JP2007158311A

JP2007158311A - 半導体装置の作製方法

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Publication number: JP2007158311A
Application number: JP2006297640A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Miyairi; 秀和宮入; Chiho Kokubo; 千穂小久保; Koki Inoue; 弘毅井上
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2005-11-09
Filing date: 2006-11-01
Publication date: 2007-06-21

Abstract

【課題】動作特性及び信頼性の向上した半導体装置の作製方法を提供する。
【解決手段】基板上に非晶質半導体膜を形成し、前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去するとともに第２の酸化膜を形成し、前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射する。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体装置およびその作製方法に関する。また、本発明の半導体装置を具備する表示装置、及び当該表示装置を具備する電子機器に関する。

なお、本明細書中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す。

近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数ｎｍ〜数１００ｎｍ程度）を用いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。トランジスタはＩＣや電気光学装置、発光表示装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。

また、マトリクス状に配置された表示画素毎にトランジスタからなるスイッチング素子が形成されたアクティブマトリクス型の表示装置（発光表示装置、液晶表示装置）が盛んに開発されている。表示装置の画質を向上させるためには、高速動作が可能なスイッチング素子が必要とされているが、非晶質半導体膜を用いたトランジスタでは限界がある。したがって、高い電界効果移動度を有する結晶性半導体膜を用いたトランジスタが用いられており、品質の良い結晶性半導体膜を形成する必要がある。

特許文献１には、ニッケル等の結晶化を促進する触媒元素を添加し、加熱処理を行って非晶質半導体膜を結晶化し、得られた結晶性半導体膜に対してレーザ光を照射して、該結晶性半導体膜の結晶性を高める技術が開示されている。また、結晶化後、結晶性半導体膜に残存する触媒元素を、リン又は希ガス元素を含む非晶質半導体膜にゲッタリングする技術が開示されている。
特開２００３−６８６４２号公報

しかしながら、特許文献１で開示されている技術では、ゲッタリング後の結晶性半導体膜に生じるピンホールや凹凸に関しての対策が十分ではなかった。

ニッケルなどの金属元素を添加し、熱処理を行って非晶質半導体膜を結晶化すると、形成された結晶性半導体膜表面に酸化膜が形成される。この酸化膜をフッ酸系の溶液を用いて除去する場合、フッ酸処理、純水洗浄、乾燥という工程が連続的に行われる。しかし、前記のようにフッ酸処理から乾燥までの工程を連続的に行うと、酸化膜をフッ酸除去して純水洗浄する際に、露出した半導体膜と、大気中の酸素と、純水のＨ_２Ｏ分子とが反応し、結晶性半導体膜上に反応生成物が生じてしまう。一般に、この反応生成物がウォーターマークと言われている。

半導体装置を作製する場合、ニッケルなどの金属元素は結晶化を助長する役割を果たすが、結晶化後の半導体膜中に残存すると半導体装置の特性に悪影響を及ぼすため、除去する必要がある。金属元素を除去する方法の１つとして、特許文献１にもあるように、結晶性半導体膜上に酸化膜、希ガス元素を含む半導体膜を積層形成し、加熱処理を行って、結晶性半導体膜から希ガス元素を含む半導体膜に金属元素をゲッタリングする技術が知られている。なお、ゲッタリングとは、被ゲッタリング領域（結晶化後の半導体膜）に含まれる金属元素が熱エネルギーによって放出され、拡散によりゲッタリング領域（希ガス元素を含む半導体膜）に移動することを意味している。

結晶性半導体膜から金属元素を低減、除去した後、結晶性半導体膜上の酸化膜及び希ガス元素を含む半導体膜は除去される。具体的には、希ガス元素を含む半導体膜をテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）若しくはコリン（水酸化２−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム水溶液）等のアルカリ溶液を用いて選択的にエッチング除去される。この時、上記結晶化後の酸化膜除去の際に生じた反応生成物までエッチングしてしまい、結晶性半導体膜にピンホールが発生する。

また、この他にもピンホールが発生する様々な要因がある。結晶性半導体膜にピンホールが発生すると、後に形成されるゲート絶縁膜のカバレッジ（被覆性）が悪くなり、欠陥を誘発するなど、半導体装置の特性に悪影響を与える。したがって、最終的に得られる結晶性半導体膜のピンホールを低減し、平坦化することは非常に重要な課題である。

本発明はこのような状況を鑑みてなされたものであり、動作特性および信頼性の向上した半導体装置およびその作製方法を提供することを目的とする。

特に、本発明では、結晶性半導体膜表面のピンホールの数を低減することができる半導体装置の作製方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、加熱処理を行って結晶化した後に、結晶性半導体膜上に形成された酸化膜をフッ酸で除去した後、純水洗浄と乾燥工程を行う前に、オゾン含有水等で結晶性半導体膜上に酸化膜を形成することで、ピンホールを低減できることを見出した。

また、本発明者らは、上記金属元素を添加し、加熱処理を行って結晶化した半導体膜に対し、第１のレーザ光を照射してさらに結晶性を高めた後、希ガス元素を含む半導体膜を用いて金属元素をゲッタリングし、該希ガス元素を含む半導体膜を除去した後、金属元素が低減・除去された結晶性半導体膜に対して第２のレーザ光を照射すると、さらに結晶性半導体膜のピンホールを低減できることを見出した。

したがって、本発明は、絶縁表面上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、加熱処理により非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、結晶化の際に形成される酸化膜を除去した直後に新たな酸化膜を形成し、第１のレーザ光を照射して結晶性半導体膜の結晶性を高め、結晶性半導体膜上の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成して結晶性半導体膜中に含まれる金属元素をゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および酸化膜を除去し、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射してピンホールを低減することを特徴としている。

本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸系の溶液により除去した後にオゾン含有水溶液により結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、酸素を含む雰囲気下において、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、窒素雰囲気下または真空中において、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴の１つとする。

また、本発明は絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸系の溶液により除去した後にオゾン含有水溶液により結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、大気雰囲気または酸素雰囲気下において、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、窒素雰囲気下または真空中において、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸系の溶液により除去した後にオゾン含有水溶液により結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、酸素を含む雰囲気下において、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、窒素雰囲気下または真空中において、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴の１つとする。

また、本発明は、絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、第１の加熱処理により、非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、第１の加熱処理の際に結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸系の溶液により除去した後にオゾン含有水溶液により結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、酸素を含む雰囲気下において、第２の酸化膜が形成された結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、第２の加熱処理により、結晶性半導体膜に含まれる金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、希ガス元素を含む半導体膜および第２の酸化膜を除去し、窒素雰囲気下または真空中において、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴の１つとする。

なお、本発明は、第１の酸化膜を除去した直後、純水洗浄する前に、第２の酸化膜を形成することを特徴の１つとする。

また、本発明において、３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のエネルギー密度で第１のレーザ光を照射することも特徴の１つとする。

また、本発明において、３４０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のエネルギー密度で第２のレーザ光を照射することも特徴の１つとする。

また、本発明において、第２のレーザ光のショット数を第１のレーザ光のショット数よりも少なくすることも特徴の１つとする。

また、本発明において、第１の酸化膜除去から第１のレーザ光照射までは２時間以内に行われることも特徴の１つとする。具体的には、本発明において、第１の酸化膜の除去直後から、第１のレーザ光照射開始の直前まで２時間以内に行われることを特徴の１つとする。

また、本発明において、第１のレーザ光照射直後から希ガス元素を含む半導体膜を形成するまでは４８時間以内に行われることも特徴の１つとする。具体的には、本発明において、第１のレーザ光照射終了直後から、希ガス元素を含む半導体膜を形成する直前まで４８時間以内に行われることを特徴の１つとする。

また、本発明において、第２の酸化膜除去から第２のレーザ光照射までは２時間以内に行われることも特徴の１つとする。具体的には、本発明において、第２の酸化膜の除去直後から、第２のレーザ光照射開始の直前まで２時間以内に行われることを特徴の１つとする。

また、本発明において、結晶化を助長する金属元素として鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、又は金（Ａｕ）のいずれか１つ又は複数の元素を用いることも特徴の１つとする。

本発明により、ピンホールの数を低減した結晶性半導体膜を得ることができ、該結晶性半導体膜を有する半導体装置の動作特性および信頼性を向上させることができる。また、動作特性等の向上した半導体装置を搭載する表示装置や電子機器の信頼性を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記述内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

（実施の形態１）
本発明は、絶縁表面上に結晶性半導体膜を形成するプロセスに関するものである。図１に、本発明による半導体装置の作製方法を説明するフロー図を示す。まず、絶縁表面上に非晶質半導体膜を形成する（Ｓｔ１）。次に、非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加する（Ｓｔ２）。次に、加熱処理により非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成する。なお、加熱処理による結晶化の際に、結晶性半導体膜上に酸化膜（第１の酸化膜）が形成される（Ｓｔ３）。次に、第１の酸化膜を除去し（Ｓｔ４）、直後に新たな酸化膜（第２の酸化膜）を形成する（Ｓｔ５）。次に、第１のレーザ光を照射して前記結晶性半導体膜の結晶性を高める（Ｓｔ６）。なお、第１のレーザ光照射の際に、結晶性半導体膜上に新たな酸化膜（第２の酸化膜を含んだ第３の酸化膜）が形成される。次に、結晶性半導体膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成する（Ｓｔ７）。次に、結晶性半導体膜中に含まれる金属元素をゲッタリングする（Ｓｔ８）。次に、金属元素が移動した希ガス元素を含む半導体膜を除去し（Ｓｔ９）、続けて第３の酸化膜を除去する（Ｓｔ１０）。次に、結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し（Ｓｔ１１）、最終的に得られる結晶性半導体膜のピンホールを低減することを特徴としている。

以下、本発明の実施の形態について、図２〜図６を用いて具体的に説明を行う。

まず、絶縁表面を有する基板１００上に下地絶縁膜１０１を形成する（図２（Ａ）参照）。絶縁表面を有する基板１００としては、光透光性を有する基板を用いればよく、例えばガラス基板、結晶化ガラス基板、もしくはプラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）を用いることができる。また、形成するトランジスタを発光表示装置に適用する場合において、基板１００側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、前述の基板の他に、セラミックス基板、半導体基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成した基板等を用いることができる。なお、少なくともプロセス中に発生する熱に耐えうる基板を用いればよい。

下地絶縁膜１０１としては、酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素または微量の窒素を含む酸化珪素等によって形成された膜を用いることができ、これらの膜を単層又は２層以上の多層で形成すればよい。下地絶縁膜１０１の形成方法については特に限定はなく、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等を用いて形成すればよい。下地絶縁膜１０１を設けることで、基板からの不純物拡散を阻止することができる。なお、本実施の形態では、下地絶縁膜１０１を単層としているが、もちろん２層以上の多層でも構わないし、基板の凹凸や、基板からの不純物拡散が問題とならないのであれば、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。

次いで、下地絶縁膜１０１上に非晶質半導体膜１０２を形成する（図２（Ａ）参照）。非晶質半導体膜１０２としては、珪素またはシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金等を用いることができ、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等を用いて形成すればよい。なお、下地絶縁膜１０１を形成した成膜装置と同じ成膜装置を用いて下地絶縁膜１０１と非晶質半導体膜１０２とを連続的に、つまり下地絶縁膜１０１の形成後大気に曝すことなく非晶質半導体膜１０２を連続的に形成してもよい。このようにすることで、大気中に含まれる不純物が非晶質半導体膜１０２に付着することを防ぐことができる。

次いで、非晶質半導体膜１０２に、結晶化を助長する金属元素１０３を添加する（図２（Ａ）参照）。結晶化を助長する金属元素としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）等の元素を用いることができる。これらの金属元素のうち１つ又は複数の元素を用いて、スパッタ法、ＰＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法等により前記金属元素又は前記金属元素の珪化物の薄膜を形成する方法、又は前記金属元素を含む溶液を塗布する方法等を用いて非晶質半導体膜１０２に金属元素を添加すればよい。また、非晶質半導体膜１０２上にマスクを形成して、選択的に金属元素を添加してもよい。

