JPH1065178A

JPH1065178A - 薄膜トランジスタおよびその製造方法、並びに液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1065178A
Application number: JP22291796A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Aomori; 繁青森; Atsushi Tanaka; 淳田中; Yoshiki Nakatani; 喜紀中谷; Katsunori Mihashi; 克典三橋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-08-23
Filing date: 1996-08-23
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型・軽量で耐衝撃性に優れ、高画質・高解
像度の表示が得られる液晶表示装置を提供する。【解決手段】低温・低エネルギーのレーザー照射で多
結晶化が可能なＳｉＧｅ膜を用いて、ＴＦＴの半導体層
３を形成する。ＳｉＧｅ膜の多結晶化の際に、レーザー
光の照射エネルギー密度を１２０ｍＪ／ｃｍ²以上２０
０ｍＪ／ｃｍ²以下とすることにより、基板温度２００
℃以下で多結晶化を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＯＡ（Ｏｆｆｉｃ
ｅＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ）機器やパーソナルコンピュ
ータ、携帯型情報端末等に好適に用いられるアクティブ
マトリックス型液晶表示装置のスイッチング素子等とし
て用いられる薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと称する）
およびその製造方法並びに液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、上述のＯＡ機器やパーソナルコン
ピュータ等に用いられる液晶表示装置としては、所謂ア
クティブマトリックス型のものが多用されている。この
アクティブマトリックス型液晶表示装置においては、液
晶層を挟んで対向配置される一対の絶縁性基板のうちの
一方にマトリックス状に設けられた各画素電極に接続さ
れて、ＴＦＴやＭＩＭ（ＭｅｔａｌＩｎｓｕｌａｔｏ
ｒＭｅｔａｌ）などのスイッチング素子が設けられて
おり、解像度の高い画像が得られる。その中でも、スイ
ッチング素子としてＴＦＴを用いたアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置は、画像の解像度やコントラストに
優れているため、広く用いられている。

【０００３】従来、このＴＦＴの半導体層としては、プ
ラズマＣＶＤ（化学気相成長法）により形成した水素化
アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜が用いられ、
または減圧ＣＶＤ法（ＬＰＣＶＤ）法などにより形成し
たａ−Ｓｉ膜を熱処理による固相成長法またはレーザー
アニール法等により再結晶化した多結晶シリコン（ｐ−
Ｓｉ）膜などが用いられている。また、液晶表示装置を
構成する絶縁性基板としては、通常、無アルカリガラス
基板や石英基板等の透明絶縁性基板が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年のマル
チメディア社会の急速な進展の中、場所や時を問わずに
情報交換が行える携帯型情報機器分野が発展してきてお
り、それに伴って薄型・軽量であり、かつ運搬性に優れ
た液晶表示装置に対する需要が高まってきている。この
現状を考慮すると、上述の従来の液晶表示装置およびＴ
ＦＴを用いた場合、以下のような問題点がある。

【０００５】即ち、液晶表示装置を構成する絶縁性基板
として無アルカリガラス基板等のガラス基板を用いた液
晶表示装置では、その基板強度等の面で限界があるた
め、携帯型情報機器等に要求とされる薄型・軽量という
性能を満たすには不十分であった。また、携帯型情報機
器においては、その運搬可能性から移動中の落下・衝突
という状況に遭遇することが多いと考えられ、この観点
からも耐衝撃性に劣るガラス基板を用いた液晶表示装置
には問題があった。

【０００６】これらの問題を解決するために、例えば特
開平５−３３３３２６号公報には、絶縁性基板として軽
量・薄型化が可能で耐衝撃性に優れた高分子フィルム等
の樹脂基板を用いた液晶表示装置が提案されている。し
かし、この液晶表示装置は、スイッチング素子を有しな
い単純マトリックス型液晶表示装置であるため、ＴＦＴ
等のスイッチング素子を有するアクティブマトリックス
型液晶表示装置に比較して表示画像の品質が劣るという
問題があった。

