JP2003158076A - Semiconductor device, manufacturing method therefor and electronic apparatus - Google Patents

Semiconductor device, manufacturing method therefor and electronic apparatus

Info

Publication number
JP2003158076A
JP2003158076A JP2002256549A JP2002256549A JP2003158076A JP 2003158076 A JP2003158076 A JP 2003158076A JP 2002256549 A JP2002256549 A JP 2002256549A JP 2002256549 A JP2002256549 A JP 2002256549A JP 2003158076 A JP2003158076 A JP 2003158076A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
film
semiconductor film
processed
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2002256549A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3908128B2 (en
Inventor
Shunpei Yamazaki
舜平 山崎
Koichiro Tanaka
幸一郎 田中
Hidekazu Miyairi
秀和 宮入
Aiko Shiga
愛子 志賀
Akihisa Shimomura
明久 下村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2002256549A priority Critical patent/JP3908128B2/en
Publication of JP2003158076A publication Critical patent/JP2003158076A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3908128B2 publication Critical patent/JP3908128B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device using a laser device of continuous oscillation capable of improving efficiency of a processing, to provide a manufacturing method for the semiconductor device and an electronic apparatus. SOLUTION: The semiconductor device is provided with a laser oscillator, a means for rotating a workpiece, a means for moving the workpiece to the center of rotation or from the center to the outer side, and an optical system for working a laser beam outputted from the laser oscillator and irradiating a fixed area within a moving range of the workpiece with the worked laser beam. By moving the workpiece to the center of the rotation or from the center to the outer side while rotating it, a position where the fixed area and the workpiece are overlapped is moved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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光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レーザー照射方
法と、当該レーザー装置を用いて形成された半導体装置
及びその作製方法と、前記半導体装置を用いた電子機器
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser processing apparatus and a laser irradiation method for crystallization of a semiconductor substrate or a semiconductor film using laser light or activation after ion implantation, and a method for forming the same using the laser apparatus. And a method for manufacturing the semiconductor device, and electronic equipment using the semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、基板上にTFTを形成する技術が
大幅に進歩し、アクティブマトリクス型の半導体表示装
置への応用開発が進められている。特に、ポリシリコン
膜を用いたTFTは、従来のアモルファスシリコン膜を
用いたTFTよりも電界効果移動度(モビリティともい
う)が高いので、高速動作が可能である。そのため、従
来基板の外に設けられた駆動回路で行っていた画素の制
御を、画素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うこ
とが可能である。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for forming a TFT on a substrate has greatly advanced, and application development to an active matrix type semiconductor display device has been advanced. In particular, a TFT using a polysilicon film has a higher field effect mobility (also referred to as mobility) than a conventional TFT using an amorphous silicon film, and thus can operate at high speed. Therefore, it is possible to control a pixel, which is conventionally performed by a drive circuit provided outside the substrate, by a drive circuit formed on the same substrate as the pixel.

【0003】ところで半導体装置に用いる基板は、コス
トの面から単結晶シリコン基板よりも、ガラス基板が有
望視されている。ガラス基板は耐熱性に劣り、熱変形し
やすいため、ガラス基板上にポリシリコンTFTを形成
する場合には、ガラス基板の熱変形を避けるために、半
導体膜の結晶化にレーザーアニールが用いられる。
As a substrate used for a semiconductor device, a glass substrate is considered more promising than a single crystal silicon substrate in terms of cost. Since a glass substrate has poor heat resistance and is easily deformed by heat, laser annealing is used for crystallization of a semiconductor film in order to avoid thermal deformation of the glass substrate when forming a polysilicon TFT on the glass substrate.

【0004】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。
Laser annealing is characterized by the fact that the processing time can be greatly shortened as compared with the annealing method using radiant heating or conduction heating, and that the semiconductor or semiconductor film is heated selectively and locally, so that almost no substrate is heated. It is mentioned that it does not cause thermal damage.

【0005】なお、ここでいうレーザーアニール法と
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、レーザー光の照射によって半導体の表面層を数
十ナノ〜数十マイクロ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。
The laser annealing method referred to here is a technique of recrystallizing a damaged layer or an amorphous layer formed on a semiconductor substrate or a semiconductor film, or crystallizing an amorphous semiconductor film formed on a substrate. It refers to the technology that causes it. It also includes techniques applied to the flattening and surface modification of semiconductor substrates or semiconductor films. The applicable laser oscillators are gas laser oscillators represented by excimer lasers and solid-state laser oscillators represented by YAG lasers, which irradiate a laser beam on a surface layer of a semiconductor for tens of nanoseconds to tens of microseconds. It is known to be heated and crystallized for a very short time.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】レーザーはその発振方
法により、パルス発振と連続発振の2種類に大別され
る。パルス発振のレーザーは出力エネルギーが比較的高
いため、ビームスポットの大きさを数cm2以上として
量産性を上げることができる。特に、ビームスポットの
形状を光学系を用いて加工し、長さ10cm以上の線状
にすると、基板へのレーザー光の照射を効率的に行うこ
とができ、量産性をさらに高めることができる。そのた
め、半導体膜の結晶化には、パルス発振のレーザーを用
いるのが主流となりつつあった。
Lasers are roughly classified into two types, pulse oscillation and continuous oscillation, depending on the oscillation method. Since the pulse oscillation laser has a relatively high output energy, the mass productivity can be improved by setting the beam spot size to several cm 2 or more. In particular, when the beam spot is processed into a linear shape with a length of 10 cm or more by using an optical system, the substrate can be efficiently irradiated with laser light, and mass productivity can be further improved. Therefore, it has been becoming mainstream to use a pulsed laser for crystallization of the semiconductor film.

【0007】しかし近年、半導体膜の結晶化においてパ
ルス発振のレーザーよりも連続発振のレーザーを用いる
方が、半導体膜内に形成される結晶の粒径が大きくなる
ことが見出された。半導体膜内の結晶粒径が大きくなる
と、該半導体膜を用いて形成されるTFTの移動度が高
くなり、結晶粒界によるTFTの特性のばらつきが抑え
られる。そのため、連続発振のレーザーはにわかに脚光
を浴び始めている。
However, in recent years, it has been found that the grain size of crystals formed in the semiconductor film is larger when a continuous wave laser is used in crystallization of the semiconductor film than when a pulsed laser is used. When the crystal grain size in the semiconductor film is large, the mobility of the TFT formed using the semiconductor film is high, and variation in the characteristics of the TFT due to the crystal grain boundary is suppressed. Therefore, continuous wave lasers are suddenly beginning to come into the limelight.

【0008】しかし、一般的に連続発振のレーザーは、
パルス発振のレーザーに比べてその最大出力エネルギー
が小さいため、ビームスポットのサイズが10-3mm2
程度と小さい。そのため、1枚の大きな基板を処理する
ためには、基板におけるビームの照射位置を上下左右に
移動させる必要がある。
However, in general, a continuous wave laser is
Since the maximum output energy is smaller than that of a pulsed laser, the beam spot size is 10 -3 mm 2
Small and small. Therefore, in order to process one large substrate, it is necessary to move the beam irradiation position on the substrate vertically and horizontally.

【0009】ビームの照射位置を上下左右に移動させる
には、基板の位置を固定してビームの照射方向を変化さ
せる方法と、ビームの照射方向を固定して基板の位置を
移動させる方法と、上記2つの方法を組み合わせた方法
とがある。
To move the irradiation position of the beam vertically and horizontally, a method of fixing the position of the substrate and changing the irradiation direction of the beam, a method of fixing the irradiation direction of the beam and moving the position of the substrate, There is a method in which the above two methods are combined.

【0010】ビームの照射方向を変化させると、照射す
る位置によって基板に対するビームの照射角度が変化す
る。照射角度が変化すると、基板で反射して戻ってくる
ビームの強さや干渉の強さ等が基板の位置によって変化
するため、基板に対する処理を均一に行うことができな
くなる。例えばレーザー照射により半導体膜を結晶化さ
せる場合、基板の位置によって結晶性に差が生じたりす
る。
When the irradiation direction of the beam is changed, the irradiation angle of the beam with respect to the substrate changes depending on the irradiation position. When the irradiation angle changes, the intensity of the beam reflected and returned by the substrate, the intensity of interference, and the like change depending on the position of the substrate, so that it becomes impossible to uniformly perform the processing on the substrate. For example, when a semiconductor film is crystallized by laser irradiation, a difference in crystallinity may occur depending on the position of the substrate.

【0011】一方、ビームの照射方向を固定して基板の
位置を移動させる場合、基板に対するビームの照射角度
は、基板の位置に関わらず固定されているため、上述し
た問題は回避され、さらに光学系もよりシンプルになる
(例えば、特許文献1参照)。
On the other hand, when the beam irradiation direction is fixed and the position of the substrate is moved, the irradiation angle of the beam with respect to the substrate is fixed regardless of the position of the substrate. The system also becomes simpler (for example, see Patent Document 1).

【0012】[0012]

【特許文献1】特開平05−275336号公報(第3
−4頁)
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-275336 (3rd
-4)

【0013】しかし、基板の移動において問題となるの
が、方向転換に伴う時間のロスである。
However, a problem in the movement of the substrate is a loss of time accompanying the direction change.

【0014】図20に、ビームの照射方向を固定して基
板の位置を移動させたときの、基板上のビームの照射位
置の移動する方向を矢印で示す。一般的にレーザー光の
照射は、一定方向に照射位置を移動させた後、方向を変
えて、再び一定方向に照射位置を移動させる。このと
き、照射位置の移動速度が基板の位置によって変化する
と、基板に対する処理を均一に行うことが難しくなる。
よって、照射位置の移動速度は一定に保つことが肝要で
あり、照射位置の移動方向を転換するためには、図20
の破線で囲んだ部分に示すように、照射位置が基板から
外れた時に行うのが一般的である。照射位置が基板から
外れた後、一旦基板の移動を停止し、基板の移動する方
向を変えて再び一定の値まで基板の移動速度を上げた後
に、レーザー光の基板への照射が行われるようにする必
要がある。したがって、必然的に基板の方向転換には所
定の時間を要することとなり、基板の処理速度を低下さ
せる原因となっていた。
FIG. 20 shows by arrows the moving direction of the beam irradiation position on the substrate when the beam irradiation direction is fixed and the position of the substrate is moved. Generally, in the irradiation of laser light, after moving the irradiation position in a fixed direction, the direction is changed and the irradiation position is moved again in the fixed direction. At this time, if the moving speed of the irradiation position changes depending on the position of the substrate, it becomes difficult to uniformly process the substrate.
Therefore, it is important to keep the moving speed of the irradiation position constant.
Generally, this is performed when the irradiation position deviates from the substrate, as indicated by the portion surrounded by the broken line in FIG. After the irradiation position deviates from the substrate, stop the movement of the substrate once, change the moving direction of the substrate and increase the moving speed of the substrate to a certain value again, so that the laser beam is irradiated to the substrate Need to Therefore, it takes a predetermined time to change the direction of the substrate, which causes a decrease in the processing speed of the substrate.

【0015】これはビームの照射方向を変化させる場合
にも生じる問題であり、ビームの照射方向を転換する際
に所定の時間を要するため、基板の処理速度を低下させ
る原因となる。
This is a problem that occurs even when the irradiation direction of the beam is changed, and it takes a predetermined time to change the irradiation direction of the beam, which causes a reduction in the processing speed of the substrate.

【0016】特に、連続発振のレーザーの場合、パルス
発振のレーザーと異なりビームスポットのサイズがもと
もと小さいので、処理の効率が悪く、基板の処理速度の
向上が重要な課題となっている。
In particular, in the case of a continuous wave laser, since the beam spot size is originally small unlike the pulsed laser, the processing efficiency is poor, and improvement of the processing speed of the substrate is an important issue.

【0017】本発明は上述した問題に鑑み、従来に比べ
て処理の効率を高めることができる、連続発振のレーザ
ー装置及び該レーザー装置を用いた半導体装置の作製方
法の提供を課題とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a continuous wave laser device and a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device, which can improve the processing efficiency as compared with the conventional case.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明のレーザー装置
は、被処理物を設置する第1の手段と、被処理物が設置
された該第1の手段の位置を、所定の直線上において移
動させる第2の手段と、該直線の延長上にその中心が存
在するように、被処理物、第1の手段及び第2の手段を
回転させる第3の手段と、第3の手段によって回転して
いる被処理物に対して、一定の位置及び一定の方向から
レーザー光を照射することができる第4の手段とを有す
る。
A laser device of the present invention moves a first means for placing an object to be processed and a position of the first means on which the object is to be installed on a predetermined straight line. The second means for rotating, the third means for rotating the object, the first means and the second means so that the center thereof exists on the extension of the straight line, and the third means for rotating. And a fourth means capable of irradiating the object to be processed with laser light from a fixed position and a fixed direction.

【0019】本発明のレーザー装置は、一定の位置及び
一定の方向からレーザー光を照射していても、第2の手
段及び第3の手段によって、被処理物の移動方向を転換
せずに被処理物におけるレーザー光の照射位置をX方向
及びY方向へ移動させることができ、被処理物全面をレ
ーザー光で照射することができる。よって、被処理物の
移動方向の転換に伴う時間のロスが生じることはなく、
従来に比べて処理の効率を高めることができる。
According to the laser device of the present invention, even if the laser beam is emitted from a fixed position and a fixed direction, the laser beam is radiated by the second means and the third means without changing the moving direction of the object. The irradiation position of the laser light on the object to be processed can be moved in the X and Y directions, and the entire surface of the object to be processed can be irradiated with the laser light. Therefore, there is no loss of time due to the change in the moving direction of the object to be processed,
The processing efficiency can be improved as compared with the conventional case.

【0020】また、第4の手段により照射されたレーザ
ー光は、被処理物に対する照射角度が照射位置に関わら
ず固定されているため、被処理物内で反射して戻ってく
るビームの強さや干渉の強さ等が照射位置によって異な
ることを防ぎ、被処理物に対する処理をほぼ均一に行う
ことができる。例えばレーザー照射により半導体膜を結
晶化させる場合、半導体膜の位置によって結晶性に差が
生じるのを防ぐことができる。そして、ビームの照射方
向を変えて被処理物全体をレーザー光で照射する場合に
比べて、光学系をシンプルにすることができる。
Further, since the irradiation angle of the laser beam applied by the fourth means with respect to the object to be processed is fixed regardless of the irradiation position, the intensity of the beam reflected and returned within the object to be processed and It is possible to prevent the intensity of interference and the like from varying depending on the irradiation position, and to perform the treatment on the object to be treated substantially uniformly. For example, when the semiconductor film is crystallized by laser irradiation, a difference in crystallinity can be prevented depending on the position of the semiconductor film. The optical system can be simplified as compared with the case where the irradiation direction of the beam is changed and the entire object is irradiated with laser light.

【0021】なお、第1の手段及び第2の手段を複数設
けることで、並行して複数の被処理物の処理を行うこと
ができる。この場合、複数の第2の手段による複数の第
1の手段の移動は、それぞれ向きの異なった直線上にお
いて行われても良い。ただし、全ての該直線の延長上に
第3の手段による回転の中心が存在する。上記構成によ
り、処理の効率をより高めることができる。
By providing a plurality of first means and a plurality of second means, it is possible to process a plurality of objects in parallel. In this case, the movement of the plurality of first means by the plurality of second means may be performed on straight lines having different directions. However, the center of rotation by the third means exists on the extension of all the straight lines. With the above configuration, processing efficiency can be further improved.

【0022】なお、本発明のレーザー装置は、連続発振
のレーザーを前提としているが、無論パルス発振のレー
ザーを用いていても良い。
The laser device of the present invention is premised on a continuous wave laser, but of course a pulsed laser may be used.

【0023】また本発明のレーザー装置の用途は、半導
体膜の結晶化にのみに限定されない。本発明のレーザー
装置は、上述したレーザーアニール法全般に用いること
ができる。
The application of the laser device of the present invention is not limited to crystallization of a semiconductor film. The laser apparatus of the present invention can be used in all the above-mentioned laser annealing methods.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明のレーザー装置の構
成について説明する。図1(A)に本発明の発光装置の
側面図、図1(B)に上面図を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The structure of the laser device of the present invention will be described below. FIG. 1A shows a side view of a light emitting device of the present invention, and FIG. 1B shows a top view.

【0025】図1に示した本発明のレーザー装置は、被
処理物を設置する第1の手段に相当するステージ101
を複数有している。ここではステージが4つ設けられて
いる例について示した。ステージを複数設けて複数の被
処理物を並行して処理することで、処理の効率をより高
めることができる。各ステージ101上にはレーザー光
を照射する被処理物100が設置されている。
The laser apparatus of the present invention shown in FIG. 1 is a stage 101 corresponding to the first means for setting the object to be processed.
Have multiple. Here, an example in which four stages are provided is shown. By providing a plurality of stages and processing a plurality of objects to be processed in parallel, processing efficiency can be further improved. An object to be processed 100 that irradiates a laser beam is installed on each stage 101.

【0026】各ステージ101は、回転台103上に設
けられたガイドレール102に沿って移動可能になって
いる。なお、ガイドレール102に沿ってステージ10
1を移動させたときに、ステージ101が直線上におい
て移動するようにガイドレールを設置するようにする。
ステージ101が移動した直線状の軌跡の延長上には、
回転台103の回転の中心104が存在している。
Each stage 101 is movable along a guide rail 102 provided on a rotary table 103. In addition, the stage 10 along the guide rail 102
The guide rails are installed so that the stage 101 moves on a straight line when 1 is moved.
On the extension of the linear trajectory where the stage 101 moves,
A rotation center 104 of the turntable 103 exists.

【0027】なお、1つのガイドレール沿って、2つ以
上のステージを移動させるようにしても良い。
It is also possible to move two or more stages along one guide rail.

【0028】ガイドレール102に沿ってステージ10
1を移動させる手段が、本発明のレーザー装置が有する
第2の手段に相当する。具体的に図1では、回転体10
3内に設けられたモーター105と、ガイドレール10
2とが第2の手段に相当する。しかし本発明のレーザー
装置における第2の手段は、ステージ101を直線上に
おいて移動させることができれば良く、図1に示した構
成に限定されない。
The stage 10 along the guide rail 102
The means for moving 1 corresponds to the second means included in the laser device of the present invention. Specifically, in FIG. 1, the rotating body 10
The motor 105 provided in 3 and the guide rail 10
2 corresponds to the second means. However, the second means in the laser device of the present invention is not limited to the configuration shown in FIG. 1 as long as it can move the stage 101 on a straight line.

【0029】また回転体103は、回転体103用のモ
ーター(以下、回転体用モーターとする)106によっ
て、104を中心として第1の手段及び第2の手段を矢
印の方向に回転させることができる。回転の方向は設計
者が適宜設定することができる。回転体103と、回転
体用モーター106とが、本発明のレーザー装置の第3
の手段に相当する。
Further, the rotating body 103 can rotate the first means and the second means around the center of 104 by a motor for the rotating body 103 (hereinafter referred to as a rotating body motor) 106. it can. The direction of rotation can be appropriately set by the designer. The rotating body 103 and the rotating body motor 106 are the third part of the laser device of the present invention.
Equivalent to the means.

【0030】そして、発振装置及びその他光学系107
によって、一定の位置及び一定の方向からレーザー光が
被処理物100に照射することができる。発振装置及び
その他光学系107は、本発明のレーザー装置の第4の
手段に相当する。
The oscillator and other optical system 107
Thus, the object 100 to be processed can be irradiated with laser light from a certain position and a certain direction. The oscillator and the other optical system 107 correspond to the fourth means of the laser device of the present invention.

【0031】レーザーは、処理の目的によって適宜変え
ることが可能である。本発明のレーザー装置の第4の手
段として、公知のレーザーを用いることができる。レー
ザーは、連続発振またはパルス発振の気体レーザーもし
くは固体レーザーを用いることができる。気体レーザー
として、エキシマレーザー、Arレーザー、Krレーザ
ーなどがあり、固体レーザーとして、YAGレーザー、
YVO4レーザー、YLFレーザー、YAlO3レーザ
ー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンドラ
イドレーザー、Ti:サファイアレーザーまたはY23
レーザーなどが挙げられる。固体レーザーとしては、C
r、Nd、Er、Ho、Ce、Co、Ti、Yb又はT
mがドーピングされたYAG、YVO4、YLF、YA
lO3などの結晶を使ったレーザーが適用される。当該
レーザーの基本波はドーピングする材料によって異な
り、1μm前後の基本波を有するレーザー光が得られ
る。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いる
ことで得ることができる。
The laser can be appropriately changed depending on the purpose of treatment. A known laser can be used as the fourth means of the laser apparatus of the present invention. As the laser, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser can be used. Gas lasers include excimer lasers, Ar lasers, Kr lasers, etc., and solid-state lasers include YAG lasers,
YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser or Y 2 O 3
Examples include lasers. As a solid-state laser, C
r, Nd, Er, Ho, Ce, Co, Ti, Yb or T
m-doped YAG, YVO 4 , YLF, YA
A laser using a crystal such as 10 3 is applied. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and laser light having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. The harmonic wave with respect to the fundamental wave can be obtained by using a non-linear optical element.

【0032】またさらに、固体レーザーから発せられら
た赤外レーザー光を非線形光学素子でグリーンレーザー
光に変換後、さらに別の非線形光学素子によって得られ
る紫外レーザー光を用いることもできる。
Further, it is also possible to use an ultraviolet laser beam obtained by another nonlinear optical element after converting the infrared laser beam emitted from the solid-state laser into a green laser beam by the nonlinear optical element.

【0033】なお本発明のレーザー装置は、上記4つの
手段の他に、被処理物の温度を調節する手段を備えてい
ても良い。
In addition to the above four means, the laser device of the present invention may be provided with means for adjusting the temperature of the object to be treated.

【0034】次に、実際にレーザー光がどのように被処
理物100に照射されるかについて説明する。図2に、
図1に示したレーザー装置によって、被処理物100に
レーザー光が照射される様子を示す。
Next, how the laser light is actually applied to the object 100 will be described. In Figure 2,
FIG. 1 shows how the laser light shown in FIG. 1 irradiates the object 100 to be processed with laser light.

【0035】図2(A)と図2(B)は、被処理物10
0へのレーザー光照射におけるステージ101の経時的
な位置の変化を示している。図2(A)から図2(B)
へと、ステージ101が白抜きの矢印で示すように、回
転体103の回転の中心104に向かって移動する。回
転体103は、104を中心に回転している。
2A and 2B show the object 10 to be processed.
The change in the position of the stage 101 with time when the laser light is irradiated to 0 is shown. 2 (A) to 2 (B)
The stage 101 moves toward the center of rotation 104 of the rotating body 103, as indicated by the outlined arrow. The rotating body 103 is rotating around 104.

【0036】回転体103が回転することで、レーザー
光は破線で示すような軌跡108を描くように、回転体
103上に照射される。該レーザー光の軌跡108は、
104を中心として円を描いている。被処理物100
は、該レーザー光の軌跡と重なる部分においてレーザー
光が照射される。
When the rotating body 103 rotates, the laser light is irradiated onto the rotating body 103 so as to draw a locus 108 as shown by a broken line. The trajectory 108 of the laser light is
A circle is drawn centering on 104. 100 to be processed
Is irradiated with laser light at a portion overlapping with the locus of the laser light.

【0037】なお、回転体103上の被処理物100と
重ならない部分においてもレーザー光が照射されるの
で、回転体103はレーザー光によって変形または損傷
しないような材質で形成するのが望ましい。
Since the laser beam is also applied to the portion of the rotating body 103 that does not overlap the object 100 to be processed, it is desirable that the rotating body 103 be formed of a material that is not deformed or damaged by the laser beam.

【0038】さらに、ステージ101は白抜きの矢印の
方向に移動しているので、被処理物100とレーザー光
の軌跡108と重なる部分が時間と共にずれてゆき、最
終的には被処理物100全面にレーザー光を照射するこ
とができる。
Furthermore, since the stage 101 is moving in the direction of the white arrow, the portion where the object 100 to be processed and the locus 108 of the laser beam overlap with each other shifts with time, and finally the entire surface of the object 100 to be processed is shifted. Can be irradiated with laser light.

【0039】図3に、図2でレーザー光が照射された被
処理物100における、レーザー光の照射位置の移動方
向を矢印で示す。矢印の数は回転体103の回転数と同
じであり、回転数が増えれば増えるほど矢印の数が増え
ていく。
In FIG. 3, the moving direction of the irradiation position of the laser light in the object 100 to be processed irradiated with the laser light in FIG. 2 is shown by an arrow. The number of arrows is the same as the number of rotations of the rotating body 103, and the number of arrows increases as the number of rotations increases.

