JP2003303769A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多結晶半導体膜を効率良く形成することがで
き、生産性に優れた半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明の薄膜半導体装置の製造方法は、
基板上に非晶質半導体膜を形成する工程と、非晶質半導
体膜を所定の形状にパターニングする工程と、パターニ
ングされた非晶質半導体膜を含む基板上に絶縁膜を形成
する工程と、絶縁膜上に導電膜を形成する工程と、非晶
質半導体膜に対し導電膜側とは異なる側からの光照射に
より熱処理を行う工程とを含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置等に用い
られる薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)等の半導体装置の製造
方法に係り、特に、非晶質半導体膜に対する熱処理によ
り多結晶半導体膜を得る技術、さらには多結晶半導体膜
に対する熱処理により再結晶化を行う技術に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】液晶装置、エレクトロルミネッセンス
（ＥＬ）装置等の表示装置として、マトリクス状に配置
された多数の画素を、画素毎に駆動するために、各画素
に薄膜半導体装置である薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)を設
けたアクティブマトリクス型の表示装置が知られてい
る。かかる用途に用いられるＴＦＴとしては、多結晶シ
リコンＴＦＴが広く用いられている。また、多結晶シリ
コンＴＦＴの製造プロセスとして、非晶質シリコンを熱
処理（アニール）して多結晶化するプロセスが知られて
いる。

【０００３】具体的には、基板の全面にシリコン酸化膜
等からなる下地保護膜（緩衝膜）を形成した後、該下地
保護膜の全面に半導体膜である非晶質シリコン膜を形成
する。次いで、この非晶質シリコン膜にエキシマーレー
ザー光を照射してレーザーアニールを施すことにより、
非晶質シリコンが多結晶化し、多結晶シリコン膜が形成
される。一般的に用いられるレーザー光の波長は、例え
ば、ＸｅＣｌエキシマーレーザーでは３０８ｎｍ、Ｋｒ
Ｆエキシマーレーザーでは２４９ｎｍである。最後に、
この多結晶シリコン膜を所定の形状にパターニングする
ことにより、能動層として機能する多結晶半導体膜を形
成することができる。レーザー照射については、例え
ば、特開昭５８−１８６９４９号公報に記載された例が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このようなレーザー等
の光照射による熱処理は、非晶質シリコン膜を比較的低
温の熱処理で多結晶化することができる一方、レーザー
光に対する非晶質シリコン膜の光吸収率が低いため、光
照射効率が低く、非晶質シリコン膜を十分に結晶成長さ
せることができないという問題点がある。一般的に、非
晶質シリコン膜の光吸収率は、波長３００ｎｍの光に対
しては１０％程度、波長３００〜４００ｎｍの光に対し
ては１０〜４０％、波長４００〜５００ｎｍの光に対し
ては４０〜７０％であることが知られている。前述した
ように一般的に使われるレーザー光の波長は３００ｎｍ
程度であるので、レーザー光の９０％程度は透過するこ
ととなる。また、結晶成長を促すために光照射を余剰に
行うと、光源の消耗が進むばかりでなく、熱処理に長時
間を要し、生産性を向上させるには好ましくない。

【０００５】そこで、本発明はこのような事情に鑑みて
なされたものであり、多結晶半導体膜を効率良く形成す
ることができ、生産性に優れた半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、多結晶半導体膜
を備えた半導体装置の製造方法であって、基板上に非晶
質半導体膜を形成する非晶質半導体膜形成工程と、非晶
質半導体膜を所定の形状にパターニングするパターニン
グ工程と、パターニングされた非晶質半導体膜を含む基
板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、絶縁膜上に
導電膜を形成する導電膜形成工程と、非晶質半導体膜に
対し導電膜側とは異なる側からの光照射により熱処理を
行う熱処理工程とを含むことを特徴とする。

