JPH08227855A - 半導体デバイスのレーザー処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶ディスプレイ装置となるべき半導体のア
ニールの際に、周辺回路領域と画素領域とに配置される
薄膜トランジスタを必要な特性に応じて作り分ける技術
を提供する。 【構成】 半導体薄膜に対するレーザー光の照射による
アニール工程において、部分的にマスクを用いてレーザ
ー光を選択的に照射する。例えば、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置の作製において、周辺回路領と画素
領域とに対して、それぞれ異なる条件でレーザー光を照
射するために、マスクを用いて、必要とする照射エネル
ギー密度でレーザー光を照射する。こうして、必要とす
る結晶性を選択的に有する結晶性珪素膜を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体材料の結晶化工
程、アニール工程等に利用される半導体デバイスのレー
ザー処理方法に関するものである。特に、薄膜トランジ
スタを用いた液晶表示装置の作製方法に利用される半導
体デバイスのレーザー処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
として、映像を表示する画素領域と、画素を駆動するた
めの周辺回路とを１枚の透明基板上に集積化した構成が
知られている。一般に、液晶ディスプレイにはガラス基
板が利用されている。

【０００３】画素領域にはマトリクス状に多数の画素が
配置され、画素毎に薄膜トランジスタが接続されてい
る。周辺回路は薄膜トランジスタで構成され、画素に接
続された薄膜トランジスタに流す電流値を制御する機能
を有する。

【０００４】画素領域において、画素は周辺駆動回路か
ら送られた情報を保持する役割を果たしており、画素に
接続されている薄膜トランジスタのオフ電流が充分に小
さくないと、その情報を保持することができない。更
に、これらの薄膜トランジスタのオフ電流値が素子毎に
大きく異なっていると、周辺駆動回路から同じ情報が送
られてきても、画素毎に表示の仕方が違ってしまう。

【０００５】他方、周辺回路において、薄膜トランジス
タは高移動度が要求されており、移動度が高ければ高い
ほど、回路構造を簡単にでき、かつ表示装置を高速に動
作させることができる。

【０００６】以上のように、同一の基板上に形成される
薄膜トランジスタであっても、周辺回路と画素領域とで
は、配置される薄膜トランジスタに要求される特性が異
なる。即ち、画素領域に配置される薄膜トランジスタは
それほど高移動度は要求されないが、オフ電流が小さ
く、かつ画素領域でその値が均一であることが要求され
る。逆に、周辺回路に配置される薄膜トランジスタはオ
フ電流特性よりも移動度が優先され、高移動度が要求さ
れている。

【０００７】近年、半導体素子の作製プロセスの低温化
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、液晶電気光学装置において、ディスプレイの部分を
光が透過する必要があるので、基板として安価で加工性
の高いガラス基板を利用する必要があり、ガラス基板
は、１０００℃あるいはそれ以上の高温での加熱処理に
耐えることができない。従って、従来よりのシリコンウ
エハーを用いたＩＣの作製技術を直接利用することがで
きない。このような背景から半導体素子の作製プロセス
を低温化する要求が高まっている。

【０００８】薄膜トランジスタの作製プロセスにおいて
低温化が必要とされる技術は、薄膜トランジスタの特性
を向上するための技術であり、 （１）半導体材料に含まれる非晶質成分、もしくは非晶
質の半導体材料自体を結晶化させる。 （２）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さ
せる。 （３）結晶性であるのだが、より結晶性を向上させる。 というような技術である。

【０００９】従来、上記のようなプロセスには熱的なア
ニールが採用されている。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行うこ
とによって、非晶質の結晶化、結晶性の回復、結晶性の
向上等がなされていた。

【００１０】一般に、熱アニールは温度が高いほど、処
理時間が短縮でき、結晶化の効果が大きくなる。しかし
ながら、５００℃以下の温度では、ほとんど効果がない
ため、プロセスの低温化の観点からは、熱アニールによ
ってなされていた工程を他の技術により置き換えること
が必要とされている。

【００１１】熱アニール代わる技術として、レーザー光
を照射することによってアニールを行う技術が注目され
ている。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限定して与えることができる
ため、基板全体を高い温度にさらす必要がないからであ
る。

【００１２】レーザー光の照射に関して、大きく分けて
２つの方法が提案されている。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て、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。スポッ
ト状のビームが半導体材料に照射されると、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、半導体材料が溶融されて、緩やかに凝固して、結晶
化される。

【００１３】第２の方法はエキシマーレーザー等のパル
ス発振レーザーを用いる方法である。高いエネルギー密
度でレーザーパルスを半導体材料に照射して、半導体材
料を瞬間的に溶融・凝固させて、半導体材料を結晶化さ
せる方法である。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レーザ
ーアニールのみで、液晶表示装置に要求される程度の高
い移動度を有する結晶性珪素膜を得ることは大変困難で
ある。そこで、従来では、熱アニールとレーザーアニー
ルとを併用して、結晶性珪素膜を形成する方法が提案さ
れている。

【００１５】先ず熱アニール法により、珪素膜を５５０
℃程度の温度で数時間加熱して、結晶化させる。この
後、結晶化された珪素膜にレーザー光を照射して、結晶
性を向上させている。この方法で得られた結晶性珪素膜
により作製された薄膜トランジスタはオフ電流も低く、
１０^-12 Ａ程度であり、素子毎のオフ電流のばらつきも
小さく、オーダーで合っている。また、画素部が必要と
する程度の移動度（２０ｃｍ² / Ｖｓ程度）を有する。
従って、この方法により、画素領域に好適な薄膜トラン
ジスタを作製することが可能であるが、周辺回路に必要
とされる１００ｃｍ² / Ｖｓ以上の移動度を有する薄膜
トランジスタを得ることは困難である。

【００１６】高移動度を有する薄膜トランジスタを作製
する技術として、本発明者は、既に、珪素の結晶化を促
進する金属元素を用いて、非晶質珪素膜を結晶化する技
術を提案している。珪素の結晶化を助長する金属元素
は、非晶質珪素が結晶化する際に核の役割を果たせば良
いので、様々な金属を使用することができる。我々の実
験によれば、Ｎｉを添加したものが最も良い結晶性を示
した。