【0040】照射位置の移動するスピードは、被処理物
の場所による照射時間を一定に保つために、常に等速に
保つのが望ましい。例えば半導体膜の結晶化に用いる場
合、エネルギー密度が5×104〜1.3×105(cm
2/W)のとき、照射位置の移動速度を10〜100c
m/sec、好ましくは20〜50cm/secに保つ
と良い。
It is desirable that the moving speed of the irradiation position is always kept constant in order to keep the irradiation time constant depending on the location of the object to be treated. For example, when used for crystallization of a semiconductor film, the energy density is 5 × 10 4 to 1.3 × 10 5 (cm
2 / W), moving speed of irradiation position is 10-100c
m / sec, preferably 20 to 50 cm / sec.

【0041】なお、被処理物100全面をレーザー光で
照射しようとするならば、回転体103の回転速度(角
速度)と、ステージ101の移動速度とを適宜調整する
必要がある。回転体103の回転速度に対してステージ
101の移動速度が速すぎると被処理物全面をレーザー
光で照射できなくなる。
If the entire surface of the object to be processed 100 is to be irradiated with laser light, it is necessary to appropriately adjust the rotational speed (angular speed) of the rotating body 103 and the moving speed of the stage 101. If the moving speed of the stage 101 is too fast with respect to the rotating speed of the rotating body 103, the entire surface of the object to be processed cannot be irradiated with laser light.

【0042】また、被処理物100の各部分におけるレ
ーザー光の適切な照射時間を考慮に入れ、回転体103
の回転速度とステージ101の移動速度とを決めること
が重要である。回転体103の回転速度と、ステージ1
01の移動速度とを調整することで、被処理物100の
各部分において複数回レーザー光を照射することも可能
である。また、ステージ101を一方向に移動させた
後、逆方向に移動させることで、被処理物100に複数
回レーザー光を照射させることも可能である。
Further, in consideration of an appropriate irradiation time of the laser beam on each part of the object to be processed 100, the rotating body 103
It is important to determine the rotation speed of the and the moving speed of the stage 101. The rotation speed of the rotating body 103 and the stage 1
It is also possible to irradiate each portion of the object to be processed 100 with laser light a plurality of times by adjusting the moving speed of 01. Further, it is possible to irradiate the object 100 with laser light a plurality of times by moving the stage 101 in one direction and then in the opposite direction.

【0043】なお、図2ではステージ101の移動する
方向が回転体の中心104に向かっているが、回転体の
中心104から離れる方向にステージ101が移動して
いても良い。
Although the stage 101 moves in the direction toward the center 104 of the rotating body in FIG. 2, the stage 101 may move away from the center 104 of the rotating body.

【0044】上記構成により本発明のレーザー装置は、
一定の位置及び一定の方向からレーザー光を照射してい
ても、被処理物の移動方向を転換せずに被処理物におけ
るレーザー光の照射位置を移動させ、被処理物全面をレ
ーザー光で照射することができる。よって、被処理物の
移動方向の転換に伴う時間のロスが生じることはなく、
従来に比べて処理の効率を高めることができる。
With the above arrangement, the laser device of the present invention is
Even if the laser light is irradiated from a certain position and from a certain direction, the irradiation position of the laser light on the object to be processed is moved without changing the moving direction of the object to be processed, and the entire surface of the object is irradiated with the laser light. can do. Therefore, there is no loss of time due to the change in the moving direction of the object to be processed,
The processing efficiency can be improved as compared with the conventional case.

【0045】また、レーザー光は被処理物に対する照射
角度が照射位置に関わらず固定されているため、被処理
物で反射して戻ってくるビームの強さや干渉の強さ等が
照射位置によって異なることを防ぎ、被処理物に対する
処理をほぼ均一に行うことができる。例えばレーザー照
射により半導体膜を結晶化させる場合、被処理物の位置
によって結晶性に差が生じるのを防ぐことができる。そ
して、ビームの照射方向を変えて被処理物全体をレーザ
ー光で照射する場合に比べて、光学系をシンプルにする
ことができる。
Since the irradiation angle of the laser beam with respect to the object to be processed is fixed irrespective of the irradiation position, the intensity of the beam reflected by the object to be processed and returning, the intensity of interference, etc. differ depending on the irradiation position. This can be prevented, and the object to be processed can be processed substantially uniformly. For example, when the semiconductor film is crystallized by laser irradiation, a difference in crystallinity can be prevented depending on the position of the object to be processed. The optical system can be simplified as compared with the case where the irradiation direction of the beam is changed and the entire object is irradiated with laser light.

【0046】[0046]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.

【0047】(実施例1)本実施例では、被処理物が設
置されているステージを回転台上において一方向に移動
させた後、逆方向に移動させ、なおかつ被処理物に2回
以上レーザー光を照射する場合について説明する。
(Embodiment 1) In this embodiment, the stage on which the object to be processed is installed is moved in one direction on the turntable and then in the opposite direction, and the object to be processed is lasered more than once. The case of irradiating light will be described.

【0048】図4(A)に、本実施例のレーザー装置が
有する回転台とステージの上面図を示す。本実施例で
は、6枚の被処理物を並行して処理することが可能な場
合について説明するが、処理する被処理物の枚数は設計
者が適宜設定することができる。
FIG. 4A shows a top view of the rotary table and the stage included in the laser device of this embodiment. In the present embodiment, a case where 6 objects to be processed can be processed in parallel will be described, but the number of objects to be processed can be set appropriately by the designer.

【0049】図4(A)では、被処理物を設置する第1
の手段に相当するステージ201が、回転台203上に
6つ設けられている。ステージを複数設けて複数の被処
理物を並行して処理することで、処理の効率をより高め
ることができる。各ステージ201上にはレーザー光を
照射する被処理物200が設置されている。
In FIG. 4A, the first object on which the object to be processed is placed.
Six stages 201 corresponding to the above means are provided on the rotary table 203. By providing a plurality of stages and processing a plurality of objects to be processed in parallel, processing efficiency can be further improved. An object to be processed 200 that irradiates a laser beam is installed on each stage 201.

【0050】各ステージ201は、回転台203上に設
けられたガイドレール202に沿って移動可能になって
いる。なお、ガイドレール202に沿ってステージ20
1を移動させたときに、ステージ201が直線上におい
て移動するようにガイドレールを設置する。ステージ2
01が移動した直線状の軌跡の延長上には、回転台20
3の回転の中心204が存在している。1つのガイドレ
ールに沿って、2つ以上のステージを移動させるように
しても良い。なおガイドレールは図4(A)に示した形
状に限定されない。またガイドレールを設けなくとも、
ステージ201を直線上において移動させることができ
れば良い。
Each stage 201 is movable along a guide rail 202 provided on a rotary table 203. In addition, along the guide rail 202, the stage 20
The guide rails are installed so that the stage 201 moves on a straight line when 1 is moved. Stage 2
On the extension of the linear trajectory of the movement of 01, the rotary table 20
There is a center of rotation 204 of 3. You may make it move two or more stages along one guide rail. The guide rail is not limited to the shape shown in FIG. In addition, without providing a guide rail,
It suffices if the stage 201 can be moved on a straight line.

【0051】また回転台203は、204を中心として
第1の手段であるステージ203及び第2の手段である
ガイドレール202を矢印の方向に回転させることがで
きる。回転の方向は設計者が適宜設定することができ
る。
Further, the turntable 203 can rotate the stage 203, which is the first means, and the guide rail 202, which is the second means, in the directions of the arrows around the center 204. The direction of rotation can be appropriately set by the designer.

【0052】ステージ201は、ガイドレール202に
沿って、白抜きの矢印で示すように回転台203の回転
の中心204に向かって移動する。回転台203は、2
04を中心に回転している。
The stage 201 moves along the guide rail 202 toward the center of rotation 204 of the turntable 203 as shown by the outlined arrow. The turntable 203 has 2
It is rotating around 04.

【0053】回転台203が回転することで、レーザー
光は破線で示したような軌跡208を描くように、回転
台203上に照射される。該レーザー光の軌跡208
は、204を中心として円を描いている。被処理物20
0は、該レーザー光の軌跡と重なる部分においてレーザ
ー光が照射される。
When the turntable 203 rotates, the laser light is irradiated onto the turntable 203 so as to draw a locus 208 as shown by a broken line. Trace 208 of the laser beam
Draws a circle around 204. Object to be processed 20
In 0, the laser light is irradiated in the portion overlapping the locus of the laser light.

【0054】ステージ201は白抜きの矢印の方向に移
動しているので、被処理物200とレーザー光の軌跡2
08と重なる部分が時間と共にずれてゆき、最終的には
被処理物200全面にレーザー光を照射することができ
る。そして本実施例では、回転台203上においてステ
ージ201を一方向に移動させて被処理物200全面に
レーザー光を照射した後、ステージ201を逆方向に移
動させて再び被処理物200全面にレーザー光を照射す
る。
Since the stage 201 is moving in the direction of the outlined arrow, the object to be processed 200 and the laser beam trajectory 2
The portion overlapping with 08 shifts with time, and finally the entire surface of the object 200 to be processed can be irradiated with laser light. In this embodiment, the stage 201 is moved in one direction on the turntable 203 to irradiate the entire surface of the object to be processed 200 with laser light, and then the stage 201 is moved in the opposite direction to laser the entire surface of the object to be processed 200 again. Irradiate with light.

【0055】図4(B)に、図4でレーザー光が照射さ
れた被処理物200における、レーザー光の照射位置の
移動方向を矢印で示す。矢印209は、1回目のレーザ
ー照射によるレーザー光の照射位置の移動方向であり、
同じく全ての破線の矢印も1回目のレーザー照射による
レーザー光の照射位置の移動方向を示している。矢印2
10は、2回目のレーザー照射によるレーザー光の照射
位置の移動方向であり、同じく全ての実線の矢印も2回
目のレーザー照射によるレーザー光の照射位置の移動方
向を示している。矢印の数は回転台203の回転数と同
じであり、回転数が増えれば増えるほど矢印の数が増え
ていく。
In FIG. 4B, the moving direction of the irradiation position of the laser light in the object 200 irradiated with the laser light in FIG. 4 is indicated by an arrow. An arrow 209 indicates the moving direction of the irradiation position of the laser light by the first laser irradiation,
Similarly, all the broken line arrows also indicate the moving direction of the irradiation position of the laser light by the first laser irradiation. Arrow 2
Reference numeral 10 indicates the moving direction of the irradiation position of the laser light by the second laser irradiation, and all solid arrows also indicate the moving direction of the irradiation position of the laser light by the second laser irradiation. The number of arrows is the same as the number of rotations of the turntable 203, and the number of arrows increases as the number of rotations increases.

【0056】なお、被処理物200全面をレーザー光で
照射しようとするならば、回転台203の回転速度と、
ステージ201の移動速度とを適宜調整する必要があ
る。回転台203の回転速度に対してステージ201の
移動速度が速すぎると被処理物全面をレーザー光で照射
できなくなる。
If the entire surface of the object 200 to be processed is to be irradiated with laser light, the rotation speed of the rotary table 203 and
It is necessary to appropriately adjust the moving speed of the stage 201. If the moving speed of the stage 201 is too fast with respect to the rotating speed of the rotary table 203, the entire surface of the object to be processed cannot be irradiated with laser light.

【0057】また、被処理物200の各部分におけるレ
ーザー光の適切な照射時間を考慮に入れ、回転台203
の回転速度とステージ201の移動速度とを決めること
が重要である。
Further, taking into consideration the appropriate irradiation time of the laser light on each part of the object to be processed 200, the rotary table 203
It is important to determine the rotational speed of the stage and the moving speed of the stage 201.

【0058】上記構成により、2回のレーザー照射を連
続して行うことが可能になり、処理の効率をより高める
ことが可能になる。
With the above structure, the laser irradiation can be continuously performed twice, and the processing efficiency can be further improved.

【0059】(実施例2)本実施例では、レーザー照射
を複数回行う場合において、各回におけるレーザー光の
エッジの部分が重ならないようにレーザー光を照射する
場合について説明する。
(Embodiment 2) In this embodiment, when laser irradiation is performed a plurality of times, a case will be described in which the laser light is irradiated so that the edges of the laser light do not overlap each time.

【0060】一般的にレーザー光は、エッジの部分にお
けるエネルギーが他の部分に比べて低くなっている。そ
こで本実施例では、複数回のレーザー照射において、レ
ーザー光のエッジの部分を重ねないようにすることで、
エッジの部分におけるエネルギーの低さを補うようにし
た。
In general, the energy of the laser light at the edge portion is lower than that at other portions. Therefore, in this embodiment, by not overlapping the edge portions of the laser light in multiple laser irradiations,
I tried to compensate for the low energy in the edge part.

【0061】エッジを重ねないようにするためには、1
回目のレーザー照射と2回目のレーザー照射において、
ステージが移動する範囲をずらす方法がある。図5
(A)に1回目のレーザー照射におけるレーザー装置の
断面図を、図5(B)に2回目のレーザー照射における
レーザー装置の断面図を示す。301は回転台、302
はガイドレール、303はステージ、304は被処理物
を示している。
To avoid overlapping edges, 1
In the second laser irradiation and the second laser irradiation,
There is a method to shift the moving range of the stage. Figure 5
FIG. 5A shows a sectional view of the laser device in the first laser irradiation, and FIG. 5B shows a sectional view of the laser device in the second laser irradiation. 301 is a turntable, 302
Is a guide rail, 303 is a stage, and 304 is an object to be processed.

【0062】1回目のレーザー照射と、2回目のレーザ
ー照射とのそれぞれにおいて、ステージ303が移動し
た範囲を矢印で示している。共に同じ直線上において移
動しており、そして移動範囲の長さも同じであるが、回
転台の中心305とステージ303の移動する範囲との
距離が異なっている。
In each of the first laser irradiation and the second laser irradiation, the range in which the stage 303 has moved is indicated by an arrow. Both are moving on the same straight line, and the lengths of the moving ranges are the same, but the distance between the center 305 of the rotary table and the moving range of the stage 303 is different.

【0063】上記方法により、1回目のレーザー照射に
おけるレーザー光のエッジと、2回目のレーザー照射に
おけるレーザー光のエッジとが重ならず、エッジの部分
におけるエネルギーの低さを補うことができる。
By the above method, the edge of the laser beam in the first laser irradiation does not overlap with the edge of the laser beam in the second laser irradiation, and the low energy at the edge portion can be compensated.

【0064】本実施例は、実施例1と組み合わせて実施
することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with the first embodiment.

【0065】(実施例3)本実施例では、レーザー照射
を複数回行う場合において、各回におけるレーザー光の
エッジの部分が重ならないようにレーザー光を照射す
る、実施例2とは異なる方法について説明する。
(Embodiment 3) In the present embodiment, a method different from that of Embodiment 2 in which, when the laser irradiation is performed a plurality of times, the laser light is irradiated so that the edge portions of the laser light do not overlap each other will be described. To do.

【0066】本実施例では、エッジを重ねないようにす
るために、1回目のレーザー照射と2回目のレーザー照
射において、回転台におけるレーザー光の照射位置を変
える。図6に、回転台における1回目のレーザー照射と
2回目のレーザー照射における、レーザー光の軌跡を示
す。401は回転台、402は被処理物を示している。
In this embodiment, in order to prevent the edges from overlapping, the irradiation position of the laser light on the turntable is changed between the first laser irradiation and the second laser irradiation. FIG. 6 shows the loci of laser light in the first and second laser irradiations on the turntable. Reference numeral 401 represents a rotary table, and 402 represents an object to be processed.

【0067】403は、1回目のレーザー照射における
レーザー光の軌跡を示しており、404は、2回目のレ
ーザー照射におけるレーザー光の軌跡を示している。レ
ーザー光の軌跡403とレーザー光の軌跡404は互い
に重なっており、そのエッジは互いに重なっていない。
1回目のレーザー照射においては、被処理物402のレ
ーザー光の軌跡403と重なる部分において処理がなさ
れ、2回目のレーザー照射においては、被処理物402
のレーザー光の軌跡404と重なる部分において処理が
なされる。
Reference numeral 403 shows the locus of the laser light in the first laser irradiation, and 404 shows the locus of the laser light in the second laser irradiation. The locus 403 of laser light and the locus 404 of laser light overlap each other, and their edges do not overlap each other.
In the first laser irradiation, processing is performed in a portion of the object to be processed 402 which overlaps with the locus 403 of the laser light, and in the second laser irradiation, the object to be processed 402 is processed.
Processing is performed in a portion that overlaps with the locus 404 of the laser light.

【0068】上記方法により、1回目のレーザー照射に
おけるレーザー光のエッジと、2回目のレーザー照射に
おけるレーザー光のエッジとが重ならないので、エッジ
の部分におけるエネルギーの不均一さを緩和し、被処理
物への処理をほぼ均一に行うことができるようになる。
According to the above method, since the edge of the laser beam in the first laser irradiation and the edge of the laser beam in the second laser irradiation do not overlap each other, the unevenness of energy in the edge portion is relaxed, and the treated object is processed. It becomes possible to treat the object almost uniformly.

【0069】本実施例は、実施例1または実施例2と組
み合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with the first or second embodiment.

【0070】(実施例4)本実施例では、被処理物上に
形成された被処理膜の表面及び裏面からレーザー光を照
射するための構成について説明する。
(Embodiment 4) In this embodiment, a structure for irradiating a laser beam from the front surface and the back surface of a film to be processed formed on an object to be processed will be described.

【0071】図7(A)に本実施例のレーザー装置の側
面図を示す。図7(A)に示した本発明のレーザー装置
は、被処理物410とステージ411の間に、レーザー
光を反射させるための反射体420が配置されている。
FIG. 7A shows a side view of the laser device of this embodiment. In the laser device of the present invention illustrated in FIG. 7A, a reflector 420 for reflecting laser light is provided between the object to be processed 410 and the stage 411.

【0072】ステージ411は、モーター415によっ
て回転台413上に設けられたガイドレール412に沿
って移動可能になっている。ステージ411が移動する
直線状の軌跡の延長上には、回転台413の回転の中心
が存在している。また回転台413は、回転台413用
のモーター(以下、回転台用モーターとする)416に
よって回転する
The stage 411 is movable by a motor 415 along a guide rail 412 provided on a rotary table 413. The center of rotation of the turntable 413 exists on the extension of the linear trajectory along which the stage 411 moves. The turntable 413 is rotated by a motor for the turntable 413 (hereinafter referred to as a turntable motor) 416.

【0073】そして、発振装置及びその他光学系41
7、光学系418によって、一定の位置及び一定の方向
からレーザー光を被処理物410に照射することができ
る。
Then, the oscillator and the other optical system 41
7. With the optical system 418, it is possible to irradiate the object to be processed 410 with laser light from a certain position and a certain direction.

【0074】なお本実施例では、基板の表面でレーザー
光の一部が反射し、入射したときと同じ光路を戻るいわ
ゆる戻り光が、レーザー発振装置の出力、周波数等の変
動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼすのを防ぐため
に、基板対して垂直にレーザー光を入射させずに、基板
に対して斜めに入射させるようにする。この場合、レー
ザー光は指向性およびエネルギー密度の高い光であるた
め、反射光が不適切な箇所を照射するのを防ぐためダン
パーを設置して、反射光を吸収させるのが好ましい。な
お、ダンパーには冷却水が循環しており、反射光の吸収
によりダンパーの温度が上昇するのを防いでいる。
In the present embodiment, so-called return light, in which a part of the laser light is reflected on the surface of the substrate and returns along the same optical path as when the laser light is incident, is a change in the output of the laser oscillator, frequency, etc., and rod destruction. In order to prevent adverse effects such as the above, the laser light is not incident vertically on the substrate but is obliquely incident on the substrate. In this case, since the laser light is light with high directivity and energy density, it is preferable to install a damper to absorb the reflected light in order to prevent the reflected light from irradiating an inappropriate portion. The cooling water circulates in the damper to prevent the temperature of the damper from rising due to absorption of reflected light.

【0075】なお、レーザー光を基板に対して斜めに入
射させなくとも、戻り光を取り除きレーザーの発振を安
定させるため、アイソレータを設置するようにしても良
い。
It should be noted that an isolator may be installed in order to remove the returning light and stabilize the oscillation of the laser without making the laser light obliquely incident on the substrate.

【0076】図7(B)に、図7(A)における被処理
物410と反射体420との位置関係を示す。
FIG. 7B shows the positional relationship between the object to be processed 410 and the reflector 420 in FIG. 7A.

【0077】図7(B)において、被処理物410は、
透光性を有する基板421と、その表面(薄膜または素
子が形成される側の面)に形成された絶縁膜422と、
非晶質半導体膜423が形成されている。また、透光性
基板421の下にはレーザー光を反射させるための反射
体420が配置される。
In FIG. 7B, the object to be processed 410 is
A substrate 421 having a light-transmitting property, and an insulating film 422 formed on a surface thereof (a surface on which a thin film or an element is formed),
An amorphous semiconductor film 423 is formed. Further, a reflector 420 for reflecting the laser light is arranged under the translucent substrate 421.

【0078】透光性基板421はガラス基板、石英基
板、結晶化ガラス基板若しくはプラスチック基板が用い
られる。また、絶縁膜422は酸化シリコン膜や窒化酸
化シリコン膜(SiOxNy)などの珪素を含む絶縁膜
を用いれば良い。非晶質半導体膜423はアモルファス
シリコン膜、アモルファスシリコンゲルマニウム膜など
がありうる。
As the transparent substrate 421, a glass substrate, a quartz substrate, a crystallized glass substrate or a plastic substrate is used. As the insulating film 422, an insulating film containing silicon such as a silicon oxide film or a silicon nitride oxide film (SiOxNy) may be used. The amorphous semiconductor film 423 may be an amorphous silicon film, an amorphous silicon germanium film, or the like.

【0079】また、反射体420は表面(レーザー光の
反射面)に金属膜を形成した基板であっても良いし、金
属元素でなる基板であっても良い。この場合、金属膜と
しては如何なる材料を用いても良い。代表的には、アル
ミニウム、銀、タングステン、チタン、タンタルのいず
れかの元素を含む金属膜を用いる。
Further, the reflector 420 may be a substrate having a metal film formed on the surface (reflection surface of laser light) or a substrate made of a metal element. In this case, any material may be used for the metal film. Typically, a metal film containing any element of aluminum, silver, tungsten, titanium, and tantalum is used.

【0080】また、反射体420を配置する代わりに、
透光性基板421の裏面(表面の反対側の面)に直接上
述のような金属膜を形成し、そこでレーザー光を反射さ
せることも可能である。但し、その構成は半導体装置の
作製過程で裏面に形成した金属膜が除去されないことが
前提である。
Further, instead of disposing the reflector 420,
It is also possible to form the metal film as described above directly on the back surface (surface opposite to the front surface) of the transparent substrate 421 and reflect the laser light there. However, the structure is based on the premise that the metal film formed on the back surface is not removed in the manufacturing process of the semiconductor device.

【0081】そして、光学系418(図中ではシリンド
リカルレンズのみを示す。)を経由して線状に加工され
たレーザー光が、非晶質半導体膜423に照射される。
このとき、非晶質半導体膜423に照射されるレーザー
光には、光学系418を通過して直接照射されるレーザ
ー光と、反射体420で一旦反射されて非晶質半導体膜
423へ照射されるレーザー光とが得られるように、光
学系418が設計されていることが肝要である。なお、
本明細書中では、非晶質半導体膜の表面に照射されるレ
ーザー光を第一次レーザー光と呼び、裏面に照射される
レーザー光を第二次レーザー光と呼ぶ。
Then, the amorphous semiconductor film 423 is irradiated with the laser beam linearly processed through the optical system 418 (only the cylindrical lens is shown in the drawing).
At this time, the laser light with which the amorphous semiconductor film 423 is irradiated is directly reflected by the laser light which passes through the optical system 418 and is once reflected by the reflector 420 and is then irradiated with the amorphous semiconductor film 423. It is important that the optical system 418 is designed so that a laser beam that emits light can be obtained. In addition,
In this specification, the laser light applied to the front surface of the amorphous semiconductor film is called a primary laser light, and the laser light applied to the back surface is called a secondary laser light.

【0082】光学系418を通過したレーザー光は、集
光される過程で基板表面に対して45〜90°の入射角
を持つ。そのため、第二次レーザー光は非晶質半導体膜
423の裏面側にも回り込んで照射される。また、反射
体420の反射面に起伏部を設けてレーザー光を乱反射
させることで、第二次レーザー光をさらに効率良く得る
ことができる。
The laser beam that has passed through the optical system 418 has an incident angle of 45 to 90 ° with respect to the substrate surface in the process of being condensed. Therefore, the secondary laser light also wraps around the back surface of the amorphous semiconductor film 423 and is irradiated. Further, by providing the undulations on the reflecting surface of the reflector 420 to diffusely reflect the laser light, the secondary laser light can be obtained more efficiently.

