JP3999190B2 - アクティブマトリクス表示装置の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体デバイスの作製工程におけるレーザー光照射処理（いわゆる、レーザーアニール法）に関する。特に、本発明は、１部もしくは全部が非晶質成分からなる半導体材料、あるいは、実質的に真性な多結晶の半導体材料、さらには、イオン照射、イオン注入、イオンドーピング等によってダメージを受け、結晶性が著しく損なわれた半導体材料に対してレーザー光を照射することによって、該半導体材料の結晶性を向上せしめ、あるいは結晶性を回復させる方法に関する。

近年、半導体素子プロセスの低温化に関して盛んに研究が進められている。その大きな理由は、ガラス等の絶縁基板上に半導体素子を形成する必要が生じたからである。その他にも素子の微小化や素子の多層化に伴う要請もある。

半導体プロセスにおいては、半導体材料に含まれる非晶質成分もしくは非晶質半導体材料を結晶化させることや、もともと結晶性であったものの、イオンを照射したために結晶性が低下した半導体材料の結晶性を回復することや、結晶性であるのだが、より結晶性を向上させることが必要とされることがある。従来、このような目的のためには熱的なアニールが用いられていた。半導体材料として珪素を用いる場合には、６００℃から１１００℃の温度で０．１〜４８時間、もしくはそれ以上の時間のアニールをおこなうことによって、非晶質の結晶化、結晶性の回復、結晶性の向上等がなされてきた。

このような、熱アニールは、一般に温度が高いほど処理時間は短くても良かったが、６００℃程度の温度では長時間の処理を必要とした。したがって、プロセスの低温化の観点からは、従来、熱アニールによってなされていた工程を他の手段によって置き換えることが必要とされた。レーザー光照射技術は究極の低温プロセスと注目されている。すなわち、レーザー光は熱アニールに匹敵する高いエネルギーを必要とされる箇所にのみ限定して与えることができ、基板全体を高い温度にさらす必要がないからである。レーザー光の照射に関しては、大きく分けて２つの方法が提案されていた。

第１の方法はアルゴンイオン・レーザー等の連続発振レーザーを用いたものであり、スポット状のビームを半導体材料に照射する方法である。これはビーム内部でのエネルギー分布の差、およびビームの移動によって、半導体材料が溶融した後、緩やかに凝固することによって半導体材料を結晶化させる方法である。

第２の方法はエキシマーレーザーのごときパルス発振レーザーを用いて、大エネルギーレーザーパルスを半導体材料に照射し、半導体材料を瞬間的に溶融させ、凝固させることによって半導体材料を結晶化させる方法である。

第１の方法の問題点は処理に時間がかかることであった。これは連続発振レーザーの最大エネルギーが限られたものであるため、ビームスポットのサイズがせいぜいｍｍ単位となったためである。これに対し、第２の方法ではレーザーの最大エネルギーは非常に大きく、したがって、数ｃｍ² 以上の大きなスポットを用いて、より量産性を上げることができた。

しかしながら、パルスレーザーを照射する場合には、光学系の改良によって、１ショットパルスのビーム内でのエネルギーの均一性は達成できても、パルスの重なりによる素子の特性のばらつきを改善することさ難しかった。特に、素子が、ちょうどレーザー光のビームの端部に位置した場合には、素子の特性（特にＭＯＳトランジスタのしきい値電圧）はかなり大きくバラついた。

半導体デバイスに関しては、デジタル回路ではしきい値電圧のバラツキはかなり許容されるが、アナログ回路においては、隣接するトランジスタのしきい値電圧のバラツキは０．０２Ｖ以下の値が要求されることもあった。

本発明は、この問題を解決する目的でなされたものである。レーザービームの重なりによるバラツキをなくすには、理想的には、回路全体を一括して照射できるような大きなビームでレーザー光照射をおこなうことであるが、現実的には不可能である。そこで、本発明では基板上において、レーザービームの重なりのない比較的狭い領域と、レーザービームの重なりのある比較的広い領域とに分けることによって、全体として、十分な特性を得られるようにする。

