JPH0876142A

JPH0876142A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0876142A
Application number: JP20844994A
Authority: JP
Inventors: Takamasa Kouzai; 孝真香西; Naoki Makita; 直樹牧田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-09-01
Filing date: 1994-09-01
Publication date: 1996-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】駆動回路を構成するドライバーＴＦＴの動作
速度を高めるとともに、画像表示部を構成する画素スイ
ッチング用ＴＦＴのオフ電流を低減することができ、し
かもドライバーＴＦＴ及び画素スイッチング用ＴＦＴを
同一基板上に低温プロセスにより、安定にかつ歩留まり
よく製造することができるＬＣＤを得ること。【構成】画像部分２のスイッチングトランジスタを、
活性領域が非晶質珪素膜からなるＴＦＴで構成し、周辺
回路部分３を構成するドライバートランジスタを、活性
領域が結晶性珪素膜からなるＴＦＴで構成し、しかも該
ドライバーＴＦＴの活性領域となる結晶性珪素膜を、非
晶質珪素膜の低温結晶化を助長する触媒元素を含む構造
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型の液晶表示装置に関し、特に、周辺駆動回路部も同
一基板上に形成したドライバーモノリシック型の液晶表
示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】このアクティブマトリックス型液晶表示
装置は、ガラス等の絶縁基板上にマトリックス状に配列
された薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略記する。）
を表示画素のスイッチング素子として用いるもので、近
年この液晶表示装置（以下、ＬＣＤと略記する。）は、
テレビを始め情報機器端末や計測器のディスプレイとし
て広く活用されている。

【０００３】上記ＴＦＴの活性層には、薄膜状の珪素半
導体を用いるのが一般的である。薄膜状の珪素半導体と
しては非晶質珪素半導体（アモルファスシリコン）から
なるものと、結晶性を有する珪素半導体からなるものの
２つに大別される。非晶質珪素半導体は作製温度が低
く、気相法で比較的容易に作製することが可能で量産性
に富むため、最も一般的に用いられている。一方、結晶
性を有する珪素半導体からなるＴＦＴは電流駆動能力が
大きく高速動作が可能で、この結晶性珪素半導体を用い
ると、ＬＣＤの周辺駆動回路も画像表示部分と一体形成
できるため現在注目を集めている。

【０００４】さて、アクティブマトリックス型ＬＣＤに
利用されている結晶性を有する珪素半導体としては、多
結晶珪素、微結晶珪素を含む非晶質珪素、結晶性と非晶
質性の中間の状態を有するセミアモルファス珪素等が知
られている。またこれらの結晶性を有する薄膜状の珪素
半導体を得る方法としては、（１）半導体膜の成膜を、
該半導体膜に結晶性を持たせつつ行う、（２）非晶質の
半導体膜を成膜し、その後レーザー光のエネルギーによ
り、該半導体膜を結晶性を有するものにする、（３）非
晶質の半導体膜を成膜し、その後熱エネルギーを加える
ことにより、該半導体膜を結晶性を有するものとする、
と言った方法が知られている。

【０００５】しかしながら、（１）の方法では、成膜工
程と同時に結晶化が進行するので、結晶サイズが大粒径
の結晶性珪素膜を得るには珪素膜の厚膜化が不可欠であ
り、良好な半導体物性を有する膜を基板上に全面に渡っ
て均一に成膜することが技術上困難である。また、この
方法では成膜温度が６００℃以上と高いので、安価なガ
ラス基板が使用できないというコスト面での問題があ
る。

【０００６】（２）の方法では、溶融固化過程の結晶化
現象を利用するため、結晶粒サイズが小粒径にもかかわ
らず、結晶粒界および結晶粒内が良好に処理され、高品
質な結晶性珪素膜が得られるが、現在最もよく使用され
ているエキシマレーザーを例にとると、レーザー光の照
射面積が小さいために、スループットが低いという問題
がまずあり、また、大面積基板の全面を均一に処理する
にはレーザーの安定性が充分ではなく、次世代の技術と
いう感が強い。

【０００７】（３）の方法は、（１）、（２）の方法と
比較すると大面積に対応できるという利点はあるが、固
相結晶化現象を利用するため、結晶粒は基板面に平行に
広がりながら成長し数μｍの粒径を持つものさえ現れる
が、成長の際、結晶粒同士が成長の際に互いにぶつかり
あって結晶粒界が形成されるため、その粒界において、
キャリヤに対するトラップ準位が形成され、ＴＦＴの移
動度を低下させる大きな原因となっている。

【０００８】そこで、上記のような様々な問題点をすべ
て解決するため、上記（３）の方法において、固相結晶
化に必要な温度の低温化と加熱処理時間の短縮を両立
し、さらに、結晶粒界の影響を最小限に抑えた結晶性珪
素膜の作製方法が提案されており、特願平５−２１８１
５６号に係る発明としてすでに出願されている。

【０００９】この方法では、結晶成長の核としてニッケ
ル等の結晶化を助長する不純物元素（以下、この結晶化
を助長する元素を触媒元素という。）を非晶質珪素膜に
導入するようにしている。これにより、結晶化初期の核
生成速度とその後の核成長速度が飛躍的に向上され、そ
れ以前の技術では考えられなかったような６００℃以下
の温度において、４時間程度の熱処理で十分な結晶性珪
素膜が形成される。

【００１０】この結晶化のメカニズムは現状では明らか
ではないが、ニッケル等の触媒元素を核とした結晶核発
生が加熱処理の早期に起こり、その後ニッケル等の元素
が触媒となって結晶成長が急激に進行するものと推測し
ている。

【００１１】さらに、この方法では基板上の非晶質珪素
膜の一部に選択的に触媒元素を導入することにより、特
公平２−６１０３２号公報において提案されているレー
ザー結晶化のように、同一基板内に選択的に結晶性珪素
膜と非晶質珪素膜を形成することが可能となる。さらに
非晶質珪素膜に選択的に触媒元素を導入した後、熱処理
を継続させると、触媒元素が導入され結晶化している部
分から、その周辺部の非晶質部分へと横方向（基板面に
対して平行な方向）に結晶成長部分が延び、結晶化領域
が拡張する現象が生ずる。以下、この横方向へ延びた結
晶成長部をラテラル成長部と呼ぶことにする。

【００１２】このラテラル成長部は基板面に対して平行
に針状あるいは柱状の結晶が成長方向に沿って延びてお
り、その成長方向においては結晶粒界が存在しない。そ
れ故に、このラテラル成長部を利用してＴＦＴのチャネ
ル部を形成することにより、高移動度、高性能のＴＦＴ
の作製が可能となる。

【００１３】例を挙げると、図６に示すような要領でＴ
ＦＴのチャネル部を形成するわけである。図６はラテラ
ル成長部を利用して作製されたＴＦＴを示す平面図で、
基板上面から見たものである。このＴＦＴは以下のよう
にして作製される。