【０００７】一方、スイッチング素子として用いられて
いるＴＦＴにおいては、上述のように、半導体層として
ａ−Ｓｉ：Ｈ膜やｐ−Ｓｉ膜が用いられており、その作
製プロセス温度は３００℃〜６００℃程度である。従っ
て、樹脂基板上にこのようなＴＦＴを形成することは、
樹脂基板の材料の耐熱温度の観点から、非常に困難であ
った。

【０００８】より低温で高性能なＴＦＴを得る方法とし
て、例えば特開平６−１２０４９９号公報には、ＴＦＴ
の半導体層としてシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）膜
を用いる方法が開示されている。ＳｉＧｅ膜の多結晶化
はＳｉ膜の多結晶化よりも低温の熱アニールで行うこと
ができるので、この方法によれば従来よりも低温でＴＦ
Ｔの作製を行うことができる。しかし、この方法におい
ても、ＳｉＧｅ膜の最低アニール温度が５００℃程度で
あるため、樹脂基板上にＴＦＴを作製することは非常に
困難であった。

【０００９】本発明は、このような従来技術の課題を解
決するためになされたものであり、薄型・軽量で耐衝撃
性に優れた樹脂基板上に形成されたＴＦＴおよびその製
造方法並びにこのＴＦＴを用いた液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のＴＦＴは、樹脂
基板上に、ゲート電極と半導体層とがゲート絶縁膜を挟
んで設けられ、該半導体層がレーザー光照射により多結
晶化されたシリコンゲルマニウム膜からなり、そのこと
により上記目的が達成される。

【００１１】本発明のＴＦＴの製造方法は、樹脂基板上
に、ゲート電極と半導体層とがゲート絶縁膜を挟んで設
けられたＴＦＴの製造方法であって、該半導体層を、シ
リコンゲルマニウム膜にレーザー光を照射して多結晶化
することにより形成しており、そのことにより上記目的
が達成される。

【００１２】前記シリコンゲルマニウム膜の多結晶化
を、照射エネルギー密度１２０ｍＪ／ｃｍ²以上２００
ｍＪ／ｃｍ²以下のレーザー光照射により行ってもよ
い。

【００１３】前記シリコンゲルマニウム膜の多結晶化
を、基板温度２００℃以下で行ってもよい。

【００１４】本発明の液晶表示装置は、樹脂基板上に、
画素電極および該画素電極に接続されたＴＦＴがマトリ
ックス状に設けられている液晶表示装置において、該薄
膜トランジスタとして、本発明の薄膜トランジスタが設
けられており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１５】以下、本発明の作用について説明する。

【００１６】シリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）はＳｉ
に比べて低エネルギーのレーザー光照射により多結晶化
できるので、通常ＴＦＴの半導体層として用いられてい
るａ−Ｓｉ：Ｈ膜やｐ−Ｓｉ膜よりも低温で多結晶Ｓｉ
Ｇｅ膜を得ることができる。従って、ＳｉＧｅをレーザ
ー光照射して多結晶化したＳｉＧｅ膜をＴＦＴの半導体
層とすることにより、ガラス基板に比べて耐熱性が低い
樹脂基板を用いることが可能となる。また、低いエネル
ギーのレーザー光照射により、特性的に優れた多結晶Ｓ
ｉＧｅからなる半導体層を得ることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下
の実施形態により限定されるものではない。

【００１８】（実施形態１）図１は実施形態１の液晶表
示装置の要部断面図である。

【００１９】この液晶表示装置はアクティブマトリック
ス型の液晶表示装置であり、液晶層１５を挟んで一対の
樹脂基板１、１４が対向配置されている。そのうちの一
方の樹脂基板１には各画素毎にスイッチング素子として
正スタガ構造ＴＦＴが形成されている。