また、金属元素１０３を添加する際には、非晶質半導体膜１０２上に薄い酸化膜を形成しておくのが好ましい。例えば、非晶質半導体膜１０２の表面に１０ｎｍ〜３０ｎｍの薄い酸化膜を形成した後、結晶化を助長する金属元素１０３を酸化膜上に保持させればよい。酸化膜の形成方法について特に限定はなく、オゾン含有水または過酸化水素水などの酸化性を有する溶液で非晶質半導体膜１０２の表面を処理することによって形成してもよいし、または酸素雰囲気中における紫外線の照射によってオゾンを発生させる方法等を用いて形成してもよい。（図２（Ａ）参照）。

次いで、加熱処理を行い、非晶質半導体膜１０２を結晶化し、第１の結晶性半導体膜１０４ａを形成する（図２（Ｂ）参照）。加熱処理によって金属元素と半導体との合金が非晶質半導体膜１０２中に形成され、この合金を核として結晶化が進行し、第１の結晶性半導体膜１０４ａが形成される。第１の結晶性半導体膜１０４ａは非結晶成分と結晶成分とを含む。なお、加熱処理の際に、第１の結晶性半導体膜１０４ａ上に第１の酸化膜１０５が形成される（図２（Ｂ）参照）。

結晶化の際の加熱処理は、ラピッドサーマルアニール（ＲＴＡ）法、またはファーネス（炉）等を用いた熱処理を行えばよい。ＲＴＡ法は、光照射によって加熱するランプ方式のＲＴＡ法であってもよいし、または高温のガスによって加熱するガス方式のＲＴＡ法であってもよい。熱処理は、窒素ガス、または希ガス等の反応性の低いガスで充填された雰囲気下で行うことが好ましい。また、ＲＴＡ法を用いる場合、熱処理温度は６００℃〜８００℃になるようにすることが好ましく、熱処理時間は、３分〜９分であることが好ましい。ファーネスによって熱処理する場合、熱処理温度は５００℃〜６００℃、熱処理時間は３時間〜６時間であることが好ましい。なお、非晶質半導体膜１０２に水素が多く含まれている場合は、３５０℃〜５００℃の熱処理によって非晶質半導体膜１０２から水素を放出させて１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下の水素濃度となるようにした後、結晶化の為の加熱処理を行うことが好ましい。

次いで、第１の酸化膜１０５をフッ酸系の溶液で除去した後、第２の酸化膜１０６を形成する（図２（Ｃ）参照）。図４に、フッ酸系の溶液を用いて酸化膜を除去するフロー図を示す。一般的に、フッ酸系の溶液で酸化膜（第１の酸化膜１０５）をエッチング除去する場合は、フッ酸処理（Ｓｔ２１）、純水洗浄（Ｓｔ２２）、乾燥（Ｓｔ２３）の工程を連続的に行う（図４（Ｂ）参照）。しかし、本発明は、フッ酸処理（Ｓｔ１０１）の後、純水洗浄（Ｓｔ１０３）する前に、新たに酸化膜（第２の酸化膜１０６）を形成（Ｓｔ１０２）し、その後に純水洗浄（Ｓｔ１０３）、乾燥（Ｓｔ１０４）の工程を行うことを特徴の１つとしている。つまり、フッ酸処理（Ｓｔ１０１）、酸化膜（第２の酸化膜１０６）形成（Ｓｔ１０２）、純水洗浄（Ｓｔ１０３）、乾燥（Ｓｔ１０４）の順序で工程を行うことを特徴としている。（図４（Ａ）参照）。なお、図２（Ｃ）において、第２の酸化膜１０６は、オゾン含有水溶液（代表的にはオゾン水）で第１の結晶性半導体膜１０４ａの表面を処理することによって形成するのが好ましい。オゾン含有水溶液等で第１の結晶性半導体膜１０４ａを表面処理することにより、１ｎｍ〜１０ｎｍの薄い酸化膜を形成することができる。

また、第２の酸化膜１０６は、オゾン含有水溶液に代えて、過酸化水素水などの酸化性を有する溶液で処理しても同様に形成することができる。また、酸素雰囲気下で紫外線を照射してオゾンを発生させ、このオゾンにより第１の結晶性半導体膜１０４ａの表面を酸化して形成してもよい。

このように、フッ酸処理後、純水で洗浄する前に、第１の結晶性半導体膜１０４ａ上に酸化膜（第２の酸化膜１０６）を形成するので、第１の結晶性半導体膜１０４ａは酸化膜（第２の酸化膜１０６）に覆われ、純水に曝されることがない。したがって、半導体膜と大気中の酸素と純水のＨ_２Ｏとが反応して生じる反応生成物の発生を抑えることができる。

次いで、第２の酸化膜１０６が表面に形成された第１の結晶性半導体膜１０４ａに対してレーザ光（第１のレーザ光）を照射し、第２の結晶性半導体膜１０４ｂを形成する（図２（Ｄ）参照）。第１のレーザ光は酸素を含む雰囲気下、例えば、大気雰囲気下または酸素雰囲気下で照射する。第１のレーザ光を照射することにより、第１の結晶性半導体膜１０４ａよりも結晶化率（半導体膜の全体積における結晶成分の割合）が高まり、結晶粒内に残された欠陥を補修することができる。

第１のレーザ光は、ビームスポットの形状が矩形となるように光学系によって加工されていることが好ましい。また、照射する第１のレーザ光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ^２以上４５０ｍＪ／ｃｍ^２以下とし、より好ましくは３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下とする。さらに、第１のレーザ光の照射に用いられるレーザはパルス発振型のレーザであることが好ましく、例えば３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの発振周波数を有するものを用いることができる。なお、連続発振（ＣＷ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅ）型のレーザを用いても構わない。

レーザ光の照射は、第１の結晶性半導体膜１０４ａが形成された基板１００に対し相対的に第１のレーザ光が移動するように、基板１００または第１のレーザ光のいずれか一方を走査させながら行うことが好ましい。基板１００または第１のレーザ光の走査速度について特に限定はないが、第１の結晶性半導体膜１０４ａの任意の一点につき１０ショット〜１４ショット、より好ましくは第１の結晶性半導体膜１０４ａの任意の一点につき１１ショット〜１２ショット照射されるように調整されているとよい。なお、任意の一点に照射される第１のレーザ光のショット数（単位：ショット）は、下記数式（１）から求められる。

また、レーザ媒質について特に限定はなく、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ_４、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）、ＹＡｌＯ_３、ＧｄＶＯ_４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＶＯ_４、ＹＡｌＯ_３、ＧｄＶＯ_４に、ドーパントとしてネオジム（Ｎｄ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、タンタル（Ｔａ）のうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるもの等、様々なレーザ媒質のレーザを用いることができる。このようなレーザ光の基本波、及び第２高調波から第４高調波のレーザ光を照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば、Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザの基本波（１０６４ｎｍ）、第２高調波（５３２ｎｍ）又は第３高調波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このレーザは、ＣＷで射出することも、パルス発振で射出することも可能である。ＣＷで射出する場合は、レーザのパワー密度０．０１ＭＷ／ｃｍ^２〜１００ＭＷ／ｃｍ^２程度（好ましくは０．１ＭＷ／ｃｍ^２〜１０ＭＷ／ｃｍ^２）が必要である。そして、走査速度を１０ｃｍ／ｓｅｃ〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。

なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ_４、フォルステライト（Ｍｇ_２ＳｉＯ_４）、ＹＡｌＯ_３、ＧｄＶＯ_４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＶＯ_４、ＹＡｌＯ_３、ＧｄＶＯ_４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、またはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作やモード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせることも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザ光を発振させると、半導体膜（第１の結晶性半導体膜１０４ａ）がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜（第１の結晶性半導体膜１０４ａ）に照射される。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜（第１の結晶性半導体膜１０４ａ）中において固液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結晶粒を得ることができる。

媒質としてセラミック（多結晶）を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数ｍｍ、長さ数十ｍｍの円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作ることが可能である。

レーザの発光に直接寄与する媒質中のＮｄ、Ｙｂなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上にはある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさを著しく大きくすることができるため大幅な出力向上が実現できる。

さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成することが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザ光は射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のレーザ光と比較すると、線状のレーザ光に整形するのに有利である。このように射出されたレーザ光を、光学系を用いて整形することによって、短辺の長さ１ｍｍ以下、長辺の長さ数ｍｍ〜数ｍの線状のレーザ光を容易に得ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状のレーザ光は長辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。

このような線状のレーザ光を用いることによって、半導体膜（第２の酸化膜１０６を介した第１の結晶性半導体膜１０４ａ）の全面をより均一に照射することが可能になる。線状のレーザ光の両端まで均一な照射が必要な場合は、その両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫も必要となる。

ここで、第１のレーザ光を照射して得られた半導体膜を用いてｎチャネル型トランジスタ及びｐチャネル型トランジスタを作製し、トランジスタの閾値電圧を測定した結果を図５に示す。なお、ｎチャネル型トランジスタの閾値電圧を測定した結果を図５（Ａ）に、ｐチャネル型トランジスタの閾値電圧を測定した結果を図５（Ｂ）に示す。

ｎチャネル型トランジスタ及びｐチャネル型トランジスタは、２つのチャネル形成領域と、２つのチャネル形成領域に各々対応して配置され、且つ同じタイミングで同じ電圧が印加されるように電気的に接続した２つのゲート電極を有するダブルゲート構造とした。図５（Ａ）のｎチャネル型トランジスタの２つのチャネル形成領域それぞれにおいて、チャネル長Ｌは６μｍとし、チャネル幅Ｗは３μｍとした。一方、図５（Ｂ）のｐチャネル型トランジスタの２つのチャネル形成領域それぞれにおいて、チャネル長Ｌは６μｍとし、チャネル幅Ｗは１０μｍとした。

図５（Ａ）に、複数のｎチャネル型トランジスタが作製された基板１枚につき５点におけるトランジスタの閾値電圧を測定し、基板３枚について測定した合計１５点におけるトランジスタの閾値電圧について、黒色の菱形印でプロットして示す。図５（Ａ）の縦軸は、ドレイン電圧（ＶＤ）１２Ｖとした時のトランジスタの閾値電圧（Ｖｔｈ）を示している。また、図５（Ａ）の横軸は第１の酸化膜除去（図１におけるＳｔ４）から第１のレーザ光照射（図１におけるＳｔ６）までの時間を示している。図５（Ａ）より、第１の酸化膜除去から第１のレーザ光照射までの時間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧のバラツキが非常に大きくなることがわかる。

また、図５（Ｂ）には、複数のｐチャネル型トランジスタが作製された基板１枚につき５点におけるトランジスタの閾値電圧を測定し、基板３枚について測定した合計１５点におけるトランジスタの閾値電圧について、白抜きの菱形印でプロットして示す。図５（Ｂ）の縦軸、横軸は図５（Ａ）と同じである。図５（Ｂ）より、第１の酸化膜除去から第１のレーザ光照射までの時間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧のバラツキが非常に大きくなることがわかる。

以上で述べたように、第１の酸化膜１０５除去から第１のレーザ光照射までの工程間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧が大きく変動してしまう恐れがある。したがって、第１のレーザ光照射は、第１の酸化膜１０５除去から２時間以内に行われることが好ましい。より詳しくは、第１の酸化膜１０５除去直後から第１のレーザ光照射直前までは２時間以内に行うことが好ましい。具体的には、第１の酸化膜１０５をフッ酸系の溶液で除去した直後から、第１の結晶性半導体膜１０４ａに対して任意の一点に第１のレーザ光を最初に照射する直前まで、を２時間以内に行うことが好ましい。

また、第１のレーザ光を照射して形成される第２の結晶性半導体膜１０４ｂの表面には、凹凸が形成される。この理由は、レーザ光の照射により金属元素が凝集し、半導体と金属との合金が形成された部分が凸部となるためと推定される。

また、第１のレーザ光の照射の際に、大気中の酸素が第２の酸化膜１０６を透過して第１の結晶性半導体膜１０４ａと反応する。ここで形成される新たな酸化膜と第２の酸化膜１０６とは、明確な境界面の区別が難しいため、新たな酸化膜と第２の酸化膜１０６とを併せて第３の酸化膜１０７とする（図２（Ｄ）参照）。

