ミラー１５０、第１可動ミラー１５１から成る第２光学
系とが配置され、第２可動ミラー１０６にて載置台１０
７上の被処理物１０８に複数のレーザービームを照射す
る第１経路と、第２可動ミラー１５２にて載置台１０７
上の被処理物１０８に複数のレーザービームを照射する
第２経路とが設けられ、この両者を同時に操作すること
により一層の処理時間の短縮を図ることができる。

【００５５】基板上にレーザーアニールにより結晶化さ
せた結晶質半導体膜でＴＦＴを形成する場合、結晶の成
長方向とキャリアの移動方向とを揃えると高い電界効果
移動度を得ることが可能となる。即ち、結晶成長方向と
チャネル長方向とを一致させることで電界効果移動度を
実質的に高くすることができる。連続発振するレーザー
ビームを非単結晶半導体膜に照射して結晶化させる場合
には固液界面が保持され、レーザービームの走査方向に
連続的な結晶成長を行わせることが可能である。

【００５６】ＴＦＴを用いるアクティブマトリクス型表
示装置は、その機能的な区分から画素部と駆動回路部と
に構成を分けて見ることができる。結晶質半導体膜を用
いたＴＦＴではそれらを同一基板上に一体形成すること
が可能である。ここでは、これらが一体形成された基板
をＴＦＴ基板と呼ぶが、生産工程では、大型のガラス基
板（マザーガラスと呼ばれる）に複数のＴＦＴ基板を作
り込み、工程の最終段階で分断する工法が実施されてい
る。

【００５７】図４において二点鎖線で囲まれた領域２０
０の詳細を図５に示す。図５で示すように、被処理物１
０８（マザーガラス）に駆動回路一体型のアクティブマ
トリクス型表示装置を形成するためのＴＦＴ基板２０１
では、画素部２０２の周辺に駆動回路部２０３、２０４
が設けられている。図４で説明したように、二つの方向
からレーザービームを照射する構成では、第１可動ミラ
ー１０４と第２可動ミラー１０６、及び第１可動ミラー
１５１と第２可動ミラー１５２との組み合わせにより図
中で示すＸ方向及びＹ方向にレーザービームを同期又は
非同期に照射することが可能であり、ＴＦＴのレイアウ
トに合わせて、場所を指定してレーザービームを照射す
ることを可能としている。

【００５８】上記レーザー処理装置の構成により、半導
体を溶融させるのに十分なエネルギー密度のレーザービ
ームを、照射部において干渉を生じさせることなく照射
することができる。また、偏向手段によりレーザービー
ムを走査することにより大面積基板の全面に渡って非晶
質半導体膜の結晶化をすることができる。また、レーザ
ービームは被処理物の全面を走査して照射する必要はな
く、場所を指定して特定領域のみ照射すれば済むが、上
記レーザー処理装置の構成は可動ミラーを複数組み合わ
せることによりそれを実現している。さらに、そのレー
ザービームを同一照射部に重ね合わせることにより干渉
の影響を除去することができる。

【００５９】[実施の形態３]レーザービームを照射面に
おいて重ね合わせ、レーザー処理に必要なエネルギー密
度を得て、光の干渉を除去することが可能な構成を図９
と図１０を用いて説明する。図９はそのようなレーザー
処理装置の構成を示す上面図であり、図１０はそれに対
応する断面図であり、同じ構成を異なる角度から説明す
る図である。図９と図１０においては説明の便宜上、共
通の符号を用いる。

【００６０】第１光学系４０１は、レーザー発振装置３
０１ａ、レンズ群３０２ａ、第１ガルバノミラー３０３
ａ、第２ガルバノミラー３０４ａ、ｆθレンズ３０５ａ
から成っている。ここで、第１ガルバノミラー３０３
ａ、第２ガルバノミラー３０４ａが偏向手段として設け
られたものである。

【００６１】第２光学系４０２、第３光学系４０３も同
様の構成であり、レーザービームは第１ガルバノミラー
と第２ガルバノミラーの回転角により偏向方向が制御さ
れ、載置台３０６上の被処理物３０７に照射される。ビ
ームはレンズ群３０２及び必要があればスリット等を設
けることで任意の形状とすることができるが、概略数十
μm〜数百μmの円形、楕円形、又は矩形とすれば良い。
載置台３０６は固定とするが、レーザービームの走査と
同期させることも可能であるので、ＸＹθ方向に移動可
能としても良い。

【００６２】そして、第１乃至第３の光学系により被処
理物に照射されるレーザービームを重ね合わせることに
より、レーザー処理に必要なエネルギー密度を得て、光
の干渉を除去することが可能となる。異なるレーザー発
振装置から放射されるレーザービームはそれぞれ位相が
異なっているので、これらを重ね合わせることにより干
渉を低減することができる。

【００６３】尚、ここでは第１乃至第３光学系から放射
される３本のレーザービームを重ね合わせる構成を示し
ているが、同様の効果はこの数に限定されず、複数本の
レーザービームを重ね合わせることで目的は達せられ
る。

【００６４】[実施の形態４]本発明のレーザー処理装置
は、非晶質半導体膜の結晶化、イオン注入領域の結晶性
の回復及び価電子制御不純物の活性化に適用することが
できる。図１１は非晶質半導体膜の結晶化におけるレー
ザー処理工程を説明する図である。

【００６５】図１１（Ａ）において、基板１００１上に
ブロッキング層１００２、非晶質半導体膜１００３が形
成されている。レーザービームの照射部１００５は、Ｔ
ＦＴを形成するための半導体領域１００４が含まれる位
置に合わせて照射すれば良い。照射部１００５は、半導
体領域１００４よりも広い領域を走査して、半導体領域
１００４の周辺部分まで含めて結晶化する。しかし、そ
れは非晶質半導体膜１００３の全面を結晶化する必要は
ない。

