JP2003218055A - Laser irradiation device - Google Patents

Laser irradiation device

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JP2003218055A
JP2003218055A JP2002327614A JP2002327614A JP2003218055A JP 2003218055 A JP2003218055 A JP 2003218055A JP 2002327614 A JP2002327614 A JP 2002327614A JP 2002327614 A JP2002327614 A JP 2002327614A JP 2003218055 A JP2003218055 A JP 2003218055A
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light
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Koichiro Tanaka
幸一郎 田中
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser irradiation device which realizes efficient uniform annealing by using a laser beam having attenuated regions. <P>SOLUTION: One of a plurality of laser beams is split into two laser beams having an attenuated area each. Each cut surface of the two laser beams is made as both end parts, and each attenuated region of the two laser beams and an attenuated region of other laser beam are mutually combined. Thereby, it is possible to provide a laser irradiation device which can form a laser beam having energy density which enables enough annealing to an irradiated body in any part from a plurality of laser beams having attenuated regions. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】本発明はレーザ光を用いた半
導体膜のアニール(以下、レーザアニールという)の方
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、前記レーザアニ
ールを工程に含んで作製される半導体装置の作製方法に
関する。なお、本明細書において半導体装置とは、半導
体特性を利用することで機能しうる装置全般を指し、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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of annealing a semiconductor film using laser light (hereinafter referred to as laser annealing) and a laser irradiation apparatus (laser and laser light output from the laser) for performing the method. Apparatus including an optical system for guiding to an irradiation body). The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device, which is manufactured by including the laser annealing in a process. Note that in this specification, a semiconductor device refers to all devices that can function by utilizing semiconductor characteristics, and includes an electro-optical device such as a liquid crystal display device or a light-emitting device and an electronic device including the electro-optical device as a component. Shall be provided.

【0002】[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、結晶性を向上させる技術が広く研究されてい
る。上記半導体膜には珪素がよく用いられる。本明細書
中では、半導体膜をレーザ光で結晶化し、結晶性半導体
膜を得る手段をレーザ結晶化という。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for subjecting a semiconductor film formed on an insulating substrate such as glass to laser annealing to crystallize or improve the crystallinity has been widely studied. Silicon is often used for the semiconductor film. In this specification, means for crystallizing a semiconductor film with laser light to obtain a crystalline semiconductor film is called laser crystallization.

【0003】ガラス基板は、従来よく使用されてきた合
成石英ガラス基板と比較し、安価で加工性に富んでお
り、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。
これが上記研究の行われる理由である。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、半導体膜のみ高いエネルギーを与えることが出来
る。また、電熱炉を用いた加熱手段に比べて格段にスル
ープットが高い。
The glass substrate is cheaper and more workable than the synthetic quartz glass substrate which has been often used conventionally, and has an advantage that a large-area substrate can be easily produced.
This is the reason why the above research is conducted. Further, the laser is preferably used for crystallization because the melting point of the glass substrate is low. The laser can give high energy only to the semiconductor film without raising the temperature of the substrate so much. Further, the throughput is remarkably higher than that of the heating means using the electric heating furnace.

【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。
Since the crystalline semiconductor film formed by irradiation with laser light has a high mobility, a thin film transistor (TFT) is formed using this crystalline semiconductor film, and for example, one glass substrate is It is used for an active matrix type liquid crystal display device or the like for manufacturing TFTs for a pixel portion or for a pixel portion and a driving circuit.

【0005】前記レーザ光として、Arレーザやエキシ
マレーザ等から発振されたレーザ光が用いられることが
多い(例えば、特許文献1または特許文献2参照。)。
また、エキシマレーザは出力が大きく、高周波数での繰
り返し照射が可能であるという利点を有する。これらの
レーザから発振されるレーザ光は半導体膜としてよく用
いられる珪素膜に対しての吸収係数が高いという利点を
有する。
Laser light oscillated from an Ar laser, an excimer laser, or the like is often used as the laser light (see, for example, Patent Document 1 or Patent Document 2).
Further, the excimer laser has an advantage that it has a large output and can be repeatedly irradiated at a high frequency. Laser light emitted from these lasers has an advantage of having a high absorption coefficient for a silicon film which is often used as a semiconductor film.

【0006】そして、レーザ光の照射には、レーザ光を
照射面またはその近傍における形状が楕円状、矩形状や
線状となるように光学系にて成形し、レーザ光を移動さ
せて(あるいはレーザ光の照射位置を照射面に対し相対
的に移動させて)、照射する方法が生産性が高く、工業
的に優れている。また、ここでいう「線状」は、厳密な
意味で「線」を意味しているのではなく、アスペクト比
の大きい長方形(もしくは長楕円形)を意味する。例え
ば、アスペクト比が10以上(好ましくは100〜10
000)のもの指す。また、本明細書中において、照射
面におけるレーザ光の形状(レーザ光のスポット)が楕
円状であるものを楕円状ビーム、矩形状であるものを矩
形状ビーム、線状であるものを線状ビームとする。また
レーザ光のスポットは特に定義しない場合はレーザ光の
照射面におけるエネルギー分布とする。
For the irradiation of the laser light, the laser light is shaped by an optical system so that the irradiation surface or its vicinity has an elliptical shape, a rectangular shape or a linear shape, and the laser light is moved (or The method of performing irradiation by moving the irradiation position of the laser light relative to the irradiation surface) has high productivity and is industrially excellent. In addition, the term "linear" does not mean "line" in a strict sense, but means a rectangle (or an ellipse) having a large aspect ratio. For example, the aspect ratio is 10 or more (preferably 100 to 10).
000). In addition, in the present specification, a laser beam having an elliptical shape (laser light spot) on the irradiation surface is an elliptical beam, a rectangular one is a rectangular beam, and a linear one is a linear beam. The beam. Unless otherwise defined, the spot of laser light is the energy distribution on the irradiation surface of laser light.

【0007】[0007]

【特許文献1】特開平6−163401号公報[Patent Document 1] JP-A-6-163401

【特許文献2】特開平7−326769号公報[Patent Document 2] JP-A-7-326769

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】一般に、光学系により
照射面またはその近傍において形成される楕円状、矩形
状や線状のレーザ光の端部は、レンズの収差などによ
り、中央部分をピークとし、端部においてはエネルギー
密度が徐々に減衰している。(図9)このようなレーザ
光において、被照射体のアニールを行うために十分なエ
ネルギー密度を有する領域は、前記レーザ光の中央部分
を含む1/5〜1/3程度と非常に狭い。本明細書中で
は、レーザ光の端部において、被照射体のアニールを行
うためのエネルギー密度が不足している領域を減衰領域
と呼ぶ。
Generally, the end portion of an elliptical, rectangular, or linear laser beam formed on or near an irradiation surface by an optical system has a peak at the central portion due to lens aberration or the like. The energy density is gradually attenuated at the ends. (FIG. 9) In such a laser beam, a region having an energy density sufficient to anneal an object to be irradiated is very narrow, about 1/5 to 1/3 including the central portion of the laser beam. In the present specification, a region where the energy density for annealing the irradiated body is insufficient at the end of the laser beam is referred to as an attenuation region.

【0009】また、基板の大面積化、レーザの大出力化
に伴って、より長い楕円状ビーム、線状ビームや矩形状
ビームが形成されつつある。このようなレーザ光により
アニールを行う方が効率が良いためである。しかしなが
ら、レーザから発振されるレーザ光の端部のエネルギー
密度は中心付近と比較して小さいため、光学系によって
これまで以上に拡大すると、減衰領域がますます顕著化
する傾向にある。
Further, with the increase in the area of the substrate and the increase in the output of the laser, a longer elliptical beam, a linear beam or a rectangular beam is being formed. This is because it is more efficient to anneal with such a laser beam. However, since the energy density of the end portion of the laser light emitted from the laser is smaller than that in the vicinity of the center, when the optical system further expands, the attenuation region tends to become more prominent.

【0010】減衰領域はレーザ光の中央部分に比べてエ
ネルギー密度が十分でなく、前記減衰領域を有するレー
ザ光を用いてアニールを行っても、被照射体に対して十
分なアニールを行うことはできない。
The energy density of the attenuation region is not sufficient as compared with the central portion of the laser light, and even if annealing is performed using the laser light having the attenuation region, the object to be irradiated is not sufficiently annealed. Can not.

【0011】例えば、被照射体が半導体膜である場合に
は、減衰領域によりアニールされた領域と中央部分を含
むエネルギー密度の高い領域によってアニールされた領
域とでは結晶性が異なる。そのため、このような半導体
膜によりTFTを作製しても、減衰領域によりアニール
された領域で作製されるTFTの電気的特性が低下し、
同一基板内におけるばらつきの要因となる。
For example, when the object to be irradiated is a semiconductor film, the crystallinity differs between the region annealed by the attenuation region and the region annealed by the high energy density region including the central portion. Therefore, even if a TFT is manufactured using such a semiconductor film, the electrical characteristics of the TFT manufactured in the region annealed by the attenuation region deteriorates,
This causes variation in the same substrate.

【0012】そこで本発明は、減衰領域を有するレーザ
光を用いて効率良く、均一なアニールを行うことのでき
るレーザ照射装置を提供することを課題とする。また、
このようなレーザ照射装置を用いたレーザ照射方法を提
供し、前記レーザ照射方法を工程に含む半導体装置の作
製方法を提供することを課題とする。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a laser irradiation apparatus which can efficiently and uniformly anneal a laser beam having an attenuation region. Also,
It is an object to provide a laser irradiation method using such a laser irradiation apparatus and a method for manufacturing a semiconductor device including the laser irradiation method in its steps.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、照射面または
その近傍において、複数のレーザ光をそれぞれのレーザ
光の減衰領域を互いに合成する(重ね合わす)ものであ
る。しかしながら、このようにして形成されるレーザ光
の端部には減衰領域が存在する。そのため、前記複数の
レーザ光のうちの1つを、各々減衰領域を有する分割ビ
ーム1および分割ビーム2に分割する。そして、分割ビ
ーム1および分割ビーム2のそれぞれの切断部分を両端
部とし、分割ビーム1および分割ビーム2のそれぞれの
減衰領域と、他のレーザ光の減衰領域とを互いに合成す
る(重ね合わす)。(図1(A))また、分割ビーム同
士は照射面において重ね合わさらない。このようにする
ことで、減衰領域を有する複数のレーザ光から、どの部
分においても被照射体に対して十分にアニールを行うこ
とのできるエネルギー密度を有するレーザ光を形成する
ことができる。(図1(B))
According to the present invention, a plurality of laser beams are combined (superposed) with each other in the attenuation regions of the respective laser beams on or near the irradiation surface. However, there is an attenuation region at the end of the laser beam thus formed. Therefore, one of the plurality of laser beams is split into a split beam 1 and a split beam 2 each having an attenuation region. Then, the respective cut portions of the split beam 1 and the split beam 2 are used as both ends, and the respective attenuation regions of the split beam 1 and the split beam 2 and the attenuation regions of other laser beams are combined (superposed) with each other. (FIG. 1A) Further, the split beams do not overlap each other on the irradiation surface. By doing so, it is possible to form laser light having an energy density that can sufficiently anneal the object to be irradiated in any portion from the plurality of laser light having the attenuation regions. (Fig. 1 (B))

【0014】もちろん、それぞれのレーザ光の照射面に
おける形状は、中央をピークとし、端部においてはエネ
ルギー密度が徐々に減衰しているとは限らず、レーザの
モードによってはエネルギーのピークが複数形成される
ものもある。いずれのモードであっても、レーザ光のエ
ネルギー密度が被照射体のアニールに十分でない領域を
有するのであれば、本発明を適用することができる。
Of course, the shape of the irradiation surface of each laser beam does not always have a peak at the center and the energy density is not gradually attenuated at the ends, and a plurality of energy peaks are formed depending on the laser mode. Some are done. In any mode, the present invention can be applied as long as it has a region where the energy density of laser light is not sufficient for annealing the irradiated body.

【0015】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、複数のレーザと、前記複数のレーザか
ら射出される複数のレーザ光のうちの1つのレーザ光を
該レーザ光の進行方向に対して垂直な平面で分割して、
分割によりできた切断部分と減衰領域を各々両端部とす
る2つのレーザ光を形成する手段と、被照射体上または
その近傍において、前記2つのレーザ光の前記切断部分
を各々両端部とし、前記2つのレーザ光の減衰領域およ
び他のレーザ光の減衰領域を互いに合成する光学系と、
を有することを特徴としている。
The configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in this specification is such that one of a plurality of lasers and a plurality of lasers emitted from the plurality of lasers is directed in the traveling direction of the lasers. Divide by a plane perpendicular to,
A means for forming two laser beams each having a cut portion and an attenuation region formed by division at both ends thereof, and the cut portions of the two laser lights at both ends on or near the irradiated body, An optical system for combining two laser light attenuation regions and another laser light attenuation region with each other;
It is characterized by having.