次いで、第３の酸化膜１０７上に珪素、シリコンゲルマニウム等の半導体を含み、さらに希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８を形成する（図３（Ａ）参照）。非晶質半導体膜１０８は、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の１つ又は複数の希ガス元素を含むものとする。また、非晶質半導体膜１０８の膜厚は２０ｎｍ〜４０ｎｍであることが好ましい。非晶質半導体膜１０８に希ガス元素を含有させることで、該非晶質半導体膜１０８中にダングリングボンドや格子歪みを形成し、該非晶質半導体膜１０８にゲッタリングを行うことができる。なお、非晶質半導体膜１０８に格子歪みを形成するには、珪素より原子半径の大きいアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）等の元素を用いると効果的である。また、希ガス元素の代わりにリン（Ｐ）、ボロン（Ｂ）等の一導電型の不純物元素を含む半導体膜を用いてもよい。

次いで、加熱処理を行い、第２の結晶性半導体膜１０４ｂ中に含まれる金属元素を希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８に移動（ゲッタリング）させる（図３（Ｂ）参照）。このゲッタリング処理により、金属元素は第２の結晶性半導体膜１０４ｂから第３の酸化膜１０７を通過して希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８の方向（図３（Ｂ）中の矢印方向）に移動し、第２の結晶性半導体膜１０４ｂ中に含まれる金属元素が低減、又は除去される（ゲッタリング後の第２の結晶性半導体膜１０４ｂを第３の結晶性半導体膜１０４ｃと称する）。第２の結晶性半導体膜１０４ｂ中に含まれる金属元素は、少なくとも第２の結晶性半導体膜１０４ｂの膜厚の距離程度を移動すればよい。なお、結晶化を助長する金属元素が希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８へゲッタリングされるのに伴い、非晶質半導体膜１０８は結晶成分を含む半導体膜となるが、本実施の形態ではゲッタリング後も便宜的に非晶質半導体膜１０８と称する。

ゲッタリングのための加熱処理は結晶化の際と同様、ＲＴＡ法、ファーネス等を用いた熱処理を行えばよい。ＲＴＡ法を用いる場合、熱処理温度は６００℃〜８００℃になるようにすることが好ましく、熱処理時間は、３分〜９分とするのが好ましい。ファーネスによって熱処理する場合は、熱処理温度は５００℃〜６００℃、熱処理時間は３時間〜６時間とするのが好ましい。

なお、ゲッタリング効率は処理温度に依存しており、高温であるほど短時間でゲッタリングが進むことになる。また、このゲッタリングの熱処理条件によっては、ゲッタリングと同時に第２の結晶性半導体膜１０４ｂの結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修すること、すなわち結晶性の改善を行うこともできる。

ここで、ゲッタリング処理後の結晶性半導体膜において、当該結晶性半導体膜表面の残留ニッケル濃度の確率統計分布を図６に示す。図６においては、第１のレーザ光照射（図１におけるＳｔ６に相当）から希ガス元素を含む半導体膜形成（図１におけるＳｔ７に相当）までの時間を１．７日とした結晶性半導体膜（図１におけるＳｔ１０で得られる結晶性半導体膜に相当）表面の残留ニッケル濃度を測定し、黒色の三角印でプロットした。つまり、ゲッタリング処理後、希ガス元素を含む半導体膜を除去し、さらに結晶性半導体膜上に形成されている酸化膜を除去して得られた結晶性半導体膜表面の残留ニッケル濃度を測定した。同様に、図１におけるＳｔ６からＳｔ７までの時間を３．３日としたＳｔ１０で得られる結晶性半導体膜の残留ニッケル濃度について測定し、黒色の正方形印でプロットし、Ｓｔ６からＳｔ７までの時間を４．１日としたＳｔ１０で得られる結晶性半導体膜の残留ニッケル濃度について測定し、黒色の丸印でプロットした。なお、図６には、それぞれの条件の結晶性半導体膜について、基板面内１３ポイント、基板枚数１８枚、合計２３４点測定した残留ニッケル濃度をプロットしてある。図６の縦軸はパーセントを示しており、５０％の値が残留ニッケル濃度の中央値に相当する。横軸は残留ニッケル濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）を示している。また、図６において、残留ニッケル濃度１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２の目盛りを点線で示す。残留ニッケル濃度１×１０^１２ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２以下を許容値とした場合、Ｓｔ６からＳｔ７までの時間３．３日経過した条件、及びＳｔ６からＳｔ７までの時間４．１日経過した条件では不良発生率が５％程度であり、Ｓｔ６からＳｔ７までの時間１．７日経過した条件では不良発生率が１％程度である。この結果から、Ｓｔ６からＳｔ７までの経過時間が長くなることによって、ゲッタリング不良の発生率が上昇してしまうことがわかる。

以上で述べたように、第１のレーザ光照射から希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８形成までの工程が１．７日以上経過すると、結晶性半導体膜表面に有機物等の不純物が付着することにより、ゲッタリング効率を低下させ、結晶性半導体膜中に含まれる金属元素のゲッタリング不良を起こす恐れがある。したがって、第１のレーザ光照射完了直後から希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８の形成までの工程は、２日以内に行うことが好ましい。具体的には、第１の結晶性半導体膜１０４ａに対して第１のレーザ光を最後に照射した直後から、希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８を形成する直前までを２日以内に行うことが好ましい。

ゲッタリング後、希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８、第３の酸化膜１０７を除去する（図３（Ｃ）参照）。まず、第３の酸化膜１０７をエッチングストッパーとして、希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８を選択的にエッチングして除去する。希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８のエッチング方法としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）若しくはコリン等のアルカリ溶液によるウェットエッチングを利用できる。なお、希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８上に自然酸化膜等の酸化膜が形成されている場合は、予めフッ酸系の溶液で該酸化膜を除去してから希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８をエッチングすることが好ましい。希ガス元素を含む非晶質半導体膜１０８を除去した後、第３の酸化膜１０７をフッ酸系の溶液でエッチング除去する。

次いで、第３の結晶性半導体膜１０４ｃに対して第２のレーザ光を照射し、第４の結晶性半導体膜１０４ｄを形成する（図３（Ｄ）参照）。第２のレーザ光は窒素雰囲気下または真空で照射する。また、第３の結晶性半導体膜１０４ｃに窒素ガスを吹き付けながら照射してもよい。第３の結晶性半導体膜１０４ｃに第２のレーザ光を照射することにより、ピンホールの低減した第４の結晶性半導体膜１０４ｄを形成することができる。例えば、第３の結晶性半導体膜１０４ｃにピンホールが存在する場合、第３の結晶性半導体膜１０４ｃに対してレーザ光を照射することでピンホールを埋めることができる。

第２のレーザ光は、第１のレーザ光と同様、ビームスポットの形状が矩形となるように光学系によって加工されていることが好ましい。また、照射する第２のレーザ光のエネルギー密度は２８５ｍＪ／ｃｍ^２以上４７５ｍＪ／ｃｍ^２以下とし、より好ましくは３４０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下とする。さらに、第２のレーザ光の照射に用いられるレーザはパルス発振型のレーザであることが好ましく、例えば３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの発振周波数を有するものを用いることができる。なお、連続発振（ＣＷ：ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ−ｗａｖｅ）型のレーザを用いても構わない。また、レーザ媒質等について特に限定はなく、第１のレーザ光と同様のものを用いることができる。

第２のレーザ光の照射は、第３の結晶性半導体膜１０４ｃが形成された基板１００に対し相対的に第２のレーザ光が移動するように、基板１００または第２のレーザ光のいずれか一方を走査させながら行うことが好ましい。基板１００または第２のレーザ光の走査速度について特に限定はないが、第３の結晶性半導体膜１０４ｃの任意の一点につき５ショット〜１４ショット、好ましくは第３の結晶性半導体膜１０４ｃの任意の一点につき５ショット〜６ショット照射されるように、調整されているとよい。より好ましくは、第２のレーザ光のショット数は第１のレーザ光のショット数の２分の１程度とすることがよい。ショット数を少なくすることで、工程時間の短縮が可能となる。なお、任意の一点に照射される第２のレーザ光のショット数（単位：ショット）は、前述の数式（１）から求められる。

なお、第３の酸化膜１０７除去から第２のレーザ光照射までの工程間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧が変動してしまう恐れがある。したがって、第３の酸化膜１０７除去直後から第２のレーザ光照射直前までの工程は２時間以内に行うことが好ましい。具体的には、第３の酸化膜１０７をフッ酸系の溶液で除去した直後から、第３の結晶性半導体膜１０４ｃに対して任意の一点に第２のレーザ光を最初に照射する直前までを２時間以内に行うことが好ましい。

以上のようなプロセスで、ピンホールが低減し、平坦化された第４の結晶性半導体膜１０４ｄを得ることができる。このようにピンホールの低減した結晶性半導体膜を用いてトランジスタを形成すると、その後に形成されるゲート絶縁膜のカバレージがよくなり、薄膜化も可能となる。したがって、動作特性および信頼性の向上した半導体装置を作製することが可能となる。

（実施の形態２）
本発明の半導体装置及びその半導体装置を用いた発光表示装置の作製方法について図７〜図１５を用いて説明する。

まず、絶縁表面を有する基板３００の上に下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂを積層形成する（図７（Ａ）参照）。基板３００は光透光性を有する基板を用いればよく、本実施の形態ではガラス基板を用いる。また、形成するトランジスタを発光表示装置に適用する場合において、基板３００側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、セラミックス基板、半導体基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成した基板等を用いてもよい。

下地絶縁膜３０１ａは、基板３００からの不純物の拡散を阻止できるように形成されていることが好ましく、例えば、窒化珪素、または酸素を含む窒化珪素等を用いて形成された膜を用いればよい。本実施の形態では下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂの積層構造としているので、下地絶縁膜３０１ｂは、後に形成する半導体膜との間に生じる応力差が小さくなるような膜を用いるのが好ましい。例えば下地絶縁膜３０１ａは酸化珪素、または酸素を含む窒化珪素等によって形成された膜とし、下地絶縁膜３０１ｂは酸化珪素、または微量の窒素を含む酸化珪素等によって形成された膜とする。下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂの形成方法について特に限定はなく、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等を用いて形成すればよい。本実施の形態では、下地絶縁膜３０１ａは酸素を含む窒化珪素膜を１２０ｎｍ〜１６０ｎｍの範囲で形成し、下地絶縁膜３０１ｂは微量の窒素を含む酸化珪素膜を９０ｎｍ〜１１０ｎｍの範囲で形成する。なお、下地絶縁膜は単層としてもよいし、２層以上の多層でもよい。基板の凹凸や、基板からの不純物拡散が問題とならないのであれば、特に下地絶縁膜は形成しなくともよい。

次いで、下地絶縁膜３０１ｂ上に結晶性半導体膜３０２を形成する（図７（Ａ）参照）。なお、第２のレーザ光を照射して結晶性半導体膜３０２を形成するまでは実施の形態１と同じであるので、簡略して以下に説明する。

まず、下地絶縁膜３０１ｂの上に珪素、シリコンゲルマニウム等の半導体を含む非晶質半導体膜を形成する。本実施の形態では、珪素を膜厚４０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲で形成する。なお、下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂを形成した成膜装置と同じ成膜装置を用いて下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂと非晶質半導体膜とを連続的に、つまり下地絶縁膜３０１ａ、３０１ｂの形成後大気に曝すことなく非晶質半導体膜を連続的に形成してもよい。このようにすることで、大気中に含まれる不純物が非晶質半導体膜に付着することを防ぐことができる。

次いで、非晶質半導体膜表面に１０ｎｍ〜３０ｎｍの薄い酸化膜を形成した後、結晶化を助長する金属元素を含む溶液で酸化膜の表面を処理することによって金属元素を酸化膜に付着させる。または、スパッタリング法等を用いて酸化膜上に結晶化を助長する金属元素を含む膜を形成してもよい。なお、結晶化を助長する金属元素を含む溶液としては、例えばニッケル酢酸塩溶液等の金属塩溶液を用いればよい。また、非晶質半導体膜表面に形成する酸化膜の形成方法について特に限定はなく、オゾン水または過酸化水素水などの酸化性を有する溶液で非晶質半導体膜の表面を処理することによって形成してもよいし、酸素雰囲気中における紫外線の照射によってオゾンを発生させる方法等を用いて形成してもよい。