【００１７】非晶質珪素膜にＮｉを添加する方法には、
Ｎｉ酢酸塩溶液を非晶質珪素膜の表面に塗布する方法を
挙げることができる。非晶質珪素膜にＮｉ元素を導入し
て、５５０℃の雰囲気中において４時間程度保持するこ
とによって、非晶質珪素膜が結晶化される。

【００１８】更に、結晶化された珪素膜（結晶性珪素
膜）に対してレーザー光を照射して、結晶性を高める。
レーザー光の照射には、線状レーザーを使用する。レー
ザー光の照射には、強いパルスレーザー光の照射の前
に、それよりも弱いパルスレーザー光の予備的な照射を
おこなう方法を採用する。なお、レーザー光の照射の間
に、ガラス基板温度は数１００℃（１００℃〜６００
℃）に保たれている。

【００１９】このようにレーザー光を２段階に照射する
のは、レーザー照射による膜表面の均一性悪化を極力抑
制するためである。なぜ、予備照射が膜の均一性維持に
効果的かというと、これまで述べたような方法で作られ
た結晶性を有する珪素膜は、非晶質部分が多く残ってお
り、レーザーエネルギーの吸収率が多結晶膜とかなり異
なるような性質を有しているからである。つまり、１回
目の照射で膜に残っている非晶質部分を結晶化して、さ
らに２回目の照射では全体的な結晶化を促進させるの
が、２段階照射の作用である。この効果は大変高く、完
成される半導体デバイスの特性をも著しく向上させるこ
とができる。さらに、その均一性を高めるためには２回
のビーム照射方向が互いに概略直交させるようにすると
よい。

【００２０】レーザー光の照射の際に、基板温度を数１
００度（１００℃〜６００℃）に保つ必要がある。これ
は、レーザー光の照射に従う被照射面の表面温度の上昇
と下降の速度を和らげるためである。一般に環境の急激
な変化は物質の均一性を損うことが知られているが、基
板温度を高く保つことで、レーザー光の照射による基板
表面の均一性を保つことができる。なお、レーザー光の
照射における雰囲気制御は特に行わずに、大気中で照射
を行えばよい。

【００２１】上記の方法で得られた結晶性珪素膜を用い
て作製された薄膜トランジスタは、高い移動度を有し、
その値は１００ cm² / Vs 以上であるため、周辺回路に
好適である。その反面、この薄膜トランジスタはオフ電
流が高く、しかも個々の薄膜トランジスタ間でその値が
大きくばらついている。具体的には、オーダーで２桁か
ら５桁もばらついており、画素領域に配置する薄膜トラ
ンジスタには、不適当である。即ち、従来のレーザー処
理方法では、画素領域と周辺回路とに好適な薄膜トラン
ジスタを同一基板上に作製することができない。

【００２２】本発明の目的は、上述の問題点を解決し
て、同一基板上に、異なる特性を要求される半導体装置
を作り分けることが可能な半導体デバイスのレーザー処
理方法を提供することにある。更に、他の目的は、画素
領域に配置される薄膜トランジスタと、周辺回路領域に
配置される薄膜トランジスタとを作り分ける技術を提供
することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】上述したように、画素領
域に配置される薄膜トランジスタにおけるオフ電流値の
画素毎のばらつきは、液晶ディスプレイを動作させる上
で致命的な欠点となる。他方、周辺駆動回路に配置され
る薄膜トランジスタはオフ電流値がばらついても、液晶
ディスプレイの動作に影響がないことが明らかになって
いる。なお、ここでいう周辺駆動回路の具体的な例とし
ては、シフトレジスタ回路を挙げることができる。

【００２４】また、周辺駆動回路に配置される薄膜トラ
ンジスタは高い移動度（１００ cm²/ Vs 以上）が必要
とされるが、画素領域に配置される薄膜トランジスタは
低い移動度（２０ cm² / Vs 程度）でよいことも判明し
ている。

【００２５】以上のことを考慮すると、図４に示される
ような構成において、周辺回路領域の非晶質珪素膜のみ
にＮｉを添加することによって、結晶性珪素膜を形成す
ることにより、周辺回路領域に配置される薄膜トランジ
スタの活性層の結晶性をより高い結晶性とする構成が結
論される。この場合、周辺回路領域に配置される薄膜ト
ランジスタはオフ電流特性は犠牲にして、高移動度を有
する薄膜トランジスタとすることができる。一方で、画
素領域の非晶質珪素膜にはＮｉを導入しないで、結晶化
させることにより、画素領域に配置される薄膜トランジ
スタには、移動度を犠牲にしてもオフ電流の小さい薄膜
トランジスタを得ることができる。これは、活性層を構
成する半導体層の結晶性を悪くすることで（Ｎｉを導入
しないで、結晶性はそれ程向上されない。）、移動度は
低下するが、オフ電流の値は小さくすることができる、
という現象を利用したものである。

【００２６】しかしながら、上記の方法を採用すると、
周辺回路領域と画素領域とで著しく膜質が異なることに
なるので、結晶化の方法、具体的にはレーザー光の照射
方法を工夫しなければならない。というのは、膜質や半
導体材料の上に乗っている膜（自然酸化膜や、Ｎｉを添
加する際に画素領域に製膜されるマスク）の状態によっ
て、レーザー光の照射に際する最適エネルギーや、照射
方法が異なるからである。また、Ｎｉ添加を部分的に行
うために、工程を工夫する必要がある。

【００２７】そこで本明細書で開示する発明において
は、同一基板上に集積化された半導体デバイスの作製工
程において、必要とする半導体特性に合わせて異なるレ
ーザーエネルギーで選択的にレーザー光の照射による処
理を行うことを特徴とする。

【００２８】本発明においては、レーザー光を線状のビ
ームに加工して、照射するのが好ましい。これにより、
ビームを一次元のみに走査させることで、基板全体にレ
ーザー光を照射することができるので、処理時間が短縮
され、大面積に対する処理が可能になる。なお、試料面
積が小さい場合や、大面積のビームパターンを得られる
場合には、スポットレーザーを利用してもよい。

