JP2003151915A - レーザ照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学系により照射面またはその近傍において
形成される線状や矩形状、面状のレーザ光の端部は、レ
ンズの収差などにより、エネルギー密度が徐々に減衰し
ている。このような領域（減衰領域）はエネルギー密度
の均一性が高い領域に比べてエネルギー密度が十分でな
く、しかも徐々に減衰しているため、被照射体に対して
一様なアニールを行うことはできない。 【解決手段】照射面のごく近傍にスリットを用いて、レ
ーザ光の減衰領域を除去または低減して、レーザ光の端
部におけるエネルギー分布を急峻なものとすることを特
徴とする。照射面のごく近傍に設置するのは、レーザ光
の拡がりを抑えるためである。また、スリットの代わり
にミラーを用いて、レーザ光の減衰領域を折り返して減
衰領域同士で強め合い、レーザ光の端部におけるエネル
ギー分布を急峻なものとすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光（レーザビ
ーム）の照射方法およびそれを行うためのレーザ照射装
置（レーザと該レーザから出力されるレーザ光（レーザ
ビーム）を被照射体まで導くための光学系を含む装置）
に関する。また、レーザ光（レーザビーム）の照射を工
程に含んで作製された半導体装置の作製方法に関する。
なお、ここでいう半導体装置には、液晶表示装置や発光
装置等の電気光学装置及び該電気光学装置を部品として
含む電子装置も含まれるものとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結晶化さ
せたり、結晶性を向上させ結晶性半導体膜を得たり、不
純物元素の活性化を行う技術が広く研究されている。な
お、本明細書中において、結晶性半導体膜とは、結晶化
領域が存在する半導体膜のことを言い、全面が結晶化し
ている半導体膜も含む。

【０００３】エキシマレーザ等のパルスレーザ光（レー
ザビーム）を、被照射面において、数ｃｍ角の四角いス
ポットや、長さ１００ｍｍ以上の線状となるように光学
系にて成形し、レーザ光（レーザビーム）を移動させて
(あるいはレーザ光（レーザビーム）の照射位置を被照
射面に対し相対的に移動させて)アニールを行う方法が
生産性が高く工業的に優れている。また、ここでいう
「線状」は、厳密な意味で「線」を意味しているのでは
なく、アスペクト比の大きい長方形（もしくは長楕円
形）を意味する。例えば、アスペクト比が１０以上（好
ましくは１００〜１００００）のもの指す。なお、線状
とするのは被照射体に対して十分なアニールを行うため
のエネルギー密度を確保するためであり、矩形状や面状
であっても被照射体に対して十分なアニールを行えるの
であれば構わない。現状で１５Ｊ／パルスのエキシマレ
ーザが市販されており、将来的には面状のレーザ光（レ
ーザビーム）を用いてレーザアニールを行う可能性もあ
る。

【０００４】図７に、被照射面においてレーザ光（レー
ザビーム）の形状を線状にするための光学系の構成の例
を示す。この構成は極めて一般的なものであり、あらゆ
る前記光学系は図７の構成に準じている。この構成は、
レーザ光（レーザビーム）の断面形状を線状に変換する
だけでなく、同時に、被照射面におけるレーザ光（レー
ザビーム）のエネルギー密度の分布の均一化を果たすも
のである。一般にレーザ光（レーザビーム）のエネルギ
ー密度の分布の均一化を行う光学系をビームホモジナイ
ザと呼ぶ。

【０００５】レーザ１０１から出たレーザ光（レーザビ
ーム）は、シリンドリカルレンズ群（以下、シリンドリ
カルレンズアレイと示す）１０３により、レーザ光（レ
ーザビーム）の進行方向に対して直角方向に分割され、
線状のレーザ光（レーザビーム）の長尺方向の長さが決
定される。該方向を本明細書中では、第１の方向と呼ぶ
ことにする。前記第１の方向は、光学系の途中にミラー
挿入したとき、前記ミラーが曲げた光の方向応じて曲が
るものとする。図７の上面図の構成では、７分割となっ
ている。その後、レーザ光（レーザビーム）は、シリン
ドリカルレンズ１０５により、被照射面１０９において
合成され、線状のレーザ光（レーザビーム）の長尺方向
のエネルギー密度の分布が均一化される。

【０００６】次に、図７の側面図について説明する。レ
ーザ１０１から出たレーザ光（レーザビーム）は、シリ
ンドリカルレンズアレイ１０２ａと１０２ｂにより、レ
ーザ光（レーザビーム）の進行方向および前記第１の方
向に直角方向に分割され、線状のレーザ光（レーザビー
ム）の短尺方向の長さが決定される。前記方向を本明細
書中では、第２の方向と呼ぶことにする。前記第２の方
向は、光学系の途中にミラーを挿入したとき、前記ミラ
ーが曲げた光の方向に応じて曲がるものとする。なお、
図７の側面図のリンドリカルレンズアレイ１０２ａおよ
び１０２ｂは、それぞれ４分割となっている。これらの
分割されたレーザ光（レーザビーム）は、シリンドリカ
ルレンズ１０４により、いったん合成される。その後、
レーザー光（レーザビーム）はミラー１０７で反射さ
れ、その後、ダブレットシリンドリカルレンズ１０８に
より、被照射面１０９にて再び１つのレーザ光（レーザ
ビーム）に集光される。ダブレットシリンドリカルレン
ズとは、２枚のシリンドリカルレンズで構成されている
レンズのことを言う。これらにより、線状のレーザ光
（レーザビーム）の短尺方向のエネルギー密度の分布が
均一化される。

【０００７】例えば、レーザ１０１として、レーザの出
口で１０ｍｍ×３０ｍｍ（共にビームプロファイルにお
ける半値幅）であるエキシマレーザを用い、図７に示し
た構成を持つ光学系により成形すると、被照射面１０９
においてエネルギー密度の分布の一様な１２５ｍｍ×
０．４ｍｍの線状のレーザ光（レーザビーム）とするこ
とができる。

【０００８】このとき、上記光学系の母材を、例えば全
て石英とするとの高い透過率が得られる。なお、使用す
るエキシマレーザの波長に対して透過率が９９％以上得
られるように、光学系をコーティングすると良い。

