JP3204986B2 - 基板上の半導体膜領域の結晶化処理及びこの方法により製造されたデバイス - Google Patents

基板上の半導体膜領域の結晶化処理及びこの方法により製造されたデバイス

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、半導体集積化デバイス用の半導体材料の処
理方法に関するものである。
発明の背景 半導体デバイスは例えば水晶又はガラスの基板上のシ
リコンの層又は膜に形成することができる。この技術は
イメージセンサ及びアクティブマトリックス液晶表示装
置（AMLCD）のデバイスの製造に用いられる。後者の場
合、適切に透明な基板上の薄膜トランジスタ（TFT）の
規則的なアレイにおいて、各トランジスタは画素コント
ローラとして作用する。市販されているAMLCDデバイス
において、薄膜トランジスタは水和したアモルファスシ
リコン膜に形成される（ａ−Si:H TFT）。
TFTのスイッチング特性を増強するため、アモルファ
スシリコンの代わりに多結晶シリコンが用いられてい
る。多結晶構造体は、例えば堆積しているアモルファス
又は微結晶シリコン膜をエキシマレーザで結晶化（EL
C）することにより得られる。
しかしながら、ランダムに結晶化している多結晶シリ
コンを用いる場合、満足されない結果が生じてしまう。
小さな粒子のポリシリコンの場合、例えばTFTのアクテ
ィブチャネル領域において多数の大きな角度の粒子境界
によりデバイス性能が制限されてしまう。大粒子のポリ
シリコンはこの点に関しては優れているが、あるTFTに
別のTFTと比べて顕著な粒子構造の不規則性が存在する
とTFTアレイにデバイス特性の不均一性が生じてしま
う。
発明の概要 デバイス特性及びデバイスの不均一性を改善するた
め、基板上の半導体膜に横方向に凝固させる技術を適用
する。この人為的に制御されるスーパラテラル成長（AC
SLG）と称せられる技術は、例えばレーザビームパルス
のような適当な放射パルスにより膜の一部を露光し、膜
をその全厚さにわたって局部的に溶融することを含む。
溶融した半導体材料が凝固すると、膜の予め定めた完全
に溶融しなかった部分から結晶構造が成長する。
この技術の第１の好適な実施例において、露光される
構造体は基板により支持された第１の半導体膜、第１の
半導体膜上の耐熱性膜、及び耐熱性膜上の第２の半導体
膜を含む。この実施例において、構造体の前側及び後側
の両方をパルスで露光する。
好適な第２の実施例において、横方向の凝固は、第１
の領域からくびれた第２の領域を経てデバイス領域とし
て意図した第３の領域へ進行する。この実施例では、基
板を介して加熱する領域と関連して一方の側からの露光
を用いる。
好適な第３の実施例において、ビームを繰り返し照射
し、放射パターンを横方向にステップ移動させて溶融及
び凝固を繰り返すことにより拡大した単一結晶領域を形
成する。
有益なものとして、この技術は高速液晶表示装置の製
造に用いることができ、その製造においては画素コント
ローラ及び／又はドライバ回路は単一結晶として又は規
則的な／準規則的な多結晶膜として形成する。別の用途
として、イメージセンサ、スタティックランダムアクセ
スメモリ（SRAM）、シリコンオンインシュレータ（SO
I）デバイス、及び３次元集積化回路デバイスが含まれ
る。
図面の簡単な説明 図１はこの技術の第１実施例として用いることができ
る投影露光装置の線図でである。
図２は第１実施例のためのサンプル構造体の拡大した
線図的側面図である。
図3A及び3Bは第１実施例の半導体材料に形成すること
ができるTFTデバイスの微細構造体の拡大した線図的上
面図である。
図４はこの技術の第２の実施例で用いることができる
露光装置の線図である。
図５は第２実施例のサンプル構造体の拡大した線図的
側面図である。
図6A〜6Dは順次の処理工程における図５のサンプル構
造体の線図的上面図である。
図７は第３実施例に用いることができる露光装置の線
図である。
図８は第３実施例のサンプル構造体の拡大した線図的
側面図である。
図9A〜9Fは処理の第１の変形例の第１の形式の順次の
工程における図８のサンプル構造体の線図的側面図であ
る。
図10A〜10Fは処理の第１の変形例の第２の形式の順次
の工程における図８のサンプル構造体の線図的側面図で
ある。
図11A〜11Cは処理の第２の変形例の順次の工程におけ
るサンプル構造体の線図的側面図である。
図12はTFTが含まれている液晶表示装置の線図的上面