【００１４】即ち、基板全面に形成された非晶質珪素膜
上に二酸化珪素膜などからなるマスク膜を堆積し、該マ
スク膜に形成したニッケル等の触媒元素添加用のマスク
開口を通して、上記非晶質珪素膜に選択的に触媒元素を
導入する。

【００１５】次に、６００℃以下の温度、例えば約５５
０℃の温度で４時間程度の熱処理を行うと、上記マスク
開口に対応する触媒元素添加領域３００が結晶化し、そ
れ以外の領域が非晶質珪素膜のままで残る。さらに、８
時間程度熱処理を継続すると、触媒元素添加領域３００
を中心として、横方向（基板表面と平行な方向）であっ
て矢印３０１で示す成長方向に結晶成長が拡がり、ラテ
ラル成長部３０２が形成される。

【００１６】その後、このラテラル成長部３０２を利用
して従来の方法に従ってＴＦＴを作製する。その際、ラ
テラル成長部３０２に対しソース領域３０３、チャネル
領域３０４、ドレイン領域３０５を図６のような配置で
設けることにより、キャリアが移動する方向と結晶成長
方向３０１が同一方向となり、キャリアの移動方向に結
晶粒界が存在しない高移動度のＴＦＴが実現できる。

【００１７】以上述べたように特願平５−２１８１５６
号に係る技術を用いると、アニール温度の低温化および
アニール時間の短縮だけではなく、高性能のＴＦＴが実
現できる。さらに、この高移動度かつ高性能のＴＦＴを
アクティブマトリックス基板の周辺回路等の駆動素子と
して利用することにより、周辺駆動回路に要求される高
周波動作を実現することができる。

【００１８】また、上記出願に係る技術では、絶縁基板
上に非晶質珪素膜を主構成部材とするアクティブマトリ
ックス回路（画像表示部）を形成し、しかも同一基板上
にこのアクティブマトリックス回路を囲む形で、ＴＦＴ
等の素子からなる周辺駆動回路を配置している。ここ
で、該周辺駆動回路のＴＦＴは上記ラテラル成長部を利
用して形成したものである。この技術は、このような周
辺駆動回路が配置される領域を、基板上の非晶質珪素膜
内に選択的にニッケル等の触媒元素を導入することによ
り作製し、これによってＴＦＴの高移動度化、高性能化
を促すというものである。

【００１９】さらに、上記特願平５−２１８１５６号に
係る技術によると、アクティブマトリックス型ＬＣＤの
作製プロセスにおいて、ガラス等の絶縁基板上の非晶質
珪素膜に選択的にニッケル等の触媒元素を微量添加し、
続いて加熱処理を行うことにより、上記非晶質珪素膜
の、触媒元素が選択的に導入された領域の周辺領域にお
いて、基板面に対して概略平行な方向に結晶成長を行う
ことが可能である。さらに、前述の基板に平行な方向に
結晶成長した結晶性珪素膜を用いることにより、アクテ
ィブマトリックス型ＬＣＤの周辺駆動回路のＴＦＴと、
画素部の画素スイッチング素子として用いるＴＦＴとを
別々の構造とできる。つまり、周辺駆動回路のＴＦＴは
そのソース，ドレインが結晶成長方向と平行な方向に並
ぶよう形成し、画素スイッチング素子としてのＴＦＴは
結晶成長方向と垂直な方向にソース，ドレインが並ぶよ
う形成して、両者を作り分けることが可能である。

【００２０】このように周辺駆動回路のＴＦＴと画素部
の画素スイッチング素子として用いるＴＦＴを作り分け
る根拠として、特願平５−２１８１５６号には以下のよ
うな記載がある。

【００２１】周辺駆動回路に用いるＴＦＴは、キャリア
がソース，ドレイン間を移動する際に結晶粒界の影響を
極力受けない構成とし、これによって高移動度のＴＦＴ
を得ることができる。一方、画素部の画素スイッチング
素子として用いるＴＦＴは、キャリアがソース，ドレイ
ン間を移動する際に結晶粒界を横切るような構造として
そのソース，ドレイン間の領域を高抵抗とし、これによ
って、オフ電流（ゲートに逆バイアスを印加したときに
ソース，ドレイン間を流れるリーク電流）を下げること
ができる。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】前述のように微量のニ
ッケル等の触媒元素を含む結晶性珪素膜を用いてＴＦＴ
が作製されている場合、ＴＦＴのソース，ドレイン間の
結晶成長領域では、該触媒元素が結晶粒界に偏在するこ
とによって、キャリアに対するトラップ準位が形成され
る。特に、ソースとドレイン近傍でのトラップ準位に起
因するリーク電流はかなり大きく、無視できないのが事
実である。

【００２３】図７は、チャネル部を従来の非晶質珪素膜
によって作製したＴＦＴについて、ドレイン電流のゲー
ト電圧依存性をグラフで示している。実線のグラフはチ
ャネル部が従来の非晶質珪素膜からなるＴＦＴ、破線の
グラフはチャネル部が、ニッケルを添加した結晶性珪素
膜からなり、ソース，ドレインが結晶成長方向と垂直に
並ぶように形成されたＴＦＴに対応している。グラフか
らもわかるように、後者のＴＦＴのオフ電流値は前者の
ＴＦＴのオフ電流値よりも２桁以上高くなっている。

【００２４】また、特公平５−９７９４号公報には、周
辺駆動回路部分をレーザーアニールしてキャリアの移動
度を上げることが記載されているが、レーザーアニール
法については前述のように均一性、大面積化に関する問
題がある。つまり、ガラス基板等の絶縁基板の大型化に
伴うスループットの問題に如何に対応するか、また如何
に基板全面にわたって高性能で安定した特性の半導体素
子を作製するのかという問題が挙げられる。

【００２５】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、周辺駆動回路を構成するドライバ
ーＴＦＴの動作速度を高めるとともに、画像表示部を構
成する画素スイッチング用ＴＦＴのオフ電流を低減する
ことができ、しかもドライバーＴＦＴ及び画素スイッチ
ング用ＴＦＴを同一基板上に低温プロセスにより、安定
にかつ歩留まりよく製造することができる液晶表示装置
を得ることが本発明の目的である。

【００２６】

【課題を解決するための手段】そこで本件発明者等は、
上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、ニッケル等の
触媒元素を添加していない領域は５５０℃以下でアニー
ルを行っても全く結晶核の発生がなく、その後、６００
℃程度の温度でアニールすることにより核の発生が起こ
り、はじめて結晶化されることを見い出した。即ち、リ
ーク電流は大きくなってしまうけれども高移動度のＴＦ
Ｔを形成できる、ニッケル等の触媒元素を含む結晶性を
有する珪素膜と、移動度は低いが低リーク電流のＴＦＴ
を形成できる、触媒元素を含まない非晶質珪素膜とを同
一基板上に形成できることを見いだした。