【０００９】そして、上記の構成で形成された線状のレ
ーザ光（レーザビーム）を、そのレーザ光（レーザビー
ム）の短尺方向に徐々にずらしながら重ねて照射するこ
とにより、非晶質半導体の全面に対し、レーザアニール
を施して、非晶質半導体を結晶化したり、結晶性を向上
させ結晶性半導体膜を得たり、不純物元素の活性化を行
うことができる。

【００１０】また、半導体装置の作製に用いる基板の大
面積化はますます進んでいる。これは、１枚のガラス基
板上に、例えば、画素部用と駆動回路用（ソースドライ
バー部およびゲートドライバー部）のＴＦＴを作製して
１つの液晶表示装置用パネルなどの半導体装置を作製す
るより、１枚の大面積基板を用いて複数の液晶表示装置
用パネルなどの半導体装置を作製する方が、スループッ
トが高く、コストの低減が実現できるためである。（図
９）。現在では、大面積基板として、例えば６００ｍｍ
×７２０ｍｍの基板、円形の１２インチ（直径約３００
ｍｍ）の基板等が使用されるようになっている。さら
に、将来的には一辺が１０００ｍｍを越える基板も用い
られると予測される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】光学系により被照射面
またはその近傍において形成される線状や矩形状、面状
のレーザ光（レーザビーム）の端部は、レンズの収差な
どにより、エネルギー密度が徐々に減衰している。（図
８（Ａ））本明細書中では、線状や矩形状、面状のレー
ザ光（レーザビーム）の端部においてエネルギー密度が
徐々に減衰する領域を減衰領域と呼ぶ。

【００１２】また、基板の大面積化、レーザの大出力化
に伴って、より長い線状のレーザ光（レーザビーム）や
矩形状のレーザ光（レーザビーム）、より大きな面状の
レーザ光（レーザビーム）が形成されつつある。これ
は、このようなレーザ光（レーザビーム）によりアニー
ルを行う方が効率が良いためである。しかしながら、レ
ーザから発振されるレーザ光（レーザビーム）の端部の
エネルギー密度は、中心付近と比較して低いため、光学
系によってこれまで以上にレーザ光（レーザビーム）を
拡大すると、減衰領域がますます顕著化する傾向にあ
る。

【００１３】レーザ光（レーザビーム）の減衰領域は、
エネルギー密度の均一性が高い領域に比べてエネルギー
密度が十分でなく、しかも徐々に減衰している。このた
め、前記減衰領域を有するレーザ光（レーザビーム）を
用いてアニールを行っても、被照射体に対して一様なア
ニールを行うことはできない。（図８（Ｂ））。また、
レーザ光（レーザビーム）の減衰領域を重ねて走査する
方法によりアニールを行っても、エネルギー密度の均一
性が高い領域とは明らかにアニールの条件が異なるた
め、やはり被照射体に対して一様にアニールすることが
できない。このように、レーザ光（レーザビーム）の減
衰領域によりアニールされた領域とレーザ光（レーザビ
ーム）のエネルギー密度の均一性が高い領域によってア
ニールされた領域とを同等に扱うことはできない。

【００１４】例えば、被照射体が半導体膜である場合に
は、レーザ光（レーザビーム）の減衰領域によりアニー
ルされた領域とレーザ光（レーザビーム）のエネルギー
密度の均一性が高い領域によってアニールされた領域と
では、結晶性が異なる。そのため、このような半導体膜
によりＴＦＴを作製しても、レーザ光（レーザビーム）
の減衰領域によりアニールされた領域で作製されるＴＦ
Ｔの電気的特性が低下し、同一基板内におけるＴＦＴの
ばらつきの要因となる。実際には、このようなレーザ光
（レーザビーム）の減衰領域によりアニールされた領域
を用いてＴＦＴを作製し、半導体装置を作製することは
ほとんどなく、基板１枚あたりに使用可能なＴＦＴの数
は減少し、スループットが低下する原因となっている。

【００１５】そこで本発明は、レーザ光（レーザビー
ム）の端部における減衰領域を除去し、効率良くアニー
ルを行うことのできるレーザ照射装置を提供することを
課題とする。また、このようなレーザ照射装置を用いた
レーザ照射方法を提供し、前記レーザ照射方法を工程に
含む半導体装置の作製方法を提供することを課題とす
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１（Ａ）の
ように被照射面のごく近傍にスリットを用いて、レーザ
光（レーザビーム）の減衰領域、少なくともレーザ光
（レーザビーム）の移動方向と平行な部分の減衰領域を
除去または低減して、図２（Ａ）で示すようにレーザ光
（レーザビーム）の端部におけるエネルギー密度の分布
を急峻なものとすることを特徴とする。なお、レーザ光
（レーザビーム）の移動方向と平行な部分の減衰領域及
びレーザ光（レーザビーム）の移動方向と垂直な部分の
減衰領域を除去または低減してもよい。被照射面のごく
近傍に設置するのは、レーザ光（レーザビーム）の拡が
りを抑えるためである。このため、スリットは、装置が
許容する範囲内で、基板に近接（代表的には１ｃｍ以
内）させる。また、被照射面に接して設置してもよい。
さらに、本発明は、図１（Ｂ）のようにミラーを用い
て、レーザ光（レーザビーム）の減衰領域を折り返して
減衰領域同士で強め合い、減衰領域を小さくして、レー
ザ光（レーザビーム）の端部におけるエネルギー密度の
分布を急峻なものとすることを特徴とする。

【００１７】レーザ光（レーザビーム）の端部、少なく
ともレーザ光（レーザビーム）の移動方向と平行な部分
の減衰領域が急峻なものであれば、該レーザ光（レーザ
ビーム）はエネルギー密度の均一性が高いものとなるの
で、被照射体に対して一様なアニールを行うことがで
き、効率良くアニールすることが可能となる。なお、レ
ーザ光（レーザビーム）の移動方向と平行な部分の減衰
領域及びレーザ光（レーザビーム）の移動方向と垂直な
部分の減衰領域を除去または低減してもよい。（図２
（Ｂ））。

【００１８】本明細書で開示するレーザ照射装置に関す
る発明の構成は、レーザと、前記レーザから射出された
レーザ光（レーザビーム）の被照射面における第１のエ
ネルギー密度の分布を、第２のエネルギー密度の分布と
する第１の手段と、前記第２のエネルギー密度の分布を
有するレーザ光（レーザビーム）の端部のエネルギー密
度を均一にする第２の手段を有し、前記第２の手段は、
前記被照射面と前記第１の手段との間に設けられている
ことを特徴としている。