図である。
好適実施例の説明 以下において実験的に実現された特有の実施例及びそ
の変形例について説明する。明示的又は内在的な数個の
変形例は実施例と共通し、さらに請求の範囲内において
別の変形例が当業者にとって自明である。例えば、ゲル
マニウム、シリコン−ゲルマニウム、ゲルマニウム砒素
又はインジウム燐のようなシリコン以外の半導体材料を
用いることを含むものである。処理条件下における安定
性、不活性及び耐熱性について考慮された例えばシリコ
ン、水晶、ガラス又はプラスチックのような適切な材料
の基板を用いることも含むものである。例えば電子ビー
ム又はイオンビームのようなレーザビーム以外の放射ビ
ームを用いることも含む。
第１実施例 図１の投影露光装置は、エキシマレーザ11、ミラー1
2、ビームスプリッタ13、可変焦点視野レンズ14、パタ
ーン化された投影マスク15、２個の素子の結像レンズ1
6、サンプルステージ17、可変減衰器18、及び収束レン
ズ19を含んでいる。この投影装置を用いることにより、
ステージ17上のサンプル10の前側面及び後側面に同時に
放射パルスを供給することができる。
この技術の第１実施例の場合、図２に示すように、透
明基板20、第１のアモルファスシリコン膜21、SiO2膜2
2、及び第２のアモルファスシリコン膜23を含む「二重
層」（DL）サンプル構造体を用意した。アモルファスシ
リコン膜の膜厚は100nmとし、SiO2膜の膜厚は500nmとし
た。例えば窒素シリコン又は高温ガラスのような別の耐
熱性材料を膜22に用いることができる。
第２のすなわち頂部シリコン膜23上にパターン投影を
行い第１のすなわち底部シリコン膜21にブロードなビー
ム照射を行うと、第１のシリコン膜21は含まれる犠牲層
として調整され、頂部シリコン膜23における横方向の結
晶化速度を最大にすることができる。これらの膜の役割
は、パターンを基板を介して第１の膜上に投影する場
合、反転させることができる。パターンが投影された膜
において、横方向に凝固した粒子が形成され、例えばTF
T用に良好に適合した処理膜が形成される。
図２に基づく構造体は、アモルファス−シリコン、Si
O2トラックアモルファス−シリコンを水晶基板上に順次
低圧化学気相体積することにより用意される。アモルフ
ァス又は微結晶堆積する別の適切な堆積方法には、例え
ばプラズマエンハンスド化学気相堆積（PECVD）、蒸
着、又はスパッタリングが含まれる。
サンプルは図１の投影露光装置のステージ17上に配置
される。マスク15は、10〜100μｍの種々の分離距離で5
0μｍ幅の簡単な細条のパターンを有する。
マスクパターンは３〜６の範囲の種々の縮小倍率でサ
ンプル上に投影する。後ろ側のエネルギー密度は可変減
衰器18により制御する。サンプルは308nmの波長の30n秒
XeClエキシマレーザを用いて室温で照射され、この波長
域において水晶は透明である。このレーザは、LambdaPh
ysik Compex 301の商品名で市販されている。ガラス基
板の場合、例えば348nmのようなより長い波長が必要で
ある。
ビーム照射は固定された前側エネルギー密度及び種々
の後側エネルギー密度で行う。評価した前側エネルギー
密度はサンプル面で約1.0J/cm2である。後側エネルギー
密度は170〜608mJ/cm2である。
照射に続いて試験を行うため、膜全体をセコ（Secc
o）エッチ剤を用いて欠陥エッチングを行い、走査型電
子顕微鏡（SEM）を用いて試験を行った。最も大きな不
均一な粒子は510mJ/cm2の後側エネルギー密度の場合に
得られた。これらの粒子は細条状領域の２個の側から横
方向に成長し、細条の中心線上に良好に規定された粒子
境界で２本の粒子列を形成している。
生じた個別の結晶体がTFTのアクティブチャネル領域
全体を形成するのに十分でない場合でも、この結晶体は
例えば図3A又は図3Bに図示するようなTFTのアクティブ
チャネル領域として作用できる規則的な又は準規則的な
多結晶構造体を形成する。ソース電極31、ドレイン電極
32ゲート電極33及びアクティブチャネル領域34を示す。
図3Aにおいて、アクティブチャネル領域は、上述したよ
うにして生成された両方の粒子列を含む。図3Bのような
十分な大きな粒子の場合、アクティブチャネル領域は粒
子の単一列として形成することができる。
第１の実施例による処理方法において、底部犠牲層21
の役割は、ビームにより加熱する場合エネルギーを蓄積
