JP2003188112A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、照射面におけるエネルギー密度の分
布が均一なレーザ光を形成するためのレーザ照射装置お
よびそれを用いるレーザ照射方法を提供し、このような
レーザ照射方法により、半導体膜の結晶化や不純物元素
の活性化を行って得られた半導体膜を用いて半導体装置
を作製する方法を提供することを課題とする。 【解決手段】レーザと、凹面を有し、かつ、前記レーザ
から射出されるレーザ光のエネルギー密度を一方向にお
いて均一化する２つ以上のミラーと、を有するレーザ照
射装置であって、 第１のミラーの焦点位置は、該第１
のミラーと照射面の間にあり、第２のミラーの焦点位置
は、該第２のミラーと前記照射面の間になく、該照射面
の後方にあることを特徴としている。そして、このよう
なレーザ照射装置により半導体膜等にレーザ照射を行う
ことにより、特性の良い半導体装置を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た半導体膜に対しレーザアニールを施して、結晶化させ
たり、結晶性を向上させて、結晶性半導体膜を得る技術
が広く研究されている。なお、本明細書中において、結
晶性半導体膜とは、結晶化領域が存在する半導体膜のこ
とを言い、全面が結晶化している半導体膜も含む。

【０００３】ガラス基板は、合成石英ガラス基板と比較
し、安価で、大面積基板を容易に作製できる利点を持っ
ている。また、結晶化に好んでレーザが使用されるの
は、ガラス基板の融点が低いからである。レーザは基板
の温度を余り上昇させずに、半導体膜に高いエネルギー
を与えることができる。また、電熱炉を用いた熱処理に
比べて格段にスループットが高い。

【０００４】レーザ光の照射により形成された結晶性半
導体膜は、高い移動度を有するため、この結晶性半導体
膜を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成し、例え
ば、１枚のガラス基板上に、画素部用、または画素部用
と駆動回路用のＴＦＴを作製するアクティブマトリクス
型の液晶表示装置等に利用されている。

【０００５】また、出力の大きい、エキシマレーザ等の
パルスレーザビームを照射面における形状が、数ｃｍ角
の四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状または矩
形状となるように光学系にて加工し、レーザビームを走
査させて(あるいはレーザビームの照射位置を照射面に
対し相対的に移動させて)、レーザアニールを行う方法
は、生産性が高く工業的に優れているため、好んで使用
されている。

【０００６】特に、線状ビームを用いると、照射面にお
いて前後左右の走査が必要なスポット状のレーザビーム
を用いた場合とは異なり、線状ビームの線方向に直角な
方向だけの走査で被照射面全体にレーザビームを照射す
ることができるため、生産性が高い。線方向に直角な方
向に走査するのは、それが最も効率の良い走査方向であ
るからである。この高い生産性により、現在のレーザア
ニールには、パルス発振エキシマレーザのレーザビーム
を適当な光学系で加工して、照射面における形状が線状
である線状ビームを使用することが主流になりつつあ
る。

【０００７】図６に、特開２００１−２４４２１３に開
示されている照射面におけるレーザビームの形状を線状
に加工するための光学系の構成の例を示す。まず、図６
の側面図について説明する。レーザ発振器１０１から出
たレーザビームは、ある拡がり角を持って直進し、シリ
ンドリカルレンズ１０４とシリンドリカルレンズ１０５
により、平行光となり、ミラー１０６により照射面１０
７にて集光する。図６で示す光学系は、拡がり角の変化
に影響を受けやすい為、これを制御する必要があり、拡
がり角の変動に影響を受けない平行なビームを作る光学
系がある方が好ましい。完全に平行なビームを作るのは
不可能であるが、ビームの広がりをより小さく抑えるこ
とは可能である。前記光学系をビームコリメータと言
う。図６においては、シリンドリカルレンズ１０４とシ
リンドリカルレンズ１０５がビームコリメータとして機
能している。また、ミラー１０６の形状は曲率の異なる
放物面ミラーが集まったものであり、１度焦点にて集光
した後、照射面に達する。ここでは、放物面ミラーの数
は４とした。個々の放物面は曲率が異なるため、焦点も
異なっている。これらの放物面ミラー１０６ａ〜１０６
ｄにより、線状ビームの幅方向のエネルギーの均一化が
図られ、長さが決定される。

【０００８】次に、図６の上面図について説明する。レ
ーザ発振器１０１から出たレーザビームは、シリンドリ
カルアレイレンズ１０２により、レーザビームの進行方
向に対し直角方向に分割される。前記方向を本明細書中
では、横方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系
の途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の
方向に曲がるものとする。この構成では４分割となって
いる。これらの分割されたレーザビームはシリンドリカ
ルレンズ１０３により照射面１０７で１つのビームにま
とめられる。

【０００９】レーザ光が透過するレンズは使用するに従
って劣化が生じて使用できなくなるが、ミラーはレンズ
と違ってレーザ光が透過するのではなく、レーザ光がミ
ラーの表面で反射するため、劣化は表面だけにとどま
る。そのため、長い期間使用しても、ミラーの表面のコ
ーティングをし直せば、再度使用が可能となり、経済的
である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６で
示す光学系により照射面上において形成されるエネルギ
ー密度の分布は図７のようになった。これは、それぞれ
のミラーにおけるレンズの収差や照射面までの光路長の
差により、エネルギー密度が連続的に変化するためであ
る。そして、それぞれのミラーにおけるこのような偏り
のあるエネルギー密度の分布が照射面において合成され
るので、その偏りが著しいものとなっている。

【００１１】被照射体に対して一様なレーザアニールを
行うには、照射面におけるエネルギー密度の分布が均一
であることが望ましい。例えば、被照射体として半導体
膜を用いる場合、照射面におけるエネルギー密度が均一
であるならば、半導体膜に対して均一なアニールを行う
ことができ、半導体膜の物性を均一なものとする。そし
て、このような半導体膜を用いてＴＦＴを作製すると、
その電気的特性のばらつきは低減され、このようなＴＦ
Ｔを用いて半導体装置を作製すると、その動作特性や信
頼性が向上する。

【００１２】そこで本発明は、照射面におけるエネルギ
ー密度の分布が均一なレーザ光を形成するためのレーザ
照射装置およびそれを用いるレーザ照射方法を提供する
ことを課題とする。また、このようなレーザ照射方法に
より、半導体膜の結晶化や不純物元素の活性化を行って
得られた半導体膜を用いて半導体装置を作製する方法を
提供することを課題とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、照射面におけ
るエネルギー密度の分布の偏りの異なるレーザ光を重畳
することで、均一なエネルギー密度の分布を有するレー
ザ光を形成する。

【００１４】本明細書で開示するレーザ照射装置に関す
る発明の構成は、レーザと、凹面を有し、かつ、前記レ
ーザから射出されるレーザ光のエネルギー密度を一方向
において均一化する２つ以上のミラーと、を有するレー
ザ照射装置であって、第１のミラーの焦点位置は、該第
１のミラーと照射面の間にあり、第２のミラーの焦点位
置は、該第２のミラーと前記照射面の間になく、該照射
面の後方にあることを特徴としている。

【００１５】上記構成において、前記レーザは、連続発
振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザまた
は金属レーザであることを特徴としている。なお、前記
固体レーザとしては連続発振またはパルス発振のＹＡＧ
レーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライド
レーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レ
ーザとしては連続発振またはパルス発振のエキシマレー
ザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ₂レーザ等があり、
前記金属レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅
蒸気レーザ、金蒸気レーザが挙げられる。