【００２９】以下に、本明細書で開示する発明を利用し
た工程の一例を簡潔に述べる。まず、ガラス基板上の全
面に非晶質珪素膜を成膜する。そして、Ｎｉを部分的に
添加するために、非晶質珪素膜上にSiO₂膜（３００Å以
上の厚さが必要）を成膜し、パターニングにより、Ｎｉ
を添加すべき領域（周辺回路領域）のみSiO₂膜を除去し
て、その領域の非晶質珪素膜を露呈させる。その後、Ｎ
ｉ酢酸塩溶液を全表面に塗布する。この結果、露呈して
いる非晶質珪素膜の表面のみにＮｉ元素が導入される。
そして、５５０℃、４時間の加熱処理を行う。この結
果、珪素膜はＮｉが添加された部分のみが結晶化した状
態となる。これは、５５０℃、４時間の条件では、Ｎｉ
が添加されていない非晶質珪素膜は結晶化しないためで
ある。

【００３０】この状態でさらにＮｉが添加された領域
（結晶化している）と、Ｎｉが添加されていない領域
（非晶質のままでである）それぞれに、所定の照射エネ
ルギー密度でレーザー光を照射する。このため、それぞ
れの領域に対するレーザー光の照射条件を工夫する必要
がある。そこで、本明細書に開示する発明においては、
レーザー光を画素領域のみに照射するマスクＡ（図５）
と、周辺駆動回路領域のみに照射するマスクＢ（図６）
とを使い分け、かつ、レーザー光を２回に分けて照射す
る。これにより、画素領域と周辺駆動回路領域とで異な
るエネルギーのレーザー光を照射することが可能とな
る。

【００３１】１回目の照射は、図５、図６に示すマスク
Ａ、Ｂを用いずに、画素領域と周辺回路領域を同一のエ
ネルギーで照射する。この際の照射エネルギー密度は、
画素領域の結晶化が確実に促進される値とする。画素領
域が結晶化したか否かは、色の変化として観察される。

【００３２】２回目の照射は、図５、図６に示すマスク
Ａ、Ｂそれぞれを用いて、画素領域と周辺回路領域を互
いに異なるエネルギーで照射する。周辺回路領域に対す
る照射エネルギーは一回目のエネルギーの１４０％〜１
９０％の値とする。他方、画素領域に対する照射エネル
ギーは、周辺回路領域に施す２回目の照射エネルギーよ
りも５％〜３０％高い値とする。

【００３３】２回のレーザー光の照射を行うことによっ
て、Ｎｉが添加され結晶化している領域はさらにその結
晶性が助長される。他方、Ｎｉが導入されず非晶質のま
まで残存した領域は結晶化される。

【００３４】この結果、結晶化の過程が異なる２種類の
結晶性珪素膜が得られる。即ち、加熱によってＮｉの触
媒作用により結晶化され、さらにレーザー光の照射によ
って結晶化された結晶性珪素膜と、Ｎｉが添加されず、
レーザー光の照射のみによって結晶化された結晶性珪素
膜とが得られる。この２種類の結晶性珪素膜は結晶化過
程の違いのため膜質が大きく異なり、この膜質の違いは
それらの膜（結晶性珪素膜）を用いて薄膜トランジスタ
を作製した場合に、その特性の違いとして計測すること
ができる。

【００３５】具体的には、Ｎｉが添加された領域を用い
て作製した薄膜トランジスタはオフ電流値が大きく、素
子毎にその値が２桁以上ばらついているが、平均の移動
度が１００ cm² / Vs 以上である。このため、周辺回路
に好適である。他方、Ｎｉが添加されていない領域を用
いて作製した薄膜トランジスタは移動度が２０ cm² /Vs
以下と比較的小さいが、オフ電流特性のバラツキがほ
とんど同じ桁の範囲内に納まっている。このため、画素
部に好適である。

【００３６】本発明に係るレーザー処理方法を採用する
ことで、同一基板上に、画素領域に配置される薄膜トラ
ンジスタとして最適な特性を有するものを得ることがで
き、他方で周辺回路に配置する薄膜トランジスタとして
最適な特性を有するものを得ることができる。

【００３７】本明細書で開示する発明において、珪素の
結晶化を助長する金属元素としては、Ｎｉ以外に、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｃ
ｕ、Ａｕから選ばれた一種または複数種類の材料を挙げ
ることができる。またＮｉ以外の材料の導入方法として
以下に示す化合物（溶液）を用いれることができる。

【００３８】例えば、珪素の結晶化を助長する金属元素
としてＦｅ（鉄）を用いる場合には、その化合物として
鉄塩として知られている材料、例えば臭化第１鉄（Ｆｅ
Ｂｒ₂ ６Ｈ₂ Ｏ）、臭化第２鉄（ＦｅＢｒ₃ ６Ｈ₂
Ｏ）、酢酸第２鉄（Ｆｅ（Ｃ₂ Ｈ₃ Ｏ₂)₃xＨ₂ Ｏ）、塩
化第１鉄（ＦｅＣｌ₂ ４Ｈ₂ Ｏ）、塩化第２鉄（ＦｅＣ
ｌ₃ ６Ｈ₂ Ｏ）、フッ化第２鉄（ＦｅＦ₃ ３Ｈ₂ Ｏ）、
硝酸第２鉄（Ｆｅ（ＮＯ₃)₃ ９Ｈ₂ Ｏ）、リン酸第１鉄
（Ｆｅ₃ （ＰＯ₄)₂ ８Ｈ₂ Ｏ）、リン酸第２鉄（ＦｅＰ
Ｏ₄ ２Ｈ₂ Ｏ）から選ばれたものを用いることができ
る。

【００３９】またＣｏ（コバルト）を用いる場合には、
その化合物としてコバルト塩として知られている材料、
例えば臭化コバルト（ＣｏＢｒ６Ｈ₂ Ｏ）、酢酸コバル
ト（Ｃｏ（Ｃ₂ Ｈ₃ Ｏ₂)₂ ４Ｈ₂ Ｏ）、塩化コバルト
（ＣｏＣｌ₂ ６Ｈ₂ Ｏ）、フッ化コバルト（ＣｏＦ₂ x
Ｈ₂ Ｏ）、硝酸コバルト（Ｃｏ（Ｎｏ₃)₂ ６Ｈ₂ Ｏ）か
ら選ばれたものを用いることができる。

【００４０】またＲｕ（ルテニウム）を用いる場合に
は、その化合物としてルテニウム塩として知られている
材料、例えば塩化ルテニウム（ＲｕＣｌ₃ Ｈ₂ Ｏ）を用
いることができる。

【００４１】また、Ｒｈ（ロジウム）を用いる場合に
は、その化合物としてロジウム塩として知られている材
料、例えば塩化ロジウム（ＲｈＣｌ₃ ３Ｈ₂ Ｏ）を用い
ることができる。