本発明においては、基板上の回路をアナログ回路を中心とした回路領域と、アナログ的な要素の薄い回路領域とに分け、さらに、レーザー光のビームの大きさをアナログ回路を中心とした回路領域よりも大きくし、実質的にレーザー光を移動させなくとも、アナログ回路を中心とした回路領域の全体にレーザー光を照射させることができるようにする。

そして、アナログ回路を中心とした回路領域においては、実質的に、レーザーを移動させることなく、レーザー光を照射せしめる。すなわち、アナログ回路を中心とした回路領域においては、レーザービームの重なりが実質的に存在しないようにする。

一方、アナログ的な要素の薄い回路領域においては、レーザー光を走査させることによって、レーザー光の照射をおこなう。この結果、この領域においてはレーザービームの重なりが生じることとなる。

例えば、アクティブマトリクス回路と、それを駆動するための周辺回路（ドライバー回路）が同一基板上に形成された液晶ディスプレー（モノリシック型液晶ディスプレー）においては、アナログ回路を中心とした回路領域とは、アクティブマトリクスを駆動するドライバー回路、なかでも、アナログ信号を出力するソースドライバー（カラムドライバー）回路である。一方、アナログ的な要素の薄い回路領域としては、アクティブマトリクス回路やゲイトドライバー（スキャンドライバー）回路である。

本発明を実施するには、レーザーのビームの形状を、このような回路にあわせる、もしくは、回路の形状をレーザーのビームにあわせる必要があるが、一般的には線状ないし長方形状とすることが望ましい。また、例えば、液晶ディスプレーのカラムドライバーとスキャンドライバーは概略直交して形成されるので、これらの処理をおこなうには、レーザー光の向きを変えてもよいし、基板の向きを概略１／４回転（より一般的には、（ｎ／２＋１／４）（但し、ｎは自然数）回転）させてもよい。

以上のように処理することにより、アナログ的な回路領域では、重なりができず、レーザービームの面内均一性のみに支配されることとなる。その結果、レーザービームの面内均一性を十分に改善することにより、特性のそろった素子を形成できる。一方、アナログ的な要素の薄い回路領域では、レーザービームの重なりによる特性のバラツキは不可避であるが、そもそも、このような回路においては、少々のバラツキは許容されるので実質的に問題とはならない。

このようにして、本発明では、基板上に形成された回路全体として、レーザービームの重なりによる悪影響を除去し、回路全体の特性を向上させることができる。

本発明においては、レーザーの照射されるべき物体の形状は、何のパターンも有しない膜状のものであってもよいし、ほぼデバイスの形状が完成したものでもよい。以下に実施例を示し、より詳細に本発明を説明する。

本発明のレーザー光照射技術によって、量産性を維持しつつ、全体としての半導体回路の特性を高めることができた。本発明は半導体デバイスのプロセスに利用される全てのレーザー処理プロセスに利用できるが、中でも半導体デバイスとしてＴＦＴを取り上げる場合、ＴＦＴのしきい値電圧の均一性を向上させる意味では、多結晶珪素膜へのレーザー照射の工程に用いると効果が大きい。また、ＴＦＴの電界効果移動度、あるいはオン電流の均一性を高める意味では、上記の工程に加えて、ソース／ドレインの不純物元素の活性化工程に本発明を使用すると効果的である。このように本発明は工業上、有益なものと考えられる。

図４には本実施例で使用したレーザーアニール装置の概念図を示す。レーザー光は発振器４２で発振され、全反射ミラー４５、４６を経由して増幅器４３で増幅され、さらに全反射ミラー４７、４８を経由して光学系４４に導入される。それまでのレーザー光のビームは３０×９０ｍｍ² 程度の長方形であるが、この光学系６４によって長さ１００〜３００ｍｍ、幅１０〜３０ｍｍの細長いビームに加工される。この光学系を経たレーザー光のエネルギーは最大で３０Ｊ／ショットであった。