【００１６】また、上記構成において、前記レーザ光
は、非線形光学素子により高調波に変換されていること
が望ましい。例えば、ＹＡＧレーザは、基本波として、
波長１０６４ｎｍのレーザ光を出すことで知られてい
る。このレーザ光の珪素膜に対する吸収係数は非常に低
く、このままでは半導体膜の１つである非晶質珪素膜の
結晶化を行うことは技術的に困難である。ところが、こ
のレーザ光は非線形光学素子を用いることにより、より
短波長に変換することができ、高調波として、第２高調
波（５３２ｎｍ）、第３高調波（３５５ｎｍ）が望まし
い。これらの高調波は非晶質珪素膜に対し吸収係数が高
いので、非晶質珪素膜の結晶化に用いる事ができる。

【００１７】本明細書で開示するレーザ照射方法に関す
る発明の構成は、凹面を有する第１のミラーと第２のミ
ラーにより、被照射体またはその近傍におけるエネルギ
ー密度の分布が一方向において均一化されたレーザ光を
前記被照射体に照射するレーザ照射方法であって、前記
第１のミラーの焦点位置は、該第１のミラーと前記被照
射体の間にあり、前記第２のミラーの焦点位置は、該第
２のミラーと前記被照射体の間になく、該被照射体の後
方にあることを特徴としている。

【００１８】また、本明細書で開示するレーザ照射方法
に関する発明の他の構成は、凹面を有する第１のミラー
および第２のミラーにより、第１のレーザ光を第２のレ
ーザ光および第３のレーザ光に分割し、前記第１のミラ
ーにより前記第２のレーザ光を集光した後被照射体を照
射し、前記第２のミラーにより前記第３のレーザ光を集
光せずに前記被照射体の同一領域を照射することを特徴
としている。

【００１９】上記構成において、前記レーザ光は、連続
発振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザま
たは金属レーザから射出されたものであることを特徴と
している。また、前記レーザ光は、非線形光学素子によ
り高調波に変換されていることが望ましい。

【００２０】本明細書で開示する半導体装置の作製方法
に関する発明の構成は、凹面を有する第１のミラーと第
２のミラーにより、半導体膜またはその近傍におけるエ
ネルギー密度の分布が一方向において均一化されたレー
ザ光を前記半導体膜に照射する半導体装置の作製方法で
あって、前記第１のミラーの焦点位置は、該第１のミラ
ーと前記半導体膜の間にあり、前記第２のミラーの焦点
位置は、該第２のミラーと前記半導体膜の間になく、該
半導体膜の後方にあることを特徴としている。

【００２１】また、本明細書で開示する半導体装置の作
製方法に関する発明の他の構成は、凹面を有する第１の
ミラーおよび第２のミラーにより、第１のレーザ光を第
２のレーザ光および第３のレーザ光に分割し、前記第１
のミラーにより前記第２のレーザ光を集光した後半導体
膜を照射し、前記第２のミラーにより前記第３のレーザ
光を集光せずに前記半導体膜の同一領域を照射すること
を特徴としている。

【００２２】上記構成において、前記レーザ光は、連続
発振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザま
たは金属レーザから射出されたものであることを特徴と
している。また、前記レーザ光は、非線形光学素子によ
り高調波に変換されていることが望ましい。

【００２３】また、上記構成において、前記半導体膜を
形成するための基板は、ガラス基板、石英基板、プラス
チック基板、金属基板、可撓性基板などを用いることが
できる。前記ガラス基板として、バリウムホウケイ酸ガ
ラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスか
らなる基板が挙げられる。また、可撓性基板とは、ＰＥ
Ｔ、ＰＥＳ、ＰＥＮ、アクリルなどからなるフィルム状
の基板のことであり、可撓性基板を用いて半導体装置を
作製すれば、軽量化が見込まれる。可撓性基板の表面、
または表面および裏面にアルミ膜（ＡｌＯＮ、ＡｌＮ、
ＡｌＯなど）、炭素膜（ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカ
ーボン）など）、ＳｉＮなどのバリア層を単層または多
層にして形成すれば、耐久性などが向上するので望まし
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】［実施の形態１］本発明の一実施
形態を図１を用いて説明する。

【００２５】図１（Ａ）においてレーザ光は、連続発振
またはパルス発振の固体レーザまたは気体レーザまたは
金属レーザから射出されている。なお、前記固体レーザ
としては連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、Ｙ
ＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラス
レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔ
ｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レーザとして
は連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ、Ａｒレ
ーザ、Ｋｒレーザ、ＣＯ₂レーザ等があり、前記金属レ
ーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザが挙げられる。また、レーザ光は高調
波に変換されていることが望ましい。さらに、このよう
なレーザ光をビームコリメータ等により平行光としてお
くのが望ましい。なお、平行光がミラー１０によって反
射すれば、集光位置はそれぞれのミラーの焦点位置に一
致し、拡散光がミラー１０によって反射すれば集光位置
はそれぞれのミラーの焦点位置からずれる。

【００２６】そして、レーザ光は複数のミラーから構成
されるミラー１０を経て照射面１０７に到達する。ミラ
ー１０は凹型のミラー１０ａと凹型のミラー１０ｂから
構成されている。ミラー１０ａの焦点位置１１ａはミラ
ー１０ａと照射面１０７の間、つまり照射面１０７より
前方にあり、ミラー１０ｂの焦点位置１１ｂはミラー１
０ｂと照射面１０７の間ではなく、照射面１０７より後
方にある。また、ミラー１０ａとミラー１０ｂの曲面は
同一放物面の一部からなるものであっても良いし、異な
る放物面からなるものであってもよい。また、楕円の一
部であってもよい。

【００２７】ミラー１０ａにより反射されるレーザ光
は、ミラー１０ａの焦点位置１１ａが照射面１０７より
前方にあるため、焦点位置にて集光した後、広がって照
射面１０７に到達する。このとき、照射面１０７におけ
るｚ軸方向のエネルギー密度の分布は図１（Ｂ）のよう
になる。

【００２８】ミラー１０ｂにより反射されるレーザ光
は、ミラー１０ｂの焦点位置１１ｂが照射面１０７より
後方にあるため、集光しながら照射面１０７に到達す
る。このとき、照射面１０７におけるｚ軸方向のエネル
ギー密度の分布は図１（Ｃ）のようになる。

【００２９】照射面１０７において、ミラー１０ａ、１
０ｂを経たそれぞれのレーザ光が重畳される。重畳され
たレーザ光のｚ軸方向のエネルギー密度の分布は図１
（Ｄ）のように均一なものとなる。

【００３０】このようにして形成されるエネルギー密度
が均一なレーザ光を用いて、被照射体に対してレーザア
ニールを行えば、均一なアニールを行うことができる。
例えば、被照射体として半導体膜を用いる場合、照射面
におけるエネルギー密度が均一であるならば、半導体膜
に対して均一なアニールを行うことができ、半導体膜の
物性を均一なものとする。そして、このような半導体膜
を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性のばらつ
きは低減され、このようなＴＦＴを用いて半導体装置を
作製すると、その動作特性や信頼性が向上する。