【0083】特に、YAGレーザーの第2高調波の波長
は532nmであり、非晶質半導体膜に照射した場合、
最も非晶質半導体膜で反射しない波長範囲(530nm
前後)内である。また、この波長範囲においては、非晶
質半導体膜を透過するレーザー光が十分な光量であるた
め、反射体を用いて再度、裏面側から非晶質半導体膜に
照射することにより効率よく照射できる。また、第2高
調波のレーザーエネルギーは、(既存のYAGレーザー
装置における)最大値で約1.5J/pulseと大き
く、線状に加工した場合、長手方向の長さを飛躍的に長
くすることができ、一括で大面積のレーザー光照射が可
能となる。
Particularly, the wavelength of the second harmonic of the YAG laser is 532 nm, and when the amorphous semiconductor film is irradiated,
The wavelength range (530 nm) that does not reflect the most amorphous semiconductor film
Before and after). Further, in this wavelength range, since the amount of laser light that passes through the amorphous semiconductor film is sufficient, it is possible to efficiently irradiate the amorphous semiconductor film from the back surface side again using a reflector. . In addition, the laser energy of the second harmonic is large at a maximum value (in the existing YAG laser device) of about 1.5 J / pulse, and when processed linearly, the length in the longitudinal direction should be dramatically lengthened. Therefore, it is possible to irradiate a large area of laser light all at once.

【0084】図7(C)に、図7(A)の矢印425か
ら見た、被処理物410と反射体420との位置関係を
示す。本実施例では、戻り光がもときた光路をたどって
発振装置417に戻るのを防ぐために、基板421に対
する入射角が、0より大きく90°より小さくなるよう
に保っている。より具体的には5〜30°に保つ。
FIG. 7C shows the positional relationship between the object to be processed 410 and the reflector 420 as seen from the arrow 425 in FIG. 7A. In this embodiment, in order to prevent the return light from following the original optical path and returning to the oscillation device 417, the incident angle with respect to the substrate 421 is kept larger than 0 and smaller than 90 °. More specifically, it is maintained at 5 to 30 °.

【0085】なお、照射面に垂直な平面であって、かつ
前記長いビームの形状を長方形と見立てたときの短辺を
含む面を入射面と定義すると、前記レーザビームの入射
角度θは、前記短辺の長さがW、前記照射面に設置さ
れ、かつ、前記レーザビームに対して透光性を有する基
板の厚さがdであるとき、θ≧arctan(W/2d)を満たす
のが望ましい。なお、レーザビームの軌跡が、前記入射
面上にないときは、該軌跡を該入射面に射影したものの
入射角度をθとする。この入射角度θでレーザビームが
入射されれば、基板の表面での反射光と、前記基板の裏
面からの反射光とが干渉せず、一様なレーザビームの照
射を行うことができる。以上の議論は、基板の屈折率を
1として考えた。実際は、基板の屈折率が1.5前後の
ものが多く、この数値を考慮に入れると上記議論で算出
した角度よりも大きな計算値が得られる。しかしなが
ら、ビームスポットの長手方向の両端のエネルギーは減
衰があるため、この部分での干渉の影響は少なく、上記
の算出値で十分に干渉減衰の効果が得られる。
If a plane that is perpendicular to the irradiation surface and that includes short sides when the shape of the long beam is regarded as a rectangle is defined as an incident surface, the incident angle θ of the laser beam is When the length of the short side is W, the thickness of the substrate which is installed on the irradiation surface and has the property of transmitting the laser beam is d, θ ≧ arctan (W / 2d) is satisfied. desirable. When the locus of the laser beam is not on the incident surface, the incident angle of the locus projected on the incident surface is θ. When the laser beam is incident at this incident angle θ, the reflected light from the front surface of the substrate does not interfere with the reflected light from the back surface of the substrate, and uniform laser beam irradiation can be performed. In the above discussion, the refractive index of the substrate is set to 1. In practice, the refractive index of the substrate is often around 1.5, and if this value is taken into consideration, a calculated value larger than the angle calculated in the above discussion can be obtained. However, since the energy at both ends of the beam spot in the longitudinal direction is attenuated, the influence of interference at this portion is small, and the above calculated value is sufficient to obtain the effect of interference attenuation.

【0086】以上のように、本実施例によれば、レーザ
ー光を第一次レーザー光及び第二次レーザー光に分光し
て、非晶質半導体膜の表面及び裏面に照射することが可
能である。
As described above, according to this embodiment, it is possible to split the laser light into the primary laser light and the secondary laser light and irradiate the front surface and the back surface of the amorphous semiconductor film. is there.

【0087】本実施例は、実施例1〜実施例3と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with Embodiments 1 to 3.

【0088】(実施例5)本実施例では、絶縁表面上に
公知の成膜法で成膜した半導体膜を、パターニングして
島状にした後、本発明のレーザー装置を用いたレーザー
アニールにより結晶化する例について説明する。
(Embodiment 5) In this embodiment, a semiconductor film formed on an insulating surface by a known film forming method is patterned into islands, and then laser annealing is performed using the laser device of the present invention. An example of crystallization will be described.

【0089】図8(A)に島状の半導体膜450にレー
ザー光を照射し、結晶化している様子を示す。島状の半
導体膜450は、非晶質構造を有しており、半導体の材
料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコン
ゲルマニウム(SiGe)合金などで形成すると良い。
FIG. 8A shows a state in which the island-shaped semiconductor film 450 is irradiated with laser light to be crystallized. The island-shaped semiconductor film 450 has an amorphous structure, and the material of the semiconductor is not limited, but it is preferable that the island-shaped semiconductor film 450 be formed of silicon, a silicon germanium (SiGe) alloy, or the like.

【0090】破線451は、島状の半導体膜450をレ
ーザーアニールにより結晶化した後、パターニングする
ことによって得られるTFTの活性層の位置を示してい
る。レーザー光の照射位置452は、キャリアが移動す
る方向またはその逆の方向に沿うように移動させる。
The broken line 451 indicates the position of the active layer of the TFT obtained by crystallizing the island-shaped semiconductor film 450 by laser annealing and then patterning. The irradiation position 452 of the laser light is moved along the direction in which the carrier moves or the opposite direction.

【0091】島状の半導体膜450においてレーザー光
が最初に照射される部分453の拡大図を、図8(B)
に示す。本実施例では、レーザー光の照射は、意図的に
島状の半導体膜のエッジの部分から開始する。エッジと
は、レーザー光が照射される方向から島状の半導体膜を
見たときに、半導体膜の角を有している部分を指す。
FIG. 8B is an enlarged view of a portion 453 of the island-shaped semiconductor film 450 which is first irradiated with laser light.
Shown in. In this embodiment, the laser light irradiation intentionally starts from the edge portion of the island-shaped semiconductor film. The edge refers to a portion having a corner of the semiconductor film when the island-shaped semiconductor film is viewed from the direction in which the laser light is irradiated.

【0092】図8(B)において、レーザー光が照射さ
れる方向から見たときの、エッジの角度θ1は、180
°未満にする。また、絶縁表面に対する島状の半導体膜
450の側面の角度θ2は、90±10°とし、よりの
ぞましくは90±5°とする。
In FIG. 8B, the edge angle θ1 when viewed from the direction in which the laser light is irradiated is 180 degrees.
Less than ° The angle θ2 of the side surface of the island-shaped semiconductor film 450 with respect to the insulating surface is 90 ± 10 °, more preferably 90 ± 5 °.

【0093】島状の半導体膜450が有するエッジの部
分からレーザー光の照射を開始すると、エッジの部分か
ら(100)面の配向を有する結晶が成長を開始する。
そして、島状の半導体膜450へのレーザー光の照射が
終了すると、島状の半導体膜450全体の(100)面
の配向率を高めることができる。
When the irradiation of the laser beam is started from the edge portion of the island-shaped semiconductor film 450, the crystal having the (100) plane orientation starts to grow from the edge portion.
Then, when the irradiation of the laser light to the island-shaped semiconductor film 450 is completed, the orientation rate of the (100) plane of the entire island-shaped semiconductor film 450 can be increased.

【0094】半導体膜の(100)面の配向率を高める
と、活性層として用いたときにTFTの移動度を高くす
ることができる。また、半導体膜の(100)面の配向
率が高いと、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。
When the orientation rate of the (100) plane of the semiconductor film is increased, the mobility of the TFT when used as an active layer can be increased. Further, if the orientation ratio of the (100) plane of the semiconductor film is high, it is possible to reduce the variation in the film quality of the gate insulating film formed thereon, and thus to reduce the variation in the threshold voltage of the TFT. it can.

【0095】次に、上述した半導体膜の結晶化の方法
を、駆動回路を画素部と同じ基板上に有する、アクティ
ブマトリクス型の半導体表示装置の作製方法に応用した
例について説明する。
Next, an example in which the above-described method of crystallizing a semiconductor film is applied to a method of manufacturing an active matrix semiconductor display device having a driver circuit over the same substrate as a pixel portion will be described.

【0096】図9(A)に、基板500上に画素部50
1と、信号線駆動回路502と、走査線駆動回路503
とが備えられた、液晶パネルの上面図を示す。図9
(A)において、破線で示した矢印の方向に向かって、
レーザー光の照射位置が移動する。
In FIG. 9A, the pixel portion 50 is formed on the substrate 500.
1, a signal line driving circuit 502, and a scanning line driving circuit 503
FIG. 3 shows a top view of a liquid crystal panel provided with and. Figure 9
In (A), in the direction of the arrow indicated by the broken line,
The irradiation position of the laser light moves.

【0097】図9(A)の画素部501の一部504の
拡大図を図9(B)に、信号線駆動回路502の一部5
05の拡大図を図9(C)に、走査線駆動回路503の
一部506の拡大図を図9(D)に示す。
An enlarged view of part 504 of the pixel portion 501 of FIG. 9A is shown in FIG. 9B, and part 5 of the signal line driver circuit 502 is shown.
An enlarged view of 05 is shown in FIG. 9C, and an enlarged view of a part 506 of the scan line driver circuit 503 is shown in FIG. 9D.

【0098】画素部501、信号線駆動回路502、走
査線駆動回路503のそれぞれにおいて、各TFTの活
性層となる島状の半導体膜が複数形成されている。50
7、508、509に示す領域にレーザー光が照射さ
れ、各領域は矢印の方向に向かって移動する。
In each of the pixel portion 501, the signal line driving circuit 502, and the scanning line driving circuit 503, a plurality of island-shaped semiconductor films to be active layers of each TFT are formed. Fifty
Laser light is applied to the areas indicated by 7, 508, and 509, and each area moves in the direction of the arrow.

【0099】そして島状の半導体膜のそれぞれは、エッ
ジの部分からレーザー光の照射が開始されるように、そ
の配置が定められている。
The arrangement of each of the island-shaped semiconductor films is determined so that the laser light irradiation is started from the edge portion.

【0100】なお、島状の半導体膜のサイズ及び形状
は、画素部501、信号線駆動回路502、走査線駆動
回路503のそれぞれにおいて形成されるTFTの形状
に合わせて決める。また、1つの島状の半導体膜から複
数のTFTの活性層を形成するようにしても良い。
Note that the size and shape of the island-shaped semiconductor film are determined in accordance with the shapes of TFTs formed in each of the pixel portion 501, the signal line driver circuit 502, and the scan line driver circuit 503. Alternatively, the active layers of a plurality of TFTs may be formed from one island-shaped semiconductor film.

【0101】本実施例は、実施例1〜実施例4と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with Embodiments 1 to 4.

【0102】(実施例6)本実施例では、本発明のレー
ザー装置において用いられるレーザー光の発振装置及び
その他光学系について説明する。
(Embodiment 6) In this embodiment, a laser beam oscillation device and other optical systems used in the laser device of the present invention will be described.

【0103】図10に本実施例のレーザー装置の構造を
示す。520は連続発振又はパルス発振が可能なレーザ
ー光の発振装置である。発振装置520は、チラー52
7によってその温度を一定に保たれるようにする。チラ
ー527は必ずしも設ける必要はないが、発振装置52
0の温度を一定に保つことで、発振装置から出力される
レーザー光のエネルギーが、発振装置の温度によってば
らつくのを抑えることができる。
FIG. 10 shows the structure of the laser device of this embodiment. Reference numeral 520 is a laser light oscillation device capable of continuous oscillation or pulse oscillation. The oscillator 520 is a chiller 52.
The temperature is kept constant by 7. The chiller 527 is not necessarily provided, but the oscillator 52
By keeping the temperature of 0 constant, it is possible to suppress the energy of the laser light output from the oscillator from varying depending on the temperature of the oscillator.

【0104】発振装置520から出力されたレーザー光
は、固定ミラー521、522、523によってその光
路を変えられて、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524、525によって集光され、
ステージ528に設置された被処理物526に照射され
る。勿論、光学系の数に限定はなく、レーザー光が被処
理物に、一定の位置及び一定の角度から照射される手段
が備えられていれば良い。
The laser light output from the oscillating device 520 has its optical path changed by fixed mirrors 521, 522 and 523, and is condensed by lenses 524 and 525 such as a collimator lens or a cylindrical lens.
The object to be processed 526 installed on the stage 528 is irradiated. Of course, the number of optical systems is not limited, and a means for irradiating the object to be processed with laser light at a constant position and at a constant angle may be provided.

【0105】なお、被処理物に照射されたレーザー光は
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あるので、レ
ーザー光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。
Since the laser beam applied to the object to be processed is reflected on the surface and re-enters the optical system, the laser oscillator may be damaged. It is desirable to make it incident on the processed material.

【0106】そして、ステージ528を回転台529上
において直線状に移動させ、回転台529をステージ5
28の移動した軌跡の延長上に存在する点を中心として
回転させることによって、被処理物526上におけるレ
ーザー光の照射位置を移動させ、被処理物526全面を
処理することができる。
Then, the stage 528 is moved linearly on the turntable 529, and the turntable 529 is moved to the stage 5.
By rotating around the point existing on the extension of the moved trajectory of 28, the irradiation position of the laser beam on the object to be processed 526 can be moved and the entire surface of the object to be processed 526 can be processed.

【0107】本実施例は、実施例1〜実施例5と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be carried out in combination with the first to fifth embodiments.

【0108】(実施例7)本実施例では、本発明のレー
ザー装置において用いられるレーザー光の発振装置及び
その他光学系について説明する。
(Embodiment 7) In this embodiment, a laser beam oscillation device and other optical systems used in the laser device of the present invention will be described.

【0109】図11に本実施例のレーザー装置の構造を
示す。本実施例のレーザー装置は、複数の発振装置を用
い、該複数の発振装置から発振された複数のレーザー光
を1つにまとめる。なお本実施例では3つの発振装置5
50(550a、550b、550c)を用いた場合を
例に挙げて説明する。
FIG. 11 shows the structure of the laser device of this embodiment. The laser device of the present embodiment uses a plurality of oscillators and combines a plurality of laser lights emitted from the oscillators. In this embodiment, three oscillators 5
The case of using 50 (550a, 550b, 550c) will be described as an example.

【0110】各発振装置からのレーザー光の発振は、制
御装置552により自在に制御することができる。3つ
の発振装置550のうち、少なくとも1つは、出力する
レーザー光は非線形光学素子により、第2高調波や、第
3高調波、第4高調波に変換する。本実施例では、全て
の発振装置550から出力されるレーザー光を非線形光
学素子551a、551b、551cにより、それぞれ
その波長を変換する。変換する波長は同じであっても、
いずれかが異なっていてもよい。
The oscillation of the laser beam from each oscillator can be freely controlled by the controller 552. At least one of the three oscillators 550 converts the output laser light into a second harmonic wave, a third harmonic wave, and a fourth harmonic wave by a non-linear optical element. In the present embodiment, the wavelengths of the laser light output from all the oscillation devices 550 are converted by the non-linear optical elements 551a, 551b, 551c. Even if the wavelength to convert is the same,
Either may be different.

【0111】3つの発振装置550からそれぞれ出力さ
れたレーザー光は、1つに合成される。具体的に本実施
例では、それぞれのレーザー光を、各レーザー光に対応
したファイバーアレイ553を介して導波路554に入
射させ、1つのレーザー光にまとめる。薄膜偏光素子
(TFP:Thin Film Polarizer)やその他の偏光子を
用いても行うことができる。
The laser beams output from the three oscillators 550 are combined into one. Specifically, in this embodiment, the respective laser lights are made incident on the waveguide 554 through the fiber array 553 corresponding to the respective laser lights and are combined into one laser light. It can also be performed by using a thin film polarizer (TFP: Thin Film Polarizer) or another polarizer.

【0112】導波路554を経て合成されたレーザー光
を再び光ファイバ555へ入射させ、レーザー光が拡散
するのを低減させる。光ファイバ555から射出したレ
ーザー光は凸レンズ556により集光し、ステージ54
0に設置された被処理物559へ到達する。
The laser light synthesized through the waveguide 554 is made incident on the optical fiber 555 again to reduce the diffusion of the laser light. The laser light emitted from the optical fiber 555 is condensed by the convex lens 556, and the stage 54
The object to be processed 559 set at 0 is reached.

【0113】1つに合成されたレーザー光は、大出力レ
ーザーから発振されたレーザー光に相当するエネルギー
密度を有している。また、同じレーザーから発振される
レーザー光は干渉性が高いが、異なるレーザーから発振
されるレーザー光同士は干渉しないため、複数のレーザ
ーが1つにまとめられたレーザー光は、互いに補い合っ
て干渉を低減することを可能とする。また、レーザー光
を高調波に変換するために用いる非線形光学素子は、レ
ーザー光が透過するため、十分な耐熱性、耐久性が必要
とされ、大出力のレーザーであるほど、非線形光学素子
における劣化は大きい。そのため、透過するレーザー光
のエネルギーが少しでも小さければ、非線形光学素子の
寿命が延び、コストダウンに繋がる。複数の非線形光学
素子で複数のレーザー光の波長を変換した後、合成して
1つのレーザー光とするという本実施例の構成は、単数
の非線形光学素子で1つのレーザー光の波長を変換する
よりも1つの非線形光学素子にかかる負担が軽減され
る。そのため、各非線形光学素子の寿命を延ばすことが
でき、コストダウンにさせることができる。
The combined laser light has an energy density corresponding to the laser light emitted from the high-power laser. Further, laser lights emitted from the same laser have high coherence, but laser lights emitted from different lasers do not interfere with each other. Therefore, laser lights obtained by combining a plurality of lasers complement each other and interfere with each other. It is possible to reduce. In addition, since the nonlinear optical element used to convert the laser light into higher harmonics transmits the laser light, sufficient heat resistance and durability are required, and the higher the output power of the laser, the more the deterioration of the nonlinear optical element. Is big. Therefore, if the energy of the transmitted laser light is as small as possible, the life of the non-linear optical element is extended, leading to cost reduction. The configuration of the present embodiment in which the wavelengths of a plurality of laser lights are converted by a plurality of nonlinear optical elements and then combined into one laser light is more effective than converting the wavelength of one laser light by a single nonlinear optical element. Also, the load on one nonlinear optical element is reduced. Therefore, the life of each nonlinear optical element can be extended and the cost can be reduced.

【0114】そして、このようなレーザー光を光ファイ
バ、ガルバノメータ、ポリゴンメータなどの光学系を用
いて、被処理物の全面に照射することができる。
Then, such a laser beam can be applied to the entire surface of the object to be processed by using an optical system such as an optical fiber, a galvanometer, and a polygon meter.

【0115】照射面におけるレーザー光の形状は、レー
ザーの種類によって異なるし、光学系により成形するこ
ともできる。例えば、ラムダ社製のXeClエキシマレ
ーザー(波長308nm、パルス幅30ns)L330
8から射出されたレーザー光の形状は、10mm×30
mm(共にビームプロファイルにおける半値幅)の矩形
状である。また、YAGレーザーから射出されたレーザ
ー光の形状は、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となる。このようなレーザ
ー光を光学系により、さらに成形することにより、所望
の大きさのレーザー光をつくることもできる。
The shape of the laser beam on the irradiation surface differs depending on the type of laser and can be shaped by an optical system. For example, a Lambda XeCl excimer laser (wavelength 308 nm, pulse width 30 ns) L330
The shape of the laser beam emitted from 8 is 10 mm x 30
It has a rectangular shape of mm (both half widths in beam profile). The shape of the laser beam emitted from the YAG laser is circular if the rod shape is cylindrical, and rectangular if it is a slab type. It is also possible to form a laser beam of a desired size by further shaping such a laser beam with an optical system.

【0116】さらに、被処理物が有する基板に対して垂
直にレーザー光を入射させる場合は、基板の表面でレー
ザー光の一部が反射し、入射したときと同じ光路を戻
る、いわゆる戻り光となるが、該戻り光はレーザーの出
力や周波数の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼ
す。そのため、戻り光を取り除きレーザーの発振を安定
させるため、アイソレータを設置するのが好ましい。
Furthermore, when the laser light is made to enter the substrate of the object to be processed perpendicularly, a part of the laser light is reflected on the surface of the substrate and returns to the same optical path as when it is incident, so-called return light. However, the returned light adversely affects the output power and frequency of the laser, destroys the rod, and the like. Therefore, in order to remove the returning light and stabilize the oscillation of the laser, it is preferable to install an isolator.

【0117】一方、戻り光を防ぐため、基板に対して斜
めにレーザー光を入射させることもできる。しかしなが
ら、レーザー光は指向性およびエネルギー密度の高い光
であるため、反射光が不適切な箇所を照射するのを防ぐ
ためダンパーを設置して、反射光を吸収させるのが好ま
しい。なお、ダンパーには冷却水が循環しており、反射
光の吸収によりダンパーの温度が上昇するのを防いでい
る。
On the other hand, in order to prevent return light, laser light may be obliquely incident on the substrate. However, since the laser light is light with high directivity and energy density, it is preferable to install a damper to absorb the reflected light in order to prevent the reflected light from irradiating an inappropriate portion. The cooling water circulates in the damper to prevent the temperature of the damper from rising due to absorption of reflected light.

【0118】そして、ステージ540を回転台541上
において直線状に移動させ、回転台541をステージ5
40の移動した軌跡の延長上に存在する点を中心として
回転させることによって、被処理物559上におけるレ
ーザー光の照射位置を移動させ、被処理物559全面を
処理することができる。
Then, the stage 540 is moved linearly on the turntable 541, and the turntable 541 is moved to the stage 5.
By rotating about a point existing on the extension of the locus of the movement of 40, the irradiation position of the laser beam on the object 559 can be moved and the entire object 559 can be processed.

【0119】本実施例は、実施例1〜実施例5と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with Embodiments 1 to 5.

【0120】(実施例8)本実施例では、本発明のレー
ザー装置において用いられるレーザー光の発振装置及び
その他光学系について説明する。
(Embodiment 8) In this embodiment, a laser beam oscillation device and other optical systems used in the laser device of the present invention will be described.

【0121】図12に本実施例のレーザー装置の構造を
示す。本実施例のレーザー装置は、発振装置571から
発振されたレーザー光が非線形光学素子572により高
調波に変換され、分割手段であるミラー573により複
数のレーザー光に分割される。
FIG. 12 shows the structure of the laser device of this embodiment. In the laser device of the present embodiment, the laser light oscillated from the oscillator 571 is converted into a harmonic by the non-linear optical element 572, and split into a plurality of laser lights by the mirror 573 which is a splitting means.

【0122】それぞれのレーザー光は周期的なエネルギ
ー分布を有するレーザー光の形成手段であるミラー57
4a、574bによって反射され、それぞれシリンドリ
カルレンズ575a、575bによって集光され、ステ
ージ(本実施例では図示せず)上に設置された被処理物
561に到達する。被処理物561において、複数のレ
ーザー光が合成されることで干渉が生じ、周期的なエネ
ルギー分布を有するレーザー光が形成される。シリンド
リカルレンズ575a、575bは必ずしも設置する必
要はないが、設置することで照射面においてエネルギー
密度を高めることができる。
Each laser light has a mirror 57 which is a means for forming laser light having a periodic energy distribution.
It is reflected by 4a and 574b, respectively condensed by the cylindrical lenses 575a and 575b, and reaches the object to be processed 561 installed on the stage (not shown in this embodiment). In the object 561 to be processed, a plurality of laser lights are combined to cause interference, and laser light having a periodic energy distribution is formed. Although the cylindrical lenses 575a and 575b are not necessarily required to be installed, the energy density can be increased on the irradiation surface by installing them.