光学系４４の内部の光路は図５のように示される。光学系４４に入射したレーザー光は、シリンドリカル凹レンズＡ、シリンドリカル凸レンズＢ、横方向のフライアイレンズＣ、縦方向のフライアイレンズＤを通過する。これらフライアイレンズＣ、Ｄを通過することによってレーザー光はそれまでのガウス分布型から矩形分布に変化する。さらに、シリンドリカル凸レンズＥ、Ｆを通過してミラーＧ（図５ではミラー５９）を介して、シリンドリカルレンズＨによって集束され、試料に照射される。

本実施例では、図５の距離Ｘ₁ 、Ｘ₂を固定し、仮想焦点Ｉ（これはフライアイレンズの曲面の違いによって生ずるようになっている）とミラーＧとの距離Ｘ₃ 、と距離Ｘ₄ 、Ｘ₅ とを調節して、倍率Ｍ、焦点距離Ｆを調整した。すなわち、これらの間には、
Ｍ＝（Ｘ₃＋Ｘ₄）／Ｘ₅、
１／Ｆ＝１／（Ｘ₃＋Ｘ₄ ）＋１／Ｘ₅ 、
という関係がある。なお、本実施例では光路全長Ｘ₆は約１．３ｍであった。

このような細長いビームに加工されたビームを用いることによってレーザー処理能力は飛躍的に向上した。すなわち、短冊状のビームは光学系４４を出た後、全反射ミラー４９を経て、試料５１に照射されるが、ビームの幅が試料の幅と同程度、もしくは、それよりも長いので、結局、試料は１つの方向にのみ移動させてゆけばよい。したがって、試料のステージおよび駆動装置５０は構造が簡単で保守も容易である。また、試料をセットする際の位置合わせの操作（アライメント）も容易である。本発明においては、１方向への移動に加えて、試料を回転させる機能を有すればよい。

これに対して、正方形に近いビームであれば、それだけで基板全面をカバーすることは不可能であるので、試料を縦方向、横方向というように２次元的に移動させなければならない。しかし、その場合にはステージの駆動装置は複雑になり、また、位置合わせも２次元的に行わなければならないので難しい。特にアライメントを手動でおこなう場合には、その工程での時間のロスが大きく生産性が低下する。なお、これらの装置は防振台等の安定な架台４１上に固定される必要がある。

なお、上記のようなレーザー装置は単独で構成されてもよいし、他の装置、例えば、プラズマＣＶＤ成膜装置、イオン注入装置（もしくはイオンドーピング装置）、熱アニール装置、その他の半導体製造装置と組み合わせたマルチチャンバーとしてもよい。

本実施例では、アクティブマトリクス型液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）において、アクティブマトリクス回路を駆動する周辺回路も同じ基板上に形成されている、いわゆるモノリシック型ＡＭＬＣＤについて説明する。

このような装置では、図１（Ａ）に示すように、基板１１上には、アクティブマトリクス回路の領域１４と、カラムドライバー１３およびスキャンドライバー１２がその縁に設けられることとなっている。実際には、このレーザー照射の段階では、上記の工程からも明らかなように、基板上には一様な膜が存在するのみであるが、分かりやすくするために回路の形成される位置を示す。カラムドライバー１３もスキャンドライバー１２もシフトレジスタを有するのであるが、カラムドライバーはアナログ信号を出力するので、そのための増幅器（バッファー回路）が含まれることなる。