【００３１】なお、本実施形態において、複数のミラー
から構成されるミラーは２つのミラーとしているが、複
数であるならその数に限定はない。焦点位置が照射面よ
り前方にあるミラーと後方にあるミラーとが反射するレ
ーザ光のエネルギー量が等しいことが望ましい。また、
それぞれのミラーの端部は接していてもよいし、離れて
いてもよい。さらに、それぞれのミラーにマイクロメー
ター等を設置して、ｘ軸方向やｚ軸方向に微調整を行う
ことができるようにしておくことが望ましい。

【００３２】［実施の形態２］本実施形態では、本発明
を線状ビームを形成する光学系の中で用いる形態につい
て図２を用いて説明する。

【００３３】図２の側面図について説明する。レーザ１
０１から射出されたレーザ光は、ある拡がり角を持って
直進し、シリンドリカルレンズ１０４とシリンドリカル
レンズ１０５により、ビームウエストの位置をミラー１
０付近に移動させ、ミラー１０により照射面１０７にて
集光する。ここで、レーザ１０１は、連続発振またはパ
ルス発振の固体レーザまたは気体レーザまたは金属レー
ザであり、高調波に変換されていることが望ましい。図
２で示す光学系は、拡がり角の変化に影響を受けやすい
為、これを制御する必要があり、ビームコリメータが必
要となる。図２においては、シリンドリカルレンズ１０
４とシリンドリカルレンズ１０５がビームコリメータと
して機能している。また、ミラー１０の形状は曲率の異
なる放物面ミラーが集まったものであり、１度焦点にて
集光した後、照射面に到達するためのミラー１０ａと、
集光しながら照射面に到達するためのミラー１０ｂとに
より構成されている。ここでは、放物面ミラーの数は２
としている。ミラー１０についての詳細は実施の形態１
で説明した通りである。なお、本明細書中においては、
放物線または楕円を表す式におけるＸ²の係数を曲率α
とする。

【００３４】次に、図２の上面図について説明する。レ
ーザ１０１から射出されたレーザ光は、シリンドリカル
アレイレンズ１０２により、レーザ光の進行方向に対し
直角方向に分割される。前記方向を本明細書中では、横
方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系の途中で
ミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方向に曲
がるものとする。この構成では４分割となっている。こ
れらの分割されたレーザ光はシリンドリカルレンズ１０
３により照射面１０７で１つのレーザ光にまとめられ
る。

【００３５】このようにして、長軸方向および短軸方向
に均一化がなされた線状ビームが形成される。

【００３６】このようなエネルギー密度が均一な線状ビ
ームを用いて、被照射体に対してレーザアニールを行え
ば、均一なアニールを行うことができる。例えば、被照
射体として半導体膜を用いる場合、照射面におけるエネ
ルギー密度が均一であるならば、半導体膜に対して均一
なアニールを行うことができ、半導体膜の物性を均一な
ものとする。そして、このような半導体膜を用いてＴＦ
Ｔを作製すると、その電気的特性のばらつきは低減さ
れ、このようなＴＦＴを用いて半導体装置を作製する
と、その動作特性や信頼性が向上する。

【００３７】なお、本実施形態において、複数のミラー
から構成されるミラーは２つのミラーとしているが、複
数であるならその数に限定はない。また、それぞれのミ
ラーの端部は接していてもよいし、離れていてもよい。

【００３８】［実施の形態３］本発明の一実施形態を図
３を用いて説明する。ここでは複数のミラーから構成さ
れるミラー１２の形状について説明する。

【００３９】図３（Ａ）においてレーザ光は、実施の形
態１と同様に、連続発振またはパルス発振の固体レーザ
または気体レーザまたは金属レーザから射出されてい
る。また、レーザ光は高調波に変換されていることが望
ましい。さらに、このようなレーザ光をビームコリメー
タ等により平行光としておくのが望ましい。

【００４０】そして、レーザ光は複数のミラーから構成
されるミラー１２を経て照射面１０７に到達する。ミラ
ー１２は凹型のミラー１２ａと凹型のミラー１２ｂから
構成されている。ミラー１２ａの焦点距離はミラー１２
ｂと照射面１０７の間とし、ミラー１２ｂの焦点距離は
ミラー１２ａと照射面１０７の間になく、照射面１０７
の後方にあるものにする。そのためのミラー１２ａ、１
２ｂの形状を決定する方法について説明する。

【００４１】まず、本実施形態では、照射面１０７にお
いて、ｚ軸方向の長さが０．４ｍｍのレーザ光を形成す
るものとし、照射面１０７をｘ＝−３、７５．３≦ｚ≦
７５．７とする。また、ミラー１２ａは、

【００４２】

【数１】

【００４３】を満たす放物線におけるｘ＝１１９からの
一部であるとする。ここで、照射面１０７が決まってい
るので、照射面１０７の端部と（１）式における焦点と
を結ぶ直線と（１）式を満たす放物線との交点より、
（１）式におけるｘの範囲は、１１９≦ｘ≦１３５．６
７の部分となる。なお、（１）式の放物線の焦点は
（０、７５）であり、照射面より前方にある。

【００４４】次にミラー１２ｂの形状を決定する。ミラ
ー１２ｂの曲率はミラー１２ａの曲率が同じであるか、
大きいとする。これは、ミラー１２ｂによって反射され
るレーザ光がミラー１２ａによって遮られず、かつ、ミ
ラー１２ｂの焦点位置を照射面１０７の後方に形成する
ためである。この条件を満たせば、ミラー１２ｂの形状
は多数存在するが、ここでは、ミラー１２ｂに対する放
物線を、

【００４５】

【数２】

【００４６】とした。また、ｘ軸はレーザ光がもれなく
照射面に照射するためにミラー１２ａの端点と一致させ
る。また、ミラー１２ｂのｘ軸における幅はミラー１２
ａのｘ軸における幅と同じ幅、つまり、１３５．６７≦
ｘ≦１５２．３４とした。これは、照射面において異な
るエネルギー密度の分布を有するレーザ光を重畳するた
め、それぞれのレーザ光のエネルギー量が等しい方が均
一化しやすいためである。そして、（２）式の放物線の
焦点と、（２）式の放物線におけるｘ＝１３５．６７、
１５２．３４でのｚ軸の値ｚ＝６１．５６、７７．６２
とそれぞれ直線で結び、ｚ軸に平行で、かつ、両端部が
これらの直線上にある照射面の長さと同じ長さの線分を
求める。

【００４７】そして、得られた線分が照射面に一致する
ように（２）式の放物線をｘ軸方向およびｚ軸方向に移
動して、新たな放物線を決定する。これは光学シミュレ
ーションのソフトを用いれば容易に決定することができ
る。このとき得られた放物線は、

【００４８】

【数３】

【００４９】であり、この放物線の１３５．６７≦ｘ≦
１５２．３４の範囲をミラー１２ｂに用いれば、ミラー
１２ｂの形状を決定することができる。なお、（３）式
の放物線の焦点は（−６．２、７４．８７５）であり、
照射面より後方にあることは明らかである。

【００５０】このようにして、照射面より前方に焦点位
置があるミラー１２ａと後方に焦点位置があるミラー１
２ｂの形状を決定することができた。

【００５１】照射面１０７において、ミラー１２ａ、１
２ｂを経たそれぞれのレーザ光の照射面におけるエネル
ギー密度の分布は図３（Ｂ）、図３（Ｃ）で示すような
偏りのあるレーザ光である。しかしながら、重畳された
レーザ光のｚ軸方向のエネルギー密度の分布は図３
（Ｄ）で示すように均一なものとなる。

