JP2008305866A - 画像表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】、高精度の帯状結晶に改質して高い電界効果移動度のＴＦＴを作りこんだパネルを備えた画像表示装置の実現。
【解決手段】基板１０１上のa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜１０４を帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）１０５に改質するための結晶化レーザの幅方向（短軸方向）形状を、４本の連続発振レーザを光学系で結合して左右対称のガウシアン形状から非対称に傾きを持ったプロファイルとする。このレーザの照射で再結晶化したＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜上に、そのチャネル方向をＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜の帯状結晶１０５の長手方向にソース‐ドレインを配置したＴＦＴを作製する。チャネルを移動するソース・ドレイン間電流が横断する粒界が少なくなり、画像表示の高速化が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像表示装置の製造方法に関し、特に、パネル型の画像表示装置を構成する薄膜トランジスタの電界効果移動度を向上させるための半導体層結晶構造の高品質化に最適なものである。

パネル型の画像表示装置は、ガラスに代表される絶縁基板の主面に成膜したシリコン薄膜に形成された薄膜トランジスタなどの能動回路を有している。一般に、アクティブ方式と呼ばれる画像表示装置では、ガラスを好適とする絶縁基板（以下、単に基板とも称する）の中央領域の大部分に多数の画素をマトリクス配列した表示領域とし、その周囲の狭い領域である額縁に画素の駆動とその制御をするための駆動回路を配置する領域（駆動回路領域）が設けられる。

従来の駆動回路は、フレキシブルプリント基板に半導体チップを搭載したＴＣＰあるいはＣＯＦと称する部品を駆動回路領域に接続する方式から、半導体チップを駆動回路領域に形成した配線に直接実装するＣＯＧ方式に進化してきた。そして、表示画像の高精細化に伴って基板の額縁に駆動回路を作り込む方式が採用されるようになった。

基板上に駆動回路を作り込む方式では、基板の主面にポリシリコン（ｐ‐Ｓｉ）薄膜を形成し、低温プロセスで薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を形成するのが一般的である。薄膜トランジスタは、そのチャネル部となる能動層を構成する半導体層の結晶性に左右される。従来は、基板に成膜したアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）膜あるいは微結晶シリコン膜をエキシマレーザの照射でアニール（ＥＬＡ）して粒径の大きいポリシリコン（ｐ‐Ｓｉ）を得、これに薄膜トランジスタを作りこんでいた。しかし、このようなｐ‐Ｓｉを用いた薄膜トランジスタでも、その電解効果移動度は１００ｃｍ²／Ｖｓ程度で、高精細画像表示装置のパネルを実現するには十分でない。

さらに結晶性を向上させ、ＴＦＴのオン電流や立ち上がり特性を良好にするシリコン結晶構造の改質技術の一つとして、特許文献１が開示するＳＥＬＡＸ（Selectively Enlarging Laser Crystallization）法がある。ＳＥＬＡＸ法は、連続発振レーザを狭幅で長い線状に成形し、ａ‐Ｓｉ膜あるいはｐ‐Ｓｉ膜をレーザの幅方向（短軸方向）に走査する過程での溶融再結晶により当該走査方向に沿って長い帯状に成長したシリコン結晶膜（ラテラル成長シリコン膜、帯状結晶シリコン膜、ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜、などとも称する）に改質するものである。このＳＥＬＡＸ結晶化による帯状結晶シリコン膜の長手方向にチャネル方向を設定することで大きな電界効果移動度を有するＴＦＴが実現できる。
特開２００２−２２２９５９号公報

特許文献１に記載の溶融再結晶による帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）の形成では、a‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜に幅方向に直線的な傾斜強度をもつ傾斜型ライン状レーザビームを走査しながら照射する。この溶融再結晶では、レーザビームの照射プロセスの前段階として、a‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜をホトレジストの塗布と露光、エッチングで膜厚の大きい結晶核領域を走査するa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜の端部に形成しておくホトリソ・プロセスを要する。このレーザビームの照射では、先ず結晶核領域から溶融し始め、シリコン膜の面に平行な方向での走査に従ってシリコン膜の再結晶化がなされる。