【００６６】非晶質半導体膜が結晶化することによっ
て、含有する水素の放出や、原子の再配列による緻密化
が起こり体積の収縮が発生する。従って、非晶質領域と
結晶領域の界面では、格子連続性も確保されず、歪みが
生じることになる。図１１（Ａ）の様に結晶化領域１０
０６の内側にＴＦＴの半導体領域１００４を含ませるこ
とは、この歪み領域を除去することでもある。

【００６７】レーザー処理が済んだ後、図１１（Ｂ）で
示すように、エッチングにより非晶質半導体膜１００３
及び、結晶化領域１００６の不要な部分を除去して半導
体領域１００４を形成する。その後、図１１（Ｃ）に示
す如く、ゲート絶縁膜１００７及びゲート電極１００８
を形成し、また、半導体領域にソース及びドレイン領域
を形成し、必要な配線を設ければＴＦＴを形成すること
ができる。

【００６８】ＴＦＴを用いるアクティブマトリクス型表
示装置は、その機能的な区分から画素部と駆動回路部と
に構成を分けて見ることができる。結晶質半導体膜を用
いたＴＦＴではそれらを同一基板上に一体形成すること
が可能である。図１２はＴＦＴ基板１２０１と、レーザ
ービームの照射方向との関係を詳細に示すものである。
ＴＦＴ基板１２０１には画素部１２０２、駆動回路部１
２０３、１２０４が形成される領域を点線で示してい
る。結晶化の段階では、全面に非単結晶半導体膜が形成
されているが、ＴＦＴを形成するための半導体領域は基
板端に形成されたアライメントマーカー等により特定す
ることができる。

【００６９】例えば、駆動回路部１２０３は走査線駆動
回路を形成する領域であり、その部分拡大図１３０１に
はＴＦＴの半導体領域１２５１、１２５２とレーザービ
ーム１４０１ａ、１４０１ｂの走査方向を示している。
半導体領域１２５１、１２５２の形状は任意なものを適
用することができるが、いずれにしてもチャネル長方向
とレーザービームの走査方向とを揃えている。即ち、半
導体領域１２５１に対するレーザービーム１４０１ａの
走査方向と、半導体領域１２５２に対するレーザービー
ム１４０１ｂの走査方向とは、同じ駆動回路部であって
も異なっている。

【００７０】また、駆動回路部１２０３と交差する方向
に配設する駆動回路部１２０４はデータ線駆動回路を形
成する領域であり、半導体領域１２５３、１２５４の配
列と、レーザービーム１４０２ａ、１４０２ｂの走査方
向を一致させる（拡大図１３０２）。また、画素部１２
０２も同様であり、拡大図１３０３に示す如く半導体領
域１２５５、１２５６の配列に対して、チャネル長方向
に合わせてレーザービーム１４０３ａ、１４０３ｂを走
査させる。拡大図１３０３で示す半導体領域１２５５、
１２５６の配置は、画素の配置をデルタ配置とすること
も可能である。

【００７１】一方、図１３に示すようにＴＦＴ基板１２
０１に形成する半導体領域の配列を、画素部１２０２、
駆動回路部１２０３、１２０４の全てにおいて同一の方
向に合わせる配置とすることもできる。図１３における
拡大図１３０５の半導体領域１２５８とレーザービーム
１４０５の走査方向、拡大図１３０４の半導体領域１２
５７とレーザービーム１４０４の走査方向、拡大図１３
０６における半導体領域１２５９とレーザービーム１４
０６の走査方向は全て同一方向としている。この配列に
より、レーザービームは全て同一方向に走査すれば良い
ので、処理時間をより短縮することが可能である。

【００７２】このようなレーザービームの照射方法にお
いて、連続発振のレーザービームを照射することにより
大粒径の結晶成長を可能とする。勿論、それはレーザー
ビームの走査速度やエネルギー密度等の詳細なパラメー
タを適宜設定する必要があるが、走査速度を１０〜８０
cm/secとすることによりそれを実現することができる。
パルスレーザーを用いた溶融−固化を経た結晶成長速度
は１m/secとも言われているが、それよりも遅い速度で
レーザービームを走査して、徐冷することにより固液界
面における連続的な結晶成長が可能となり、結晶の大粒
径化を実現することができる。

【００７３】レーザービームを走査する方向は一方向に
限定されるものではなく、また、往復走査をしても良
い。このようなレーザービームの走査は実施の形態１及
び２で示す構成のレーザー処理装置で行うことが可能で
ある。本発明のレーザー処理装置は、基板の任意の位置
を指定してレーザービーム照射して結晶化することを可
能とするものであり、二軸方向から複数のレーザービー
ムを照射することにより、さらにスループットを向上さ
せることができる。

【００７４】

【実施例】[実施例１]図４の構成に基づいた本発明のレ
ーザー処理装置の詳細な構成を図６〜８を参照して説明
する。尚、図６は本発明のレーザー処理装置の上面図で
あり、図７はそれに対応する断面図である。また、図８
は制御信号の接続経路を説明する図であり、これらの図
は相互に関連するものであるから、便宜上同じ符号を用
いて説明する。

【００７５】図６ではＸ方向及びＹ方向の二方向から複
数のレーザービームが照射される構成となっている。Ｘ
方向からは、レーザー発振装置５０１ａ〜５０１ｅから
放射されるレーザービームが、レンズ群５０２、固定ミ
ラー５０３、第１可動ミラー５０４、ｆθレンズ５０
５、第２可動ミラー５０６により被処理物に照射され
る。レーザービームは第１可動ミラー５０４と第２可動
ミラー５０６により偏向され被処理物の照射面を走査す
ることができる。また、Ｙ方向からは、レーザー発振装
置５０１ｆ〜５０１ｊから放射されるレーザービーム
が、レンズ群５０２、固定ミラー５０７、第１可動ミラ
ー５０８、ｆθレンズ５０９、第２可動ミラー５１０に
より被処理物に照射される。