する加熱サセプタの役割として理解することができ、最
大の効果はこの膜が溶融する場合に得られる。蓄積した
熱は凝固中に解放される。これにより、頂部膜23が伝導
により熱を喪失する程度が低減される。従って、最大の
利点を得るためには、露光される構造体を適切な寸法に
することが重要である。SiO2膜22が薄過ぎる場合、シリ
コン膜21及び23の放熱は一緒になってしまい、膜21を形
成することによる利点が得られない。他方において、膜
22が物理的なプロセスの熱拡散距離に対して厚過ぎる場
合、膜21が頂部膜23の変換に対して不十分に作用するこ
とになる。底部膜21に関して、その厚さは、この膜が十
分な熱量を有するように選択する必要がある。しかし、
膜21がより厚い場合、この膜を溶融するのにより多くの
エネルギーが必要となる。
シリコン層23上にパターンを露光する代わりに、例え
ば近接マスク、コンタクトマスク又はフォトリソグラフ
ィによりパターン化された堆積したマスク層により所望
のパターンを規定することができる。
マスキングの変形例において、マスク層は例えば入射
する放射を吸収又は反射することによりマスクの下側の
領域での加熱を低減するように作用できる。或いは、適
切な厚さの適当なマスク材料を用い場合、相補的な反射
防止効果が実現され、付加的なエネルギーをマスク材料
の下側の半導体膜に流入させることができる。例えば、
SiO2膜を用いてこの効果をシリコン膜に及ぼすことがで
きる。この変形例は、マスク層が溶融した半導体材料に
対する拘束部材として作用し、溶融半導体層が表面張力
の作用により塊に凝集したり変形するのを防止する利点
がある。
第２実施例 図４の露光装置は、エキシマレーザ41、プリズム偏向
器42、集束レンズ43、真空チャンバ44及びサンプルを配
置するホットステージ45を含む。
本発明の図４の露光装置を用いる第２の実施例におい
て、図５のサンプル構造体は、基板50、熱酸化膜51、第
１のパターン化されたアモルファスシリコン膜52、SiO2
膜53、第２のパターン化されたシリコン膜54、及びさら
に堆積したSiO2膜55を含む。典型的な厚さは、熱酸化膜
51については100nmとし、アモルファスシリコン膜52に
ついては100nmとし、SiO2膜53については210nmとし、ア
モルファスシリコン膜54については120nmとし、SiO2膜5
5については170nmとする。
このサンプル構造体はシリコンウェハ50上の熱酸化膜
51上に低圧化学気相堆積（LPCVD）によりアモルファス
シリコン膜52を堆積することにより得られる。シリコン
膜52にフォトレジストをコートし、その後ステッパによ
り露光し、現像し、さらにシリコン膜52をSF6/O2プラス
マで反応性イオンエッチングを行いパターン形成を行
う。シリコン膜52の第１レベルのアイランドの得られた
パターンを図6Aに上方から見た図面として示す。このパ
ターンは、デバイスとして使用される四角形の主アイラ
ンド領域523、矩形の「テイル」領域521、及びテイル領
域521と主アイランド領域523とを結ぶ「ボトルネック」
領域522の３個の領域で構成される。これらの寸法は以
下のように選択する。テイル領域521については20×10
μｍとし、ボトムネック領域522については５×３μｍ
とし、主アイランド領域521については10×10μｍから5
0×50μｍの範囲の異なる寸法とする。
第１レベルのアイランドにはプラズマ−エンハンド気
相堆積（PECVD）によりSiO2膜53を形成し、上側にアモ
ルファスシリコンを堆積する。フォトリソグラフィ処理
を用いてアモルファスシリコンについてパターニングを
行い、５×５μｍの寸法の「第２のレベルのアイラン
ド」54を形成する。第２レベルのアイランド54はテイル
領域521の上側に直接位置し露光中のビーム遮光区域と
して作用する。最後に、この構造体全体にPECVDのSiO2
層を形成する。
処理を行うため、サンプルを10-5トールの圧力の真空
チャンバ内の耐熱性グラファイトのホットステージ上に
配置する。別の適当な加熱装置を利用できる場合、真空
処理を省略することができる。基板温度が1000〜1200゜
になるまで加熱を行い、これには約３分の立ち上がり時
間を必要とする。露光する前にサンプルを最終的な基板
温度に約２分間保持する。サンプルの温度は、直接取り
付けた熱電対により間欠的にモニタすると共にディジタ
ルの赤外線サーモメータにより連続的にモニタする。サ
ンプルは、単一のエキシマレーザパルスを用いてテイル