【0016】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
は金属レーザなどを用いることができる。なお、前記固
体レーザとしてはYAGレーザ、YVO4レーザ、YL
Fレーザ、YAlO3レーザ、Y23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
はエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
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。前記YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレー
ザ、YAlO3レーザ、Y23レーザのドーパントには
Nd3+、Yb3+、Cr4+などが用いられる。
In the above structure, a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, a metal laser, or the like can be used as the laser. The solid-state laser is YAG laser, YVO 4 laser, YL laser.
F laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, T
i: Sapphire laser and the like, the gas laser includes an excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, a CO 2 laser, and the like, and the metal laser includes a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. Nd 3+ , Yb 3+ , Cr 4+ or the like is used as a dopant for the YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, and Y 2 O 3 laser.

【0017】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1065nm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)、第4高
調波(266nm)、第5高調波(213nm)が挙げ
られる。これらの高調波は非晶質珪素膜に対し吸収係数
が高いので、非晶質珪素膜の結晶化に用いる事ができ
る。
Further, in the above structure, it is preferable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element. For example, the YAG laser has
It is known to emit laser light having a wavelength of 1065 nm. The absorption coefficient of the laser beam for the silicon film is very low, and it is technically difficult to crystallize the amorphous silicon film which is one of the semiconductor films as it is. However, this laser light can be converted into a shorter wavelength by using a non-linear optical element, and the second harmonic (532 nm), the third harmonic (355 nm), and the fourth harmonic (266 nm) can be used as harmonics. ) And the fifth harmonic (213 nm). Since these harmonics have a higher absorption coefficient than the amorphous silicon film, they can be used for crystallization of the amorphous silicon film.

【0018】また、本明細書で開示するレーザ照射方法
に関する発明の構成は、複数のレーザ光のうちの1つの
レーザ光を該レーザ光の進行方向に対して垂直な平面で
分割して、分割によりできた切断部分と減衰領域を各々
両端部とする2つのレーザ光を形成し、被照射体上また
はその近傍において、前記2つのレーザ光の前記切断部
分を各々両端部とし、前記2つのレーザ光の減衰領域お
よび他のレーザ光の減衰領域を互いに合成して、レーザ
光を形成し、形成された前記レーザ光を前記被照射体に
対して相対的に移動しながら照射することを特徴として
いる。
Further, in the configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present specification, one of the plurality of laser beams is divided into planes perpendicular to the traveling direction of the laser beams, and the division is performed. Two laser beams having a cut portion and an attenuation region formed at both ends thereof are formed, and the cut portions of the two laser beams are set at both end portions on or near an object to be irradiated. The light attenuation region and another laser light attenuation region are combined with each other to form laser light, and the formed laser light is irradiated while moving relative to the irradiation target. There is.

【0019】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
は金属レーザなどを用いることができる。なお、前記固
体レーザとしてはYAGレーザ、YVO4レーザ、YL
Fレーザ、YAlO3レーザ、Y23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
はエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
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。前記YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレー
ザ、YAlO3レーザ、Y23レーザのドーパントには
Nd3+、Yb3+、Cr4+などが用いられる。
In the above structure, the laser may be a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, a metal laser, or the like. The solid-state laser is YAG laser, YVO 4 laser, YL laser.
F laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, T
i: Sapphire laser and the like, the gas laser includes an excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, a CO 2 laser, and the like, and the metal laser includes a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. Nd 3+ , Yb 3+ , Cr 4+ or the like is used as a dopant for the YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, and Y 2 O 3 laser.

【0020】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。
Further, in the above structure, it is preferable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.

【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構成は、複数のレーザ光のうちの
1つのレーザ光を該レーザ光の進行方向に対して垂直な
平面で分割して、分割によりできた切断部分と減衰領域
を各々両端部とする2つのレーザ光を形成し、半導体膜
上またはその近傍において、前記2つのレーザ光の前記
切断部分を各々両端部とし、前記2つのレーザ光の減衰
領域および他のレーザ光の減衰領域を互いに合成して、
レーザ光を形成し、形成された前記レーザ光を半導体膜
に対して相対的に移動しながら照射することで、前記半
導体膜の結晶化または結晶性の向上を行うことを特徴と
している。
Further, in the structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in this specification, one laser beam among a plurality of laser beams is divided into planes perpendicular to the traveling direction of the laser beam. , Two laser beams having a cut portion formed by division and an attenuation region at both ends are formed, and the cut portions of the two laser beams are set at both ends on or near the semiconductor film. By combining the attenuation region of laser light and the attenuation region of other laser light with each other,
It is characterized in that a laser beam is formed and the formed laser beam is irradiated while moving relative to the semiconductor film, whereby crystallization or crystallinity of the semiconductor film is improved.

【0022】また、本明細書で開示する半導体装置の作
製方法に関する他の発明の構成は、複数のレーザ光のう
ちの1つのレーザ光を該レーザ光の進行方向に対して垂
直な平面で分割して、分割によりできた切断部分と減衰
領域を各々両端部とする2つのレーザ光を形成し、半導
体膜上またはその近傍において、前記2つのレーザ光の
前記切断部分を各々両端部とし、前記2つのレーザ光の
減衰領域および他のレーザ光の減衰領域を互いに合成し
て、レーザ光を形成し、形成された前記レーザ光を不純
物元素が導入された半導体膜に対して相対的に移動しな
がら照射することで、前記不純物元素の活性化を行うこ
とを特徴としている。
Further, according to another aspect of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in this specification, one of a plurality of laser beams is divided by a plane perpendicular to the traveling direction of the laser beam. Then, two laser beams having a cut portion and an attenuating region formed by division at both ends are formed, and the cut portions of the two laser beams are set at both ends on or near the semiconductor film. The two laser light attenuation regions and the other laser light attenuation regions are combined with each other to form laser light, and the formed laser light is moved relative to the semiconductor film in which the impurity element is introduced. It is characterized in that the impurity element is activated by irradiating while performing the irradiation.

【0023】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
は金属レーザなどを用いることができる。なお、前記固
体レーザとしてはYAGレーザ、YVO4レーザ、YL
Fレーザ、YAlO3レーザ、Y23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
はエキシマレーザ、Arレーザ、Krレーザ、CO2
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。前記YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレー
ザ、YAlO3レーザ、Y23レーザのドーパントには
Nd3+、Yb3+、Cr4+などが用いられる。
In the above structure, the laser can be a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, a metal laser, or the like. The solid-state laser is YAG laser, YVO 4 laser, YL laser.
F laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser, ruby laser, alexandrite laser, T
i: Sapphire laser and the like, the gas laser includes an excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, a CO 2 laser, and the like, and the metal laser includes a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. Nd 3+ , Yb 3+ , Cr 4+ or the like is used as a dopant for the YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, and Y 2 O 3 laser.

【0024】また、上記各構成において、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。
Further, in each of the above structures, it is desirable that the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.

【0025】また、上記各構成において、前記半導体膜
は、珪素を含む膜を用いるのが望ましい。そして、前記
半導体膜を形成する基板として、ガラス基板、石英基板
やシリコン基板、プラスチック基板、金属基板、ステン
レス基板、可撓性基板などを用いることができる。前記
ガラス基板として、バリウムホウケイ酸ガラス、または
アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスからなる基板が
挙げられる。また、可撓性基板とは、PET、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。
In each of the above structures, it is desirable that the semiconductor film is a film containing silicon. Then, as a substrate for forming the semiconductor film, a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a plastic substrate, a metal substrate, a stainless substrate, a flexible substrate, or the like can be used. Examples of the glass substrate include a substrate made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass. Further, the flexible substrate means PET, PES,
A film-like substrate made of PEN, acrylic, or the like. If a semiconductor device is manufactured using a flexible substrate,
Weight reduction is expected. Aluminum film (AlON, AlN, AlO, etc.), carbon film (DLC (diamond-like carbon)) on the front surface or the front and back surfaces of the flexible substrate.
Etc.) and a barrier layer of SiN or the like are formed in a single layer or a multi-layer, which is desirable because the durability is improved.

【0026】本発明は、減衰領域を有する複数のレーザ
光を用いて、照射面またはその近傍においてエネルギー
密度の分布が非常に優れたレーザ光を形成することを可
能とする。このようなレーザ光を用いることにより、被
照射体に対して均一にアニールすることを可能とする。
さらに、本発明は、これまでアニールを行うにはエネル
ギー密度が不足していた減衰領域を有効に利用している
ため、スループットを向上させることを可能とする。ま
た、基板上に形成されている半導体膜に対して、効率良
く、均一に照射することができるので、半導体膜の結晶
化や結晶性の向上、不純物元素の活性化などを良好に行
うことができる。そして、このような半導体膜を用いて
作製されたTFTの電気的特性のばらつきを低減し、良
好なものとすることを可能とする。さらに、このような
TFTから作製された半導体装置の動作特性および信頼
性をも向上し得る。
The present invention makes it possible to form a laser beam having an extremely excellent energy density distribution on or near the irradiation surface by using a plurality of laser beams having an attenuation region. By using such a laser beam, it is possible to uniformly anneal the irradiation target.
Furthermore, the present invention effectively utilizes the attenuation region, which has been insufficient in energy density for performing annealing, so that it is possible to improve the throughput. Further, since the semiconductor film formed over the substrate can be efficiently and uniformly irradiated, crystallization of the semiconductor film, improvement of crystallinity, activation of an impurity element, and the like can be favorably performed. it can. Then, it is possible to reduce variations in the electrical characteristics of a TFT manufactured using such a semiconductor film and to improve the characteristics. Furthermore, the operating characteristics and reliability of a semiconductor device manufactured from such a TFT can be improved.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について図2を
用いて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0028】レーザ101b、101cから射出される
それぞれのレーザ光は凹シリンドリカルレンズ105
b、105cにより長尺方向に広げ、拡張される。図示
しないが、レーザ101b、101cと凹シリンドリカ
ルレンズ105b、105cの間に、レーザ101b、
101cから射出されるレーザ光を平行光とするための
ビームコリメーターや、レーザ光を広げるためのビーム
エキスパンダーを入れてもよい。そして、短尺方向に曲
率を有する凸シリンドリカルレンズ106によりレーザ
光を短尺方向に絞り集光し、基板107に到達する。
The respective laser beams emitted from the lasers 101b and 101c are concave cylindrical lenses 105.
It is expanded and expanded in the longitudinal direction by b and 105c. Although not shown, between the lasers 101b and 101c and the concave cylindrical lenses 105b and 105c, the laser 101b,
A beam collimator for collimating the laser light emitted from 101c or a beam expander for expanding the laser light may be provided. Then, the convex cylindrical lens 106 having a curvature in the short direction converges the laser light in the short direction and condenses the laser light to reach the substrate 107.

【0029】一方、レーザ101aから射出されたレー
ザ光はプリズム102aにより2つに分割されて進行方
向が変えられ、プリズム102bから射出するレーザ光
は元のレーザ光の長尺方向においてエネルギー密度が十
分である部分を境界として左半分と右半分が入れ替えら
れる(反転する)。これは、基板107上に形成されるレ
ーザ光109の両端部において、レーザ101aから射
出されたレーザ光の中央部分、つまりエネルギー密度が
十分である部分をそれぞれ到達させ、かつ、ミラー10
4aまたはミラー104bを経て基板107上に到達す
るレーザ光の減衰領域と、他のレーザ光の減衰領域とを
それぞれ合成させて、どの部分においてもエネルギー密
度が十分であるレーザ光109を形成するためである。
なお、図示しないが、レーザ101aとプリズム102
aの間に、レーザ101aから射出されるレーザ光を平
行光とするためのビームコリメーターや、レーザ光を広
げるためのビームエキスパンダーを入れてもよい。
On the other hand, the laser light emitted from the laser 101a is divided into two by the prism 102a and the traveling direction is changed, and the laser light emitted from the prism 102b has a sufficient energy density in the longitudinal direction of the original laser light. The left half and the right half are exchanged (inverted) with the part of as a boundary. This allows the central portion of the laser light emitted from the laser 101a, that is, the portion having a sufficient energy density to reach both ends of the laser light 109 formed on the substrate 107, and the mirror 10
In order to form a laser beam 109 having a sufficient energy density in any part by synthesizing an attenuation region of a laser beam that reaches the substrate 107 via the 4a or the mirror 104b and an attenuation region of another laser beam. Is.
Although not shown, the laser 101a and the prism 102
A beam collimator for collimating the laser light emitted from the laser 101a and a beam expander for spreading the laser light may be provided between a.