【００２７】詳述すれば、非晶質珪素からなる薄膜にニ
ッケル等の触媒元素を添加することによって、非晶質珪
素膜の、駆動回路等の周辺回路を配置する領域を５５０
℃以下の温度で選択的に結晶化して、結晶成長方向が完
全に揃った一様な結晶性珪素膜とすることが可能とな
る。それゆえに、基板全面にわたって高性能で、かつ安
定した特性のＴＦＴ等の半導体素子を実現することがで
きる。具体的には、同一基板上にアクティブマトリック
ス基板の周辺回路等の駆動用ＴＦＴおよびアクティブマ
トリックス型ＬＣＤの画素スイッチング用ＴＦＴを形成
し、ドライバーモノリシック型のアクティブマトリック
ス型ＬＣＤを実現することができる。

【００２８】以下、同一基板上に結晶性珪素領域と非晶
質珪素領域を作り分ける本質的な理由を述べる。アクテ
ィブマトリックス型ＬＣＤにおいては、周辺回路等の駆
動素子としてのＴＦＴと、画素部分に設けられる画素ス
イッチング素子としてのＴＦＴとでは、それぞれ必要と
されるＴＦＴ特性が異なるからである。即ち、周辺駆動
回路用ＴＦＴは、高周波動作を実現するために高移動度
が要求され大きなオン電流を流すことのできる特性が必
要とされ、一方、画素用ＴＦＴは、電荷保持率を高める
ためオフ電流が極めて小さいことが要求される。

【００２９】結局、ニッケル等の触媒元素を使用するこ
とによって、従来の固相成長法では実現できなかった５
５０℃以下の温度で、高品質な結晶性珪素を基板上の任
意の領域に作製することができ、周辺駆動回路用ＴＦＴ
と画素用ＴＦＴそれぞれに要求される異なるＴＦＴ特性
を同時に満足させることができるわけである。

【００３０】本発明は、この点に着目してなされたもの
である。

【００３１】（１）本発明に係る液晶表示装置は、対向
する一対の基板間に挟持された液晶、該一方の基板上に
マトリックス状に配列された複数の画素電極、及び該各
画素電極毎に設けられ、該画素電極への信号の供給を制
御するスイッチングトランジスタを有する画像表示部
と、該一方の基板の、画像表示部の外周部分に配設さ
れ、該スイッチングトランジスタを駆動する周辺駆動回
路とを備えている。該画像表示部のスイッチングトラン
ジスタは、活性領域が非晶質珪素膜からなる薄膜トラン
ジスタであり、該周辺駆動回路を構成するドライバート
ランジスタは、活性領域が結晶性珪素膜からなる薄膜ト
ランジスタであり、該結晶性珪素膜には、非晶質珪素膜
の結晶化を助長する触媒元素が含まれている。そのこと
により上記目的が達成される。

【００３２】（２）本発明に係る液晶表示装置は、対向
する一対の基板間に挟持された液晶、該一方の基板上に
マトリックス状に配列された複数の画素電極、及び該各
画素電極毎に設けられ、該画素電極への信号の供給を制
御するスイッチングトランジスタを有する画像表示部
と、該一方の基板の、画像表示部の外周部分に配設さ
れ、該スイッチングトランジスタを駆動する周辺駆動回
路とを備えている。該画像表示部のスイッチングトラン
ジスタは、活性領域が非晶質珪素膜からなる薄膜トラン
ジスタであり、該周辺駆動回路を構成するドライバート
ランジスタは、活性領域が結晶性珪素膜からなる薄膜ト
ランジスタである。該結晶性珪素膜は、その近傍の結晶
化領域から基板表面に対して概略平行な方向に結晶成長
が進んで形成された横方向結晶成長領域の一部であり、
該結晶化領域は、非晶質珪素膜の加熱による結晶化を助
長する触媒元素を導入した領域である。そのことにより
上記目的が達成される。

【００３３】（３）本発明は、上記液晶表示装置におい
て、該周辺駆動回路を構成するドライバートランジスタ
が、その活性領域中でのキャリアの移動方向が該結晶性
珪素膜の結晶成長方向と概略平行となるよう、該結晶性
珪素膜内に形成されていることが好ましい。

【００３４】（４）本発明は、上記液晶表示装置におい
て、前記触媒元素として、ニッケル（Ｎｉ），鉄（Ｆ
ｅ），コバルト（Ｃｏ），パラジウム（Ｐｄ），白金
（Ｐｔ），錫（Ｓｎ），インジウム（Ｉｎ），アルミニ
ウム（Ａｌ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），アンチモン
（Ｓｂ），銅（Ｃｕ），砒素（Ａｓ），燐（Ｐ）の中か
ら選ばれた少なくとも一つの材料を用いていることが好
ましい。

【００３５】（５）本発明は、上記液晶表示装置におい
て、前記結晶性珪素膜は、触媒元素を選択的に導入した
非晶質珪素膜に熱処理を施して形成したものであり、該
選択的に導入する触媒元素の面密度は、５．０×１０¹³
ａｔｏｍｓ／ｃｍ²以下であることが好ましい。

【００３６】

【作用】本発明においては、画像表示部のスイッチング
トランジスタを、活性領域が非晶質珪素膜からなるＴＦ
Ｔで構成したので、該スイッチング用ＴＦＴの活性領域
の抵抗増大によりオフ電流を低減することができ、画素
での電荷保持率を高めることができる。また周辺駆動回
路を構成するドライバートランジスタを、活性領域が結
晶性珪素膜からなるＴＦＴで構成したので、ドライバＴ
ＦＴの活性領域でのキャリアの移動度が増大することと
なり、周辺駆動回路の高周波動作を実現することができ
る。

【００３７】さらに、該ドライバーＴＦＴの活性領域と
なる結晶性珪素膜には、非晶質珪素膜の結晶化を助長す
る触媒元素が含まれているので、これを低温での固相結
晶化処理により非晶質珪素膜から形成することができ、
このため、ドライバーＴＦＴを、活性領域が非晶質珪素
膜からなる画素スイッチング用ＴＦＴとともに同一基板
上に低温プロセスにより、安定にかつ歩留まりよく形成
することができる。

【００３８】また、本発明においては、ドライバートラ
ンジスタの活性領域となる結晶性珪素膜を、その近傍
の、上記触媒元素を含む結晶化領域から基板表面に対し
て概略平行な方向に結晶成長が進んで形成された横方向
結晶成長領域の一部から構成し、上記ドライバートラン
ジスタを、その活性領域中でのキャリアの移動方向が該
結晶性珪素膜の横方向結晶成長方向と概略平行となるよ
う、該結晶性珪素膜内に配置したので、ドライバートラ
ンジスタのキャリアの移動方向には結晶粒界が存在しな
いようになり、周辺駆動回路の高周波動作性能をさらに
高めることができる。