【００４２】Ｐｄ（パラジウム）を用いる場合には、そ
の化合物としてパラジウム塩として知られている材料、
例えば塩化パラジウム（ＰｄＣｌ₂ ２Ｈ₂ Ｏ）を用いる
ことができる。

【００４３】Ｏｓ（オスニウム）を用いる場合には、そ
の化合物としてオスニウム塩として知られている材料、
例えば塩化オスニウム（ＯｓＣｌ₃ ）を用いることがで
きる。

【００４４】Ｉｒ（イリジウム）を用いる場合には、そ
の化合物としてイリジウム塩として知られている材料、
例えば三塩化イリジウム（ＩｒＣｌ₃ ３Ｈ₂ Ｏ）、四塩
化イリジウム（ＩｒＣｌ₄ ）から選ばれた材料を用いる
ことができる。

【００４５】またＰｔ（白金）を用いる場合には、その
化合物として白金塩として知られている材料、例えば塩
化第二白金（ＰｔＣｌ₄ ５Ｈ₂ Ｏ）を用いることができ
る。

【００４６】またＣｕ（銅）を用いる場合には、その化
合物として酢酸第二銅（Ｃｕ（ＣＨ₃ ＣＯＯ）₂ ）、塩
化第二銅（ＣｕＣｌ₂ ２Ｈ₂ Ｏ）、硝酸第二銅（Ｃｕ
（ＮＯ₃)₂ ３Ｈ₂ Ｏ）から選ばれた材料を用いることが
できる。

【００４７】また金を用いる場合には、その化合物とし
て三塩化金（ＡｕＣｌ₃ xＨ₂ Ｏ）、塩化金塩（ＡｕＨ
Ｃｌ₄ ４Ｈ₂ Ｏ）、テトラクロロ金ナトリウム（ＡｕＮ
ａＣｌ₄ ２Ｈ₂ Ｏ）から選ばれた材料を用いることがで
きる。

【００４８】また上記各種化合物を複数混合して用いて
もよい。

【００４９】

【作用】レーザー光の照射エネルギーを異ならせること
により、同一基板上に電気的な特性が異なる結晶性珪素
膜を選択的に形成することができる。このような結晶性
珪素膜を利用して、多数の薄膜トランジスタを作製する
ことで、高移動度の薄膜トランジスタと、オフ電流特性
の低い薄膜トランジスタとを同一基板上に選択的に作り
分けることができる。

【００５０】更に、この技術を利用することで、アクテ
ィブマトリクス型の液晶表示装置において、周辺回路領
域を高移動度を有する薄膜トランジスタで構成し、画素
領域を低オフ電流特性を有する薄膜トランジスタで構成
することができる。

【００５１】

【実施例】非晶質状態もしくは結晶性を有する状態の珪
素膜、又は珪素化合物膜にレーザー光を照射して、珪素
膜の結晶性を高める過程で、Ｎｉが添加された領域と添
加されていない領域とで、レーザーエネルギーを変えて
打たなければならないことをこれまで述べてきた。さら
に実際の実施では、課題を解決するための手段で述べた
ように、Ｎｉの無添加部分にマスクとなるSiO₂膜（酸化
珪素膜）が成膜されている（本実施例では厚さ５００
Å）ので、SiO₂膜を除去してからレーザー光を照射する
方法や、SiO₂膜を除去する前にレーザー光を照射する方
法等の様々な工程が考えられる。

【００５２】以下に示す実施例において、SiO₂膜の除去
とレーザー照射の順序、方法を変えて、液晶ディスプレ
イ装置の材料に適した半導体材料の製作方法を検討し、
提案する。

【００５３】〔実施例１〕 図１には本実施例で使用す
るレーザーアニール装置の構成図を示す。基台１上に
は、レーザー光を発振する発振器２が配置されている。
発振器２の出射方向の光路上には、全反射ミラー５、６
が配列され、全反射ミラー６の反射方向の光路上には、
増幅器３、全反射ミラー７、８、光学系４、全反射ミラ
ー９が順次に配列されている。全反射ミラー９により下
方に屈曲された光路上には、試料１１を載置するステー
ジ１０が配置されている。

【００５４】ステージ１０はコンピュータにより制御さ
れて、一次元方向に往復移動可能とされ、また、ステー
ジ１０面内で回転可能とされている。ステージ１０には
ヒーターが内臓されており、試料１１を所定の温度に保
つことができるようになっている。

【００５５】更に、図１には示さないが、全反射ミラー
８と光学系４との間に減光フィルターが挿脱自在に配置
されている。図２に減光フィルターの駆動機構の構造を
示す。遠隔操作により、減光フィルター３１〜３４はレ
ール３５〜３８に沿って移動可能とされており、この直
線移動により光路から挿脱自在とされている。減光フィ
ルター３１〜３４は透過率が互いに異なっており、それ
らを組み合わせることにより１５通りの異なる減光率を
得ることができる。本実施例では、減光フィルター３１
〜３４の透過率をそれぞれ９６％、９２％、８５％、７
７％とする。これら４つの減光フィルター３１〜３４を
組み合わせて、透過率５７〜９６％の領域をほぼカバー
することができる。例えば、透過率９６％の減光フィル
ター３１と９２％の減光フィルター３２とを組み合わせ
ることで、透過率８８％の減光フィルターを得ることが
できる。

【００５６】なお、減光フィルター３１〜３４は石英に
酸化ハフニウムと二酸化珪素とを層状に交互にコーティ
ングしたものであり、減光フィルター３１〜３４の透過
率はコーティングされた層数に依存する。

【００５７】レーザー光は発振器２で発振される。発振
器２で発振されるレーザー光は、ＫｒＦエキシマレーザ
ー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２５ｎｓ）である。勿
論、他のエキシマレーザーさらには他の方式のレーザー
を用いることもできる。

【００５８】発振器２で発振されたレーザー光は全反射
ミラー５、６を経由して増幅器３で増幅されて、全反射
ミラー７、８でそれぞれ反射されて、光学系４に入射さ
れる。

【００５９】図３は光学系４の内部の光学配置図であ
り、光学系４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、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短形分布に変化する。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１ではミラー９に相当）で反射されて、シリン
ドリカルレンズＨによって集束されて、線状ビームに成
形されて、試料１１に照射される。