領域内のビーム遮光領域区域以外の全ての第１のレベル
のアイランドが完全に溶融するのに十分高いエネルギー
密度で露光する。
微細構造の分析を行うため、露光したサンプルをセコ
ウ（Secco）エッチングを行った。1150℃の基板温度で
露光したサンプルの場合、セコウエッチングされたサン
プルのノマルスキー顕微鏡写真は、20×20、40×40及び
50×50μｍのアイランドは単一結晶のアイランド（SC
I）に完全に変換されているのを示している。エッチン
グされたサンプルの欠陥パターンは、主アイランド領域
が、SLGの研究で認められている平面欠陥に加えて、ゾ
ーンメルティングの再結晶化で観測されるものと同様な
小角サブ境界を含むことを示唆している。1100℃のよう
な低い基板温度の場合、20×20μｍの小さいアイランド
だけが大角粒界のない単一結晶のアイランドに変換され
た。1050及び1000℃の一層低い基板温度の場合、20×20
μｍのアイランドに大角粒界面が発生している。
この第２実施例の凝固過程は図6B〜6Dに基づいて理解
することができる。すなわち、露光に際して、第２レベ
ルの四角形の領域54はこの領域に入射するビームエネル
ギーの大部分を遮光し、テイル領域521のビームが遮光
された区域での完全な溶融が阻止される。露光された第
１レベルの領域の残りの部分は、図6Bに示すように完全
に溶融する。膜が基板を介して冷却されると、ビームが
遮光された領域の液相−固相界面は冷却不足になり、シ
リコン粒子61がビーム遮光領域から外側に向けて急速に
成長を開始する。テイル領域内において、多くの粒子61
は素早く結びつき、１個又は数個の好ましく位置する粒
子だけがボトルネック部522に向けて成長する。ボトク
ネック部522は、１個の粒子がボトルネック部を経て主
アイランド領域523に拡張するような形態を有する。基
板温度が十分に高く主アイランド領域523が急激に冷却
された液中での凝集が防止されるほど小さい場合、ボト
ルネック部522を経て成長した１個の粒子の横方向の成
長により主アイランド523全体が単一の結晶領域に変換
される。
従って、主アイランド領域523の単一結晶形態への有
用な変換は、基板温度とアイランド領域の大きさとの適
切な組合せを必要とする。溶融したシリコンは、横方向
凝固により完全に変換するために必要な特性時間よりも
長い特定の体積を凝固させるための特性時間にわたって
十分に高い温度に維持する必要がある。この特性変換時
間は主として変換すべき距離すなわち主アイランドの横
方向の寸法に依存するので、特性変換時間が液体中で凝
固がトリガされる前に達成できる平均横方向成長距離に
匹敵するようにアイランドの大きさを基板温度に関係付
ける必要がある。ゾーンメルティング再結晶と比較し
て、本発明の技術は例えば100nm又はそれ以下の厚さの
極めて薄い膜を再結晶させることができる。
ビームを阻止する代わりに、第１の実施例について説
明したように、反射防止膜を用いて相補的なマスキング
により種領域を規定することができる。或いは、露光に
より種領域を規定することができる。
第３実施例 図７の投影露光装置は、エキシマレーザ71、ミラー7
2、可変焦点視野レンズ74、パターンが形成されたマス
ク75、２素子結像レンズ76、サンプルステージ77、及び
可変減衰器78を含む。サンプル70はサンプルステージ77
上に配置する。この装置を用いて鮮明なビームを発生さ
せることにより、順次横方向凝集（SLS）プロセスで単
一結晶のシリコン領域を段階成長させることができる。
或いは、近接マスク又は接触マスクを用いてビーム成形
することができる。
図８のサンプル構造体は、基板80、熱酸化膜81、及び
アモルファスシリコン膜82を有する。
以下の説明において、図9A〜9F、第１の変形例の２個
の例を示す図10A〜10F及び第２の変形例を示す図11A〜1
1Bを参照して第３実施例の技術を説明する。
本例において矩形にパターン化されているアモルファ
スシリコン膜82からスタートし（図9A）、２本の破線に
より境界されているシリコン膜82の領域91をパルスで露
光し、この領域のシリコンを完全に溶融させ（図9B）、
次に領域91の溶融シリコンを再凝固させる（図9C）。こ
こで、領域91は細条状とし、この領域91の露光はマスク
された露光により又は近接マスクを用いて行うことがで
きる。領域91の溶融シリコンの再凝固に際し、２個の粒
子列が領域91の破線の境界部から領域91の中央に向けて