このようなＡＭＬＣＤに用いられる素子のうち薄膜トランジスタの作製プロセスの概略は以下のようであった。

［１］ ガラス基板上への下地酸化珪素膜、非晶質珪素膜の形成、および／または、非晶質珪素膜上への結晶化促進剤（例えば、酢酸ニッケル等）等の塗布
［２］ 固相成長による非晶質珪素膜の結晶化（固相成長条件の例：５５０℃、８時間、窒素雰囲気中）
［３］ 結晶化した珪素膜に対するレーザー処理（結晶性の向上を目的とする）
［４］ 珪素膜のエッチングによる島状珪素領域の形成
［５］ ゲイト絶縁膜（酸化珪素）の形成
［６］ ゲイト電極の形成
［７］ 不純物元素（燐、ホウ素等）の注入によるソース／ドレインの形成
［８］ レーザー照射による注入された不純物の活性化
［９］ 層間絶縁物の形成
［１０］ソース／ドレインへの電極の形成

本実施例および以下の実施例２および３においては上記工程において、多結晶珪素膜の結晶性をさらに高める目的でおこなわれる［３］ のレーザー光照射に関するものとする。

図１には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例では、レーザービーム１５は、カラムドライバー１３全体を照射するに足る大きさで，例えば、幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍの長方形である。まず、図１（Ｂ）に示すように、レーザー光がカラムドライバーに照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は２００℃とした。レーザーとしてはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いた。レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ^(２) 、レーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図１（Ｂ））

その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域１４およびスキャンドライバー１２の上端がレーザービーム１５にかかる位置まで基板を移動させた。（図１（Ｃ））

そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ^２ 、レーザー光の走査速度は１０ｍｍ／ｓとした。この結果、レーザービーム１５は１ｍｍずつずれていくことになる。ビームの幅は１０ｍｍなので、１か所に付き１０ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。（図１（Ｄ））

このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、スキャンドライバー１２およびアクティブマトリクス領域１４に対してレーザー光照射をおこなった。（図１（Ｅ））

本実施例では、カラムドライバー１３においては、レーザービームの重なりはなかった。その結果、カラムドライバーにおける薄膜トランジスタのしきい値電圧は非常にバラツキの小さいものとなり、典型的には、隣接の薄膜トランジスタで０．０１Ｖ以下、カラムドライバー内で０．０５Ｖ以下であった。他の特性も同様であった。一方、スキャンドライバー１２とアクティブマトリクス領域１４にはレーザービームの重なりが生じた。したがって、例えば、スキャンドライバー１２における薄膜トランジスタのしきい値電圧のバラツキは、隣接のもので、０．１Ｖ程度、面内でも同じくらいであった。アクティブマトリクス領域１４も同様である。しかしながら、この程度のバラツキはそれぞれの回路の動作には全く支障のないものであった。

図２には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例でも、レーザービーム２５は、カラムドライバー２３全体を照射するに足る大きさで，例えば、幅１０ｍｍ、長さ２００ｍｍの長方形である。まず、図２（Ｂ）に示すように、レーザー光がカラムドライバーに照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は２００℃とした。レーザーとしてはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いた。レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図２（Ｂ））

その後、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域２４の上端がレーザービーム２５にかかる位置まで基板を移動させた。なお、実施例１とは異なり、このときにはスキャンドライバー２２にはレーザー光が照射されないようにした。（図２（Ｃ））

そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は２５０ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光の走査速度は１０ｍｍ／ｓとした。この結果、レーザービーム２５は１ｍｍずつずれていくことになる。ビームの幅は１０ｍｍなので、１か所に付き１０ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。（図２（Ｄ））

このようにして、基板の下端までレーザーを走査し、アクティブマトリクス領域２４に対してレーザー光照射をおこなった。（図２（Ｅ））

その後、基板を１／４回転させた。図２（Ｆ）において、点線の四角２６は最初の基板の位置である。（図２（Ｆ））

そして、図２（Ｇ）に示すように、レーザー光がスキャンドライバー２２に照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されないようになっている。その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、スキャンドライバー２２にレーザー光を照射した。レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図２（Ｇ））