【００６０】光学系４に入射する直前のレーザービーム
の形状は３×２cm² 程度の矩形であるが、光学系４によ
って、長さ１０〜３０cm、幅０．１〜１ｃｍ程度の細長
い線状ビームに成形される。また、光学系４を経た線状
のレーザー光のエネルギーは最大で１０００ｍＪ／ショ
ットである。

【００６１】レーザー光をこのような細長い線状ビーム
に成形するのは、生産性を向上させるためである。線状
のビームは光学系４を出射した後に、全反射ミラー９を
経て、試料１１に照射されるが、ビームの幅は試料１１
の幅よりも長いので、試料１１を１方向のみに移動させ
ることで、試料１１全体に対してレーザー光を照射する
ことができる。従って、ステージ１０の駆動装置の構造
を簡素にでき、保守も容易になる。更に、試料１１を固
定する際のアラインメントも容易になる。

【００６２】図４はアクティブマトリックス型の液晶表
示装置の基板の上面図であり、基板上には、映像を表示
する矩形の画素領域と、画素を駆動するための「Ｌ」字
型の周辺回路領域とが設けられている。図５、６は基板
にレーザー光を部分的に照射するためのマスクの上面図
であり、図５は画素領域照射用のマスクＡを示し、図６
は周辺回路領域照射用のマスクＢを示す。マスクＡ、Ｂ
は、黒い部分をレーザー光が透過するように構成されて
いる。

【００６３】以下に本明細書で開示する発明を用いて、
レーザー光の照射によって、ガラス基板上に結晶性を有
する珪素膜を形成する例を示す。まず、１０ｃｍ角のガ
ラス基板（例えばコーニング７０５９ガラス基板、又は
コーニング１７３７ガラス基板）を用意する。このガラ
ス基板上に、プラズマＣＶＤ法により、ＴＥＯＳを原料
にして酸化珪素膜を２０００Åの厚さに形成する。この
酸化珪素膜はガラス基板側から不純物が半導体膜に拡散
するのを防止する下地膜として機能する。

【００６４】次にプラズマＣＶＤ法によって、非晶質珪
素膜（アモルファスシリコン膜）を成膜する。ここで
は、プラズマＣＶＤ法を用いるが、減圧熱ＣＶＤ法を用
いてもよい。なお、非晶質珪素膜の厚さは５００Åとす
る。勿論この厚さは、必要とする厚さとすればよい。次
に、スパッタ法によりSiO₂膜（酸化珪素膜）を５００Å
の厚さに成膜する。このSiO₂膜は後のＮｉ元素の添加工
程において、マスクとして機能する。従って、少なくと
も３００Å以上の厚さが必要とされる。

【００６５】パターニングによって周辺回路領域（図４
参照）上のSiO₂膜を除去して、周辺回路領域の非晶質珪
素膜を露呈した状態とする。次に、過水アンモニアに基
板を浸して、７０℃に５分間保つことにより、露呈され
た非晶質珪素膜の表面にSiO₂膜を厚さ５０〜８０Å程度
に形成する。これは、非晶質珪素膜に直接溶液を塗布す
ると弾かれてしまうため、非晶質珪素膜の表面にSiO₂膜
を薄く形成して、溶液の濡れ性を高めるようにするため
である。

【００６６】次に、珪素膜の結晶化を助長するＮｉ元素
を周辺回路領域の非晶質膜に導入する。本実施例では、
液相Ｎｉ酢酸塩をスピンコート法により基板の表面に塗
布する。この際、画素領域の非晶質珪素膜の表面は厚さ
５００ÅのSiO₂膜に覆われているために、Ｎｉ元素が導
入されない。他方、周辺回路領域にはSiO₂膜が形成され
ているが、その膜厚を１００Å以下としたため、SiO₂膜
はマスクとしては機能せずに、このSiO₂膜を透過して、
Ｎｉ元素が周辺回路領域の非晶質珪素膜中に拡散するこ
とができる。

【００６７】この工程において、Ｎｉ元素が非晶質珪素
膜中に１×１０¹⁶〜５×１０¹⁹atoms ｃｍ^-3の濃度範囲
で添加されるようにしなければならない。これは、Ｎｉ
濃度が１×１０¹⁶atoms ｃｍ^-3以下である場合は、その
結晶化を助長する作用を得ることができず、５×１０¹⁹
atoms ｃｍ^-3以上である場合は、得られた珪素膜中にニ
ッケルシリサイドの成分が多く形成されてしまい、半導
体としての特性が損なわれてしまうからである。実際に
は、上記の濃度範囲となるように、Ｎｉ酢酸塩溶液中の
Ｎｉ濃度を調整する。

【００６８】次に窒素雰囲気中において、４５０℃の温
度で１時間保持することにより、非晶質珪素膜中の水素
を離脱させる。これは、非晶質珪素膜中に不対結合手を
意図的に形成することにより、後の結晶化に際してのし
きい値エネルギーを下げるためである。

【００６９】そして窒素雰囲気中において、５５０℃、
４時間の加熱処理を施す。この加熱処理により、Ｎｉ元
素が添加されない画素領域の非晶質珪素膜を結晶化され
ず、Ｎｉを添加した周辺回路領域の非晶質珪素膜のみを
結晶化させることができる。この結晶化の際の温度を５
５０℃とすることができたのは、ニッケル元素の作用に
よるものである。こうして、ガラス基板上に選択的に結
晶性を有する領域を有する珪素膜を得ることができる。

【００７０】次に、図１に示す装置を用いて、ＫｒＦエ
キシマレーザー（波長２４８ｎｍ、パルス幅２５ｎｓ）
を珪素膜の全面に照射する。

【００７１】レーザービームはビーム形状変換レンズを
用いて長方形に整形し、被照射部分でのビーム面積は１
２５ｍｍ×１ｍｍとする。試料１１はステージ１０上に
載せられており、ステージが２ｍｍ／ｓ速度で移動され
て、試料１１全面にレーザー光が照射される。

【００７２】レーザー光の照射は２段階照射とし、パル
ス数を30パルス/sとする。予備照射には、レーザーエネ
ルギーを１５０〜２５０ｍＪ／ｃｍ２とし、本照射に
は、レーザーエネルギーを２００〜３８０ｍＪ／ｃｍ2
としてする。２段階照射とするのはレーザー照射による
膜表面の均一性悪化を極力抑さえ、結晶性のよりよい膜
を作るためである。