【００５２】このようにして形成されるエネルギー密度
が均一なレーザ光を用いて、被照射体に対してレーザア
ニールを行えば、均一なアニールを行うことができる。
例えば、被照射体として半導体膜を用いる場合、照射面
におけるエネルギー密度が均一であるならば、半導体膜
に対して均一なアニールを行うことができ、半導体膜の
物性を均一なものとする。そして、このような半導体膜
を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性のばらつ
きは低減され、このようなＴＦＴを用いて半導体装置を
作製すると、その動作特性や信頼性が向上する。

【００５３】なお、本実施形態は実施形態２と組み合わ
せることが可能である。

【００５４】［実施の形態４］本発明の一実施形態を図
４を用いて説明する。ここでは複数のミラーから構成さ
れるミラー１３の形状について説明する。

【００５５】図４（Ａ）においてレーザ光は、実施の形
態１と同様に、連続発振またはパルス発振の固体レーザ
または気体レーザまたは金属レーザから射出されてい
る。また、レーザ光は高調波に変換されていることが望
ましい。さらに、このようなレーザ光をビームコリメー
タ等により平行光としておくのが望ましい。

【００５６】そして、レーザ光は複数のミラーから構成
されるミラー１３を経て照射面１０７に到達する。ミラ
ー１３は凹型のミラー１３ａ〜１３ｄから構成されてい
る。ミラー１３ａ、１３ｂの焦点距離はミラー１３ａ、
１３ｂと照射面１０７の間、つまり照射面１０７の前方
にあり、ミラー１３ｃ、１３ｄの焦点距離はミラー１３
ｃ、１３ｄと照射面１０７の間になく、照射面１０７の
後方にあるものにする。そのためのミラー１３ａ〜１３
ｄの形状を決定する方法について説明する。

【００５７】まず、本実施形態では、照射面１０７にお
いて、ｚ軸方向の長さが０．４ｍｍのレーザ光を形成す
るものとし、照射面１０７をｘ＝−３、７５．３≦ｚ≦
７５．７とする。また、ミラー１３ａは、

【００５８】

【数４】

【００５９】を満たす放物線におけるｘ＝１１９からの
一部であるとする。ここで、照射面１０７が決まってい
るので、照射面１０７の端部と（４）式における焦点と
を結ぶ直線と（１）式を満たす放物線との交点より、
（４）式におけるｘの範囲は、１１９≦ｘ≦１３５．６
７の部分となる。なお、（４）式の放物線の焦点は
（０、７３．８）であり、照射面より前方にある。

【００６０】次にミラー１３ｂの形状を決定する。ミラ
ー１３ｂの曲率はミラー１３ａの曲率が同じであるか、
大きいとする。これは、照射面１０７までの距離がミラ
ー１３ａより遠くなるためである。この条件を満たす、
ミラー１３ｂの形状は多数存在するが、ここでは、ミラ
ー１３ｂに対する放物線の曲率をミラー１３ａと同じに
し、照射面が一致するようにｚ軸方向のみに移動させ
て、ミラー１３ｂの形状を決定すると、

【００６１】

【数５】

【００６２】となる。ミラー１３ｂのｘ軸はレーザ光が
もれなく照射面に照射するためにミラー１３ａの端点と
一致させる。また、ミラー１３ｂのｘ軸における幅は、
照射面と（５）式から１２７≦ｘ≦１３５．６７とな
る。

【００６３】次にミラー１３ｃ、ミラー１３ｄの形状を
決定する。ミラー１３ｃ、ミラー１３ｄの焦点距離はミ
ラー１３ｃ、１３ｄと照射面１０７の距離までより長い
ものとする。そして、その形状は実施の形態３にしたが
って求めればよい。ただし、ミラー１３ａ、１３ｂとミ
ラー１３ｃ、１３ｄとが反射するレーザ光のエネルギー
量を等しくするため、ｘ軸におけるミラー１３ａ、１３
ｂの幅とミラー１３ｃ、１３ｄの幅を等しくする。これ
は、照射面において異なるエネルギー密度の分布を有す
るレーザ光を重畳するため、それぞれのレーザ光のエネ
ルギー量が等しい方が均一化しやすいためである。

【００６４】実施の形態３にしたがって、ミラー１３
ｃ、ミラー１３ｄの形状を求めると、

【数６】

【００６５】

【数７】

【００６６】のようになる。

【００６７】このようにして、照射面より前方に焦点位
置があるミラー１３ａ、１３ｂと後方に焦点位置がある
ミラー１３ｃ、１３ｄの形状を決定することができた。

【００６８】照射面１０７において、ミラー１３ａ、１
３ｂを経たそれぞれのレーザ光の照射面におけるエネル
ギー密度の分布は図４（Ｂ）のようになり、ミラー１３
ｃ、１３ｄを経たそれぞれのレーザ光の照射面における
エネルギー密度の分布は図４（Ｃ）のようになる。これ
らのレーザ光が照射面において重畳され、そのエネルギ
ー密度の分布は図４（Ｄ）で示す様にｚ軸方向に均一な
ものとなる。

【００６９】このようにして形成されるエネルギー密度
が均一なレーザ光を用いて、被照射体に対してレーザア
ニールを行えば、均一なアニールを行うことができる。
例えば、被照射体として半導体膜を用いる場合、照射面
におけるエネルギー密度が均一であるならば、半導体膜
に対して均一なアニールを行うことができ、半導体膜の
物性を均一なものとする。そして、このような半導体膜
を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性のばらつ
きは低減され、このようなＴＦＴを用いて半導体装置を
作製すると、その動作特性や信頼性が向上する。

【００７０】［実施の形態５］本発明の一実施形態を図
５を用いて説明する。ここでは複数のミラーから構成さ
れるミラー１４の形状について説明する。

【００７１】図５（Ａ）においてレーザ光は、実施の形
態１乃至４と同様に、連続発振またはパルス発振の固体
レーザまたは気体レーザまたは金属レーザから射出され
ている。また、レーザ光は高調波に変換されていること
が望ましい。さらに、このようなレーザ光をビームコリ
メータ等により平行光としておくのが望ましい。

【００７２】そして、レーザ光は複数のミラーから構成
されるミラー１４を経て照射面１０７に到達する。ミラ
ー１４は凹型のミラー１４ａ〜１４ｃから構成されてい
る。ミラー１４ａ、１４ｂの焦点距離はミラー１４ａ、
１４ｂと照射面１０７の間にあり、ミラー１４ｃの焦点
距離はミラー１４ｃと照射面１０７の間になく、照射面
１０７の後方にあるものにする。そのためのミラー１４
ａ〜１４ｃの形状を決定する方法について説明する。

【００７３】まず、本実施形態では、照射面１０７にお
いて、ｚ軸方向の長さが０．４ｍｍのレーザ光を形成す
るものとし、照射面１０７をｘ＝−３、７５．３≦ｚ≦
７５．７とする。ここで、ミラー１４ａ、１４ｂの形状
はミラー１３ａ、１３ｂと同じ形状とした。すなわち、
ミラー１４ａ、１４ｂは、

【００７４】

【数８】

【００７５】

【数９】

【００７６】とする。

【００７７】次にミラー１４ｃの形状を決定する。ミラ
ー１４ｃの焦点距離はミラー１４ｃと照射面１０７の距
離までより長いものとする。そして、その形状は実施の
形態３にしたがって求めればよい。ただし、ミラー１４
ａ、１４ｂとミラー１４ｃとが反射するレーザ光のエネ
ルギー量を等しくするため、ｘ軸におけるミラー１４
ａ、１４ｂの幅とミラー１４ｃの幅を等しくする。これ
は、照射面において異なるエネルギー密度の分布を有す
るレーザ光を重畳するため、それぞれのレーザ光のエネ
ルギー量が等しい方が均一化しやすいためである。