【0123】なお、レーザーから射出されたレーザー光
の形状は、レーザーの種類によって異なり、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
となる。
The shape of the laser beam emitted from the laser differs depending on the type of laser, and is circular when the rod shape is cylindrical and rectangular when the rod is slab type.

【0124】そして、ステージを回転台560上におい
て直線状に移動させ、回転台560をステージの移動し
た軌跡の延長上に存在する点を中心として回転させるこ
とによって、被処理物561上におけるレーザー光の照
射位置を移動させ、被処理物561全面を処理すること
ができる。
Then, the stage is linearly moved on the rotary table 560, and the rotary table 560 is rotated around a point existing on the extension of the locus of movement of the stage, so that the laser beam on the object 561 to be processed is rotated. By moving the irradiation position of, the entire surface of the object 561 to be processed can be processed.

【0125】本実施例は、実施例1〜実施例5と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with Embodiments 1 to 5.

【0126】(実施例9)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13〜図15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。
(Embodiment 9) In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this specification, a substrate in which a pixel portion including a CMOS circuit and a driver circuit, a pixel TFT, and a storage capacitor is formed over one substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0127】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600を用いる。なお、基板600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。
First, in this embodiment, a substrate 600 made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that as the substrate 600, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used.
Alternatively, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used.

【0128】次いで、基板600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601を公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、プ
ラズマCVD法等)により形成する。本実施例では下地
膜601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。
Next, a base film 601 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed on the substrate 600 by a known method (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method or the like). Although a two-layer structure is used as the base film 601 in this embodiment, a single layer film of the insulating film or a stacked structure of two or more layers may be used.

【0129】次いで、下地膜上に半導体層602〜60
6を形成する。半導体層602〜606は公知の手段
(スパッタ法、LPCVD法、プラズマCVD法等)に
より25〜80nm(好ましくは30〜60nm)の厚
さで半導体膜を成膜し、レーザー結晶化法により結晶化
させる。レーザー結晶化法は、本発明のレーザー装置を
用いて行うことができる。もちろん、レーザー結晶化法
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、得られた結晶性半導体膜を所望の形状にパ
ターニングして半導体層602〜606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。
Then, the semiconductor layers 602 to 60 are formed on the base film.
6 is formed. For the semiconductor layers 602 to 606, a semiconductor film is formed with a thickness of 25 to 80 nm (preferably 30 to 60 nm) by a known means (a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like), and crystallized by a laser crystallization method. Let The laser crystallization method can be performed using the laser device of the present invention. Of course, in addition to the laser crystallization method, it can be combined with other known crystallization methods (thermal crystallization method using RTA or furnace annealing, thermal crystallization method using a metal element that promotes crystallization, etc.). You can go. Then, the obtained crystalline semiconductor film is patterned into a desired shape to form semiconductor layers 602 to 606. Examples of the semiconductor film include an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, and a crystalline semiconductor film, and a compound semiconductor film having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film may be applied.

【0130】レーザー発振装置は、パルス発振型または
連続発光型のエキシマレーザーやYAGレーザー、YV
4レーザーを用いる。結晶化の条件は実施者が適宣選
択するものであるが、エキシマレーザーを用いる場合は
パルス発振周波数300Hzとし、レーザーエネルギー密
度を100〜400mJ/cm2(代表的には200〜300m
J/cm2)とする。また、YAGレーザーを用いる場合には
その第2高調波を用いパルス発振周波数30〜300kH
zとし、レーザーエネルギー密度を300〜600mJ/cm
2(代表的には350〜500mJ/cm2)とすると良い。そ
して幅100〜1000μm、例えば400μmで線状に
集光したレーザー光を基板全面に渡って照射し、この時
の線状レーザー光の重ね合わせ率(オーバーラップ率)
を50〜90%として行う。
The laser oscillator is a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, or YV laser.
An O 4 laser is used. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner. When an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz, and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 200 to 300 m).
J / cm 2 ). When a YAG laser is used, its second harmonic is used to generate a pulse oscillation frequency of 30 to 300 kHz.
z and the laser energy density is 300 to 600 mJ / cm
2 (typically 350 to 500 mJ / cm 2 ) is recommended. Then, laser light focused in a linear shape with a width of 100 to 1000 μm, for example 400 μm, is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlapping ratio of the linear laser lights at this time (overlap ratio)
Is performed as 50 to 90%.

【0131】なおレーザーは、連続発振またはパルス発
振の気体レーザーもしくは固体レーザーを用いることが
できる。気体レーザーとして、エキシマレーザー、Ar
レーザー、Krレーザーなどがあり、固体レーザーとし
て、YAGレーザー、YVO 4レーザー、YLFレーザ
ー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレー
ザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイア
レーザー、Y23レーザーなどが挙げられる。固体レー
ザーとしては、Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、
Ti、Yb又はTmがドーピングされたYAG、YVO
4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレーザー等も
使用可能である。当該レーザーの基本波はドーピングす
る材料によって異なり、1μm前後の基本波を有するレ
ーザー光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形
光学素子を用いることで得ることができる。
The laser is either continuous wave or pulsed.
Using a vibrating gas laser or a solid-state laser
it can. Excimer laser, Ar as gas laser
There are lasers, Kr lasers, etc.
YAG laser, YVO FourLaser, YLF laser
ー 、 YAlO3Laser, glass laser, ruby
The, Alexandride Laser, Ti: Sapphire
Laser, Y2O3Examples include lasers. Solid ray
As the other, Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co,
YAG, YVO doped with Ti, Yb or Tm
Four, YLF, YAlO3Lasers using crystals such as
It can be used. The fundamental wave of the laser is doped
It depends on the material used and the fundamental wave around 1 μm.
Laser light is obtained. Harmonics to the fundamental are non-linear
It can be obtained by using an optical element.

【0132】非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に
結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを
用い、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、Nd:YVO4レーザー(基本波
1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波
(355nm)を適用するのが望ましい。具体的には、
出力10Wの連続発振のYVO4レーザーから射出され
たレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換す
る。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子
を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ま
しくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状の
レーザー光に成形して、被処理体に照射する。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。そして、10〜2000cm/s程度の速度でレー
ザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射す
る。
In crystallizing the amorphous semiconductor film, in order to obtain crystals with a large grain size, a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave are applied. Is preferred. Typically, it is desirable to apply the second harmonic (532 nm) or the third harmonic (355 nm) of the Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm). In particular,
Laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method in which a YVO 4 crystal and a non-linear optical element are put in a resonator to emit a higher harmonic wave. Then, it is preferably shaped into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. At this time, the energy density of approximately 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, the semiconductor film is moved relative to the laser beam at a speed of about 10 to 2000 cm / s for irradiation.

【0133】続いて、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602〜606を形成
する。
Subsequently, semiconductor layers 602 to 606 are formed by a patterning process using the photolithography method.

【0134】また、半導体層602〜606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。
After forming the semiconductor layers 602 to 606, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.

【0135】次いで、半導体層602〜606を覆うゲ
ート絶縁膜607を形成する。ゲート絶縁膜607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。
Next, a gate insulating film 607 which covers the semiconductor layers 602 to 606 is formed. The gate insulating film 607 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 40 to
It is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 59%, N =) having a thickness of 110 nm is formed by the plasma CVD method.
7%, H = 2%). Of course, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0136】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。
If a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) is formed by plasma CVD.
And O 2 are mixed, reaction pressure 40 Pa, substrate temperature 300-
400 ° C., high frequency (13.56 MHz) power density 0.
It can be formed by discharging at 5 to 0.8 W / cm 2 .
The silicon oxide film formed in this manner has a thickness of 400
Good characteristics as a gate insulating film can be obtained by thermal annealing at ˜500 ° C.

【0137】次いで、ゲート絶縁膜607上に膜厚20
〜100nmの第1の導電膜608と、膜厚100〜4
00nmの第2の導電膜609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608と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電
膜609を積層形成した。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。W膜は結晶粒を大きくす
ることで低抵抗率化を図ることができるが、W膜中に酸
素などの不純物元素が多い場合には結晶化が阻害され高
抵抗化する。従って、本実施例では、高純度のW(純度
99.9999%)のターゲットを用いたスパッタ法
で、さらに成膜時に気相中からの不純物の混入がないよ
うに十分配慮してW膜を形成することにより、抵抗率9
〜20μΩcmを実現することができる。
Then, a film having a thickness of 20 is formed on the gate insulating film 607.
A first conductive film 608 having a thickness of 100 nm and a thickness of 100 to 4
A second conductive film 609 having a thickness of 00 nm is formed by stacking. In this example, a first conductive film 608 made of a TaN film having a film thickness of 30 nm and a second conductive film 609 made of a W film having a film thickness of 370 nm were laminated. The TaN film is formed by a sputtering method and is sputtered in an atmosphere containing nitrogen using a Ta target. The W film was formed by the sputtering method using a W target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, and the resistivity of the W film is 20 μΩc.
It is desirable to be m or less. Although the resistivity of the W film can be lowered by enlarging the crystal grains, when the W film contains many impurity elements such as oxygen, crystallization is hindered and the resistance is increased. Therefore, in the present embodiment, the W film is formed by the sputtering method using a high-purity W (purity 99.9999%) target, and with careful consideration that impurities are not mixed from the gas phase during film formation. By forming, a resistivity of 9
˜20 μΩcm can be realized.

【0138】なお、本実施例では、第1の導電膜608
をTaN、第2の導電膜609をWとしたが、特に限定
されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、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。
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、AgP
dCu合金を用いてもよい。また、第1の導電膜をタン
タル(Ta)膜で形成し、第2の導電膜をW膜とする組
み合わせ、第1の導電膜を窒化チタン(TiN)膜で形
成し、第2の導電膜をW膜とする組み合わせ、第1の導
電膜を窒化タンタル(TaN)で形成し、第2の導電膜
をWとする組み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル
(TaN)膜で形成し、第2の導電膜をAl膜とする組
み合わせ、第1の導電膜を窒化タンタル(TaN)膜で
形成し、第2の導電膜をCu膜とする組み合わせとして
もよい。
Note that in this embodiment, the first conductive film 608 is used.
Is TaN and the second conductive film 609 is W, but is not particularly limited, and Ta, W, Ti, Mo, Al, Cu,
It may be formed of an element selected from Cr or Nd, or an alloy material or a compound material containing the above element as a main component.
Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Also, AgP
You may use dCu alloy. In addition, the first conductive film is formed of a tantalum (Ta) film, the second conductive film is formed of a W film, and the first conductive film is formed of a titanium nitride (TiN) film. Is used as the W film, the first conductive film is formed of tantalum nitride (TaN), the second conductive film is used as W, and the first conductive film is formed of the tantalum nitride (TaN) film. The second conductive film may be an Al film, the first conductive film may be a tantalum nitride (TaN) film, and the second conductive film may be a Cu film.

【0139】また、2層構造に限定されず、例えば、タ
ングステン膜、アルミニウムとシリコンの合金(Al−
Si)膜、窒化チタン膜を順次積層した3層構造として
もよい。また、3層構造とする場合、タングステンに代
えて窒化タングステンを用いてもよいし、アルミニウム
とシリコンの合金(Al−Si)膜に代えてアルミニウ
ムとチタンの合金膜(Al−Ti)を用いてもよいし、
窒化チタン膜に代えてチタン膜を用いてもよい。
The structure is not limited to the two-layer structure. For example, a tungsten film, an alloy of aluminum and silicon (Al-
A three-layer structure in which a Si) film and a titanium nitride film are sequentially stacked may be used. In the case of a three-layer structure, tungsten nitride may be used instead of tungsten, or an aluminum-titanium alloy film (Al-Ti) may be used instead of an aluminum-silicon alloy (Al-Si) film. Good
A titanium film may be used instead of the titanium nitride film.

【0140】なお、導電膜の材料によって、適宜最適な
エッチングの方法や、エッチャントの種類を選択するこ
とが重要である。
It is important to select the optimum etching method and etchant type depending on the material of the conductive film.

【0141】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610〜615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13(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。
Next, masks 610 to 615 made of resist are formed by photolithography, and a first etching treatment for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. (FIG. 13B) In this embodiment, as the first etching condition, ICP (Inductively Coupled Plasma:
(Inductively coupled plasma) etching method, CF 4 , Cl 2 and O 2 are used as etching gases, the flow rate ratio of each gas is set to 25:25:10 (sccm), and the coil type electrode is applied at a pressure of 1 Pa. RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to the substrate to generate plasma for etching. RF (13.56 MHz) power of 150 W is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage. The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered.

【0142】この後、レジストからなるマスク610〜
615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
った。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)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。
After that, masks 610 made of resist are formed.
615 was not removed, and the second etching conditions were changed to CF 4 and Cl 2 as etching gases, and the flow rate ratio of each gas was set to 30:30 (sccm) to form a coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. An RF (13.56 MHz) power of 500 W was applied to generate plasma and etching was performed for about 30 seconds. 20 W RF (13.56) on the substrate side (sample stage)
MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%.

【0143】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617〜622(第1の導
電層617a〜622aと第2の導電層617b〜62
2b)を形成する。616はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層617〜622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。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is adjusted to
The edges of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of this tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layers 617 to 622 (first conductive layers 617a to 622a and second conductive layers 617b to 62) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment.
2b) is formed. Reference numeral 616 denotes a gate insulating film, which is the first
The area not covered with the conductive layers 617 to 622 in the shape of 20 is 20.
A thinned region is formed by etching about 50 nm.

【0144】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13(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628b〜633bを
形成する。一方、第1の導電層617a〜622aは、
ほとんどエッチングされず、第2の形状の導電層628
〜633を形成する。
Then, a second etching process is performed without removing the resist mask. Here, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gas, and the W film is selectively etched. At this time, the second conductive layers 628b to 633b are formed by the second etching treatment. On the other hand, the first conductive layers 617a to 622a are
The second shape conductive layer 628 is hardly etched.
~ 633 are formed.

【0145】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/cm2
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628〜633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623〜627が形成される。不純物
領域623〜627には1×1018〜1×1020atoms/
cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加す
る。
Then, the first doping process is performed without removing the resist mask, and the impurity element imparting n-type is added to the semiconductor layer at a low concentration. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5
The acceleration voltage is set to × 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 40 to 80 keV. In this embodiment, the dose amount is 1.5 × 10 13 / cm 2 and the acceleration voltage is 60 keV. An element belonging to Group 15 is used as the impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (As), but phosphorus (P) is used here. In this case, the conductive layers 628 to 633 are n
The mask serves as a mask for the impurity element imparting the mold, and the impurity regions 623 to 627 are formed in a self-aligned manner. Impurity regions 623 to 627 have 1 × 10 18 to 1 × 10 20 atoms /
An impurity element imparting n-type is added within the concentration range of cm 3 .

【0146】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634a〜634c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628b〜632b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14(A)の状態を得る。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を1×10 15〜1×10
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63
6、642、648には1×1018〜5×1019 atoms
/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635、641、644、647
には1×1019〜5×1021 atoms/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。
After removing the resist mask, a new
In addition, masks 634a to 634c made of resist are formed.
The second acceleration voltage is higher than that of the first doping process.
Doping process. Ion doping conditions are dose
1 x 1013~ 1 x 1015/cm2And the acceleration voltage is 60
~ 120 keV. Doping process is the second guide
The electrode layers 628b to 632b serve as masks for impurity elements.
Used as a semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer
Doping so that an impurity element is added to the. Continued
Lowering the acceleration voltage from the second doping process
A doping process is performed to obtain the state shown in FIG. I
The condition of the on-doping method is that the dose amount is 1 × 10 15~ 1 x 10
17/cm2And the acceleration voltage is 50 to 100 keV.
U Second doping process and third doping process
As a result, the low-concentration impurity region 63 overlapping the first conductive layer is formed.
1 x 10 for 6, 642, 64818~ 5 x 1019 atoms
/cm3In the concentration range of
High concentration impurity regions 635, 641, 644, 647
For 1 x 1019~ 5 x 10twenty one atoms / cm3N in the concentration range of
An impurity element imparting a mold is added.

【0147】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。
Of course, by setting an appropriate acceleration voltage,
The second doping process and the third doping process are 1
It is possible to form the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region by performing the doping process once.

【0148】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650a〜650
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653、654、6
59、660を形成する。第2の導電層628a〜63
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653、654、
659、660はジボラン(B26)を用いたイオンド
ープ法で形成する。(図14(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650a〜650c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653、654と659、660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1×10
19〜5×1021atoms/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。
Next, after removing the resist masks, new resist masks 650a to 650 are formed.
c is formed and a fourth doping process is performed. By the fourth doping process, impurity regions 653, 654, 6 in which an impurity element imparting a conductivity type opposite to the one conductivity type is added to a semiconductor layer which becomes an active layer of a p-channel TFT.
59 and 660 are formed. Second conductive layers 628a-63
Using 2a as a mask for the impurity element, the impurity element imparting p-type is added to form an impurity region in a self-aligned manner. In this embodiment, the impurity regions 653, 654,
659 and 660 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (FIG. 14B) During the fourth doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with masks 650a to 650c made of resist. By the first to third doping processes, phosphorus is added to the impurity regions 653, 654 and 659, 660 at different concentrations, and the concentration of the impurity element imparting p-type is 1 × 10
By performing the doping process so as to have a concentration of 19 to 5 × 10 21 atoms / cm 3 , there is no problem because it functions as a source region and a drain region of the p-channel TFT.

【0149】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。
Through the above steps, the impurity regions are formed in the respective semiconductor layers.

【0150】次いで、レジストからなるマスク650a
〜650cを除去して第1の層間絶縁膜661を形成す
る。この第1の層間絶縁膜661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661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。
Next, a mask 650a made of resist.
To 650c are removed to form a first interlayer insulating film 661. As the first interlayer insulating film 661, plasma C is used.
The thickness is 100 to 200 using the VD method or the sputtering method.
It is formed of an insulating film containing silicon as nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 150 nm is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 661 is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0151】次いで、図14(C)に示すように、活性
化処理としてレーザー照射方法を用いる。レーザーアニ
ール法を用いる場合、結晶化の際に用いたレーザーを使
用することが可能である。活性化の場合は、移動速度は
結晶化と同じにし、0.01〜100MW/cm2程度
(好ましくは0.01〜10MW/cm2)のエネルギ
ー密度が必要となる。また結晶化の際には連続発振のレ
ーザーを用い、活性化の際にはパルス発振のレーザーを
用いるようにしても良い。
Then, as shown in FIG. 14C, a laser irradiation method is used as the activation treatment. When the laser annealing method is used, the laser used for crystallization can be used. For activation, the moving speed is required energy density of the same west and crystallization, 0.01 to 100 MW / cm 2 about (preferably 0.01~10MW / cm 2). A continuous wave laser may be used for crystallization, and a pulsed laser may be used for activation.

【0152】また、第1の層間絶縁膜を形成する前に活
性化処理を行っても良い。
Further, activation treatment may be performed before forming the first interlayer insulating film.

【0153】そして、加熱処理(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661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。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300〜650℃で1〜12時
間の加熱処理を行っても良い。この場合は、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。
Then, heat treatment (1 at 300 to 550 ° C.)
Hydrogenation can be performed by performing a heat treatment for 12 hours. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 661. As other means of hydrogenation, plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) or 3 to 100%
The heat treatment may be performed at 300 to 650 ° C. for 1 to 12 hours in the atmosphere containing hydrogen. In this case, the semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film.

【0154】次いで、第1の層間絶縁膜661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662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のものを用いても良
い。また、表面に凸凹が形成されるものを用いても良
い。
Next, a second interlayer insulating film 662 made of an inorganic insulating film material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 661. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
The acrylic resin film of
cp, preferably 40 to 200 cp may be used. Moreover, you may use what has unevenness on the surface.

【0155】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。
In this embodiment, in order to prevent specular reflection, the second interlayer insulating film having the unevenness is formed on the surface to form the unevenness on the surface of the pixel electrode. Further, in order to make the surface of the pixel electrode uneven so as to achieve light scattering, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode. In that case, since the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, the projection can be formed without increasing the number of steps. Note that this convex portion may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the wiring and the TFT portion. Thus, the unevenness is formed on the surface of the pixel electrode along the unevenness formed on the surface of the insulating film covering the convex portion.

【0156】また、第2の層間絶縁膜662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。
A film having a flat surface may be used as the second interlayer insulating film 662. In that case, after forming the pixel electrode, a step such as a known sandblasting method or etching method is added to make the surface uneven so as to prevent specular reflection and scatter reflected light to increase the whiteness. Is preferred.

【0157】そして、駆動回路686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664〜668
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15)
Then, in the drive circuit 686, wirings 664 to 668 electrically connected to the respective impurity regions.
To form. Note that these wirings have a thickness of 50 nm.
A laminated film of an i film and an alloy film (alloy film of Al and Ti) having a film thickness of 500 nm is formed by patterning. Of course, the structure is not limited to the two-layer structure, and may be a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers. Also, as the wiring material,
It is not limited to Al and Ti. For example, Al or C on the TaN film
Wiring may be formed by forming u and then patterning a laminated film having a Ti film formed thereon. (Figure 15)

【0158】また、画素部687においては、画素電極
670、ゲート配線669、接続電極668を形成す
る。この接続電極668によりソース配線(643aと
643b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669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6
70は、画素TFTのドレイン領域690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685と電気的な接続が形成され
る。また本願では画素電極と接続電極とを同じ材料で形
成しているが、画素電極670として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
れた材料を用いても良い。
In the pixel portion 687, the pixel electrode 670, the gate wiring 669, and the connection electrode 668 are formed. By this connection electrode 668, the source wiring (a stack of 643a and 643b) is electrically connected to the pixel TFT. Further, the gate wiring 669 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. In addition, the pixel electrode 6
The pixel 70 is electrically connected to the drain region 690 of the pixel TFT, and further electrically connected to the semiconductor layer 685 which functions as one electrode forming a storage capacitor. In addition, although the pixel electrode and the connection electrode are formed of the same material in the present application, a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component or a laminated film thereof may be used as the pixel electrode 670. good.

【0159】以上の様にして、nチャネル型TFT68
1とpチャネル型TFT682からなるCMOS回路、
及びnチャネル型TFT683を有する駆動回路686
と、画素TFT684、保持容量685とを有する画素
部687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。
As described above, the n-channel TFT 68
1 and a p-channel TFT 682 CMOS circuit,
And drive circuit 686 having n-channel TFT 683
Then, the pixel portion 687 including the pixel TFT 684 and the storage capacitor 685 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.

【0160】駆動回路686のnチャネル型TFT68
1はチャネル形成領域637、ゲート電極の一部を構成
する第1の導電層628aと重なる低濃度不純物領域6
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652と、を有してい
る。このnチャネル型TFT681と電極666で接続
してCMOS回路を形成するpチャネル型TFT682
にはチャネル形成領域640、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653と、p型
を付与する不純物元素が導入された不純物領域654を
有している。また、nチャネル型TFT683にはチャ
ネル形成領域643、ゲート電極の一部を構成する第1
の導電層630aと重なる低濃度不純物領域642(G
OLD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656とを有している。
N-channel TFT 68 of drive circuit 686
Reference numeral 1 denotes a channel formation region 637, and a low-concentration impurity region 6 that overlaps with the first conductive layer 628a that forms part of the gate electrode.
36 (GOLD region), and a high-concentration impurity region 652 which functions as a source region or a drain region. A p-channel TFT 682 which is connected to the n-channel TFT 681 with an electrode 666 to form a CMOS circuit.
Has a channel formation region 640, a high concentration impurity region 653 which functions as a source region or a drain region, and an impurity region 654 into which an impurity element imparting p-type conductivity is introduced. In addition, the n-channel TFT 683 has a channel forming region 643 and a first part of the gate electrode.
Low concentration impurity region 642 (G
OLD region), and a high concentration impurity region 656 which functions as a source region or a drain region.

【0161】画素部の画素TFT684にはチャネル形
成領域646、ゲート電極の外側に形成される低濃度不
純物領域645(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658とを有
している。また、保持容量685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
685は、絶縁膜616を誘電体として、電極(632
aと632bの積層)と、半導体層とで形成している。
The pixel TFT 684 in the pixel portion has a channel formation region 646, a low concentration impurity region 645 (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 658 which functions as a source region or a drain region. ing. Further, an impurity element imparting n-type conductivity and an impurity element imparting p-type conductivity are added to the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 685. The storage capacitor 685 uses the insulating film 616 as a dielectric to form electrodes (632).
a and a layer of 632b) and a semiconductor layer.

【0162】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。
In the pixel structure of this embodiment, the end portions of the pixel electrodes are arranged and overlapped with the source wirings so that the gaps between the pixel electrodes are shielded without using the black matrix.