本実施例では、カラムドライバー２３のみならず、スキャンドライバー２２にもレーザービームの重なりはなかった。また、本実施例では、ドライバー回路は３００ｍＪ／ｃｍ^２のレーザー光を照射したのに対し、アクティブマトリクス回路に対しては、２５０ｍＪ／ｃｍ^２のレーザー光を照射した。これは、アクティブマトリクス回路においては、リーク電流（ゲイトに逆バイアス電圧を印加した際の漏洩電流。オフ電流とも言う）の小さい薄膜トランジスタを得るためである。一方、ドライバー回路では、薄膜トランジスタが高速動作を要求されるので、レーザー光のエネルギーを高くし、高いモビリティーを得るようにした。

図３には本実施例のレーザー処理工程を示す。本実施例では、実施例１、２とは異なり、基板の上下左右にドライバー回路を有するモノリシック型液晶ディスプレーに関し、また、本実施例は、このようなディスプレーの活性化工程（実施例１の『［８］ レーザー照射による注入された不純物の活性化』に相当する）に関する。

図６に本実施例によって処理されるべき基板の全体の工程の概要を示す。まず、基板（コーニング７０５９、３００ｍｍ×２００ｍｍ）１０１上に下地酸化膜１０２として厚さ１００〜５００ｎｍ、例えば、２００ｎｍの酸化珪素膜を形成した。この酸化膜の形成方法としては、酸素雰囲気中でのスパッタ法を使用した。しかし、より量産性を高めるには、ＴＥＯＳをプラズマＣＶＤ法で分解・堆積して形成してもよい。また、このように形成した酸化珪素膜を４００〜６５０℃でアニールしてもよい。

その後、プラズマＣＶＤ法やＬＰＣＶＤ法によってアモルファス状のシリコン膜を３０〜５００ｎｍ、好ましくは４０〜１００ｎｍ、例えば、５０ｎｍ堆積し、これを、５５０〜６００℃の還元雰囲気に８〜２４時間放置して、結晶化せしめた。その際には、ニッケル等の結晶化を助長する金属元素を微量添加して結晶化を促進せしめてもよい。また、この工程は、レーザー照射によっておこなってもよい。そして、このようにして結晶化させたシリコン膜をエッチングして島状領域１０３を形成した。さらに、この上にプラズマＣＶＤ法によって厚さ７０〜１５０ｎｍ、例えば、１２０ｎｍの酸化珪素膜１０４を形成した。

その後、厚さ１００ｎｍ〜３μｍ、例えば、５００ｎｍのアルミニウム（１ｗｔ％のＳｉ、もしくは０．１〜０．３ｗｔ％のＳｃ（スカンジウム）を含む）膜をスパッタ法によって形成して、これをエッチングし、ゲイト電極１０５およびゲイト配線１０６を形成した。（図６（Ａ））

そして、ゲイト電極１０５およびゲイト電極１０６に電解液中で電流を通じて陽極酸化し、厚さ５０〜２５０ｎｍ、例えば、２００ｎｍの陽極酸化物１０７、１０８を形成した。用いた電解溶液は、Ｌ−酒石酸をエチレングリコールに５％の濃度で希釈し、アンモニアを用いてｐＨを７．０±０．２に調整したものである。その溶液中に基板１０１を浸し、定電流源の＋側を基板上のゲイト配線に接続し、−側には白金の電極を接続して２０ｍＡの定電流状態で電圧を印加し、１５０Ｖに到達するまで酸化を継続した。さらに、１５０Ｖで定電圧状態で加え０．１ｍＡ以下になるまで酸化を継続した。この結果、厚さ２００ｎｍの酸化アルミニウム被膜が得られた。

その後、イオンドーピング法によって、島状シリコン膜１０３に、ゲイト電極部（すなわちゲイト電極とその周囲の陽極酸化膜）をマスクとして自己整合的に不純物（ここでは燐）を注入し、図６（Ｂ）に示すように低濃度不純物領域（ＬＤＤ）１０９を形成した。ドーズ量は１×１０¹³〜５×１０¹⁴原子／ｃｍ² 、加速電圧は１０〜９０ｋＶ、例えば、、ドーズ量を５×１０¹³原子／ｃｍ² 、加速電圧は８０ｋＶとした。（図６（Ｂ））