【００７８】実施の形態３にしたがって、ミラー１４ｃ
の形状を求めると、

【数１０】

【００７９】のようになる。

【００８０】このようにして、照射面より前方に焦点位
置があるミラー１４ａ、１４ｂと後方に焦点位置がある
ミラー１４ｃの形状を決定することができた。

【００８１】照射面１０７において、ミラー１４ａ〜１
４ｃを経たそれぞれのレーザ光が重畳される。ミラー１
４ａ、１４ｂの照射面におけるエネルギー密度の分布は
図５（Ｂ）のようになっており、ミラー１４ｃの照射面
におけるエネルギー密度の分布は図５（Ｃ）のようにな
っている。そして、重畳されたレーザ光のｚ軸方向のエ
ネルギー密度の分布は図５（Ｄ）で示す様に均一なもの
となる。

【００８２】このようにして形成されるエネルギー密度
が均一なレーザ光を用いて、被照射体に対してレーザア
ニールを行えば、均一なアニールを行うことができる。
例えば、被照射体として半導体膜を用いる場合、照射面
におけるエネルギー密度が均一であるならば、半導体膜
に対して均一なアニールを行うことができ、半導体膜の
物性を均一なものとする。そして、このような半導体膜
を用いてＴＦＴを作製すると、その電気的特性のばらつ
きは低減され、このようなＴＦＴを用いて半導体装置を
作製すると、その動作特性や信頼性が向上する。

【００８３】

【実施例】［実施例１］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８〜図１１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。

【００８４】まず、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガ
ラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスか
らなる基板４００を用いる。なお、基板４００として
は、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。
また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプ
ラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いて
も良い。なお、本発明はエネルギー分布が同一である線
状ビームを容易に形成できるので、複数の線状ビームに
より大面積基板を効率良くアニールすることが可能であ
る。

【００８５】次いで、基板４００上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地
膜４０１を公知の手段により形成する。本実施例では下
地膜４０１として２層構造を用いるが、前記絶縁膜の単
層膜または２層以上積層させた構造を用いても良い。

【００８６】次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。
半導体膜は公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、ま
たはプラズマＣＶＤ法等）により２５〜２００ｎｍ（好
ましくは３０〜１５０ｎｍ）の厚さで半導体膜を成膜
し、レーザ結晶化法により結晶化させる。レーザ結晶化
法は、実施形態１乃至５のいずれか一、またはこれらの
実施形態を自由に組み合わせて、レーザ光を半導体膜に
照射する。用いるレーザは、連続発振またはパルス発振
の固体レーザまたは気体レーザまたは金属レーザが望ま
しい。なお、前記固体レーザとしては連続発振またはパ
ルス発振のＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、
アレキサンドライドレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ等
があり、前記気体レーザとしては連続発振またはパルス
発振のエキシマレーザ、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、CO₂
レーザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振また
はパルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザが挙げられる。もちろん、レーザ結晶
化法だけでなく、他の公知の結晶化法（ＲＴＡやファー
ネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化を助長する
金属元素を用いた熱結晶化法等）と組み合わせて行って
もよい。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、非晶質シリコンカーバイト膜などの非晶
質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。

【００８７】本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、
５０ｎｍの非晶質珪素膜を成膜し、この非晶質珪素膜に
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレ
ーザ結晶化法を行う。金属元素としてニッケルを用い、
溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入した後、５５０
℃で５時間の熱処理を行って第１の結晶性珪素膜を得
る。そして、実施形態１にしたがってレーザアニールを
行い、第２の結晶性珪素膜を得る。前記第１の結晶性珪
素膜にレーザ光を照射して第２の結晶性珪素膜とするこ
とで、結晶性が向上する。パルス発振のエキシマレーザ
を用いる場合には、周波数３００Ｈｚとし、レーザーエ
ネルギー密度を１００〜１０００mJ/cm²(代表的には２
００〜８００mJ/cm²)とするのが望ましい。このとき、
レーザ光を５０〜９８％オーバーラップさせても良い。

【００８８】もちろん、第１の結晶性珪素膜を用いてＴ
ＦＴを作製することもできるが、第２の結晶性珪素膜は
結晶性が向上しているため、ＴＦＴの電気的特性が向上
するので望ましい。例えば、第２の結晶性珪素膜を用い
てＴＦＴを作製すると、移動度は５００〜６００ｃｍ²
／Ｖｓ程度と著しく高い値が得られる。

【００８９】このようにして得られた結晶性半導体膜を
フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によ
り、半導体層４０２〜４０６を形成する。

【００９０】また、半導体層４０２〜４０６を形成した
後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。

【００９１】次いで、半導体層４０２〜４０６を覆うゲ
ート絶縁膜４０７を形成する。ゲート絶縁膜４０７はプ
ラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜
１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸
化窒化珪素膜を形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒
化珪素膜に限定されるものでなく、他の絶縁膜を単層ま
たは積層構造として用いても良い。

【００９２】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。

【００９３】次いで、ゲート絶縁膜４０７上に膜厚２０
〜１００ｎｍの第１の導電膜４０８と、膜厚１００〜４
００ｎｍの第２の導電膜４０９とを積層形成する。本実
施例では、膜厚３０ｎｍのＴａＮ膜からなる第１の導電
膜４０８と、膜厚３７０ｎｍのＷ膜からなる第２の導電
膜４０９を積層形成する。ＴａＮ膜はスパッタ法で形成
し、Ｔａのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でス
パッタする。また、Ｗ膜は、Ｗのターゲットを用いたス
パッタ法で形成した。その他に６フッ化タングステン
（ＷＦ₆）を用いる熱ＣＶＤ法で形成することもでき
る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには
低抵抗化を図る必要があり、Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃ
ｍ以下にすることが望ましい。

【００９４】なお、本実施例では、第１の導電膜４０８
をＴａＮ、第２の導電膜４０９をＷとしているが、特に
限定されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃ
ｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主
成分とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよ
い。また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶
珪素膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、Ａ
ｇＰｄＣｕ合金を用いてもよい。

【００９５】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク４１０〜４１５を形成し、電極及び
配線を形成するための第１のエッチング処理を行う。第
１のエッチング処理では第１及び第２のエッチング条件
で行う。（図８（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。

【００９６】この後、レジストからなるマスク４１０〜
４１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を３０：３０（ｓｃｃｍ）とし、１Paの圧力でコ
イル型の電極に５００WのＲＦ（13.56MHz）電力を投入
してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを行
う。基板側（試料ステージ）にも２０WのＲＦ（13.56MH
z）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチング条件
ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングされる。
なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチング
するためには、１０〜２０％程度の割合でエッチング時
間を増加させると良い。

【００９７】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第
１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層
から成る第１の形状の導電層４１７〜４２２（第１の導
電層４１７ａ〜４２２ａと第２の導電層４１７ｂ〜４２
２ｂ）を形成する。４１６はゲート絶縁膜であり、第１
の形状の導電層４１７〜４２２で覆われない領域は２０
〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。