レーザビームは、その幅（短軸）方向においてエネルギー強度が低から高となる傾斜プロファイルに成形し、a‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜が低温から高温に順次加熱されるように走査する。再結晶化はシリコン膜厚が周囲よりも厚い結晶核領域すなわち温度の低い領域から進行する。そのため、特許文献１では基板上に成膜するa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜の膜厚を厚くする必要があり、予めレーザビームの走査始端に上記した結晶核領域を形成している。引用文献１の発明では、このような結晶核領域を形成するためのホトリソ・プロセスが必要なため、露光マスクの数、プロセス数が多くなり、コスト低減を障害する原因の一つとなっている。膜厚の結晶核領域は後工程でのホトリソ工程、や正膜面の平坦性を低下させる。

また、特許文献１では、ＣＷレーザビームを傾斜プロファイルに成形するためにＥＯモジュレータを用いている。ＥＯモジュレータを通過したＣＷレーザビームをa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜に焦点を合わせて照射するが、この焦点の調整が不安定であると溶融温度にむらが生じ、所望の帯状結晶を得ることが難しい。特許文献１では、この焦点合わせ精度、すなわち焦点深度についての考慮はなされていない。

本発明の目的は、基板上のa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜に照射する傾斜プロファイルのＣＷレーザビームの焦点調整を容易にして、高精度の帯状結晶に改質して高い電界効果移動度のＴＦＴを作りこんだパネルを備えた画像表示装置の製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、（１）基板上のa‐Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜を帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）に改質するための結晶化レーザビームの幅方向（短軸）形状を、左右対称のガウシアン形状から非対称に傾きを持ったプロファイルとする。（２）このようなプロファイルを持つ結晶化レーザビームは、４本の連続発振レーザビームを光学系で結合して形成する。（３）この結晶化レーザビームを用いて画像表示装置を構成する絶縁基板に成膜したa−Ｓｉ膜あるいは微結晶シリコン膜の所要部分をアニールして高品質の帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）に改質する。この帯状結晶シリコン膜上にＴＦＴを作製する。作製するＴＦＴのチャネル方向を帯状結晶シリコン膜の帯状結晶の長手方向に沿ってＴＦＴのソース‐ドレインを配置することで、チャネルを移動するソース・ドレイン間電流が横断する粒界を少なくなる。

本発明により、結晶化温度までの昇温時間を長く、結晶化温度からの降温時間を短くすることができる。これにより、良好な帯状結晶シリコン膜が生成される焦点深度が深くなり、結晶化マージンが広がるとともに、低品質シリコン結晶の生成が抑制され、生成されるシリコン結晶膜の結晶化品質が向上する。

また、上記方法で改質した高品質の帯状結晶シリコン膜の長手方向に沿ってＴＦＴのソース‐ドレインを配置することで、チャネルを移動するソース・ドレイン間電流が横断する粒界の数が少なくなり、ＴＦＴ特性の電界効果移動度あるいは立ち上がり特性等が向上する。

また、４本の連続発振レーザビームの結合でガウシアン形状のプロファイルを非対称に傾きのプロファイルを持つ結晶化レーザビームに成形することで、これらの個々の連続発振レーザビームの出力あるいは結合光路系の光学素子を調整することにより、当該レーザビームの短軸方向のプロファイル制御を比較的簡単に行うことができる。

本発明は、画像表示装置の駆動回路に限るものではなく、高い移動度を必要とする半導体装置の製造に適用できる。

以下、本発明の最良の実施形態につき、実施例により詳細に説明する。以下では、特に必要な場合を除いてレーザビームを単にレーザと称する場合がある。

図１は、本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例を説明する模式図である。ここでは、絶縁基板であるガラス基板上にトップゲート型ＴＦＴのための帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）を形成する場合の結晶化レーザ照射方法を示す。先ず、ガラス基板１０１上に、当該ガラス基板からのＮa等の不純物の湧き上がりを抑制する為に、シリコンナイトライドすなわち窒化シリコン（ＳｉＮ）膜１０２および酸化シリコン膜（ＳｉＯ₂）１０３を形成する。その上に、ＣＶＤによりアモルファスシリコン（a‐Ｓｉ）膜をプリカーサ膜として成膜する。

通常、ＥＬＡ（Excimer Laser Annealing）によりこのa‐Ｓｉを溶融再結晶化して、ポリシリコン（ｐ‐Ｓｉ）膜１０４を作成する。そして、より高いＴＦＴ特性を要求する回路のため、結晶化レーザ（連続発振レーザ）１０６を用いた帯状結晶化装置（溶融再結晶化装置）によりこのポリシリコン膜１０４を溶融再結晶化して、帯状結晶シリコン膜（ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜）１０５に改質する。図１には、ステージ１０９を矢印１１０の方向に動かしてレーザ１０６との間で相対的に走査させる様子を示してある。レーザ１０６の照射側を動かしてもよいことは言うまでもない。