【００７３】予備照射から本照射を行うためにレーザー
エネルギーを変化させるには、図２に示す減光フィルタ
ー３１〜３４を適宜に組み合わせて、光路中に挿入す
る。このようにすると、レーザー照射装置の出力エネル
ギーを変更して、照射エネルギー密度を変化させるより
も手間がかからない。また、レーザー照射装置の出力を
変化させないため、レーザー照射装置を終始安定に発振
させることができる。

【００７４】なお、レーザー光照射の間、基板温度は５
００℃に保たれている。これは、レーザーによる基板表
面温度の上昇と下降の速度を和らげるためである。レー
ザー光照射の間の基板の加熱温度は４５０℃〜７００
℃、好ましくは５００〜６００℃とする。特に、基板に
ガラス基板を用いる場合には、その上限を６００℃程度
とすることが重要である。また、雰囲気制御は特に行わ
ずに、大気中で照射を行う。

【００７５】このレーザー照射の終了後に、SiO₂膜を除
去して、再びレーザー光を照射する。SiO₂膜の除去には
BHF（バッファフッ酸）を使用する。画素領域には、Ｎ
ｉ元素が非晶質珪素膜に混入することを防止するため
に、SiO₂膜が非晶質珪素膜上に５００Åの厚さに堆積し
ている。他方、Ｎｉを添加した周辺回路領域にも５０〜
８０Å程度の薄いSiO₂膜が形成されている。このよう
に、周辺回路領域と他の領域に堆積しているSiO₂膜の厚
さが異なるため、SiO₂膜の除去には工夫が必要である。
本実施例では、 BHFに対して、SiO₂膜は結晶性珪素膜よ
りもエッチング速度が速いという性質を利用して、SiO₂
膜を除去する。

【００７６】まず、基板をBHF に５秒間浸して、直ちに
水洗して、BHF を充分に洗浄する。５秒程度の時間で、
Ｎｉ添加部分の極薄いSiO₂膜はほぼ完全に除去できるた
め、周辺回路領域の非晶質珪素膜の表面が露呈される。
基板を充分に乾燥した後に、図６に示すマスクＢを用い
て、周辺回路領域にレーザー光を照射する。

【００７７】このレーザー光を照射は、先のレーザー照
射と同様に、予備照射・本照射の２段階に分けて行う。
これにより、周辺回路領域には、より結晶性の高い結珪
素膜を形成することができる。

【００７８】次に、上記基板をBHF に４０秒間浸して、
その後、直ちに水洗して、基板を充分に乾かす。４０秒
の時間で画素領域上の５００Åの酸化膜はほぼ完全に除
去できる。このとき周辺回路領域は先のレーザー照射に
より多結晶珪素化しているので、SiO₂と多結晶珪素のエ
ッチングレートの違いにより、ほとんどエッチングされ
ない。

【００７９】もし、Ｎｉ添加部に前もって、レーザー光
を照射せずに（即ちレーザー光の照射による結晶化の助
長を行わずに）、そのまま４０秒間 BHFでのエッチング
を行った場合には、Ｎｉ添加部の結晶性珪素膜（この場
合は加熱のみによって結晶化されている）はかなりダメ
ージを受けてしまう。これは、この結晶性珪素膜がBHF
に対して耐性が非常に悪い（Ｎｉの存在に起因すると考
えられる）ことに起因する。このような不都合を避ける
ために、先にＮｉ添加部にレーザー光を照射して、Ｎｉ
が添加された領域の珪素膜の結晶性を向上させておく。

【００８０】最後に、図５に示すマスクＡを用いて、画
素領域に２段階照射の方法で照射を行う。図１０に示す
ように、マスクＡを用いてレーザー光を照射することに
よって、マスクＡのパターンに従ってレーザー光が照射
されて、画素領域に結晶性珪素膜が形成される。

【００８１】本実施例に示すような工程を採用した場合
に、ガラス基板上の所定の領域を必要とする結晶性とす
ることができる。従って、同一基板上において、高移動
度が要求される薄膜トランジスタで周辺駆動回路を構成
すると同時に、良好なＯＦＦ電流特性を有する薄膜トラ
ンジスタを画素領域に配置することができる。

【００８２】〔実施例２〕 先ず、実施例１と同様に、
非晶質珪素膜を形成して、その表面SiO₂膜を形成して、
周辺回路領域のSiO₂膜を除去する。SiO₂膜をマスクにし
て、周辺回路領域の非晶質珪素膜にＮｉを添加して、加
熱処理して、周辺回路領域の珪素膜を結晶化させる。こ
の後、本実施例では、周辺回路領域に形成されているご
く薄いSiO₂膜を除去せずに、レーザー光を照射する。

【００８３】レーザー光を照射する際には、図６に示す
マスクＢを使用して、周辺回路領域のみにレーザー光を
照射する。このときの照射は予備照射のみ行い、その後
周辺回路領域のSiO₂膜をエッチングして、本照射を行
う。

【００８４】予備照射では、SiO₂膜の上からレーザを照
射することになるので、SiO₂膜と非晶質珪素膜との界面
が乱されることが懸念されるが、SiO₂膜が非常に薄いた
め、膜の特性に影響を及ぼすほどの乱れは起こらない。

【００８５】予備照射の後に、基板をBHＦに４０秒間浸
して、SiO₂膜をエッチングする。このときＮｉ添加部分
は予備照射しか行われていないため、エッチングの影響
で表面の耐レーザー性が低下することが懸念されるが、
予備照射のみでもＮｉ添加部分は十分に結晶化されてい
るため、問題はない。

【００８６】エッチングの処理の終了後、図６に示すマ
スクＢを使用して、Ｎｉが添加されている周辺回路領域
に本照射を行う。続けて、図５に示すマスクＡを使用し
て画素領域にレーザー光を２段階で照射する。

【００８７】〔実施例３〕 本実施例は実施例２の工程
でＮｉ添加部分の照射方法を変更したものであり、本実
施例では、SiO₂膜をエッチングせずに、図６に示すマス
クＢを用いて、Ｎｉが添加された周辺回路領域にレーザ
ー光の予備照射、本照射とを連続的に実施する。その
後、エッチング処理を施して、SiO₂膜を完全に除去し
て、図５に示すマスクＡを用いて、画素領域にレーザー
光を２段階で照射する。