【００７６】図７において側面図Ａと側面図Ｂで示すよ
うに、Ｘ方向から入射するレーザービームの経路と、Ｙ
方向から入射するレーザービームの経路は段差をもって
配置することにより、装置を小型化することができる。
被処理物を保持する載置台はその下に配置され、いずれ
にしても被処理物に入射するレーザービームは特定の角
度をもって入射する。被処理物に入射するレーザービー
ムは一対の可動ミラーによって、特定の照射位置に照射
することができるが、レーザービームの放射と第１可動
ミラー５０４、５０８及び第２可動ミラー５０６、５１
０の角度及び、被処理物を保持するカセット５１２から
搬送手段５１１による被処理物の搬出入は、図８で示す
ように制御手段５２０によって集中的に制御する。

【００７７】レーザービームの照射は、その目的により
不活性雰囲気中、酸化性雰囲気中、還元性雰囲気中で行
われる。被処理物は配置された処理室の雰囲気を制御す
る手段として、気体供給手段５１３が備えられている。
また、処理室内部の気体を循環させるための気体循環手
段５１４が備えられている。ここでは図示しなかった
が、処理室内を減圧に制御する手段が備えられていても
良い。

【００７８】上記レーザー処理装置の構成によりレーザ
ービームを走査することで、大面積基板の全面に渡って
非晶質半導体膜の結晶化をすることができる。また、レ
ーザービームは被処理物の全面を走査して照射するので
はなく、場所を指定して特定領域のみ照射することが可
能であり、上記レーザー処理装置の構成は可動ミラーを
複数組み合わせることによりそれを実現している。さら
に、そのレーザービームを同一照射部に重ね合わせるこ
とにより干渉の影響を除去することができる。

【００７９】[実施例２]図１４を参照しては非晶質半導
体膜の結晶化と、形成された結晶質半導体膜を用いてＴ
ＦＴを形成する工程を説明する。図１４（１−Ｂ）は縦
断面図であり、非単結晶半導体膜６０３がガラス基板６
０１上に形成されている。非単結晶半導体膜６０３の代
表的な一例は非晶質シリコン膜であり、その他に非晶質
シリコンゲルマニウム膜などを適用することができる。
厚さは１０〜２００nmが適用可能であるが、レーザービ
ームの波長及びエネルギー密度によりさらに厚くしても
良い。また、ガラス基板６０１と非単結晶半導体膜６０
３との間にはブロッキング層６０２を設け、ガラス基板
からアルカリ金属などの不純物が半導体膜中へ拡散しな
いための手段を施しておくことが望ましい。ブロッキン
グ層６０２としては、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコ
ン膜などを適用する。

【００８０】レーザービーム６００の照射によって結晶
化が成され、結晶半導体膜６０４を形成することができ
る。レーザービーム６００は図１４（１−Ａ）に示すよ
うに、想定されるＴＦＴの半導体領域６０５の位置に合
わせて走査するものである。ビーム形状は矩形、線形、
楕円系など任意なものとすることができる。光学系にて
集光したレーザービームは、中央部と端部で必ずしもエ
ネルギー強度が一定ではないので、半導体領域６０５が
ビームの端部にかからないようにすることが望ましい。

【００８１】レーザービームの走査は一方向のみの走査
でなく、往復走査をしても良い。その場合には１回の走
査毎にレーザーエネルギー密度を変え、段階的に結晶成
長をさせることも可能である。また、非晶質シリコン膜
を結晶化させる場合にしばしば必要となる水素出しの処
理を兼ねることも可能であり、最初に低エネルギー密度
で走査し、水素を放出した後、エネルギー密度を上げて
２回目の走査で結晶化を完遂させても良い。

【００８２】その後、図１４（２−Ａ）及び（２−Ｂ）
に示すように、形成された結晶半導体膜をエッチングし
て、島状に分割された半導体領域６０５を形成する。ト
ップゲート型ＴＦＴの場合には、半導体領域６０５上に
ゲート絶縁膜６０６、ゲート電極６０７、一導電型不純
物領域６０８を形成してＴＦＴを形成することができ
る。その後、必要に応じて配線や層間絶縁膜等を形成す
れば良い。

【００８３】このようなレーザービームの照射方法にお
いて、連続発振のレーザービームを照射することにより
大粒径の結晶成長を可能とする。勿論、それはレーザー
ビームの走査速度やエネルギー密度等の詳細なパラメー
タを適宜設定する必要があるが、走査速度を１０〜８０
cm/secとすることによりそれを実現することができる。
パルスレーザーを用いた溶融−固化を経た結晶成長速度
は１m/secとも言われているが、それよりも遅い速度で
レーザービームを走査して、徐冷することにより固液界
面における連続的な結晶成長が可能となり、結晶の大粒
径化を実現することができる。

【００８４】[実施例３]実施例２で示すＴＦＴの作製方
法は、ゲート電極が基板と半導体膜の間に配置されるボ
トムゲート型のＴＦＴの作製工程にも適用できる。図１
５（Ａ）で示すように基板７０１上にＭｏ又はＣｒで形
成されたゲート電極７０２が形成され、窒化シリコン膜
及び酸化シリコン膜を積層したゲート絶縁膜７０３が形
成されている。その上に、非晶質シリコン膜７０４が形
成されており、レーザービーム７００の照射により結晶
質シリコン膜７０５を形成することができる。

【００８５】図１５（Ｂ）はボトムゲート型ＴＦＴの他
の形態であり、ゲート絶縁膜７０６の表面が平坦化され
た状態を示している。平坦化は化学的機械研磨により平
坦化すれば良い。ボトムゲート型ＴＦＴの場合、ゲート
電極が先に形成されることによりゲート絶縁膜の表面に
は段差が形成される。結晶成長においてこのような段差
部は、結晶成長の基点、即ち結晶核となる確率が高く、
一様な結晶成長を阻害する要因となる。従って、均質な
結晶成長を成し遂げるためにはゲート絶縁膜の表面を平
坦化しておくことが望ましいと考えられる。

【００８６】結晶質シリコン膜７０５が形成された後
は、半導体領域の形成、ソース及びドレイン領域の形成
等、公知の方法に従えばボトムゲート型ＴＦＴを形成す
ることができる。