爆発的に成長する。２本の粒子列の成長は、最終の距離
92に至る特有の横方向の成長である。領域91の残りの部
分において、微細に粒子化した多結晶領域93が形成され
る。好ましくは、この細条の幅は、再凝固に際し２本の
粒子列が集束することなく互いに近づくように選択す
る。本発明から除外されるものではないが、幅が広くな
っても処理の効率に寄与することはない。幅を狭くする
と望ましくない傾向にある。この理由は、以後の工程に
おいて長さを短くしなければならず、しかも凝固プロセ
ス中に対向する方向から成長する粒子が一緒になる位置
において半導体表面が不規則になる可能性があるためで
ある。シリコン膜上に酸化キャップ層を形成し、凝集を
遅くすると共にシリコン膜の表面の歪みを低減して表面
を円滑にすることができる。
露光される隣接領域はマスク投影又は近接マスクに対
してサンプルを結晶成長の方向にシフト（ステッピン
グ）することにより規定される。シフトした（ステップ
移動した）領域94は図9Dの２本の破線により境界され
る。シフトする距離は、露光される次の領域が前回露光
した領域と重なって図9Eに示すように一方の結晶の列が
部分的に溶融する間に他方の結晶の列が完全に溶融する
ように設定する。再凝固に際し、部分的に溶融している
結晶の列は、する。9Fに示すように、一層長くなる。こ
の態様において、露光される部分を繰り返しシストする
ことにより、所望の長さの単一結晶粒子を成長させるこ
とができる。
露光された領域のパターンが単一細条でなく、図10A
の端銭で規定されるように山形形状101である場合、図1
0B〜10Fに示す露光領域を同一の順序でシフトすること
により、シフトされた山形パターンの縁部の頂部から粒
子の成長が拡大する。このようにして、単一結晶の領域
を幅及び長さを増大しながら成長させることができる。
大面積の単一結晶領域は、図11Aに図示され、テイル
領域111、細いボトルネック領域112及び主アイランド領
域113を有するパターン化されたアモルファスシリコン
膜に順次シフト（ステップ状に）した露光領域を形成す
ることにより成長させることができる。図11A〜11Cの領
域111、112及び113の断面は、放射遮光アモルファス領
域54及び第２の二酸化シリコン層55が存在しないことを
除いて図５に示すものと同様である。マスクされた露光
又は近接マスクにより規定された露光領域は図11A〜11C
の破線により境界された領域により図示されており、こ
の図11はテイル領域111からボトルネック領域112を経て
単一粒子を成長させて単一結晶のアイランド領域113を
形成するための露光領域の順次の横方向シフト（ステッ
ピング）を示す。
図9A〜9F、図10A〜10F及び図11A〜11Cの実施例の順次
の横方向溶融及び再凝固は、水晶基板上にコートされ膜
厚が100〜240nmのの二酸化シリコン上に化学気相堆積
（CVD）により堆積したアモルファス膜について行っ
た。単一結晶細条の形成はは、欠陥エッチングサンプル
の光学式走査電子顕微鏡により確認した。
選択的なものとして、基板を加熱して溶融に必要なビ
ームエネルギーを低減し又は１ステップ当りの横方向の
成長距離を増大することができる。この利点は、図１に
示すステージ上のサンプルを２方向からの露光により実
現することができる。
別の処理及び用途 本発明により形成された半導体膜を用いることによ
り、例えばパターン規定、エッチング、不純物注入、絶
縁層の堆積、コンタクト形成、及びパターン化された金
属層の相互接続のような良好に確立された別の技術によ
り集積化された半導体デバイスを製造することができ
る。好適な薄膜半導体トランジスタにおいて、少なくと
もアクティブチャネル領域は、例えば図3A及び3Bに示す
単一結晶の規則的な又は少なくともほぼ規則的な微細構
造を有する。
特に注目すべきことは、図12に線図的に示す液晶表示
装置にこのようなTFTが含まれることである。このデバ
イスは、少なくとも表示窓部分121が透明な基板120を含
む。この表示窓含む121は画素122の規則的なアレイを含
み、各画素はTFT画素コントローラを含む。各画素コン
トローラはドライバ123により個別にアドレスされるこ
とができる。好ましくは、画素コントローラ及び／又は
ドライバ回路は本発明の技術に基づいて形成した半導体
材料で形成する。
別の用途して、イメージセンサ、スタテックランダム
アクセスメモリ（SRAM）、シリコン−オイルインシュレ