【００３９】本発明においては、非晶質珪素膜に選択的
に導入する触媒元素の面密度を、５．０×１０¹³ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ²以下にしているため、触媒元素によるトラ
ップ準位に起因したリーク電流が必要以上に増大するの
を回避することができる。

【００４０】

【実施例】以下、本発明の基本原理について説明する。

【００４１】本発明は、ドライバーモノリシック型のア
クティブマトリックス型ＬＣＤにおいて、周辺駆動回路
部のＴＦＴのチャネル部として、ニッケル等の触媒元素
を添加し固相成長を行って結晶化させた結晶性珪素膜を
用いることによりＴＦＴの高移動度化を図り、周辺駆動
回路用ＴＦＴに要求される性能を満足させることができ
るものである。

【００４２】先ず始めに、周辺駆動回路用ＴＦＴを配置
すべき全領域にニッケル等の触媒元素を、選択添加のた
めの窓（図６に示す領域３００に対応する）を使わずに
添加した場合の、結晶化された触媒元素を含む珪素膜の
結晶構造、およびその構造によるＴＦＴ特性について述
べることにする。

【００４３】この場合の結晶性珪素膜は約１００ｎｍの
幅の複数の柱状結晶が織り込まれた結晶粒から構成され
ており、結晶粒全体としては１０度前後の角度分布を持
っている。したがって、個々の柱状結晶の結晶性が比較
的良好でも、粒全体としてはかなり高密度の結晶欠陥
（転位）を含んでいる。

【００４４】また、結晶粒径は３０〜４０μｍと通常の
ニッケル添加を伴わない固相成長ポリシリコンと比べて
大きく、このサイズだと、例えばＬ（チャネル長）／Ｗ
（チャネル幅）＝１０／１０μｍのＴＦＴの場合、チャ
ネル内がおおよそ一つの結晶方位であるため比較的高い
移動度が得られる。しかし、欠陥密度が高いためしきい
値や、リーク電流は下がりにくいということになる。

【００４５】これに対し、選択添加用の窓を用いてニッ
ケルを添加することにより、従来の固相成長法では得る
ことのできない非常に高品質な結晶状態、つまり結晶成
長方向が一方向（基板面に対して概略平行な向き）に完
全にそろった、結晶欠陥（転位）密度が極めて低い結晶
状態を有する結晶性珪素膜を得ることができる。

【００４６】一方、画素部分のＴＦＴについては、ニッ
ケル等の触媒元素を添加せずに、非晶質状態の珪素膜中
にＴＦＴを形成することにより、ＴＦＴのオフ電流を極
力低くすることができる。

【００４７】したがって、上記ＴＦＴを結晶性珪素膜中
と非晶質珪素膜中に作り分けることにより、同一基板上
に周辺駆動回路用ＴＦＴに要求される高移動度を有する
ＴＦＴと、画素用ＴＦＴに要求される低リーク電流のＴ
ＦＴとを実現することができる。特に、ＴＦＴを構成す
る結晶性珪素膜の結晶成長の方向と、ＴＦＴのキャリア
の移動する方向と一致させることにより、著しくＴＦＴ
の移動度向上が図れ非常に有効である。

【００４８】なお、添加するニッケル量を５．０×１０
¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ²以下にすることによって、ニッケ
ルが不純物として周辺回路用ＴＦＴに与える影響を極力
押さえることができる。なぜなら、図８に示すラテラル
成長距離のＮｉ面密度依存性のグラフからわかるよう
に、５．０×１０¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ²以上のニッケル
を添加してもラテラル成長距離が９０μｍ以上にならな
いからである。

【００４９】（実施例１）以下、本発明の一実施例につ
いて説明する。

【００５０】図１は本発明の一実施例によるアクティブ
マトリクス型ＬＣＤの構成の概略を示す平面図であり、
図において、１は本実施例のＬＣＤで、絶縁基板上にマ
トリックス状に配置された、複数の画素及び画素用スイ
ッチＴＦＴを有する画素部分２と、上記絶縁基板の、該
画素部分２の周囲に配置された周辺回路部分３とを備え
ている。またここでは図示していないが、上記絶縁基板
の、周辺回路部分３の外側には、電気光学システムを構
成する中央演算処理装置、メモリー、電気信号入出力ポ
ート等の薄膜集積回路が配設されており、この電気光学
システムと上記液晶表示装置とから１つの電子装置が構
成されている。

【００５１】図２（ａ）〜図２（ｄ）は画素部分のスイ
ッチング素子を構成するＮ型ＴＦＴの断面構造をその製
造工程順に示した図である。

【００５２】図において、１０は、上記画素部分２に各
画素ごとに設けられ、画素への信号の供給を制御するＮ
型ＴＦＴで、該ＴＦＴ１０は、ガラス基板（絶縁基板）
１０１上に二酸化珪素膜等の絶縁性下地膜１０２を介し
て形成されている。該絶縁性下地膜１０２上には、上記
ＴＦＴを構成する島状の非晶質珪素膜１０４ｃが形成さ
れている。この非晶質珪素膜１０４ｃの中央部分は、チ
ャネル領域１２５となっており、その両側部分は、ソー
ス，ドレイン領域１２４，１２６となっている。上記チ
ャネル領域１０４ｃ上には、ゲート絶縁膜１０６を介し
てアルミニウムゲート電極１２８が設けられている。こ
のゲート電極１２８の表面は酸化物層１２７により被覆
されており、さらに電極配線２１４は層間絶縁膜２１１
上の画素電極２１２に接続されている。

【００５３】上記ＴＦＴ１０はその全面が層間絶縁膜２
１１により覆われており、該層間絶縁膜２１１の、ソー
ス，ドレイン領域１２４，１２６に対応する部分には、
コンタクトホール２１１ａが形成されている。上記ソー
ス，ドレイン領域１２４，１２６はこのコンタクトホー
ル２１１ａを介して電極配線２１３，２１４に接続され
ている。

【００５４】また図３は、上記画素部分のスイッチング
トランジスタを駆動する周辺回路のＴＦＴの断面構造を
工程順に示した図である。

【００５５】図において、２０は、上記周辺回路を構成
するＣＭＯＳ回路で、Ｐ型ＴＦＴ１１とＮ型ＴＦＴ１２
とをこれらが相補的な動作を行うよう接続したものであ
る。

【００５６】該Ｐ型ＴＦＴ１１とＮ型ＴＦＴ１２とはそ
れぞれ上記ガラス基板１０１上に二酸化珪素膜等の絶縁
性下地膜１０２を介して形成されている。該絶縁性下地
膜１０２上には、上記各ＴＦＴ１１，１２を構成する島
状の結晶性珪素膜１０４ｐ，１０４ｎが隣接して形成さ
れている。この結晶性珪素膜１０４ｐ，１０４ｎの中央
部分は、それぞれＰチャネル領域１１２，Ｎチャネル領
域１１５となっている。上記結晶性珪素膜１０４ｐの両
側部分はＰ型ＴＦＴのＰ型ソース，ドレイン領域１１
１，１１３、上記結晶性珪素膜１０４ｎの両側部分はＮ
型ＴＦＴのＮ型ソース，ドレイン領域１１４，１１６と
なっている。