【0163】本実施例は、実施例1〜実施例8と組み合
わせて実施することが可能である。
This embodiment can be carried out in combination with Embodiments 1 to 8.

【0164】(実施例10)本実施例では、実施例9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1
6を用いる。
(Embodiment 10) In this embodiment, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 9 will be described below. Figure 1 for explanation
6 is used.

【0165】まず、実施例9に従い、図15の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図15のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極670上に配向
膜867を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜867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872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。
First, according to the ninth embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 15, an alignment film 867 is formed on at least the pixel electrode 670 on the active matrix substrate of FIG. 15, and rubbing treatment is performed. In this example, before forming the alignment film 867, a columnar spacer 872 for holding the space between the substrates was formed at a desired position by patterning an organic resin film such as an acrylic resin film. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0166】次いで、対向基板869を用意する。次い
で、対向基板869上に着色層870、871、平坦化
膜873を形成する。赤色の着色層870と青色の着色
層871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。
Next, a counter substrate 869 is prepared. Next, the coloring layers 870 and 871 and the planarization film 873 are formed over the counter substrate 869. The red colored layer 870 and the blue colored layer 871 are overlapped with each other to form a light shielding portion. In addition, the light-shielding portion may be formed by partially overlapping the red colored layer and the green colored layer.

【0167】本実施例では、実施例9に示す基板を用い
ている。従って、少なくともゲート配線669と画素電
極670の間隙と、ゲート配線669と接続電極668
の間隙と、接続電極668と画素電極670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。
In this example, the substrate shown in Example 9 is used. Therefore, at least the gap between the gate wiring 669 and the pixel electrode 670, and the gate wiring 669 and the connection electrode 668.
It is necessary to shield light from the gap between the connection electrode 668 and the pixel electrode 670. In this example, the colored layers were arranged so that the light-shielding portions formed by stacking the colored layers were overlapped with each other at the positions where they should be shielded, and the counter substrates were bonded together.

【0168】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。
As described above, the number of steps can be reduced by forming a light-shielding portion formed of a stack of colored layers so as to shield the gaps between pixels without forming a light-shielding layer such as a black mask.

【0169】次いで、平坦化膜873上に透明導電膜か
らなる対向電極876を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜874を形成し、ラビング処理を
施した。
Then, a counter electrode 876 made of a transparent conductive film is formed on at least the pixel portion on the flattening film 873, an alignment film 874 is formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing process is performed.

【0170】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868
で貼り合わせる。シール材868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875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875には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図16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。
The active matrix substrate having the pixel portion and the driving circuit formed thereon and the counter substrate are sealed with a sealant 868.
Stick together. A filler is mixed in the sealing material 868, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacer. afterwards,
A liquid crystal material 875 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material 875. In this way, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 16 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. Then, using a known technique, F
I stuck a PC.

【0171】以上のようにして作製される液晶表示装置
はエネルギー分布が周期的または一様なレーザー光が照
射され、大粒径の結晶粒が形成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。
The liquid crystal display device manufactured as described above is a TFT manufactured using a semiconductor film on which large-grain crystal grains are formed by irradiation with laser light whose energy distribution is periodic or uniform. Therefore, the liquid crystal display device can have sufficient operating characteristics and reliability. Then, such a liquid crystal display device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0172】なお、本実施例は実施例1〜実施例9と組
み合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be carried out in combination with Embodiments 1 to 9.

【0173】(実施例11)本実施例では、実施例9で
示したアクティブマトリクス基板を作製するときのTF
Tの作製方法を用いて、発光装置を作製する例を以下に
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等を実装し
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
(Electro 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。
(Embodiment 11) In this embodiment, TF when the active matrix substrate shown in Embodiment 9 is manufactured.
An example of manufacturing a light emitting device by using the manufacturing method of T will be described below. In this specification, a light emitting device is a generic term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is enclosed between the substrate and a cover material, and a display module in which a TFT or the like is mounted on the display panel. Is. Note that the light-emitting element has a layer (a light-emitting layer) containing an organic compound that can obtain luminescence (Electro Luminescence) generated by applying an electric field, an anode layer, and a cathode layer. In addition, luminescence in an organic compound includes light emission when returning from a singlet excited state to a ground state (fluorescence) and light emission when returning from a triplet excited state to a ground state (phosphorescence). Alternatively, it includes both luminescence.

【0174】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。
In the present specification, all layers formed between the anode and the cathode in the light emitting device are defined as organic light emitting layers. The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, a light emitting device has a structure in which an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer are sequentially stacked. In addition to this structure, an anode layer, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode layer, and an anode layer are provided. It may have a structure in which a hole injecting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, a cathode layer and the like are laminated in this order.

【0175】図17は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図17において、基板700上に設けられたスイッ
チングTFT733は実施例9の作製方法を用いて形成
される。
FIG. 17 is a sectional view of the light emitting device of this embodiment. In FIG. 17, the switching TFT 733 provided on the substrate 700 is formed by using the manufacturing method of Example 9.

【0176】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。
Although the double gate structure in which two channel forming regions are formed is used in this embodiment, a single gate structure in which one channel forming region is formed or a triple gate structure in which three channel forming regions are formed is also possible. good.

【0177】基板700上に設けられた駆動回路は実施
例9の作製方法を用いて形成される。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。
The driver circuit provided on the substrate 700 is formed by using the manufacturing method of the ninth embodiment. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0178】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。
Further, the wirings 701 and 703 function as a source wiring of the CMOS circuit, and 702 functions as a drain wiring.
The wiring 704 is connected to the source wiring 708 and the switching T.
The wiring 705 functions as a wiring that electrically connects the source region of the FT, and the wiring 705 is connected to the drain wiring 709 and the switching T.
It functions as a wiring that electrically connects the drain region of the FT.

【0179】なお、電流制御TFT734は実施例9の
作製方法を用いて形成される。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。
The current control TFT 734 is formed by using the manufacturing method of the ninth embodiment. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0180】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のドレイン領域と画素電極711とを電気的
に接続する電極である。
The wiring 706 is a source wiring (corresponding to a current supply line) of the current control TFT, and 707 is an electrode electrically connecting the drain region of the current control TFT and the pixel electrode 711.

【0181】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。
711 is a pixel electrode (anode of a light emitting element) made of a transparent conductive film. As the transparent conductive film,
A compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Moreover, you may use what added gallium to the said transparent conductive film. The pixel electrode 711 has a flat interlayer insulating film 7 before the wiring is formed.
Form on 10. In this embodiment, it is very important to flatten the step due to the TFT by using the flattening film 710 made of resin. Since the light emitting layer that is formed later is very thin, the light emitting failure may occur due to the existence of the step. Therefore, it is desirable to flatten the light emitting layer before forming the pixel electrode so that the light emitting layer can be formed as flat as possible.

【0182】配線701〜707を形成後、図17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。
After forming the wirings 701 to 707, a bank 712 is formed as shown in FIG. Bank 712 is 10
It may be formed by patterning an insulating film containing 0 to 400 nm of silicon or an organic resin film.

【0183】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
12Ωm(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。
Since the bank 712 is an insulating film,
Attention must be paid to the electrostatic breakdown of the device during film formation.
In this embodiment, carbon particles or metal particles are added to the insulating film that is the material of the bank 712 to lower the resistivity and suppress the generation of static electricity. At this time, the resistivity is 1 × 10 6 to 1 × 1.
The addition amount of carbon particles or metal particles may be adjusted so as to be 0 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).

【0184】画素電極711の上には発光層713が形
成される。なお、図17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
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。
A light emitting layer 713 is formed on the pixel electrode 711. Although only one pixel is shown in FIG. 17, light emitting layers corresponding to respective colors of R (red), G (green), and B (blue) are separately formed in this embodiment. Further, in this embodiment, the low molecular weight organic light emitting material is formed by the vapor deposition method.
Specifically, a 20-nm-thick copper phthalocyanine (CuPc) film is provided as a hole injection layer, and a 7-nm light emitting layer is formed thereon.
It has a laminated structure in which a 0 nm thick tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film is provided. The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene or DCM1 to Alq 3 .

【0185】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。
However, the above example is an example of an organic light emitting material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit to this. The light emitting layer (charge transporting layer or charge injecting layer) may be freely combined to form a light emitting layer (a layer for emitting light and for moving carriers therefor). For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic light emitting material is used as the light emitting layer is shown, but a medium molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material may be used. In the present specification, an organic light-emitting material having no sublimability and having a number of molecules of 20 or less or a chain of molecules having a length of 10 μm or less is referred to as a medium molecule organic light-emitting material. In addition, as an example of using a polymer organic light emitting material, the hole injection layer has a thickness of 20 nm.
Alternatively, a polythiophene (PEDOT) film may be provided by a spin coating method, and a para-phenylene vinylene (PPV) film having a thickness of about 100 nm may be provided on the polythiophene (PEDOT) film as a laminated structure. By using a PPV π-conjugated polymer, the emission wavelength can be selected from red to blue. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic light emitting materials and inorganic materials.

【0186】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。
Next, a cathode 714 made of a conductive film is provided on the light emitting layer 713. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a well-known MgAg film (an alloy film of magnesium and silver)
May be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0187】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。
The light emitting element 715 is completed when the cathode 714 is formed. The light emitting element 71 referred to here
Reference numeral 5 denotes a diode formed by the pixel electrode (anode) 711, the light emitting layer 713 and the cathode 714.

【0188】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。
It is effective to provide the passivation film 716 so as to completely cover the light emitting element 715. As the passivation film 716, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating films are used as a single layer or a stacked layer in which they are combined.

【0189】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。
At this time, it is preferable to use a film having good coverage as a passivation film, and a carbon film, especially D
It is effective to use an LC (diamond-like carbon) film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C. or lower, it can be easily formed over the light-emitting layer 713 having low heat resistance. In addition, the DLC film has a high oxygen blocking effect, and thus the light emitting layer 713
It is possible to suppress the oxidation of Therefore, it is possible to prevent the problem that the light emitting layer 713 is oxidized during the subsequent sealing step.

【0190】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。
Further, a sealing material 717 is provided on the passivation film 716, and a cover material 718 is attached. An ultraviolet curable resin may be used as the sealing material 717, and it is effective to provide a substance having a moisture absorption effect or a substance having an antioxidant effect inside. In addition, in this embodiment, the cover material 718 is a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate (including a plastic film) on which carbon films (preferably diamond-like carbon films) are formed.

【0191】こうして図17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。
Thus, the light emitting device having the structure shown in FIG. 17 is completed. Note that it is effective to continuously perform the steps from the formation of the bank 712 to the formation of the passivation film 716 using a multi-chamber system (or in-line system) film formation apparatus without exposing to the atmosphere. . Further, it is also possible to further develop and continuously process up to the step of attaching the cover material 718 without exposing to the atmosphere.

【0192】こうして、基板700上にnチャネル型T
FT731、732、スイッチングTFT(nチャネル
型TFT)703および電流制御TFT(nチャネル型
TFT)734が形成される。
Thus, the n-channel type T is formed on the substrate 700.
FTs 731 and 732, a switching TFT (n-channel TFT) 703, and a current control TFT (n-channel TFT) 734 are formed.

【0193】さらに、図17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。
Further, as described with reference to FIG. 17,
By providing an impurity region overlapping the gate electrode with an insulating film interposed therebetween, n which is resistant to deterioration due to the hot carrier effect is used.
A channel TFT can be formed. for that reason,
It is possible to realize a highly reliable light emitting device.

【0194】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。
Although only the configurations of the pixel portion and the driving circuit are shown in this embodiment, a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, a γ correction circuit, etc. may also be used according to the manufacturing process of this embodiment. Can be formed on the same insulator, and further, a memory and a microprocessor can be formed.

【0195】以上のようにして作製される発光装置はエ
ネルギー分布が周期的または一様なレーザー光が照射さ
れ、大粒径の結晶粒が形成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。
The light-emitting device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film in which large-grain crystal grains are formed by irradiation with laser light whose energy distribution is periodic or uniform. Therefore, the operating characteristics and reliability of the light emitting device can be sufficient. Then, such a light emitting device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0196】なお、本実施例は実施例1〜実施例9のい
ずれか一と組み合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with any one of Embodiments 1 to 9.

【0197】(実施例12)本実施例では、本発明の半
導体装置の1つである発光装置の画素の、実施例11と
は異なる構成について説明する。図18に本実施例の発
光装置の画素の断面図を示す。
(Embodiment 12) In this embodiment, a structure of a pixel of a light emitting device, which is one of the semiconductor devices of the present invention, different from that of the embodiment 11 will be described. FIG. 18 shows a cross-sectional view of a pixel of the light emitting device of this example.

【0198】751はnチャネル型TFTであり、75
2はpチャネル型TFTである。nチャネル型TFT7
51は、半導体膜753と、第1の絶縁膜770と、第
1の電極754、755と、第2の絶縁膜771と、第
2の電極756、757とを有している。そして、半導
体膜753は、第1濃度の一導電型不純物領域758
と、第2濃度の一導電型不純物領域759と、チャネル
形成領域760、761を有している。
751 is an n-channel TFT,
2 is a p-channel TFT. n-channel TFT7
51 includes a semiconductor film 753, a first insulating film 770, first electrodes 754 and 755, a second insulating film 771, and second electrodes 756 and 757. Then, the semiconductor film 753 has a first concentration one conductivity type impurity region 758.
And a second concentration one conductivity type impurity region 759 and channel formation regions 760 and 761.

【0199】第1の電極754、755とチャネル形成
領域760、761とは、それぞれ第1の絶縁膜770
を間に挟んで重なっている。また、第2の電極756、
757と、チャネル形成領域760、761とは、それ
ぞれ第2の絶縁膜771を間に挟んで重なっている。
The first electrodes 754 and 755 and the channel forming regions 760 and 761 are respectively formed of the first insulating film 770.
They are overlapped with each other. In addition, the second electrode 756,
757 and the channel formation regions 760 and 761 overlap with each other with the second insulating film 771 interposed therebetween.

【0200】pチャネル型TFT752は、半導体膜7
80と、第1の絶縁膜770と、第1の電極782と、
第2の絶縁膜771と、第2の電極781とを有してい
る。そして、半導体膜780は、第3濃度の一導電型不
純物領域783と、チャネル形成領域784を有してい
る。
The p-channel TFT 752 is made up of the semiconductor film 7
80, a first insulating film 770, a first electrode 782,
It has a second insulating film 771 and a second electrode 781. The semiconductor film 780 has a third concentration one-conductivity-type impurity region 783 and a channel formation region 784.

【0201】第1の電極782とチャネル形成領域78
4とは、それぞれ第1の絶縁膜770を間に挟んで重な
っている。第2の電極781とチャネル形成とは、それ
ぞれ第2の絶縁膜771を間に挟んで重なっている。
First electrode 782 and channel forming region 78
4 overlap with each other with the first insulating film 770 interposed therebetween. The second electrode 781 and the channel formation overlap with each other with the second insulating film 771 interposed therebetween.

【0202】そして、第1の電極782と第2の電極7
81とは、配線790を介して電気的に接続されてい
る。
Then, the first electrode 782 and the second electrode 7
81 is electrically connected via a wire 790.

【0203】本発明のレーザー装置は、半導体膜75
3、780の結晶化、活性化またはその他レーザーアニ
ールを用いる工程において使用することができる。
The laser device of the present invention comprises a semiconductor film 75.
3,780 can be used in crystallization, activation or other processes using laser annealing.

【0204】本実施例では、スイッチング素子として用
いるTFT(本実施例の場合nチャネル型TFT75
1)は、第1の電極に一定の電圧を印加している。第1
の電極に一定の電圧を印加することで、電極が1つの場
合に比べて閾値のばらつきを抑えることができ、なおか
つオフ電流を抑えることができる。
In this embodiment, a TFT used as a switching element (in the case of this embodiment, an n-channel TFT 75
In 1), a constant voltage is applied to the first electrode. First
By applying a constant voltage to the electrode, it is possible to suppress the variation in the threshold and to suppress the off-current as compared with the case where there is one electrode.

【0205】また、スイッチング素子として用いるTF
Tよりも大きな電流を流すTFT(本実施例の場合pチ
ャネル型TFT752)は、第1の電極と第2の電極と
を電気的に接続している。第1の電極と第2の電極に同
じ電圧を印加することで、実質的に半導体膜の膜厚を薄
くしたのと同じように空乏層が早く広がるので、サブス
レッショルド係数を小さくすることができ、オン電流を
大きくすることができる。よって、この構造のTFTを
駆動回路に使用することにより、駆動電圧を低下させる
ことができる。また、オン電流を大きくすることができ
るので、TFTのサイズ(特にチャネル幅)を小さくす
ることができる。そのため集積密度を向上させることが
できる。
TF used as a switching element
In the TFT (p-channel TFT 752 in this embodiment) which allows a current larger than T to flow, the first electrode and the second electrode are electrically connected. By applying the same voltage to the first electrode and the second electrode, the depletion layer spreads quickly in the same manner as when the semiconductor film is made thinner, so that the subthreshold coefficient can be made smaller. The ON current can be increased. Therefore, by using the TFT having this structure in the drive circuit, the drive voltage can be lowered. Further, since the on-current can be increased, the size of the TFT (particularly the channel width) can be reduced. Therefore, the integration density can be improved.

【0206】なお、本実施例は実施例1〜実施例11の
いずれか一と組み合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be implemented in combination with any one of Embodiments 1 to 11.

【0207】(実施例13)本実施例では、本発明の半
導体装置の1つである発光装置の画素の、実施例11、
実施例12とは異なる構成について説明する。図19に
本実施例の発光装置の画素の断面図を示す。
(Embodiment 13) In this embodiment, a pixel of a light emitting device which is one of the semiconductor devices of the present invention,
A configuration different from that of the twelfth embodiment will be described. FIG. 19 shows a cross-sectional view of a pixel of the light emitting device of this example.

【0208】図19において、911は基板、912は
下地となる絶縁膜(以下、下地膜という)である。基板
911としては透光性基板、代表的にはガラス基板、石
英基板、ガラスセラミックス基板、又は結晶化ガラス基
板を用いることができる。但し、作製プロセス中の最高
処理温度に耐えるものでなくてはならない。
In FIG. 19, 911 is a substrate, and 912 is an insulating film serving as a base (hereinafter referred to as a base film). As the substrate 911, a light-transmitting substrate, typically a glass substrate, a quartz substrate, a glass ceramics substrate, or a crystallized glass substrate can be used. However, it must withstand the highest processing temperatures during the fabrication process.

【0209】8201はスイッチングTFT、8202
は電流制御TFTであり、それぞれnチャネル型TF
T、pチャネル型TFTで形成されている。有機発光層
の発光方向が基板の下面(TFT及び有機発光層が設け
られていない面)の場合、上記構成であることが好まし
い。しかしスイッチングTFTと電流制御TFTは、n
チャネル型TFTでもpチャネル型TFTでも、どちら
でも構わない。
Reference numeral 8201 is a switching TFT, and 8202.
Is a current control TFT, each of which is an n-channel TF
It is formed of T and p channel type TFTs. When the light emitting direction of the organic light emitting layer is the lower surface of the substrate (the surface on which the TFT and the organic light emitting layer are not provided), the above configuration is preferable. However, the switching TFT and the current control TFT are n
Either a channel type TFT or a p channel type TFT may be used.

【0210】スイッチングTFT8201は、ソース領
域913、ドレイン領域914、LDD領域915a〜
915d、分離領域916及びチャネル形成領域917
a、917bを含む活性層と、ゲート絶縁膜918と、ゲ
ート電極919a、919bと、第1層間絶縁膜920
と、ソース信号線921と、ドレイン配線922とを有
している。なお、ゲート絶縁膜918又は第1層間絶縁
膜920は基板上の全TFTに共通であっても良いし、
回路又は素子に応じて異ならせても良い。
The switching TFT 8201 comprises a source region 913, a drain region 914, an LDD region 915a ...
915d, isolation region 916, and channel formation region 917
an active layer including a and 917b, a gate insulating film 918, gate electrodes 919a and 919b, and a first interlayer insulating film 920.
And a source signal line 921 and a drain wiring 922. The gate insulating film 918 or the first interlayer insulating film 920 may be common to all TFTs on the substrate,
It may be different depending on the circuit or element.

【0211】また、図19に示すスイッチングTFT8
201はゲート電極917a、917bが電気的に接続さ
れており、いわゆるダブルゲート構造となっている。勿
論、ダブルゲート構造だけでなく、トリプルゲート構造
などいわゆるマルチゲート構造(直列に接続された二つ
以上のチャネル形成領域を有する活性層を含む構造)で
あっても良い。
Further, the switching TFT 8 shown in FIG.
201 has a so-called double gate structure in which gate electrodes 917a and 917b are electrically connected. Of course, not only the double gate structure but also a so-called multi-gate structure such as a triple gate structure (structure including an active layer having two or more channel forming regions connected in series) may be used.

【0212】マルチゲート構造はオフ電流を低減する上
で極めて有効であり、スイッチングTFTのオフ電流を
十分に低くすれば、それだけ電流制御TFT8202の
ゲート電極に接続された保持容量が必要とする最低限の
容量を抑えることができる。即ち、保持容量の面積を小
さくすることができるので、マルチゲート構造とするこ
とは発光素子の有効発光面積を広げる上で有効である。
The multi-gate structure is extremely effective in reducing the off-state current, and if the off-state current of the switching TFT is made sufficiently low, the minimum amount required by the storage capacitor connected to the gate electrode of the current control TFT 8202 is required. The capacity of can be suppressed. That is, since the area of the storage capacitor can be reduced, the multi-gate structure is effective in expanding the effective light emitting area of the light emitting element.

【0213】さらに、スイッチングTFT8201にお
いては、LDD領域915a〜915dは、ゲート絶縁膜
918を介してゲート電極919a、919bと重ならな
いように設ける。このような構造はオフ電流を低減する
上で非常に効果的である。また、LDD領域915a〜
915dの長さ(幅)は0.5〜3.5μm、代表的に
は2.0〜2.5μmとすれば良い。なお、二つ以上の
ゲート電極を有するマルチゲート構造の場合、チャネル
形成領域の間に設けられた分離領域916(ソース領域
又はドレイン領域と同一の濃度で同一の不純物元素が添
加された領域)がオフ電流の低減に効果的である。
Further, in the switching TFT 8201, the LDD regions 915a to 915d are provided so as not to overlap the gate electrodes 919a and 919b with the gate insulating film 918 interposed therebetween. Such a structure is very effective in reducing the off current. Also, the LDD regions 915a-
The length (width) of 915d may be 0.5 to 3.5 μm, typically 2.0 to 2.5 μm. Note that in the case of a multi-gate structure having two or more gate electrodes, an isolation region 916 (a region to which the same impurity element is added at the same concentration as the source region or the drain region) provided between the channel formation regions is formed. It is effective in reducing the off current.

【0214】次に、電流制御TFT8202は、ソース
領域926、ドレイン領域927及びチャネル形成領域
965を含む活性層と、ゲート絶縁膜918と、ゲート
電極930と、第1層間絶縁膜920と、ソース信号線
931並びにドレイン配線932を有して形成される。
本実施例において電流制御TFT8202はpチャネル
型TFTである。
Next, the current control TFT 8202 includes an active layer including a source region 926, a drain region 927 and a channel forming region 965, a gate insulating film 918, a gate electrode 930, a first interlayer insulating film 920, and a source signal. It is formed to have a line 931 and a drain wiring 932.
In this embodiment, the current control TFT 8202 is a p-channel TFT.

【0215】また、スイッチングTFT8201のドレ
イン領域914は電流制御TFT8202のゲート93
0に接続されている。図示してはいないが、具体的には
電流制御TFT8202のゲート電極930はスイッチ
ングTFT8201のドレイン領域914とドレイン配
線(接続配線とも言える)922を介して電気的に接続
されている。なお、ゲート電極930はシングルゲート
構造となっているが、マルチゲート構造であっても良
い。また、電流制御TFT8202のソース信号線93
1は電源供給線(図示せず)に接続される。
The drain region 914 of the switching TFT 8201 is the gate 93 of the current control TFT 8202.
It is connected to 0. Although not shown, specifically, the gate electrode 930 of the current control TFT 8202 is electrically connected to the drain region 914 of the switching TFT 8201 via a drain wiring (also referred to as a connection wiring) 922. Although the gate electrode 930 has a single gate structure, it may have a multi-gate structure. In addition, the source signal line 93 of the current control TFT 8202
1 is connected to a power supply line (not shown).