【００２０】このＴＦＴは、樹脂基板１上に形成された
バッファ層２上に多結晶ＳｉＧｅからなる半導体層３が
形成され、その半導体層３を覆うようにゲート絶縁膜４
が形成されている。このゲート絶縁膜４を介して半導体
層３と重畳するようにゲート電極５が形成され、そのゲ
ート電極５を覆うように層間絶縁膜６が形成されてい
る。層間絶縁膜６の上にはＴＦＴのソース電極８ａおよ
びＴＦＴのドレイン電極８ｂが形成されている。このソ
ース電極８ａは、ゲート絶縁膜４および層間絶縁膜６を
貫通するコンタクトホール７ａにおいて半導体層３のソ
ース領域（図示せず）と接続され、ドレイン電極８ｂ
は、ゲート絶縁膜４および層間絶縁膜６を貫通するコン
タクトホール７ｂにおいて半導体層３のドレイン領域
（図示せず）と接続されている。

【００２１】このような構造のＴＦＴのゲート電極５に
走査信号を供給するためのゲートバスライン（図示せ
ず）が接続され、ＴＦＴのソース電極８ａには映像信号
を供給するためのソースバスライン（図示せず）が接続
されている。また、ＴＦＴのドレイン電極８ｂには透明
導電膜からなる画素電極９が接続されている。その状態
の基板全体を覆うように保護膜１０が形成され、その上
に液晶を配向させるための配向膜（図示せず）が形成さ
れている。他方の樹脂基板１４上には各画素毎にカラー
フィルタ１１が形成され、樹脂基板１上のＴＦＴを覆う
ようにブラックマトリクス１２が形成されている。その
上には対向電極１３が形成され、さらにその上に基板全
体を覆うように保護膜および配向膜（共に図示せず）が
形成されている。

【００２２】この液晶表示装置は、例えば以下のように
して作製することができる。

【００２３】まず、図２（ａ）に示すように、透明絶縁
性の樹脂基板１上にバッファ層２を形成する。この樹脂
基板１としては、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタ
レート）、ポリカーボネート、ポリアリレート、ＰＥＥ
Ｋ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエー
テルスルホン）、ＰＥＮ（ポリエーテルニトリル）等の
高分子材料からなる基板を用いることができる。バッフ
ァ層２としてはＳｉＯ₂膜や窒化シリコン膜等を用いる
ことができ、膜厚は５００ｎｍ〜１μｍとする。このバ
ッファ層２はスパッタ法等により基板温度を室温にして
形成することができる。

【００２４】次に、図２（ａ）に示すように、バッファ
層２の上にＳｉＧｅ膜３ａを形成する。このＳｉＧｅ膜
３ａはアモルファス状態のＳｉＧｅ膜でも微結晶層を含
むＳｉＧｅ膜でもよく、膜厚は５０ｎｍ〜２００ｎｍと
する。このＳｉＧｅ膜３ａはスパッタ法またはリモート
プラズマＣＶＤ法等により基板温度を室温〜２００℃に
して形成することができる。

【００２５】続いて、図２（ａ）に示すように、ＳｉＧ
ｅ膜３ａにレーザー光２４を照射することによりＳｉＧ
ｅ膜３ａを多結晶化する。このレーザー光２４として
は、例えば波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレーザー
等を用いることができる。レーザー光の照射エネルギー
は、１２０ｍＪ／ｃｍ²以上２００ｍＪ／ｃｍ²以下であ
るのが好ましい。

【００２６】その後、多結晶化したＳｉＧｅ膜を素子領
域毎にパターニングして、図２（ｂ）に示すようなＴＦ
Ｔの半導体層３を形成する。このパターニングはフォト
リソグラフィーおよびエッチングにより行うことができ
る。

【００２７】次に、図２（ｂ）に示すように、半導体層
３を覆うようにゲート絶縁膜４を形成する。このゲート
絶縁膜４としてはＳｉＯ₂膜や窒化シリコン膜等を用い
ることができ、膜厚は１００ｎｍ〜２００ｎｍとする。
このゲート絶縁膜４はスパッタ法またはリモートプラズ
マＣＶＤ法等により基板温度を室温〜２００℃にして形
成することができる。

【００２８】続いて、図２（ｃ）に示すように、ゲート
絶縁膜４上にゲート電極５およびゲートバスライン（図
示せず）を形成する。このゲート電極５およびゲートバ
スラインとしてはＡｌ膜等を用いることができ、膜厚は
１５０ｎｍ〜３００ｎｍとする。このゲート電極５およ
びゲートバスラインはスパッタ法または蒸着法等により
基板温度を室温〜２００℃にして導電膜を成膜し、これ
をフォトリソグラフィーおよびエッチングによりパター
ニングして形成することができる。