【００５７】上記Ｐチャネル領域１１２及びＮチャネル
領域１１５上には、ゲート絶縁膜１０６を介してアルミ
ニウムゲート電極１０７及び１０９が配設されている。
また上記ＴＦＴ１１及び１２は全面が層間絶縁膜１１８
により覆われており、該層間絶縁膜１１８の、Ｐ型ＴＦ
Ｔ１１のソース，ドレイン領域１１１，１１３に対応す
る部分にはコンタクトホール１１６ｐが、また該層間絶
縁膜１１６の、Ｎ型ＴＦＴ１２のソース，ドレイン領域
１１４，１１６に対応する部分には、コンタクトホール
１１６ｎが形成されている。そして上記Ｐ型ＴＦＴ１１
のソース，ドレイン領域１１１，１１３はこのコンタク
トホール１１６ｐを介して電極配線１１７，１１９に接
続されている。また上記Ｎ型ＴＦＴ１２のソース，ドレ
イン領域１１４，１１６は上記コンタクトホール１１６
ｎを介して電極配線１２０，１２１に接続されている。

【００５８】そして本実施例では、上記結晶性珪素膜１
０４ｐ，１０４ｎは、その近傍の結晶化珪素領域１０４
ａから基板表面に対して平行な方向１０５に結晶成長が
進んで形成された横方向結晶領域１０５ａ，１０５ｂ
（図４参照）の一部である。該結晶化珪素領域１０４ａ
及び横方向結晶領域１０５ａ，１０５ｂは、非晶質珪素
膜の加熱処理による結晶化を助長する触媒元素を含み、
この膜中の結晶粒がほぼ単結晶状態の針状結晶あるいは
柱状結晶からなっているものである。

【００５９】次に製造方法について説明する。

【００６０】本実施例のプロセスの主要点は、ＴＦＴを
構成する半導体膜として、先ず、基板全面に非晶質珪素
を成膜し、画素部分２を構成する領域をフォトレジスト
で覆い、駆動素子等の周辺回路部分３を配置する領域の
み選択的にニッケル等の触媒元素を添加して、その領域
のみ６００℃以下の温度かつ２４時間以内の加熱によっ
て結晶成長を行う点にある。これにより駆動素子等の周
辺回路を配置すべき領域を結晶化し、その領域以外の領
域、即ち、画素スイッチング素子を配置すべき領域を非
晶質珪素膜のまま残すことができる。

【００６１】以下図２，及び図３を用いて具体的に説明
する。

【００６２】なお、上記画素部分のＴＦＴと、周辺回路
部分のＴＦＴとは、同一基板上において形成されるもの
であり、共通する処理は同時に行われる。

【００６３】図２（ａ）〜図２（ｄ）に示す工程と、図
３（ａ）〜図３（ｄ）に示す工程とは、それぞれ対応す
るものであり、図２（ａ）と図３（ａ）、図２（ｂ）と
図３（ｂ）、図２（ｃ）と図３（ｃ）、図２（ｄ）と図
３（ｄ）は、それぞれ製造プロセルにおける同一段階の
工程を示している。

【００６４】先ず、ガラス基板等（例えばコーニング７
０５９）の絶縁基板１０１上にスパッタリング法によっ
て厚さ１００〜３０００オングストロームの二酸化珪素
の下地膜１０２を形成する。次に、メタル膜または二酸
化珪素膜等のパターニングによって、周辺回路部分のＴ
ＦＴを形成すべき領域に所定のマスク開口１０３ａを有
するマスク１０３を形成する（図２（ａ），図３
（ａ））。この状態では、このマスク開口１０３ａに
は、スリット状に下地膜１０２が露呈され、下地膜１０
２の他の部分はマスクされている。

【００６５】続いて、スパッタリング法によって、厚さ
１〜２００オングストローム、例えば２０オングストロ
ームのニッケル膜（図示せず）を成膜する。この後、マ
スク１０３を取り除くことによって、上記下地膜１０２
の、マスク開口１０３ａに対応する領域１００に選択的
にニッケル膜が成膜されることになる。換言すれば、下
地膜１０２の領域１００に微量のニッケルが選択的に添
加されたことになる。

【００６６】次に、プラズマＣＶＤ法あるいは減圧ＣＶ
Ｄ法によって、厚さ３００〜２０００オングストロー
ム、例えば、１０００オングストロームの真性半導体か
らなる非晶質珪素膜（アモルファスシリコン膜）１０４
を成膜する。そして、この基板に対して、水素還元雰囲
気下（好ましくは、水素の分圧が０．１〜１気圧）また
は不活性ガス雰囲気下（大気圧）、６００℃以下の温度
で２４時間以内のアニール処理、例えば５５０℃、１６
時間のアニール処理を行う（図２（ｂ），図３
（ｂ））。このアニール温度は、４５０℃以上の温度で
可能であるが、高すぎると従来の方法と同じになってし
まう。したがって、４５０〜５５０℃が好ましいアニー
ル温度であると言える。この際、上記下地膜１０２の、
ニッケル膜が選択的に形成された領域１００上では、ま
ず非晶質珪素膜１０４の結晶化が基板１０１に対して垂
直方向に進み、そして、この結晶化した領域１０４ａの
周辺領域では、矢印１０５で示すように該領域１０４ａ
から横方向（基板と平行な方向）に結晶成長が行われる
（図３（ｂ））。

【００６７】この結果として結晶成長方向が完全に揃っ
た高品質の結晶性珪素膜１０４ｉが得られる。そして後
の工程で明らかになるように、図３に示す周辺回路部分
のＴＦＴにおいては、ソース，ドレイン領域がこの結晶
成長方向１０５に沿って並ぶよう形成される。尚、上記
結晶成長に際し、矢印１０５で示される基板と平行な方
向の結晶成長距離は４０〜９０μｍ程度である。