次いで、ＲＴＡ法を用いた熱処理によって非晶質半導体膜を結晶化し、非結晶成分と結晶成分とを含む第１の半導体膜を形成する。ＲＴＡ法を用いて熱処理を行う場合は、６００℃〜８００℃で、３分〜９分処理するのが好ましい。また、ファーネス等によって熱処理してもよく、その場合は５００℃〜６００℃で、３時間〜６時間処理するのが好ましい。なお、非晶質半導体膜に水素が多く含まれている場合は、３５０℃〜５００℃の熱処理によって非晶質半導体膜から水素を放出させ、１×１０^２０ａｔｏｍｓ／ｃｍ^３以下の水素濃度となるようにした後、結晶化の為の熱処理を行うことが好ましい。

次いで、結晶化のための加熱処理の際に第１の半導体膜上に形成された酸化膜（第１の酸化膜）をフッ酸系の溶液により除去し、オゾン含有水溶液で第１の半導体膜を表面処理することによって１ｎｍ〜１０ｎｍの新たな酸化膜（第２の酸化膜）を形成する。なお、第２の酸化膜は、フッ酸系の溶液による第１の酸化膜のエッチング除去の後、純水洗浄せず第１の半導体膜上にそのまま形成する。このように、純水で洗浄する前に第１の半導体膜上を第２の酸化膜で覆ってしまうので、第１の半導体膜は純水に曝されることがない。したがって、ウォーターマークの発生を抑えることができる。

次いで、大気中において非結晶成分と結晶成分とを含む第１の半導体膜に第１のレーザ光を照射して、結晶化率を高めた第２の半導体膜を形成する。第１のレーザ光は、ビームスポットの形状が矩形となるように光学系によって加工されていることが好ましい。

また、第１のレーザ光の照射は、第１の半導体膜が形成された基板３００に対し相対的に第１のレーザ光が移動するように、基板３００または第１のレーザ光のいずれか一方を走査させながら行う。第１のレーザ光はパルス発振型のレーザを用いるのが好ましく、例えば３０〜３００Ｈｚの発振周波数を有するものを用いることができる。また、第１のレーザ光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ^２以上４５０ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲で照射すればよい。本実施の形態では、エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のレーザ光を照射する。

また、基板３００または第１のレーザ光の走査速度について特に限定はなく、第１の半導体膜の任意の一点につき１０ショット〜１４ショット照射されるように、基板３００または第１のレーザ光の走査速度を調整する。本実施の形態では、第１の半導体膜の任意の一点につき１１ショット〜１２ショット照射されるように、基板３００または第１のレーザ光の走査速度を調整する。なお、任意の一点に照射される第１のレーザ光のショット数（単位：ショット）は、前述の数式（１）から求められる。

なお、第１の酸化膜除去から第１のレーザ光照射までの工程間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧が変動してしまう恐れがある。したがって、第１の酸化膜除去直後から第１のレーザ光照射直前までの工程は２時間以内に行うことが好ましい。具体的には、第１の酸化膜をフッ酸系の溶液で除去した直後から、新たな酸化膜（第２の酸化膜）形成を経て、第１の半導体膜に対して任意の一点に第１のレーザ光を最初に照射する直前までを２時間以内に行うことが好ましい。

また、第１のレーザ光照射の際に、大気中の酸素と第１の半導体膜とが反応し、酸化膜が形成される。ここで形成される新たな酸化膜と第２の酸化膜とは、明確な境界面の区別が難しいため、併せて第３の酸化膜とする。

第１のレーザ光のレーザ媒質についても特に限定はなく、エキシマレーザ、アルゴンレーザ、クリプトンレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ_４レーザ、ＹＡｌＯ_３レーザ、Ｙ_２Ｏ_３レーザ等、実施の形態１と同様のレーザ媒質のレーザを用いることができる。

次いで、第３の酸化膜上に珪素、シリコンゲルマニウム等の半導体を含み、さらにＡｒ等の希ガス元素を含む非晶質半導体膜を形成した後、ＲＴＡ法を用いて熱処理（ゲッタリング）をする。第３の酸化膜は、第２の半導体膜と希ガス元素を含む非晶質半導体膜との間に設けられている。希ガスを含む非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等を用いて、膜厚２０ｎｍ〜４０ｎｍで形成する。ＲＴＡ法を用いて熱処理を行う場合は、６００℃〜８００℃で、３分〜９分処理するのが好ましい。また、ファーネス等によって熱処理してもよく、その場合は５００℃〜６００℃で、３時間〜６時間処理するのが好ましい。熱処理することによって、第２の半導体膜に含まれていた結晶化を助長する金属元素は希ガス元素を含む非晶質半導体膜へゲッタリングされる。なお、ゲッタリング後の第２の半導体膜を第３の半導体膜とする。結晶化を助長する金属元素が希ガス元素を含む非晶質半導体膜へゲッタリングされるのに伴い、希ガス元素を含む非晶質半導体膜は結晶成分を含む半導体膜となるが、ここでは便宜上そのまま希ガスを含む非晶質半導体膜とする。

なお、第１のレーザ光照射から希ガス元素を含む非晶質半導体膜を形成するまでの工程間が２日以上経過すると、第２の半導体膜中の金属元素が除去されにくい等のゲッタリング不良を起こす恐れがある。したがって、第１のレーザ光照射終了直後から希ガス元素を含む非晶質半導体膜の形成までの工程は、２日以内に行うことが好ましい。具体的には、第１の半導体膜に対して第１のレーザ光を最後に照射した直後から、希ガス元素を含む非晶質半導体膜を形成する直前までを２日以内に行うことが好ましい。

ゲッタリング後、希ガスを含む非晶質半導体膜をＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いて選択的にエッチングして除去する。希ガスを含む非晶質半導体膜のエッチングは、他にコリン等のアルカリ溶液を用いたウェットエッチングを用いてもよい。第３の酸化膜は希ガスを含む非晶質半導体膜のエッチングと共に第３の半導体膜がエッチングされてしまうことを防ぐ為のストッパーとして機能する。なお、希ガスを含む非晶質半導体膜の表面に自然酸化膜等の酸化膜が形成されている場合は、予め、フッ酸系の溶液等を用いて該酸化膜を除去してから希ガスを含む非晶質半導体膜をエッチングすることが好ましい。希ガスを含む非晶質半導体膜を除去した後、フッ酸系の溶液を用いて第３の酸化膜を除去する。

次いで、第３の半導体膜に窒素ガスを吹き付けながら第２のレーザ光を照射して再び結晶化し、第４の半導体膜である結晶性半導体膜３０２を形成する（図７（Ａ）参照）。第２のレーザ光は、ビームスポットの形状が矩形となるように光学系によって加工されていることが好ましい。また、第２のレーザ光の照射は、第３の半導体膜が形成された基板３００に対し相対的に第２のレーザ光が移動するように、基板３００または第２のレーザ光のいずれか一方を走査させながら行う。第２のレーザ光はパルス発振型のレーザを用いるのが好ましく、例えば３０Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数を有するものを用いることができる。また、第２のレーザ光のエネルギー密度は２７５ｍＪ／ｃｍ^２以上４７５ｍＪ／ｃｍ^２以下の範囲で照射すればよい。本実施の形態では、エネルギー密度３４０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のレーザ光を照射する。

また、基板３００または第２のレーザ光の走査速度について特に限定はなく、第３の半導体膜の任意の一点につき５ショット〜１４ショット照射されるように、基板３００または第１のレーザ光の走査速度を調整する。本実施の形態では、第３の半導体膜の任意の一点につき５ショット〜６ショット照射されるように、基板３００または第２のレーザ光の走査速度を調整する。なお、第２のレーザ光のショット数は第１のレーザ光のショット数の２分の１程度とすることが好ましい。第２のレーザ光のショット数を少なくできることで、工程時間の短縮が可能となる。任意の一点に照射される第２のレーザ光のショット数（単位：ショット）は、前述の数式（１）から求められる。

なお、第３の酸化膜除去から第２のレーザ光照射までの工程間が２時間以上経過すると、トランジスタの閾値電圧が変動してしまう恐れがある。したがって、第３の酸化膜の除去直後から第２のレーザ光照射直前までの工程は２時間以内に行うことが好ましい。具体的には、第３の酸化膜をフッ酸系の溶液で除去した直後から、第３の半導体膜に対して任意の一点に第２のレーザ光を最初に照射する直前までを２時間以内に行うことが好ましい。

以上のようなプロセスで、ピンホールが低減した結晶性半導体膜３０２を得ることができる。このようにピンホールの低減した結晶性半導体膜を用いてトランジスタを形成すると、その後に形成されるゲート絶縁膜のカバレージがよくなり、当該ゲート絶縁膜の薄膜化も可能となる。

次いで、結晶性半導体膜３０２を所望の形状に加工し、島状の半導体膜３０６ａ、島状の半導体膜３０６ｂ、島状の半導体膜３０６ｃを得る（図７（Ｂ）参照）。結晶性半導体膜３０２の加工方法について特に限定はなく、例えば、結晶性半導体膜３０２の上にレジストマスクを形成した後不要な部分をエッチングによって除去する方法を用いることができる。なお、レジストマスクの形成方法についても特に限定はなく、フォトリソグラフィ法の他、インクジェット法のように液滴を吐出するタイミングと位置を制御しながら描画して所望の形状のマスクを形成する方法を用いてもよい。また、エッチング方法についても特に限定はなく、ドライエッチング法またはウェットエッチング法の何れを用いて行ってもよい。

なお、半導体膜３０６ａ〜３０６ｃには、トランジスタの閾値電圧を調節する為の不純物が添加されてもよい。添加される不純物について特に限定はなく、リンあるいはヒ素等のｎ型の導電性を付与する不純物であってもよいし、またはボロン等のｐ型の導電性を付与する不純物であってもよい。また、閾値電圧を調整する為の不純物が添加されるタイミングについても特に限定はなく、結晶性半導体膜３０２を形成後、島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃの形成前であってもよいし、または、島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃの形成後、次工程で形成されるゲート絶縁膜３０７の形成前であってもよい。また、本工程において不純物は、島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃの全体に添加してもよいし、またはレジスト等を用いて一部をマスクし、部分的に添加されるようにしてもよい。

次いで、島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃを覆うようにゲート絶縁膜３０７を形成する（図７（Ｃ）参照）。ゲート絶縁膜３０７の形成方法について特に限定はなく、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等の成膜方法を用いて形成すればよい。また、形成した絶縁膜をプラズマ処理により酸化または窒化させてゲート絶縁膜としてもよい。この他、島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃの表面をプラズマ処理により酸化または窒化させてゲート絶縁膜３０７を形成してもよい。また、ゲート絶縁膜３０７は酸化珪素または窒化珪素、又は窒素を含む酸化珪素、または酸素を含む窒化珪素等を用いて形成すればよく、膜厚１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲で形成すればよい。また、ゲート絶縁膜３０７は単層、または異なる物質から成る層の積層構造のいずれであっても構わない。

次いで、ゲート絶縁膜３０７の上にゲート電極３１１ａ、ゲート電極３１１ｂ、ゲート電極３１１ｃ、ゲート電極３１１ｄ、及び容量電極３１１ｅを形成する。ゲート電極の構成及び形成方法について特に限定はないが、本実施の形態では、第１の導電層３０８と、第２の導電層３０９とが積層してなるゲート電極３１１ａ〜３１１ｄ、及び容量電極３１１ｅの形成方法について以下に説明する。

まず、ゲート絶縁膜３０７の上に第１の導電層３０８を形成し、さらに第１の導電層３０８の上に第２の導電層３０９を形成する（図７（Ｃ）参照）。第１の導電層３０８と第２の導電層３０９とは、それぞれ異なる導電物を用いて形成されていることが好ましい。第１の導電層３０８は、ゲート絶縁膜３０７との密着性がよい導電物を用いて形成されることが好ましく、例えば窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）等を用いて形成されていることが好ましい。また、第１の導電層の膜厚は２５ｎｍ〜３５ｎｍの範囲で形成するのが好ましい。

第２の導電層３０９は、抵抗率の低い導電物を用いて形成されていることが好ましく、例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、またはこれらの金属を主成分として含む合金、或いはこれらの金属を含む金属化合物等を用いて形成されていることが好ましい。合金としては、アルミニウムと珪素との合金、アルミニウムとネオジウムとの合金等が挙げられる。また金属化合物としては窒化タングステン等が挙げられる。また、第２の導電層の膜厚は３３０ｎｍ〜４１０ｎｍの範囲で形成するのが好ましい。第１の導電層３０８と第２の導電層３０９の形成方法について特に限定はなく、スパッタリング法、蒸着法等、いずれの方法を用いてもよい。本実施の形態では、第１の導電層３０８に窒化タンタルを用い、第２の導電層３０９にタングステンを用いる（図７（Ｃ）参照）。