この走査により、シリコン再結晶粒は横方向（相対的走査方向と平行方向、図１では左方向）に沿って伸びる。粒界と平行にＴＦＴのチャネル（シリコン膜上でのソース‐ドレインの配置方向）を形成すれば、チャネル内をソース‐ドレイン方向に進むキャリアが横切る粒界の数を減らすことができる。通常、ＥＬＡによる結晶化ポリシリコン領域１０４にＳＥＬＡＸ結晶化（帯状結晶化）を行うが、プリカーサ膜としては、ＣＶＤで成膜したa‐Ｓｉ膜、あるいはＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）等他の方法で結晶化したポリシリコン膜でもよいことは前記したとおりである。

結晶化のためのレーザ１０６の照射面での短軸方向プロファイルは、４本の連続発振楕円レーザを結合して得られる。4本結合されたレーザ１０６は、打ち下ろしミラー１０７により基板に対して垂直に打ち下ろされ、対物レンズ１０８に入射する。この対物レンズ１０８を上下に位置調整することにより、ガラス基板上に成膜されたシリコン膜の表面での焦点合わせが行われ、最適焦点で帯状結晶化すなわちＳＥＬＡＸ結晶化が可能となる。

図２は、本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例における結晶化レーザの成形光学系を説明する図である。図２においては、楕円レーザを４本結合するために、ＳＰ偏光結合と平行楕円ビーム直入射結合の二方式を採用する。ＳＰ偏光結合は、４本の楕円偏光レーザ２０１Ａと２０１Ｂ、および２０１Ｃと２０１Ｄの偏光方向を直交させて偏光ビーム・スプリッタ２０３に入射させて結合を行う。

平行楕円レーザビーム直入射結合は、ＤＯＥ( Diffracted Optical Element )２０６がフレネルレンズ構成であることを利用する。フレネルレンズは凸レンズをプレート構造にしたものなので、ＤＯＥに平行に入射させると、レーザビームは結像面２０７で結合する。こうして４本のレーザレーザを２本ずつに束ねて長手方向（長軸方向）長さを伸ばし、最終的に対物レンズ１０８に入射し、ガラス基板のあるステージに垂直入射する。二つの平行楕円レーザビーム３０１と３０２は、それぞれ別光路で対物レンズに入射するので、図１の対物レンズ１０８の上下方向の動き（焦点調肇）に対して独立である。なお、符号２０２はレーザビームの光路を、２０４はプリズム、２０５は平行楕円レーザを示す。

図３は、本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例における結晶化レーザの短軸方向プロファイルを説明する図である。図３には、焦点位置におけるレーザビームの短軸方向プロファイルを示し、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２の二つのプロファイルを合成した合成レーザビーム３０３のプロファイルを示す。なお、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２のパワー加算値（合計エネルギー強度、合計パワー）はいずれの場合も同じとする。

二つの平行楕円レーザビーム３０１と３０２のエネルギーは、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２に差異を持たせ、走査方向で先にシリコン膜を照射する側である一方のレーザビーム３０１側を他方のレーザビーム３０２より低くする。一方のレーザビーム３０１を低パワーにした場合（ａ）と、他方のレーザビーム３０２を低パワーにした場合（ｂ）とで比較すると、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２の合成レーザビーム３０３の短軸方向プロファイルは左右対称で肩を持った形となる。なお、（ｃ）は一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２を同じエネルギー強度にした場合を示す。

図４は、シリコン膜に対するレーザビームの焦点位置を変化させたときの二つの平行楕円レーザビームの短軸方向プロファイルの変化を説明する図である。図５は、焦点位置の変化によるシリコン膜の結晶性を説明する模式図である。図４において、シリコン膜に対するレーザビームの焦点位置は、対物レンズ１０８の位置を基板上のシリコン膜に対して上下方向、すなわち基板照射結像面を焦点位置からずらしたときの短軸方向プロファイルの変化を、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２が同じエネルギー強度（１：１）にした場合を（ａ）の系列に、一方のレーザビーム３０１を他方のレーザビーム３０２より半分低くした（０．５：１）本実施例の場合を（ｂ）の系列に示す。

図４の（ａ−３）、（ｂ−３）に示す焦点位置ＦＰに合焦した状態では、一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２は重なり合い、両者の合成レーザビームの短軸方向プロファイルは、（ａ）一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２が同じエネルギー強度（１：１）にした場合と、（ｂ）一方のレーザビーム３０１を他方のレーザビーム３０２より半分低くした（０．５：１）場合共に、二つのプロファイルを単純に重ね合わせた形状となる