【００６８】なお、図２（ａ），図３（ａ）及び図２
（ｂ），図３（ｂ）で示すここまでの処理に代えて、図
５（ａ）及び図５（ｂ）に示すような処理を行ってもよ
い。つまり、先ず、ガラス基板（例えばコーニング７０
５９）等の絶縁基板１０１上にスパッタリング法によっ
て厚さ２００〜１０００オングストロームの二酸化珪素
の下地膜１０２を形成する。次に、プラズマＣＶＤ法あ
るいは減圧ＣＶＤ法によって、厚さ３００〜２０００オ
ングストローム、例えば、１０００オングストロームの
真性半導体の非晶質珪素膜１０４を成膜する。続いて、
メタル膜または二酸化珪素膜等のパターニングによっ
て、上記マスク開口１０３ａを有するマスク１０３を形
成する。このときこのマスク１０３の開口１０３ａに
は、スリット状に非晶質珪素膜１０４が露呈され、該非
晶質珪素膜の他の部分はマスクされている。続いて、ス
パッタリング法によって、厚さ５〜２００オングストロ
ーム、例えば２０オングストロームのニッケル膜（図示
せず）を成膜する。そして、上記基板に対して例えば５
５０℃での１６時間のアニール処理を行う。この際、非
晶質珪素膜１０４の、ニッケル膜が選択的に形成された
領域１００においては、基板１０１に対して垂直方向に
その結晶化が進み、そして、結晶化領域１０４ａの周辺
領域では、矢印１０５で示すように該領域１０４ａから
横方向（基板と平行な方向）に結晶成長が進む。この結
果として結晶成長方向が完全に揃った高品質の結晶性珪
素膜１０４ｉが得られる。

【００６９】また、先の非晶質珪素膜１０４の結晶化の
際に、該非晶質珪素膜１０４の、マスク開口１０３ａに
対応する領域１００に選択的にニッケルを添加した後
に、即ち結晶化の前に、マスク１０３を取り除いたが、
このマスク１０３を取り除かない状態で結晶化を行って
も同様な結晶化を行うことができる。ただし、５００℃
以上６００℃以下の温度でかつ１０時間以上のアニール
を行う場合には、マスク１０３の膜厚を５００オングス
トローム以上にしたほうがよい。なぜならマスク１０３
の膜厚が５００オングストローム以下のときに、例え
ば、５５０℃、１６時間以上のアニールを行うと、マス
ク１０３上のニッケルがマスク１０３内に熱拡散され、
さらにマスク１０３から非晶質珪素膜１０４内にも拡散
してしまい、領域１００以外の領域でニッケルによる非
晶質珪素膜１０４の結晶化が起こってしまうからであ
る。先にも述べたが、上述の５５０℃、１６時間のアニ
ールによる結晶化では画素部用ＴＦＴを作製する領域は
まだ非晶質珪素の状態である。

【００７０】このような結晶化処理を行った後、不要な
部分の非晶質珪素１０４を除去して素子間分離を行い、
素子領域を形成する（図２（ｃ），図３（ｃ）参照）。

【００７１】その後、スパッタリング法によって、厚さ
１０００オングストロームの二酸化珪素膜１０６をゲー
ト絶縁膜として成膜する。スパッタリングにはターゲッ
トとして二酸化珪素を用い、スパッタリング時の基板温
度は２００〜４００℃（例えば３５０℃）、スパッタリ
ング雰囲気は酸素とアルゴンで、これらの比をアルゴン
／酸素＝０〜０．５（例えば０．１）以下とする。

【００７２】引き続いてスパッタリング法によって、厚
さ６０００〜８０００オングストローム，例えば６００
０オングストロームのアルミニウム膜（０．１〜２％の
シリコンを含む）を成膜する。なお、上記酸化珪素膜１
０６とアルミニウム膜の成膜工程は連続的に行うことが
望ましい。そして、アルミニウム膜をパターニングし
て、ゲート電極１０７、１０９及び１２８を形成する。
これらの工程は、画素部分２（図２（ｃ）参照）と周辺
回路部分３（図３（ｃ）参照）で同時に行われる。

【００７３】さらに、このアルミニウム電極１０７，１
０９及び１２８の表面を陽極酸化して、表面に酸化物層
１０８，１１０及び１２７を形成する。この陽極酸化
は、酒石酸が１〜５％含まれたエチレングリコール溶液
中で行う。得られた酸化物層１０８，１１０，１２７の
厚さは２０００オングストロームである。なお、得られ
た酸化物層１０８，１１０，１２７とは、後のイオンド
ーピング工程において、オフセットゲート領域の厚さと
なるので、オフセットゲート領域の長さを上記陽極酸化
工程で決めることができる。

【００７４】次に、イオンドーピング法によって、活性
層領域にゲート電極１０７とその周囲の酸化層１０８、
ゲート電極１０９とその周囲の酸化層１１０、ゲート電
極１２８とその周囲の酸化層１２７をマスクとして不純
物金属元素（燐およびホウ素）を注入する。ドーピング
ガスとして、フォスフィン（ＰＨ₃）およびジボラン
（Ｂ₂Ｈ₆）を用い、前者の場合は加速電圧を６０〜９０
ｋＶ（例えば８０ｋＶ）、後者の場合は４０〜８０ｋＶ
（例えば６５ｋＶ）とし、ドーズ量は１×１０^１５〜８
×１０^１５ｉｏｎｓ／ｃｍ²（例えば、燐を２×１０¹⁵
ｉｏｎｓ／ｃｍ²、ホウ素を５×１０¹⁵ｉｏｎｓ／ｃｍ²
とする。）とする。

【００７５】ドーピングの際、ドーピングが不要な領域
をフォトレジストで覆うことによって、それぞれの元素
を選択的にドーピングを行う。この結果、周辺回路部分
３では、Ｎ型の不純物領域１１４，１１６、Ｐ型の不純
物領域１１１，１１３が形成され、画素部分２ではＮ型
の不純物領域１２４，１２６が形成される。さらに、Ｎ
型の不純物領域１１４と１１６に挟まれた領域１１５、
Ｐ型の不純物領域１１１と１１３に挟まれた領域１１２
は、後に周辺回路部分３のＴＦＴのチャネル領域とな
る。Ｎ型の不純物領域１２４と１２６に挟まれた領域１
２５は、後に画素部分２のＴＦＴのチャネル領域とな
る。

【００７６】その結果、図３に示すように、活性領域が
結晶性珪素膜からなるＰチャネル型ＴＦＴ（ＰＴＦＴ）
１１とＮチャネル型ＴＦＴ（ＮＴＦＴ）１２とを周辺回
路部分３に形成することができる。また、同時に図２に
示すように活性領域が非晶質珪素膜からなるＮチャネル
型ＴＦＴ１０を画素部分２に形成することができる。

【００７７】その後、レーザー光の照射によってアニー
ルを行い、イオン注入した不純物の活性化を行う。レー
ザー光としては、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８
ｎｍ、パルス幅２０ｎｓｅｃ）を用いるが、他のレーザ
ーであってもよい。レーザー光の照射条件はエネルギー
密度が２００〜４００ｍＪ／ｃｍ²（例えば２５０ｍＪ
／ｃｍ²）とし、一カ所につき２〜１０ショット（例え
ば２ショット）とする。なお、このレーザー光の照射
時に基板を２００〜４５０℃程度に加熱しておくことは
有用である。また、このレーザーアニール工程におい
て、先に結晶化された領域にはニッケルが拡散している
ので、このレーザー光の照射によって再結晶化が容易に
進行し、Ｐ型を付与する不純物がドープされた不純物領
域１１１と１１３、さらにＮ型を付与する不純物がドー
プされた不純物領域１１４と１１６、１２４と１２６は
容易に活性化され得る。