【００２９】その後、図２（ｃ）に示すように、基板全
体を覆うように層間絶縁膜６を成膜し、ゲート絶縁膜４
および層間絶縁膜６を貫通するコンタクトホール７ａ、
７ｂを形成する。この層間絶縁膜６としてはＳｉＯ₂膜
等を用いることができ、膜厚は３００ｎｍ〜５００μｍ
とする。この層間絶縁膜６はスパッタ法または蒸着法等
により基板温度を室温にして成膜することができる。コ
ンタクトホール７ａ、７ｂはフォトリソグラフィーおよ
びエッチングにより形成することができる。

【００３０】次に、図２（ｄ）に示すように、層間絶縁
膜６上に、コンタクトホール７ａ、７ｂを埋め込むよう
にソース電極８ａ、ソースバスライン（図示せず）およ
びドレイン電極８ｂを形成する。このソース電極８ａ、
ソースバスラインおよびドレイン電極８ｂとしては、Ａ
ｌ膜、Ｔｉ膜、Ｎｉ膜またはＰｔ膜等の金属膜を用いる
ことができる。このソース電極８ａ、ソースバスライン
およびドレイン電極８ｂはスパッタ法または蒸着法等に
より基板温度をＲ．Ｔ．（室温）〜１５０℃にして金属
膜を成膜し、これをフォトリソグラフィーおよびエッチ
ングによりパターニングして形成することができる。

【００３１】続いて、図２（ｄ）に示すように、層間絶
縁膜６上にドレイン電極８ｂとその一部が重なるように
画素電極９を形成する。この画素電極９としては、ＩＴ
Ｏ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜等の透明導
電膜を用いることができ、膜厚は５０ｎｍ〜１００ｎｍ
とする。この画素電極９はスパッタ法等により基板温度
をＲ．Ｔ．〜１００℃にして透明導電膜を成膜し、これ
をフォトリソグラフィーおよびエッチングによりパター
ニングして形成することができる。

【００３２】次に、図２（ｄ）に示すように、基板全体
を覆うように保護膜１０を形成する。この保護膜１０と
してはＳｉＯ₂膜や窒化シリコン膜等を用いることがで
き、膜厚は３００ｎｍ〜５００ｎｍとする。この保護膜
１０はスパッタ法またはリモートプラズマＣＶＤ法等に
より基板温度を室温〜２００℃にして形成することがで
きる。

【００３３】その後、保護膜１０の上に液晶を配向させ
るための配向膜（図示せず）を形成して配向処理を行う
ことにより、一方の基板が完成する。

【００３４】他方の基板は、図２（ｅ）に示すように、
樹脂基板１４上に各画素毎にカラーフィルタ１１を形成
し、一方の基板上のＴＦＴを覆うようにブラックマトリ
クス１２を形成する。それらを覆って対向電極１３を形
成し、その状態の基板全体を覆うように保護膜および配
向膜（共に図示せず）を形成することにより、他方の基
板が完成する。この他方の基板の作製工程と、上述の一
方の基板の作製工程とは、どちらを先に行ってもよい。

【００３５】次に、両基板を一定の間隔を設けてシール
剤（図示せず）およびスペーサー（図示せず）により貼
り合わせ、基板間隙に液晶を注入して液晶層１５を形成
することにより、液晶表示装置が完成する。

【００３６】この液晶表示装置は、ＳｉＧｅ膜３ａをレ
ーザー光照射により多結晶化した多結晶ＳｉＧｅ膜をＴ
ＦＴの半導体層３としているため、従来の多結晶Ｓｉ膜
を半導体層としたＴＦＴよりも作製プロセスを低温化し
て、樹脂基板上に作製することができる。このことにつ
いて、以下に説明する。