次いで、マスク３３５ａ、マスク３３５ｂ、マスク３３５ｃ、マスク３３５ｄ、及びマスク３３５ｅを第２の導電層３０９上に形成する。そして、第１の導電層３０８と第２の導電層３０９とをエッチングし、第１の導電層３０８ａ、第１の導電層３０８ｂ、第１の導電層３０８ｃ、第１の導電層３０８ｄ、第１の導電層３０８ｅ、第２の導電層３０９ａ、第２の導電層３０９ｂ、第２の導電層３０９ｃ、第２の導電層３０９ｄ、第２の導電層３０９ｅを、それぞれ導電層の側壁がそれぞれの導電層の水平面に対し傾斜を有するような形状となるように形成する（図８（Ａ）参照）。

次いで、マスク３３５ａ〜３３５ｅを設けたまま、第２の導電層３０９ａ〜３０９ｅを選択的にエッチングし、第３の導電層３１０ａ、第３の導電層３１０ｂ、第３の導電層３１０ｃ、第３の導電層３１０ｄ、第３の導電層３１０ｅを形成する。この時、第３の導電層３１０ａ〜３１０ｅそれぞれの導電層の側壁がそれぞれの導電層の水平面に対し垂直になるように異方性の高い条件でエッチングし加工することが好ましい。これによって、第２の導電層３０９ａ〜３０９ｅの側壁の傾斜部が除去される。このようにして第１の導電層３０８ａ〜３０８ｅのそれぞれの上に第１の導電層３０８ａ〜３０８ｅのそれぞれよりも幅が短い第３の導電層３１０ａ〜３１０ｅを設けることにより、第１の導電層３０８ａ〜３０８ｅと第３の導電層３１０ａ〜３１０ｅとがそれぞれ組み合わせられてなるゲート電極３１１ａ〜３１１ｄ、及び容量電極３１１ｅを形成することができる（図８（Ｂ）参照）。

なお、マスク３３５ａ〜３３５ｅは、それぞれ、所望の形状に形成した後、さらにアッシングすることによって細らせて形成されたマスクであってもよい。このようなマスクを用いることによって、より微細な形状の電極を形成でき、その結果、チャネル長の短いトランジスタを得ることができる。そして、チャネル長が短いトランジスタを作製することによってより高速で動作する回路を得られるようになる。

ただし、上記のようにトランジスタのチャネル長をより短くすると、短チャネル効果により閾値電圧が低下し、トランジスタの電気特性に悪影響を及ぼす。短チャネル効果を抑制するには、ゲート絶縁膜の薄膜化が効果がある。しかし、ゲート絶縁膜を薄くすると、一方でゲート絶縁膜の電気的リークや耐圧低下などの問題を引き起こしてしまう。さらに、接する結晶性半導体膜の凹凸等が該ゲート絶縁膜の特性に影響するともいわれる。したがって、結晶性半導体膜のピンホールを低減し、より平坦にする必要があり、本発明のピンホールを低減した結晶性半導体膜を作製する方法が非常に有効である。

次に、ゲート電極３１１ａ〜３１１ｄ、及び容量電極３１１ｅをマスクとして、ｎ型の導電性を付与する不純物元素を添加し、第１のｎ型不純物領域３１２ａ、第１のｎ型不純物領域３１２ｂ、第１のｎ型不純物領域３１２ｃを設ける。ｎ型を付与できる不純物元素について特に限定はなく、リン、ヒ素などを用いることができる（図８（Ｃ）参照）。

マスク３３５ａ〜３３５ｅを除去した後、次に半導体膜３０６ａを覆うマスク３３６ａ、半導体膜３０６ｃを覆うマスク３３６ｂを形成する。マスク３３６ａおよびマスク３３６ｂ並びに第３の導電層３１０ｂをマスクとしてｎ型の導電性を付与する不純物元素を半導体膜３０６ｂへさらに添加し、第１の導電層３０８ｂと重なる領域に第２のｎ型不純物領域（低濃度不純物領域）３１３ａを、第１の導電層３０８ｂ及び第３の導電層３１０ｂのいずれとも重なっていない領域に第３のｎ型不純物領域３１４ａを設ける。このようにして設けられた第３のｎ型不純物領域３１４ａはトランジスタのソース若しくはドレインとして機能する。また、ゲート絶縁膜３０７を介してゲート電極３１１ｂと重なり、ソース若しくはドレインとして機能する第３のｎ型不純物領域３１４ａとチャネル形成領域３１５ａとの間にあり、第３のｎ型不純物領域３１４ａと同じ導電型であると共に第３のｎ型不純物領域３１４ａよりも低い濃度を有する第２のｎ型不純物領域３１３ａを設けることによってホットキャリア劣化に対する耐性に優れたｎチャネル型トランジスタ３５２を得ることができる。なお、第２のｎ型不純物領域３１３ａに挟まれた領域はチャネル形成領域３１５ａとして機能する（図９（Ａ）参照）。

なお、図１５に示すように、第１のｎ型不純物領域３１２ｄのうち（図１５（Ａ））、ゲート電極と重なっていない領域の一部をマスクで覆っておくことで（図１５（Ｂ））、ソース若しくはドレインとして機能する第３のｎ型不純物領域３１４ｂとチャネル形成領域３１５ｂとの間、高濃度不純物領域３１４ｃとチャネル形成領域３１５ｂとの間、高濃度不純物領域３１４ｃとチャネル形成領域３１５ｃとの間、第３のｎ型不純物領域３１４ｂとチャネル形成領域３１５ｃとの間に、第３のｎ型不純物領域３１４ｂと同じ導電型であると共に第３のｎ型不純物領域３１４ｂよりも低い濃度を有する第２のｎ型不純物領域（低濃度不純物領域）３１３ｂを設けることによってオフリーク電流を低減することができるｎチャネル型トランジスタ３５５を得ることができる（図１５（Ｃ））。なお、高濃度不純物領域３１４ｃは、第３のｎ型不純物領域３１４ｂと同じ導電型であると共に同じ濃度を有する。また、トランジスタ３５５においてゲート電極３１１ｆとゲート電極３１１ｇとは同じタイミングで同じ電圧が印加されるように電気的に接続しており、トランジスタ３５５は２つのチャネル形成領域３１５ｂ、３１５ｃを有するダブルゲート型のトランジスタである。

マスク３３６ａ、３３６ｂを除去した後、次に半導体膜３０６ｂを覆うマスク３３７を形成する。マスク３３７、及び第３の導電層３１０ａ、３１０ｃ〜３１０ｅをマスクとしてｐ型の導電性を付与する不純物元素を半導体膜３０６ａ、３０６ｃへ添加し、第１の導電層３０８ａ、３０８ｃ〜３０８ｅのそれぞれと重なる領域に第１のｐ型不純物領域（低濃度不純物領域）３１６ａ、第１のｐ型不純物領域３１６ｂを設けると共に、第１の導電層３０８ａ、３０８ｃ〜３０８ｅと重なっていない領域に第２のｐ型不純物領域３１７ａ、第２のｐ型不純物領域３１７ｂ、高濃度不純物領域３１７ｃを設ける。このようにして設けられた第２のｐ型不純物領域３１７ａ、３１７ｂはトランジスタのソース若しくはドレインとしての機能、またはトランジスタと容量とを接続する機能を有する。なお、高濃度不純物領域３１７ｃは第２のｐ型不純物領域３１７ａ、３１７ｂと同じ導電型であると共に同じ濃度を有する。このようにしてｐチャネル型トランジスタ３５１、ｐチャネル型トランジスタ３５３及び容量３５４を得ることができる。なお、トランジスタ３５１の第１のｐ型不純物領域３１６ａに挟まれた領域はチャネル形成領域３１８ａとして機能する。また、トランジスタ３５３においてゲート電極３１１ｃとゲート電極３１１ｄとは同じタイミングで同じ電圧が印加されるように電気的に接続しており、トランジスタ３５３は二つのチャネル形成領域３１８ｂ、３１８ｃを有するダブルゲート型のトランジスタである。また、工程におけるｐ型の導電性を付与する不純物元素の添加では、先に形成されていた第１のｎ型不純物領域３１２ａ、３１２ｃに含まれる不純物元素よりも高濃度のｐ型の導電性を付与する不純物元素を添加する為、ｎ型の導電性は打ち消される（図９（Ｂ）参照）。

次いで、マスク３３７を除去する。以上のようにして、画素部３６１で用いられるトランジスタ３５３、容量３５４、及び駆動回路部３６２で用いられるトランジスタ３５１、３５２を含む半導体装置を作製することができる（図１０（Ａ）参照）。半導体装置には、画素部３６１、駆動回路部３６２の他、外部から信号を入力する為の端子部３６３が後述の工程を経ることによって設けられる。なお、トランジスタの構造について特に限定はなく、例えば、２つのゲート電極の間に半導体膜が挟まれた構造を有するダブルゲート型のトランジスタであってもよいし、ソースまたはドレインとして機能する不純物領域とチャネル形成領域とが隣接した（これらの間にソースまたはドレインとして機能する不純物領域よりも低濃度の領域を含まない）シングルドレイン型のトランジスタ等であってもよい。

次いで、トランジスタを覆うように、第１の層間絶縁膜３１９ａ、第１の層間絶縁膜３１９ｂ、第１の層間絶縁膜３１９ｃを順に形成する（図１０（Ｂ）参照）。第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃは、酸化珪素、窒化珪素等の絶縁物を用いて形成することができる。ここで、酸化珪素、窒化珪素には、それぞれ、窒素、酸素が含まれていてもよい。また、酸化珪素及び窒化珪素等の無機絶縁物の他、アクリルやポリイミド等の有機絶縁物、及びシロキサン（−Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ−で表されるシロキサン結合を含み、水素またはアルキル基等の有機基を置換基として有する化合物）等から選ばれる１または２以上の化合物を用いて形成してもよい。

第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃの形成方法について特に限定はなく、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等の成膜方法を用いて形成すればよい。さらに、本実施の形態では第１の層間絶縁膜は３１９ａ、３１９ｂ、３１９ｃの３層が積層した多層となっているが、第１の層間絶縁膜の積層数についても特に限定はなく、単層であってもよいし、２層以上の多層であってもよい。

なお、第１の層間絶縁膜３１９ａ、３１９ｂ、３１９ｃのなかで少なくとも一層は、水素を含む絶縁膜であることが好ましい。水素を含む絶縁膜としては、例えば、ＳｉＨ_４ガス、ＮＨ_３ガス、Ｎ_２Ｏガス及びＨ_２ガスを原料ガスとしプラズマＣＶＤ法を用いて形成された窒化珪素からなる絶縁膜が挙げられる。このようにして形成された窒化珪素には水素の他、酸素も含まれる。第１の層間絶縁膜３１９ａ、３１９ｂ、３１９ｃの少なくとも一層を水素を含む絶縁膜とすることによって、絶縁膜に含まれた水素を利用して島状の半導体膜３０６ａ〜３０６ｃに含まれるダングリングボンドを終端する為の水素化することができる。従って、例えば炉内に水素ガスを充填した雰囲気で水素化をする必要がなく、簡便に水素化を行うことができる。

また、水素を含む窒化珪素を第１の層間絶縁膜に用いる場合、当該水素を含む窒化珪素で形成された膜とトランジスタとの間に酸化珪素、若しくは窒素を含む酸化珪素で形成された膜を設けることが好ましい。本実施の形態のように、第１の層間絶縁膜が３１９ａ、３１９ｂ、３１９ｃの３層で構成される場合は、第１の層間絶縁膜３１９ａを酸化珪素、若しくは窒素を含む酸化珪素で形成し、第１の層間絶縁膜３１９ｂを水素を含む窒化珪素（さらに酸素が含まれていてもよい）で形成し、第１の層間絶縁膜３１９ｃを酸化珪素、若しくは窒素を含む酸化珪素で形成することが好ましい。