【００１９】また、本明細書で開示するレーザ照射装置
に関する発明の構成は、レーザと、前記レーザから射出
されたレーザ光（レーザビーム）の断面形状を第１の形
状に変形して被照射面に照射する第１の手段と、前記第
１の形状に変形されたレーザ光（レーザビーム）の端部
のエネルギー密度を均一にする第２の手段を有し、前記
第２の手段は、前記光学系と前記被照射面との間に設け
られていることを特徴としている。

【００２０】また、本明細書で開示するレーザ照射方法
に関する発明の構成は、レーザから射出されたレーザ光
（レーザビーム）の被照射面における第１のエネルギー
密度の分布を、第１の手段により第２のエネルギー密度
の分布とし、第２の手段により、前記第２のエネルギー
密度の分布を有するレーザ光（レーザビーム）の端部の
エネルギー密度を均一にしたレーザ光（レーザビーム）
を、被照射面に対して相対的に移動しながら照射するこ
とを特徴としている。

【００２１】また、本明細書で開示するレーザ照射方法
に関する発明の構成は、レーザから射出されたレーザ光
（レーザビーム）の断面形状を、第１の手段により第１
の形状に変形して被照射面に照射し、第２の手段によ
り、前記第１の形状に変形されたレーザ光（レーザビー
ム）の端部のエネルギー密度を均一にしたレーザ光（レ
ーザビーム）を、被照射面に対して相対的に移動しなが
ら照射することを特徴としている。

【００２２】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、レーザから射出されたレ
ーザ光（レーザビーム）の被照射面における第１のエネ
ルギー密度の分布を、第１の手段により第２のエネルギ
ー密度の分布とし、第２の手段により、前記第２のエネ
ルギー密度の分布を有するレーザ光（レーザビーム）の
端部のエネルギー密度を均一にしたレーザ光（レーザビ
ーム）を、被照射面に対して相対的に移動しながら照射
することを特徴としている。

【００２３】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、レーザから射出されたレ
ーザ光（レーザビーム）の断面形状を、第１の手段によ
り第１の形状に変形して被照射面に照射し、第２の手段
により、前記第１の形状に変形されたレーザ光（レーザ
ビーム）の端部のエネルギー密度を均一にしたレーザ光
（レーザビーム）を、被照射面に対して相対的に移動し
ながら照射することを特徴としている。

【００２４】また、上記の構成において、前記第１の手
段は、前記レーザ光（レーザビーム）の光軸と直交する
ように配置されたホモジナイザーであることを特徴とし
ている。

【００２５】また、上記の構成において、前記第１の手
段は、前記レーザ光（レーザビーム）の光軸と直交する
ように並列に配置され、前記レーザ光（レーザビーム）
を配置方向に分割する複数のシリンドリカルレンズ群で
あることを特徴としている。

【００２６】また、上記の構成において、前記第１の手
段は、前記レーザ光（レーザビーム）の光軸と直交する
ように並列に配置され、前記レーザ光（レーザビーム）
を配置方向に分割する複数のシリンドリカルレンズ群
と、前記シリンドリカルレンズ群の透過側に配置され前
記分割されたレーザ光（レーザビーム）を合成するレン
ズとであることを特徴としている。

【００２７】また、上記の構成において前記第１の手段
は、前記レーザ光（レーザビーム）の光軸と直交するよ
うに配置され、前記レーザ光（レーザビーム）を分割す
るフライアイレンズであることを特徴としている。

【００２８】また、上記の構成において、前記第１の手
段は、前記レーザ光（レーザビーム）の光軸と直交する
ように配置され、前記レーザ光（レーザビーム）を分割
するフライアイレンズと、前記フライアイレンズの透過
側に配置され前記分割されたレーザ光（レーザビーム）
を合成する球面レンズとであることを特徴としている。

【００２９】また、上記の構成において、前記第２の手
段は、前記被照射面に近接されたスリット、または前記
第２のエネルギー密度の分布を有するレーザ光（レーザ
ビーム）の端部に設置されたミラーであることを特徴と
している。

【００３０】また、上記の構成において、前記レーザ光
（レーザビーム）の端部は、前記レーザ光（レーザビー
ム）の移動方向と平行な領域であることを特徴としてい
る。

【００３１】また、上記構成において、前記レーザ光
（レーザビーム）は、非線形光学素子により高調波に変
換してもよい。例えば、ＹＡＧレーザは、基本波とし
て、波長１０６５ｎｍのレーザ光（レーザビーム）を出
すことで知られている。このレーザ光（レーザビーム）
の珪素膜に対する吸収係数は非常に低く、このままでは
半導体膜の１つである非晶質珪素膜の結晶化を行うこと
は技術的に困難である。ところが、このレーザ光（レー
ザビーム）は非線形光学素子を用いることにより、より
短波長に変換することができ、高調波として、第２高調
波（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）、第４高
調波（２６６ｎｍ）、第５高調波（２１３ｎｍ）が挙げ
られる。これらの高調波は非晶質珪素膜に対し吸収係数
が高いので、非晶質珪素膜の結晶化に用いる事ができ
る。

【００３２】上記構成において、前記レーザは、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であ
ることを特徴としている。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レーザ等が挙げられる。

【００３３】また、上記構成において、前記レーザ光
（レーザビーム）は、非線形光学素子により高調波に変
換されていてもよい。

【００３４】上記構成において、前記レーザは、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であ
ることを特徴としている。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レーザ等が挙げられる。