【００９８】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８（Ｃ））ここ
では、エッチングガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、
Ｗ膜を選択的にエッチングする。この時、第２のエッチ
ング処理により第２の導電層４２８ｂ〜４３３ｂを形成
する。一方、第１の導電層４１７ａ〜４２２ａは、ほと
んどエッチングされず、第２の形状の導電層４２８〜４
３３を形成する。

【００９９】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付
与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理
はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良
い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹³〜５
×１０¹⁴／ｃｍ²とし、加速電圧を４０〜８０ｋｅＶと
して行う。本実施例ではドーズ量を１．５×１０¹³／ｃ
ｍ²とし、加速電圧を６０ｋｅＶとして行う。ｎ型を付
与する不純物元素として１５族に属する元素、典型的に
はリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いるが、ここでは
リン（Ｐ）を用いる。この場合、導電層４２８〜４３３
がｎ型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自
己整合的に不純物領域４２３〜４２７が形成される。不
純物領域４２３〜４２７には１×１０¹⁸〜１×１０²⁰／
cm³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加す
る。

【０１００】レジストからなるマスクを除去した後、新
たにレジストからなるマスク４３４ａ〜４３４ｃを形成
して第１のドーピング処理よりも高い加速電圧で第２の
ドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ
量を１×１０¹³〜１×１０¹⁵/cm²とし、加速電圧を６０
〜１２０ｋｅＶとして行う。ドーピング処理は第２の導
電層４２８ｂ〜４３０ｂ、４３２ｂを不純物元素に対す
るマスクとして用い、第１の導電層のテーパー部の下方
の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピング
する。続いて、第２のドーピング処理より加速電圧を下
げて第３のドーピング処理を行って図９（Ａ）の状態を
得る。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０¹⁵〜
１×１０¹⁷/cm²とし、加速電圧を５０〜１００ｋｅＶと
して行う。第２のドーピング処理および第３のドーピン
グ処理により、第１の導電層と重なる低濃度不純物領域
４３６、４４２、４４８には１×１０¹⁸〜５×１０¹⁹/c
m³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を添加され、
高濃度不純物領域４３５、４４１、４４４、４４７には
１×１０¹⁹〜５×１０²¹/cm³の濃度範囲でｎ型を付与す
る不純物元素を添加される。

【０１０１】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。

【０１０２】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０
ｃを形成して第４のドーピング処理を行う。この第４の
ドーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層と
なる半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する
不純物元素が添加された不純物領域４５３、４５４、４
５９、４６０を形成する。第２の導電層４２９ａ、４３
２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、ｐ型を付
与する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を
形成する。本実施例では、不純物領域４５３、４５４、
４５９、４６０はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンド
ープ法で形成する。（図９（Ｂ））この第４のドーピン
グ処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体
層はレジストからなるマスク４５０ａ〜４５０ｃで覆わ
れている。第１乃至３のドーピング処理によって、不純
物領域４４７、４４８にはそれぞれ異なる濃度でリンが
添加されているが、そのいずれの領域においてもｐ型を
付与する不純物元素の濃度を１×１０¹⁹〜５×１０²¹at
oms/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。

【０１０３】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。

【０１０４】次いで、レジストからなるマスク４５０ａ
〜４５０ｃを除去して第１の層間絶縁膜４６１を形成す
る。この第１の層間絶縁膜４６１としては、プラズマＣ
ＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００
ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化
珪素膜を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜４６１は酸
化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【０１０５】次いで、レーザ光を照射して、半導体層の
結晶性の回復、それぞれの半導体層に添加された不純物
元素の活性化を行う。レーザ活性化は、実施形態１乃至
５のいずれか一またはこれらの実施形態の組み合わせ
て、レーザ光を半導体膜に照射する。用いるレーザは、
連続発振またはパルス発振の固体レーザまたは気体レー
ザまたは金属レーザが望ましい。なお、前記固体レーザ
としては連続発振またはパルス発振のＹＡＧレーザ、Ｙ
ＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレーザ、ＹＡｌＯ₃レーザ、ガラス
レーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ｔ
ｉ：サファイアレーザ等があり、前記気体レーザとして
は連続発振またはパルス発振のエキシマレーザ（エキシ
マレーザの連続発振は開発可能との説もあるが、まだ実
用化していない）、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、CO₂レー
ザ等があり、前記金属レーザとしては連続発振またはパ
ルス発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、
金蒸気レーザが挙げられる。このとき、連続発振のレー
ザを用いるのであれば、レーザ光のエネルギー密度は
０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ²程度（好ましくは０．０
１〜１０ＭＷ／ｃｍ²）が必要であり、レーザ光に対し
て相対的に基板を０．５〜２０００ｃｍ／ｓの速度で移
動させる。また、パルス発振のレーザを用いるのであれ
ば、レーザーエネルギー密度を５０〜１０００mJ/cm
²(代表的には５０〜５００mJ/cm²)とするのが望まし
い。このとき、レーザ光を５０〜９８％オーバーラップ
させても良い。なお、レーザアニール法の他に、熱アニ
ール法、またはラピッドサーマルアニール法（ＲＴＡ
法）などを適用することができる。

【０１０６】また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活
性化を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱
い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層
間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素
膜）を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。

【０１０７】そして、熱処理（３００〜５５０℃で１〜
１２時間の熱処理）を行うと水素化を行うことができ
る。この工程は第１の層間絶縁膜４６１に含まれる水素
により半導体層のダングリングボンドを終端する工程で
ある。第１の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水
素化することができる。水素化の他の手段として、プラ
ズマ水素化（プラズマにより励起された水素を用いる）
や、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００〜４５
０℃で１〜１２時間の熱処理を行っても良い。

【０１０８】次いで、第１の層間絶縁膜４６１上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶
縁膜４６２を形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍ
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００
ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いる。

【０１０９】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。

【０１１０】また、第２の層間絶縁膜４６２として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。

【０１１１】そして、駆動回路５０６において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線４６３〜４６７
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴ
ｉ膜と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金
膜）との積層膜をパターニングして形成する。もちろ
ん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上
の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、
ＡｌとＴｉに限らない。例えば、ＴａＮ膜上にＡｌやＣ
ｕを形成し、さらにＴｉ膜を形成した積層膜をパターニ
ングして配線を形成してもよい。（図１０）

【０１１２】また、画素部５０７においては、画素電極
４７０、ゲート配線４６９、接続電極４６８を形成す
る。この接続電極４６８によりソース配線（４３３ａと
４３３ｂの積層）は、画素ＴＦＴと電気的な接続が形成
される。また、ゲート配線４６９は、画素ＴＦＴのゲー
ト電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極４
７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域４４２と電気的な接
続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極と
して機能する半導体層４５９と電気的な接続が形成され
る。また、画素電極４７０としては、ＡｌまたはＡｇを
主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優
れた材料を用いることが望ましい。

【０１１３】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０
１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、
及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６
と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素
部５０７を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。

【０１１４】駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０
１はチャネル形成領域４３７、ゲート電極の一部を構成
する第１の導電層４２８ａと重なる低濃度不純物領域４
３６（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域またはドレイン領域
として機能する高濃度不純物領域４５２を有している。
このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電極４６６で接続して
ＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル型ＴＦＴ５０２には
チャネル形成領域４４０、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域４５３と、ｎ型を付
与する不純物元素およびｐ型を付与する不純物元素が導
入された不純物領域４５４を有している。また、ｎチャ
ネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成領域４４３、ゲー
ト電極の一部を構成する第１の導電層４３０ａと重なる
低濃度不純物領域４４２（ＧＯＬＤ領域）、ソース領域
またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域４
５６を有している。