また、アクリルやポリイミド等の有機絶縁物又はシロキサンを第１の層間絶縁膜に用いる場合、当該有機絶縁物又はシロキサンで形成された膜とトランジスタとの間、または当該有機絶縁物又はシロキサンで形成された膜上に酸化珪素又は窒化珪素等の無機絶縁物で形成された膜を設けることが好ましい。第１の層間絶縁膜を有機絶縁物、又はシロキサンで形成すると平坦性は高まるが、水分や酸素が吸収されてしまう。これを防止するため、無機絶縁物で形成された膜との積層構造とすることが好ましい。

第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃは、例えば発光素子からの発光が第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃを介して外部に取り出される場合には、発光が通る光路の長さを調節する為の光路長調整手段として用いることができる（図１０（Ｂ）参照）。

なお、第１の層間絶縁膜３１９ａ、３１９ｂ、３１９ｃのいずれかの形成前若しくは形成後において、先に添加したｎ型若しくはｐ型の導電性を付与する為の不純物元素を活性化する為の処理をすることが好ましい。活性化の為の処理方法について特に限定はなく、ファーネス、ＲＴＡ、またはレーザ光照射等を用いて行えばよい。

次いで、第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃに、半導体膜３０６ａ〜３０６ｃへ至る開口部を形成する。さらに、該開口部及び第１の層間絶縁膜３１９ｃを覆う導電層を形成した後、これを所望の形状に加工し、画素部３６１に配線３２０ｆ、３２０ｇを、駆動回路部３６２に配線３２０ｂ、配線３２０ｃ、配線３２０ｄ、配線３２０ｅを、端子部３６３に配線３２０ａをそれぞれ形成する（図１１（Ａ）参照）。開口部の形成方法について特に限定はなく、レジスト等により形成されたマスクを第１の層間絶縁膜３１９ｃ上に設けた後、第１の層間絶縁膜３１９ａ〜３１９ｃをエッチングすることによって形成すればよい。ここで、エッチング方法について特に限定はなくウェットエッチング法若しくはドライエッチング法の何れの方法を用いてもよい。また、導電層は、単層であっても多層であってもよいが、少なくとも１層はアルミニウム、銅等の導電性の高い金属、またはアルミニウムとネオジウム等の合金を用いて形成された層であることが好ましい。また、アルミニウムには珪素等が含まれていてもよい。また、多層とする場合には、導電性の高い金属を含む層を挟むように、窒化チタン、窒化タンタル等の金属窒化物を用いて形成された層を設けることが好ましい。導電層の膜厚は５００ｎｍ〜２μｍ、好ましくは８００ｎｍ〜１μｍとなるように形成すればよい。なお、配線３２０ａ〜３２０ｇには、異なる層に設けられた配線若しくは電極を電気的に接続する為の接続部として機能する導電層も含まれる。

次いで、配線３２０ａ〜３２０ｇを覆うように第２の層間絶縁膜３２１を形成する（図１１（Ｂ）参照）。第２の層間絶縁膜３２１は、酸化珪素、窒化珪素等の絶縁物を用いて形成することができる。ここで、酸化珪素、窒化珪素には、それぞれ、窒素、酸素が含まれていてもよい。また、酸化珪素及び窒化珪素等の無機絶縁物の他、アクリルやポリイミド等の有機絶縁物、及びシロキサン等から選ばれる１または２以上の化合物を用いて形成してもよい。また、第２の層間絶縁膜３２１の形成方法についても特に限定はなく、プラズマＣＶＤ法、減圧ＣＶＤ法、スパッタリング法、ＰＶＤ法等の成膜方法を用いて形成すればよい。さらに、本実施の形態では第２の層間絶縁膜３２１は単層となっているが、これに限らず２層以上の多層であってもよい。なお、第２の層間絶縁膜３２１としてアクリルやポリイミド等の有機絶縁物、及びシロキサン等を用いる場合には、酸化珪素膜又は窒化珪素膜等の無機絶縁膜との積層構造とするのが好ましい。

次いで、第２の層間絶縁膜３２１を通って配線３２０ｆに至る開口部を設けると共に、配線３２０ａが露出するように第２の層間絶縁膜３２１をエッチングする（図１２（Ａ）参照）。エッチングは、第２の層間絶縁膜３２１上にレジスト等により形成されたマスクを設けた後、ウェットエッチング法またはドライエッチング法等によって行えばよい。

次いで、第２の層間絶縁膜３２１上に発光素子の電極３２２を形成する（図１２（Ａ）参照）。発光素子の電極３２２の形成に用いられる材料について特に限定はなく、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛等の酸化物半導体、またはアルミニウム、金、白金等の導電体を用いて形成すればよい。発光素子の電極３２２の形成方法についても特に限定はなく、例えば、第２の層間絶縁膜３２１上に前記した酸化物半導体若しくは導電体を用いた膜を形成し、形成された膜の上にレジスト等により形成されたマスクを設けた後、酸化物半導体若しくは導電体を用いて形成された膜をエッチングし、所望の形状に加工すればよい。

次いで、発光素子の電極３２２の端部を覆う絶縁膜３２３を形成する（図１２（Ｂ）参照）。絶縁膜３２３は、酸化珪素、窒化珪素等の無機絶縁物、アクリル、ポリイミド、レジスト等の有機絶縁物、またはシロキサン等を用いて形成することができるが、なかでも感光性アクリル、感光性ポリイミド、レジスト等の感光性樹脂を用いて形成することが好ましい。感光性樹脂を用いてフォトリソグラフィにより所望の形状となるように形成することによって、丸みを帯びた形状のエッジを有する絶縁膜３２３とすることができ、その結果、発光素子の劣化を低減させることができる。

次いで、発光素子の電極３２２の上に発光層３２４を形成する（図１３（Ａ）参照）。発光層３２４は、有機物若しくは無機物のいずれか一方を用いて形成されていてもよいし、または有機物と無機物の両方を用いて形成されていてもよい。また、発光層３２４は、単層であってもよいし、または、所望の波長の発光を呈する物質（発光物質）を含む層の他に正孔輸送層、電子輸送層、正孔注入層、電子注入層等を有する多層であってもよい。また、多層とする場合、発光素子の電極３２２上に、ＰＥＤＯＴ等の導電性の高い有機物を用いて形成された層、または正孔輸送性の高い物質とその物質に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層、または電子輸送性の高い物質とその物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成された層のいずれかを設けた後、発光物質を含む層、正孔輸送層、電子輸送層等の他の層を形成することが好ましい。ＰＥＤＯＴ等の導電性の高い有機物を用いて形成された層、正孔輸送性の高い物質とその物質に対し電子受容性を示す物質とを混合して形成された層、及び電子輸送性の高い物質とその物質に対し電子供与性を示す物質とを混合して形成された層は、これらの層の厚さを厚くしても発光素子の駆動電圧の増加を招き難い為、これらの層の厚さを厚くすることで、発光素子の電極３２２の表面に形成された凹凸を緩和し、発光素子の電極間の短絡等を防ぐことができる。なお、発光物質は蛍光を発光するものでもよいし燐光を発光するものであってもよい。

なお、発光層３２４は、発光色の異なる発光素子毎に作り分けてもよいし、または同じ発光色（例えば白色発光色）を呈する一つの層として形成されてもよい。同じ発光色を呈する場合、カラーフィルター等と組み合わせ、発光表示装置の外部に取り出される発光は画素毎に異なった色となるようにしてもよい。

次いで、発光層３２４の上に発光素子の電極３２５を形成する。発光素子の電極３２５に用いられる材料について特に限定はなく、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛等の酸化物半導体、またはアルミニウム、金、白金等の導電体を用いて形成すればよい。なお、発光素子の電極３２２若しくは発光素子の電極３２５の少なくとも一方は発光層３２４からの発光を透過できるように、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、酸化亜鉛等で形成されていることが好ましい。以上により、発光素子の電極３２２、発光層３２４及び発光素子の電極３２５を含む発光素子３４０が得られる（図１３（Ａ）参照）。

次いで、基板３００と基板３２６とを、先に形成したトランジスタ３５１〜３５３及び発光素子３４０が封じ込められるように、シール材３２７を用いて貼り合わせる（図１３（Ｂ）参照）。なお、基板３２６には、図１４に示すように、遮光層３３１とカラーフィルター３３２が設けられていてもよい。さらに基板３００と基板３２６とで封止された内部３２８は、窒素、またはアルゴン等の不活性ガスで充填されていてもよいし、樹脂材料等によって充填されていてもよい。充填される樹脂材料には、乾燥剤が含まれていてもよい。

なお、基板３２６について特に限定はなく、ガラス基板、プラスチック基板（ポリイミド、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルホン等）等を用いることができる。また、基板３２６側とは逆の面（基板３００側）を表示面として発光を取り出す場合、前述の基板の他に、セラミックス基板、金属基板（タンタル、タングステン、モリブデン等）またはステンレス基板の表面に絶縁膜を形成した基板等を用いればよい。

次いで、導電性接着剤３２９等を用いて配線３２０ａにＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）３３０を接続する（図１３（Ｂ））。

以上のようにして、本発明の半導体装置を含む発光表示装置を作製することができる。なお、本実施の形態では、発光表示装置の作製方法について説明したが、発光素子の電極３２２以降の工程及び回路構成を適宜変更することによって液晶表示装置等も作製することができる。

また、本実施の形態では、トランジスタを用いた駆動回路部を画素部と一体に形成する作製方法を説明したが、本発明はこれに限定されず、ＩＣチップを含む駆動回路部を外付けとする構成にしても構わない。

以上のように、本発明のピンホールが低減した結晶性半導体膜を用いると、形成される半導体装置のゲート絶縁膜の欠陥を防止することができる。したがって、動作特性および信頼性の向上した表示装置を作製することが可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態１、２で説明した作製方法によって作製される発光表示装置の画素部の一態様について図１６の上面図を用いて説明する。

図１６において、破線Ａ−Ａ’で表される部分の断面は、図１３（Ｂ）における画素部３６１の断面図に相当する。なお、図１６では、発光素子の電極３２２の端部を覆う絶縁膜３２３、発光層３２４、発光素子の電極３２５、基板３２６等は図示してないが、実際には設けられている。

図１６から、半導体膜２１１ａと、ゲート電極及び容量電極として機能する領域を含む第１の導電層２１２ａとが重なり、図１３（Ｂ）のトランジスタ３５３に相当するトランジスタ２０１、及び容量３５４に相当する容量２０２とがそれぞれ設けられていることが分かる。第１の導電層２１２ａは、第２の導電層２１３を介して発光素子の電極２０７（図１３（Ｂ）の発光素子の電極３２２に相当）と接続している。また、ゲート線２０４が第１の導電層２１２ａと同じ層で形成されている。

さらに、ゲート線２０４と交差するようにソース線２０５と電流供給線２０６とが設けられている。ソース線２０５は、半導体膜２１１ｂと、第３の導電層２１２ｂとを含むトランジスタ２０３のソースに接続している。なお、図１５（Ｃ）のトランジスタ３５５はトランジスタ２０３に相当する。第３の導電層２１２ｂはゲート線２０４及び第１の導電層２１２ａと同じ層で設けられていると共に、ゲート線２０４と接続している。また、ゲート線２０４の一部はトランジスタ２０３のゲート電極として機能するように設けられている。

電流供給線２０６は、トランジスタ２０１がオンになったときに発光素子へ電流が供給されるように半導体膜２１１ａと接続している。なお、本実施の形態における接続には、例えば半導体膜２１１ｂと第１の導電層２１２ａとの接続のように間に別の導電層（本実施の形態の場合は第４の導電層２１４）を介して電気的に接続する場合も含まれる。また、本実施の形態では、第１の導電層２１２ａのうち容量２０２の電極として機能する部分は凸凹した鋸歯状の形状になっている。このような形状とすることで、容量２０２へ電荷を蓄積し易くなる。

トランジスタ２０１、２０３、容量２０２、ゲート線２０４、ソース線２０５、電流供給線２０６のそれぞれの接続関係を図１７の回路図で示した。なお、図１６の発光素子の電極２０７は、発光素子２０８に含まれている。発光素子２０８はダイオード型の素子であり、本形態のように発光素子２０８と直列に接続したトランジスタ２０１がｐチャネル型トランジスタである場合は発光素子の電極２０７は陽極として機能する。これとは反対にトランジスタ２０１がｎチャネル型トランジスタである場合は発光素子の電極２０７は陰極として機能する。