【０００７】このような製造方法によると、絶縁膜及び
導電膜をパターニングした非晶質半導体膜上に積層した
後に、導電膜側と異なる側から光を照射することとした
ために、透過して導電膜側に達した光を該導電膜の裏面
（前記絶縁膜と前記導電膜の接触面）にて反射させるこ
とが可能となる。したがって、非晶質半導体膜に吸収さ
れなかった光（非晶質半導体膜を透過してしまった光
や、パターニングされた非晶質半導体膜の非形成領域を
通過した光）が、前記導電膜の裏面で反射されて、再び
非晶質半導体膜に照射することが可能となるため、光照
射効率が向上し、結晶成長を一層促進することが可能と
なる。また、光の利用効率が高まるため、光源の消耗を
抑制することができ、光源のエネルギーを低減させるこ
ともできる。さらに、熱処理時間を短縮できるので、当
該半導体装置の生産性を向上させることが可能となる。
また、光照射による熱処理により非晶質半導体膜の多結
晶化を比較的低温で行うことが可能となる。一方、本発
明の製造方法においては、導電膜に対しても光照射が行
われるため、当該導電膜の低抵抗化に寄与することも可
能となり、また、反射光により非晶質半導体膜のゲート
絶縁膜との界面における結晶化効率を向上させることが
可能となる。なお、前記導電膜を、光反射率の大きな金
属膜で構成すれば、光照射による結晶化がさらに促進さ
れる。また、前記導電膜は熱伝導率の高い材質で構成す
ることができ、この場合、熱は放熱され易く、基板への
熱によるダメージを回避することができる。さらに、光
照射による熱処理が終了した後、前記導電膜をパターニ
ングする事によりゲート電極とすることができるので、
工程数の増加にはならない。

【０００８】また、本発明の製造方法によると、非晶質
半導体膜の多結晶化を促進するばかりでなく、一度形成
した多結晶半導体膜を再結晶化する効果も備えており、
この場合、結晶粒界の欠陥を低減させることが可能とな
る。なお、本発明の製造方法は、その異なる態様とし
て、基板上に多結晶半導体膜を形成する多結晶半導体膜
形成工程と、多結晶半導体膜を所定の形状にパターニン
グするパターニング工程と、パターニングされた多結晶
半導体膜を含む基板上に絶縁膜を形成する絶縁膜形成工
程と、絶縁膜上に導電膜を形成する導電膜形成工程と、
多結晶半導体膜に対し導電膜側とは異なる側からの光照
射による熱処理を行うことで、該多結晶半導体膜を再結
晶化する熱処理工程とを含むものとすることもできる。

【０００９】本発明で用いる基板としては透明性ガラス
基板、例えば無アルカリガラス基板等を用いることがで
き、非晶質半導体膜は例えば非晶質シリコン膜等にて構
成することができる。また、絶縁膜は例えばシリコン酸
化膜、シリコン窒化膜等にて構成することができ、導電
膜は例えばＡｌ（アルミニウム）主体として構成するこ
とができる。アルミニウムの他に、タンタル、モリブデ
ン、銅、クロム、チタン等の金属膜を応用する事も出来
る。

【００１０】上記非晶質半導体膜形成工程においては、
例えば非晶質シリコン等の非晶質半導体材料をプラズマ
ＣＶＤ法等により基板全面に対しベタ状に成膜すること
ができる。なお、基板を保護するために、非晶質半導体
膜形成工程の前に、シリコン酸化膜等からなる下地保護
膜（緩衝膜）を形成する下地保護膜形成工程を含むもの
とすることもでき、例えばスパッタリング法、プラズマ
ＣＶＤ法、真空蒸着法等により基板全面に対しベタ状に
シリコン酸化膜等を成膜することができる。この場合、
下地保護膜の膜厚を１０μｍ以上とすることで、基板へ
のダメージを一層抑制することが可能となる。

【００１１】上記パターニング工程においては、例えば
フォトリソグラフィ法を用いて非晶質半導体膜をパター
ニングするものとすることができる。具体的には、レジ
ストを塗布した後に、マスク露光、現像、エッチング、
レジスト除去の各工程を行うことによりパターン化した
非晶質半導体膜を得ることができる。

【００１２】上記絶縁膜形成工程においては、例えばシ
リコン酸化物、シリコン窒化物等の絶縁材料をスパッタ
リング法、プラズマＣＶＤ法、真空蒸着法等により上記
パターン化した非晶質半導体膜を含む基板上に、該非晶
質半導体膜を覆う態様で全面ベタ状に成膜することがで
きる。また、導電膜形成工程においては、例えばＡｌ等
の反射性金属導電膜をスパッタリング法、真空蒸着法等
により上記絶縁膜上に全面ベタ状に成膜することができ
る。