【0030】続いて、ミラー103により2方向に分割
し、それぞれミラー104a、104dを経て、凹シリ
ンドリカルレンズ105a、105dに入射して、レー
ザ光を長尺方向に広げる。そして、短尺方向に曲率を有
する凸シリンドリカルレンズ106によりレーザ光を短
尺方向に集光し、基板107に到達する。
Subsequently, the mirror 103 divides the laser beam into two directions, and the laser beams are incident on the concave cylindrical lenses 105a and 105d through the mirrors 104a and 104d, respectively, to spread the laser beam in the longitudinal direction. Then, the convex cylindrical lens 106 having a curvature in the short direction converges the laser light in the short direction and reaches the substrate 107.

【0031】本実施の形態では、レーザ101a〜10
1cとして連続発振のYVO4レーザを用い、第2高調
波に変換したレーザ光を射出させる。このとき、レーザ
光のビーム径はレーザの出口で2.5mmである。ま
た、凹シリンドリカルレンズ105a〜105dは焦点
距離100mmのものを、凸シリンドリカルレンズ10
6は焦点距離20mmの球面レンズを用いる。非球面レ
ンズを用いてもよい。これを使用するとより細い線状ビ
ームが作製できる。そして、凹シリンドリカルレンズ1
05a〜105dから基板107までの距離を100m
m、凸シリンドリカルレンズ106から基板107まで
の距離を20mmとする。レーザ101b、101cか
ら射出されるレーザ光は、基板107上において長尺方
向の長さ5mm、短尺方向の長さ5μmのレーザ光に成
形される。このレーザ光は中央部分を含む2mmの領域
はアニールに十分なエネルギー密度を有しているが、両
端部分はエネルギー密度が低く、アニールに適さない減
衰領域になっている。また、レーザ101aから射出さ
れるレーザ光は、基板107上において長尺方向の長さ
2.5mm、短尺方向の長さ5μmのレーザ光に成形さ
れる。そして、それぞれのレーザ光は、基板107上に
おいて減衰領域を含む領域で互いに重ね合わされ、長さ
12mm、幅5μmの矩形状ビームが形成される。な
お、凹シリンドリカルレンズ105a〜105dを基板
107から遠ざけることにより、基板107上に形成さ
れるレーザ光の長尺方向の長さを長くすることができ
る。
In this embodiment, the lasers 101a to 10a are used.
As 1c, a continuous wave YVO 4 laser is used, and the laser light converted into the second harmonic is emitted. At this time, the beam diameter of the laser light is 2.5 mm at the laser exit. The concave cylindrical lenses 105a to 105d have a focal length of 100 mm, and the convex cylindrical lens 10 has a focal length of 100 mm.
6 uses a spherical lens having a focal length of 20 mm. Aspherical lenses may be used. By using this, a thinner linear beam can be produced. And the concave cylindrical lens 1
The distance from 05a to 105d to the substrate 107 is 100m.
The distance from the convex cylindrical lens 106 to the substrate 107 is 20 mm. Laser light emitted from the lasers 101b and 101c is shaped into a laser light having a length of 5 mm in the long direction and a length of 5 μm in the short direction on the substrate 107. This laser beam has a sufficient energy density for annealing in a 2 mm area including the central portion, but has low energy density in both end portions and is an attenuation area unsuitable for annealing. The laser light emitted from the laser 101a is shaped into a laser light having a length of 2.5 mm in the long direction and a length of 5 μm in the short direction on the substrate 107. Then, the respective laser lights are overlapped with each other in a region including the attenuation region on the substrate 107 to form a rectangular beam having a length of 12 mm and a width of 5 μm. Note that the concave cylindrical lenses 105a to 105d are moved away from the substrate 107, so that the length of the laser beam formed on the substrate 107 in the longitudinal direction can be increased.

【0032】もちろん、レーザ101a〜101cとし
てパルス発振のレーザを用いることもできる。例えば、
レーザの出口でレーザ光のビーム径が4mmのYLFレ
ーザを用い、第2の高調波に変換する。そして、焦点距
離100mmの凹シリンドリカルレンズ105a〜10
5d、焦点距離20mmの凸シリンドリカルレンズ10
6を用いると、基板107上に形成されるそれぞれのレ
ーザ光は0.1mm×10mmとなり、減衰領域を重ね
合わせて形成されるレーザ光の大きさは、0.1mm×
24mmとなる。
Of course, pulsed lasers can be used as the lasers 101a to 101c. For example,
At the exit of the laser, a YLF laser with a beam diameter of 4 mm is used to convert it into the second harmonic. Then, the concave cylindrical lenses 105a to 10 having a focal length of 100 mm are used.
Convex cylindrical lens 10 with 5d and focal length of 20mm
6 is used, each laser beam formed on the substrate 107 has a size of 0.1 mm × 10 mm, and the size of the laser beam formed by overlapping the attenuation regions is 0.1 mm ×.
It becomes 24 mm.

【0033】以上より、基板107上において、プリズ
ム102、ミラー103により分割されてできた切断面
を端部とし、長尺方向における減衰領域は互いに合成さ
れて、どの部分においてもエネルギー密度が十分であ
り、長尺方向に長い矩形状のレーザ光109を形成する
ことができる。
As described above, on the substrate 107, the cut surface formed by dividing the prism 102 and the mirror 103 is used as an end portion, and the attenuation regions in the longitudinal direction are combined with each other, so that the energy density is sufficient in any portion. Thus, it is possible to form a rectangular laser beam 109 that is long in the longitudinal direction.

【0034】そして、このようにして形成されるレーザ
光109を基板107に対して相対的に110、111
で示す方向や、112で示す方向に移動しながら照射す
れば、基板107の全面または所望の領域を効率良くア
ニールすることができる。例えば、このような照射方法
を用いて、半導体膜の結晶化や活性化を行えば、均一な
アニールを効率良く行うことができる。そして、本発明
を用いて形成される半導体膜を用いて作製されたTFT
の電気的特性は向上し、さらには半導体装置の動作特性
および信頼性をも向上し得る。
Then, the laser beam 109 thus formed is 110, 111 relative to the substrate 107.
By irradiating while moving in the direction indicated by and the direction indicated by 112, the entire surface of the substrate 107 or a desired region can be annealed efficiently. For example, if the semiconductor film is crystallized or activated using such an irradiation method, uniform annealing can be efficiently performed. Then, a TFT manufactured using the semiconductor film formed by using the present invention
The electrical characteristics of the semiconductor device can be improved, and further the operating characteristics and reliability of the semiconductor device can be improved.

【0035】なお、光学系の母材は高い透過率を得るた
めに、例えばBK7や石英とするのが好ましい。また、
光学系のコーティングは、使用するレーザ光の波長に対
する透過率が99%以上得られるものを使用するのが好
ましい。
The base material of the optical system is preferably BK7 or quartz in order to obtain a high transmittance. Also,
As the coating of the optical system, it is preferable to use a coating having a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0036】本実施形態において、レーザ101aから
照射面までの光路長と、レーザ101b、101cから
照射面までの光路長は異なっている。レーザ光はコヒー
レント性の優れた光ではあるが拡がり角を有するため、
それぞれのレーザから照射面までの光路長は等しいこと
が望ましい。そのため、レーザ101b、101cから
凹シリンドリカルレンズ105b、105cの間にミラ
ーを入れるなどをして光路長を追加して、それぞれのレ
ーザから照射面までの光路長を等しくする方が好まし
い。
In this embodiment, the optical path length from the laser 101a to the irradiation surface is different from the optical path length from the lasers 101b and 101c to the irradiation surface. Although laser light has excellent coherence, it has a divergence angle,
It is desirable that the optical path length from each laser to the irradiation surface be equal. Therefore, it is preferable to add an optical path length by inserting a mirror between the lasers 101b and 101c and the concave cylindrical lenses 105b and 105c so that the optical path lengths from the respective lasers to the irradiation surface are equal.

【0037】また、本実施形態において、照射面におけ
るレーザ光の形状を矩形状としているが、本発明はこれ
に限らない。レーザ光の形状は、レーザの種類によって
異なり、例えば、固体レーザは、ロッド形状が円筒形で
あればレーザ光の形状は円状や楕円状となり、スラブ型
であればレーザ光の形状は矩形状となり、このようなレ
ーザ光においても本発明を適用することは可能である。
また、本実施形態では、レーザ光の長尺方向における減
衰領域を互いに合成しているが、短尺方向における減衰
領域を合成することもできるし、長尺方向および短尺方
向における減衰領域を合成することもできる。ただし、
最も簡易な構成で、効率良くレーザアニールを行うため
には、レーザ光の長尺方向における減衰領域を合成する
ことが望ましい。また、合成には減衰領域を含んでいれ
ばよい。
Further, in the present embodiment, the shape of the laser beam on the irradiation surface is rectangular, but the present invention is not limited to this. The shape of laser light differs depending on the type of laser. For example, in a solid-state laser, if the rod shape is cylindrical, the shape of the laser light is circular or elliptical, and if it is a slab type, the shape of the laser light is rectangular. Therefore, the present invention can be applied to such a laser beam.
Further, in the present embodiment, the attenuation regions in the long direction of the laser light are combined with each other, but the attenuation regions in the short direction can be combined, or the attenuation regions in the long direction and the short direction can be combined. You can also However,
In order to perform laser annealing efficiently with the simplest configuration, it is desirable to combine the attenuation regions in the lengthwise direction of the laser light. Further, the composition may include the attenuation region.

【0038】また、本実施形態において、レーザを3台
用いているが、本発明は複数であるなら台数の限定はな
い。
Although three lasers are used in this embodiment, the number of lasers is not limited in the present invention as long as the number is plural.

【0039】以上の構成でなる本発明について、以下に
示す実施例によりさらに詳細な説明を行うこととする。
The present invention having the above structure will be described in more detail with reference to the following examples.

【0040】[0040]

【実施例】[実施例1]本実施例では、本発明における
アニールに適したエネルギー密度について図19及び図
20を用いて説明する。
EXAMPLE 1 In this example, an energy density suitable for annealing in the present invention will be described with reference to FIGS. 19 and 20.

【0041】図19は、図1で示す様に、3台のレーザ
から発振されたレーザ光の1つを分割ビームとし、他の
レーザ光の減衰領域とを互いに合成したエネルギー密度
の分布のシミュレーション結果である。このとき、レー
ザとしてYAGレーザを用い、それぞれのレーザから発振
されるレーザ光はLBO結晶により第2高調波に変換し
てあり、レーザ光のビーム径は2.25mm(1/e2
幅)、TEM00モードとしている。図19において、点
線は長尺方向のエネルギー密度を示し、実線は短尺方向
のエネルギー密度を示している。
FIG. 19 shows a simulation of energy density distribution in which one of the laser beams oscillated from three lasers is used as a split beam and the attenuation regions of the other laser beams are combined with each other as shown in FIG. The result. At this time, a YAG laser was used as the laser, and the laser light emitted from each laser was converted into the second harmonic by the LBO crystal, and the beam diameter of the laser light was 2.25 mm (1 / e 2
Width) and TEM 00 mode. In FIG. 19, the dotted line shows the energy density in the long direction and the solid line shows the energy density in the short direction.

【0042】また、図20はレーザの出力を変化させ、
膜厚150nmの非晶質珪素膜に照射したときの結晶化
する領域を求めたものである。図20から結晶化に適し
たレーザの出力は3.5〜6.0Wであり、この範囲は
全出力の約±10%であることが分かる。つまり、この
範囲内での変動であれば、均一な照射が行うことができ
ることがわかる。
Further, in FIG. 20, the output of the laser is changed,
This is a region for crystallizing when an amorphous silicon film having a film thickness of 150 nm is irradiated. It can be seen from FIG. 20 that the output of the laser suitable for crystallization is 3.5 to 6.0 W, and this range is about ± 10% of the total output. That is, it can be seen that if the variation is within this range, uniform irradiation can be performed.