【００８７】[実施例４]本発明のレーザー処理装置を用
いてＣＭＯＳ型のＴＦＴを作製する一例について、図１
６を参照して説明する。

【００８８】図１６（Ａ）において、アルミノシリケー
トガラス、バリウムホウケイ酸ガラスなどのガラス基板
９０１上に、窒化酸化シリコンを用いてブロッキング層
９０２を２００nmの厚さで形成する。その後、非晶質シ
リコン膜９０３をプラズマＣＶＤ法で１００nmの厚さに
形成する。結晶化は、連続発振のレーザービーム９００
を照射することにより行うが、当該レーザービーム９０
０の照射は非晶質シリコン膜９０３の全面に対して行う
必要はない。

【００８９】図１６（Ｂ）は島状に分割した活性層形成
領域９０５、９０６の形態を示しているが、図１６
（Ａ）と（Ｂ）を対比して分かるように、活性層形成領
域は結晶化領域の内側に形成されるようにする。非晶質
シリコン膜が結晶化することによって、含有する水素の
放出や、原子の再配列による緻密化が起こり体積の収縮
が発生する。従って、非晶質領域と結晶領域の界面で
は、格子連続性も確保されず、歪みが生じることにな
る。そこで、結晶化領域９０４の内側にＴＦＴの活性層
形成領域９０５を形成することは、この歪み領域を除去
することでもある。また、図１７（Ａ）はこの状態の上
面図を示している。

【００９０】尚、ここで活性層とは、ＴＦＴのチャネル
形成領域及びソース又はドレイン領域などのように価電
子制御された不純物領域を含む半導体領域を指してい
う。

【００９１】さらに、ゲート絶縁膜９０７を８０nmの厚
さで形成する。ゲート絶縁膜９０７はプラズマＣＶＤ法
を用いて、ＳｉＨ₄とＮ₂ＯにＯ₂を反応ガスとして酸化
窒化シリコン膜で形成する。この活性層は、（１００）
面の配向率が高いため、その上に形成するゲート絶縁膜
の膜質のバラツキを少なくすることができ、それ故にＴ
ＦＴのしきい値電圧のバラツキを小さくすることができ
る。

【００９２】図１６（Ｃ）において、ゲート絶縁膜９０
７上には、ゲート電極９０８、９０９を形成する。ゲー
ト電極を形成する材料としては、Ａｌ、Ｔａ、Ｔｉ、
Ｗ、Ｍｏなどの導電性材料又はこれらの合金を適用し、
４００nmの厚さに形成する。

【００９３】図１６（Ｄ）は不純物領域の形成であり、
イオンドーピング法により、ｎチャネル型ＴＦＴに対す
るソース又はドレイン領域９１０、低濃度ドレイン（Ｌ
ＤＤ）領域９１１、及びｐチャネル型ＴＦＴに対するソ
ース又はドレイン領域９１２を形成する。

【００９４】イオンドーピングにより、不純物元素を注
入した領域の結晶性が破壊され、非晶質化する。結晶性
の回復と、不純物元素の活性化による低抵抗化を実現す
るために、レーザー処理を行う。レーザー処理は本発明
のレーザー処理装置によって行うことができる。また、
水素雰囲気（還元雰囲気）中でレーザー照射を行って水
素化を兼ねておこなっても良い。

【００９５】その後、図１６（Ｅ）に示すように窒化シ
リコン膜又は酸化シリコン膜で層間絶縁膜９１４を形成
する。次いで、各半導体層の不純物領域に達するコンタ
クトホールを形成し、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａなどを用いて配
線９１５、９１６を形成する。さらに、窒化シリコン膜
でパッシベーション膜９１７を形成する。図１７（Ｂ）
はこの状態の上面図を示している。

【００９６】こうしてｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル
型ＴＦＴを形成することができる。ここではそれぞれの
ＴＦＴを単体として示しているが、これらのＴＦＴを使
ってＣＭＯＳ回路やＮＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路を形成
することができる。本発明により形成される結晶質シリ
コン膜はチャネル長方向と平行に結晶成長が成されるの
で、実質的にキャリアが横切る結晶粒界が無くなり、高
い電界効果移動度を得ることができる。こうして作製さ
れるＴＦＴは、アクティブマトリクス型の液晶表示装置
や発光素子を用いた表示装置を作製するためのＴＦＴと
して、また、ガラス基板上にメモリやマイクロプロセッ
サを形成するためのＴＦＴとして用いることができる。

【００９７】[実施例５]実施例４と同様に作製されるＴ
ＦＴを用いてアクティブマトリクス駆動型の表示装置を
実現するためのＴＦＴ基板（ＴＦＴが形成された基板）
の構成例を図１８により説明する。図１８では、ｎチャ
ネル型ＴＦＴ１８０１、ｐチャネル型ＴＦＴ１８０２、
ｎチャネル型ＴＦＴ１８０３を有する駆動回路部１８０
６と、画素ＴＦＴ１８０４、容量素子１８０５とを有す
る画素部１８０７が同一基板上に形成されている。

【００９８】駆動回路部１８０６のｎチャネル型ＴＦＴ
１８０１はチャネル形成領域８６２、ゲート電極８１０
と一部が重なる第２不純物領域８６３とソース領域又は
ドレイン領域として機能する第１不純物領域８６４を有
している。ｐチャネル型ＴＦＴ１８０２にはチャネル形
成領域８６５、ゲート電極８１１と一部が重なる第４不
純物領域８６６とソース領域又はドレイン領域として機
能する第３不純物領域８６７を有している。ｎチャネル
型ＴＦＴ１８０３にはチャネル形成領域８６８、ゲート
電極８１２と一部が重なる第２不純物領域８６９とソー
ス領域又はドレイン領域として機能する第１不純物領域
８７０を有している。このようなｎチャネル型ＴＦＴ及
びｐチャネル型ＴＦＴによりシフトレジスタ回路、バッ
ファ回路、レベルシフタ回路、ラッチ回路などを形成す
ることができる。