ータ（SOI）デバイス、及び三次元集積回路デバイスが
含まれる。
フロントページの続き (72)発明者 イム ジェイムス エス アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10027―6699 ニューヨーク ダブリュ ー ワンハンドレッド フォーティーン ス ストリート520 アパートメント ナンバー 74 (56)参考文献 特開 平２−283036（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−252048（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/20

Claims (60)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】支持された半導体材料の膜の横方向に延在
    する部分として多結晶領域を形成するに当たり、 半導体材料中に熱を誘導するパルス状の放射を用いて、
    後側に位置する放射透過性の基板と、基板上の第１の半
    導体膜と、第１の半導体膜上の耐熱性の膜と、耐熱性の
    膜上の第２の半導体膜とを具える構造体の前側及び後側
    から同時に露光し、前記横方向に延在する部分を含む半
    導体膜の横方向に延在する領域の全ての半導体材料を溶
    融し、 同時露光の後、前記領域の境界から横方向に凝固させる
    ことにより、多結晶の微細構造体を前記領域に形成する
    多結晶領域の形成方法。
  2. 【請求項２】請求項１に記載の方法において、前記領域
    が平行な縁部により範囲が規定されている方法。
  3. 【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記平行
    な縁部が、同時に生ずる横方向からの凝固により前記領
    域の全体が結晶化する距離だけ離間している方法。
  4. 【請求項４】請求項１に記載の方法において、前記半導
    体材料がシリコンで構成される方法。
  5. 【請求項５】請求項１に記載の方法において、前記耐熱
    層がほぼSiO2で構成されている方法。
  6. 【請求項６】請求項１に記載の本発明において、前記基
    板をガラス基板とした方法。
  7. 【請求項７】請求項１に記載の本発明において、前記基
    板を水晶基板とした方法。
  8. 【請求項８】請求項１に記載の方法において、前記横方
    向に延在する部分が前記第１の半導体膜にある方法。
  9. 【請求項９】請求項１に記載の方法において、前記横方
    向に延在する部分が前記第２の半導体膜にある方法。
  10. 【請求項１０】請求項１に記載の方法において、前記領
    域がマスクパターンにより規定された形状を有する方
    法。
  11. 【請求項１１】請求項10に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが投影される方法。
  12. 【請求項１２】請求項10に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが近接マスクにより規定される方法。
  13. 【請求項１３】請求項10に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが接触マスクにより規定される方法。
  14. 【請求項１４】請求項１に記載の方法において、前記放
    射がレーザ放射により構成される方法。
  15. 【請求項１５】請求項１に記載の方法において、前記領
    域がカプセル化されている方法。
  16. 【請求項１６】支持基板上の請求項１に記載の方法によ
    り処理された半導体膜。
  17. 【請求項１７】支持基板上の、請求項１に記載の方法に
    より処理された半導体膜で構成される複数の半導体デバ
    イス。
  18. 【請求項１８】支持基板上の、少なくともアクティブチ
    ャネル領域が請求項１に記載の方法により処理されてい
    る薄膜トランジスタを有する集積回路。
  19. 【請求項１９】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項１に記載の方法により処理されている複数の画素コ
    ントローラ薄膜トランジスタを具える液晶表示装置。