【0043】図19より長尺方向のエネルギー密度の分
布は減衰領域を除いた範囲(図19中A−A‘)では、
該エネルギー密度の平均値から±10%以内に収まって
いる。この±10%以内のエネルギー密度の分布であれ
ば、結晶化に適した均一なレーザ照射ができるので、大
粒径結晶形成領域が得られる。また図19より合成され
たレーザ光の減衰領域は1/e2幅において200μm
以下となっていることが分かる。
As shown in FIG. 19, the energy density distribution in the longitudinal direction is in the range excluding the attenuation region (AA in FIG. 19).
It is within ± 10% from the average value of the energy density. If the energy density distribution is within ± 10%, uniform laser irradiation suitable for crystallization can be performed, so that a large grain crystal forming region can be obtained. Further, the attenuation region of the laser light synthesized from FIG. 19 is 200 μm in the 1 / e 2 width.
You can see that

【0044】[実施例2]本実施例では、本発明を実現
するためのレーザ照射装置の例として図3を用いて説明
する。
[Embodiment 2] In this embodiment, an example of a laser irradiation apparatus for realizing the present invention will be described with reference to FIG.

【0045】レーザ101b、101cから射出される
それぞれのレーザ光は凹シリンドリカルレンズ105
b、105cにより長尺方向に広げられる。図示しない
が、レーザ101b、101cと凹シリンドリカルレン
ズ105b、105cの間に、レーザ101b、101
cから射出されるレーザ光を平行光とするためのビーム
コリメーターや、レーザ光を広げるためのビームエキス
パンダーを入れてもよい。そして、短尺方向に曲率を有
する凸シリンドリカルレンズ106によりレーザ光を短
尺方向に集光し、基板107に到達する。
The respective laser beams emitted from the lasers 101b and 101c are concave cylindrical lenses 105.
It is expanded in the longitudinal direction by b and 105c. Although not shown, the lasers 101b and 101c are provided between the lasers 101b and 101c and the concave cylindrical lenses 105b and 105c.
A beam collimator for collimating the laser light emitted from c and a beam expander for expanding the laser light may be provided. Then, the convex cylindrical lens 106 having a curvature in the short direction converges the laser light in the short direction and reaches the substrate 107.

【0046】一方、レーザ101aから射出されたレー
ザ光はミラー103により2方向に分割される。なお、
図示しないが、レーザ101aとミラー103の間に、
レーザ101aから射出されるレーザ光を平行光とする
ためのビームコリメーターや、レーザ光を広げるための
ビームエキスパンダーを入れてもよい。そして、凸シリ
ンドリカルレンズ115a、115dに入射して、レー
ザ光を長尺方向に集光させた後、広げる。これは、基板
107上に形成されるレーザ光119の両端部におい
て、レーザ101aから射出されたレーザ光の中央部
分、つまりエネルギー密度が十分である部分をそれぞれ
到達させ、かつ、ミラー104aまたはミラー104b
を経て基板107上に到達するレーザ光の減衰領域と、
他のレーザ光の減衰領域とをそれぞれ合成させて、どの
部分においてもエネルギー密度が十分であるレーザ光1
19を形成するためである。続いて、短尺方向に曲率を
有する凸シリンドリカルレンズ106によりレーザ光を
短尺方向に集光し、基板107に到達する。
On the other hand, the laser light emitted from the laser 101a is split into two directions by the mirror 103. In addition,
Although not shown, between the laser 101a and the mirror 103,
A beam collimator for collimating the laser light emitted from the laser 101a or a beam expander for expanding the laser light may be provided. Then, the laser light is made incident on the convex cylindrical lenses 115a and 115d to focus the laser light in the longitudinal direction and then spread. This allows the central portion of the laser light emitted from the laser 101a, that is, the portion having a sufficient energy density to reach both ends of the laser light 119 formed on the substrate 107, and the mirror 104a or the mirror 104b.
An attenuation region of laser light that reaches the substrate 107 via
A laser beam having sufficient energy density in any part by combining with other laser beam attenuation regions 1
This is for forming 19. Subsequently, the convex cylindrical lens 106 having a curvature in the short direction converges the laser light in the short direction and reaches the substrate 107.

【0047】以上より、基板107上において、ミラー
103により分割されてできた切断面を端部とし、長尺
方向における減衰領域が互いに合成されて、どの部分に
おいてもエネルギー密度が十分であり、長尺方向に長い
矩形状のレーザ光119を形成することができる。
As described above, on the substrate 107, the cut surfaces formed by the division by the mirror 103 are used as the end portions, and the attenuation regions in the longitudinal direction are combined with each other, so that the energy density is sufficient at any portion, It is possible to form a rectangular laser beam 119 that is long in the shank direction.

【0048】そして、このようにして形成されるレーザ
光119を基板107に対して相対的に110、111
で示す方向や、112で示す方向に移動しながら照射す
れば、基板107の全面または所望の領域を効率良くア
ニールすることができる。例えば、このような照射方法
を用いて、半導体膜の結晶化や活性化を行えば、均一な
アニールを効率良く行うことができる。そして、本発明
を用いて形成される半導体膜を用いて作製されたTFT
の電気的特性は向上し、さらには半導体装置の動作特性
および信頼性をも向上し得る。
Then, the laser beam 119 thus formed is 110, 111 relative to the substrate 107.
By irradiating while moving in the direction indicated by and the direction indicated by 112, the entire surface of the substrate 107 or a desired region can be annealed efficiently. For example, if the semiconductor film is crystallized or activated using such an irradiation method, uniform annealing can be efficiently performed. Then, a TFT manufactured using the semiconductor film formed by using the present invention
The electrical characteristics of the semiconductor device can be improved, and further the operating characteristics and reliability of the semiconductor device can be improved.

【0049】なお、光学系の母材は高い透過率を得るた
めに、例えばBK7や石英とするのが好ましい。また、
光学系のコーティングは、使用するレーザ光の波長に対
する透過率が99%以上得られるものを使用するのが好
ましい。
The base material of the optical system is preferably BK7 or quartz, for example, in order to obtain high transmittance. Also,
As the coating of the optical system, it is preferable to use a coating having a transmittance of 99% or more for the wavelength of the laser light used.

【0050】本実施例において、レーザ101aから照
射面までの光路長と、レーザ101b、101cから照
射面までの光路長は異なっている。レーザ光はコヒーレ
ント性の優れた光ではあるが拡がり角を有するため、そ
れぞれのレーザから照射面までの光路長は等しいことが
望ましい。そのため、レーザ101b、101cから凹
シリンドリカルレンズ105b、105cの間にミラー
を入れるなどをして光路長を追加して、それぞれのレー
ザから照射面までの光路長を等しくする方が好ましい。
In this embodiment, the optical path length from the laser 101a to the irradiation surface is different from the optical path length from the lasers 101b and 101c to the irradiation surface. Although the laser light has excellent coherence but has a divergence angle, it is desirable that the optical path lengths from the respective lasers to the irradiation surface are equal. Therefore, it is preferable to add an optical path length by inserting a mirror between the lasers 101b and 101c and the concave cylindrical lenses 105b and 105c so that the optical path lengths from the respective lasers to the irradiation surface are equal.

【0051】また、本実施例において、レーザを3台用
いているが、本発明は複数であるなら台数の限定はな
い。
Further, although three lasers are used in this embodiment, the number of lasers is not limited in the present invention as long as the number is plural.

【0052】[実施例3]本実施例では、基板の両側に
レーザを設置して、前記基板にレーザ光を照射するため
の装置および方法について図4を用いて説明する。
[Embodiment 3] In this embodiment, an apparatus and a method for arranging lasers on both sides of a substrate and irradiating the substrate with laser light will be described with reference to FIG.

【0053】レーザ101a〜101cは基板107に
対して互い違いに設置されている。レーザ101a〜1
01cから射出されたレーザ光は、凸シリンドリカルレ
ンズ122a〜122cにより短尺方向へ集光され、基
板107に到達する。図示しないが、レーザ101a〜
101cと凸シリンドリカルレンズ122a〜122c
の間に、レーザ101a〜101cから射出されるレー
ザ光を平行光とするためのビームコリメーターや、レー
ザ光を広げるためのビームエキスパンダーを入れてもよ
い。
The lasers 101a to 101c are installed alternately with respect to the substrate 107. Laser 101a-1
The laser light emitted from 01c is condensed in a short direction by the convex cylindrical lenses 122a to 122c and reaches the substrate 107. Although not shown, the laser 101a-
101c and convex cylindrical lenses 122a to 122c
A beam collimator for collimating the laser beams emitted from the lasers 101a to 101c and a beam expander for spreading the laser beams may be inserted between the two.

【0054】一方、レーザ101dから射出されたレー
ザ光はミラー123a、123bにより2方向に分割さ
れる。これは、基板107上に形成されるレーザ光12
9の両端部において、レーザ101dから射出されたレ
ーザ光の中央部分、つまりエネルギー密度が十分である
部分をそれぞれ到達させ、かつ、ミラー124dまたは
ミラー124eを経て基板107上に到達するレーザ光
の減衰領域と、他のレーザ光の減衰領域とをそれぞれ合
成させて、どの部分においてもエネルギー密度が十分で
あるレーザ光129を形成するためである。なお、図示
しないが、レーザ101dとミラー123aの間に、レ
ーザ101dから射出されるレーザ光を平行光とするた
めのビームコリメーターや、レーザ光を広げるためのビ
ームエキスパンダーを入れてもよい。続いて、ミラー1
24d、124eを経て、短尺方向に曲率を有する凸シ
リンドリカルレンズ122d、122eによりレーザ光
を短尺方向に集光し、基板107に到達する。
On the other hand, the laser light emitted from the laser 101d is split into two directions by the mirrors 123a and 123b. This is the laser light 12 formed on the substrate 107.
At both ends of the laser beam, the central portion of the laser light emitted from the laser 101d, that is, the portion having a sufficient energy density, is reached, and the laser light that reaches the substrate 107 via the mirror 124d or the mirror 124e is attenuated. This is because the region and the attenuation region of another laser beam are respectively combined to form the laser beam 129 having sufficient energy density in any part. Although not shown, a beam collimator for collimating the laser light emitted from the laser 101d and a beam expander for expanding the laser light may be provided between the laser 101d and the mirror 123a. Then, mirror 1
After passing through 24d and 124e, the convex cylindrical lenses 122d and 122e having a curvature in the short direction converge the laser light in the short direction and reach the substrate 107.

【0055】以上より、基板107上において、ミラー
123により分割されてできた切断面を端部とし、長尺
方向における減衰領域が互いに合成されて、どの部分に
おいてもエネルギー密度が十分であり、長尺方向に長い
矩形状のレーザ光129を形成することができる。
As described above, on the substrate 107, the cut surface formed by being divided by the mirror 123 is used as an end portion, and the attenuation regions in the longitudinal direction are combined with each other, so that the energy density is sufficient at any portion and It is possible to form a rectangular laser beam 129 that is long in the shank direction.

【0056】そして、このようにして形成されるレーザ
光129を基板107に対して相対的に110、111
で示す方向や、112で示す方向に移動しながら照射す
れば、基板107の全面または所望の領域を効率良くア
ニールすることができる。例えば、このような照射方法
を用いて、半導体膜の結晶化や活性化を行えば、均一な
アニールを効率良く行うことができる。そして、本発明
を用いて形成される半導体膜を用いて作製されたTFT
の電気的特性は向上し、さらには半導体装置の動作特性
および信頼性をも向上し得る。
Then, the laser light 129 thus formed is 110, 111 relative to the substrate 107.
By irradiating while moving in the direction indicated by and the direction indicated by 112, the entire surface of the substrate 107 or a desired region can be annealed efficiently. For example, if the semiconductor film is crystallized or activated using such an irradiation method, uniform annealing can be efficiently performed. Then, a TFT manufactured using the semiconductor film formed by using the present invention
The electrical characteristics of the semiconductor device can be improved, and further the operating characteristics and reliability of the semiconductor device can be improved.

【0057】なお、本実施例では基板の両側にレーザを
設置しているため、被照射体が形成されている基板およ
びステージを透過するレーザ光を用いる必要がある。図
5は1737基板の波長に対する透過率であり、図6は
石英基板の波長に対する透過率である。図5、図6より
用いる基板によって透過率は異なり、被照射体に対して
十分なアニールを行うには、波長が400nm以上であ
るレーザ光を用いるのが好ましい。
Since lasers are installed on both sides of the substrate in this embodiment, it is necessary to use laser light that passes through the substrate on which the object to be irradiated is formed and the stage. FIG. 5 shows the transmittance for the wavelength of the 1737 substrate, and FIG. 6 shows the transmittance for the wavelength of the quartz substrate. From FIGS. 5 and 6, the transmittance differs depending on the substrate used, and it is preferable to use laser light having a wavelength of 400 nm or more in order to sufficiently anneal the irradiated body.