そして、プラズマＣＶＤ法によって、酸化珪素膜１１０を堆積した。ここでは、原料ガスにＴＥＯＳと酸素、もしくはモノシランと亜酸化窒素を用いた。酸化珪素膜１１０の厚さはゲイト電極・配線の高さによって最適な値が異なる。例えば、本実施例のごとく、ゲイト電極・配線の高さが陽極酸化物被膜も含めて約６００ｎｍの場合には、その１／３〜２倍の２００ｎｍ〜１．２μｍが好ましく、ここでは、６００ｎｍとした。この成膜工程においては、平坦部での膜厚の均一性をともに、ステップカバレージが良好であることも要求される。その結果、ゲイト電極・配線の側面部の酸化珪素膜の厚さは、図６（Ｃ）に点線で示す分だけ厚くなっている。（図６（Ｃ））

次に、公知のＲＩＥ法による異方性ドライエッチングをおこなうことによって、この酸化珪素膜１０８のエッチングをおこなった。このエッチングはゲイト絶縁膜１０５までエッチングが達した時点で終了した。このようなエッチングの終点に関しては、例えば、ゲイト絶縁膜１０５のエッチングレートを、酸化珪素膜１１０のものに比較して小さくすることによって、制御することが可能である。以上の工程によって、ゲイト電極・配線の側面には概略三角形状の絶縁物（サイドウォール）１１１、１１２が残った。

その後、再び、イオンドーピング法によって、燐を導入した。この場合のドーズ量は、図６（Ｂ）の工程のドーズ量より１〜３桁多いことが好ましい。本実施例では、最初の燐のドーピングのドーズ量の４０倍の２×１０¹⁵原子／ｃｍ² とした。加速電圧は８０ｋＶとした。この結果、高濃度の燐が導入された領域（ソース／ドレイン）１１４が形成され、また、サイドウォールの下部には低濃度領域（ＬＤＤ）１１３が残された。（図６（Ｄ））

さらに、ＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を照射して、ドーピングされた不純物の活性化をおこなった。レーザーのエネルギー密度は２００〜４００ｍＪ／ｃｍ²、好ましくは２５０〜３００ｍＪ／ｃｍ² が適当であった。（図６（Ｅ））

最後に、全面に層間絶縁物１１５として、ＣＶＤ法によって酸化珪素膜を厚さ５００ｎｍ形成した。そして、ＴＦＴのソース／ドレインにコンタクトホールを形成し、２層目のアルミニウム配線・電極１１６、１１７を形成した。アルミニウム配線の厚さはゲイト電極・配線とほぼ同じ、４００〜６００ｎｍとした。

以上の工程によって、Ｎチャネル型のＬＤＤを有するＴＦＴが完成された。不純物領域の活性化のために、さらに２００〜４００℃で水素アニールをおこなってもよい。２層目配線１１７はゲイト配線１０６を乗り越える部分での段差が、サイドウォール１１２の存在によって緩やかになっているため、２層目の配線の厚さがゲイト電極・配線とほぼ同じであるにも関わらず、段切れはほとんど観察されなかった。（図６（Ｆ））

なお、以下に述べるのは上記の工程のうち、図６（Ｅ）におけるレーザー照射によるドーピング不純物の活性化の工程である。

次に、本実施例で処理すべき基板の構成の概要について述べる。図７は本実施例で処理した基板の断面の概要を示す。基板には周辺駆動回路領域と画素回路領域が設けられており、周辺駆動回路はＮＭＯＳおよびＰＭＯＳのＴＦＴによって、また、画素回路はＰＭＯＳのＴＦＴによって構成されている。なお、画素回路のＴＦＴには画素電極が設けられておる。（図７）