【００１３】上述したように、本発明の製造方法におい
て、導電膜は、上記熱処理工程において非晶質半導体膜
側に光を反射させる機能を具備し、上述のような製造上
の効果を発現する。ここで、導電膜には、パターニング
された非晶質半導体膜に面する傾斜面若しくは湾曲面を
具備させることができ、この場合、非晶質半導体膜に面
する傾斜面若しくは湾曲面により、反射光が非晶質半導
体膜に集光されやすくなり、光利用効率を一層高くする
ことができる。これら傾斜面若しくは湾曲面は、パター
ニングされた非晶質半導体膜の外縁部の上方に形成する
ことができる。この場合、非晶質半導体膜の外縁部にお
いて反射光が集光し、結晶成長を一層高めることができ
るようになり、ひいては半導体層の界面における移動度
等の電界応答性を高めることが可能となる。また、パタ
ーニングされた非晶質半導体膜の外縁部を裾野状（テー
パー状）に構成することにより、絶縁膜、導電膜を成膜
した際に、該裾野状の形状に対応して、パターニングさ
れた非晶質半導体膜に面する傾斜面を形成することがで
きる。なお、本発明に言う光反射率の高い導電膜は、少
なくとも２００ｎｍ〜６００ｎｍ程度の波長の光を少な
くとも反射する材料であればよく、例えば該波長光に対
する反射率が５０％以上のもの、好ましくは７０％以上
のものを採用することができ、さらに好ましくは９０％
以上のものを採用することで本発明の効果が一層高まる
こととなる。

【００１４】なお、熱処理工程においては、非晶質半導
体膜に対しフラッシュランプ光、エキシマーレーザー
光、赤外線ランプ光のいずれかを照射するものとするこ
とができる。具体的には、フラッシュランプ光を用いた
フラッシュランプアニール（ＦＬＡ）、エキシマーレー
ザー光を用いたエキシマーレーザーアニール（ＥＬ
Ａ）、赤外線ランプ光を用いた急速熱アニール（ＲＴ
Ａ）により、非晶質半導体膜において効果的に結晶成長
が進むこととなる。なかでも、フラッシュランプ光は、
そのエネルギーピークが４００ｎｍ〜５００ｎｍ付近に
あるため、前述したように非晶質シリコン膜の光吸収率
が４０〜７０％と高く、結晶成長促進の観点から好まし
い。一方、ガラス基板の光吸収率は、約３５０ｎｍ以下
の波長領域において急激に増大することが知られてい
る。従って、レーザー光は、ガラス基板に吸収されるの
に対して、フラッシュランプ光はガラス基板には殆ど吸
収されないという違いがある。なお、熱処理工程におい
て、光照射により熱処理を行うものの他、光照射を伴い
つつ熱処理を行うものも含むものとする。

【００１５】また、上記導電膜をパターニングした後
に、上記熱処理工程を行うものとすることもできる。こ
の場合、導電膜の形成された領域について選択的に結晶
化を促進することが可能となり、したがって該領域にお
いて移動度等の電界応答性を向上させることができる。
また、この場合、導電膜の形成された領域がチャネル領
域を形成するとともに、導電膜がゲート電極として機能
することとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に、本発明に係る実施形態につ
いて詳細に説明する。図１〜図３に基づいて、本発明に
係る半導体装置の製造方法について説明する。なお、本
実施形態では、ＣＭＯＳ型の多結晶シリコンＴＦＴを製
造する場合を例として説明する。図１〜図３はいずれ
も、本実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す
概略断面図である。なお、各図において、各層や各部材
を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や
各部材毎に縮尺を異ならせてある。

【００１７】はじめに、図１（ａ）に示すように、超音
波洗浄等により清浄化したガラス基板１０を用意した
後、基板温度が１５０〜４５０℃となる条件下で、ガラ
ス基板１０の全面に、シリコン酸化膜等の絶縁膜からな
る下地保護膜（緩衝膜）１１をプラズマＣＶＤ法等によ
り、例えば１０μｍ程度の厚さに成膜する（下地保護膜
形成工程）。この工程において用いる原料ガスとして
は、モノシランと一酸化二窒素との混合ガスや、ＴＥＯ
Ｓ（テトラエトキシシラン、Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄）と酸
素、ジシランとアンモニア等が好適である。