【００３５】被照射面のごく近傍又は被照射面上にスリ
ットを設置する、又はレーザ光（レーザビーム）の減衰
領域、代表的には減衰領域の中間付近にミラーを設置す
ることにより、被照射面またはその近傍におけるレーザ
光（レーザビーム）のエネルギー密度の分布を均一性の
優れたものにすることが可能であり、被照射体に対して
一様にアニールすることができる。従来は、図７のシリ
ンドリカルレンズ１０５によって、分割されたレーザ光
（レーザビーム）を合成し、減衰領域を縮小していた
が、本発明により、光学系にシリンドリカルレンズ１０
５を設けなくても、レーザ光（レーザビーム）の端部に
おけるエネルギー密度の分布を急峻なものとすることが
できる。このことにより、光学系に用いるレンズの数が
減少し、光学調整がしやすくなり、かつ、一様なアニー
ルを行うことができる。なお、シリンドリカルレンズ１
０５を用いた場合、レーザ光（レーザビーム）の減衰領
域を縮小することができるため、被照射面のごく近傍又
は被照射面に接してに設置されたスリットまたは、レー
ザ光（レーザビーム）の減衰領域の中間付近に設置され
たミラーに照射されるレーザ光（レーザビーム）の面積
を抑制することができるため、より小型なミラー又はス
リットを使用することができるという効果がある。一様
なアニールを行うことは、被照射体の性質を一様なもの
とするために大変重要なことである。また本発明は特
に、大面積基板をアニールする場合に有効である。例え
ば、大面積基板の長さよりも短いレーザ光（レーザビー
ム）を照射して被照射体をアニールする場合、前記大面
積基板に対して相対的に複数回の走査を行ってアニール
する必要があるが、本発明により形成されるレーザ光
（レーザビーム）は、特にレーザ光（レーザビーム）の
移動方向と平行な部分においてエネルギー分布の非常に
優れたレーザ光（レーザビーム）であるため、レーザ光
（レーザビーム）の走査された領域が隣り合う箇所にお
いても、一様にアニールすることができる。これは大面
積基板のどの部分においてもアニールのばらつきがなく
なるため、大面積基板を無駄なく利用することができ、
スループットの向上が可能となる。例えば、前記大面積
基板上に半導体膜が形成されているならば、一様にアニ
ールされた半導体膜の膜質は一様なものとなり、このよ
うな半導体膜を用いて作製されたＴＦＴの電気的特性の
ばらつきを低減することを可能とする。そして、このよ
うなＴＦＴから作製された半導体装置の動作特性および
信頼性をも向上し得る。

【００３６】

【発明の実施の形態】本実施形態では、スリットにより
減衰領域を除去する方法について図３を用いて説明す
る。図３（ａ）に長尺方向を垂直から見た光学系を、図
３（ｂ）に短尺方向を垂直から見た光学系を示す。

【００３７】レーザ１１０１から射出されたレーザ光
は、ビームエキスパンダーにより長尺方向および短尺方
向ともにそれぞれ約２倍に拡大される。なお、ビームエ
キスパンダーはレーザから射出されたレーザ光（レーザ
ビーム）の形状が小さい場合に特に有効なものであり、
レーザ光（レーザビーム）の大きさ等によっては用いな
くてもよい。

【００３８】ビームエキスパンダーから射出されたレー
ザ光（レーザビーム）は、第１形成手段であるシリンド
リカルレンズアレイ１１０３ａ、１１０３ｂ、シリンド
リカルレンズ１１０４に入射する。これら３つのレンズ
は、レーザ光（レーザビーム）の曲率が長尺方向に平行
になるよう配置されており、レーザ光（レーザビーム）
は長尺方向にエネルギー密度の分布が均一化される。

【００３９】シリンドリカルレンズ１１０４から射出さ
れたレーザ光（レーザビーム）は、第３形成手段である
シリンドリカルレンズアレイ１１０５ａ、シリンドリカ
ルレンズアレイ１１０５ｂ、シリンドリカルレンズ１１
０６、２枚のシリンドリカルレンズ１１０７ａ、１１０
７ｂから構成されるダブレットシリンドリカルレンズ１
１０７に入射する。これらのレンズは曲率がレーザ光
（レーザビーム）の短尺方向に平行になるよう配置され
ており、レーザ光（レーザビーム）は短尺方向において
エネルギー密度の分布が均一化されると同時に幅が縮め
られる。

【００４０】そして、被照射面のごく近傍に第２形成手
段であるスリット１１０８を配置し、レーザ光（レーザ
ビーム）における減衰領域をスリット１１０８で遮蔽
し、被照射面１１０９にレーザ光（レーザビーム）の減
衰領域が到達しないようにスリット１１０８の幅と位置
を設定する。代表的には、被照射面のごく近傍に設置す
ることが好ましい。これは、レーザ光（レーザビーム）
の拡がりを抑えるためである。このため、スリットは、
装置が許容する範囲内で、基板に近接（代表的には１ｃ
ｍ以内）させる。また、被照射面に接して設置してもよ
い。これにより、レーザ光（レーザビーム）端部のエネ
ルギーの密度の分布が急峻な線状のレーザ光（レーザビ
ーム）を得ることができる。

【００４１】このようなレーザ照射装置を用いて半導体
膜のアニールを行えば、該半導体膜を結晶化させたり、
結晶性を向上させて結晶性半導体膜を得たり、不純物元
素の活性化を行うことができる。

【００４２】また、本実施形態では、スリットを用いて
いるが、これに限らず、ミラーを用いることもできる。
ミラーを用いる場合には、レーザ光（レーザビーム）の
減衰領域、少なくともレーザ光（レーザビーム）の移動
方向と平行な部分の減衰領域で、代表的には減衰領域の
幅の中間付近にミラーを設置すると、減衰領域の中央付
近でレーザ光（レーザビーム）が反射される。反射され
ない部分と反射された部分とで減衰領域のエネルギー密
度が合成されるため、エネルギー密度の分布が均一な領
域と同等のエネルギー密度にすることができる。なお、
レーザ光（レーザビーム）の移動方向と平行な部分の減
衰領域及びレーザ光（レーザビーム）の移動方向と垂直
な部分の減衰領域の中央付近において、ミラーを設置し
てもよい。代表的には減衰領域の幅の中間付近にミラー
を設置すると、さらに、エネルギー密度の分布が均一な
領域と同等のエネルギー密度にすることができる。