【０１１５】画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形
成領域４４６、ゲート電極の外側に形成される低濃度不
純物領域４４５（ＬＤＤ領域）、ソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域４５８を有し
ている。また、保持容量５０５の一方の電極として機能
する半導体層には、ｎ型を付与する不純物元素およびｐ
型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量５
０５は、絶縁膜４１６を誘電体として、電極（４３２ａ
と４３２ｂの積層）と、半導体層とで形成している。

【０１１６】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。

【０１１７】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図１１に示す。なお、図
８〜図１１に対応する部分には同じ符号を用いている。
図１０中の鎖線Ａ−Ａ’は図１１中の鎖線Ａ―Ａ’で切
断した断面図に対応している。また、図１０中の鎖線Ｂ
−Ｂ’は図１１中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対
応している。

【０１１８】［実施例２］本実施例では、実施例１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１２
を用いる。

【０１１９】まず、実施例１に従い、図１０の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図１０のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極４７０上に配向
膜５６７を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜５６７を形成する前に、アクリル樹脂膜等の
有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を
保持するための柱状のスペーサ５７２を所望の位置に形
成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペー
サを基板全面に散布してもよい。

【０１２０】次いで、対向基板５６９を用意する。次い
で、対向基板５６９上に着色層５７０、５７１、平坦化
膜５７３を形成する。赤色の着色層５７０と青色の着色
層５７１とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。

【０１２１】本実施形態では、実施例１に示す基板を用
いている。従って、実施例１の画素部の上面図を示す図
１１では、少なくともゲート配線４６９と画素電極４７
０の間隙と、ゲート配線４６９と接続電極４６８の間隙
と、接続電極４６８と画素電極４７０の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。

【０１２２】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。

【０１２３】次いで、平坦化膜５７３上に透明導電膜か
らなる対向電極５７６を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜５７４を形成し、ラビング処理を
施した。

【０１２４】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材５６８
で貼り合わせる。シール材５６８にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料５７５を注入し、封止剤（図示せ
ず）によって完全に封止する。液晶材料５７５には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１２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。

【０１２５】以上のようにして作製される液晶表示装置
はエネルギー分布の均一化が非常に容易であるレーザ光
が照射されているため一様にアニールされた半導体膜を
用いて作製されたＴＦＴを有しており、前記液晶表示装
置の動作特性や信頼性を十分なものとなり得る。そし
て、このような液晶表示装置は各種電子機器の表示部と
して用いることができる。

【０１２６】なお、本実施例は実施形態１乃至５と自由
に組み合わせることが可能である。

【０１２７】［実施例３］本実施例では、実施例１で示
したアクティブマトリクス基板を作製するときのＴＦＴ
の作製方法を用いて、発光装置を作製した例について説
明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形
成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表
示用パネルおよび該表示用パネルにＴＦＴを備えた表示
用モジュールを総称したものである。なお、発光素子
は、電場を加えることで発生するルミネッセンス（Elec
tro Luminescence）が得られる有機化合物を含む層（発
光層）と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合
物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（蛍光）と三重項励起状態から基
底状態に戻る際の発光（リン光）があり、これらのうち
どちらか、あるいは両方の発光を含む。

【０１２８】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。

【０１２９】図１３は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図１３において、基板７００上に設けられたスイッ
チングＴＦＴ６０３は図１０のｎチャネル型ＴＦＴ５０
３を用いて形成される。したがって、構造の説明はｎチ
ャネル型ＴＦＴ５０３の説明を参照すれば良い。

【０１３０】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。

【０１３１】基板７００上に設けられた駆動回路は図１
０のＣＭＯＳ回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はｎチャネル型ＴＦＴ５０１とｐチャネル型ＴＦＴ
５０２の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。

【０１３２】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。

【０１３３】なお、電流制御ＴＦＴ６０４は図１０のｐ
チャネル型ＴＦＴ５０２を用いて形成される。従って、
構造の説明はｐチャネル型ＴＦＴ５０２の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。

【０１３４】また、配線７０６は電流制御ＴＦＴのソー
ス配線（電流供給線に相当する）であり、７０７は電流
制御ＴＦＴの画素電極７１１を上に重ねることで画素電
極７１１と電気的に接続する電極である。

【０１３５】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。

【０１３６】配線７０１〜７０７を形成後、図１３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。

【０１３７】なお、バンク７１２は絶縁膜であるため、
成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。
本実施例ではバンク７１２の材料となる絶縁膜中にカー
ボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の
発生を抑制する。この際、抵抗率は１×１０⁶〜１×１
０¹²Ωｍ（好ましくは１×１０⁸〜１×１０¹⁰Ωｍ）と
なるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれ
ば良い。

【０１３８】画素電極７１１の上には発光層７１３が形
成される。なお、図１３では一画素しか図示していない
が、本実施例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色
に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシ
アニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７
０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体
（Ａｌｑ₃）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ₃に
キナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光
色素を添加することで発光色を制御することができる。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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。

【０１４２】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。

【０１４３】この際、カバレッジの良い膜をパッシベー
ション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にＤ
ＬＣ膜を用いることは有効である。ＤＬＣ膜は室温から
１００℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性
の低い発光層７１３の上方にも容易に成膜することがで
きる。また、ＤＬＣ膜は酸素に対するブロッキング効果
が高く、発光層７１３の酸化を抑制することが可能であ
る。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層
７１３が酸化するといった問題を防止できる。

【０１４４】さらに、パッシベーション膜７１６上に封
止材７１７を設け、カバー材７１８を貼り合わせる。封
止材７１７としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内
部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有す
る物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材７１８はガラス基板や石英基板やプラスチ
ック基板（プラスチックフィルムも含む）や可撓性基板
の両面に炭素膜（好ましくはＤＬＣ膜）を形成したもの
を用いる。炭素膜以外にもアルミ膜（ＡｌＯＮ、Ａｌ
Ｎ、ＡｌＯなど）、ＳｉＮなどを用いることができる。

【０１４５】こうして図１３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。

【０１４６】こうして、基板７００上にｎチャネル型Ｔ
ＦＴ６０１、ｐチャネル型ＴＦＴ６０２、スイッチング
ＴＦＴ（ｎチャネル型ＴＦＴ）６０３および電流制御Ｔ
ＦＴ（ｐチャネル型ＴＦＴ）６０４が形成される。

【０１４７】さらに、図１３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。

【０１４８】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。

【０１４９】以上のようにして作製される発光装置はエ
ネルギー分布の均一化が非常に容易であるレーザ光が照
射されているため一様にアニールされた半導体膜を用い
て作製されたＴＦＴを有しており、前記発光装置の動作
特性や信頼性を十分なものとなり得る。そして、このよ
うな発光装置は各種電子機器の表示部として用いること
ができる。

【０１５０】なお、本実施例は実施形態１乃至５と自由
に組み合わせることが可能である。

【０１５１】［実施例４］本発明を適用して、様々な半
導体装置（アクティブマトリクス型液晶表示装置、アク
ティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型
ＥＣ表示装置）を作製することができる。即ち、それら
電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本
発明を適用できる。

【０１５２】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ（ゴーグル型ディスプレイ）、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携
帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話または電
子書籍等）などが挙げられる。それらの例を図１４、図
１５及び図１６に示す。