【0058】また、本実施例において、レーザ101a
〜101cから照射面までの光路長と、レーザ101d
から照射面までの光路長は異なっている。レーザ光はコ
ヒーレント性の優れた光ではあるが拡がり角を有するた
め、それぞれのレーザから照射面までの光路長は等しい
ことが望ましい。そのため、レーザレーザ101a〜1
01cから凸シリンドリカルレンズ122a〜122c
の間にミラーを入れるなどをして光路長を追加して、そ
れぞれのレーザから照射面までの光路長を等しくする方
が好ましい。また、本実施例において、レーザを4台用
いているが、本発明は複数であるなら台数の限定はな
い。
In this embodiment, the laser 101a is also used.
The optical path length from ˜101c to the irradiation surface, and the laser 101d
The optical path length from to the irradiation surface is different. Although the laser light has excellent coherence but has a divergence angle, it is desirable that the optical path lengths from the respective lasers to the irradiation surface are equal. Therefore, the laser laser 101a-1
01c to convex cylindrical lenses 122a to 122c
It is preferable to add a light path length by inserting a mirror between the two and make the light path length from each laser to the irradiation surface equal. Further, although four lasers are used in this embodiment, the number of lasers is not limited in the present invention as long as the number is plural.

【0059】また、本実施例において半導体膜として非
晶質珪素膜を用いているが、本発明は半導体膜をこれに
限定するものではなく、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。
Although an amorphous silicon film is used as the semiconductor film in this embodiment, the present invention is not limited to this, and an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film is used. A compound semiconductor film having may be applied.

【0060】本実施例は、実施形態または実施例1また
は実施例2と自由に組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with the embodiment mode or Embodiment 1 or Embodiment 2.

【0061】[実施例4]本実施例では、本発明のレー
ザ照射装置を用いて半導体膜の結晶化を行う方法につい
て図7を用いて説明する。
[Embodiment 4] In this embodiment, a method of crystallizing a semiconductor film using the laser irradiation apparatus of the present invention will be described with reference to FIG.

【0062】まず、基板20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、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など
を用いることができる。また、本実施例の処理温度に耐
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。本実施例では、ガラス基板を用いる。
First, as the substrate 20, a substrate made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate or a stainless substrate having an insulating film formed on its surface is used. You can Alternatively, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used. In this embodiment, a glass substrate is used.

【0063】次いで、基板20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
21を形成する。本実施例では下地膜21として単層構
造を用いるが、前記絶縁膜を2層以上積層させた構造を
用いても良い。本実施例では、プラズマCVD法により
酸化窒化珪素膜(組成比Si=32%、O=59%、N
=7%、H=2%)400nmを形成する。
Next, a base film 21 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 20. In this embodiment, a single layer structure is used as the base film 21, but a structure in which two or more layers of the insulating film are laminated may be used. In this embodiment, a silicon oxynitride film (composition ratio Si = 32%, O = 59%, N
= 7%, H = 2%) 400 nm.

【0064】次いで、下地膜21上に半導体膜22を形
成する。半導体膜22は公知の手段(スパッタ法、LP
CVD法、またはプラズマCVD法等)により25〜2
00nm(好ましくは30〜100nm)の厚さで半導
体膜を成膜し、公知の結晶化法(レーザ結晶化法、RT
A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)により結晶
化させる。なお、前記半導体膜としては、非晶質半導体
膜や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあり、非晶
質珪素ゲルマニウム膜、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。本実施例では、プラズマCVD法を用い、55nm
の非晶質珪素膜を成膜する。
Next, the semiconductor film 22 is formed on the base film 21. The semiconductor film 22 is formed by known means (sputtering method, LP
25 to 2 by the CVD method or the plasma CVD method)
A semiconductor film is formed to a thickness of 00 nm (preferably 30 to 100 nm), and a known crystallization method (laser crystallization method, RT) is used.
A, a thermal crystallization method using a furnace annealing furnace, a thermal crystallization method using a metal element that promotes crystallization, and the like). Note that the semiconductor film includes an amorphous semiconductor film, a microcrystalline semiconductor film, a crystalline semiconductor film, or the like, and a compound having an amorphous structure such as an amorphous silicon germanium film or an amorphous silicon carbide film. A semiconductor film may be applied. In this embodiment, the plasma CVD method is used, and the thickness is 55 nm.
Forming an amorphous silicon film.

【0065】そして、前記半導体膜の結晶化を行う。本
実施例では、レーザ結晶化により行い、前記非晶質珪素
膜に脱水素化(500℃、3時間)を行った後、レーザ
アニール法を行って結晶性珪素膜23を形成する。(図
7(B))
Then, the semiconductor film is crystallized. In this embodiment, laser crystallization is performed, the amorphous silicon film is dehydrogenated (500 ° C., 3 hours), and then a laser annealing method is performed to form a crystalline silicon film 23. (Fig. 7 (B))

【0066】レーザアニール法で結晶性半導体膜を作製
する場合には、パルス発振型または連続発振型のKrF
エキシマレーザやYAGレーザ、YVO4レーザ、YL
Fレーザ、YAlO3レーザ、Y23レーザ、ガラスレ
ーザ、ルビーレーザ、Ti:サファイアレーザ等を用い
ることができる。これらのレーザを用いる場合には、レ
ーザ発振器から放射されたレーザビームを光学系で線状
に集光し半導体膜に照射する方法を用いると良い。結晶
化の条件は実施者が適宣選択するものであるが、パルス
発振型のレーザを用いる場合は発振周波数300Hzと
し、レーザエネルギー密度を100〜1500mJ/cm
2(代表的には200〜1200mJ/cm2)とする。この時
の短尺(走査)方向のレーザ光の重ね合わせ率(オーバ
ーラップ率)を50〜98%として行ってもよい。ま
た、連続発振型のレーザを用いる場合にはエネルギー密
度は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは
0.1〜10MW/cm2)が必要である。
When the crystalline semiconductor film is formed by the laser annealing method, pulse oscillation type or continuous oscillation type KrF is used.
Excimer laser, YAG laser, YVO 4 laser, YL
An F laser, a YAlO 3 laser, a Y 2 O 3 laser, a glass laser, a ruby laser, a Ti: sapphire laser, or the like can be used. In the case of using these lasers, it is preferable to use a method in which a laser beam emitted from a laser oscillator is linearly condensed by an optical system and is applied to a semiconductor film. The crystallization conditions are appropriately selected by the practitioner, but when using a pulsed laser, the oscillation frequency is 300 Hz and the laser energy density is 100 to 1500 mJ / cm 2.
2 (typically 200 to 1200 mJ / cm 2 ). At this time, the overlapping rate (overlap rate) of the laser beams in the short (scanning) direction may be set to 50 to 98%. Also, the energy density in the case of using a continuous wave laser type about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 to 10 MW / cm 2) is required.

【0067】本実施例では、連続発振のYLFレーザの
第2高調波を用い、実施形態、実施例2または実施例3
で示す光学系によりレーザ光を成形し、該レーザ光に対
して基板を相対的に移動させながら照射して全面を結晶
化させる。本発明を用いることにより、非晶質半導体膜
に対して均一なアニールを効率良く行って結晶性半導体
膜を得ることができる。そして、本発明を用いて形成さ
れる半導体膜を用いて作製されたTFTの電気的特性は
向上し、さらには半導体装置の動作特性および信頼性を
も向上し得る。
In the present embodiment, the second harmonic of the continuous wave YLF laser is used, and the embodiment, the embodiment 2 or the embodiment 3 is used.
Laser light is shaped by the optical system indicated by and the whole surface is crystallized by irradiation while the substrate is moved relative to the laser light. By using the present invention, a crystalline semiconductor film can be obtained by efficiently performing uniform annealing on an amorphous semiconductor film. Then, the electrical characteristics of the TFT manufactured using the semiconductor film formed using the present invention can be improved, and further, the operation characteristics and reliability of the semiconductor device can be improved.

【0068】本実施例は、実施形態または実施例1乃至
実施例3と自由に組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with the embodiment mode or Embodiments 1 to 3.

【0069】[実施例5]本実施例では、本発明のレー
ザ照射装置を用いて実施例3とは異なる方法により、半
導体膜の結晶化を行う方法について図8を用いて説明す
る。
[Embodiment 5] In this embodiment, a method of crystallizing a semiconductor film by using a laser irradiation apparatus of the present invention different from that of Embodiment 3 will be described with reference to FIG.

【0070】まず、実施例4にしたがって、半導体膜と
して非晶質珪素膜まで形成する。
First, an amorphous silicon film is formed as a semiconductor film according to the fourth embodiment.

【0071】そして、特開平7−183540号公報に
記載された方法を利用して金属含有層31を形成して、
熱処理を行ったのち、レーザアニール法により、半導体
膜の結晶性の向上を行う。本実施例では、半導体膜上に
スピンコート法にて酢酸ニッケル水溶液(重量換算濃度
5ppm、体積10ml)を塗布し、500℃の窒素雰
囲気で1時間、550℃の窒素雰囲気で12時間の熱処
理を行って第1の結晶性半導体膜32を得る。続いて、
レーザアニール法により、半導体膜の結晶性の向上を行
って第2の結晶性半導体膜33を得る。(図8)
Then, the metal-containing layer 31 is formed by utilizing the method described in JP-A-7-183540.
After the heat treatment, the crystallinity of the semiconductor film is improved by a laser annealing method. In this example, an aqueous solution of nickel acetate (concentration in terms of weight: 5 ppm, volume: 10 ml) was applied onto the semiconductor film by spin coating, and heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere at 500 ° C. for 1 hour and in a nitrogen atmosphere at 550 ° C. for 12 hours. Then, the first crystalline semiconductor film 32 is obtained. continue,
The crystallinity of the semiconductor film is improved by a laser annealing method to obtain the second crystalline semiconductor film 33. (Figure 8)

【0072】レーザアニール法は、連続発振のYVO4
レーザの第2高調波を用い、実施形態、実施例2または
実施例3で示す光学系によりレーザ光を成形し、該レー
ザ光に対して基板を相対的に移動させながら照射して全
面を結晶化させる。本発明を用いることにより、非晶質
半導体膜に対して均一なアニールを効率良く行って、第
2の結晶性半導体膜を得ることができる。そして、本発
明を用いて形成される半導体膜を用いて作製されたTF
Tの電気的特性は著しく向上し、さらには半導体装置の
動作特性および信頼性をも大きく向上し得る。
The laser annealing method is used for continuous oscillation YVO 4
Using the second harmonic of the laser, laser light is shaped by the optical system shown in the embodiment, the second embodiment or the third embodiment, and the whole surface is crystallized by irradiating the laser light while moving the substrate relative to the laser light. Turn into By using the present invention, uniform annealing can be efficiently performed on the amorphous semiconductor film to obtain the second crystalline semiconductor film. Then, a TF manufactured using the semiconductor film formed by using the present invention
The electrical characteristics of T can be remarkably improved, and the operating characteristics and reliability of the semiconductor device can be greatly improved.

【0073】[実施例6]本実施例ではアクティブマト
リクス基板の作製方法について図10〜図13を用いて
説明する。本明細書ではCMOS回路、及び駆動回路
と、画素TFT、保持容量とを有する画素部を同一基板
上に形成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基
板と呼ぶ。
[Embodiment 6] In this embodiment, a method of 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.

【0074】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を有するプ
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。
First, in this embodiment, a substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that as the substrate 400, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used.
Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used, or a flexible substrate may be used. Since the present invention can easily form a linear beam having the same energy distribution, it is possible to efficiently anneal a large area substrate with a plurality of linear beams.

【0075】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。
Next, a base film 401 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 400 by a known method. Although a two-layer structure is used as the base film 401 in this embodiment, a single layer film of the insulating film or a stacked structure of two or more layers may be used.