本実施例で処理すべき基板を上方から見た様子を図３に示す。図６（Ｅ）から明らかであるら、以下に記述する工程では、層間絶縁物や２層目の配線等は形成されていない。図３（Ａ）に示すように、基板３１上にはスキャンドライバー３２および３３とカラムドライバー３４および３５、さらに、アクティブマトリクス回路３６が形成される。本実施例でも、レーザービーム３７は、カラムドライバー３４および３５全体を照射するに足る大きさで，例えば、幅１０ｍｍ、長さ３００ｍｍの長方形である。

まず、図３（Ｂ）に示すように、レーザー光がスキャンドライバー３２に照射されるように、基板を移動した。この段階ではレーザー光は基板に照射されない。その後、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。レーザー光照射は大気中でおこない、基板温度は２００℃とした。レーザーとしてはＫｒＦエキシマーレーザー（波長２４８ｎｍ）を用いた。レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図３（Ｂ））

その後、基板を移動し、スキャンドライバー３３にレーザー光が照射されるように設定し、再び、基板およびレーザービームを移動させることなく、レーザー照射をおこなった。この場合も上記と同じ条件で１０ショットのレーザー光を照射した。必要なショット数のレーザー光を照射したらレーザー光照射を停止した。（図３（Ｃ））

その後、基板を１／４回転させた。図３（Ｄ）において、点線の四角３８は最初の基板の位置である。（図３（Ｄ））

その後、図３（Ｅ）に示すように、レーザー光がカラムドライバー３４に照射されるように、基板を移動した。そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、レーザー光を照射した。このときの照射条件も上記と同一としレーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図３（Ｅ））

次に、レーザー光の照射されるべき位置を下にずらし、アクティブマトリクス領域３６（およびスキャンドライバー３２、３３）の上端がレーザービーム３７にかかる位置まで基板を移動させた。そして、レーザー光を照射しつつ、基板を移動した。例えば、レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は２５０ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光の走査速度は１０ｍｍ／ｓとした。この結果、レーザービーム２５は１ｍｍずつずれていくことになる。ビームの幅は１０ｍｍなので、１か所に付き１０ショット程度のレーザー光が照射されることとなる。（図３（Ｆ））

このようにして、アクティブマトリクス回路３６の下端までレーザーを走査し、アクティブマトリクス領域３６に対してレーザー光照射をおこなった。アクティブマトリクスの下端まで照射が完了した段階で、レーザー照射を停止した。

そして、図３（Ｇ）に示すように、レーザー光がカラムドライバー３５に照射されるように、基板を移動した。そして、実質的にレーザービームおよび基板を移動させないで、カラムドライバー３５にレーザー光を照射した。レーザーの発振周波数は１０Ｈｚ、レーザー光のエネルギー密度は３００ｍＪ／ｃｍ² 、レーザー光のパルスは１０ショットとした。必要なショット数のレーザー光照射が完了したら、レーザー光照射を停止した。（図３（Ｇ））

本実施例では、カラムドライバー３４、３５では全くレーザービームが重ならなかった。一方、スキャンドライバーでは、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示すレーザー光照射工程ではレーザービームの重なりは生じないが、アクティブマトリクス回路のレーザー照射の際に重なりが発生した。しかしながら、スキャンドライバーは、カラムドライバーに比較して特性のバラツキの制約が緩やかであることに加え、アクティブマトリクス回路へのレーザー光照射のエネルギーが最初のレーザー照射のエネルギーよりも小さいことから実質的な影響は全くなかった。

実施例のレーザー処理方法を示す。（実施例１参照） 実施例のレーザー処理方法を示す。（実施例２参照） 実施例のレーザー処理方法を示す。（実施例３参照） 実施例で使用したレーザーアニール装置の概念図を示す。 実施例で使用したレーザーアニール装置の光学系の概念図を示す。 実施例のＴＦＴ素子の作製工程の概要を示す。（実施例３参照） ＴＦＴ回路の断面の様子を示す。（実施例３参照）

符号の説明

１１、２１、３１ 基板
１２、２２、３２、３３ スキャンドライバー
１３、２３、３４、３５ カラムドライバー
１４、２４、３６ アクティブマトリクス回路の領域
１５、２５、３７ レーザービームのスポット（線状レーザービーム）
２６、３８ 回転前の基板の位置を示す。