【００８８】〔実施例４〕 本実施例では、レーザー光
の照射装置の例を示す。本実施例で示す装置は実施例１
〜３に示す半導体装置の作製工程に利用することができ
る。

【００８９】図７に本実施例で示すレーザー照射装置の
概略の上面図を示す。また図８は、図７のＡ−Ａ’で切
った断面図である。また図９は、図７のＢ−Ｂ’で切っ
た断面図である。

【００９０】このレーザー照射装置は、多数枚の基板７
１１（レーザー光が照射されるべき試料）が収納される
カセット７１２が配置される基板搬入搬出室７０２が設
けられている。カセット７１２はエレベータステージ７
５４上に載置されており、エレベータ７５３によって上
下に微動させることができる。基板７１１はカセット７
１２に収納された状態で、外部から基板搬入搬送室７０
２に移送される。

【００９１】ロボットアーム７１０によって、カセット
７１２に収納された基板７１１は１枚づつ、ゲイトバル
ブ７０６を介して基板搬入搬出室７０２と接続されてい
るアライメント室７０１に移送される。アライメント室
７０１にはアライメント機構７５０が配置されており、
アライメント機構７５０は、エレベータ７５２によって
上下に微動されて、動作機構７５１によって基板７１１
とロボットアーム７１０との位置関係を修正する機能を
有する。

【００９２】基板７１１はアライメント機構７５０によ
って、ロボットアーム７１０との位置関係を修正された
後に、ゲイトバルブ７０８を介して基板搬送室７００と
接続されている加熱室７０４に移送される。加熱室７０
４はレーザー光を照射すべき基板７１１（試料）を予め
加熱し、所定の温度にしておくためのものであり。基板
７１１を加熱するのは、レーザー光の照射をより効果的
にするためである。

【００９３】加熱室７０４は円筒状の石英７５８で構成
され、石英で構成された基板ホルダー７５９を備えてい
る。基板ホルダー７５９にはサセプター７５７が備えら
れており、基板７１１が多数枚収納される構成となって
いる。また、基板ホルダー７５９は、エレベータ７５５
によって上下に微動する構成となっている。加熱室７０
４における基板７１１の加熱はヒータ７５６によって行
われる。

【００９４】加熱室７０４において、所定の時間予熱さ
れた基板７１１はロボットアーム７１０によって基板搬
送室７００に移送され、再度、アライメント機構７５０
によって位置合わせが行われる。

【００９５】位置合わせの終了後に、ロボットアーム７
１０によって、基板７１１はゲイトバルブ７０７を介し
て基板搬送室７００と接続されているレーザー光の照射
室７０３に移送される。レーザー発振装置７７６から照
射されるレーザー光はミラー７７７で反射されて、石英
で構成された窓７７５を介してレーザー光の照射室７０
３に導かれて、基板７１３に照射される。レーザー光は
前述した線状のレーザーパターンを有したものである。

【００９６】基板７１３は基板ステージ７７１上に配置
され、基板ステージ７７１内に配置されたヒータの加熱
により、所定の温度（４５０〜７００℃）に保たれる。
基板ステージ７７１は、エレベータ７７０によって上下
に微動させることができ、移動機構８００によって一方
向に移動させることができる。上下に微動させるのは、
必要に応じてレーザー光の焦点を変更させるためであ
る。また、一方向に移動させるのは、線状のレーザー光
を試料に対して走査して照射するためである。また、図
示しないが、レーザー光の照射の際には、試料上に図５
や図６で示されるようなマスクＡ、Ｂが配置されてい
る。

【００９７】なお、レーザー光の照射室７０３は、バル
ブ７７２と７７３を介して真空排気ポンプ７７４を備え
ており、必要に応じて、内部を減圧状態または真空状態
にすることができる。

【００９８】レーザー光照射の終了後、基板７１１はロ
ボットアーム７１０によって基板搬送室７００に移送さ
れて、ゲイトバルブ７０９を介して、基板搬送室７００
と接続されている徐冷室７０５に移送される。この際、
再度、アライメント機構７５０によって基板７１１とロ
ボットアーム７１０との位置合わせがされる。

【００９９】徐冷室７０５において、ランプ７７９から
出射された赤外光は反射板７７８を経て、ステージ７８
０上に配置された基板７１１に照射されて、基板が７１
１徐々に冷却される。

【０１００】ロボットアーム７１０によって、徐冷され
た基板７１１は徐冷室７０５から基板搬送室７００に移
送されて、再び基板ホルダー７１２に収納される。以上
の工程を経て、基板１枚に対するレーザー光の照射工程
が終了する。多数枚の基板に対するレーザー光の照射を
行う場合には、上記の工程を連続して行えばよい。

【０１０１】

【発明の効果】本発明のレーザー処理方法によって、半
導体デバイスとなるべき膜の特性を選択的に著しく変え
ることが可能になる。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、特に、半導体デバイスとしてＴＦＴ液晶パネルを
取り上げる場合、移動度が１００cm2 / Vs以上の周辺回
路に好適な素子と、特性が素子毎に均一で、特にオフ電
流のばらつきの少ない画素部に好適な素子を作製する場
合に有用である。

【０１０２】この効果は低温プロセスでつくられるＴＦ
Ｔ液晶ディスプレイ装置の画面の動きの高速化と、点欠
陥線欠陥等をもった不良基板の発生率の減少として得る
ことができる。このように本発明は工業上、有益なもの
と考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のレーザー光の照射装置の構成図であ
る。