【００４３】また、用いるレーザの波長により合成石英
ガラスの表面に施されているコーティングを適切なもの
に変えれば、さまざまなレーザを本発明に適用できる。

【００４４】なお、本実施形態では、被照射面における
形状が線状であるレーザ光（レーザビーム）を形成して
いるが、本発明は線状に限らない。また、レーザから射
出されたレーザの種類によって異なるので、光学系によ
って成形しても、元の形状の影響を受けやすい。例え
ば、ＸｅＣｌエキシマレーザ（波長３０８ｎｍ、パルス
幅３０ｎｓ）射出されたレーザ光（レーザビーム）の形
状は、１０ｍｍ×３０ｍｍ（共にビームプロファイルに
おける半値幅）の矩形状であり、固体レーザから射出さ
れたレーザ光（レーザビーム）の形状は、ロッド形状が
円筒形であれば円状となり、スラブ型であれば矩形状で
ある。いずれの形状においても、被照射体のアニールに
十分なエネルギー密度であるのなら問題はなく、本発明
を適用することが可能である。

【００４５】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。

【００４６】

【実施例】［実施例１］本実施例では、スリットを用い
て、線状のレーザ光（レーザビーム）の端部を急峻なも
のとする方法について図３を用いて説明する。図３
（ａ）にレーザ光（レーザビーム）の長尺方向を垂直か
ら見た光学系を、図３（ｂ）にレーザ光（レーザビー
ム）の短尺方向を垂直から見た光学系を示す。

【００４７】なお、本明細書において、レンズの配置に
ついての説明は、レーザ光（レーザビーム）の進行方向
を前方としている。また、レンズはレーザ光（レーザビ
ーム）の入射側を第１面、射出側を第２面とし、第１面
の曲率半径をＲ₁、第２面の曲率半径をＲ₂で表す。そし
て、用いる曲率半径の符号は、曲率中心がレンズからみ
てレーザ光（レーザビーム）の入射側にあるときは負、
射出側にあるときは正とし、平面の場合は∞とする。さ
らに、用いるレンズはすべて合成石英ガラス製（屈折率
１．４８５６３４）とするが、これに限らない。

【００４８】レーザ１１０１から射出されたレーザ光
（レーザビーム）は、ビームエキスパンダー（半径５０
ｍｍ、厚さ７ｍｍ、Ｒ₁＝−２２０ｍｍ、Ｒ₂＝∞の球面
レンズ１１０２ａと１１０２ａから４００ｍｍの位置に
ある半径５０ｍｍ、厚さ７ｍｍ、Ｒ₁＝∞、Ｒ₂＝−４０
０ｍｍの球面レンズ１１０２ｂ）によって長尺方向およ
び短尺方向に約２倍に拡大される。

【００４９】ビームエキスパンダーから射出されたレー
ザ光（レーザビーム）は、ビームエキスパンダー１１０
２ｂの前方５０ｍｍに配置されたシリンドリカルレンズ
アレイ１１０３ａに入射後、シリンドリカルレンズアレ
イ１１０３ａから８８ｍｍ前方のシリンドリカルレンズ
アレイ１１０３ｂを通過し、さらにシリンドリカルレン
ズアレイ１１０３ｂの前方１２０ｍｍに配置したシリン
ドリカルレンズ１１０４に入射する。シリンドリカルレ
ンズアレイ１１０３ａは、長さ６０ｍｍ、幅２ｍｍ、厚
さ５ｍｍ、Ｒ₁＝２８ｍｍ、Ｒ₂＝∞のシリンドリカルレ
ンズを４０本アレイ状にしたものである。シリンドリカ
ルレンズアレイ１１０３ｂは、長さ６０ｍｍ、幅２ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍ、Ｒ₁＝−１３．３３ｍｍ、Ｒ₂＝∞のシ
リンドリカルレンズを４０本アレイ状にしたものであ
る。シリンドリカルレンズ１１０４は、長さ１５０ｍ
ｍ、幅６０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、Ｒ₁＝２１４０ｍｍ、
Ｒ₂＝∞のシリンドリカルレンズである。シリンドリカ
ルレンズアレイ１１０３ａ、１１０３ｂ、シリンドリカ
ルレンズ１１０４はともに曲率が長尺方向に平行になる
よう配置する。シリンドリカルレンズアレイ１１０３
ａ、１１０３ｂによって光線が分割され、シリンドリカ
ルレンズ１１０４により分割された光線が重ね合わされ
て、エネルギー密度の分布が均一化される。これら３つ
のレンズによって、レーザ光（レーザビーム）は長尺方
向にエネルギー密度の分布が均一化される。

【００５０】シリンドリカルレンズ１１０４から射出さ
れたレーザ光（レーザビーム）は、シリンドリカルレン
ズ１１０４の前方３９５ｍｍのシリンドリカルレンズア
レイ１１０５ａに入射後、６５ｍｍ前方のシリンドリカ
ルレンズアレイ１１０５ｂを通過し、さらにシリンドリ
カルレンズアレイ１１０５ｂの１６００ｍｍ前方のシリ
ンドリカルレンズ１１０６に入射する。シリンドリカル
レンズアレイ１１０５ａは、長さ１５０ｍｍ、幅２ｍ
ｍ、厚さ５ｍｍ、Ｒ₁＝１００ｍｍ、Ｒ₂＝∞ のシリン
ドリカルレンズを16本アレイ状にしたものである。シリ
ンドリカルレンズアレイ１１０５ｂは、長さ１５０ｍ
ｍ、幅２ｍｍ、厚さ５ｍｍ、Ｒ₁＝∞、Ｒ₂＝８０ｍｍの
シリンドリカルレンズを１６本アレイ状にしたものであ
る。シリンドリカルレンズ１１０６は、長さ９００ｍ
ｍ、幅６０ｍｍ、厚さ２０ｍｍ、Ｒ₁＝∞、Ｒ₂＝−４８
６ｍｍのシリンドリカルレンズである。シリンドリカル
レンズアレイ１１０５ａ、１１０５ｂ、シリンドリカル
レンズ１１０６はすべて曲率が短尺方向に平行になるよ
う配置する。これら３つのレンズによって、レーザ光
（レーザビーム）は短尺方向のエネルギー密度の分布が
均一化されると同時に幅が縮められ、シリンドリカルレ
ンズ１１０６の前方８００ｍｍに幅２ｍｍの線状のレー
ザ光（レーザビーム）がつくられる。