【００９９】これらのチャネル形成領域や不純物領域が
形成される活性層は、実施例２と同様にして形成される
ものである。活性層はチャネル長方向に、基板と平行に
結晶成長されることにより、キャリアが結晶粒界を横切
る確率が非常に低減する。それにより、高い電界効果移
動度を得ることができ、極めて優れた特性を得ることが
できる。

【０１００】画素部１８０７の画素ＴＦＴ１８０４には
チャネル形成領域８７１、ゲート電極８１３の外側に形
成され第２不純物領域８７２とソース領域又はドレイン
領域として機能する第１不純物領域８７３を有してい
る。また、容量素子１８０５の一方の電極として機能す
る半導体膜には硼素が添加された第３不純物領域８７６
が形成されている。容量素子１８０５は、絶縁膜（ゲー
ト絶縁膜と同一膜）を誘電体として、電極８１４と半導
体膜８０６とで形成されている。上記第２不純物領域は
いずれもＬＤＤ領域として機能するものであり、第１不
純物領域よりも低い濃度で価電子制御用の不純物元素を
含んでいる。尚、８５３〜８６０は各種配線であり、８
６１は画素電極に相当するものである。

【０１０１】これらのＴＦＴは、チャネル形成領域や不
純物領域を形成する活性層の配向率が高く、平坦である
ためその上に形成するゲート絶縁膜の膜質のバラツキを
少なくすることができる。それ故にＴＦＴのしきい値電
圧のバラツキを小さくすることができる。その結果、低
電圧でＴＦＴを駆動することが可能であり、消費電力が
低減する利点がある。また、表面が平坦化されている
為、電界が凸部に集中しないことにより、特にドレイン
端において発生するホットキャリア効果に起因する劣化
を抑制することが可能となる。また、ソースとドレイン
間を流れるキャリアの濃度分布はゲート絶縁膜との界面
近傍において高くなるが、平滑化されているためキャリ
アが散乱されることなくスムーズに移動することがで
き、電界効果移動度を高めることができる。

【０１０２】このようなＴＦＴ基板から液晶表示装置を
作製するためには、共通電極が形成された対向基板を３
〜８μm程度の間隔をもって設け、その間に配向膜、液
晶層を形成すれば良い。これらは公知の技術を適用する
ことができる。

【０１０３】図１９は上記ＴＦＴ基板を用いるアクティ
ブマトリクス基板の回路構成を示している。画素部１９
０１のＴＦＴを駆動する駆動回路部はデータ線駆動回路
１９０２、走査線駆動回路１９０３であり、必要に応じ
てシフトレジスタ回路、バッファ回路、レベルシフタ回
路、ラッチ回路などが配置されている。この場合、デー
タ線駆動回路１９０２は映像信号を送り出すものであ
り、コントローラ１９０４からの映像信号と、タイミン
グジェネレータ１９０７からの走査線駆動回路用タイミ
ング信号が入力される。走査線駆動回路１９０３にはタ
イミングジェネレータ１９０７からのデータ線駆動回路
用タイミング信号が入力され、走査線に信号を出力す
る。マイクロプロセッサ１９０６はコントローラ１９０
４の制御や、メモリ１９０５への映像信号などのデータ
の書き込み、外部インターフェース１９０８からの入出
力、これらシステム全体の動作管理などを行う。

【０１０４】これらの回路を構成するためのＴＦＴは本
実施例で示すような構成のＴＦＴで形成することが可能
である。ＴＦＴのチャネル形成領域を形成する活性層を
実質的に単結晶と見なせる領域とすることにより、ＴＦ
Ｔの特性を向上させ、様々な機能回路をガラスなどの基
板上に形成することができる。

【０１０５】[実施例６]ＴＦＴ基板を用いた他の実施例
として、発光素子を用いた表示装置の一例を図面を参照
して説明する。図２０は各画素毎にＴＦＴを配置して形
成される表示装置の画素構造を断面図で示している。
尚、図２０において示すｎチャネル型ＴＦＴ２１００、
２１０２及びｐチャネル型ＴＦＴ２１０１は実施例４と
同様の構成であり、本実施例では詳細な説明は省略す
る。

【０１０６】図２０（Ａ）は基板２００１上にブロッキ
ング層２００２を介してｎチャネル型ＴＦＴ２１００と
ｐチャネル型ＴＦＴ２１０１が画素に形成された構成を
示している。この場合、ｎチャネル型ＴＦＴ２１００は
スイッチング用ＴＦＴであり、ｐチャネル型ＴＦＴ２１
０１は電流制御用ＴＦＴであり、そのドレイン側は発光
素子２１０５の一方の電極と接続している。ｐチャネル
型ＴＦＴ２１０１は発光素子に流す電流を制御する動作
を目的としている。勿論、一つの画素に設けるＴＦＴの
数に限定はなく、表示装置の駆動方式に従い適切な回路
構成とすることが可能である。

【０１０７】図２０（Ａ）に示す発光素子２１０５は、
陽極層２０１１、発光体を含む有機化合物層２０１２、
陰極層２０１３から成り、その上にパッシベーション層
２０１４が形成されている。有機化合物層は、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。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
発光を含んでいる。

【０１０８】陽極を形成する材料は酸化インジウムや酸
化スズ、酸化亜鉛などの仕事関数の高い材料を用い、陰
極にはＭｇＡｇ、ＡｌＭｇ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＡｌＬ
ｉ、ＡｌＬｉＡｇなどのアルカリ金属又はアルカリ土類
金属、代表的にはマグネシウム化合物で形成される仕事
関数の低い材料を用いる。また、１〜２０nmの薄いフッ
化リチウム層とＡｌ層との組み合わせ、薄いセシウム層
とＡｌ層との組み合わせによって陰極を構成しても良
い。陽極はｐチャネル型ＴＦＴ２１０１のドレイン側の
配線２０１０と接続しており、陽極２０１１の端部を覆
うように隔壁層２００３が形成されている。

【０１０９】発光素子２１０５上にはパッシベーション
膜２０１４が形成されている。パッシベーション層２０
１４には窒化シリコン、酸窒化シリコン、ダイヤモンド
ライクカーボン（ＤＬＣ）など酸素や水蒸気に対しバリ
ア性の高い材料を用いて形成する。このような構成によ
り発光素子の発する光は陽極側から放射される構成とな
る。