なお、図１７ではトランジスタ２０１をｐチャネル型トランジスタ、トランジスタ２０３をｎチャネル型トランジスタとしたが、本発明はこれに限定されず、トランジスタ２０１をｎチャネル型トランジスタ、トランジスタ２０３をｐチャネル型トランジスタとしてもよい。また、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０３の両方をｎチャネル型トランジスタとしてもよいし、トランジスタ２０１及びトランジスタ２０３の両方をｐチャネル型トランジスタとしてもよい。

本発明の発光表示装置の画素部には、図１７で表されるような回路によって駆動する複数の発光素子がマトリクス状に配列されている。なお、発光素子を駆動させる為の回路については、図１７に示したものには限定されるわけではなく、例えば入力された信号を強制的に消去する為の消去線及び消去動作に用いられる消去用のトランジスタを設けた構成の回路等であってもよい。また、図１６で表される画素部の上面図についても、レイアウトにより配線等は適宜変更されるものとする。

画素部において、ピンホールが低減した本発明の結晶性半導体膜を用いた半導体装置を具備することにより、動作特性および信頼性が向上し、高精細な画素部を有する表示装置を得ることができる。

（実施の形態４）
実施の形態１、２で説明した作製方法によって作製される発光表示装置を含むパネルを用いたモジュールについて、図１８を用いて説明する。

図１８（Ａ）は、情報端末のモジュールを示しており、パネル６００には、発光素子が各画素に設けられた画素部６０１と、前記画素部６０１が有する画素を選択する第１の走査線駆動回路６０２ａ、第２の走査線駆動回路６０２ｂと、選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路６０３とが設けられている。画素部６０１は、図１３（Ｂ）における画素部３６１、図１６の上面図で説明した画素部等に該当する。

パネル６００には、ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０４を介してプリント配線基板６１０が接続されている。プリント配線基板６１０には、コントローラ６１１、ＣＰＵ（中央処理装置）６１２、メモリ６１３、電源回路６１４、音声処理回路６１５及び送受信回路６１６や、その他、抵抗、バッファ、容量素子等の素子が実装されている。

プリント配線基板６１０に備えられたインターフェース（Ｉ／Ｆ）部６１７を介して、各種制御信号の入出力が行われる。また、アンテナとの間の信号の送受信を行うためのアンテナ用ポート６１８が、プリント配線基板６１０に設けられている。

なお、本実施の形態ではパネル６００にプリント配線基板６１０がＦＰＣ６０４を介して接続されているが、本発明はこれに限定されない。ＣＯＧ（ＣｈｉｐｏｎＧｌａｓｓ）方式を用い、コントローラ６１１、音声処理回路６１５、メモリ６１３、ＣＰＵ６１２または電源回路６１４をパネル６００に直接実装させるようにしてもよい。また、プリント配線基板６１０には、容量素子、バッファ等の各種素子が設けられ、電源電圧や信号にノイズがのったり、信号の立ち上がりが鈍ったりすることを防いでいる。

図１８（Ｂ）は、図１８（Ａ）に示すモジュールのブロック図を示す。このモジュールはＣＰＵ６１２として、制御信号生成回路６２０、デコーダ６２１、レジスタ６２２、演算回路６２３、ＲＡＭ６２４、ＣＰＵ用のインターフェース６２５などが含まれている。インターフェース６２５を介してＣＰＵ６１２に入力された各種信号は、一旦レジスタ６２２に保持された後、演算回路６２３、デコーダ６２１などに入力される。演算回路６２３では、入力された信号に基づき演算を行ない、各種命令を送る場所を指定する。一方デコーダ６２１に入力された信号はデコードされ、制御信号生成回路６２０に入力される。制御信号生成回路６２０は入力された信号に基づき、各種命令を含む信号を生成し、演算回路６２３において指定された場所、具体的にはメモリ６１３、送受信回路６１６、音声処理回路６１５、コントローラ６１１などに送る。

メモリ６１３としては、ＶＲＡＭ６３１、ＤＲＡＭ６３２、フラッシュメモリ６３３などが含まれている。ＶＲＡＭ６３１にはパネル６００に表示する画像のデータが、ＤＲＡＭ６３２には画像データまたは音声データが、フラッシュメモリ６３３には、各種プログラムが記憶されている。

電源回路６１４では、パネル６００、コントローラ６１１、ＣＰＵ６１２、音声処理回路６１５、メモリ６１３、送受信回路６１６に与える電源電圧が生成される。またパネルの仕様によっては、電源回路６１４に電流源が備えられている場合もある。

メモリ６１３、送受信回路６１６、音声処理回路６１５、コントローラ６１１は、それぞれ受けた命令に従って動作する。以下その動作について簡単に説明する。

入力手段６３４から入力された信号は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）部６１７を介してプリント配線基板６１０に実装されたＣＰＵ６１２に送られる。制御信号生成回路６２０は、ポインティングデバイスやキーボードなどの入力手段６３４から送られてきた信号に従い、ＶＲＡＭ６３１に格納してある画像データを所定のフォーマットに変換し、コントローラ６１１に送付する。

コントローラ６１１は、パネルの仕様に合わせてＣＰＵ６１２から送られてきた画像データを含む信号にデータ処理を施し、パネル６００に供給する。またコントローラ６１１は、電源回路６１４から入力された電源電圧やＣＰＵ６１２から入力された各種信号をもとに、Ｈｓｙｎｃ信号、Ｖｓｙｎｃ信号、クロック信号ＣＬＫ、交流電圧（ＡＣＣｏｎｔ）、切り替え信号Ｌ／Ｒを生成し、パネル６００に供給する。

送受信回路６１６では、アンテナ６４３において電波として送受信される信号が処理されており、具体的にはアイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路を含んでいる。送受信回路６１６において送受信される信号のうち音声情報を含む信号が、ＣＰＵ６１２からの命令に従って、音声処理回路６１５に送られる。

ＣＰＵ６１２の命令に従って送られてきた音声情報を含む信号は、音声処理回路６１５において音声信号に復調され、スピーカー６４８に送られる。またマイク６４７から送られてきた音声信号は、音声処理回路６１５において変調され、ＣＰＵ６１２からの命令に従って、送受信回路６１６に送られる。

コントローラ６１１、ＣＰＵ６１２、電源回路６１４、音声処理回路６１５、メモリ６１３を、プリント配線基板６１０のパッケージとして実装することができる。本実施の形態は、アイソレータ、バンドパスフィルタ、ＶＣＯ（ＶｏｌｔａｇｅＣｏｎｔｒｏｌｌｅｄＯｓｃｉｌｌａｔｏｒ）、ＬＰＦ（ＬｏｗＰａｓｓＦｉｌｔｅｒ）、カプラ、バランなどの高周波回路以外であれば、どのような回路にも応用することができる。

本実施の形態で説明した表示パネル又は駆動回路は、本発明のピンホールの低減した結晶性半導体膜を有する半導体装置を具備することにより、高精細な表示パネルを有し、且つ信頼性の高いモジュールを得ることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態を図１８及び図１９を用いて説明する。図１９は、本発明の半導体装置および発光表示装置を含むパネルを用いたモジュールを含む無線を用いた持ち運び可能な小型電話機（携帯電話）の一態様を示している。表示パネル７００はハウジング７０１に脱着自在に組み込んでプリント配線基板７１０と容易に固定できるようにしている。ハウジング７０１は組み入れる電子機器に合わせて、形状や寸法を適宜変更することができる。

図１９において、表示パネル７００（図１８（Ａ）、（Ｂ）におけるパネル６００に相当）を固定したハウジング７０１はプリント配線基板７１０（図１８におけるプリント配線基板６１０に相当）に嵌着され、モジュールとして組み立てられる。プリント配線基板７１０には、コントローラ、ＣＰＵ、メモリ、電源回路、その他、抵抗、バッファ、容量素子等が実装されている。さらに、マイクロフォン７０４及びスピーカー７０５を含む音声処理回路、送受信回路などの信号処理回路７０３が備えられている。表示パネル７００は図１８（Ａ）、（Ｂ）で説明したように、ＦＰＣを介してプリント配線基板７１０に接続される。

このようなモジュール７２０、入力手段７０８、バッテリ７０７は筐体７０６に収納される。表示パネル７００の画素部は筐体７０６に形成された開口窓から視認できるように配置されている。

なお、図１９で示す筐体７０６は、電話機の外観形状を一例として示しており、本発明はこれに限定されず、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得る。

本実施の形態で説明した小型電話機（携帯電話機）は、表示パネル又はプリント配線基板に、本発明のピンホールの低減した結晶性半導体膜を有する半導体装置を具備している。したがって、高精細な表示パネルを有し、且つ信頼性の高いモジュールを得ることができる。

（実施の形態６）
実施の形態５では、本発明の半導体装置および発光表示装置を含む電子機器として、小型電話機（携帯電話機）について説明した。本実施の形態ではその他の電子機器、例えばビデオカメラ、デジタルカメラなどのカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などについて説明する。

図２０（Ａ）はデジタルカメラであり、本体１８０１、表示部１８０２、撮像部、操作キー１８０４、シャッター１８０５等を含む。なお、図２０（Ａ）は表示部１８０２側からの図であり、撮像部は示していない。本発明の半導体装置及び発光表示装置を用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いデジタルカメラが実現できる。

図２０（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体１８２１、筐体１８２２、表示部１８２３、キーボード１８２４、外部接続ポート１８２５、ポインティングマウス１８２６等を含む。本発明の半導体装置及び発光表示装置を用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いノート型パーソナルコンピュータを実現することができる。

図２０（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体１８４１、筐体１８４２、表示部Ａ１８４３、表示部Ｂ１８４４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部１８４５、操作キー１８４６、スピーカー部１８４７等を含む。表示部Ａ１８４３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ１８４４は主として文字情報を表示する。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。本発明の半導体装置及び発光表示装置を用いることにより、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い画像再生装置を実現することができる。

また、図２０（Ｄ）は表示装置であり、筐体１８６１、支持台１８６２、表示部１８６３、スピーカ１８６４、ビデオ入力端子１８６５などを含む。この表示装置は、上述した実施の形態で示した作製方法により形成した半導体装置をその表示部１８６３および駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光表示装置などがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い表示装置、特に２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することができる。

以上の様に、本発明の半導体装置及び発光表示装置を具備する、信頼性の高い様々な電子機器を完成させることができる。

本実施例では、本発明を用いて作製した結晶性半導体膜について説明する。なお、図２１〜図２３の各写真は結晶性半導体膜の表面を拡大したＳＥＭ写真（倍率３００００倍）である。以下、図２１〜図２３の各写真の結晶性半導体膜の作製方法について、簡略に説明する。

図２１について説明する。まず絶縁基板上に形成した非晶質珪素膜にニッケル等の結晶化を助長する金属元素を添加し、加熱処理により結晶化した。次に、結晶化された珪素膜（結晶性珪素膜）上に形成された自然酸化膜等の酸化膜をフッ酸を用いて除去した。そして、結晶性珪素膜に対してレーザ光を照射した。レーザ光は、エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下で、結晶性珪素膜の任意の一点につき、１１．６ショット照射した。次に、結晶性珪素膜上に自然酸化膜等の酸化膜を介してＡｒ等の希ガス元素を含む半導体膜を形成した。そして、加熱処理により金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、結晶性珪素膜中の金属元素を低減、除去した。そして、ＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いて希ガス元素を含む半導体膜をエッチング除去し、続いてフッ酸系の溶液を用いて酸化膜を除去した。ここまでで作製された結晶性珪素膜をサンプルＡとする。作製した結晶性珪素膜（サンプルＡ）の表面のＳＥＭ写真が図２１である。