図４の（ａ−２）、（ｂ−２）または（ａ−１）、（ｂ−１）に示した焦点位置ＦＰより結像面が基板面より上（図４中では＋）、あるいはより上（同＋＋）、すなわちインフォーカスの場合、（ｂ）の系列では、低エネルギー強度の一方のレーザビーム３０１が先にシリコン膜を照射する。これは図４に示した状況と同じである。このとき、じっくりと熱をシリコン膜に伝え、溶融温度に達するまでのシリコン膜の加熟時間が長いことが、結晶の横方向成長を促し、この結像位置で図５（ａ）に示すように帯状結晶５０１となる。

一方、（ａ）の系列である一方のレーザビーム３０１と他方のレーザビーム３０２が同じエネルギー強度の場合は、横方向（走査方向）の結晶成長が途中で阻害され、図５（ｂ）のような鱗（うろこ）状の結晶５０２が生成してしまう。この結果として、（ｂ）の系列に示した本実施例のようにレーザビームのエネルギー強度に差異を持たせた場合、帯状結晶のシリコン膜すなわちＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜を得るための焦点深度が拡大する（焦点深度が深くなる）。したがって、シリコン膜上でのレーザビームのエネルギー強度の変動が少なくなり、レーザ発信側の強度調整の裕度が大きくなる。

図４の（ａ−４）、（ｂ−４）または（ａ−５）、（ｂ−５）に示した焦点位置ＦＰより結像面が基板面より下（図４中では−）、より下（同−−）、すなわちアウトフォーカスの場合、低エネルギー強度の一方のレーザビーム３０１が後で結晶を照射するため、帯状結晶は成長せず、図５（ｂ）のような鱗状の結晶５０２が生成してしまう。従って、アウトフォーカス側の結晶マージンの増加は見込めない。但し、アウトフォーカス側に焦点がずれた場合に、逆側すなわち低エネルギー強度のレーザビームが先に結晶を照肘するように、ステージ１０９のスキャン方向１１０を逆転することで結晶マージンを広げることは可能である。また、合成プロファイルの傾きは本実施例のように各レーザのエネルギー強度の値に差をもたせる方法以外に、例えば、ガウシアン形状自体に傾き等の変化をもたせることでも可能である。

図６は、図５の（ａ）に示した本実施例によるＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜と図５の（ｂ）に示した鱗状結晶シリコン膜のそれぞれに作り込んだＴＦＴの電界効果移勘度の大きさを説明する図である。ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜をチャネル６０３とした場合、ソース６０１とドレイン６０２の間のチャネルにおける電界効果移動度は２５０〜４５０ｃｍ²／Ｖｓ程度、鱗状結晶をチャネル６０４とした場合の電界効果移動度は１００〜２００ｃｍ²／Ｖｓ程度である。鱗状結晶をチャネル６０４とした場合はＴＦＴ特性のオン電流も大きく低下する。

図７Ａ乃至図７Ｉは、上記ＥＬＡおよび帯状結晶化（ＳＥＬＡＸ結晶化）を行い、帯状結晶シリコン膜を形成した本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図である。図７Ａ乃至図７Ｉにおいて、各図の左側にＮ−ＭＯＳのブロセスフローを、右側にＰ−ＭＯＳのブロセスフローを順に示す。

ガラス基板７０１の主面上にガラスからのＮａ等不純物の湧き上がりを防御する為に、シリコンナイトライド膜７０２およびシリコン酸化膜７０３を形成する（図７Ａ）。さらに、その上にアモルファスシリコン（ａ‐Ｓｉ）膜を成膜し、前記した方法によりエキシマレーザアニール(ＥＬＡ)装置によりｐ‐Ｓｉとし、さらにＳＥＬＡＸ装置により帯状成長したＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜７０４に結晶化させる。その後、ホト・エッチングにより島状に加工する（図７Ｂ）。島状に加工したＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜７０４の上にゲート絶縁膜７０５を成膜する（図７Ｃ）。

自己整合ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）層の形成プロセスとして、ゲート電極７０６の成膜後、Ｎ−ＭＯＳ・ＴＦＴ形成部分のみ、レジスト７０９を残したまま１μｍ程度のサイドエッチングを施す。この状態でＮインプラを実施して、ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜７０４にソース‐ドレイン層７０７を形成する。一方、Ｐ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ形成部分はレジスト７０９で覆われているため、ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜７０４にイオンは打ち込まれない（図７Ｄ）。