【０１１０】一方、図２０（Ｂ）は基板２００１上にブ
ロッキング層２００２を介してｎチャネル型ＴＦＴ２１
００とｎチャネル型ＴＦＴ２１０２が画素に形成された
構成を示している。この場合、ｎチャネル型ＴＦＴ２１
００はスイッチング用ＴＦＴであり、ｎチャネル型ＴＦ
Ｔ２１０２は電流制御用ＴＦＴであり、そのドレイン側
は発光素子２１０６の一方の電極と接続している。

【０１１１】発光素子２１０６は、ｎチャネル型ＴＦＴ
２１０２のドレイン側に接続する配線２０１５上に陽極
層２０１６として酸化インジウムや酸化スズ、酸化亜鉛
などの仕事関数の高い材料の膜を形成している。

【０１１２】有機化合物層２０１８上に形成される陰極
の構成は、１〜２nmの低仕事関数の材料で形成される第
１陰極層２０１９と、陰極層２０１９上に形成され、陰
極の低抵抗化を図るために設ける第２陰極層２０１７と
で形成される。第１陰極層２０１９はセシウム、セシウ
ムと銀の合金、フッ化リチウムの他にＭｇＡｇ、ＡｌＭ
ｇ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＡｌＬｉ、ＡｌＬｉＡｇなどの
アルカリ金属又はアルカリ土類金属、代表的にはマグネ
シウム化合物で形成される。第２陰極層２０１７は、１
０〜２０nmのＡｌ、Ａｇなどの金属材料又は、１０〜１
００nmの酸化インジウムや酸化スズ、酸化亜鉛などの透
明導電膜で形成される。発光素子２１０６上にはパッシ
ベーション膜２０２０が形成されている。このような構
成により発光素子の発する光は陰極側から放射される構
成となる。

【０１１３】また、図２０（Ｂ）における発光素子２１
０６の他の形態として、ｎチャネル型ＴＦＴ２１０２の
ドレイン側に接続する配線２０１５上に陰極材料として
セシウム、セシウムと銀の合金、フッ化リチウムの他に
ＭｇＡｇ、ＡｌＭｇ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｌｉ、ＡｌＬｉ、Ａ
ｌＬｉＡｇなどのアルカリ金属又はアルカリ土類金属、
代表的にはマグネシウム化合物から成る陰極層２０１
６、有機化合物層２０１８、１〜２nm程度の薄い第１陽
極層２０１９、透明導電膜で形成される第２陽極層２０
１７とした構成とすることもできる。第１陽極層はニッ
ケル、白金、鉛などの仕事関数の高い材料を真空蒸着法
で形成する。

【０１１４】以上のようにしてアクティブマトリクス駆
動の発光素子を用いた表示装置を作製することができ
る。これらのＴＦＴは、チャネル形成領域や不純物領域
を形成する活性層の配向率が高く、平坦であるためその
上に形成するゲート絶縁膜の膜質のバラツキを少なくす
ることができる。それ故にＴＦＴのしきい値電圧のバラ
ツキを小さくすることができる。その結果、低電圧でＴ
ＦＴを駆動することが可能であり、消費電力を低減する
利点がある。この表示装置においては、発光素子に接続
する電流制御用にＴＦＴに高い電流駆動能力が要求され
るので、その用途に適している。また、ここでは示さな
いが、画素部の周辺に駆動回路部を設ける構成は、実施
例５と同様にすれば良い。

【０１１５】[実施例７]本発明は様々な半導体装置に適
用が可能である。このような半導体装置には、携帯情報
端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話等)、
ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュー
タ、テレビ受像器、携帯電話、投影型表示装置等が挙げ
られる。それらの一例を図２１と図２２に示す。

【０１１６】図２１(Ａ)は本発明を適用してテレビ受像
器を完成させる一例であり、筐体３００１、支持台３０
０２、表示部３００３等により構成されている。本発明
により作製されるＴＦＴ基板は表示部３００３に適用さ
れている。

【０１１７】図２１(Ｂ)は本発明を適用してビデオカメ
ラを完成させた一例であり、本体３０１１、表示部３０
１２、音声入力部３０１３、操作スイッチ３０１４、バ
ッテリー３０１５、受像部３０１６等により構成されて
いる。本発明により作製されるＴＦＴ基板は表示部３０
１２に適用されている。

【０１１８】図２１(Ｃ)は本発明を適用してノート型の
パーソナルコンピュータを完成させた一例であり、本体
３０２１、筐体３０２２、表示部３０２３、キーボード
３０２４等により構成されている。本発明により作製さ
れるＴＦＴ基板は表示部３０２３に適用されている。

【０１１９】図２１(Ｄ)は本発明を適用してＰＤＡ(Per
sonal Digital Assistant)を完成させた一例であり、本
体３０３１、スタイラス３０３２、表示部３０３３、操
作ボタン３０３４、外部インターフェース３０３５等に
より構成されている。本発明により作製されるＴＦＴ基
板は表示部３０３３に適用することができる。

【０１２０】図２１(Ｅ)は本発明を適用して音響再生装
置を完成させた一例であり、具体的には車載用のオーデ
ィオ装置であり、本体３０４１、表示部３０４２、操作
スイッチ３０４３、３０４４等により構成されている。
本発明により作製されるＴＦＴ基板は表示部３０４２に
適用することができる。

【０１２１】図２１(Ｆ)は本発明を適用してデジタルカ
メラを完成させた一例であり、本体３０５１、表示部
(Ａ)３０５２、接眼部３０５３、操作スイッチ３０５
４、表示部(Ｂ)３０５５、バッテリー３０５６等により
構成されている。本発明により作製されるＴＦＴ基板は
表示部(Ａ)３０５２および表示部(Ｂ)３０５５に適用す
ることもできる。