【００３７】図３に、本発明に用いるＳｉＧｅ膜に対し
てエネルギー密度を変化させてレーザー光を照射し、そ
の紫外線反射光のピーク波長を測定した結果を△として
示す。また、比較のために、従来技術において用いるＳ
ｉ膜に対してエネルギー密度を変化させてレーザー光を
照射し、その紫外線反射光のピーク波長を測定した結果
を◆として示す。この図３において、紫外線反射光のピ
ーク波長は半導体層の多結晶化の程度を示し、紫外線反
射光のピーク波長が短波長側へシフトしていくことによ
り半導体層の多結晶化が進行していくことを示す。な
お、図３の縦軸としては紫外線反射光のピーク波長（ｎ
ｍ）を取り、横軸としては照射レーザー光のエネルギー
密度（ｍＪ／ｃｍ²）を取った。この図３によれば、Ｓ
ｉ膜は２５０ｍＪ／ｃｍ²程度の照射エネルギー密度で
多結晶化が進行するのに対し、ＳｉＧｅ膜ではその半分
程度の照射エネルギー密度でも多結晶化が進行すること
が確認できる。

【００３８】半導体層にレーザー光を照射すると、吸収
されたレーザー光が熱エネルギーに変換され、その熱エ
ネルギーにより半導体層が再結晶化して多結晶化が進行
する。この多結晶化の際のレーザー光照射のエネルギー
密度が高い場合には、基板温度が高くなり、耐熱性の低
い樹脂基板がダメージを受けることがある。例えば、ポ
リカーボネート基板を用いてｐ−Ｓｉ膜を半導体層とし
た従来のＴＦＴを作製する場合、スパッタ法により成膜
したＳｉ膜にレーザー光を照射して多結晶化すると、照
射エネルギー密度２００ｍＪ／ｃｍ²を閾値としてポリ
カーボネート基板にアブレーション等のダメージが生じ
ることが実験的に確認されている。一方、ＳｉＧｅ膜に
おいては、上述のように、レーザー光照射のエネルギー
密度をＳｉ膜に比べて約半分にしても多結晶化が進行す
るため、ＳｉＧｅ膜の多結晶化はＳｉ膜の多結晶化に比
べて約半分の発熱量で行うことができる。従って、レー
ザー光を照射して多結晶化したＳｉＧｅ膜をＴＦＴの半
導体層として用いた本実施形態の液晶表示装置は、ガラ
ス基板に比べて耐熱性の低いポリカーボネート基板等の
樹脂基板を用いて作製することが可能となる。

【００３９】なお、ＳｉＧｅ膜を多結晶化する際のレー
ザー光の照射エネルギーは、１２０ｍＪ／ｃｍ²以上２
００ｍＪ／ｃｍ²以下であるのが好ましい。上述のよう
に１２０ｍＪ／ｃｍ²未満の場合にはＳｉＧｅ膜が多結
晶化しにくく、２００ｍＪ／ｃｍ²を超える場合には基
板温度が高くなって樹脂基板にダメージが生じることが
あるからである。

【００４０】このように本実施形態の液晶表示装置にお
いては、樹脂基板上にスイッチング素子としてのＴＦＴ
を設けることが可能となるため、軽量・薄型化が可能で
耐衝撃性に優れ、しかも高画質で解像度が高い表示を得
ることができる。

【００４１】（実施形態２）図４は実施形態２のＴＦＴ
が形成された基板の断面図である。

【００４２】このＴＦＴは逆スタガ構造ＴＦＴであり、
樹脂基板１６上に形成されたバッファ層１７上にゲート
電極１８が形成されている。ゲート電極１８の表面には
陽極酸化膜１９ａが形成され、この状態の基板全体を覆
うようにゲート絶縁膜１９が形成されている。このゲー
ト絶縁膜１９を介してゲート電極１８と重畳するように
多結晶ＳｉＧｅからなる半導体層２０が形成され、半導
体層２０の端部を覆い、かつ、その上で分断された状態
でソース電極２１ａおよびドレイン電極２１ｂが形成さ
れている。このような構造のＴＦＴのドレイン電極２１
ｂに透明導電膜からなる画素電極２２が接続され、その
状態の基板全体を覆うように保護膜２３が形成されてい
る。