【００７８】続いて、周辺回路部分３においては、図３
に示すように、厚さ６０００オングストロームの二酸化
珪素膜１１８を層間絶縁膜としてプラズマＣＶＤ法によ
って形成し、これにコンタクトホール１１６ｐ，１１６
ｎを形成して、金属材料、例えば窒化チタンとアルミニ
ウムの多層膜によってＴＦＴの電極配線１１７、１１
９、１２０、１２１を形成する。

【００７９】さらに、画素部分２では図２に示すよう
に、層間絶縁物２１１を二酸化珪素膜によって形成し、
コンタクトホール２１１ａを形成した後、画素電極とな
るＩＴＯ電極２１２を形成し、さらに金属配線２１３、
２１４を形成する。最後に、１気圧の水素雰囲気中で３
５０℃、３０分以上のアニールを行い、ＣＭＯＳ構成の
ＴＦＴ回路２０及びＴＦＴ１０を完成させる（図２
（ｄ）、図３（ｄ）参照）。

【００８０】図３に示す周辺回路部分３において、ニッ
ケルが選択的に導入された領域とＴＦＴとの位置関係を
示すために、図４に、図３（ｃ）の断面構造に対応する
平面構造を示す。図４において、領域１００に選択的に
微量のニッケルが添加され、前述の熱アニールによっ
て、領域１００から矢印１０５で示す横方向（紙面左右
方向）に結晶成長がなされる。そして、この横方向の結
晶成長が行われた領域１０５ａにおいて、ソース，ドレ
イン領域１１１，１１３、チャネル形成領域１１２がＰ
ＴＦＴとして形成される。同様に横方向結晶成長が行わ
れた領域１０５ｂにおいて、ソース，ドレイン領域１１
４，１１６、チャネル形成領域１１５がＮＴＦＴとして
形成される。即ち、周辺回路部分３においては、ソー
ス，ドレイン間において、キャリアの移動する方向が、
結晶の成長方向１０５と同一の方向となっている。した
がって、キャリアが移動に際して結晶粒界を横切ること
がほとんどないので、特に、移動度を高することができ
る。

【００８１】このように本実施例では、ニッケル等の触
媒元素を非晶質珪素膜に導入し、６００℃以下の温度で
結晶化を行う技術を用いることによって、ドライバート
ランジスタのように高周波動作を必要とする、言い換え
るとキャリアの高移動度を必要とする周辺駆動回路３を
ガラス等の絶縁基板上に画素部分２と一体化させること
が可能となる。さらに、従来にはない高品質な、即ち結
晶成長方向が完全にそろった、結晶欠陥（転位）密度が
極めて低い結晶性珪素膜を作製できるので、この結晶性
珪素膜を用いて作られたＴＦＴの移動度は非常に高い値
となる。

【００８２】また、ニッケル等の触媒元素の添加領域と
非添加領域は二酸化珪素などのマスクを使用することに
より容易に作り分けることが可能である。さらに、この
マスクの開口パターンにより、例えば縦長のパターンあ
るいは横長のパターン等により、ニッケル添加領域から
結晶成長が進む方向および成長距離を任意に決定するこ
とができるので、周辺駆動回路として設けられるあらゆ
るＴＦＴ構造に容易に対応が可能となる。このようにニ
ッケル等の触媒元素を使用し、ガラス等の絶縁基板上に
それぞれ異なる電気特性を有する２種類のＴＦＴを同時
に形成することが可能となる。それゆえに、同一基板上
に画像表示部分と周辺駆動回路を組み込んだ、ドライバ
ーモノリシック型のアクティブマトリックス型ＬＣＤの
実現が可能となる。

【００８３】なお、本実施例において、先に詳しく述べ
たが、ニッケルを導入する方法として、非晶質珪素膜１
０４下の下地膜１０２表面に選択的にニッケルを薄膜状
（極めて薄い膜なので、膜として観察することは困難で
ある。）に形成し、この部分から結晶成長を行う方法を
採用した。この方法とは別に、非晶質珪素膜１０４を形
成した後に、その上面に選択的に微量のニッケルを添加
する方法でもよい。即ち、結晶成長は非晶質珪素膜１０
４の上面側から行ってもよいし、下面側から行ってもよ
い。

【００８４】また、予め非晶質珪素膜１０４を成膜し、
さらにイオンドーピング法を用いて、ニッケルイオンを
非晶質珪素膜１０４に選択的に注入する方法を採用して
もよい。この場合には、ニッケル元素の濃度を制御する
ことができるという利点がある。

【００８５】また、ニッケルの薄膜を成膜する代わりに
ニッケル電極を用いてプラズマ処理により、微量のニッ
ケルを添加してもよい。また、硝酸ニッケルや酢酸ニッ
ケルの水溶液またはアルコール溶液を基板表面に塗布す
る方法で微量のニッケルを添加してもよい。

【００８６】さらに、結晶化を助長する触媒元素として
は、ニッケル以外に鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），パ
ラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），錫（Ｓｎ），インジ
ウム（Ｉｎ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），銀
（Ａｇ），アンチモン（Ｓｂ），銅（Ｃｕ），砒素（Ａ
ｓ），燐（Ｐ）を用いても同様の効果が得られる。

【００８７】以上、本発明に基づく実施例について具体
的に説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が
可能である。

【００８８】本発明の応用例としては、液晶表示用のア
クティブマトリックス型基板以外に、例えば、密着型イ
メージセンサー、ドライバー内蔵型のサーマルヘッド、
有機系ＥＬ（Electoroluminescence）素子等を発光素子
としたドライバー内蔵型の光書き込み素子や表示素子、
三次元ＩＣ等が考えられる。ここで、有機系ＥＬ素子
は、有機材料を発光素材とした電界発光素子である。そ
して本発明を用いることで、これらの素子の高速、高解
像度化等の高性能化が実現される。さらに、本発明は上
述の実施例で説明したＭＯＳ型トランジスタに限らず、
結晶性半導体を素子材としたバイポーラトランジスタや
静電誘導トランジスタをはじめとして幅広く半導体プロ
セス全般に応用することができる。