【０１２２】図２１(Ｇ)は本発明を適用して携帯電話を
完成させた一例であり、本体３０６１、音声出力部３０
６２、音声入力部３０６３、表示部３０６４、操作スイ
ッチ３０６５、アンテナ３０６６等により構成されてい
る。本発明により作製されるＴＦＴ基板は表示部３０６
４に適用することができる。

【０１２３】図２２（Ａ）はフロント型プロジェクター
であり、投射装置２６０１、スクリーン２６０２等を含
む。図２２（Ｂ）はリア型プロジェクターであり、本体
２７０１、投射装置２７０２、ミラー２７０３、スクリ
ーン２７０４等を含む。

【０１２４】尚、図２２（Ｃ）は、図２２（Ａ）及び図
２２（Ｂ）中における投射装置２６０１、２７０２の構
造の一例を示した図である。投射装置２６０１、２７０
２は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、２８０４
〜２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム
２８０７、液晶表示装置２８０８、位相差板２８０９、
投射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０
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２２（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。

【０１２５】また、図２２（Ｄ）は、図２２（Ｃ）中に
おける光源光学系２８０１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２８０１は、リフレクタ
ー２８１１、光源２８１２、レンズアレイ２８１３、２
８１４、偏光変換素子２８１５、集光レンズ２８１６で
構成される。なお、図２２（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。

【０１２６】尚、ここで例示する電子装置はごく一例で
あり、これらの用途に限定するものではないことを付記
する。

【０１２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大面積基板の全面にわたって、ＴＦＴを形成する半導体
領域の位置に合わせてレーザービームを照射して結晶化
させ、スループット良く大粒径の結晶半導体膜を形成す
ることができ、しかもＴＦＴの特性を向上させることが
できる。

【０１２８】特に、本発明のレーザー処理装置の構成に
より、半導体を溶融させるのに十分なエネルギー密度の
レーザービームを、照射部において干渉を生じさせるこ
となく照射することができる。また、偏向手段によりレ
ーザービームを走査することにより大面積基板の全面に
渡って非晶質半導体膜の結晶化をすることができる。或
いは、偏向手段により、大面積基板上の指定された領域
を選択的に結晶化することができる。さらに、偏向手段
により複数のレーザービームを同一照射部に重ね合わせ
ることにより干渉の影響を除去することができる。

【０１２９】従って、本発明によれば、大面積基板の全
面にわたって、ＴＦＴを形成する半導体領域の位置に合
わせてレーザービームを照射して結晶化させ、スループ
ット良く結晶質半導体膜を形成することができ、しかも
ＴＦＴの特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図２】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図３】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図４】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図５】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図６】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図７】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図８】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図９】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す配
置図。

【図１０】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す
配置図。

【図１１】 ＴＦＴ基板の構成とＴＦＴを構成する半導
体領域の配置とレーザービームの走査方向の関係を説明
する図。

【図１２】 ＴＦＴ基板の構成とＴＦＴを構成する半導
体領域の配置とレーザービームの走査方向の関係を説明
する図。

【図１３】 ＴＦＴ基板の構成とＴＦＴを構成する半導
体領域の配置とレーザービームの走査方向の関係を説明
する図。

【図１４】 半導体膜におけるレーザービームの走査方
向とＴＦＴの作製工程を説明する図。

【図１５】 ボトムゲート型のＴＦＴの作製工程を説明
する断面図。

【図１６】 ＴＦＴの作製工程を説明する断面図。

【図１７】 ＴＦＴの作製工程を説明する上面図。

【図１８】 ＴＦＴ基板の構成を示す断面図。

【図１９】 ＴＦＴ基板の回路構成の一例を示すブロッ
ク図。

【図２０】 発光素子を設けた半導体装置の画素の構成
を示す断面図。

【図２１】 半導体装置の一例を示す図。

【図２２】 半導体装置の一例を示す図。

【図２３】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す
配置図。

【図２４】 本発明のレーザー処理装置の一態様を示す
配置図。

【図２５】 半導体膜におけるレーザービームの走査方
向とＴＦＴの作製工程を説明する図。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BA01 BA07 BA11 BA14 BA18 BB01 BB02 BB04 BB07 CA04 CA10 DA02 DA03 FA19 HA01 HA06 JA01 JA04 5F072 AB20 MM08 MM17 QQ02 RR03 RR05 YY08 5F110 AA01 AA28 BB02 BB03 BB04 BB05 CC02 CC07 DD02 DD14 DD15 EE03 EE04 EE06 FF02 FF03 FF04 FF09 FF30 GG01 GG02 GG13 GG17 GG25 GG45 HJ12 HJ23 HL03 HL04 HM15 NN03 NN23 NN24 NN72 NN73 PP03 PP04 PP05 PP06 PP07 PP13 PP24 PP29 PP35 QQ08 QQ24