【０１５３】図１４（Ａ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３０
０３、キーボード３００４等を含む。本発明により作製
された半導体装置を表示部３００３に適用することで、
本発明のパーソナルコンピュータが完成する。

【０１５４】図１４（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作
スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０
６等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示
部３１０２に適用することで、本発明のビデオカメラが
完成する。

【０１５５】図１４（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部
３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表
示部３２０５等を含む。本発明により作製された半導体
装置を表示部３２０５に適用することで、本発明のモバ
イルコンピュータが完成する。

【０１５６】図１４（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０
３等を含む。表示部３３０２は基板として可撓性基板を
用いており、表示部３３０２を湾曲させてゴーグル型デ
ィスプレイを作製している。また軽量で薄いゴーグル型
ディスプレイを実現している。本発明により作製される
半導体装置を表示部３３０２に適用することで、本発明
のゴーグル型ディスプレイが完成する。

【０１５７】図１４（Ｅ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０
３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄ
ｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明により作製された半導体
装置を表示部３４０２に適用することで、本発明の記録
媒体が完成する。

【０１５８】図１４（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作ス
イッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本発
明により作製された半導体装置を表示部３５０２に適用
することで、本発明のデジタルカメラが完成する。

【０１５９】図１５（Ａ）はフロント型プロジェクター
であり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含
む。本発明により作製された半導体装置を投射装置３６
０１の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他の
駆動回路に適用することで、本発明のフロント型プロジ
ェクターが完成する。

【０１６０】図１５（Ｂ）はリア型プロジェクターであ
り、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０
３、スクリーン３７０４等を含む。本発明により作製さ
れた半導体装置を投射装置３７０２の一部を構成する液
晶表示装置３８０８やその他の駆動回路に適用すること
で、本発明のリア型プロジェクターが完成する。

【０１６１】なお、図１５（Ｃ）は、図１５（Ａ）及び
図１５（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の
構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７
０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０
４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズ
ム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０
９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８
１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図１５（Ｃ）中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。

【０１６２】また、図１５（Ｄ）は、図１５（Ｃ）中に
おける光源光学系３８０１の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクタ
ー３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３
８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で
構成される。なお、図１５（Ｄ）に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光
学系を設けてもよい。

【０１６３】ただし、図１５に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は
図示していない。

【０１６４】図１６（Ａ）は携帯電話であり、本体３９
０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示
部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６
等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示部
３９０４に適用することで、本発明の携帯電話が完成す
る。

【０１６５】図１６（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であ
り、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒
体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６
等を含む。本発明により作製された半導体装置は表示部
４００２、４００３に適用することで、本発明の携帯書
籍が完成する。携帯書籍を文庫本と同程度の大きさにす
ることもでき、持ち運びを容易にしている。

【０１６６】図１６（Ｃ）はディスプレイであり、本体
４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。
表示部４１０３は可撓性基板を用いて作製されており、
軽量で薄いディスプレイを実現できる。また、表示部４
１０３を湾曲させることも可能である。本発明により作
製される半導体装置を表示部４１０３に適用すること
で、本発明のディスプレイが完成する。本発明のディス
プレイは特に大画面化した場合において有利であり、対
角１０インチ以上（特に３０インチ以上）のディスプレ
イには有利である。

【０１６７】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施形態１〜５およ
び実施例１、２または１、３の組み合わせからなる構成
を用いても実現することができる。

【０１６８】

【発明の効果】本発明のレーザ照射装置を用いること
で、照射面におけるレーザ光のエネルギー密度の均一性
を向上することができる。

【０１６９】更に、レーザ光が透過するレンズは使用す
るに従って劣化が生じるが、ミラーはレンズと違ってレ
ーザ光が透過するのではなく、ミラーの表面で反射する
ため、劣化は表面だけにとどまる。そのため、長い期間
使用しても、ミラーの表面のコーティングをし直せば、
再度使用が可能となり、非常に経済的である。また、放
物面ミラーはレンズのような球面収差が生じないため、
光学系として用いるのに有効である。さらに、ミラーを
マイクロメーター等によって可動式のものにすれば、微
調整も可能となる。

【０１７０】以上の利点を満たした上で、レーザ照射方
法およびそれを行うレーザ照射装置において、効率よく
レーザ光の照射を行うことができる。また、アクティブ
マトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体装置に
おいて、半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実
現することができる。さらに、半導体装置の製造コスト
の低減を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図２】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図３】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図４】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図５】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図６】 特開２００１−２４４２１３に開示されてい
る光学系の例を示す図。

【図７】 図６で示す光学系により照射面において形成
されるレーザ光のエネルギー分布の例を示す図。

【図８】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を
示す断面図。

【図９】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程を
示す断面図。

【図１０】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１１】 画素ＴＦＴの構成を示す上面図。

【図１２】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の断
面図。

【図１３】 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造
図。

【図１４】 半導体装置の例を示す図。

【図１５】 半導体装置の例を示す図。

【図１６】 半導体装置の例を示す図。

【符号の説明】

１０ ミラー １０ａ、１０ｂ ミラー １１ａ、１１ｂ 焦点位置 １２、１３、１４ ミラー １２ａ、１２ｂ、１３ａ〜１３ｄ、１４ａ〜１４ｃ ミ
ラー １０１ レーザ １０２ シリンドリカルアレイレンズ １０３ シリンドリカルレンズ １０４ シリンドリカルレンズ １０５ シリンドリカルレンズ １０６ ミラー １０６ａ〜１０６ｄ ミラー １０７ 照射面

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H092 GA29 GA59 JA25 JA28 JA38 JA46 JB52 JB54 JB66 KA02 KA04 KA05 KA10 KA12 KA16 KA18 KA19 KB04 KB24 KB25 MA05 MA06 MA07 MA08 MA13 MA20 MA22 MA27 MA29 MA30 NA21 NA24 NA25 PA01 PA06 PA07 RA05 5F052 AA02 AA17 AA24 BA04 BA07 BB01 BB03 BB04 BB05 BB06 BB07 CA07 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 EA12 FA06 FA19 JA01 JA04 5F110 AA01 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD12 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE09 EE14 EE23 EE28 EE44 EE45 FF02 FF04 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG24 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04 HL06 HL11 HL12 HM15 NN03 NN04 NN22 NN27 NN34 NN35 NN71 NN72 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP06 PP07 PP10 PP29 PP34 PP35 QQ04 QQ11 QQ23 QQ24 QQ25

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜
   を形成し、 集光位置の異なる２つの群に分けられた凹面を有する複
   数のミラーにより、複数のレーザ光に分割され、前記非
   晶質半導体膜の表面において重畳されたレーザ光を前記
   非晶質半導体膜に照射して結晶化する工程を有する半導
   体装置の作製方法。
2. 【請求項２】請求項１において、集光位置の異なる２つ
   の群とは、 集光位置が前記非晶質半導体膜と前記複数のミラーとの
   間にあるミラー群と、 集光位置が前記非晶質半導体膜を基準とし前記複数のミ
   ラーの反対側にあるミラー群であることを特徴とする半
   導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】請求項１又は請求項２において、 前記非晶質半導体膜と前記複数のミラーとの間において
   レーザ光を集光するミラー群が受けるレーザ光のエネル
   ギーの量の和と、 前記非晶質半導体膜を基準とし、前記複数のミラーの反
   対側においてレーザ光を集光するミラー群が受けるレー
   ザ光のエネルギーの量の和は等しいことを特徴とする半
   導体装置の作製方法。