【００１８】次に、図１（ｂ）に示すように、基板温度
が１５０〜４５０℃となる条件下で、下地保護膜１１を
形成したガラス基板１０の全面に、非晶質シリコン膜
（非晶質半導体膜）２１をプラズマＣＶＤ法等により３
０〜１００ｎｍの厚さに成膜する（非晶質半導体膜形成
工程）。この工程において用いる原料ガスとしては、ジ
シランやモノシランが好適である。

【００１９】次に、図１（ｃ）に示すように、非晶質シ
リコン膜２１をフォトリソグラフィー法により所望の形
状にパターニングする（パターニング工程）。すなわ
ち、非晶質シリコン膜２１上にフォトレジストを塗布し
た後、フォトレジストの露光、現像、非晶質シリコン膜
２１のエッチング、フォトレジストの除去を行うことに
より、非晶質シリコン膜２１のパターニングを行う。

【００２０】続いて、パターニングされた非晶質シリコ
ン膜２１を形成したガラス基板１０の全面に、図２
（ａ）に示すように、例えば３５０℃以下の温度件下
で、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜等からなるゲート
絶縁膜３１をプラズマＣＶＤ法等により、例えば５０〜
１５０ｎｍの厚さに成膜する。なお、この工程において
用いる原料ガスとしては、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合
ガス等が好適である。

【００２１】次に、図２（ｂ）に示すように、ゲート絶
縁膜３１を形成したガラス基板１０の全面に、スパッタ
リング法等により、光反射性を有するアルミニウム、タ
ンタル、モリブデン、銅、クロム、チタン等の金属、又
はこれらの金属のいずれかを主成分とする合金、若しく
は多結晶シリコン等を成膜し導電膜３２を形成する（導
電膜形成工程）。

【００２２】次に、図２（ｃ）に示すように、キセノン
フラッシュランプ等のフラッシュランプ（図示略）を、
非晶質シリコン膜２１を介して導電膜３２と対向配置さ
せ（すなわち図面上、ガラス基板１０の下方にフラッシ
ュランプを対向配置）、フラッシュランプ光を照射させ
つつ熱処理を行う（熱処理工程）。具体的には、減圧雰
囲気下、窒素雰囲気中で、パターン化した非晶質シリコ
ン膜２１を形成したガラス基板１０の裏面側（非晶質シ
リコン膜が形成されていない側）からフラッシュランプ
光Ｌを照射し熱処理を行う。

【００２３】このような熱処理により、パターニングし
た非晶質シリコン膜２１が結晶化され、能動層として機
能する多結晶シリコン膜２２となる（図３（ａ）参
照）。なお、配置するフラッシュランプの個数や大きさ
等を適宜設計することにより、基板全面にフラッシュラ
ンプ光Ｌを照射することができ、基板全面を一括処理す
ることができる。フラッシュランプから基板への光照射
エネルギーは例えば１５〜５０Ｊ／ｃｍ²、光照射時間
は０．１ｍ〜数ｍｓｅｃに設定し、一回もしくは複数回
照射すれば良い。

【００２４】なお、この工程において、ガラス基板１０
の全面にフラッシュランプ光Ｌを照射しても、フラッシ
ュランプ光Ｌはガラス基板１０には殆ど吸収されず、非
晶質シリコン膜２１にほぼ選択的に吸収され、非晶質シ
リコン膜２１は、吸収した光の熱により加熱された後、
冷却固化過程を経て多結晶化する。本実施形態では、ガ
ラス基板１０の裏面側から光照射を行うものとしたため
に、図５に示すように、例えば非晶質シリコン膜２１に
吸収されずに、該非晶質シリコン膜２１を透過した光は
導電膜３２に達することとなる。ここで、導電膜３２は
Ａｌ等の光反射性材料にて構成されているため、非晶質
シリコン膜２１を透過した光は導電膜３２にて反射さ
れ、再び非晶質シリコン膜２１を照射することとなり、
したがって、光照射効率が高まり結晶成長が一層促進さ
れることとなる。

【００２５】このような熱処理工程により非晶質シリコ
ン膜２１を多結晶シリコン膜２２とした後に、図３
（ａ）に示すように、フォトリソグラフィー法により導
電膜３２を所定形状にパターニングする。すなわち、導
電膜３２上にフォトレジストを塗布した後、フォトレジ
ストの露光、現像、導電膜３２のエッチング、フォトレ
ジストの除去を行うことにより、導電膜３２をパターニ
ングし、ゲート電極３２ｇを形成する。