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザー発振装置と、当該レーザー発振装
   置から出力されるレーザービームを主走査方向に偏向さ
   せる第１偏向手段と、から成る一組の光学系を複数個有
   し、主走査方向に偏向された複数のレーザービームを受
   光して、副走査方向に走査する第２偏向手段とを備え、
   前記第２偏向手段はその一軸方向の軸を中心とした回転
   角により、前記複数のレーザービームを副走査方向に走
   査して、載置台上の被処理物に当該レーザービームを照
   射する機能を有していることを特徴とするレーザー処理
   装置。
2. 【請求項２】レーザー発振装置と、当該レーザー発振装
   置から出力されるレーザービームを主走査方向に偏向さ
   せる第１可動ミラーと、から成る一組の光学系を複数個
   有し、主走査方向に偏向された複数のレーザービームを
   受光して、副走査方向に走査する長尺の第２可動ミラー
   とを備え、前記第２可動ミラーはその長尺方向の軸を中
   心とした回転角により、前記複数のレーザービームを副
   走査方向に走査して、載置台上の被処理物に当該レーザ
   ービームを照射する機能を有していることを特徴とする
   レーザー処理装置。
3. 【請求項３】レーザー発振装置と、当該レーザー発振装
   置から出力されるレーザービームを第１主走査方向に偏
   向させる第１偏向手段と、から成る一組の光学系を複数
   個有し、第１主走査方向に偏向された複数のレーザービ
   ームを受光して、第１副走査方向に走査する第２偏向手
   段と、当該レーザー発振装置から出力されるレーザービ
   ームを第２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と、か
   ら成る一組の光学系を複数個有し、第２主走査方向に偏
   向された複数のレーザービームを受光して、第２副走査
   方向に走査する第４偏向手段とを備え、前記第２及び第
   ４偏向手段は、一軸方向を中心とした回転角により、複
   数のレーザービームを第１又は第２副走査方向に走査し
   て、載置台上の被処理物に当該レーザービームを照射す
   る機能を有していることを特徴とするレーザー処理装
   置。
4. 【請求項４】レーザー発振装置と、当該レーザー発振装
   置から出力されるレーザービームを第１主走査方向に偏
   向させる第１可動ミラーと、から成る一組の光学系を複
   数個有し、第１主走査方向に偏向された複数のレーザー
   ビームを受光して、第１副走査方向に走査する長尺の第
   ２偏向ミラーと、当該レーザー発振装置から出力される
   レーザービームを第２主走査方向に偏向させる第３偏向
   ミラーと、から成る一組の光学系を複数個有し、第２主
   走査方向に偏向された複数のレーザービームを受光し
   て、第２副走査方向に走査する長尺の第４偏向ミラーと
   を備え、前記第２及び第４偏向ミラーは、一軸方向を中
   心とした回転角により、複数のレーザービームを第１又
   は第２副走査方向に走査して、載置台上の被処理物に当
   該レーザービームを照射する機能を有していることを特
   徴とするレーザー処理装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
   て、前記光学系に、ｆθレンズが備えられていることを
   特徴とするレーザー処理装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
   て、前記レーザー発振装置は、連続発振の固体レーザー
   発振装置であることを特徴とするレーザー処理装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
   て、前記レーザー発振装置は、波長７００nm以下のレー
   ザービームを連続的に出力するレーザー発振装置である
   ことを特徴とするレーザー処理装置。
8. 【請求項８】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
   て、レーザー発振装置から出力される前記レーザービー
   ムは、複数のレーザー発振装置から出力されたレーザー
   ビームを同一の光軸に重ね合わせたものであることを特
   徴とするレーザー処理装置。
9. 【請求項９】複数のレーザービームを主走査方向に偏向
   させる第１偏向手段と、副走査方向に走査する第２偏向
   手段とにより、前記複数のレーザービームを一方向に走
   査して、絶縁表面上に形成された非晶質構造を有する半
   導体膜を結晶化させることを特徴とする半導体装置の作
   製方法。
10. 【請求項１０】複数のレーザービームを主走査方向に偏
    向させる第１偏向手段と、副走査方向に走査する第２偏
    向手段とにより、前記複数のレーザービームをチャネル
    長方向に走査して、絶縁表面上に形成された非晶質構造
    を有する半導体膜を結晶化させることを特徴とする半導
    体装置の作製方法。
11. 【請求項１１】複数の第１レーザービームを第１主走査
    方向に偏向させる第１偏向手段と、第１副走査方向に走
    査する第２偏向手段と、複数の第２レーザービームを第
    ２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と、第２副走査
    方向に走査する第４偏向手段とにより、前記複数のレー
    ザービームを一方向に走査して、絶縁表面上に形成され
    た非晶質構造を有する半導体膜を結晶化させることを特
    徴とする半導体装置の作製方法。
12. 【請求項１２】複数の第１レーザービームを第１主走査
    方向に偏向させる第１偏向手段と、第１副走査方向に走
    査する第２偏向手段と、複数の第２レーザービームを第
    ２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と、第２副走査
    方向に走査する第４偏向手段とにより、前記複数のレー
    ザービームをチャネル長方向に走査して、絶縁表面上に
    形成された非晶質構造を有する半導体膜を結晶化させる
    ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
13. 【請求項１３】複数のレーザービームを主走査方向に偏
    向させる第１偏向手段と、副走査方向に走査する第２偏
    向手段とにより、前記複数のレーザービームを一方向に
    走査して、非単結晶半導体のイオンが注入された領域の
    結晶性を回復することを特徴とする半導体装置の作製方
    法。
14. 【請求項１４】複数のレーザービームを主走査方向に偏
    向させる第１偏向手段と、副走査方向に走査する第２偏
    向手段とにより、前記複数のレーザービームをチャネル
    長方向に走査して、非単結晶半導体のイオンが注入され
    た領域の結晶性を回復することを特徴とする半導体装置
    の作製方法。
15. 【請求項１５】複数の第１レーザービームを第１主走査
    方向に偏向させる第１偏向手段と、第１副走査方向に走
    査する第２偏向手段と、複数の第２レーザービームを第
    ２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と、第２副走査
    方向に走査する第４偏向手段とにより、前記複数のレー
    ザービームを一方向に走査して、非単結晶半導体のイオ
    ンが注入された領域の結晶性を回復することを特徴とす
    る半導体装置の作製方法。
16. 【請求項１６】複数の第１レーザービームを第１主走査
    方向に偏向させる第１偏向手段と、第１副走査方向に走
    査する第２偏向手段と、複数の第２レーザービームを第
    ２主走査方向に偏向させる第３偏向手段と、第２副走査
    方向に走査する第４偏向手段とにより、前記複数のレー
    ザービームをチャネル長方向に走査して、非単結晶半導
    体のイオンが注入された領域の結晶性を回復することを
    特徴とする半導体装置の作製方法。
17. 【請求項１７】請求項９乃至請求項１６のいずれか一に
    おいて、前記レーザービームが連続発振の固体レーザー
    発振装置から出力されるレーザービームであることを特
    徴とする半導体装置の作製方法。
18. 【請求項１８】請求項９乃至請求項１６のいずれか一に
    おいて、前記レーザービームが波長４００nm以上の連続
    発振レーザービームであることを特徴とする半導体装置
    の作製方法。