Claims (5)

1. 複数のＴＦＴを有するソースドライバー回路と、
   複数のＴＦＴを有するゲイトドライバー回路と、
   前記ソースドライバー回路及び前記ゲイトドライバー回路により駆動され、複数のＴＦＴを有するアクティブマトリクス回路と、
   を同一基板上に有するアクティブマトリクス表示装置の作製方法において、
   前記基板上にアモルファスシリコン膜を形成し、
   前記アモルファスシリコン膜を結晶化して結晶性シリコン膜を形成し、
   前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路が形成される領域の前記結晶性シリコン膜に、線状もしくは長方形状レーザー光を照射し、
   前記レーザー光を照射した前記結晶性シリコン膜を用いて、前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴそれぞれの島状領域を形成し、
   前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴそれぞれの島状領域に、ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成し、
   前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴそれぞれの島状領域をアニールして、前記ソース領域及びドレイン領域を活性化し、
   前記ソースドライバー回路が形成される領域の前記結晶性シリコン膜に照射する前記線状もしくは長方形状レーザー光は、前記ソースドライバー回路が形成される領域の全体を照射するに足りる大きさのレーザー光であり、かつ前記基板及び前記レーザー光を移動させずに、前記ソースドライバー回路が形成される領域を照射し、
   前記ゲイトドライバー回路及びアクティブマトリクス回路が形成される領域の前記結晶性シリコン膜に照射する前記線状もしくは長方形状レーザー光は、前記ソースドライバー回路が形成される領域の全体を照射するに足りる大きさのレーザー光であり、かつ前記基板を移動させつつ、前記ゲイトドライバー回路及びアクティブマトリクス回路を形成する領域を照射することを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の作製方法。
2. 複数のＴＦＴを有するソースドライバー回路と、
   複数のＴＦＴを有するゲイトドライバー回路と、
   前記ソースドライバー回路及び前記ゲイトドライバー回路により駆動され、複数のＴＦＴを有するアクティブマトリクス回路と、
   を同一基板上に有するアクティブマトリクス表示装置の作製方法において、
   前記基板上にアモルファスシリコン膜を形成し、
   前記アモルファスシリコン膜を結晶化して結晶性シリコン膜を形成し、
   前記結晶性シリコン膜を用いて、前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴのそれぞれの島状領域を形成し、
   前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴそれぞれの島状領域に、ソース領域及びドレイン領域をそれぞれ形成し、
   前記ソースドライバー回路、前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路の複数のＴＦＴそれぞれのソース領域及びドレイン領域に、線状もしくは長方形状レーザー光を照射することによって活性化し、
   前記ソースドライバー回路が形成される領域の複数のＴＦＴそれぞれのソース領域及びドレイン領域に照射する前記線状もしくは長方形状レーザー光は、前記ソースドライバー回路が形成される領域の全体を照射するに足りる大きさのレーザー光であり、かつ前記基板及び前記レーザー光を移動させずに、前記ソースドライバー回路が形成される領域を照射し、
   前記ゲイトドライバー回路及び前記アクティブマトリクス回路が形成される領域の複数のＴＦＴそれぞれのソース領域及びドレイン領域に照射する前記線状もしくは長方形状レーザー光は、前記ソースドライバー回路が形成される領域の全体を照射するに足りる大きさのレーザー光であり、かつ前記基板を移動させつつ、前記ゲイトドライバー回路及びアクティブマトリクス回路を形成する領域を照射することを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の作製方法。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記レーザー光は、ＫｒＦエキシマレーザーであることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の作製方法。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項において、
   前記結晶性シリコン膜は、前記アモルファスシリコン膜を、結晶化を助長する金属元素を用いて結晶化することによって形成されることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の作製方法。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか１項において、
   前記活性化を行なった後、２００〜４００℃で水素アニールすることを特徴とするアクティブマトリクス表示装置の作製方法。

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