【００２６】次に、図３（ｂ）に示すように、ゲート電
極３２ｇをマスクとして、約０．１×１０¹³〜約１０×
１０¹³／ｃｍ²のドーズ量で低濃度の不純物イオン（リ
ンイオン）を打ち込み、ゲート電極３２ｇに対して自己
整合的に低濃度ソース領域２２ｂ、低濃度ドレイン領域
２２ｃを形成する。ここで、ゲート電極３２ｇの直下に
位置し、不純物イオンが導入されなかった部分はチャネ
ル領域２２ａとなる。

【００２７】また、図３（ｃ）に示すように、ゲート電
極３２ｇより幅広のレジストマスク（図示略）を形成し
て高濃度の不純物イオン（リンイオン）を約０．１×１
０¹⁵〜約１０×１０¹⁵／ｃｍ²のドーズ量で打ち込み、
高濃度ソース領域２２ｄ、及び高濃度ドレイン領域２２
ｅを形成する。

【００２８】なお、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構
造のソース領域及びドレイン領域を形成する代わりに、
低濃度の不純物の打ち込みを行わずにゲート電極３２ｇ
より幅広のレジストマスクを形成した状態で高濃度の不
純物（リンイオン）を打ち込み、オフセット構造のソー
ス領域及びドレイン領域を形成しても良い。また、ゲー
ト電極３２ｇをマスクとして高濃度の不純物を打ち込
み、セルフアライン構造のソース領域及びドレイン領域
を形成しても良い。

【００２９】以上の工程により、ｎチャネル側のソース
領域及びドレイン領域を形成する一方、ｐチャネル側に
ついてもリンイオンの代わりにボロンイオンを打ち込む
ものとすれば、上記と同様の工程により該ｐチャネル側
のソース領域及びドレイン領域を形成することができ
る。なお、以下に示す各工程については、ｎチャネル側
及びｐチャネル側に共通の工程を施すものとする。

【００３０】次に、図４（ａ）に示すように、ゲート電
極３２ｇの表面側にＣＶＤ法等により、シリコン酸化膜
等からなる層間絶縁膜３３を３００〜８００ｎｍの厚さ
に成膜する。この工程において用いる原料ガスとして
は、ＴＥＯＳと酸素ガスとの混合ガス等が好適である。
次に、レーザーアニール、炉アニール等によりアニール
を行うことにより、ソース領域２２ｂ、２２ｄ及びドレ
イン領域２２ｃ、２２ｅに注入された不純物の活性化を
行う。

【００３１】また、図４（ｂ）に示すように、所定のパ
ターンのレジストマスク（図示略）を形成した後、該レ
ジストマスクを介して層間絶縁膜３３のドライエッチン
グを行い、層間絶縁膜３３において高濃度ソース領域２
２ｄ及び高濃度ドレイン領域２２ｅに対応する部分にコ
ンタクトホール３４、３５をそれぞれ形成する。

【００３２】さらに、図４（ｃ）に示すように、層間絶
縁膜３３の全面に、アルミニウム、チタン、窒化チタ
ン、タンタル、モリブデン、又はこれらの金属のいずれ
かを主成分とする合金等の導電性材料を、スパッタリン
グ法等により成膜した後、フォトリソグラフィー法によ
りパターニングし、４００〜８００ｎｍの厚さのソース
電極３６及びドレイン電極３７を形成する。すなわち、
導電性材料を成膜したガラス基板１０上にフォトレジス
トを塗布した後、フォトレジストの露光、現像、導電性
材料のエッチング、フォトレジストの除去を行うことに
より、導電性材料をパターニングし、ソース電極３６及
びドレイン電極３７を形成する。以上のようにして、Ｃ
ＭＯＳ型の多結晶シリコンＴＦＴ１を製造することがで
きる。

【００３３】以上のような製造方法によると、パターニ
ングした非晶質半導体膜２１上に導電膜３２を積層した
後に、導電膜３２と異なる側、すなわちガラス基板１０
側から光を照射することとしたために、非晶質半導体膜
２１に吸収されずに導電膜３２側に達した光を、導電膜
３２にて反射させることが可能となる。したがって、非
晶質半導体膜２１に吸収されなかった光を反射光とし
て、再び非晶質半導体膜２１の照射に利用することが可
能となるため、光照射効率が向上し、結晶成長を一層促
進することが可能となる。また、光の利用効率が高まる
ため、フラッシュランプ等の光源の消耗を抑制すること
ができ、該光源のエネルギーを低減させることもでき
る。さらに、熱処理工程にかかる時間を短縮し、多結晶
シリコンＴＦＴ１の生産性を向上させることが可能とな
る。