【００５１】上記した幅２ｍｍの線状のレーザ光（レー
ザビーム）をさらに縮めるために、シリンドリカルレン
ズ１１０６の前方２０５０ｍｍに、ダブレットシリンド
リカルレンズ１１０７を配置する。ダブレットシリンド
リカルレンズ１１０７は、２枚のシリンドリカルレンズ
１１０７ａ、１１０７ｂから構成される。シリンドリカ
ルレンズ１１０７ａは長さ４００ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚
さ１０ｍｍ 、Ｒ₁＝１２５ｍｍ、Ｒ₂＝７７ｍｍのシリ
ンドリカルレンズである。シリンドリカルレンズ１１０
７ｂは長さ４００ｍｍ、幅７０ｍｍ、厚さ１０ｍｍ、Ｒ
₁＝９７ｍｍ、Ｒ₂＝−２００ｍｍのシリンドリカルレン
ズである。また、シリンドリカルレンズ１１０７ａと１
１０７ｂには５．５ｍｍの間隔を持たせる。シリンドリ
カルレンズ１１０７ａ、１１０７ｂはともに曲率が短尺
方向に平行になるよう配置する。

【００５２】ダブレットシリンドリカルレンズ１１０７
の前方２３７．７ｍｍの平面上１１０９に長さ３００ｍ
ｍ、幅０．４ｍｍの線状のレーザ光（レーザビーム）が
つくられる。このとき形成された線状のレーザ光（レー
ザビーム）は、長尺方向の端部が徐々に減衰する形状の
エネルギー密度の分布を持つ。このエネルギー減衰領域
を除去するために、被照射面のごく近傍にスリット１１
０８を配置する。エネルギー減衰領域に相当する光線を
スリット１１０８で遮蔽し、被照射面１１０９にその光
線が到達しないようにスリット１１０８の幅と位置を設
定する。これにより、端部におけるエネルギー分布が急
峻な線状のレーザ光（レーザビーム）を得ることができ
る。本実施例では、基板から２ｍｍ離れた位置にスリッ
トを設置した。

【００５３】また、シリンドリカルレンズアレイ１１０
３ａ、１１０３ｂ、シリンドリカルレンズ１１０４の３
つのレンズ、または、シリンドリカルレンズアレイ１１
０５ａ、１１０５ｂ、シリンドリカルレンズ１１０６の
３つのレンズの代わりに図１９で示すホモジナイザを用
いても良い。このホモジナイザを用いても、被照射面ま
たはその近傍におけるレーザ光（レーザビーム）は端部
に減衰領域を有しているため、スリットを設けて、減衰
領域を除去してエネルギー分布が急峻な線状のレーザ光
（レーザビーム）を形成する。

【００５４】このようなレーザ照射装置を用いれば、被
照射体に対して一様なアニールを行うことができる。例
えば、被照射体に半導体膜を用いてアニールを行えば、
該半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様
な結晶性を有する半導体膜を得たり、不純物元素の活性
化を行うことができる。

【００５５】［実施例２］本実施例では、ミラーを用い
て、線状のレーザ光（レーザビーム）の端部を急峻なも
のとする方法について説明する。

【００５６】実施例１で示した光学系を用いて線状のレ
ーザ光（レーザビーム）を成形する。ただし、図１
（Ｂ）にあるように、スリットの側面をミラーにし、エ
ネルギー減衰領域のほぼ中央付近に配置する。ミラーで
エネルギー減衰領域の光線を折り返し、残存するエネル
ギー減衰領域に照射する。これにより、減衰領域が小さ
くなり、レーザ光（レーザビーム）の端が急峻なエネル
ギー分布をもつ線状のレーザ光（レーザビーム）が被照
射面に形成される。

【００５７】このようなレーザ照射装置を用いれば、被
照射体に対して一様なアニールを行うことができる。例
えば、被照射体に半導体膜を用いてアニールを行えば、
該半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様
な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物元素
の活性化を行うことができる。

【００５８】［実施例３］本実施例では、面状のレーザ
光（レーザビーム）の端部を急峻なものとする方法につ
いて図４および図５を用いて説明する。

【００５９】レーザ１１０１から射出されたレーザ光
（レーザビーム）を、フライアイレンズ１３０２に入射
する。なお、発振装置からフライアイレンズの間に、入
射レーザ光（レーザビーム）の縦横比を１：１にするた
めにビームエキスパンダーとしてシリンドリカルレンズ
を挿入してもよい。フライアイレンズ１３０２はＲ₁＝
１０ｍｍ、Ｒ₂＝∞、厚さ５ｍｍ、１ｍｍ角の球面レン
ズを図５ａのように配列させたものである。なお、入射
レーザ光（レーザビーム）の形状によってアレイを、エ
ネルギー分布の均一化に最適な配列にする（配列の例：
図５ｂ）。また、アレイをレーザアニールする半導体膜
と相似形にするために、例えば図５ｃ（長方形）、ｄ
（平行四辺形）、ｅ（菱形）、ｆ（正六角形）のような
形状にすることも考えられる。フライアイレンズ１３０
２の前方２０ｍｍに球面レンズ１３０３を配置する。球
面レンズ１３０３は、Ｒ₁＝３００ｍｍ、Ｒ₂＝∞、厚さ
２０ｍｍ、１５０ｍｍ角である。

【００６０】フライアイレンズ１３０２によって分割さ
れた光線が、球面レンズ１３０３で重ね合わされ、フラ
イアイレンズ１３０２の前方６００ｍｍの被照射面１３
０５にエネルギー分布が均一化された３０ｍｍ×３０ｍ
ｍの面状のレーザ光（レーザビーム）が形成される。こ
のとき形成される面状のレーザ光（レーザビーム）は、
端のエネルギーが減衰しているので、それを除去するた
めに、被照射面のごく近傍にスリット１３０４を設置す
る。スリット１３０４を光線の入射側から見た図を図４
に示す。エネルギー減衰領域に相当する光線を遮蔽し、
その光線が被照射面１３０５に到達しないようにスリッ
ト１３０４の幅と位置を設定する。レーザ光（レーザビ
ーム）の端が急峻なエネルギー分布をもつ正方形の面状
のレーザ光（レーザビーム）が被照射面１３０５に形成
される。本実施例では、基板から２ｍｍ離れた位置にス
リットを設置した。なお、スリットをミラーに置き換え
ても同様に線状のレーザ光（レーザビーム）や面状のレ
ーザ光（レーザビーム）を形成することができる。