【００４３】このようなＴＦＴが形成された基板は、例
えば以下のようにして作製することができる。

【００４４】まず、透明絶縁性の樹脂基板１６上にバッ
ファ層１７を形成する。この樹脂基板１としては、実施
形態１に記載したものと同様の高分子材料からなる基板
を用いることができる。また、バッファ層１７としては
ＳｉＯ₂膜や窒化シリコン膜等を用いることができ、膜
厚は５００ｎｍ〜１μｍとする。このバッファ層１７は
スパッタ法等により基板温度を室温〜２００℃にして形
成することができる。

【００４５】次に、バッファ層２の上にゲート電極１８
を形成する。このゲート電極１８としてはＴａ膜等を用
いることができ、膜厚は２００ｎｍ〜４００ｎｍとす
る。このゲート電極１８はスパッタ法等により基板温度
を室温〜２００℃にして導電膜を成膜し、これをフォト
リソグラフィーおよびエッチングによりパターニングし
て形成することができる。

【００４６】続いて、ゲート電極１８の表面に陽極酸化
絶縁膜１９ａを形成する。この陽極酸化膜は、ゲート電
極１８を酒石酸アンモニウム溶液中で陽極酸化すること
により形成される。例えばゲート電極１８としてＴａ膜
を用いた場合には、ゲート電極１８表面に五酸化タンタ
ルからなる陽極酸化絶縁膜１９ａが形成される。

【００４７】その後、ゲート電極１８および陽極酸化絶
縁膜１９ａを覆うように、ゲート絶縁膜１９およびＳｉ
Ｇｅ膜を形成する。このゲート絶縁膜１９としてはＳｉ
Ｏ₂膜や窒化シリコン膜等を用いることができ、膜厚は
１００ｎｍ〜３００ｎｍとする。また、ＳｉＧｅ膜はア
モルファス状態のＳｉＧｅ膜でも微結晶層を含むＳｉＧ
ｅ膜でもよく、膜厚は５０ｎｍ〜１００ｎｍとする。こ
のゲート絶縁膜１９およびＳｉＧｅ膜はスパッタ法また
はリモートプラズマＣＶＤ法等により基板温度を室温〜
２００℃にして連続的に成膜することができる。

【００４８】次に、ＳｉＧｅ膜にレーザー光を照射する
ことによりＳｉＧｅ膜を多結晶化する。このレーザー光
としては、例えば波長３０８ｎｍのＸｅＣｌエキシマレ
ーザー等を用いることができる。レーザー光の照射エネ
ルギーは、例えば１８０ｍＪ／ｃｍ²とする。

【００４９】続いて、多結晶化したＳｉＧｅ膜を素子領
域毎にパターニングして、ＴＦＴの半導体層２０を形成
する。このパターニングはフォトリソグラフィーおよび
エッチングにより行うことができる。

【００５０】その後、半導体層２０の端部を覆い、か
つ、その上で分断された状態でソース電極２１ａおよび
ドレイン電極２１ｂを形成する。このソース電極２１ａ
およびドレイン電極２１ｂとしては、Ａｌ膜、Ｔｉ膜、
Ｎｉ膜またはＰｔ膜等の金属膜を用いることができ、膜
厚は１００ｎｍ〜３００ｎｍとする。このソース電極２
１ａおよびドレイン電極２１ｂはスパッタ法等により基
板温度を室温〜２００℃にして金属膜を成膜し、これを
フォトリソグラフィーおよびエッチングによりパターニ
ングして形成することができる。

【００５１】次に、ゲート絶縁膜１９上に、ドレイン電
極２１ｂとその一部が重なるようにＩＴＯ膜等の透明導
電膜からなる画素電極２２を形成する。この画素電極２
２はスパッタ法等により基板温度をＲ．Ｔ．〜１５０℃
にして透明導電膜を成膜し、これをフォトリソグラフィ
ーおよびエッチングによりパターニングして形成するこ
とができる。