  20. 【請求項２０】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項１に記載の方法により処理されている複数の薄膜ト
    ランジスタを具える画素ドライバ集積回路を有する液晶
    表示装置。
  21. 【請求項２１】基板上の半導体材料の膜に横方向に延在
    する結晶領域を形成するに当たり、 半導体材料中に熱を誘導するパルス状の放射を用い、前
    記は導体膜の一部部分を露光して前記半導体膜の部分の
    半導体材料を全体として溶融させ、 当該部分の溶融した半導体材料を凝固させ、 前記部分を、第１のサブ部分と、この第１のサブ部分と
    連続する第２のサブ部分と、第２のサブ部分と連続する
    第３のサブ部分とを含むような形態とし、 前記第１のサブ部分が、その境界部で半導体結晶に凝固
    する形態を有し、 前記第２の部分が、１個の凝固した結晶が前記第１のサ
    ブ部分から第２のサブ部分を経て第３のサブ部分に成長
    する形態を有し、 前記第３のサブ部分が、１個の結晶が全体として前記第
    ３のサブ部分を占める形態を有する結晶領域の形成方
    法。
  22. 【請求項２２】請求項21に記載の方法において、前記第
    １のサブ部分が、複数の半導体結晶に凝固するアイラン
    ド部分の形態を有する方法。
  23. 【請求項２３】請求項21に記載の方法において、前記第
    ２のサブ部分の形態が、前記第１のサブ部分と第３のサ
    ブ部分との間の直線状の経路を構成する方法。
  24. 【請求項２４】請求項21に記載の方法において、前記半
    導体材料がシリコンで構成される方法。
  25. 【請求項２５】請求項21に記載の方法において、前記基
    板が加熱される方法。
  26. 【請求項２６】請求項21に記載の方法において、前記基
    板をガラス基板とした方法。
  27. 【請求項２７】請求項21に記載の方法において、前記基
    板を水晶基板とした方法。
  28. 【請求項２８】請求項21に記載の方法において、前記パ
    ルス状の放射を前記半導体膜の後側及び前側に投射する
    方法。
  29. 【請求項２９】請求項21に記載の方法において、前記半
    導体膜が、100nmを超えない厚さを有する方法。
  30. 【請求項３０】請求項22に記載の方法において、前記ア
    イランド部分がマスクパターンにより規定される形状を
    有する方法。
  31. 【請求項３１】請求項30に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが投影される方法。
  32. 【請求項３２】請求項30に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが近接マスクにより規定される方法。
  33. 【請求項３３】請求項30に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが接触マスクにより規定される方法。
  34. 【請求項３４】請求項21に記載の方法において、前記放
    射がレーザ放射により構成される方法。
  35. 【請求項３５】請求項21に記載の方法において、前記領
    域がカプセル化されている方法。
  36. 【請求項３６】支持基板上の、請求項21に記載の方法に
    より処理された半導体膜。
  37. 【請求項３７】支持基板上の、請求項21に記載の方法に
    より処理された半導体膜で構成される含むの半導体デバ
    イス。
  38. 【請求項３８】支持基板上の、少なくともアクティブチ
    ャネル領域が請求項21に記載の方法により処理されてい
    る薄膜トランジスタを有する集積回路。
  39. 【請求項３９】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項21に記載の方法により処理されている複数の画素コ
    ントローラ薄膜トランジスタを具える液晶表示装置。
  40. 【請求項４０】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項21に記載の方法により処理されている複数の薄膜ト
    ランジスタを具える画素ドライバ集積回路を有する液晶
    表示装置。
  41. 【請求項４１】基板上の半導体材料の膜に横方向に延在