【００６１】このようなレーザ照射装置を用いれば、被
照射体に対して一様なアニールを行うことができる。例
えば、被照射体に半導体膜を用いてアニールを行えば、
該半導体膜を結晶化させたり、結晶性を向上させて一様
な結晶性を有する結晶性半導体膜を得たり、不純物元素
の活性化を行うことができる。

【００６２】［実施例４］本実施例では、大面積基板に
レーザアニールを行う場合について図６を用いて説明す
る。

【００６３】まず、実施例１乃至３のいずれか一にした
がって、エネルギー密度の均一性が高いレーザ光（レー
ザビーム）を形成する。そして、前記レーザ光（レーザ
ビーム）を大面積基板に対して相対的に移動させながら
照射する。（図６（Ａ））このとき、前記レーザ光（レ
ーザビーム）の長尺方向の長さが大面積基板の一辺より
短いため、一方向の走査だけではアニールできず、少な
くとも２方向への移動と複数回の走査が必要となり、図
６（Ｂ）で示すように、レーザ光（レーザビーム）の走
査が隣り合う箇所が形成される。しかしながら、本発明
により形成されるレーザ光（レーザビーム）は端部が急
峻なレーザ光（レーザビーム）であり、減衰領域を有し
ない。そのためレーザ光（レーザビーム）の走査が隣り
合う箇所においても一様なアニールを行うことが実現で
きる。そのため、大面積基板を無駄なく利用することが
できるのでスループットが著しく向上する。

【００６４】［実施例５］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。

【００６５】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。なお、本発明はエネル
ギー分布の均一性が非常に優れたレーザ光（レーザビー
ム）を用いてアニールを行うことができるため、大面積
基板を用いることが可能である。

【００６６】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。

【００６７】次いで、下地膜上に半導体層４０２〜４０
６を形成する。半導体層４０２〜４０６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２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎ
ｍ）の厚さで半導体膜を成膜し、レーザ結晶化法により
結晶化させる。レーザ結晶化法は、実施例１乃至実施例
４のいずれか一を適用して、レーザから射出されたレー
ザ光（レーザビーム）を半導体膜に照射する。もちろ
ん、レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法
（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）と組
み合わせて行ってもよい。そして、得られた結晶質半導
体膜を所望の形状にパターニングして半導体層４０２〜
４０６を形成する。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、結晶質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。

【００６８】本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、
５５ｎｍの非晶質珪素膜を成膜する。そして、この非晶
質珪素膜に脱水素化（５００℃、１時間）を行った後、
出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ₄レーザから射出された
レーザ光（レーザビーム）を非線形光学素子により第２
高調波に変換したのち、実施例１乃至実施例３のいずれ
か一に示す光学系よりレーザ光（レーザビーム）を形成
して照射する。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。また、エキシマレーザを用い
る場合には、パルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザ
ーエネルギー密度を１００〜１０００mJ/cm²(代表的に
は２００〜７００mJ/cm²)とするのが望ましい。そし
て、０．５〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザ光
（レーザビーム）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。そして、フォトリソ
グラフィ法を用いたパターニング処理によって半導体層
４０２〜４０６を形成する。

【００６９】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。

【００７０】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（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝
７％、Ｈ＝２％）で形成した。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。

【００７１】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。

【００７２】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。

【００７３】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。

【００７４】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
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 Plasma：
誘導結合型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング
用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を２５：２５：１０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧
力でコイル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力
を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板
側（試料ステージ）にも１５０WのＲＦ（13.56MHz）電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチング
して第１の導電層の端部をテーパー形状とする。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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
はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良
い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹³〜５
×１０¹⁴／ｃｍ²とし、加速電圧を４０〜８０ｋｅＶと
して行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０¹³／ｃ
ｍ²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。

【００７９】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。イオンドープ法の条件はドーズ
量を１×１０¹³〜１×１０¹⁵/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１×１０¹⁵〜１×１０
¹⁷/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４３
６、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、４３８、４４１、４４４、４４７
には１×１０¹⁹〜５×１０²¹/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。

【００８０】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。

【００８１】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。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４５３〜４５５、４
５９、４６０を形成する。第２の導電層４２８ａ〜４３
２ａ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４５３〜４５５、
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４３９、４４７、４４８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ＴＦＴ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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】次いで、図１１（Ｃ）に示すように、レー
ザ光（レーザビーム）を照射して、半導体層の結晶性の
回復、それぞれの半導体層に添加された不純物元素の活
性化を行う。このとき、レーザ光（レーザビーム）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（レーザビーム）に対して相対的に基板を０．
５〜２０００ｃｍ／ｓの速度で移動させる。なお、レー
ザアニール法の他に、熱アニール法、またはラピッドサ
ーマルアニール法（ＲＴＡ法）などを適用することがで
きる。

【００８５】また、第１の層間絶縁膜を形成する前に加
熱処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に
弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するため
層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪
素膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好まし
い。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】そして、駆動回路５０６において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴ
ｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金
膜）との積層膜をパターニングして形成する。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）

【００９１】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４７１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４５９と電気的な接続が形成され
る。また、画素電極４７０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。

【００９２】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。

【００９３】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、ゲート電極の一部を構成
する第１の導電層４２９ａと重なる低濃度不純物領域４
５３（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４５３とを有してい
る。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成
領域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とを有している。

【００９４】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（４３２
ａと４３２ｂの積層）と、半導体層とで形成している。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】［実施例６］本実施例では、実施例５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。

【００９８】まず、実施例５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。

【００９９】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。

【０１００】本実施例では、実施例５に示す基板を用い
ている。従って、実施例５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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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性が非常に優れたレーザ光（レ
ーザビーム）が照射されているため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。

【０１０５】なお、本実施例は実施例１乃至５と自由に
組み合わせることが可能である。

【０１０６】［実施例７］本実施例では、実施例５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）が得られる化合物を含む層（発光
体）と陽極層と、陰極層とを有する。また、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。

【０１０７】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発光体と定義す
る。発光体には具体的に、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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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はドレイン配線とスイッチングＴＦＴ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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】画素電極７１１の上には発光体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
に対応した発光体を作り分けている。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。

【０１１８】但し、以上の例は発光体として用いること
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体（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。

【０１１９】次に、発光体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。

【０１２０】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。

【０１２１】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。

【０１２２】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（ダイヤモンドライクカーボン）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。