【0076】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、実施形態および実施例1乃至実施例3のいずれか
一、またはこれらの実施例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YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YA
lO3レーザ、Y23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KrF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。前記Y
AGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3
レーザ、Y23レーザのドーパントにはNd3+、Y
3+、Cr4+などが用いられる。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。
Next, a semiconductor film is formed on the base film.
The semiconductor film is formed into a film having a thickness of 25 to 200 nm (preferably 30 to 150 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. In the laser crystallization method, a semiconductor film is irradiated with laser light by using any one of Embodiment Mode and Embodiments 1 to 3 or by freely combining these embodiments. The laser used is preferably a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser. The solid-state laser may be YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YA.
Examples of the gas laser include a KrF excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, and a CO 2 laser, and the like includes an O 3 laser, a Y 2 O 3 laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, and a Ti: sapphire laser. Examples of the metal laser include a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser. Said Y
AG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3
Laser and Y 2 O 3 laser dopants are Nd 3+ , Y
b 3+ , Cr 4+ or the like is used. Of course, not only the laser crystallization method, but also a combination 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. 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 and an amorphous silicon carbide film. May be applied.

【0077】本実施例では、プラズマCVD法を用い、
50nmの非晶質珪素膜を成膜し、この非晶質珪素膜に
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレ
ーザ結晶化法を行う。金属元素としてニッケルを用い、
溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入した後、550
℃で5時間の熱処理を行って第1の結晶性珪素膜を得
る。そして、出力10Wの連続発振のYVO4レーザか
ら射出されたレーザ光を非線形光学素子により第2高調
波に変換したのち、実施例2にしたがって第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。このときのエネルギー密度は0.01〜100M
W/cm2程度(好ましくは0.1〜10MW/cm2
が必要である。そして、0.5〜2000cm/s程度
の速度でレーザ光に対して相対的にステージを動かして
照射し、結晶性珪素膜を形成する。また、パルス発振の
エキシマレーザを用いる場合には、周波数300Hzと
し、レーザーエネルギー密度を100〜1500mJ/cm2
(代表的には200〜1300mJ/cm2)とするのが望まし
い。このとき、短尺尺方向にレーザ光を50〜98%オ
ーバーラップさせても良い。
In this embodiment, a plasma CVD method is used,
A 50 nm amorphous silicon film is formed, and a thermal crystallization method and a laser crystallization method using a metal element that promotes crystallization are performed on the amorphous silicon film. Using nickel as the metal element,
After being introduced onto the amorphous silicon film by a solution coating method, 550
A first crystalline silicon film is obtained by performing heat treatment at 5 ° C. for 5 hours. Then, after converting the laser light emitted from the continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W into the second harmonic by the non-linear optical element, the second crystalline silicon film is obtained according to the second embodiment. The crystallinity is improved by irradiating the first crystalline silicon film with laser light to form the second crystalline silicon film. Energy density at this time is 0.01 to 100M
W / cm 2 (preferably 0.1-10 MW / cm 2 )
is necessary. Then, the stage is moved relative to the laser light at a speed of about 0.5 to 2000 cm / s and irradiation is performed to form a crystalline silicon film. When a pulsed excimer laser is used, the frequency is 300 Hz and the laser energy density is 100 to 1500 mJ / cm 2.
(Typically, 200 to 1300 mJ / cm 2 ) is desirable. At this time, the laser beams may be overlapped by 50 to 98% in the short length direction.

【0078】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。第2の結晶性珪素膜を用いてTFT
を作製すると、移動度は500〜600cm2/Vs程
度と著しく向上する。
Of course, using the first crystalline silicon film, T
Although an FT can be manufactured, the crystallinity of the second crystalline silicon film is improved, which is preferable because the electrical characteristics of the TFT are improved. TFT using the second crystalline silicon film
, The mobility is remarkably improved to about 500 to 600 cm 2 / Vs.

【0079】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。
The crystalline semiconductor film thus obtained is subjected to a patterning process using a photolithography method to form semiconductor layers 402 to 406.

【0080】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。
After forming the semiconductor layers 402 to 406, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped in order to control the threshold value of the TFT.

【0081】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。
Next, a gate insulating film 407 which covers the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 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 is formed with a thickness of 110 nm by a plasma CVD method. Of course, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating films may be used as a single layer or a laminated structure.

【0082】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。
When a silicon oxide film is used, TEOS (Tetraethyl Orthosilicate) is formed by the plasma CVD method.
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.

【0083】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。
Then, a film having a thickness of 20 is formed on the gate insulating film 407.
A first conductive film 408 having a thickness of 100 nm and a thickness of 100 to 4
A second conductive film 409 having a thickness of 00 nm is stacked. In this embodiment, a first conductive film 408 made of a TaN film having a thickness of 30 nm and a second conductive film 409 made of a W film having a thickness of 370 nm are stacked. 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.

【0084】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。
In this embodiment, the first conductive film 408 is used.
Is TaN and the second conductive film 409 is W, but is not particularly limited, and Ta, W, Ti, Mo, Al, and C are all used.
It may be formed of an element selected from u, Cr, and 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, A
A gPdCu alloy may be used.

【0085】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク410〜415を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第
1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件
で行う。(図10(B))本実施例では第1のエッチン
グ条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:
誘導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング
用ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス
流量比を25:25:10(sccm)とし、1Paの圧
力でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力
を投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板
側(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電
力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加す
る。この第1のエッチング条件によりW膜をエッチング
して第1の導電層の端部をテーパー形状とする。
Next, masks 410 to 415 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. The first etching process is performed under the first and second etching conditions. (FIG. 10B) 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.

【0086】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。
After that, the masks 410 to 410 made of resist are formed.
Without removing 415, the second etching condition was changed, CF 4 and Cl 2 were used as etching gases, and the respective gas flow rate ratios were set to 30:30 (sccm) to form a coil-type electrode at a pressure of 1 Pa. RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to generate plasma and etching is performed for about 30 seconds. 20W RF (13.56MH) on the substrate side (sample stage)
z) Apply power and apply a substantially negative self-bias voltage. 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%.

【0087】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。
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 417 to 422 (first conductive layers 417a to 422a and second conductive layers 417b to 42) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment.
2b) is formed. 416 is a gate insulating film,
The area not covered with the conductive layers 417 to 422 in the shape of 20 is 20
A thinned region is formed by etching about 50 nm.

【0088】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。(図10(C))こ
こでは、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用
い、W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエ
ッチング処理により第2の導電層428b〜433bを
形成する。一方、第1の導電層417a〜422aは、
ほとんどエッチングされず、第2の形状の第1の導電層
428a〜433aを形成する。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. (FIG. 10C) In this case, the W film is selectively etched by using CF 4 , Cl 2, and O 2 as etching gas. At this time, the second conductive layers 428b to 433b are formed by the second etching treatment. On the other hand, the first conductive layers 417a to 422a are
Almost no etching is performed, and second conductive first layers 428a to 433a are formed.

【0089】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
2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。
Then, the first doping process is performed without removing the resist mask to add the impurity element imparting n-type 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 / c.
m 2 and the accelerating 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 428 to 433
Serves as a mask for the impurity element imparting n-type, and impurity regions 423 to 427 are formed in a self-aligned manner. In the impurity regions 423 to 427, 1 × 10 18 to 1 × 10 20 /
An impurity element imparting n-type is added within the concentration range of cm 3 .

【0090】レジストからなるマスクを除去した後、新
たにレジストからなるマスク434a〜434cを形成
して第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2の
ドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ
量を1×1013〜1×1015/cm2とし、加速電圧を60
〜120keVとして行う。ドーピング処理は第2の導
電層428b〜432bを不純物元素に対するマスクと
して用い、第1の導電層のテーパー部の下方の半導体層
に不純物元素が添加されるようにドーピングする。続い
て、第2のドーピング処理より加速電圧を下げて第3の
ドーピング処理を行って図11(A)の状態を得る。イ
オンドープ法の条件はドーズ量を1×1015〜1×10
17/cm2とし、加速電圧を50〜100keVとして行
う。第2のドーピング処理および第3のドーピング処理
により、第1の導電層と重なる低濃度不純物領域43
6、442、448には1×1018〜5×1019/cm3
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。
After removing the masks made of resist, new masks 434a to 434c made of resist are formed, and the second doping process is performed at an acceleration voltage higher than that of the first doping process. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 60.
~ 120 keV. In the doping process, the second conductive layers 428b to 432b are used as a mask for the impurity element, and doping is performed so that the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer is added with the impurity element. Subsequently, the acceleration voltage is lowered from the second doping process and the third doping process is performed to obtain the state of FIG. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 15 to 1 × 10 5.
The acceleration voltage is set to 17 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 50 to 100 keV. By the second doping treatment and the third doping treatment, the low-concentration impurity region 43 overlapping with the first conductive layer 43 is formed.
6, 442 and 448 are added with an impurity element imparting n-type in a concentration range of 1 × 10 18 to 5 × 10 19 / cm 3 , and 1 × is added to the high concentration impurity regions 435, 441, 444 and 447.
An impurity element imparting n-type is added within a concentration range of 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3 .

【0091】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.

【0092】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429bと43
2b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(B26)を用いたイオンド
ープ法で形成する。(図11(B))この第4のドーピ
ング処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導
体層はレジストからなるマスク450a〜450cで覆
われている。第1乃至3のドーピング処理によって、不
純物領域453,454,459,460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1×10
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 450a to 450a are formed.
c is formed and a fourth doping process is performed. By the fourth doping process, impurity regions 453, 454, 4 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 460 are formed. Second conductive layers 429b and 43
2b is used as a mask for the impurity element, an impurity element imparting p-type conductivity is added, and an impurity region is formed in a self-aligned manner. In this embodiment, the impurity regions 453, 454,
459 and 460 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ). (FIG. 11B) During this fourth doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with masks 450a to 450c made of resist. By the first to third doping processes, phosphorus is added to the impurity regions 453, 454, 459, and 460 at different concentrations, and the concentration of the impurity element imparting p-type is 1 × in any of the regions. 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.

【0093】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.

【0094】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。
Next, a mask 450a made of resist
To 450c are removed to form a first interlayer insulating film 461. As the first interlayer insulating film 461, 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 461 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.

【0095】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、実施形態および
実施例1乃至実施例3のいずれか一、またはこれらの実
施例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、Y23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KrF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。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/c
2程度(好ましくは0.01〜10MW/cm2)が必
要であり、レーザ光に対して相対的に基板を0.5〜2
000cm/sの速度で移動させる。また、パルス発振
のレーザを用いるのであれば、周波数300Hzとし、
レーザーエネルギー密度を50〜1000mJ/cm2(代表
的には50〜500mJ/cm2)とするのが望ましい。この
とき、レーザ光を走査方向に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。
Next, laser light is irradiated to recover the crystallinity of the semiconductor layers and activate the impurity elements added to the respective semiconductor layers. Laser activation is performed by irradiating a semiconductor film with laser light by using any one of the embodiment mode and Embodiments 1 to 3, or by freely combining these embodiments. The laser used is preferably a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser, or a metal laser. As the solid-state laser, continuous oscillation or pulse oscillation YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser,
There is a ruby laser, an alexandride laser, a Ti: sapphire laser, etc., and as the gas laser, there is a continuous or pulsed KrF excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, a CO 2 laser, etc., and the metal laser is a continuous oscillation. Alternatively, a pulsed helium cadmium laser, a copper vapor laser, or a gold vapor laser can be given. At this time, if a continuous wave laser is used,
Energy density of laser light is 0.01-100 MW / c
m 2 (preferably 0.01 to 10 MW / cm 2 ) is required, and the substrate is 0.5 to 2 relative to the laser light.
Move at a speed of 000 cm / s. If a pulsed laser is used, the frequency is 300 Hz,
The laser energy density is preferably 50 to 1000 mJ / cm 2 (typically 50 to 500 mJ / cm 2 ). At this time, the laser light may be overlapped by 50 to 98% in the scanning direction. In addition to the laser annealing method, a thermal annealing method or a rapid thermal annealing method (RTA
Law) etc. can be applied.

【0096】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。
Further, activation may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak against heat, activation is performed after forming an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) to protect the wiring and the like as in this embodiment. It is preferable to carry out a chemical treatment.

【0097】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。
Then, heat treatment (at 300 to 550 ° C. 1 to
Hydrogenation can be performed by performing 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 461. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film. Plasma hydrogenation (using hydrogen excited by plasma) as another means of hydrogenation
Or 300 to 45 in an atmosphere containing 3 to 100% hydrogen
You may perform heat processing for 1 to 12 hours at 0 degreeC.

【0098】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。
Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating film material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
The acrylic resin film of
cp, preferably 40 to 200 cp, and the one having irregularities on the surface is used.

【0099】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 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.

【0100】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。
A film having a flat surface may be used as the second interlayer insulating film 462. 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.