【0216】以上は画素内に設けられたTFTの構造に
ついて説明したが、このとき同時に駆動回路も形成され
る。図19には駆動回路を形成する基本単位となるCM
OS回路が図示されている。
The structure of the TFT provided in the pixel has been described above, but at the same time, the driving circuit is also formed. FIG. 19 shows a CM which is a basic unit forming a drive circuit.
The OS circuit is shown.

【0217】図19においては極力動作速度を落とさな
いようにしつつホットキャリア注入を低減させる構造を
有するTFTをCMOS回路のnチャネル型TFT82
04として用いる。なお、ここでいう駆動回路として
は、ソース信号側駆動回路、ゲート信号側駆動回路を指
す。勿論、他の論理回路(レベルシフタ、A/Dコンバ
ータ、信号分割回路等)を形成することも可能である。
In FIG. 19, a TFT having a structure for reducing hot carrier injection while keeping the operating speed as low as possible is an n-channel type TFT 82 of a CMOS circuit.
Used as 04. Note that the drive circuit here means a source signal side drive circuit and a gate signal side drive circuit. Of course, other logic circuits (level shifter, A / D converter, signal dividing circuit, etc.) can be formed.

【0218】CMOS回路のnチャネル型TFT820
4の活性層は、ソース領域935、ドレイン領域93
6、LDD領域937及びチャネル形成領域938を含
み、LDD領域937はゲート絶縁膜918を介してゲ
ート電極939と重なっている。
N-channel TFT 820 of CMOS circuit
4 includes a source region 935 and a drain region 93.
6, the LDD region 937 and the channel formation region 938 are included, and the LDD region 937 overlaps with the gate electrode 939 through the gate insulating film 918.

【0219】ドレイン領域936側のみにLDD領域9
37を形成しているのは、動作速度を落とさないための
配慮である。また、このnチャネル型TFT8204は
オフ電流値をあまり気にする必要はなく、それよりも動
作速度を重視した方が良い。従って、LDD領域937
は完全にゲート電極に重ねてしまい、極力抵抗成分を少
なくすることが望ましい。即ち、いわゆるオフセットは
なくした方がよい。
The LDD region 9 is formed only on the drain region 936 side.
The reason why 37 is formed is to prevent the operation speed from decreasing. Further, the n-channel TFT 8204 does not need to be so concerned about the off current value, and it is better to give priority to the operation speed than that. Therefore, the LDD region 937
Is completely overlapped with the gate electrode, and it is desirable to reduce the resistance component as much as possible. That is, it is better to eliminate the so-called offset.

【0220】また、CMOS回路のpチャネル型TFT
8205は、ホットキャリア注入による劣化が殆ど気に
ならないので、特にLDD領域を設けなくても良い。従
って活性層はソース領域940、ドレイン領域941及
びチャネル形成領域961を含み、その上にはゲート絶
縁膜918とゲート電極943が設けられる。勿論、n
チャネル型TFT8204と同様にLDD領域を設け、
ホットキャリア対策を講じることも可能である。
Further, a p-channel type TFT of a CMOS circuit
In 8205, since deterioration due to hot carrier injection is hardly noticed, it is not necessary to particularly provide the LDD region. Therefore, the active layer includes the source region 940, the drain region 941, and the channel formation region 961, and the gate insulating film 918 and the gate electrode 943 are provided thereover. Of course, n
An LDD region is provided similarly to the channel type TFT 8204,
It is also possible to take measures against hot carriers.

【0221】なお942、938、917a、917
b、929はチャネル形成領域961〜965を形成す
るためのマスクである。
942, 938, 917a, 917
Reference numerals b and 929 are masks for forming the channel formation regions 961 to 965.

【0222】また、nチャネル型TFT8204及びp
チャネル型TFT8205はそれぞれソース領域上に第
1層間絶縁膜920を間に介して、ソース信号線94
4、945を有している。また、ドレイン配線946に
よってnチャネル型TFT8204とpチャネル型TF
T8205とのドレイン領域は互いに電気的に接続され
る。
The n-channel TFT 8204 and p
The channel type TFTs 8205 are arranged on the source regions via the first interlayer insulating film 920 and the source signal lines 94.
4,945. In addition, the drain wiring 946 allows the n-channel TFT 8204 and the p-channel TF to be formed.
The drain regions of T8205 are electrically connected to each other.

【0223】本発明のレーザー装置は、活性層の結晶
化、活性化またはその他レーザーアニールを用いる工程
において使用することができる。
The laser device of the present invention can be used in the steps of crystallization, activation or other laser annealing of the active layer.

【0224】なお本実施例の構成は、実施例1〜11と
自由に組み合わせて実施することが可能である。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining it with Embodiments 1 to 11.

【0225】(実施例14)本実施例では、半導体膜を
レーザー光照射により結晶化したときに溶融した半導体
膜中に混入した不純物を、除去する例について説明す
る。以下に代表的な作製手順を簡略に図21を用いて示
す。
(Embodiment 14) In this embodiment, an example of removing impurities mixed in a semiconductor film melted when the semiconductor film is crystallized by laser light irradiation will be described. A typical manufacturing procedure is briefly shown below with reference to FIG.

【0226】図21(A)中、1100は、絶縁表面を
有する基板、1101は下地絶縁膜、1102は非晶質
構造を有する半導体膜である。
In FIG. 21A, 1100 is a substrate having an insulating surface, 1101 is a base insulating film, and 1102 is a semiconductor film having an amorphous structure.

【0227】まず、基板1100上にブロッキング層と
して酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シ
リコン膜などの絶縁膜からなる下地絶縁膜1101を形
成する。ここでは下地絶縁膜1101として2層構造
(膜厚50nmの酸化窒化シリコン膜、膜厚100nm
の酸化窒化シリコン膜)を用いるが、単層膜または2層
以上積層させた構造を用いても良い。ただし、ブロッキ
ング層を設ける必要がない場合には下地絶縁膜を形成し
なくともよい。(図21(A))
First, a base insulating film 1101 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film is formed as a blocking layer over the substrate 1100. Here, a two-layer structure (a silicon oxynitride film with a thickness of 50 nm, a thickness of 100 nm) is used as the base insulating film 1101.
However, a single layer film or a structure in which two or more layers are stacked may be used. However, when it is not necessary to provide the blocking layer, the base insulating film may not be formed. (Figure 21 (A))

【0228】次いで、下地絶縁膜上に非晶質構造を有す
る半導体膜1102を公知の手段により結晶化して結晶
構造を有する半導体膜1104を形成する。(図21
(B))
Next, the semiconductor film 1102 having an amorphous structure is crystallized by a known method over the base insulating film to form a semiconductor film 1104 having a crystalline structure. (Fig. 21
(B))

【0229】本実施例において、結晶構造を有する半導
体膜は、プラズマCVD法、減圧熱CVD法、またはス
パッタ法で得られる非晶質構造を有する半導体膜110
2を、本発明のレーザー装置を用いたレーザーアニール
により結晶化を行う。
In this embodiment, the semiconductor film having a crystalline structure is a semiconductor film 110 having an amorphous structure obtained by a plasma CVD method, a low pressure thermal CVD method, or a sputtering method.
2 is crystallized by laser annealing using the laser device of the present invention.

【0230】なおレーザー発振装置は、連続発振または
パルス発振の気体レーザーもしくは固体レーザーを用い
ることができる。気体レーザーとして、エキシマレーザ
ー、Arレーザー、Krレーザーなどがあり、固体レー
ザーとして、YAGレーザー、YVO4レーザー、YL
Fレーザー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ル
ビーレーザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サ
ファイアレーザー、Y23レーザーなどが挙げられる。
固体レーザーとしては、Cr、Nd、Er、Ho、C
e、Co、Ti、Yb又はTmがドーピングされたYA
G、YVO4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレ
ーザー等も使用可能である。当該レーザーの基本波はド
ーピングする材料によって異なり、1μm前後の基本波
を有するレーザー光が得られる。基本波に対する高調波
は、非線形光学素子を用いることで得ることができる。
レーザー光の照射における詳しい条件については、実施
例9の記載を参照することができる。
As the laser oscillator, a continuous wave or pulsed gas laser or solid laser can be used. Gas lasers include excimer lasers, Ar lasers, and Kr lasers, and solid-state lasers include YAG lasers, YVO 4 lasers, and YL lasers.
F laser, YAlO 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, Y 2 O 3 laser and the like can be mentioned.
Solid-state lasers include Cr, Nd, Er, Ho, C
YA doped with e, Co, Ti, Yb or Tm
A laser using a crystal such as G, YVO 4 , YLF, or YAlO 3 can also be used. The fundamental wave of the laser differs depending on the material to be doped, and laser light having a fundamental wave of about 1 μm can be obtained. The harmonic wave with respect to the fundamental wave can be obtained by using a non-linear optical element.
The detailed description of Example 9 can be referred to for the detailed conditions of laser light irradiation.

【0231】なお、結晶構造を有する半導体膜1104
中の酸素濃度(SIMS分析)は、5×1018atoms/cm
3以下となるように形成することが望ましい。
[0231] Note that the semiconductor film 1104 having a crystal structure is used.
The oxygen concentration in the sample (SIMS analysis) is 5 × 10 18 atoms / cm
It is desirable to form it so as to be 3 or less.

【0232】次いで、結晶構造を有する半導体膜110
4上に珪素を主成分とするバリア層1105を形成す
る。なお、このバリア層1105は極薄いものでよく、
自然酸化膜であってもよいし、酸素を含む雰囲気下にお
いて紫外線の照射によりオゾンを発生させて酸化させる
酸化膜であってもよい。また、このバリア層1105と
して、炭素、即ち有機物の除去のために行われるヒドロ
洗浄と呼ばれる表面処理に使用するオゾンを含む溶液で
酸化させた酸化膜であってもよい。このバリア層110
5は、主にエッチングストッパーとして用いるものであ
る。また、このバリア層1105を形成した後、チャネ
ルドープを行い、その後、強光を照射して活性化させて
もよい。
Next, the semiconductor film 110 having a crystal structure
A barrier layer 1105 containing silicon as a main component is formed on the substrate 4. The barrier layer 1105 may be extremely thin,
It may be a natural oxide film or an oxide film that generates ozone by irradiation of ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen to oxidize it. Further, the barrier layer 1105 may be an oxide film oxidized with a solution containing ozone used for a surface treatment called hydro cleaning performed for removing carbon, that is, an organic substance. This barrier layer 110
5 is mainly used as an etching stopper. In addition, after forming the barrier layer 1105, channel doping may be performed, and thereafter, strong light may be irradiated to activate.

【0233】次いで、バリア層1105上に第2の半導
体膜1106を形成する。(図21(C))この第2の
半導体膜1106は非晶質構造を有する半導体膜であっ
てもよいし、結晶構造を有する半導体膜であってもよ
い。この第2の半導体膜1106の膜厚は、5〜50n
m、好ましくは10〜20nmとする。第2の半導体膜
1106には、酸素(SIMS分析での濃度が5×10
18atoms/cm3以上、好ましくは1×1019atoms/cm3
上)を含有させてゲッタリング効率を向上させることが
望ましい。
Next, a second semiconductor film 1106 is formed on the barrier layer 1105. (FIG. 21C) The second semiconductor film 1106 may be a semiconductor film having an amorphous structure or a semiconductor film having a crystalline structure. The film thickness of the second semiconductor film 1106 is 5 to 50 n.
m, preferably 10 to 20 nm. The second semiconductor film 1106 has oxygen (concentration of 5 × 10 5 in SIMS analysis).
18 atoms / cm 3 or more, preferably 1 × 10 19 atoms / cm 3 or more) is preferably contained to improve the gettering efficiency.

【0234】次いで、第2の半導体膜1106上に希ガ
ス元素を含む第3の半導体膜(ゲッタリングサイト)1
107を形成する。この第3の半導体膜1107はプラ
ズマCVD法、減圧熱CVD法、またはスパッタ法を用
いた非晶質構造を有する半導体膜であってもよいし、結
晶構造を有する半導体膜であってもよい。第3の半導体
膜は、成膜段階で希ガス元素を含む半導体膜であっても
よいし、希ガス元素を含んでいない半導体膜の成膜後に
希ガス元素を添加してもよい。本実施例では成膜段階で
希ガス元素を含む第3の半導体膜1107を形成した
後、さらに希ガス元素を選択的に添加して第3の半導体
膜1108を形成した例を示した。(図21(D))ま
た、第2の半導体膜と第3の半導体膜とを大気に触れる
ことなく連続的に成膜してもよい。また、第2の半導体
膜の膜厚と第3の半導体膜の膜厚との和は30〜200
nm、例えば50nmとすればよい。
Next, a third semiconductor film (gettering site) 1 containing a rare gas element is formed on the second semiconductor film 1106.
Form 107. The third semiconductor film 1107 may be a semiconductor film having an amorphous structure using a plasma CVD method, a low pressure thermal CVD method, or a sputtering method, or may be a semiconductor film having a crystalline structure. The third semiconductor film may be a semiconductor film containing a rare gas element in the film formation step, or may be added with a rare gas element after the formation of the semiconductor film containing no rare gas element. In this embodiment, an example is shown in which after the third semiconductor film 1107 containing a rare gas element is formed in the film formation stage, the rare gas element is further selectively added to form the third semiconductor film 1108. (FIG. 21D) Alternatively, the second semiconductor film and the third semiconductor film may be continuously formed without exposure to the air. The sum of the film thickness of the second semiconductor film and the film thickness of the third semiconductor film is 30 to 200.
nm, for example, 50 nm.

【0235】本実施例は、第2の半導体膜1106によ
って、第1の半導体膜1104と第3の半導体膜(ゲッ
タリングサイト)1108との間隔を空けている。ゲッ
タリングの際、半導体膜1104中に存在する金属等の
不純物元素は、ゲッタリングサイトの境界付近に集まり
やすい傾向があるため、本実施例のように第2の半導体
膜1106によって、ゲッタリングサイトの境界を第1
の半導体膜1104から遠ざけてゲッタリング効率を向
上させることが望ましい。加えて、第2の半導体膜11
06は、ゲッタリングの際、ゲッタリングサイトに含ま
れる不純物元素が拡散して第1の半導体膜の界面に達す
ることがないようにブロッキングする効果も有してい
る。また、第2の半導体膜1106は、希ガス元素を添
加する場合、第1の半導体膜にダメージを与えないよう
に保護する効果も有している。
In this embodiment, the second semiconductor film 1106 separates the first semiconductor film 1104 from the third semiconductor film (gettering site) 1108. At the time of gettering, an impurity element such as a metal present in the semiconductor film 1104 tends to collect near the boundary of the gettering site. Therefore, the gettering site can be formed by the second semiconductor film 1106 as in this embodiment. The boundary of the first
It is desirable to improve the gettering efficiency by keeping away from the semiconductor film 1104. In addition, the second semiconductor film 11
06 also has an effect of blocking the impurity element contained in the gettering site so that the impurity element does not diffuse and reach the interface of the first semiconductor film during gettering. Further, the second semiconductor film 1106 also has an effect of protecting the first semiconductor film from being damaged when a rare gas element is added.

【0236】次いで、ゲッタリングを行う。ゲッタリン
グを行う工程としては、窒素雰囲気中で450〜800
℃、1〜24時間、例えば550℃にて14時間の熱処
理を行えばよい。また、熱処理に代えて強光を照射して
もよい。また、熱処理に加えて強光を照射してもよい。
また、加熱したガスを噴射して基板を加熱するようにし
ても良い。この場合、600℃〜800℃、より望まし
くは650℃〜750℃で1〜60分加熱を行えば良
く。時間を短縮化することができる。このゲッタリング
により、図21(E)中の矢印の方向に不純物元素が移
動し、バリア層1105で覆われた半導体膜1104に
含まれる不純物元素の除去、または不純物元素の濃度の
低減が行われる。ここでは、不純物元素が第1の半導体
膜1104に偏析しないよう全て第3の半導体膜110
8に移動させ、第1の半導体膜1104に含まれる不純
物元素がほとんど存在しない、即ち膜中の不純物元素濃
度が1×1018atoms/cm3以下、望ましくは1×1017a
toms/cm3以下になるように十分ゲッタリングする。
Then, gettering is performed. The step of performing gettering is 450 to 800 in a nitrogen atmosphere.
The heat treatment may be performed at 1 ° C. for 1 to 24 hours, for example, 550 ° C. for 14 hours. Further, intense light may be irradiated instead of the heat treatment. In addition to the heat treatment, strong light may be irradiated.
Alternatively, the substrate may be heated by injecting a heated gas. In this case, heating may be performed at 600 ° C. to 800 ° C., more preferably 650 ° C. to 750 ° C. for 1 to 60 minutes. The time can be shortened. By this gettering, the impurity element moves in the direction of the arrow in FIG. 21E, and the impurity element contained in the semiconductor film 1104 covered with the barrier layer 1105 is removed or the concentration of the impurity element is reduced. . Here, all of the third semiconductor film 110 is formed so that the impurity elements are not segregated in the first semiconductor film 1104.
8 and there is almost no impurity element contained in the first semiconductor film 1104, that is, the impurity element concentration in the film is 1 × 10 18 atoms / cm 3 or less, preferably 1 × 10 17 a
Gettering is sufficiently done so that it is less than toms / cm 3 .

【0237】次いで、バリア層1105をエッチングス
トッパーとして、1106、1108で示した半導体膜
のみを選択的に除去した後、半導体膜1104を公知の
パターニング技術を用いて所望の形状の半導体層110
9を形成する。(図21(F))
Then, after using the barrier layer 1105 as an etching stopper to selectively remove only the semiconductor films 1106 and 1108, the semiconductor film 1104 is formed into a semiconductor layer 110 having a desired shape by using a known patterning technique.
9 is formed. (Figure 21 (F))

【0238】次いで、半導体層の表面をフッ酸を含むエ
ッチャントで洗浄した後、ゲート絶縁膜1110となる
珪素を主成分とする絶縁膜を形成する。この表面洗浄と
ゲート絶縁膜の形成は、大気にふれさせずに連続的に行
うことが望ましい。
Then, the surface of the semiconductor layer is washed with an etchant containing hydrofluoric acid, and then an insulating film containing silicon as its main component to be the gate insulating film 1110 is formed. It is desirable that the surface cleaning and the formation of the gate insulating film be continuously performed without exposing to the atmosphere.

【0239】次いで、ゲート絶縁膜表面を洗浄した後、
ゲート電極1111を形成し、半導体にn型を付与する
不純物元素(P、As等)、ここではリンを適宜添加し
て、ソース領域1112及びドレイン領域1113を形
成する。添加した後、不純物元素を活性化するために加
熱処理、強光の照射、または本発明のレーザー装置を用
いたレーザー光の照射を行う。また、活性化と同時にゲ
ート絶縁膜へのプラズマダメージやゲート絶縁膜と半導
体層との界面へのプラズマダメージを回復することがで
きる。特に、室温〜300℃の雰囲気中において、表面
または裏面からYAGレーザーの第2高調波を照射して
不純物元素を活性化させることは非常に有効である。Y
AGレーザーはメンテナンスが少ないため好ましい活性
化手段である。
After cleaning the surface of the gate insulating film,
A source electrode 1112 and a drain region 1113 are formed by forming a gate electrode 1111 and appropriately adding an impurity element (P, As, or the like) that imparts n-type conductivity to the semiconductor, here phosphorus. After the addition, heat treatment for activating the impurity element, irradiation with intense light, or irradiation with laser light using the laser device of the present invention is performed. At the same time as activation, plasma damage to the gate insulating film and plasma damage to the interface between the gate insulating film and the semiconductor layer can be recovered. Particularly, it is very effective to activate the impurity element by irradiating the second harmonic of the YAG laser from the front surface or the back surface in the atmosphere of room temperature to 300 ° C. Y
The AG laser is a preferable activation means because it requires less maintenance.

【0240】以降の工程は、層間絶縁膜1115を形成
し、水素化を行って、ソース領域、ドレイン領域に達す
るコンタクトホールを形成し、ソース電極1116、ド
レイン電極1117を形成してTFTを完成させる。
(図21(G))
In the subsequent steps, the interlayer insulating film 1115 is formed, hydrogenation is performed to form contact holes reaching the source region and the drain region, the source electrode 1116 and the drain electrode 1117 are formed, and the TFT is completed. .
(Figure 21 (G))

【0241】こうして得られたTFTは、少なくともチ
ャネル形成領域1114に含まれていた不純物元素は除
去され、且つ、希ガス元素も含有していない。
In the TFT thus obtained, at least the impurity element contained in the channel formation region 1114 was removed, and no rare gas element was contained.

【0242】また、本実施例は図21の構造に限定され
ず、必要があればチャネル形成領域とドレイン領域(ま
たはソース領域)との間にLDD領域を有する低濃度ド
レイン(LDD:Lightly Doped Drain)構造としても
よい。この構造はチャネル形成領域と、高濃度に不純物
元素を添加して形成するソース領域またはドレイン領域
との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を設けたも
のであり、この領域をLDD領域と呼んでいる。さらに
ゲート絶縁膜を介してLDD領域をゲート電極と重ねて
配置させた、いわゆるGOLD(Gate Overlapped LD
D)構造としてもよい。
This embodiment is not limited to the structure of FIG. 21, and if necessary, a lightly doped drain (LDD) having an LDD region between the channel forming region and the drain region (or source region). ) It may be a structure. In this structure, a region where an impurity element is added at a low concentration is provided between a channel formation region and a source region or a drain region which is formed by adding an impurity element at a high concentration, and this region is referred to as an LDD region. I'm calling. Furthermore, a so-called GOLD (Gate Overlapped LD) in which the LDD region is arranged so as to overlap the gate electrode via a gate insulating film
D) It may have a structure.

【0243】また、ここではnチャネル型TFTを用い
て説明したが、半導体にn型を付与する不純物元素に代
えて、半導体にp型を付与する不純物元素を用いること
によってpチャネル型TFTを形成することができるこ
とは言うまでもない。
Although the n-channel TFT has been described here, a p-channel TFT is formed by using an impurity element imparting p-type to the semiconductor instead of the impurity element imparting n-type to the semiconductor. It goes without saying that you can do it.

【0244】また、本実施例では、ゲッタリングが終了
してから半導体膜をパターニングしているが、本実施例
はこの構成に限定されない。半導体膜のパターニングは
結晶化する前に行っても良いし、結晶化した後バリア層
を形成する前に行っても良い。また、半導体膜を、結晶
化する前、または結晶化した後でなおかつバリア層を形
成する前に、大まかにパターニングし、そして、ゲッタ
リングした後に再びパターニングを行って、TFTの活
性層を形成するようにしても良い。
Further, in the present embodiment, the semiconductor film is patterned after the gettering is completed, but the present embodiment is not limited to this structure. The patterning of the semiconductor film may be performed before crystallization or after crystallization and before forming the barrier layer. Further, the semiconductor film is roughly patterned before being crystallized, or after being crystallized but before being formed with a barrier layer, and is patterned after being gettered to form an active layer of a TFT. You may do it.

【0245】また、ここではトップゲート型TFTを例
として説明したが、TFT構造に関係なく本実施例を適
用することが可能であり、例えばボトムゲート型(逆ス
タガ型)TFTや順スタガ型TFTに適用することが可
能である。
Although the top gate type TFT has been described as an example here, the present embodiment can be applied regardless of the TFT structure. For example, the bottom gate type (inverse stagger type) TFT or the forward stagger type TFT is applicable. Can be applied to.

【0246】なお本実施例の構成は、実施例1〜13と
自由に組み合わせて実施することが可能である。
The structure of this embodiment can be implemented by freely combining it with Embodiments 1 to 13.

【0247】(実施例15)本発明のレーザー装置によ
って形成された半導体装置を用いた電子機器として、ビ
デオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ
(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシス
テム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコン
ポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機
器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、
携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた
画像再生装置(具体的にはDVD(digital v
ersatile disc)等の記録媒体を再生し、
その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)など
が挙げられる。それら電子機器の具体例を図22に示
す。
(Embodiment 15) As an electronic apparatus using a semiconductor device formed by the laser device of the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mount display), a navigation system, a sound reproducing device (car audio system). , Audio components, notebook type personal computers, game machines, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones,
A portable game machine, an electronic book, or the like, an image reproducing device provided with a recording medium (specifically, a DVD (digital v)
Replay a recording medium such as ersatile disc),
A device including a display capable of displaying the image) and the like. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.