【図２】レーザー光の照射装置の減光器の構成図であ
る。

【図３】レーザー光の照射装置の光学系の配置図であ
る。

【図４】アクティブマトリクス型の液晶表示装置の上面
図である。

【図５】レーザー光を照射する際に用いるマスクの上面
図である。

【図６】レーザー光を照射する際に用いるマスクを示
す。

【図７】実施例２の レーザー光の照射装置の上面図で
ある。

【図８】図７のＡ−Ａ’での断面図である。

【図９】図７のＢ−Ｂ’での断面図である。

【図１０】マスクを用いたレーザー光の照射を説明する
模式図である。

【符号の説明】

２・・・・・・・・・レーザー発振器 ５〜９・・・・・・・全反射ミラー ３・・・・・・・・・増幅器 ４・・・・・・・・・光学系 ３１〜３４・・・・・減光フィルター １０・・・・・・・・駆動装置 １１・・・・・・・・ステージ ７１１・・・・・・・基板 ７１２・・・・・・・カセット ７５３・・・・・・・エレベータ ７５４・・・・・・・エレベータステージ ７００・・・・・・・基板搬送室 ７０２・・・・・・・基板搬入搬出室 ７０１・・・・・・・アライメント室 ７１０・・・・・・・ロボットアーム ７０６・・・・・・・ゲイトバルブ ７５０・・・・・・・アライメント機構 ７５２・・・・・・・エレベータ ７５１・・・・・・・動作機構 ７０４・・・・・・・加熱室 ７０８・・・・・・・ゲイトバルブ ７５９・・・・・・・基板ホルダー ７５７・・・・・・・サセプター ７０３・・・・・・・レーザー光の照射室 ７０７・・・・・・・ゲイトバルブ ７７６・・・・・・・レーザー発振装置 ７７７・・・・・・・ミラー ７７５・・・・・・・石英で構成された窓 ７１３・・・・・・・基板 ７７１・・・・・・・基板ステージ ７７０・・・・・・・エレベータ ８００・・・・・・・移動機構 ７７２、７７３・・・バルブ ７７４・・・・・・・真空排気ポンプ ７０５・・・・・・・徐冷室 ７８０・・・・・・・石英製のステージ ７７９・・・・・・・ランプ ７７８・・・・・・・反射板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/336 Ｈ０１Ｓ 3/081 Ｈ０１Ｓ 3/00 3/104 3/081 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ 3/104 ６２７Ｇ

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一基板上に集積化された半導体デバイ
   スの作製工程において、 必要とする半導体特性に合わせて、異なる照射エネルギ
   ーで、レーザー光を前記基板に選択的に照射する処理を
   行うことを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記レーザー光は走
   査されながら照射されることを特徴とする半導体デバイ
   スのレーザー処理方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、スポット状のレーザ
   ー光を照射されることを特徴とする半導体デバイスのレ
   ーザー処理方法。
4. 【請求項４】 最終的に液晶ディスプレイ装置になる半
   導体デバイスの形成された基板、もしくは半導体デバイ
   スとなるべき物体の形成された基板に対して線状のレー
   ザー光を走査しつつ照射する工程で、 前記基板上の周辺回路領域と画素領域とに、互いに異な
   る照射エネルギーでレーザー光を照射することを特徴と
   する半導体デバイスのレーザー処理方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記周辺回路がシフ
   トレジスターであることを特徴とする半導体デバイスの
   レーザー処理方法。
6. 【請求項６】 請求項４において、前記画素領域には、
   画素はマトリクス状に複数個配列され、前記画素の１つ
   毎に、少なくとも１つの薄膜トランジスタを有するスイ
   ッチング回路が設けらていることを特徴とする半導体デ
   バイスのレーザー処理方法。
7. 【請求項７】 請求項４において、前記周辺回路領域と
   前記画素領域とに対して、マスクを用いて別々にレーザ
   ー光を照射することを特徴とするレーザー処理方法。
8. 【請求項８】 請求項４において、前記周辺回路領域に
   は、珪素の結晶化を助長する金属元素が添加された珪素
   膜が形成されていることを特徴とする半導体デバイスの
   レーザー処理方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記金属元素はＮｉ
   であり、該Ｎｉは前記珪素膜中に１×１０¹⁶ｃｍ^-3〜５
   ×１０¹⁹ｃｍ^-3の濃度で添加されていることを特徴とす
   る半導体デバイスのレーザー処理方法。
10. 【請求項１０】基板上に形成された半導体膜に対して、
    レーザー光を照射する工程を含む半導体デバイスのレー
    ザー処理方法であって、 前記半導体膜は、液晶電気光学装置の周辺回路領域と画
    素領域それぞれを構成する領域を有しており、 前記周辺回路領域と前記画素領域とは、マスクが用いら
    れて、レーザー光が選択的に照射されて、それぞれ異な
    るレーザーエネルギーでアニールされることを特徴とす
    る半導体デバイスのレーザー処理方法。
11. 【請求項１１】請求項１０において、前記周辺回路領域
    の前記半導体膜は珪素の結晶化を助長する金属元素の作
    用により結晶化されていることを特徴とする半導体デバ
    イスのレーザー処理方法。
12. 【請求項１２】請求項１０において、前記周辺回路領域
    には、珪素の結晶化を助長する金属元素が添加された珪
    素膜が形成されていることを特徴とする半導体デバイス
    のレーザー処理方法。
13. 【請求項１３】請求項１１又は請求項１２において、前
    記金属元素はＮｉであり、該Ｎｉは前記珪素膜中に１×
    １０¹⁶ｃｍ^-3〜５×１０¹⁹ｃｍ^-3の濃度で添加されてい
    ることを特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方
    法。
14. 【請求項１４】最終的に液晶ディスプレイ装置を構成す
    る基板上に形成された非晶質珪素膜に対する工程で、 前記非晶質珪素膜の上に酸化珪素膜を成膜する第１の工
    程と、 パターニングにより、周辺回路領域に成膜された前記酸
    化珪素膜を除去する第２の工程と、 前記周辺回路領域に珪素の結晶化を助長する金属元素を
    導入して、加熱処理を施す第３の工程と、 前記周辺回路領域にレーザー光を照射して、当該部分を
    結晶化させる第４の工程と、 前記酸化珪素膜をすべてエッチングにより除去する第４
    の工程と、 前記第４の工程での照射エネルギーよりも４０％から９
    ０％高い照射エネルギーで、レーザー光を前記第４の工
    程と同じ場所に照射する第６の工程と、 画素領域に前記第４の工程と同じ照射エネルギーでレー
    ザー光を照射する第７の工程と、 第６の工程での照射エネルギーよりも５％から３０％高
    いエネルギーで、レーザー光を前記第６の工程と同じ場
    所に照射する第８の工程と、 を有することを特徴とする半導体デバイスのレーザー処
    理方法。
15. 【請求項１５】請求項１４において、前記画素領域又は
    前記周辺回路領域に対するレーザー光の照射工程は、マ
    スクを使用して、レーザー光の照射領域を限定すること
    を特徴とする半導体デバイスのレーザー処理方法。