【0101】そして、駆動回路506において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのT
i膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金
膜)との積層膜をパターニングして形成する。もちろ
ん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上
の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、
AlとTiに限らない。例えば、TaN膜上にAlやC
uを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニ
ングして配線を形成してもよい。(図12)
Then, in the drive circuit 506, wirings 463 to 467 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 12)

【0102】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のドレイン領域と電気的な接続が形
成され、さらに保持容量を形成する一方の電極として機
能する半導体層458と電気的な接続が形成される。ま
た、画素電極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。
In addition, in the pixel portion 507, the pixel electrode 470, the gate wiring 469, and the connection electrode 468 are formed. By this connection electrode 468, the source wiring (a stack of 433a and 433b) is electrically connected to the pixel TFT. The gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. Also, the pixel electrode 4
70 is electrically connected to the drain region of the pixel TFT, and is further electrically connected to the semiconductor layer 458 which functions as one electrode forming a storage capacitor. Further, as the pixel electrode 470, it is desirable to use a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof.

【0103】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。
As described above, the n-channel TFT 50
1 and a p-channel TFT 502 CMOS circuit,
And driving circuit 506 having n-channel TFT 503
Then, the pixel portion 507 including the pixel TFT 504 and the storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.

【0104】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、低濃度不
純物領域454を有している。また、nチャネル型TF
T503にはチャネル形成領域443、ゲート電極の一
部を構成する第1の導電層430aと重なる低濃度不純
物領域442(GOLD領域)、ソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域456を有し
ている。
N-channel TFT 50 of drive circuit 506
Reference numeral 1 denotes a channel formation region 437, and a low-concentration impurity region 4 overlapping with the first conductive layer 428a forming part of the gate electrode.
36 (GOLD region), a high-concentration impurity region 452 which functions as a source region or a drain region.
The p-channel TFT 502, which is connected to the n-channel TFT 501 with an electrode 466 to form a CMOS circuit, has a channel formation region 440, a high-concentration impurity region 453 which functions as a source region or a drain region, and a low-concentration impurity region 454. is doing. In addition, n-channel TF
T503 has a channel formation region 443, a low-concentration impurity region 442 (GOLD region) overlapping with the first conductive layer 430a which forms part of a gate electrode, and a high-concentration impurity region 456 which functions as a source or drain region. ing.

【0105】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。
The pixel TFT 504 in the pixel portion has a channel formation region 446, a low concentration impurity region 445 (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 458 which functions as a source region or a drain region. There is. In the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 505, an impurity element imparting n-type conductivity and p
An impurity element that imparts a mold is added. Storage capacity 5
05 is an electrode (432a) using the insulating film 416 as a dielectric.
And 432b) and a semiconductor layer.

【0106】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 from light without using the black matrix.

【0107】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図13に示す。なお、図
10〜図13に対応する部分には同じ符号を用いてい
る。図12中の鎖線A−A’は図13中の鎖線A―A’
で切断した断面図に対応している。また、図12中の鎖
線B−B’は図13中の鎖線B―B’で切断した断面図
に対応している。
A top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment is shown in FIG. The same reference numerals are used for the parts corresponding to those in FIGS. A chain line AA ′ in FIG. 12 is a chain line AA ′ in FIG.
It corresponds to the cross-sectional view cut at. Further, the chain line BB ′ in FIG. 12 corresponds to the cross-sectional view taken along the chain line BB ′ in FIG. 13.

【0108】[実施例7]本実施例では、実施例6で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図14
を用いる。
[Embodiment 7] In this embodiment, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 6 will be described below. 14 for the explanation.
To use.

【0109】まず、実施例6に従い、図12の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図12のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向
膜567を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜567を形成する前に、アクリル樹脂膜等の
有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を
保持するための柱状のスペーサ572を所望の位置に形
成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペー
サを基板全面に散布してもよい。
First, according to the sixth embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 12, the alignment film 567 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate of FIG. 12, and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film 567, the organic resin film such as the acrylic resin film is patterned to form the columnar spacers 572 for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0110】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。
Next, the counter substrate 569 is prepared. Next, the coloring layers 570 and 571 and the planarization film 573 are formed over the counter substrate 569. The red colored layer 570 and the blue colored layer 571 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.

【0111】本実施例では、実施例6に示す基板を用い
ている。従って、実施例6の画素部の上面図を示す図1
3では、少なくともゲート配線469と画素電極470
の間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙
と、接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。
In this example, the substrate shown in Example 6 is used. Therefore, FIG. 1 showing a top view of the pixel portion of the sixth embodiment.
3 at least the gate wiring 469 and the pixel electrode 470.
It is necessary to shield light from the gap between the gate wiring 469 and the connection electrode 468, and the gap between the connection electrode 468 and the pixel electrode 470. 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.

【0112】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, it is possible to reduce the number of steps 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.

【0113】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。
Next, a counter electrode 576 made of a transparent conductive film was formed on the flattening film 573 at least in the pixel portion, an alignment film 574 was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing treatment was performed.

【0114】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材568
で貼り合わせる。シール材568にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料575を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料575には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図14に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示
しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてF
PCを貼りつけた。
Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the counter substrate are sealed with a sealing material 568.
Stick together. A filler is mixed in the sealing material 568, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacers. afterwards,
A liquid crystal material 575 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 575. In this way, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 14 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.

【0115】以上のようにして作製される液晶表示装置
はエネルギー密度が十分であるレーザ光により均一にア
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。
The liquid crystal display device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film uniformly annealed by a laser beam having a sufficient energy density. The characteristics and reliability can be sufficient. Then, such a liquid crystal display device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0116】なお、本実施例は実施例1乃至6と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 6.

【0117】[実施例8]本実施例では、実施例6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。
[Embodiment 8] In this embodiment, a TFT for manufacturing the active matrix substrate shown in Embodiment 6 is used.
An example in which a light-emitting device is manufactured by using the manufacturing method of will be described. In the present 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 including a TFT on the display panel. is there. Note that the light-emitting element has a luminescence (Elec
It has a layer (light emitting layer) containing an organic compound for which tro luminescence is obtained, 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.

【0118】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.

【0119】図15は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図15において、基板700上に設けられたスイッ
チングTFT603は図12のnチャネル型TFT50
3を用いて形成される。したがって、構造の説明はnチ
ャネル型TFT503の説明を参照すれば良い。
FIG. 15 is a sectional view of the light emitting device of this embodiment. In FIG. 15, the switching TFT 603 provided on the substrate 700 is the n-channel TFT 50 of FIG.
3 is used. Therefore, the description of the structure may be referred to the description of the n-channel TFT 503.

【0120】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.

【0121】基板700上に設けられた駆動回路は図1
2のCMOS回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT
502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。
The drive circuit provided on the substrate 700 is shown in FIG.
It is formed using two CMOS circuits. Therefore, the description of the structure is given by the n-channel TFT 501 and the p-channel TFT.
The description of 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0122】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。
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.

【0123】なお、電流制御TFT604は図12のp
チャネル型TFT502を用いて形成される。従って、
構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。
The current control TFT 604 is p-type in FIG.
It is formed using the channel TFT 502. Therefore,
For the description of the structure, the description of the p-channel TFT 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0124】また、配線706は電流制御TFTのソー
ス配線(電流供給線に相当する)であり、707は電流
制御TFTの画素電極711上に重ねることで画素電極
711と電気的に接続する電極である。
Further, the wiring 706 is a source wiring (corresponding to a current supply line) of the current control TFT, and 707 is an electrode electrically connected to the pixel electrode 711 by being overlapped on the pixel electrode 711 of the current control TFT. is there.

【0125】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.

【0126】配線701〜707を形成後、図15に示
すようにバンク712を形成する。バンク712は10
0〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜
をパターニングして形成すれば良い。
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.

【0127】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).

【0128】画素電極711の上には発光層713が形
成される。なお、図15では一画素しか図示していない
が、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色
に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシ
アニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として7
0nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体
(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Alq3
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. 15, the light emitting layers corresponding to the colors 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 .

【0129】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.

【0130】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.

【0131】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.

【0132】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.

【0133】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。
At this time, it is preferable to use a film having good coverage as the passivation film, and a carbon film, especially D
It is effective to use an LC 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 blocking effect on oxygen and can suppress oxidation of the light emitting layer 713. Therefore, it is possible to prevent the problem that the light emitting layer 713 is oxidized during the subsequent sealing step.

【0134】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。
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 this embodiment, the cover material 718 is a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate (including a plastic film), or a flexible substrate having a carbon film (preferably a DLC film) formed on both sides. Besides carbon film, aluminum film (AlON, Al
N, AlO, etc.), SiN, etc. can be used.

【0135】こうして図15に示すような構造の発光装
置が完成する。なお、バンク712を形成した後、パッ
シベーション膜716を形成するまでの工程をマルチチ
ャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置を用
いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効であ
る。また、さらに発展させてカバー材718を貼り合わ
せる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも
可能である。
Thus, the light emitting device having the structure shown in FIG. 15 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.

【0136】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。
Thus, the n-channel type T
FT 601, p-channel TFT 602, switching TFT (n-channel TFT) 603 and current control T
An FT (p-channel TFT) 604 is formed.

【0137】さらに、図15を用いて説明したように、
ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設ける
ことによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いn
チャネル型TFTを形成することができる。そのため、
信頼性の高い発光装置を実現できる。
Furthermore, as described with reference to FIG.
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.

【0138】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。
Further, in this embodiment, only the configurations of the pixel portion and the drive circuit are shown, but according to the manufacturing process of this embodiment, in addition, a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, a γ correction circuit, etc. Can be formed on the same insulator, and further, a memory and a microprocessor can be formed.

【0139】以上のようにして作製される発光装置はエ
ネルギー密度が十分であるレーザ光により均一にアニー
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。
The light-emitting device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film uniformly annealed by a laser beam having a sufficient energy density. Credibility can be sufficient. Then, such a light emitting device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0140】なお、本実施例は実施例1乃至6と自由に
組み合わせることが可能である。
This embodiment can be freely combined with Embodiments 1 to 6.

【0141】[実施例9]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。
[Embodiment 9] By applying the present invention, various semiconductor devices (active matrix liquid crystal display device, active matrix light emitting device, active matrix EC display device) can be manufactured. That is, the present invention can be applied to various electronic devices in which those electro-optical devices are incorporated in the display unit.

【0142】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携
帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電
子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図16、図
17及び図18に示す。
Examples of such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.). ) And the like. Examples of these are shown in FIGS. 16, 17 and 18.

【0143】図16(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体3001、画像入力部3002、表示部30
03、キーボード3004等を含む。本発明により作製
される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。
FIG. 16A shows a personal computer, which has a main body 3001, an image input section 3002, and a display section 30.
03, keyboard 3004 and the like. By applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3003,
The personal computer of the present invention is completed.

【0144】図16(B)はビデオカメラであり、本体
3101、表示部3102、音声入力部3103、操作
スイッチ3104、バッテリー3105、受像部310
6等を含む。本発明により作製される半導体装置を表示
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。
FIG. 16B shows a video camera, which includes a main body 3101, a display portion 3102, a voice input portion 3103, operation switches 3104, a battery 3105, and an image receiving portion 310.
Including 6 etc. The video camera of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3102.

【0145】図16(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体3201、カメラ部
3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表
示部3205等を含む。本発明により作製される半導体
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。
FIG. 16C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 3201, a camera portion 3202, an image receiving portion 3203, operation switches 3204, a display portion 3205, and the like. The mobile computer of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3205.

【0146】図16(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体3301、表示部3302、アーム部330
3等を含む。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。
FIG. 16D shows a goggle type display, which includes a main body 3301, a display section 3302 and an arm section 330.
Including 3 etc. The display portion 3302 uses a flexible substrate as a substrate, and the display portion 3302 is bent to manufacture a goggle type display. It also realizes a lightweight and thin goggle type display. The goggle type display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3302.

【0147】図16(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体3401、表示部3402、スピーカ部340
3、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
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る半導体
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。
FIG. 16E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded, which is a main body 3401, a display section 3402, a speaker section 340.
3, a recording medium 3404, operation switches 3405 and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the internet. The recording medium of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3402.

【0148】図16(F)はデジタルカメラであり、本
体3501、表示部3502、接眼部3503、操作ス
イッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発
明により作製される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。
FIG. 16F shows a digital camera, which includes a main body 3501, a display portion 3502, an eyepiece portion 3503, operation switches 3504, an image receiving portion (not shown) and the like. The digital camera of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3502.

【0149】図17(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置3601、スクリーン3602等を含
む。本発明により作製される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。
FIG. 17A shows a front type projector including a projection device 3601, a screen 3602 and the like. The projection device 36 is a semiconductor device manufactured by the present invention.
01 is applied to the liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of No. 01 and other drive circuits, the front type projector of the present invention is completed.