次に、図２２について説明する。まず絶縁基板上に形成した非晶質珪素膜にニッケル等の結晶化を助長する金属元素を添加し、加熱処理により結晶化した。次に、結晶化された珪素膜（結晶性珪素膜）上に形成された自然酸化膜等の酸化膜をフッ酸を用いて除去するとともに、直ちにオゾン含有水溶液で結晶性珪素膜の表面を処理して、新たな酸化膜を形成した。そして、結晶性珪素膜に対して、第１のレーザ光を照射した。第１のレーザ光は、エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下で、結晶性珪素膜の任意の一点につき、１１．６ショット照射した。次に、結晶性珪素膜上に酸化膜を介してＡｒ等の希ガス元素を含む半導体膜を形成した。そして、加熱処理により金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、結晶性珪素膜中の金属元素を低減、除去した。次に、ＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いて希ガス元素を含む半導体膜をエッチング除去し、続いてフッ酸系の溶液を用いて酸化膜を除去した。そして、結晶性珪素膜に対して第２のレーザ光を照射した。第２のレーザ光は、エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下で、結晶性珪素膜の任意の一点につき５．８ショット照射した。ここまでで作製された結晶性珪素膜をサンプルＢとする。作製した結晶性珪素膜（サンプルＢ）の表面のＳＥＭ写真が図２２である。

次に、図２３について説明する。まず、絶縁基板上に形成した非晶質珪素膜にニッケル等の結晶化を助長する金属元素を添加し、加熱処理により結晶化した。次に、結晶化された珪素膜（結晶性珪素膜）上に形成された自然酸化膜等の酸化膜をフッ酸を用いて除去するとともに、直ちにオゾン含有水溶液で結晶性珪素膜の表面を処理して、新たな酸化膜を形成した。そして、結晶性珪素膜に対して、第１のレーザ光を照射した。第１のレーザ光は、エネルギー密度３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下で、結晶性珪素膜の任意の一点につき、１１．６ショット照射した。次に、結晶性珪素膜上に酸化膜を介してＡｒ等の希ガス元素を含む半導体膜を形成した。そして、加熱処理により金属元素を希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、結晶性珪素膜中の金属元素を低減、除去した。次に、ＴＭＡＨ等のアルカリ溶液を用いて希ガス元素を含む半導体膜をエッチング除去し、続いてフッ酸系の溶液を用いて酸化膜を除去した。そして、結晶性珪素膜に対して第２のレーザ光を照射した。第２のレーザ光は、エネルギー密度３１０ｍＪ／ｃｍ^２以上３６０ｍＪ／ｃｍ^２以下で、結晶性珪素膜の任意の一点につき５．８ショット照射した。ここまでで作製された結晶性珪素膜をサンプルＣとする。作製した結晶性珪素膜（サンプルＣ）の表面のＳＥＭ写真が図２３である。

また、表１に、上記で説明したそれぞれの条件で作製した結晶性珪素膜サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣ各々の表面に存在するピンホールの単位面積（１ｍｍ^２）当たりの密度を示す。ピンホールの数は、ＳＥＭを用いて一画面に含まれるピンホールを数えることにより測定した。

図２１の写真に示すように、非晶質半導体膜を加熱処理により結晶化し、酸化膜を除去してそのままレーザ光を１度だけ照射する場合（第２のレーザ光を照射しない場合）、結晶性珪素膜（サンプルＡ）の表面には複数のピンホールが存在し、凹凸があるのがわかる。表１に示すように、この時の結晶性珪素膜（サンプルＡ）の単位面積当たりのピンホールの密度は、７．７×１０^４個／ｍｍ^２であった。

一方、図２２の写真に示すように、非晶質半導体膜を加熱処理により結晶化し、酸化膜を除去するとともに直ちに酸化膜を形成し、ゲッタリング工程を挟んでレーザ光を２度照射する場合は、結晶性珪素膜（サンプルＢ）の表面にはピンホールがほとんど存在せず、平坦化されていることがわかる。

また、図２２と同様に、図２３の写真に示す結晶性珪素膜（サンプルＣ）の表面もピンホールがほとんど存在せず、平坦化されていることがわかる。なお、サンプルＢとサンプルＣの結晶性珪素膜の違いは、第２のレーザ光のエネルギー密度のみである。

したがって、図２１〜図２３及び表１から明らかなように、加熱処理による非晶質珪素膜の結晶化後、酸化膜を除去するとともに直ちに酸化膜を形成し、ゲッタリング工程を挟んでレーザ光を２度照射することで結晶性珪素膜の表面のピンホールを低減でき、平坦化することができる。

本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。本発明の半導体装置の作製方法の一例を示す図。半導体装置の閾値電圧の変動の一例を示す図。結晶性半導体膜における残留ニッケル濃度の確率統計分布の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の作製方法の一例を示す図。本発明の発光表示装置の画素部の一例を示す上面図。本発明の発光表示装置の画素部の等価回路の一例を示す図。本発明の半導体装置を具備するパネルの例を示す図。本発明の半導体装置を具備する電子機器の例を示す図。本発明の半導体装置を具備する電子機器の例を示す図。結晶性珪素膜の表面のＳＥＭ写真図。結晶性珪素膜の表面のＳＥＭ写真図。結晶性珪素膜の表面のＳＥＭ写真図。

符号の説明

１００基板
１０１下地絶縁膜
１０２非晶質半導体膜
１０３金属元素
１０５第１の酸化膜
１０６第２の酸化膜
１０７第３の酸化膜
１０８非晶質半導体膜
２０１トランジスタ
２０２容量
２０３トランジスタ
２０４ゲート線
２０５ソース線
２０６電流供給線
２０７発光素子の電極
２０８発光素子
２１３第２の導電層
２１４第４の導電層
３００基板
３０２結晶性半導体膜
３０７ゲート絶縁膜
３０８第１の導電層
３０９第２の導電層
３２１第２の層間絶縁膜
３２２発光素子の電極
３２３絶縁膜
３２４発光層
３２５発光素子の電極
３２６基板
３２７シール材
３２８内部
３２９導電性接着剤
３３０ＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）
３３１遮光層
３３２カラーフィルター
３３７マスク
３４０発光素子
３５１トランジスタ
３５２トランジスタ
３５３トランジスタ
３５４容量
３５５トランジスタ
３６１画素部
３６２駆動回路部
３６３端子部
６００パネル
６０１画素部
６０３信号線駆動回路
６０４ＦＰＣ
６１０プリント配線基板
６１１コントローラ
６１２ＣＰＵ
６１３メモリ
６１４電源回路
６１５音声処理回路
６１６送受信回路
６１７インターフェース（Ｉ／Ｆ）部
６１８アンテナ用ポート
６２０制御信号生成回路
６２１デコーダ
６２２レジスタ
６２３演算回路
６２４ＲＡＭ
６２５インターフェース
６３１ＶＲＡＭ
６３２ＤＲＡＭ
６３３フラッシュメモリ
６３４入力手段
６４３アンテナ
６４７マイク
６４８スピーカー
７００表示パネル
７０１ハウジング
７０３信号処理回路
７０４マイクロフォン
７０５スピーカー
７０６筐体
７０７バッテリ
７０８入力手段
７１０プリント配線基板
７２０モジュール
１０４ａ第１の結晶性半導体膜
１０４ｂ第２の結晶性半導体膜
１０４ｃ第３の結晶性半導体膜
１０４ｄ第４の結晶性半導体膜
１８０１本体
１８０２表示部
１８０４操作キー
１８０５シャッター
１８２１本体
１８２２筐体
１８２３表示部
１８２４キーボード
１８２５外部接続ポート
１８２６ポインティングマウス
１８４１本体
１８４２筐体
１８４３表示部Ａ
１８４４表示部Ｂ
１８４５部
１８４６操作キー
１８４７スピーカー部
１８６１筐体
１８６２支持台
１８６３表示部
１８６４スピーカ
１８６５ビデオ入力端子
２１１ａ半導体膜
２１１ｂ半導体膜
２１２ａ第１の導電層
２１２ｂ第３の導電層
３０１ａ下地絶縁膜
３０１ｂ下地絶縁膜
３０６ａ半導体膜
３０６ｂ半導体膜
３０６ｃ半導体膜
３０８ａ第１の導電層
３０８ｂ第１の導電層
３０８ｃ第１の導電層
３０８ｄ第１の導電層
３０８ｅ第１の導電層
３０９ａ第２の導電層
３０９ｂ第２の導電層
３０９ｃ第２の導電層
３０９ｄ第２の導電層
３０９ｅ第２の導電層
３１０ａ第３の導電層
３１０ｂ第３の導電層
３１０ｃ第３の導電層
３１０ｄ第３の導電層
３１０ｅ第３の導電層
３１１ａゲート電極
３１１ｂゲート電極
３１１ｃゲート電極
３１１ｄゲート電極
３１１ｅ容量電極
３１１ｆゲート電極
３１１ｇゲート電極
３１２ａｎ型不純物領域
３１２ｂｎ型不純物領域
３１２ｃｎ型不純物領域
３１２ｄｎ型不純物領域
３１３ａｎ型不純物領域
３１３ａｎ型不純物領域
３１３ｂｎ型不純物領域
３１４ａｎ型不純物領域
３１４ｂｎ型不純物領域
３１４ｃ高濃度不純物領域
３１５ａチャネル形成領域
３１５ｂチャネル形成領域
３１５ｃチャネル形成領域
３１６ａｐ型不純物領域
３１６ａｐ型不純物領域
３１６ｂｐ型不純物領域
３１７ａｐ型不純物領域
３１７ｂｐ型不純物領域
３１７ｃ高濃度不純物領域
３１８ａチャネル形成領域
３１８ｂチャネル形成領域
３１９ａ第１の層間絶縁膜
３１９ｂ第１の層間絶縁膜
３１９ｃ第１の層間絶縁膜
３２０ａ配線
３２０ｂ配線
３２０ｃ配線
３２０ｅ配線
３２０ｆ配線
３３５ａマスク
３３５ｂマスク
３３５ｃマスク
３３５ｄマスク
３３５ｅマスク
３３６ａマスク
３３６ｂマスク
６０２ａ走査線駆動回路
６０２ｂ走査線駆動回路

Claims

絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に、前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸により除去した後に、オゾン含有水溶液により前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に、前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
酸素を含む雰囲気下において、前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
窒素雰囲気下または真空中において、前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸により除去した後に、オゾン含有水溶液により前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
酸素を含む雰囲気下において、前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
窒素雰囲気下または真空中において、前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に、前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、
前記結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、
前記島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸により除去した後に、オゾン含有水溶液により前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、
前記結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、
前記島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜を除去した後に、前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
酸素を含む雰囲気下において、前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
窒素雰囲気下または真空中において、前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、
前記結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、
前記島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
絶縁表面を有する基板上に非晶質半導体膜を形成し、
前記非晶質半導体膜に結晶化を助長する金属元素を添加し、
第１の加熱処理により、前記非晶質半導体膜を結晶化して結晶性半導体膜を形成し、
前記第１の加熱処理の際に前記結晶性半導体膜上に形成された第１の酸化膜をフッ酸により除去した後に、オゾン含有水溶液により前記結晶性半導体膜上に第２の酸化膜を形成し、
酸素を含む雰囲気下において、前記第２の酸化膜が形成された前記結晶性半導体膜に第１のレーザ光を照射し、
前記第２の酸化膜上に希ガス元素を含む半導体膜を形成し、
第２の加熱処理により、前記結晶性半導体膜に含まれる前記金属元素を前記希ガス元素を含む半導体膜にゲッタリングし、
前記希ガス元素を含む半導体膜および前記第２の酸化膜を除去し、
窒素雰囲気下または真空中において、前記結晶性半導体膜に第２のレーザ光を照射し、
前記結晶性半導体膜をエッチングして島状の半導体膜を形成し、
前記島状の半導体膜上にゲート絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
前記第１のレーザ光は３５０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のエネルギー密度で照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項９のいずれか一において、
前記第２のレーザ光は３４０ｍＪ／ｃｍ^２以上４００ｍＪ／ｃｍ^２以下のエネルギー密度で照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至１０のいずれか一において、
前記第２のレーザ光のショット数は前記第１のレーザ光のショット数よりも少ないことを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１１のいずれか一において、
前記第１のレーザ光照射は、前記第１の酸化膜除去から２時間以内に行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、
前記第１のレーザ光照射終了から前記希ガス元素を含む半導体膜を形成するまでは４８時間以内に行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、
前記第２の酸化膜除去から前記第２のレーザ光照射開始までは２時間以内に行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項１４のいずれか一において、
前記結晶化を助長する金属元素として鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、又は金（Ａｕ）のいずれか１つ又は複数の元素を用いることを特徴とする半導体装置の作製方法。