【0248】図22(A)は表示装置であり、筐体20
01、支持台2002、表示部2003、スピーカー部
2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明の
半導体装置は表示部2003に用いることができる。半
導体装置は自発光型であるためバックライトが必要な
く、液晶ディスプレイよりも薄い表示部とすることがで
きる。なお、表示装置は、パソコン用、TV放送受信
用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含ま
れる。
FIG. 22A shows a display device, which is a housing 20.
01, support base 2002, display unit 2003, speaker unit 2004, video input terminal 2005 and the like. The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2003. Since the semiconductor device is a self-luminous type, it does not need a backlight and can have a thinner display portion than a liquid crystal display. The display device includes all display devices for displaying information, such as those for personal computers, those for receiving TV broadcasting, and those for displaying advertisements.

【0249】図22(B)はデジタルスチルカメラであ
り、本体2101、表示部2102、受像部2103、
操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッタ
ー2106等を含む。本発明の半導体装置は表示部21
02及びその他回路に用いることができる。
FIG. 22B shows a digital still camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an image receiving portion 2103,
An operation key 2104, an external connection port 2105, a shutter 2106 and the like are included. The semiconductor device of the present invention includes a display unit 21.
02 and other circuits.

【0250】図22(C)はノート型パーソナルコンピ
ュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2
203、キーボード2204、外部接続ポート220
5、ポインティングマウス2206等を含む。本発明の
半導体装置は表示部2203及びその他回路に用いるこ
とができる。
FIG. 22C shows a laptop personal computer, which has a main body 2201, a housing 2202, and a display section 2.
203, keyboard 2204, external connection port 220
5, including a pointing mouse 2206 and the like. The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2203 and other circuits.

【0251】図22(D)はモバイルコンピュータであ
り、本体2301、表示部2302、スイッチ230
3、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含
む。本発明の半導体装置は表示部2302に用いること
ができる。
FIG. 22D shows a mobile computer, which has a main body 2301, a display portion 2302, and a switch 230.
3, an operation key 2304, an infrared port 2305 and the like. The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2302.

【0252】図22(E)は記録媒体を備えた携帯型の
画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本
体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部
B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部240
5、操作キー2406、スピーカー部2407等を含
む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表
示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発
明の半導体装置はこれら表示部A、B2403、240
4及びその他回路に用いることができる。なお、記録媒
体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含
まれる。
FIG. 22E shows a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a housing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, a recording medium ( DVD, etc.) reading unit 240
5, an operation key 2406, a speaker portion 2407, and the like. The display portion A2403 mainly displays image information, and the display portion B2404 mainly displays character information. However, the semiconductor device of the present invention has these display portions A, B2403, and 240.
4 and other circuits. Note that the image reproducing device provided with the recording medium includes a home game machine and the like.

【0253】図22(F)はゴーグル型ディスプレイ
(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体250
1、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明
の半導体装置は表示部2502及びその他回路に用いる
ことができる。
FIG. 22F shows a goggle type display (head mounted display), which is a main body 250.
1, a display portion 2502 and an arm portion 2503 are included. The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2502 and other circuits.

【0254】図22(G)はビデオカメラであり、本体
2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポ
ート2604、リモコン受信部2605、受像部260
6、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キ
ー2609、接眼部2610等を含む。本発明の半導体
装置は表示部2602及びその他回路に用いることがで
きる。
FIG. 22G shows a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a housing 2603, an external connection port 2604, a remote control receiving portion 2605, and an image receiving portion 260.
6, a battery 2607, a voice input unit 2608, operation keys 2609, an eyepiece unit 2610, and the like. The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2602 and other circuits.

【0255】ここで図22(H)は携帯電話であり、本
体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力
部2704、音声出力部2705、操作キー2706、
外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。
本発明の半導体装置は表示部2703及びその他回路に
用いることができる。なお、表示部2703は黒色の背
景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を
抑えることができる。
FIG. 22H shows a mobile phone, which includes a main body 2701, a housing 2702, a display portion 2703, a voice input portion 2704, a voice output portion 2705, operation keys 2706,
An external connection port 2707, an antenna 2708, and the like are included.
The semiconductor device of the present invention can be used for the display portion 2703 and other circuits. Note that the display portion 2703 can suppress power consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.

【0256】なお、上述した電子機器の他に、フロント
型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能
となる。
In addition to the above-mentioned electronic equipment, it can be used for a front type or rear type projector.

【0257】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例1〜14に示し
たいずれの構成の半導体装置を用いても良い。
As described above, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in all fields. Further, the electronic device of this embodiment may use the semiconductor device having any of the structures shown in Embodiments 1 to 14.

【0258】(実施例16)本実施例では、本発明のレ
ーザー装置を用いて半導体膜を結晶化例について説明す
る。
(Embodiment 16) In this embodiment, an example of crystallizing a semiconductor film using the laser device of the present invention will be described.

【0259】図23(A)中、3000は、絶縁表面を
有する基板、3001は基板中の不純物が半導体膜中に
入り込むのを防ぐ絶縁膜である下地膜、3002は非晶
質構造を有する半導体膜である。
In FIG. 23A, reference numeral 3000 is a substrate having an insulating surface, 3001 is a base film which is an insulating film for preventing impurities in the substrate from entering the semiconductor film, and 3002 is a semiconductor having an amorphous structure. It is a film.

【0260】図23(A)において、基板3000はガ
ラス基板、石英基板、セラミック基板などを用いること
ができる。また、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、本工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有する
プラスチック基板を用いてもよい。
In FIG. 23A, a glass substrate, a quartz substrate, a ceramic substrate, or the like can be used as the substrate 3000. Alternatively, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless steel substrate having an insulating film formed on its surface may be used. Alternatively, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this step may be used.

【0261】まず、図23(A)に示すように基板30
00上に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒
化シリコン膜(SiOxy)等の絶縁膜から成る下地絶
縁膜3001を形成する。代表的な一例は下地絶縁膜3
001として2層構造から成り、SiH4、NH3、及び
2Oを反応ガスとして成膜される第1酸化窒化シリコ
ン膜を30〜100nm、SiH4、及びN2Oを反応ガ
スとして成膜される第2酸化窒化シリコン膜を30〜1
50nmの厚さに積層形成する構造を用いることができ
る。また、第1酸化窒化シリコン膜、第2酸化窒化シリ
コン膜、窒化シリコン膜とを順次積層した3層構造を用
いてもよい。
First, as shown in FIG. 23A, the substrate 30
A base insulating film 3001 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film (SiO x N y ) is formed on the insulating film 300. A typical example is the base insulating film 3
The first silicon oxynitride film, which has a two-layer structure as 001 and is formed using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as a reaction gas, is formed to have a film thickness of 30 to 100 nm, and SiH 4 and N 2 O are used as a reaction gas. The second silicon oxynitride film 30 to 1
A structure in which layers are formed to have a thickness of 50 nm can be used. Alternatively, a three-layer structure in which a first silicon oxynitride film, a second silicon oxynitride film, and a silicon nitride film are sequentially stacked may be used.

【0262】次いで、下地絶縁膜3001上に非晶質構
造を有する半導体膜3002を形成する。半導体膜30
02は、シリコンを主成分とする半導体材料を用いる。
代表的には、非晶質シリコン膜又は非晶質シリコンゲル
マニウム膜などが適用され、プラズマCVD法や減圧C
VD法、或いはスパッタ法で10〜100nmの厚さに形
成する。後の結晶化で良質な結晶性を有する半導体膜を
得るためには、非晶質構造を有する半導体膜3002の
膜中に含まれる酸素、窒素などの不純物濃度を5×10
18 atoms/cm3(二次イオン質量分析法(SIMS)にて
測定した原子濃度)以下に低減させておくと良い。これ
らの不純物は後の結晶化を妨害する要因となり、また、
結晶化後においても捕獲中心や再結合中心の密度を増加
させる要因となる。そのために、高純度の材料ガスを用
いることはもとより、反応室内の鏡面処理(電界研磨処
理)やオイルフリーの真空排気系を備えた超高真空対応
のCVD装置を用いることが望ましい。
Next, a semiconductor film 3002 having an amorphous structure is formed on the base insulating film 3001. Semiconductor film 30
For 02, a semiconductor material containing silicon as a main component is used.
Typically, an amorphous silicon film, an amorphous silicon germanium film, or the like is applied, and a plasma CVD method or low pressure C
It is formed to a thickness of 10 to 100 nm by the VD method or the sputtering method. In order to obtain a semiconductor film having good crystallinity by the subsequent crystallization, the concentration of impurities such as oxygen and nitrogen contained in the semiconductor film 3002 having an amorphous structure is 5 × 10 5.
It is preferable to reduce it to 18 atoms / cm 3 (atomic concentration measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS)) or less. These impurities interfere with the subsequent crystallization, and
Even after crystallization, it becomes a factor to increase the density of trap centers and recombination centers. Therefore, it is desirable to use not only a high-purity material gas but also an ultrahigh vacuum-compatible CVD apparatus equipped with a mirror surface treatment (electrolytic polishing treatment) in the reaction chamber and an oil-free vacuum exhaust system.

【0263】次いで、大気中または酸素雰囲気化におい
て非晶質構造を有する半導体膜3002を、本発明のレ
ーザー装置を用いて第1のレーザー光を照射し、結晶化
させる。本実施例では第1のレーザーとして連続発振の
YVO4レーザーを用いる。本実施例では、レーザー光
の出力エネルギーを27Wとし、レーザーのビームスポ
ットを、長軸×短軸が500μm×50μmの楕円形状
とし、楕円の短軸方向にレーザー光が移動するようにす
る。なお、レーザー光の出力エネルギーや、ビームスポ
ットの形状は、設計者が適宜設定することが可能であ
る。
Next, the semiconductor film 3002 having an amorphous structure in the air or in an oxygen atmosphere is irradiated with the first laser beam using the laser device of the present invention to be crystallized. In this embodiment, a continuous wave YVO 4 laser is used as the first laser. In this embodiment, the output energy of the laser light is 27 W, the beam spot of the laser has an elliptical shape with a major axis × a minor axis of 500 μm × 50 μm, and the laser light moves in the minor axis direction of the ellipse. The output energy of the laser light and the shape of the beam spot can be appropriately set by the designer.

【0264】なお本実施例では連続発振型のYVO4
ーザーを用いるが、本実施例はこの構成に限定されな
い。例えば、レーザー発振装置は、パルス発振型または
連続発光型のエキシマレーザーやYAGレーザー、YV
4レーザーを用いることができる。結晶化の条件は実
施者が適宣選択するものであるが、エキシマレーザーを
用いる場合はパルス発振周波数300Hzとし、レーザー
エネルギー密度を100〜400mJ/cm2(代表的には2
00〜300mJ/cm2)とする。また、YAGレーザーを
用いる場合にはその第2高調波を用いパルス発振周波数
30〜300kHzとし、レーザーエネルギー密度を30
0〜600mJ/cm2(代表的には350〜500mJ/cm2)と
すると良い。そして幅100〜1000μm、例えば4
00μmで線状に集光したレーザー光を基板全面に渡っ
て照射し、この時の線状レーザー光の重ね合わせ率(オ
ーバーラップ率)を50〜90%として行う。
Although the continuous oscillation type YVO 4 laser is used in this embodiment, this embodiment is not limited to this structure. For example, the laser oscillation device is a pulse oscillation type or continuous emission type excimer laser, YAG laser, YV
An O 4 laser can be used. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner, but when an excimer laser is used, the pulse oscillation frequency is 300 Hz and the laser energy density is 100 to 400 mJ / cm 2 (typically 2
00-300 mJ / cm 2 ). When a YAG laser is used, its second harmonic is used, the pulse oscillation frequency is set to 30 to 300 kHz, and the laser energy density is set to 30.
0~600mJ / cm 2 may (typically 350~500mJ / cm 2) to. And a width of 100 to 1000 μm, for example 4
Laser light focused linearly at 00 μm is irradiated over the entire surface of the substrate, and the overlapping ratio (overlap ratio) of the linear laser lights at this time is set to 50 to 90%.

【0265】なおレーザーは、連続発振またはパルス発
振の気体レーザーもしくは固体レーザーを用いることが
できる。気体レーザーとして、エキシマレーザー、Ar
レーザー、Krレーザーなどがあり、固体レーザーとし
て、YAGレーザー、YVO 4レーザー、YLFレーザ
ー、YAlO3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレー
ザー、アレキサンドライドレーザー、Ti:サファイア
レーザー、Y23レーザーなどが挙げられる。固体レー
ザーとしては、Cr、Nd、Er、Ho、Ce、Co、
Ti、Yb又はTmがドーピングされたYAG、YVO
4、YLF、YAlO3などの結晶を使ったレーザー等も
使用可能である。当該レーザーの基本波はドーピングす
る材料によって異なり、1μm前後の基本波を有するレ
ーザー光が得られる。基本波に対する高調波は、非線形
光学素子を用いることで得ることができる。
[0265] Note that the laser emits continuous wave or pulse.
Using a vibrating gas laser or a solid-state laser
it can. Excimer laser, Ar as gas laser
There are lasers, Kr lasers, etc.
YAG laser, YVO FourLaser, YLF laser
ー 、 YAlO3Laser, glass laser, ruby
The, Alexandride Laser, Ti: Sapphire
Laser, Y2O3Examples include lasers. Solid ray
As the other, Cr, Nd, Er, Ho, Ce, Co,
YAG, YVO doped with Ti, Yb or Tm
Four, YLF, YAlO3Lasers using crystals such as
It can be used. The fundamental wave of the laser is doped
It depends on the material used and the fundamental wave around 1 μm.
Laser light is obtained. Harmonics to the fundamental are non-linear
It can be obtained by using an optical element.

【0266】非晶質半導体膜の結晶化に際し、大粒径に
結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを
用い、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、Nd:YVO4レーザー(基本波
1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波
(355nm)を適用するのが望ましい。具体的には、
出力10Wの連続発振のYVO4レーザーから射出され
たレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換す
る。また、共振器の中にYVO4結晶と非線形光学素子
を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ま
しくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状の
レーザー光に成形して、被処理体に照射する。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。そして、10〜2000cm/s程度の速度でレー
ザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射す
る。
When crystallizing an amorphous semiconductor film, in order to obtain crystals with a large grain size, a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, and the second to fourth harmonics of the fundamental wave are applied. Is preferred. Typically, it is desirable to apply the second harmonic (532 nm) or the third harmonic (355 nm) of the Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm). In particular,
Laser light emitted from a continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method in which a YVO 4 crystal and a non-linear optical element are put in a resonator to emit a higher harmonic wave. Then, it is preferably shaped into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and the object to be processed is irradiated. At this time, the energy density of approximately 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required. Then, the semiconductor film is moved relative to the laser beam at a speed of about 10 to 2000 cm / s for irradiation.

【0267】レーザー光の照射により、非晶質構造を有
する半導体膜3002が結晶化され、結晶性を有する半
導体膜3003と、半導体膜3003に接する酸化膜3
004が形成される。なお、レーザー光の照射の際に、
半導体膜3003の結晶粒界に沿って突起した部分(リ
ッジ)3005が形成される。(図23(B))
By irradiation with laser light, the semiconductor film 3002 having an amorphous structure is crystallized, the semiconductor film 3003 having crystallinity and the oxide film 3 in contact with the semiconductor film 3003.
004 is formed. When irradiating with laser light,
A protruding portion (ridge) 3005 is formed along the crystal grain boundary of the semiconductor film 3003. (Fig. 23 (B))

【0268】次いで、酸化膜3004を除去する。本実
施例ではフッ酸系のエッチング液を用いて酸化膜300
4を除去し、結晶性を有する半導体膜3003の表面を
露出する。なお酸化膜3004の除去の仕方は上述した
方法に限定されない。例えば、フッ素系ガスを用いて酸
化膜3004を除去するようにいても良い。
Next, the oxide film 3004 is removed. In this embodiment, an oxide film 300 is formed by using a hydrofluoric acid-based etching solution.
4 is removed to expose the surface of the crystalline semiconductor film 3003. Note that the method for removing the oxide film 3004 is not limited to the above method. For example, the oxide film 3004 may be removed using a fluorine-based gas.

【0269】次いで、結晶性を有する半導体膜3003
に対してレーザー光(第2のレーザー光)を、窒素また
は真空雰囲気下で照射する(図23(C))。なお、不
活性雰囲気下で第2のレーザー光を照射する場合、例え
ば図24に示すように、半導体膜3003のレーザー光
が照射される部分にのみ不活性ガスを照射するようにし
ても良い。例えば図24(A)に示すように、レーザー
発振装置及び光学系4001から出力されたレーザー光
が、ガス吹きつけ部4002のスリットを通過して半導
体膜3003に照射されるようにしても良い。図24
(B)はガス吹きつけ部4002の拡大図であり、ガス
吹きつけ部4002は、レーザー光が通過できるスリッ
ト4006が設けられている。また、ガス吹きつけ部4
002は、導管4007を通して供給される不活性ガス
が、半導体膜3003のレーザー光が照射される周辺に
噴射できるような開口部4008が設けられている。開
口部4008から噴射された不活性ガスは半導体膜30
03に吹き付けられる。
Next, a semiconductor film 3003 having crystallinity
A laser beam (second laser beam) is irradiated to the substrate under a nitrogen or vacuum atmosphere (FIG. 23C). Note that in the case of irradiating the second laser light in an inert atmosphere, as shown in FIG. 24, for example, only the portion of the semiconductor film 3003 which is irradiated with the laser light may be irradiated with the inert gas. For example, as illustrated in FIG. 24A, the laser light output from the laser oscillator and the optical system 4001 may pass through the slit of the gas blowing portion 4002 and be applied to the semiconductor film 3003. Figure 24
(B) is an enlarged view of the gas blowing part 4002, and the gas blowing part 4002 is provided with a slit 4006 through which laser light can pass. Also, the gas blowing section 4
002 is provided with an opening 4008 through which an inert gas supplied through a conduit 4007 can be sprayed around the semiconductor film 3003 irradiated with laser light. The inert gas injected from the opening 4008 is the semiconductor film 30.
It is sprayed on 03.

【0270】第2のレーザー光照射により、レーザー光
(第2のレーザー光)を照射した場合、第1のレーザー
光の照射により形成された凹凸の高低差(P―V値:Pea
k toValley、高さの最大値と最小値の差分)が低減、即
ち、平坦化された半導体膜3006が形成される。(図
23(D))ここで、凹凸のP―V値は、AFM(原子
間力顕微鏡)により観察すればよい。具体的には、第1
のレーザー光の照射により形成された表面の凹凸のP―
V値が例えば10nm〜30nm程度であった場合、第
2のレーザー光の照射により表面における凸凹のP―V
値を5nm以下とすることができる。
When the laser beam (second laser beam) is irradiated by the second laser beam irradiation, the height difference (PV value: Pea) of the unevenness formed by the irradiation of the first laser beam.
k to Valley, the difference between the maximum value and the minimum value of the height) is reduced, that is, the semiconductor film 3006 which is flattened is formed. (FIG. 23D) Here, the PV value of the unevenness may be observed by an AFM (atomic force microscope). Specifically, the first
Of the unevenness of the surface formed by the irradiation of the laser beam of
When the V value is, for example, about 10 nm to 30 nm, the PV of the unevenness on the surface due to the irradiation of the second laser light
The value can be 5 nm or less.

【0271】このレーザー光(第2のレーザー光)には
波長400nm以下のエキシマレーザー光や、YAGレー
ザーの第2高調波、第3高調波を用いる。また、上述し
た第1のレーザー光と同じレーザーを用いても良い。
As this laser light (second laser light), excimer laser light having a wavelength of 400 nm or less, and second and third harmonics of YAG laser are used. Further, the same laser as the above-mentioned first laser light may be used.

【0272】なお、第2のレーザー光の照射は、第1の
レーザー光のエネルギー密度よりも高いが、照射前後で
結晶性はほとんど変化しない。また、粒径などの結晶状
態もほとんど変化しない。即ち、この第2のレーザー光
の照射では平坦化のみが行われていると思われる。
The irradiation of the second laser light is higher than the energy density of the first laser light, but the crystallinity hardly changes before and after the irradiation. In addition, the crystal state such as grain size hardly changes. That is, it is considered that only flattening is performed by the irradiation of the second laser light.

【0273】結晶性を有する半導体膜3006が第2の
レーザー光の照射により平坦化されたメリットは非常に
大きい。具体的には、平坦性が向上したことによって、
後に形成されるゲート絶縁膜を薄くすることが可能とな
り、TFTのオン電流値を向上させることができる。ま
た、平坦性が向上したことによって、TFTを作製した
場合、リーク電流を低減することができる。
The semiconductor film 3006 having crystallinity has a great advantage that it is flattened by the irradiation of the second laser light. Specifically, due to the improved flatness,
The gate insulating film formed later can be thinned, and the ON current value of the TFT can be improved. Further, since the flatness is improved, the leak current can be reduced when the TFT is manufactured.

【0274】本実施例は、実施例1〜実施例15と組み
合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be carried out in combination with the first to fifteenth embodiments.

【0275】(実施例17)本実施例では、本発明のレ
ーザー装置を用いたレーザーアニールにより半導体膜を
結晶化する工程を、駆動回路を画素部と同じ基板上に有
するアクティブマトリクス型の半導体表示装置の作製方
法に応用した例について説明する。
(Embodiment 17) In this embodiment, a step of crystallizing a semiconductor film by laser annealing using the laser device of the present invention is performed, and an active matrix semiconductor display having a driver circuit on the same substrate as a pixel portion is provided. An example applied to a method for manufacturing a device will be described.

【0276】図25(A)に、基板6000上に画素部
6001と、信号線駆動回路6002と、走査線駆動回
路6003とが備えられた、液晶パネルの上面図を示
す。図25(A)において、破線で示した矢印の方向に
向かって、レーザー光の照射位置が移動する。
[0276] FIG 25A is a top view of a liquid crystal panel in which a pixel portion 6001, a signal line driver circuit 6002, and a scan line driver circuit 6003 are provided over a substrate 6000. In FIG. 25A, the irradiation position of the laser light moves in the direction of the arrow indicated by the dashed line.

【0277】本発明のレーザー装置によって半導体膜に
レーザー光を照射すると、レーザー光の軌跡が完全な直
線は描かず、ゆるやかな円弧を描く。よって本発明のレ
ーザー装置を用いて半導体膜を結晶化すると、半導体膜
にレーザー光の照射跡が円弧状に形成される。なおこの
円弧は、円弧どうしで曲率半径がほぼ同じである。しか
し該半導体膜をパターニングして形成されるTFTの活
性層のサイズは、該円弧の半径に比較して小さいため、
活性層1つ1つのレーザー光の照射跡が残っていたとし
ても、該照射跡はほぼ直線状になっている。
When the semiconductor device is irradiated with laser light by the laser device of the present invention, the trajectory of the laser light does not draw a perfect straight line but a gentle arc. Therefore, when the semiconductor film is crystallized using the laser device of the present invention, the irradiation trace of the laser light is formed in an arc shape on the semiconductor film. The arcs have substantially the same radius of curvature. However, since the size of the active layer of the TFT formed by patterning the semiconductor film is smaller than the radius of the arc,
Even if the irradiation trace of the laser beam for each active layer remains, the irradiation trace is substantially linear.

【0278】図25(A)の画素部6001の一部60
04の拡大図を図25(B)に、信号線駆動回路600
2の一部6005の拡大図を図25(C)に、走査線駆
動回路6003の一部6006の拡大図を図25(D)
に示す。
A portion 60 of the pixel portion 6001 of FIG.
25B is an enlarged view of the signal line driver circuit 600.
25C is an enlarged view of a part 6005 of FIG. 2 and FIG. 25D is an enlarged view of a part 6006 of the scan line driver circuit 6003.
Shown in.

【0279】画素部6001、信号線駆動回路600
2、走査線駆動回路6003のそれぞれにおいて、各T
FTの活性層となる島状の半導体膜が複数形成されてい
る。6007、6008、6009はパターニング後に
TFTの活性層となる部分である。破線6020はレー
ザー光の照射跡である。
The pixel portion 6001 and the signal line driver circuit 600
2. In each of the scanning line driver circuits 6003, each T
A plurality of island-shaped semiconductor films to be the active layer of FT are formed. Reference numerals 6007, 6008, and 6009 are portions that become active layers of the TFT after patterning. A broken line 6020 is an irradiation mark of laser light.

【0280】レーザー光の照射跡6020は、キャリア
が移動する方向またはその逆の方向にほぼ沿うようにす
る。
The laser beam irradiation traces 6020 are set to extend substantially along the direction in which the carriers move or the opposite direction.

【0281】本実施例は、実施例1〜実施例16と組み
合わせて実施することが可能である。
This embodiment can be carried out in combination with Embodiments 1 to 16.