【０１２３】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）の両面に炭素
膜（好ましくはダイヤモンドライクカーボン膜）を形成
したものを用いる。

【０１２４】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。

【０１２５】こうして、基板７００上にｎチャネル型Ｔ
ＦＴ６０１、ｐチャネル型ＴＦＴ６０２、スイッチング
ＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０３および電流制御Ｔ
ＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０４が形成される。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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性が非常に優れたレーザ光（レーザ
ビーム）が照射されているため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。

【０１２９】なお、本実施例は実施例１乃至５と自由に
組み合わせることが可能である。

【０１３０】［実施例８］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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。本発明を表示部３
００３に適用することができる。

【０１３３】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。本発明を表示部３１０２に適用することが
できる。

【０１３４】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。本発明は表示部３２０５に適用
できる。

【０１３５】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。本発明は表示部３３０２に適用することが
できる。

【０１３６】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
ｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明は表示部３４０２に適用
することができる。

【０１３７】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
明を表示部３５０２に適用することができる。

【０１３８】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。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表
示装置３８０８やその他の駆動回路に適用することがで
きる。

【０１３９】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。本発明は投射装置３
７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他
の駆動回路に適用することができる。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】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。本発明を表示部３９０４に適用することがで
きる。

【０１４４】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。本発明は表示部４００２、４００３に適用す
ることができる。

【０１４５】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。
本発明は表示部４１０３に適用することができる。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。

【０１４６】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざま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１〜６または７
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。

【０１４７】

【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）被照射面またはその近傍の平面においてエネルギ
ー密度の分布の非常に優れたレーザ光（レーザビーム）
を形成することを可能とする。 （ｂ）被照射体に対して一様にアニールすることを可能
とする。これは、大面積基板の場合に特に有効である。 （ｃ）スループットを向上させることを可能とする。 （ｄ）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】 （Ａ）スリットを設置するときの光路の例を
示す図。 （Ｂ） ミラーを設置するときの光路の例を示す図。

【図２】 （Ａ）本発明におけるレーザ光（レーザビー
ム）のエネルギー密度の分布の例を示す図。 （Ｂ） 図２（Ａ）で示すレーザ光（レーザビーム）に
より大面積基板をアニールする例を示す図。

【図３】 本発明の光学系の例を示す図。

【図４】 本発明の光学系の例を示す図。

【図５】 フライアイレンズの例を示す図。

【図６】 本発明により形成されるレーザ光（レーザビ
ーム）により大面積基板をアニールする例を示す図。

【図７】 従来の光学系の例を示す図。

【図８】 （Ａ）従来の光学系により形成されるレーザ
光（レーザビーム）のエネルギー密度の分布の例を示す
図。 （Ｂ） 図８（Ａ）で示すレーザ光（レーザビーム）に
より大面積基板をアニールする例を示す図。

【図９】 大面積基板の例を示す図。

【図１０】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１１】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１２】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１３】 画素ＴＦＴの構成を示す上面図。

【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】 ホモジナイザの例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA03 AA17 AA24 BA04 BA07 BB01 BB02 BB03 BB04 BB05 BB07 CA07 CA10 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA12 EA15 EA16 FA06 FA19 JA01 JA04

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】レーザと、 前記レーザから射出されたレーザビームの被照射面にお
   ける第１のエネルギー密度の分布を、第２のエネルギー
   密度の分布とする第１の手段と、 前記第２のエネルギー密度の分布を有するレーザビーム
   の端部のエネルギー密度を均一にする第２の手段を有
   し、 前記第２の手段は、前記被照射面と前記第１の手段との
   間に設けられていることを特徴とするレーザ照射装置。
2. 【請求項２】レーザと、 前記レーザから射出されたレーザビームの断面形状を第
   １の形状に変形して被照射面に照射する第１の手段と、 前記第１の形状に変形されたレーザビームの端部のエネ
   ルギー密度を均一にする第２の手段を有し、 前記第２の手段は、前記第１の手段と前記被照射面との
   間に設けられていることを特徴とするレーザ照射装置。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、前記第２
   の手段は、前記被照射面に近接されたスリット、または
   前記第２のエネルギー密度の分布を有するレーザビーム
   の端部に設置されたミラーであることを特徴とするレー
   ザ照射装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記第１の手段は、前記レーザビームの光軸と直
   交するように配置されたホモジナイザーであることを特
   徴とするレーザ照射装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記第１の手段は、前記レーザビームの光軸と直
   交するように並列に配置され、前記レーザビームを配置
   方向に分割する複数のシリンドリカルレンズ群であるこ
   とを特徴とするレーザ照射装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記第１の手段は、前記レーザビームの光軸と直
   交するように並列に配置され、前記レーザビームを配置
   方向に分割する複数のシリンドリカルレンズ群と、前記
   シリンドリカルレンズ群の透過側に配置され前記分割さ
   れたレーザビームを合成するレンズとであることを特徴
   とするレーザ照射装置。
7. 【請求項７】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記第１の手段は、前記レーザビームの光軸と直
   交するように配置され、前記レーザビームを分割するフ
   ライアイレンズであることを特徴とするレーザ照射装
   置。
8. 【請求項８】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記第１の手段は、前記レーザビームの光軸と直
   交するように配置され、前記レーザビームを分割するフ
   ライアイレンズと、前記フライアイレンズの透過側に配
   置され前記分割されたレーザビームを合成する球面レン
   ズとであることを特徴とするレーザ照射装置。
9. 【請求項９】請求項１乃至請求項８のいずれか一項にお
   いて、前記レーザビームの端部は、前記レーザビームの
   移動方向と平行な領域であることを特徴とするレーザ照
   射装置。
10. 【請求項１０】請求項１乃至請求項９のいずれか一項に
    おいて、前記レーザは、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であることを特徴とするレー
    ザ照射装置。
11. 【請求項１１】請求項１乃至請求項１０のいずれか一項
    において、前記レーザは、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、ＹＡｌ
    Ｏ₃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、又はＴｉ：サファイアレーザであるこ
    とを特徴とするレーザ照射装置。
12. 【請求項１２】請求項１乃至請求項１０のいずれか一項
    において、前記レーザは、連続発振またはパルス発振の
    エキシマレーザ、Ａｒレーザ、またはＫｒレーザである
    ことを特徴とするレーザ照射装置。