レジスト除去後、サイドエッチの入ったゲート電極７０６を介してＮＭインプラを実施することにより、ソース‐ドレイン膜７０７よりも低濃度のＬＤＤ膜７０８が形成される。一方、Ｐ‐ＭＯＳ・ＴＦＴの形成部分はゲート電極７０６で覆われているため、ポリシリコン膜にイオンは打ち込まれない（図７Ｅ）。

次に、Ｐ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ形成のため、レジスト７０９塗布後、Ｐ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ部分のみ、エッチングしてゲート電極7０６を形成する。この状態でPインプラを実施することで、ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜にソース・ドレイン層７０７を形成する。一方、Ｎ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ形成部分の方は、レジスト７０９が塗布されているため、ＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜にイオンは打ち込まれない（図７Ｆ）。層間膜および配線形成前までのＮ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ（Ｎ‐ＭＯＳ・LDD・ＴＦＴ）およびＰ‐ＭＯＳ・ＴＦＴ（Ｐ‐ＭＯＳ・ＳＩＮＧＬＥ・ＤＲＡＩＮ・ＴＦＴ：Ｐ‐ＭＯＳ・シングル・ドレイン・ＴＦＴ）の断面図を図７Ｇに示す。

さらに、層間絶縁膜７１０の成膜後（図７Ｈ）、ソース・ドレイン層７０７へのコンタクトホールをホト・エッチングにて加工し、ソース・ドレイン電極７１１を形成する（図７Ｉ）。

図９は、本発明による製造方法で形成した画像表示装置の構成例を説明する模式平面図である。前記のプロセスで製造したＴＦＴを画素部、駆動回路部（ゲートドライバとドレインドライバ）で作り分けた画像表示装置のパネルの例を示す。そのＴＦＴ回路構成は、図７Ｇに示したＮ‐ＭＯＳ・ＬＤＤ・ＴＦＴ単体、あるいはＰ‐ＭＯＳ・ＳＩＮＧＬＥ・ＤＲＡＩＮ・ＴＦＴ単体、あるいは図８Ａに完成図を示したＮ‐ＭＯＳ・ＳＩＮＧＬＥ・ＤＲＡＩＮ・ＴＦＴ単体、あるいは図８Ｂに完成図を示したＰ‐ＭＯＳ・ＬＤＤ・ＴＦＴ単体、あるいは上記Ｎ‐ＭＯＳとＰ‐ＭＯＳの組み合わせたＣ‐ＭＯＳ・ＴＦＴとすることができる。帯状結晶シリコン化（ＳＥＬＡＸ結晶化）は、どこの回路を帯状結晶シリコン化にするかを選択することで、上記の組み合わせは広がる。

図９に示したパネル９０１上のＴＦＴ回路の作り分けの例では、画素部９０２およびゲートドライバ部９０３は液晶を駆動させなくてはならないので、駆動電圧は１２Ｖ程度必要である。したがって、ＴＦＴのドレイン端での電界が大きいため、シングル・ドレインのＴＦＴは使い難く、通常はＬＤＤ・ＴＦＴが用いられる。その中で、画素部の電界効果移動度に代表されるＴＦＴ特性はそれ程の高度であることが要求されないので、ＥＬＡ結晶化ポリシリコン膜を用いたＮ‐ＭＯＳ・ＬＤＤ・ＴＦＴとし、ゲートドライバ回路部は本発明を適用して結晶化した帯状結晶シリコン化（ＳＥＬＡＸ結晶化）によるポリシリコン膜を用いたＮ‐ＭＯＳ・ＬＤＤ・ＴＦＴとする。

一方、ドレインドライバ回路部９０４はＴＦＴの特性が要求されるため、木発明を適用して結晶化した帯状結晶シリコン化（ＳＥＬＡＸ結晶化）膜を用いたＮ‐ＭＯＳ・ＳＩＮＧＬＥ・ＤＲＡＩＮ・ＴＦＴとする。帯状結晶シリコン化（ＳＥＬＡＸ結晶化）膜を用いたＴＦＴの場合、結晶粒径が大きいのでＴＦＴの電界効果移動度が向上する。つまり、チャネルに流れる電流は増加するが、それに伴いＤＡＨＣ(ドレイン・アバランシェ・ホットキャリア)による劣化モードの影響も大きくなる。