【００３４】なお、本実施形態では、ＣＭＯＳ型のＴＦ
Ｔを製造する場合を例として説明したが、Ｎチャネル型
及びＰチャネル型のＴＦＴを製造する場合にも本発明を
適用することができる。また、本実施形態の製造方法
は、特に基板上に多数のＴＦＴを形成するアクティブマ
トリクス型の液晶装置やＥＬ装置等の表示装置を製造す
る場合に好適に適用することができる。さらに、光照射
を行うための光源としては、フラッシュランプ以外に
も、エキシマーレーザー光源、赤外線ランプ等を用いる
ことも可能である。

【００３５】また、本実施形態では、非晶質半導体膜２
１の多結晶化を促進するばかりでなく、一度形成した多
結晶半導体膜２２を再結晶化する効果も備えている。し
たがって、ガラス基板１０上に多結晶半導体膜を形成
し、これを所定形状にパターニングした後に、絶縁膜３
１及び導電膜３２を形成し、ガラス基板１０側から光照
射による熱処理を行うことで、多結晶半導体膜を再結晶
化することが可能となる。

【００３６】以下、上記実施形態について適用可能な変
形例について説明する。図６は、光照射率を更に向上さ
せるための構成であって、導電膜３２に集光手段を具備
させ、反射光を一層非晶質半導体膜２１に集光できる構
成とした例である。具体的には、非晶質半導体膜の外縁
部を、該外縁部が傾斜面２１ａを備えるべく裾野状にパ
ターニングし、これにゲート絶縁膜３１及び導電膜３２
をガラス基板１０の全面に成膜するものとした。したが
って、導電膜３２の内面には、非晶質半導体膜２１の外
縁部の上方に、該外縁部の裾野状形状に沿って、非晶質
半導体膜２１に面する傾斜面（若しくは湾曲面）３２ａ
を備えることとなる。

【００３７】このような非晶質半導体膜２１に面した傾
斜面３２ａにより、反射光は非晶質半導体膜２１に集光
されることとなる。したがって、非晶質半導体膜２１に
対する光照射効率が一層高まり、該非晶質半導体膜２１
の結晶成長を一層高めることができるようになる。ま
た、非晶質半導体膜２１（若しくは結晶化した多結晶半
導体膜２２）の外縁部に重点的に光照射が行われるよう
になり、当該外縁部における結晶成長が促進され、半導
体膜の界面付近（外縁部に対応する位置）での移動度等
の電界応答性を高めることが可能となる。

【００３８】次に図７は、熱処理工程を行う前に、すな
わち非晶質半導体膜の結晶化を行う前に、導電膜３２を
パターニングしてゲート電極３２ｇを形成する場合の実
施例を示したものである。前記ゲート電極３２ｇをマス
クとして非晶質半導体膜２１に不純物元素をイオン注入
してソース領域、ドレイン領域を形成する場合には、不
純物イオンの注入時にソース領域、ドレイン領域の結晶
性が崩れるため、チャネルに対応する領域のみ結晶化を
促進させることが好都合である。本実施例においては、
ゲート電極３２ｇ形成後に光照射を行って結晶化させる
ので、、ゲート電極３２ｇの形成された領域のみ光が反
射されることとなり、ゲート電極３２ｇの非形成領域で
は光が反射されないこととなる。したがって、非晶質半
導体膜２１において、ゲート電極３２ｇの形成された領
域に対応する領域、すなわち、ＴＦＴのチャネル領域の
み効率良く結晶化が促進されることとなり、該領域にお
いて移動度等の電界応答性を高めることが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の半導体装
置の製造方法によれば、パターニングした非晶質半導体
膜を有する基板上に導電膜を積層した後に、導電膜と非
晶質半導体膜を介して対向する基板側から光を照射する
こととしたために、基板を透過し、非晶質半導体膜に吸
収されずに導電膜側に達した光を、導電膜にて反射させ
ることが可能となる。したがって、非晶質半導体膜に吸
収されなかった光を反射光として、再び非晶質半導体膜
の照射に利用することが可能となるため、光照射効率が
向上し、結晶成長を一層促進することが可能となる。