【００５２】続いて、基板全体を覆うように保護膜２３
を形成する。この保護膜２３としてはＳｉＯ₂膜や窒化
シリコン膜等を用いることができ、膜厚は３００ｎｍ〜
５００ｎｍとする。この保護膜２３はスパッタ法または
リモートプラズマＣＶＤ法等により基板温度を室温〜２
００℃にして形成することができる。

【００５３】このＴＦＴは、ＳｉＧｅ膜をレーザー光照
射により多結晶化した多結晶ＳｉＧｅ膜を半導体層２０
としているため、従来の多結晶Ｓｉ膜を半導体層とした
ＴＦＴよりも作製プロセスを低温化して、樹脂基板上に
作製することができる。

【００５４】また、本実施形態のＴＦＴには以下のよう
な利点もある。従来の多結晶Ｓｉ膜を半導体層とした逆
スタガ型ＴＦＴにおいては、レーザー光照射により半導
体層の多結晶化を行う際に、半導体層の下部に設けられ
たゲート電極にダメージが生じる等の問題があった。こ
れに対して本実施形態のＴＦＴは、ＳｉＧｅ膜が多結晶
化する際に必要なレーザー光エネルギーがＳｉ膜に比べ
て低いため、ゲート電極にダメージが生じず、ＴＦＴの
特性を良好なものにすることができる。

【００５５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、低エネルギーのレーザー光照射によりＴＦＴ
の半導体層を得ることができるので、耐熱性の低い樹脂
基板上にＴＦＴを作製することができる。樹脂基板は軽
量・安価で耐衝撃性に優れているため、これを用いるこ
とによりノートブック型パーソナルコンピュータや携帯
型情報端末等に好適な薄型・軽量で耐衝撃性に優れた液
晶表示装置を安価に提供することができる。また、レー
ザー光照射により特性的に優れたＴＦＴをスイッチング
素子として形成できるので、高画質で解像度が高い表示
が得られる液晶表示装置を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１の液晶表示装置の要部断面図であ
る。

【図２】（ａ）〜（ｅ）は実施形態１の液晶表示装置の
製造工程を説明するための断面図である。

【図３】ＳｉＧｅ膜およびＳｉ膜に対してエネルギー密
度を変化させてレーザー光を照射し、その紫外線反射光
のピーク波長を測定した結果を示すグラフである。

【図４】図４は実施形態２のＴＦＴの断面図である。

【符号の説明】

１、１４、１６樹脂基板２、１７バッファ層３、２０半導体層４、１９ゲート絶縁膜５、１８ゲート電極６層間絶縁膜７ａ、７ｂコンタクトホール８ａ、２１ａソース電極８ｂ、２１ｂドレイン電極９、２２画素電極１０、２３保護膜１１カラーフィルタ１２ブラックマトリクス１３対向電極１５液晶層１９ａ陽極酸化絶縁膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者三橋克典大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号シャープ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】樹脂基板上に、ゲート電極と半導体層と
がゲート絶縁膜を挟んで設けられ、該半導体層がレーザ
ー光照射により多結晶化されたシリコンゲルマニウム膜
からなる薄膜トランジスタ。
【請求項２】樹脂基板上に、ゲート電極と半導体層と
がゲート絶縁膜を挟んで設けられた薄膜トランジスタの
製造方法であって、該半導体層を、シリコンゲルマニウム膜にレーザー光を
照射して多結晶化することにより形成する薄膜トランジ
スタの製造方法。
【請求項３】前記シリコンゲルマニウム膜の多結晶化
を、照射エネルギー密度１２０ｍＪ／ｃｍ²以上２００
ｍＪ／ｃｍ²以下のレーザー光照射により行う請求項２
に記載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項４】前記シリコンゲルマニウム膜の多結晶化
を、基板温度２００℃以下で行う請求項２または３に記
載の薄膜トランジスタの製造方法。
【請求項５】樹脂基板上に、複数の画素電極および該
画素電極に接続された薄膜トランジスタがマトリックス
状に設けられている液晶表示装置において、該薄膜トランジスタとして、請求項１に記載の薄膜トラ
ンジスタが設けられている液晶表示装置。