【００８９】

【発明の効果】以上のように本発明に係るＬＣＤによれ
ば、画像表示部のスイッチングトランジスタを、活性領
域が非晶質珪素膜からなるＴＦＴで構成し、周辺駆動回
路を構成するドライバートランジスタを、活性領域が結
晶性珪素膜からなるＴＦＴで構成したので、該スイッチ
ング用ＴＦＴのオフ電流の低減により、画素での電荷保
持率を高めることができ、またドライバーＴＦＴの活性
領域でのキャリアの移動度の増大により、周辺駆動回路
の高周波動作を実現することができる。しかも該ドライ
バーＴＦＴの活性領域となる結晶性珪素膜には、非晶質
珪素膜の結晶化を助長する触媒元素が含まれているの
で、これを低温での固相結晶化処理により非晶質珪素膜
から形成することができる。

【００９０】この結果、周辺駆動回路を構成するドライ
バーＴＦＴの動作速度を高めるとともに、画像表示部を
構成する画素スイッチング用ＴＦＴのオフ電流を低減す
ることができ、しかもドライバーＴＦＴ及び画素スイッ
チング用ＴＦＴを同一基板上に低温プロセスにより、安
定にかつ歩留まりよく製造することができる効果があ
る。

【００９１】また、本発明によれば、ドライバートラン
ジスタの活性領域となる結晶性珪素膜を、その近傍の上
記触媒元素を含む結晶化領域から基板表面に対して概略
平行な方向に結晶成長が進んで形成された横方向結晶成
長領域の一部から構成し、上記ドライバートランジスタ
を、その活性領域中でのキャリアの移動方向が該結晶性
珪素膜の横方向結晶成長方向と概略平行となるよう、該
結晶性珪素膜内に配置したので、ドライバートランジス
タのキャリアの移動方向には結晶粒界が存在しないよう
になり、その周辺駆動回路の高周波動作性能をさらに高
めることができる効果がある。

【００９２】本発明によれば、非晶質珪素膜に選択的に
導入する触媒元素の面密度を、５．０×１０¹³ａｔｏｍ
ｓ／ｃｍ²以下にしているため、触媒元素によるトラッ
プ準位に起因したリーク電流が必要以上に増大するのを
回避することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるアクティブマトリック
ス型ＬＣＤの概略構成を示す平面図である。

【図２】上記実施例のＬＣＤの画素部分を構成する画素
用ＴＦＴの構造及び製造方法を示す断面図である。

【図３】上記実施例のＬＣＤの周辺駆動回路を構成する
ＣＭＯＳ構成のＴＦＴの構造及び製造方法を示す断面図
である。

【図４】活性領域を形成した段階の上記ＣＭＯＳ構造の
ＴＦＴを示す平面図である。

【図５】図２（ａ），（ｂ）に示す工程に代わる工程を
説明するための断面図である。

【図６】特願平５−２１８１５６号に係る発明におけ
る、微量ニッケル添加およびラテラル成長を説明するた
めの図である。

【図７】そのチャネル領域を従来の非晶質珪素膜によっ
て作製したＴＦＴについて、ドレイン電流のゲート電圧
依存性をグラフで示す図である。

【図８】ラテラル成長距離のＮｉ面密度依存性をグラフ
で示す図である。

【符号の説明】

１０画素用Ｎ型ＴＦＴ１１ドライバーＰ型ＴＦＴ１２ドライバーＮ型ＴＦＴ２０ＣＭＯＳ回路１００，３００ニッケル微量添加領域１０１ガラス基板１０２下地膜（二酸化珪素膜）１０３マスク１０３ａマスク開口１０４非晶質珪素膜１０４ｉ結晶性珪素膜１０５，３０１結晶成長方向１０６ゲート絶縁膜１０７，１０９，１２８ゲート電極１０８，１１０，１２７陽極酸化層１１１，１１３，１１４，１１６，１２４，１２６，３
０３，３０５ソース，ドレイン領域１１２，１１５，１２５，３０４チャネル形成領域１１７，１１９，１２０，１２１，２１３，２１４電
極配線１１８，２１１層間絶縁膜２１２ＩＴＯ（画素電極）３０２ラテラル成長領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する一対の基板間に挟持された液
晶、該一方の基板上にマトリックス状に配列された複数
の画素電極、及び該各画素電極毎に設けられ、該画素電
極への信号の供給を制御するスイッチングトランジスタ
を有する画像表示部と、該一方の基板の、画像表示部の外周部分に配設され、該
スイッチングトランジスタを駆動する周辺駆動回路とを
備え、該画像表示部のスイッチングトランジスタは、活性領域
が非晶質珪素膜からなる薄膜トランジスタであり、該周辺駆動回路を構成するドライバートランジスタは、
活性領域が結晶性珪素膜からなる薄膜トランジスタであ
り、該結晶性珪素膜には、非晶質珪素膜の結晶化を助長する
触媒元素が含まれている液晶表示装置。
【請求項２】対向する一対の基板間に挟持された液
晶、該一方の基板上にマトリックス状に配列された複数
の画素電極、及び該各画素電極毎に設けられ、該画素電
極への信号の供給を制御するスイッチングトランジスタ
を有する画像表示部と、該一方の基板の、画像表示部の外周部分に配設され、該
スイッチングトランジスタを駆動する周辺駆動回路とを
備え、該画像表示部のスイッチングトランジスタは、活性領域
が非晶質珪素膜からなる薄膜トランジスタであり、該周辺駆動回路を構成するドライバートランジスタは、
活性領域が結晶性珪素膜からなる薄膜トランジスタであ
り、該結晶性珪素膜は、その近傍の結晶化領域から基板表面
に対して概略平行な方向に結晶成長が進んで形成された
横方向結晶成長領域の一部であり、該結晶化領域は、非晶質珪素膜の加熱による結晶化を助
長する触媒元素を導入した領域である液晶表示装置。
【請求項３】請求項２記載の液晶表示装置において、前記ドライバートランジスタは、その活性領域中でのキ
ャリアの移動方向が前記結晶性珪素膜の結晶成長方向と
概略平行となるよう、該結晶性珪素膜内に形成されてい
る液晶表示装置。
【請求項４】請求項１，２，３のいずれかに記載の液
晶表示装置において、前記触媒元素として、ニッケル（Ｎｉ），鉄（Ｆｅ），
コバルト（Ｃｏ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐ
ｔ），錫（Ｓｎ），インジウム（Ｉｎ），アルミニウム
（Ａｌ），金（Ａｕ），銀（Ａｇ），アンチモン（Ｓ
ｂ），銅（Ｃｕ），砒素（Ａｓ），燐（Ｐ）の中から選
ばれた少なくとも一つの材料を用いている液晶表示装
置。
【請求項５】請求項１，２，３のいずれかに記載の液
晶表示装置において、前記結晶性珪素膜は、触媒元素を選択的に導入した非晶
質珪素膜に熱処理を施して形成したものであり、該選択的に導入する触媒元素の面密度は、５．０×１０
¹³ａｔｏｍｓ／ｃｍ²以下である液晶表示装置。