本発明を適用して結晶化した帯状結晶シリコン化（ＳＥＬＡＸ結晶化）膜の場合は、従来のＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜より結晶性が優れているため、より一層劣化も大きい。そこで、ゲート絶緑膜成膜中の炭素濃度分布を制御することにより、ＴＦＴの信頼性を向上させる方法との組み合わせは有効である。その他、信頼性向上の方法としてゲート・オーバーラップド・ＬＤＤ（ＧＯＬＤ）がある。これはゲートを２層にしてオーバーラップさせることにより電界緩和させて劣化を抑制する方法であるが、このＧＯＬＤ‐ＴＦＴとの紺み合わせも非常に有効である。

本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例を説明する模式図である。 本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例における結晶化レーザの成形光学系を説明する図である。 本発明による画像表示装置の製造方法にかかるシリコン結晶膜の改質方法の実施例における結晶化レーザの短軸方向のプロファイルを説明する図である。 シリコン膜に対するレーザビームの焦点位置を変化させたときの二つの平行楕円ピームのプロファイルの変化を説明する図である。 焦点位置の変化によるシリコン膜の結晶性を説明する模式図である。 図５の（ａ）に示した本実施例によるＳＥＬＡＸ結晶シリコン膜と図５の(ｂ)に示した鱗状結晶シリコン膜のそれぞれに作り込んだＴＦＴの電界効果移勘度の大きさを説明する図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ａに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｂに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｃに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｄに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｅに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｆに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｇに続く図である。 本発明によるトップゲートｎチャネル型（Ｎ−ＭＯＳ)およびｐチャネル型（Ｐ−ＭＯＳ）ＴＦＴの製造ブロセスフローを説明する図７Ｈに続く図である。 Ｎ‐ＭＯＳ・ＳＩＮＧＬＥ・ＤＲＡＩＮ・ＴＦＴ単体の完成図である。 Ｐ‐ＭＯＳ・ＬＤＤ・ＴＦＴ単体の完成図である。 本発明による製造方法で形成した画像表示装置の構成例を説明する模式平面図である。

符号の説明

１０１・・・基板、１０２・・・シリコンナイトライド膜、１０３・・・シリコン酸化膜、１０４・・・ポリシリコン膜、１０５・・・ＳＥＬＡＸ結晶（帯状結晶）、１０６・・・レーザ（レーザビーム）、１０７・・・打ち下ろしミラー、１０８・・・対物レンズ、１０９・・・ステージ、１１０・・・ステージスキャン方向、２０１Ａ〜２０１Ｄ・・・楕円レーザ、２０２・・・レーザ光路、２０３・・・偏光ビーム・スプリッタ、２０４・・・平行楕円レーザビーム、２０６・・・ＤＯＥ（フレネルレンズ構造）、２０７・・・ＤＯＥ結像面（ビーム結像面）、３０１〜３０３・・・レーザビーム短軸プロファイル、５０１・・・ＳＥＬＡＸ結晶（帯状結晶）、５０２・・・鱗（うろこ）状結晶、５０３・・・結晶粒界。

Claims (5)

1. 線状のレーザビームの短軸形状を左右対称のガウシアン形のプロファイルから非対称な傾きのプロファイルをもつレーザビームに成形し、
   画像表示装置のパネルを構成する絶縁基板上に成膜したアモルファスシリコン膜あるいは微結晶シリコン膜に、前記非対称な傾きの短軸形状を持つプロファイルをもつ前記線状のレーザビームを照射しながら、その短軸方向に走査することにより、前記アモルファスシリコン膜を改質することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
2. 請求項１において、前記アモルファスシリコン膜は、前記走査の方向に沿って帯状に成長した帯状結晶シリコン膜であることを特徴とする画像表示装置の製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記短軸形状が非対称な傾きのプロファイルをもつレーザビームは、４本の連続発振の楕円レーザビームを光学系で結合して形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
4. 請求項３において、
   前記短軸形状を非対称に傾きのプロファイルをもつレーザビームは、前記４本の連続発振楕円レーザビームの各２本の偏光方向を直交させてビーム・スプリッタに入射させることで偏光結合レーザビームとした後、前記偏光結合した二つの偏光結合レーザビームを回折素子に平行に入射させて平行楕円ビーム直入射結合をすることで成形することを特徴とする画像表示装置の製造方法。
5. 請求項２において、
   前記帯状結晶シリコン膜の長手方向にソース‐ドレインを配置して薄膜トランジスタを形成することを特徴とする画像表示装置の製造方法。

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