【0150】図17(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体3701、投射装置3702、ミラー370
3、スクリーン3704等を含む。本発明により作製さ
れる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。
FIG. 17B shows a rear type projector, which includes a main body 3701, a projection device 3702, and a mirror 370.
3, screen 3704 and the like. By applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the liquid crystal display device 3808 which forms a part of the projection device 3702 and other drive circuits, the rear projector of the present invention is completed.

【0151】なお、図17(C)は、図17(A)及び
図17(B)中における投射装置3601、3702の
構造の一例を示した図である。投射装置3601、37
02は、光源光学系3801、ミラー3802、380
4〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板380
9、投射光学系3810で構成される。投射光学系38
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図17(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
Note that FIG. 17C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 17A and 17B. Projection devices 3601, 37
02 is a light source optical system 3801, mirrors 3802, 380
4 to 3806, dichroic mirror 3803, prism 3807, liquid crystal display device 3808, retardation plate 380.
9, a projection optical system 3810. Projection optical system 38
Reference numeral 10 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows an example of a three-plate type, it is not particularly limited and may be, for example, a single-plate type. In addition, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the optical path indicated by an arrow in FIG. 17C. Good.

【0152】また、図17(D)は、図17(C)中に
おける光源光学系3801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系3801は、リフレクタ
ー3811、光源3812、レンズアレイ3813、3
814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図17(D)に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光
学系を設けてもよい。
FIG. 17D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. 17C. In this embodiment, the light source optical system 3801 includes the reflector 3811, the light source 3812, the lens arrays 3813, and 3.
814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. Note that the light source optical system shown in FIG. 17D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0153】ただし、図17に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は
図示していない。
However, the projector shown in FIG. 17 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and application examples in a reflective electro-optical device and a light emitting device are not shown.

【0154】図18(A)は携帯電話であり、本体39
01、音声出力部3902、音声入力部3903、表示
部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906
等を含む。本発明により作製される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。
FIG. 18A shows a mobile phone, which is a main body 39.
01, voice output unit 3902, voice input unit 3903, display unit 3904, operation switch 3905, antenna 3906
Including etc. The mobile phone of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3904.

【0155】図18(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒
体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006
等を含む。本発明により作製される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。
FIG. 18B shows a portable book (electronic book) including a main body 4001, display portions 4002 and 4003, a storage medium 4004, operation switches 4005, an antenna 4006.
Including etc. The portable book of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portions 4002 and 4003.

【0156】図18(C)はディスプレイであり、本体
4101、支持台4102、表示部4103等を含む。
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。
FIG. 18C shows a display, which includes a main body 4101, a support base 4102, a display portion 4103 and the like.
The display portion 4103 is manufactured using a flexible substrate,
A lightweight and thin display can be realized. In addition, the display unit 4
It is also possible to bend 103. The display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 4103. The display of the present invention is particularly advantageous when it has a large screen, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0157】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、さまざまな分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、本実施例の電子機器は実施例1〜7または
8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。
As described above, the applicable range of the present invention is so wide that it can be applied to electronic devices in various fields. Further, the electronic device of the present embodiment can also be realized by using a configuration including a combination of the first to seventh or eighth embodiments.

【0158】[0158]

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 (a)照射面またはその近傍の平面においてエネルギー
密度の分布が非常に優れたレーザ光を形成することを可
能とする。 (b)被照射体に対して均一にアニールすることを可能
とする。特に半導体膜の結晶化や結晶性の向上、不純物
元素の活性化を行うのに適している。 (c)スループットを向上させることを可能とする。 (d)以上の利点を満たした上で、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、
半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現するこ
とができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を
実現することができる。
By adopting the structure of the present invention, the following basic significance can be obtained. (A) It is possible to form a laser beam having an excellent energy density distribution on the irradiation surface or a plane in the vicinity thereof. (B) The object to be irradiated can be uniformly annealed. In particular, it is suitable for crystallization of a semiconductor film, improvement of crystallinity, and activation of an impurity element. (C) It is possible to improve throughput. (D) In addition to satisfying the above advantages, in a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device,
It is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device.

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

【図1】 本発明が開示する照射面に形成されるレーザ
光の例を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an example of laser light formed on an irradiation surface disclosed by the present invention.

【図2】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a laser irradiation apparatus disclosed in the present invention.

【図3】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a laser irradiation apparatus disclosed in the present invention.

【図4】 本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a laser irradiation apparatus disclosed in the present invention.

【図5】 1737ガラス基板における波長に対する透
過率を示す図。
FIG. 5 is a graph showing transmittance with respect to wavelength in a 1737 glass substrate.

【図6】 石英基板における波長に対する透過率を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing the transmittance of a quartz substrate with respect to wavelength.

【図7】 本発明を用いて半導体膜を結晶化する方法の
例を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of a method for crystallizing a semiconductor film by using the present invention.

【図8】 本発明を用いて半導体膜を結晶化する方法の
例を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a method for crystallizing a semiconductor film by using the present invention.

【図9】 照射面に形成される従来のレーザ光の例を示
す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of conventional laser light formed on an irradiation surface.

【図10】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図11】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
11A to 11C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図12】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図13】 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 13 is a top view showing a configuration of a pixel TFT.

【図14】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。
14A to 14C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.

【図15】 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造
図。
FIG. 15 is a cross-sectional structure diagram of a driver circuit and a pixel portion of a light emitting device.

【図16】 半導体装置の例を示す図。FIG. 16 illustrates an example of a semiconductor device.

【図17】 半導体装置の例を示す図。FIG. 17 illustrates an example of a semiconductor device.

【図18】 半導体装置の例を示す図。FIG. 18 illustrates an example of a semiconductor device.

【図19】 本発明が開示する照射面に形成されるレー
ザ光のエネルギー密度の分布の例を示す図。
FIG. 19 is a diagram showing an example of distribution of energy density of laser light formed on an irradiation surface disclosed by the present invention.

【図20】 レーザの出力と結晶化領域の関係の例を示
す図。
FIG. 20 is a diagram showing an example of a relationship between a laser output and a crystallization region.

フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 GA29 GA59 JA25 JA29 JA33 JA38 JA46 JB52 JB54 KA02 KA04 KA05 KA10 KA12 KA16 KA18 KA19 KB24 KB25 MA05 MA07 MA08 MA10 MA13 MA17 MA20 MA22 MA27 MA29 MA30 MA35 NA24 NA25 PA01 PA06 PA07 RA05 5F052 AA02 AA17 AA24 BA07 BA14 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 CA07 DA02 DA03 DA10 DB02 DB03 DB07 FA06 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 PP34 PP35 QQ04 QQ11 QQ19 QQ23 QQ24 QQ25 Continued front page    F-term (reference) 2H092 GA29 GA59 JA25 JA29 JA33                       JA38 JA46 JB52 JB54 KA02                       KA04 KA05 KA10 KA12 KA16                       KA18 KA19 KB24 KB25 MA05                       MA07 MA08 MA10 MA13 MA17                       MA20 MA22 MA27 MA29 MA30                       MA35 NA24 NA25 PA01 PA06                       PA07 RA05                 5F052 AA02 AA17 AA24 BA07 BA14                       BB01 BB02 BB05 BB06 BB07                       CA07 DA02 DA03 DA10 DB02                       DB03 DB07 FA06 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 PP34 PP35 QQ04 QQ11                       QQ19 QQ23 QQ24 QQ25

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレーザと、前記複数のレーザから射
出される複数のレーザ光のうちの1つのレーザ光のスポ
ットを切断して2つに分割し、かつ反転させる手段と、
被照射体上において、前記複数のレーザ光を1つに重ね
合わせ線状に形成する手段とを有するレーザ照射装置で
あって、前記被照射体上において、前記分割する手段に
より分割されたレーザ光同士は重なり合わないことを特
徴とするレーザ照射装置。
1. A plurality of lasers, and means for cutting a laser light spot of one of a plurality of laser lights emitted from the plurality of lasers to divide the spot into two and inverting the spot.
On the irradiated object, a laser irradiation device having a means for forming the plurality of laser lights in a linear shape by superimposing them on one another, on the irradiated object, the laser light divided by the dividing means. A laser irradiation device characterized in that they do not overlap each other.
【請求項2】複数のレーザと、前記複数のレーザから射
出される複数のレーザ光のうちの1つのレーザ光のスポ
ットを切断して2つに分割し、かつ反転させる手段と、
被照射体上において、前記分割する手段により分割され
たレーザ光のスポットの切断面の垂直方向に、前記分割
されたレーザ光のスポットを広げ、線状に形成する手段
と、前記被照射体上において他の前記複数のレーザ光の
形状を線状に形成する手段と、前記被照射体上におい
て、前記線状に形成する手段により線状に形成された複
数のレーザ光を、長尺方向に、1つに重ね合わせ線状に
形成する手段とを有するレーザ照射装置であって、前記
被照射体上において、前記重ね合わせ線状に形成する手
段により重ね合わされた線状のレーザ光は前期分割され
たレーザ光の切断面を長尺方向の両端部とし、かつ被照
射体上において前記分割されたレーザ光同士は重なり合
わないことを特徴とするレーザ照射装置。
2. A plurality of lasers, and means for cutting a laser light spot of one of a plurality of laser light emitted from the plurality of lasers to divide the spot into two and inverting the spot.
On the irradiated body, means for expanding the divided laser light spots in a direction perpendicular to the cut surface of the laser light spots divided by the dividing means to form a linear shape, and on the irradiated body In another means for forming the shape of the plurality of laser light in a linear shape, and on the irradiation target, a plurality of laser light linearly formed by the means for forming a linear shape in the longitudinal direction. A laser irradiating device having a unit for forming a superposed linear shape, wherein the linear laser beam superposed by the means for forming a superposed linear shape on the object to be irradiated is previously divided. A laser irradiation device, characterized in that the cut surfaces of the generated laser light are both ends in the longitudinal direction, and the divided laser lights do not overlap each other on the irradiation target.
【請求項3】請求項1または請求項2において、前記重
ね合わせ線状に形成する手段により重ね合わされた線状
のレーザ光の長尺方向の減衰領域は200μm以下であ
ることを特徴とするレーザ光照射装置。
3. The laser according to claim 1 or 2, wherein the linear laser light superposed by the superposing linear means has an attenuation region in the longitudinal direction of 200 μm or less. Light irradiation device.
【請求項4】請求項1乃至3のいずれか一項において、
前記レーザ光の波長は、400nm以上であることを特
徴とするレーザ照射装置。
4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The wavelength of the laser beam is 400 nm or more, The laser irradiation apparatus characterized by the above-mentioned.
【請求項5】請求項1乃至4のいずれか一項において、
前記レーザ光のスポットの分割は等分割であることを特
徴とするレーザ照射装置。
5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The laser irradiation device is characterized in that the laser light spot is divided into equal parts.
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一項において、
前記レーザは、連続発振またはパルス発振の固体レーザ
または気体レーザまたは金属レーザであることを特徴と
するレーザ照射装置。
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The laser irradiation device is characterized in that the laser is a continuous wave or pulsed solid-state laser, a gas laser or a metal laser.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記レーザは、連続発振またはパルス発振のYAGレー
ザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、YAlO3レーザ、
23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:サファイアレーザから選ばれ
た一種であることを特徴とするレーザ照射装置。
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The laser is a continuous wave or pulsed YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser,
A laser irradiation device characterized by being a kind selected from a Y 2 O 3 laser, a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, and a Ti: sapphire laser.
【請求項8】請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記レーザは、エキシマレーザ、Arレーザ、Krレー
ザ、CO2レーザから選ばれた一種であることを特徴と
するレーザ照射装置。
8. The method according to any one of claims 1 to 6,
The laser irradiation device is characterized in that the laser is one kind selected from an excimer laser, an Ar laser, a Kr laser, and a CO 2 laser.
【請求項9】請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記レーザは、ヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザ、金蒸気レーザから選ばれた一種であることを特徴と
するレーザ照射装置。
9. The method according to any one of claims 1 to 6,
The laser irradiation device is characterized in that the laser is one selected from a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser.
【請求項10】請求項1乃至9のいずれか一項におい
て、前記レーザ光は、非線形光学素子により高調波に変
換されていることを特徴とするレーザ照射装置。
10. The laser irradiation apparatus according to claim 1, wherein the laser light is converted into a harmonic by a non-linear optical element.
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