【００４０】また、パターニングした多結晶半導体膜を
有する基板上に導電膜を積層した後に、導電膜と多結晶
半導体膜を介して対向する基板側から光を照射すること
としたために、基板を透過し、多結晶半導体膜に吸収さ
れずに導電膜側に達した光を、導電膜にて反射させるこ
とが可能となる。したがって、多結晶半導体膜に吸収さ
れなかった光を反射光として、再び多結晶半導体膜の照
射に利用することが可能となるため、光照射効率が向上
し、多結晶半導体膜における再結晶化を一層促進するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施形態の半導体装置の製造方
法を示す工程図である。

【図２】 図１に続く、本発明に係る実施形態の半導体
装置の製造方法を示す工程図である。

【図３】 図２に続く、本発明に係る実施形態の半導体
装置の製造方法を示す工程図である。

【図４】 図３に続く、本発明に係る実施形態の半導体
装置の製造方法を示す工程図である。

【図５】 非晶質半導体膜に対して光照射を行う工程の
詳細を示す説明図である。

【図６】 非晶質半導体膜に対して光照射を行う工程の
変形例について詳細を示す説明図である。

【図７】 非晶質半導体膜に対して光照射を行う工程の
変形例について詳細を示す説明図である。

【符号の説明】

１ 多結晶シリコンＴＦＴ（薄膜半導体装置） １０ ガラス基板 １１ 下地保護膜 ２１ 非晶質シリコン膜（非晶質半導体膜） ２２ 多結晶シリコン膜（多結晶半導体膜） ３１ ゲート絶縁膜 ３２ 導電膜 ３２ｇ ゲート電極 ３６ ソース電極 ３７ ドレイン電極 Ｌ フラッシュランプ光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA01 AA02 AA24 AA25 BB07 CA10 DA02 DB03 EA02 FA02 FA25 JA01 JA04 5F110 AA30 BB01 BB04 CC02 DD02 DD13 EE02 EE03 EE04 EE06 EE09 EE43 EE44 FF02 FF03 FF27 FF28 FF30 GG02 GG13 GG22 GG25 GG45 HJ01 HJ04 HJ13 HJ23 HL01 HL03 HL04 HL06 HL23 HM14 HM15 NN02 NN04 NN23 NN35 PP02 PP03 PP11 PP13 PP40 QQ11 QQ12

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多結晶半導体膜を備えた半導体装置の製
   造方法であって、 基板上に非晶質半導体膜を形成する非晶質半導体膜形成
   工程と、 前記非晶質半導体膜を所定の形状にパターニングするパ
   ターニング工程と、 パターニングされた非晶質半導体膜を含む前記基板上に
   絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、 前記絶縁膜上に導電膜を形成する導電膜形成工程と、 前記非晶質半導体膜に対し前記導電膜側とは異なる側か
   らの光照射により熱処理を行う熱処理工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記導電膜が、前記パターニングされた
   非晶質半導体膜に面する傾斜面若しくは湾曲面を具備し
   てなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の
   製造方法。
3. 【請求項３】 前記傾斜面若しくは湾曲面が、前記パタ
   ーニングされた非晶質半導体膜の外縁部の上方に形成さ
   れていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導
   体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記パターニングされた非晶質半導体膜
   の外縁部が、裾野状に構成されてなることを特徴とする
   請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体装置の
   製造方法。
5. 【請求項５】 前記熱処理工程において、前記非晶質半
   導体膜に対しフラッシュランプ光、エキシマーレーザー
   光、赤外線ランプ光のいずれかを照射することを特徴と
   する請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体装
   置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記導電膜は、光反射率の高い金属膜で
   あり、前記熱処理工程の後に、前記金属膜をパターニン
   グすることによってゲート電極を形成する工程を含むこ
   とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載
   の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 多結晶半導体膜を備えた半導体装置の製
   造方法であって、 基板上に多結晶半導体膜を形成する多結晶半導体膜形成
   工程と、 前記多結晶半導体膜を所定の形状にパターニングするパ
   ターニング工程と、 パターニングされた多結晶半導体膜を含む前記基板上に
   絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、 前記絶縁膜上に導電膜を形成する導電膜形成工程と、 前記多結晶半導体膜に対し前記導電膜側とは異なる側か
   らの光照射による熱処理を行うことで、該多結晶半導体
   膜を再結晶化する熱処理工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。