    する結晶領域を形成するに当たり、 （ａ）半導体材料中に熱を誘導するパルス状の放射を用
    い、前記半導体材料膜の第１の部分を露光してその厚さ
    方向の全体にわたって第１の部分の半導体材料を溶融
    し、 （ｂ）前記第１の部分の半導体を凝固させ、前記第１の
    部分の境界側の区域に少なくとも１個の半導体結晶を形
    成し、この第１の部分を次に行なう処理に対する直前の
    部分とし、 （ｃ）前記直前の部分からステップ移動方向にステップ
    移動すると共に前記少なくとも１個の半導体結晶と部分
    的に重なり合う別の部分を露光し、 （ｄ）前記別の部分の溶融した半導体材料を凝固させ、
    半導体結晶をステップ移動方向に成長させることにより
    半導体結晶を拡大させ、 （ｅ）工程（ｃ）と（ｄ）の組合せを繰り返し、所望の
    結晶領域が形成されるまで、各工程の別の部分を次の工
    程に対する直前の部分とする方法。
  42. 【請求項４２】請求項41に記載の方法において、前記露
    光される部分を細条とした方法。
  43. 【請求項４３】請求項42に記載の方法において、前記細
    条が縁部間の幅を有し、縁部からの横方向の同時凝固に
    より前記細条全体が凝固しない方法。
  44. 【請求項４４】請求項41に記載の方法において、前記半
    導体材料をシリコンで構成した方法。
  45. 【請求項４５】請求項41に記載の方法において、前記露
    光される部分を山形とした方法。
  46. 【請求項４６】請求項41に記載の方法において、前記基
    板をガラス基板とした方法。
  47. 【請求項４７】請求項41に記載の方法において、前記基
    板を水晶基板とした方法。
  48. 【請求項４８】請求項41に記載の方法において、前記横
    方向に延在する結晶領域が、半導体材料の膜をパターニ
    ングすることにより規定される方法。
  49. 【請求項４９】請求項48に記載の方法において、前記膜
    のパターンが、テイル部分と、このテイル部分に連続す
    るボトルネック部分と、このボトルネック部分と連続す
    る主アイランド部分とを有し、前膜の放射ビームパルス
    により露光される第１の部分を前記テイル部分とし、前
    記露光される別の部分が前記ボトルネック部分及び次に
    主アイランド部分を通るステップ移動方向に位置する方
    法。
  50. 【請求項５０】請求項41に記載の方法において、前記露
    光される部分がマスクパターンにより規定される方法。
  51. 【請求項５１】請求項50に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが投影される方法。
  52. 【請求項５２】請求項50に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが近接マスクにより規定される方法。
  53. 【請求項５３】請求項50に記載の方法において、前記マ
    スクパターンが接触マスクにより規定される方法。
  54. 【請求項５４】請求項41に記載の方法において、前記放
    射がレーザ放射により構成される方法。
  55. 【請求項５５】請求項41に記載の方法において、前記領
    域がカプセル化されている方法。
  56. 【請求項５６】支持基板上の、請求項41に記載の方法に
    より処理された半導体膜。
  57. 【請求項５７】支持基板上の、請求項41に記載の方法に
    より処理された半導体膜で構成される複数の半導体デバ
    イス。
  58. 【請求項５８】支持基板上の、少なくともアクティブチ
    ャネル領域が請求項41に記載の方法により処理されてい
    る薄膜トランジスタを有する集積回路。
  59. 【請求項５９】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項41に記載の方法により処理されている複数の画素コ
    ントローラ薄膜トランジスタを具える液晶表示装置。
  60. 【請求項６０】少なくともアクティブチャネル領域が請
    求項41に記載の方法により処理されている複数の薄膜ト
    ランジスタを具える画素ドライバ集積回路を有する液晶
    表示装置。
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