【0282】[0282]

【発明の効果】本発明のレーザー装置は、一定の位置及
び一定の方向からレーザー光を照射していても、被処理
物の移動方向を転換せずに被処理物におけるレーザー光
の照射位置をX方向及びY方向へ移動させることがで
き、被処理物全面をレーザー光で照射することができ
る。よって、被処理物の移動方向の転換に伴う時間のロ
スが生じることはなく、従来に比べて処理の効率を高め
ることができる。
According to the laser device of the present invention, even if the laser beam is irradiated from a fixed position and a fixed direction, the irradiation position of the laser beam on the processed object can be changed without changing the moving direction of the processed object. It can be moved in the X and Y directions, and the entire surface of the object to be processed can be irradiated with laser light. Therefore, there is no time loss due to the change of the moving direction of the object to be processed, and the processing efficiency can be improved as compared with the conventional case.

【0283】また、レーザー光は、被処理物に対する照
射角度が照射位置に関わらず固定されているため、被処
理物内で反射して戻ってくるビームの強さや干渉の強さ
等が照射位置によって異なることを防ぎ、被処理物に対
する処理をほぼ均一に行うことができる。例えばレーザ
ー照射により半導体膜を結晶化させる場合、半導体膜の
位置によって結晶性に差が生じるのを防ぐことができ
る。そして、ビームの照射方向を変えて被処理物全体を
レーザー光で照射する場合に比べて、光学系をシンプル
にすることができる。
Further, since the irradiation angle of the laser beam with respect to the object to be processed is fixed regardless of the irradiation position, the intensity of the beam reflected and returned in the object to be processed, the intensity of interference, etc. are determined at the irradiation position. It is possible to prevent the difference from occurring and to perform the treatment on the object to be treated substantially uniformly. For example, when the semiconductor film is crystallized by laser irradiation, a difference in crystallinity can be prevented depending on the position of the semiconductor film. The optical system can be simplified as compared with the case where the irradiation direction of the beam is changed and the entire object is irradiated with laser light.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図2】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図3】 被処理物においてレーザー光の照射位置の
移動する方向を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a moving direction of an irradiation position of laser light on an object to be processed.

【図4】 本発明のレーザー装置の構造を示す図と、
被処理物においてレーザー光の照射位置の移動する方向
を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the structure of a laser device of the present invention;
The figure which shows the moving direction of the irradiation position of a laser beam in a to-be-processed object.

【図5】 レーザー光の照射される位置を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a position where a laser beam is irradiated.

【図6】 レーザー光の照射される位置を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a position where a laser beam is irradiated.

【図7】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図8】 レーザー光の照射される位置を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a position where a laser beam is irradiated.

【図9】 液晶パネルにレーザー光を照射する方法を
示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a method of irradiating a liquid crystal panel with laser light.

【図10】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 10 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図11】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 11 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図12】 本発明のレーザー装置の構造を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a structure of a laser device of the present invention.

【図13】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図14】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図15】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using a laser device of the present invention.

【図16】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 16 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図17】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図18】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 18 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図19】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図20】 従来の被処理物においてレーザー光の照射
位置の移動する方向を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a moving direction of an irradiation position of laser light in a conventional object to be processed.

【図21】 本発明のレーザー装置を用いた半導体装置
の作製方法を示す図。
FIG. 21 is a diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device using the laser device of the present invention.

【図22】 本発明のレーザー装置で形成された半導体
装置を用いた電子機器の図。
FIG. 22 is a diagram of an electronic device using a semiconductor device formed by the laser device of the present invention.

【図23】 本発明のレーザー装置を用いた半導体膜の
結晶化の方法を示す図。
FIG. 23 is a diagram showing a method of crystallizing a semiconductor film using a laser device of the present invention.

【図24】 本発明のレーザー装置の一実施例を示す
図。
FIG. 24 is a diagram showing an embodiment of a laser device of the present invention.

【図25】 液晶パネルにおけるレーザー光の軌跡を示
す図。
FIG. 25 is a diagram showing a locus of laser light in a liquid crystal panel.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 志賀 愛子 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 (72)発明者 下村 明久 神奈川県厚木市長谷398番地 株式会社半 導体エネルギー研究所内 Fターム(参考) 2H092 GA59 JA25 KA04 MA30 NA24 NA25 5F052 AA02 BA01 BA02 BA03 BA07 BA11 BA18 BB02 BB07 CA10 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA11 EA13 FA02 FA22 JA01 5F110 AA01 AA30 BB02 BB04 CC02 CC06 CC08 DD01 DD02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 DD18 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE11 EE14 EE15 EE23 EE28 EE30 EE44 EE45 FF02 FF04 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG17 GG25 GG32 GG33 GG43 GG45 GG47 GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HL12 HM13 HM14 HM15 NN03 NN04 NN12 NN22 NN27 NN34 NN35 NN72 NN73 NN78 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP06 PP23 PP34 QQ04 QQ11 QQ19 QQ23 QQ24 QQ25 QQ28    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Aiko Shiga             398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Ltd.             Conductor Energy Laboratory (72) Inventor Akihisa Shimomura             398 Hase, Atsugi City, Kanagawa Prefecture, Ltd.             Conductor Energy Laboratory F term (reference) 2H092 GA59 JA25 KA04 MA30 NA24                       NA25                 5F052 AA02 BA01 BA02 BA03 BA07                       BA11 BA18 BB02 BB07 CA10                       DA01 DA02 DA03 DB02 DB03                       DB07 EA11 EA13 FA02 FA22                       JA01                 5F110 AA01 AA30 BB02 BB04 CC02                       CC06 CC08 DD01 DD02 DD03                       DD05 DD12 DD13 DD14 DD15                       DD17 DD18 EE01 EE02 EE03                       EE04 EE06 EE11 EE14 EE15                       EE23 EE28 EE30 EE44 EE45                       FF02 FF04 FF28 FF30 FF36                       GG01 GG02 GG13 GG17 GG25                       GG32 GG33 GG43 GG45 GG47                       GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13                       HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04                       HL06 HL11 HL12 HM13 HM14                       HM15 NN03 NN04 NN12 NN22                       NN27 NN34 NN35 NN72 NN73                       NN78 PP01 PP02 PP03 PP04                       PP05 PP06 PP23 PP34 QQ04                       QQ11 QQ19 QQ23 QQ24 QQ25                       QQ28

Claims (25)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 絶縁表面上に形成された半導体膜を回転させながら、前
記回転の中心に向かって、または前記中心から外側へ向
かって移動させ、なおかつ前記加工されたレーザー光を
前記半導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射す
ることで、前記半導体膜の結晶性を高めることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
1. A laser beam output from a laser oscillator is processed by an optical system to rotate a semiconductor film formed on an insulating surface toward the center of rotation or outside the center. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises increasing the crystallinity of the semiconductor film by irradiating the processed laser beam to a certain region within the moving range of the semiconductor film while moving the semiconductor film toward the semiconductor film.
【請求項2】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 絶縁表面上に形成された半導体膜を回転させながら、前
記回転の中心に向かって、または前記中心から外側へ向
かって直線状に移動させ、なおかつ前記加工されたレー
ザー光を前記半導体膜の移動範囲内における一定の領域
に照射することで、前記半導体膜の結晶性を高めること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
2. A laser beam output from a laser oscillator is processed by an optical system to rotate a semiconductor film formed on an insulating surface toward the center of rotation or outside the center. A semiconductor device characterized by increasing the crystallinity of the semiconductor film by irradiating the processed laser beam to a certain region within the moving range of the semiconductor film in a straight line toward the semiconductor film. Manufacturing method.
【請求項3】絶縁表面上に形成された半導体膜をパター
ニングして島状の半導体膜を形成し、 レーザー発振装置から出力されたレーザー光を光学系を
用いて加工し、 前記島状の半導体膜を回転させながら、前記回転の中心
に向かって、または前記中心から外側へ向かって移動さ
せ、なおかつ前記加工されたレーザー光を前記島状の半
導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射すること
で、前記島状の半導体膜の結晶性を高めることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
3. A semiconductor film formed on an insulating surface is patterned to form an island-shaped semiconductor film, and laser light output from a laser oscillator is processed using an optical system to obtain the island-shaped semiconductor. While rotating the film, the film is moved toward the center of rotation or outward from the center, and the processed laser light is applied to a certain region within the moving range of the island-shaped semiconductor film. Accordingly, the crystallinity of the island-shaped semiconductor film is increased, and a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項4】絶縁表面上に形成された半導体膜をパター
ニングして島状の半導体膜を形成し、 レーザー発振装置から出力されたレーザー光を光学系を
用いて加工し、 前記島状の半導体膜を回転させながら、前記回転の中心
に向かって、または前記中心から外側へ向かって直線状
に移動させ、なおかつ前記加工されたレーザー光を前記
島状の半導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射
することで、前記島状の半導体膜の結晶性を高めること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
4. A semiconductor film formed on an insulating surface is patterned to form an island-shaped semiconductor film, and a laser beam output from a laser oscillator is processed using an optical system to obtain the island-shaped semiconductor. While rotating the film, the film is moved linearly toward the center of rotation or outward from the center, and the processed laser light is a constant region within the moving range of the island-shaped semiconductor film. The method for manufacturing a semiconductor device is characterized in that the crystallinity of the island-shaped semiconductor film is increased by irradiating the semiconductor film.
【請求項5】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 絶縁表面上に形成された半導体膜を回転させながら、前
記回転の中心に向かって、または前記中心から外側へ向
かって移動させ、なおかつ前記加工されたレーザー光を
前記半導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射す
ることで、前記半導体膜の結晶性を高め、 前記結晶性が高められた半導体膜をパターニングして島
状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の
作製方法。
5. A laser beam output from a laser oscillator is processed by an optical system to rotate a semiconductor film formed on an insulating surface toward the center of rotation or outside the center. By irradiating the processed laser light to a certain region within the movement range of the semiconductor film, the crystallinity of the semiconductor film is increased, and the semiconductor film with increased crystallinity is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises patterning to form an island-shaped semiconductor film.
【請求項6】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 絶縁表面上に形成された半導体膜を回転させながら、前
記回転の中心に向かって、または前記中心から外側へ向
かって直線状に移動させ、なおかつ前記加工されたレー
ザー光を前記半導体膜の移動範囲内における一定の領域
に照射することで、前記半導体膜の結晶性を高め、 前記結晶性が高められた半導体膜をパターニングして島
状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の
作製方法。
6. A laser beam output from a laser oscillator is processed using an optical system to rotate the semiconductor film formed on the insulating surface toward the center of rotation or outside the center. By moving linearly toward the semiconductor film and irradiating the processed laser beam to a certain region within the movement range of the semiconductor film, thereby enhancing the crystallinity of the semiconductor film and enhancing the crystallinity. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises patterning a semiconductor film to form an island-shaped semiconductor film.
【請求項7】請求項1乃至請求項6のいずれか1項にお
いて、前記回転が一周したときの、前記一定の領域と前
記被処理物とが重なった前記レーザー光の照射位置は、
前記回転が開始されたときの前記レーザー光の照射位置
と一部重なることを特徴とする半導体装置の作製方法。
7. The irradiation position of the laser beam according to claim 1, wherein the certain region and the object to be processed overlap each other when the rotation makes one revolution.
A method for manufacturing a semiconductor device, which partially overlaps an irradiation position of the laser light when the rotation is started.
【請求項8】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 複数の絶縁表面上に形成された複数の半導体膜を同一平
面において回転させながら、前記回転の中心に向かっ
て、または前記中心から外側へ向かって移動させ、なお
かつ前記加工されたレーザー光を前記複数の半導体膜の
移動範囲内における一定の領域に照射することで、前記
複数の半導体膜の結晶性を高めることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
8. A laser beam output from a laser oscillator is processed by using an optical system, and a plurality of semiconductor films formed on a plurality of insulating surfaces are rotated toward the center of rotation while rotating in the same plane. Or irradiate the processed laser light to a certain region within the moving range of the plurality of semiconductor films to increase the crystallinity of the plurality of semiconductor films. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項9】レーザー発振装置から出力されたレーザー
光を光学系を用いて加工し、 複数の絶縁表面上に形成された複数の半導体膜を同一平
面において回転させながら、前記回転の中心に向かっ
て、または前記中心から外側へ向かって直線状に移動さ
せ、なおかつ前記加工されたレーザー光を前記複数の半
導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射すること
で、前記複数の半導体膜の結晶性を高めることを特徴と
する半導体装置の作製方法。
9. A laser beam output from a laser oscillator is processed by using an optical system, and a plurality of semiconductor films formed on a plurality of insulating surfaces are rotated toward the center of rotation while rotating in the same plane. Or linearly moving from the center toward the outside, and irradiating the processed laser light to a certain region within the moving range of the plurality of semiconductor films, thereby crystallizing the plurality of semiconductor films. A method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized by increasing the property.
【請求項10】絶縁表面上に形成された半導体膜をパタ
ーニングして複数の島状の半導体膜を形成し、 レーザー発振装置から出力されたレーザー光を光学系を
用いて加工し、 前記複数の島状の半導体膜を同一平面において回転させ
ながら、前記回転の中心に向かって、または前記中心か
ら外側へ向かって移動させ、なおかつ前記加工されたレ
ーザー光を前記複数の島状の半導体膜の移動範囲内にお
ける一定の領域に照射することで、前記複数の島状の半
導体膜の結晶性を高めることを特徴とする半導体装置の
作製方法。
10. A semiconductor film formed on an insulating surface is patterned to form a plurality of island-shaped semiconductor films, laser light output from a laser oscillator is processed using an optical system, While rotating the island-shaped semiconductor film in the same plane, the island-shaped semiconductor film is moved toward the center of rotation or outward from the center, and the processed laser light is moved among the plurality of island-shaped semiconductor films. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises increasing the crystallinity of the plurality of island-shaped semiconductor films by irradiating a certain region within the range.
【請求項11】絶縁表面上に形成された半導体膜をパタ
ーニングして複数の島状の半導体膜を形成し、 レーザー発振装置から出力されたレーザー光を光学系を
用いて加工し、 前記複数の島状の半導体膜を同一平面において回転させ
ながら、前記回転の中心に向かって、または前記中心か
ら外側へ向かって直線状に移動させ、なおかつ前記加工
されたレーザー光を前記複数の島状の半導体膜の移動範
囲内における一定の領域に照射することで、前記複数の
島状の半導体膜の結晶性を高めることを特徴とする半導
体装置の作製方法。
11. A semiconductor film formed on an insulating surface is patterned to form a plurality of island-shaped semiconductor films, laser light output from a laser oscillator is processed using an optical system, While rotating the island-shaped semiconductor film in the same plane, the island-shaped semiconductor film is linearly moved toward the center of rotation or outward from the center, and the processed laser light is further moved to the plurality of island-shaped semiconductors. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises increasing the crystallinity of the plurality of island-shaped semiconductor films by irradiating a certain region within a moving range of the film.
【請求項12】レーザー発振装置から出力されたレーザ
ー光を光学系を用いて加工し、 複数の絶縁表面上に形成された複数の半導体膜を同一平
面において回転させながら、前記回転の中心に向かっ
て、または前記中心から外側へ向かって移動させ、なお
かつ前記加工されたレーザー光を前記複数の半導体膜の
移動範囲内における一定の領域に照射することで、前記
複数の半導体膜の結晶性を高める、 前記結晶性が高められた複数の半導体膜をパターニング
して島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体
装置の作製方法。
12. A laser beam output from a laser oscillator is processed using an optical system, and a plurality of semiconductor films formed on a plurality of insulating surfaces are rotated toward the center of rotation while rotating in the same plane. Or irradiate the processed laser light to a certain region within the moving range of the plurality of semiconductor films to increase the crystallinity of the plurality of semiconductor films. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises patterning the plurality of semiconductor films having enhanced crystallinity to form island-shaped semiconductor films.
【請求項13】レーザー発振装置から出力されたレーザ
ー光を光学系を用いて加工し、 複数の絶縁表面上に形成された複数の半導体膜を同一平
面において回転させながら、前記回転の中心に向かっ
て、または前記中心から外側へ向かって直線状に移動さ
せ、なおかつ前記加工されたレーザー光を前記複数の半
導体膜の移動範囲内における一定の領域に照射すること
で、前記複数の半導体膜の結晶性を高める、 前記結晶性が高められた複数の半導体膜をパターニング
して島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体
装置の作製方法。
13. A laser beam output from a laser oscillator is processed by using an optical system, and a plurality of semiconductor films formed on a plurality of insulating surfaces are rotated toward the center of rotation while rotating in the same plane. Or linearly moving from the center toward the outside, and irradiating the processed laser light to a certain region within the moving range of the plurality of semiconductor films, thereby crystallizing the plurality of semiconductor films. A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises forming an island-shaped semiconductor film by patterning the plurality of semiconductor films having improved crystallinity.
【請求項14】請求項8乃至請求項13のいずれか1項
において、前記回転が一周したときの、前記一定の領域
と前記複数の被処理物とが重なった前記レーザー光の照
射位置は、前記回転が開始されたときの前記レーザー光
の照射位置と一部重なることを特徴とする半導体装置の
作製方法。
14. The irradiation position of the laser beam according to claim 8, wherein the certain region and the plurality of objects to be processed overlap each other when the rotation makes one revolution. A method for manufacturing a semiconductor device, which partially overlaps an irradiation position of the laser light when the rotation is started.
【請求項15】請求項1乃至請求項14のいずれか一項
において、前記レーザー発振装置は、連続発振の固体レ
ーザーであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
15. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the laser oscillation device is a continuous-wave solid-state laser.
【請求項16】請求項1乃至請求項15のいずれか一項
において、前記レーザー発振装置は、連続発振のYAG
レーザー、YVO4レーザー、YLFレーザー、YAl
3レーザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレ
キサンドライドレーザー、Ti:サファイアレーザーま
たはY23レーザーから選ばれた一種または複数種であ
ることを特徴とする半導体装置の作製方法。
16. The YAG of continuous oscillation according to any one of claims 1 to 15.
Laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAl
A method of manufacturing a semiconductor device, which is one or more selected from O 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, Ti: sapphire laser, or Y 2 O 3 laser.
【請求項17】請求項1乃至請求項16のいずれか一項
において、前記レーザー発振装置は連続発振のエキシマ
レーザー、ArレーザーまたはKrレーザーから選ばれ
た一種または複数種であることを特徴とする半導体装置
の作製方法。
17. The laser oscillator according to claim 1, wherein the laser oscillator is one or more selected from a continuous wave excimer laser, an Ar laser, or a Kr laser. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項18】請求項1乃至請求項17のいずれか一項
において、前記レーザー光は第2高調波であることを特
徴とする半導体装置の作製方法。
18. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the laser light is a second harmonic.
【請求項19】請求項1乃至請求項18のいずれか一項
において、 前記被処理物を回転させる角速度が一定に保たれている
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
19. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein an angular velocity for rotating the object to be processed is kept constant.
【請求項20】請求項19において、 前記被処理物を前記回転の中心に向かって、または前記
中心から外側へ向かって移動させる速度が一定に保たれ
ていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
20. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 19, wherein a speed at which the object to be processed is moved toward the center of rotation or outward from the center is kept constant. Method.
【請求項21】請求項1乃至請求項20のいずれか一項
において、 前記回転により形成される平面に対する前記レーザー光
の入射角θは、前記レーザー光の入射面と前記平面の交
線における前記レーザー光の幅をW、前記絶縁表面を有
する基板の厚さをdとすると、 θ≧arctan(W/2d) を満たすことを特徴とする半導体装置の作製方法。
21. The incident angle θ of the laser light with respect to the plane formed by the rotation according to any one of claims 1 to 20, wherein the incident angle θ of the laser light is the intersection line of the laser light incident surface and the plane. When the width of the laser beam is W and the thickness of the substrate having the insulating surface is d, θ ≧ arctan (W / 2d) is satisfied, a method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項22】請求項1乃至請求項21のいずれか1項
に記載の半導体装置の作製方法を用いて形成されたこと
を特徴とする半導体装置。
22. A semiconductor device formed by using the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
【請求項23】島状の半導体膜を有する薄膜トランジス
タを複数有する半導体装置であって、 前記島状の半導体膜はレーザー光によって結晶性が高め
られており、 全ての前記島状の半導体膜に形成された前記レーザー光
の照射の軌跡の形状が円弧状であることを特徴とする半
導体装置。
23. A semiconductor device having a plurality of thin film transistors each having an island-shaped semiconductor film, wherein the island-shaped semiconductor film has crystallinity enhanced by laser light and is formed on all of the island-shaped semiconductor films. The semiconductor device is characterized in that the shape of the locus of irradiation of the laser light that has been generated is an arc shape.
【請求項24】島状の半導体膜を有する薄膜トランジス
タを複数有する半導体装置であって、 前記島状の半導体膜はレーザー光によって結晶性が高め
られており、 全ての前記島状の半導体膜に形成された前記レーザー光
の照射の軌跡の形状が円弧状であり、 全ての前記島状の半導体膜において、結晶の粒界が前記
軌跡にそって存在していることを特徴とする半導体装
置。
24. A semiconductor device having a plurality of thin film transistors each having an island-shaped semiconductor film, wherein the island-shaped semiconductor film has crystallinity enhanced by laser light, and is formed on all of the island-shaped semiconductor films. The semiconductor device is characterized in that the shape of the locus of irradiation of the generated laser light is arcuate, and the grain boundaries of crystals are present along the locus in all of the island-shaped semiconductor films.
【請求項25】請求項22乃至請求項24のいずれか1
項に記載の前記半導体装置を用いることを特徴とする電
子機器。
25. Any one of claims 22 to 24.
An electronic device using the semiconductor device according to the item 1.
JP2002256549A 2001-09-07 2002-09-02 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP3908128B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002256549A JP3908128B2 (en) 2001-09-07 2002-09-02 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001-272751 2001-09-07
JP2001272751 2001-09-07
JP2001273687 2001-09-10
JP2001-273687 2001-09-10
JP2002256549A JP3908128B2 (en) 2001-09-07 2002-09-02 Method for manufacturing semiconductor device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002252777A Division JP3908124B2 (en) 2001-09-07 2002-08-30 Laser apparatus and laser irradiation method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003158076A true JP2003158076A (en) 2003-05-30
JP3908128B2 JP3908128B2 (en) 2007-04-25

Family

ID=27347465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002256549A Expired - Fee Related JP3908128B2 (en) 2001-09-07 2002-09-02 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3908128B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011145286A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 パナソニック株式会社 Production method for thin-film semiconductor device for display
WO2012153364A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 パナソニック株式会社 Thin film semiconductor device for displays, and method for producing thin film semiconductor device for displays
US9142663B2 (en) 2005-05-24 2015-09-22 Cree, Inc. Silicon carbide devices having smooth channels

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9142663B2 (en) 2005-05-24 2015-09-22 Cree, Inc. Silicon carbide devices having smooth channels
WO2011145286A1 (en) * 2010-05-20 2011-11-24 パナソニック株式会社 Production method for thin-film semiconductor device for display
US8623715B2 (en) 2010-05-20 2014-01-07 Panasonic Corporation Method for fabricating thin-film semiconductor device for display
WO2012153364A1 (en) * 2011-05-10 2012-11-15 パナソニック株式会社 Thin film semiconductor device for displays, and method for producing thin film semiconductor device for displays
US8835235B2 (en) 2011-05-10 2014-09-16 Panasonic Corporation Thin-film semiconductor device and method for fabricating thin-film semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP3908128B2 (en) 2007-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4127565B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US8044372B2 (en) Laser apparatus, laser irradiation method, semiconductor manufacturing method, semiconductor device, and electronic equipment
JP3980465B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6844523B2 (en) Laser apparatus, laser irradiation method, manufacturing method for a semiconductor device, semiconductor device and electronic equipment
JP5427753B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US7326630B2 (en) Method of fabricating semiconductor device utilizing laser irradiation
JP5322349B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6897889B2 (en) Laser beam irradiating apparatus, laser beam irradiating method, and method of manufacturing a semiconductor device
JP5227900B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2004158720A6 (en) Laser apparatus and laser irradiation method
JP2004179474A6 (en) Laser irradiation device
JP3908124B2 (en) Laser apparatus and laser irradiation method
JP3892368B2 (en) Laser apparatus and laser irradiation method
JP3908128B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3908129B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4646894B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP4579217B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2003151916A (en) Laser irradiation apparatus and method and manufacturing method of semiconductor device
JP4397582B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3949709B2 (en) Laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and manufacturing method of semiconductor device
JP2004200559A6 (en) Laser irradiation method and semiconductor device manufacturing method
JP2003158089A (en) Laser irradiation device, laser irradiation method and manufacturing method for semiconductor device
JP2004153022A (en) Method for irradiating laser beam and process for fabricating semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060912

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061109

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061205

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061207

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070116

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100126

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110126

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120126

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130126

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees