JPH1065180A

JPH1065180A - 多結晶半導体薄膜、その形成方法、多結晶半導体ｔｆｔ、およびｔｆｔ基板

Info

Publication number: JPH1065180A
Application number: JP9096457A
Authority: JP
Inventors: Kunio Masushige; 邦雄増茂; Masaya Keyakida; 昌也欅田
Original assignee: AG Technology Co Ltd
Current assignee: AG Technology Co Ltd
Priority date: 1996-03-29
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】高性能の多結晶シリコン半導体ＴＦＴを形成す
る。【解決手段】高速ビームアニールの走査方向に沿って結
晶粒２０が筋状に形成された多結晶シリコン半導体薄膜
のストライプであり、走査方向の電界効果移動度ν_L と
ストライプの幅方向の電界効果移動度ν_S がν_L ≧１．
５・ν_S 、かつ、ν_L ≧５５ｃｍ² ／Ｖ・ｓを満足し、
ＴＦＴのチャネル方向を走査方向に合わせて設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
ックス画像表示素子等の駆動素子として用いられる薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）の製造に関する。なかでも多結
晶化の工程で用いる高速ビームアニール法（ＨＳＢＡ）
によって形成した多結晶半導体薄膜、多結晶半導体薄膜
の形成方法、多結晶半導体ＴＦＴ、およびＴＦＴ基板に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から多結晶半導体ＴＦＴを形成する
ためにビームアニールが用いられていた。しかし、その
ほとんどは半導体薄膜の溶融再結晶または実質的に熱処
理であり、これらの場合には、ビーム照射により誘起さ
れる熱現象は、被照射体上でのビームスポットの走査速
度にあまり依存しない。

【０００３】まず、溶融再結晶の先行技術を説明する。
特公平３−３４６６９号公報（従来例１）には、ＴＦＴ
を備えた半導体装置に関する発明が開示された。非晶質
シリコンまたは多結晶シリコンをレーザ光線でアニール
して粒径を増大させて形成した多結晶シリコンが用いら
れていた。この発明の概要を以下に引用する。

【０００４】「減圧ＣＶＤでＳｉＨ₄ を５８０℃で熱分
解し、絶縁性基板１上に厚さ０．５μｍの多結晶Ｓｉの
薄膜を堆積する。次に、この薄膜にドーズ量３×１０¹²
／ｃｍ² 、打ち込み電圧１５０ｋＶでＮ形不純物として
のＰ（リン）をイオン注入し、９００℃、３０分の熱処
理を行って不純物分布を均一にした後、ＹＡＧレーザの
第２高調波のレーザ光線（波長０．５３μｍ、ビーム径
８５μｍ）により、１．６ジュール／ｃｍ² のパワーで
薄膜をアニールする。レーザ光線の照射は、走査速度１
００ｍｍ／ｓｅｃで先ずｘ方向（左右方向）に行い、次
いで、これと直角方向のｙ方向（前後方向）に行う。こ
のような２方向のレーザ光照射を行うと、最初のｘ方向
の照射で多結晶Ｓｉの結晶粒の成長が主にｘ方向に起こ
り、次のｙ方向の照射ではｙ方向への結晶粒の成長はほ
とんどない。

【０００５】例えば、前記のレーザアニール条件ではｘ
方向に成長した結晶粒の長さは約１０μｍとなり、ｙ方
向に成長した結晶粒の幅は約１μｍとなる。このような
レーザアニールは、結晶粒の成長と電気的な活性化のた
めに行うものであり、１．６ジュール／ｃｍ² 以下のパ
ワーでは活性化が不充分で所望の特性が得にくい。」

【０００６】次に、従来例２として非溶融条件でレーザ
アニールを行う技術について説明する。ビームスポット
を高速走査し、被照射体をほとんど温度上昇させず、も
ちろん室温雰囲気中で溶融せしめることなく多結晶半導
体を得る手法である。例えば、水素化非晶質シリコン膜
を安定して多結晶化できることが示された（特開昭６２
−１０４１１７号公報）。また、ソース・ドレインおよ
びチャネルに注入した不純物の活性化を、非晶質シリコ
ンの多結晶化と同時に行うことが可能であることが示さ
れた（特開平４−２２６０４０号公報）。

【０００７】さらに、ビームアニール装置の光学系にお
いて、ビームをレンズで絞って用い、走査方向における
ビームスポット走査方向長と、その直交方向におけるビ
ームスポット幅との比率が可変され、ビームスポット走
査方向長×１０００００／ｓ以上の線速度でビームスポ
ットを走査することにより高い生産性を実現させる方法
が知られていた（特開平５−２０８３９５号公報）。

【０００８】また、電子情報通信学会論文誌Ｃ−２Ｖ
ｏｌ．Ｊ７６−Ｃ−２Ｎｏ．５２５６〜２５９頁にＨ
ＳＢＡアルゴンレーザアニールによる低温プロセス多結
晶シリコンＴＦＴの発明が開示された。そのなかで以下
の記載があった。

【０００９】「ＨＳＢＡに用いる出発膜として水素含有
量の大きいアモルファスシリコンを用いており、現時点
では濃度・存在形態は不明であるが内部に比較的多くの
水素を含んでいることをＳＩＭＳにより確認できてい
る。この水素の存在により水素プラズマ処理や水素雰囲
気アニール等の膜の外部から水素を導入する手段を講じ
なくてもいわゆる「自己水素化」を起こしていると考え
ている。」この従来例２で定義されているビームスポット径は、レ
ーザ技術で通常用いられる、ピーク強度の１／ｅ² （１
３．５％）となる径である。

【００１０】また、この従来例２で採用されたＨＳＢＡ
によって、電界効果移動度が２０ｃｍ² ／Ｖ・ｓ以上の
ＴＦＴ特性を安定に得られたが、依然として若干の特性
ばらつきがあった。その原因を解析したところ、ばらつ
きの大部分は多結晶半導体自身の特性に由来することが
わかった。具体的には多結晶化を誘起せしめるエネルギ
ービームの走査方向の直角方向において、ＴＦＴ特性の
分布が明らかに存在することがわかった。

【００１１】そこで、本出願人は特開平８−９７１４１
号公報において、非晶質シリコン膜に対しレーザ光ピー
ク強度の８０％以上の強度で照射される時間を３〜５μ
ｓとするＨＳＢＡ法を提案した。この発明によると、Ｔ
ＦＴ特性の分布がそれ以前のＨＳＢＡ法のものに比して
少なくなり、かつＴＦＴ基板全体として見た場合に、総
合特性が向上する。

【００１２】また、このＨＳＢＡを用いる際に、レーザ
ビームの走査方向とＴＦＴの回路構成を工夫すること
で、周辺駆動回路と画素領域とを同一基板上に高集積化
して形成したＴＦＴ基板に関する技術が特開平７−９２
５０１号公報に記載されていた。そして、安定した性能
の製品を提供できるようになった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のＨＳＢＡ、すな
わち高速度でビームスポットを被照射体上で走査し、非
単結晶半導体薄膜を完全な溶融状態に至らしめることな
く多結晶化するＨＳＢＡにおいて、最適な照射時間をさ
らに設定することにより、より均一性のよいＴＦＴが得
られ、また、高い生産性を維持しながら高特性で均一性
のよいＴＦＴを確実に得られた。

【００１４】ところが技術の進歩とともにＴＦＴに求め
られる特性は高度化し、さらに高い電界効果移動度が求
められるようになった。また、大画面、高密度、周辺回
路の一体集積化、生産歩留の向上といった新しい課題が
要求されるようになってきた。さらに、同時に良好な均
一性を有し、安定して製造できるＴＦＴ表示装置が求め
られるようになった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】まず、本発明の第１のグ
ループの発明を説明する。請求項１記載の発明は、絶縁
基板上に形成されたストライプ状の多結晶半導体薄膜に
おいて、ストライプの長手方向における電界効果移動度
ν_L とストライプの幅方向の電界効果移動度ν_S が、ν
_L ≧１．５・ν_S を満足することを特徴とする多結晶半
導体薄膜である。好ましくは、ν_L ≧３．０・ν_S を満
足する多結晶半導体薄膜である。絶縁基板には、石英基
板などに比較して軟化温度の低い、一般の無アルカリ性
のＬＣＤ用ガラス基板などが用いられる。

【００１６】請求項２記載の発明は、電界効果移動度ν
_L が５５ｃｍ² ／Ｖ・ｓ以上であることを特徴とする請
求項１記載の多結晶半導体薄膜である。この発明により
多結晶半導体薄膜を高速スイッチング回路に供すること
ができる。

【００１７】請求項３記載の発明は、電界効果移動度ν
_L が２００ｃｍ² ／Ｖ・ｓ以下であることを特徴とする
請求項１または２記載の多結晶半導体薄膜である。

【００１８】請求項４記載の発明は、ストライプの長手
方向に対して筋状に多結晶粒子が配列していることを特
徴とする請求項１、２または３記載の多結晶半導体薄膜
である。この際、多結晶粒子の結晶方向は（１１１）方
向であることが好ましい。

【００１９】請求項５記載の発明は、水素を１ａｔｍ％
以上含有することを特徴とする請求項１、２、３または
４記載の多結晶半導体薄膜である。

【００２０】請求項６記載の発明は、多結晶半導体ＴＦ
Ｔのチャネルに請求項１、２、３、４または５記載の多
結晶半導体薄膜が用いられ、ストライプの長手方向とチ
ャネルの方向とがほぼ平行に設けられてなることを特徴
とする多結晶半導体ＴＦＴである。ほぼ平行とは、スト
ライプの結晶の主軸方向とチャネルの電流方向とが１５
°以内となるように設けられればよい。

【００２１】請求項７記載の発明は、多結晶半導体ＴＦ
Ｔのソース電極とドレイン電極が櫛歯状に形成されてな
ることを特徴とする請求項６記載の多結晶半導体ＴＦＴ
である。また、請求項７の発明の好ましい態様にあって
は、多結晶半導体ＴＦＴのゲート電極はジグザグ状に、
または、左右に折れ曲がって、またはスパイラル状に形
成されてなる。

【００２２】請求項８記載の発明は、行列状に形成され
た画素を駆動する駆動素子が画素ごとに設けられ、駆動
素子に接続された行電極に行信号を供給する行駆動回路
と、駆動素子に接続された列電極に列信号を供給する列
駆動回路とが設けられ、行駆動回路の一部および／また
は列駆動回路の一部に請求項７記載の多結晶半導体ＴＦ
Ｔが用いられたことを特徴とするＴＦＴ基板である。

【００２３】また、上記の各発明の好ましい態様では、
シリコンを主成分とする膜厚５０〜１５０ｎｍの非晶質
シリコン半導体をアニールして得られた多結晶半導体薄
膜であることを特徴とする。

【００２４】次に本発明における多結晶半導体薄膜、多
結晶半導体ＴＦＴ、およびＴＦＴ基板の製造方法に関す
る第２のグループの発明を説明する。請求項９記載の発
明は、非晶質半導体薄膜にビームスポットを走査し、多
結晶化を行う多結晶半導体薄膜の形成方法において、非
晶質半導体薄膜の自発的結晶化を誘起する走査速度Ｖ_P
の９０〜１１０％の走査速度で走査することを特徴とす
る多結晶半導体薄膜の形成方法である。そして、形成さ
れた多結晶半導体薄膜の結晶粒の配列に異方性を生成せ
しめることが好ましい。

【００２５】走査速度Ｖ_P の下側の領域は９０〜１００
％（＜１００％未満）であり、上側の領域は１００〜１
１０％である。基本的に従来例２よりも高い電界効果移
動度が得られる点では同じである。本発明においては、
１００〜１１０％の領域から走査速度を選択して用いる
ことが生産性および多結晶半導体薄膜の均一性の点で好
ましい。

【００２６】第１の好ましい態様は、非晶質半導体がシ
リコンを主成分とする膜厚５０〜１５０ｎｍの非晶質シ
リコン半導体であることを特徴とする請求項９記載の多
結晶半導体薄膜の形成方法である。

【００２７】第２の好ましい態様は、請求項９記載の発
明または第１の好ましい態様の多結晶半導体薄膜の形成
方法によって形成された多結晶半導体薄膜を用いてチャ
ネルが形成されてなることを特徴とする多結晶半導体Ｔ
ＦＴである。

【００２８】第３の好ましい態様は、絶縁基板上に複数
の多結晶半導体ＴＦＴが設けられ、少なくともその一部
に第２の好ましい態様の多結晶半導体ＴＦＴが備えられ
たことを特徴とするＴＦＴ基板である。

【００２９】第４の好ましい態様は、行列状に形成され
た画素を駆動する駆動素子が画素ごとに設けられ、駆動
素子に接続された行電極に行信号を供給する行駆動回路
と、駆動素子に接続された列電極に列信号を供給する列
駆動回路とが設けられ、行駆動回路の一部および／また
は列駆動回路の一部に第２の好ましい態様の多結晶半導
体ＴＦＴが用いられたことを特徴とするＴＦＴ基板であ
る。

【００３０】第５の好ましい態様は、行側駆動回路のシ
フトレジスタ、行側駆動回路の誤り補正回路、行側駆動
回路の電流増幅バッファ、および列駆動回路の出力バッ
ファから選ばれる１つ以上に第２の好ましい態様の多結
晶半導体ＴＦＴが用いられたことを特徴とするＴＦＴ基
板である。

【００３１】本発明の多結晶半導体ＴＦＴは、特に高速
スイッチング、大電流駆動が求められる回路系に用いら
れることが好ましい。

【００３２】上記の各発明において、非晶質半導体は実
質的には水素を含有する非晶質シリコン半導体であり、
多結晶半導体薄膜が多結晶シリコン半導体であることが
好ましい。量産時にＨＳＢＡによって、多結晶化を安定
に行うことができるからである。

【００３３】また、上記の各発明において、多結晶半導
体薄膜の膜厚を８０〜１３０ｎｍとすることがさらに好
ましい。安定して、多結晶シリコン半導体薄膜の形成を
達成でき、その後の回路形成に好ましいからである。

【００３４】

【発明の実施の形態】次に図を参照しながら本発明を説
明する。図１にＴＦＴの電界効果移動度（縦軸）とビー
ムアニールの走査速度（横軸）との相関関係を示す。横
軸方向のＡ領域において、ある程度の電界効果移動度が
安定に得られる。このＡ領域より走査速度が速い領域で
は多結晶半導体の電界効果移動度にばらつきが生ずる。
例えば多結晶化領域のストライプの幅方向に電界効果移
動度の分布が発生し、また全体に低い値を示す。後述す
る図１３（走査速度１２ｍ／ｓで得たストライプ）と図
１４（走査速度１５ｍ／ｓで得たストライプ）の写真に
示す多結晶シリコン薄膜のストライプはほとんど領域Ａ
の条件で形成されたものである。

【００３５】一方、このＡ領域より走査速度の遅いＧ領
域（三角形状の左側のＧ₁ 領域と右側のＧ₂ 領域を含
む）について解析したところ、図１に示すように電界効
果移動度の特性に異方性が強く現れることがわかった。
ビーム走査方向と平行な方向における電界効果移動度ν
_L は上記のＡ領域の約２倍以上の値を示すことがわかっ
た。このＧ領域で形成した多結晶半導体薄膜を用いて、
ビーム走査方向に平行にチャネル電流を流すように構成
した多結晶半導体ＴＦＴにおいては高速のスイッチング
動作が得られ、かつ大電流駆動が可能となる。

【００３６】このときビーム走査方向と垂直な方向、つ
まりストライプの幅方向におけるＴＦＴの電界効果移動
度はＡ領域より低下していることもわかった。したがっ
て、この電界効果移動度の極大領域（例えば、ピーク値
がＶ_P ＝１０．５ｍ／ｓである場合に、９．５〜１１．
６ｍ／ｓ程度のＧ領域）に入るようにビームアニールの
走査速度を設定し、多結晶半導体薄膜のストライプを形
成する。さらにビーム走査方向と平行な方向にチャネル
電流を流すＴＦＴの回路網をレイアウトする。これによ
り、従来例２に比べて実効的な電界効果移動度が飛躍的
に大きくなり、高性能なＴＦＴが得られるようになっ
た。

【００３７】電界効果移動度の極大値を示すビームの走
査速度は絶対値でおおむね１０ｍ／ｓ前後となる。しか
し、この走査速度は結晶化の潜熱による自発的結晶化、
または、「ｅｘｐｌｏｓｉｖｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｚ
ａｔｉｏｎ」（爆発的結晶化）の進行速度であって、非
晶質半導体薄膜の種類や物性値等により若干異なる。

【００３８】この自発的結晶化の進行速度（これは、非
晶質半導体薄膜の自発的結晶化を誘起する走査速度Ｖ_P
と実質的に等しい）はＨＳＢＡにおける走査速度を段階
的に変化させ、得られた多結晶半導体薄膜の結晶粒の配
向性をＸ線回折法で解析することで決定できた。種々の
非晶質半導体薄膜およびＨＳＢＡの条件（レーザ出力、
ビームスポット径と形状、走査速度等）について逐次実
験を繰り返すことでＶ_P の値を知ることができた。

【００３９】次に、本発明のＨＳＢＡで形成した多結晶
半導体薄膜の物理的性質について説明する。高速側から
徐々に走査速度を遅くして、多結晶半導体薄膜が異方性
を示し始める走査速度を分離走査速度Ｖ_X と呼ぶ。つま
り、Ｖ_X より速い走査速度の領域で形成した多結晶半導
体薄膜はランダム配向を示すのに対し、Ｖ_X より遅い走
査速度で形成した多結晶半導体薄膜は異方性を示す。Ｖ
_X より速度の遅い位置に電界効果移動度のピークまたは
極大領域を示すＶ_P がさらに存在する。そしてＶ_P 近傍
を含めたある範囲の走査速度で形成された多結晶半導体
薄膜は（１１１）配向を示す。

【００４０】これは実質上（１１１）配向のみを持ち、
他の配向性をほとんど示さない、ほぼ単一な結晶配向性
を呈する多結晶半導体薄膜である。この解析結果を図２
に示す。符号ＰＣ_13-Pの特性曲線は走査速度が１３ｍ／
ｓでＡ領域におけるＨＳＢＡで形成された多結晶シリコ
ン半導体薄膜である。符号ＰＣ_10-Pの特性曲線は走査速
度が１０ｍ／ｓでＧ領域におけるＨＳＢＡで形成された
多結晶シリコン半導体薄膜である。

【００４１】これらの符号ＰＣ_13-PとＰＣ_10-Pの特性曲
線は多結晶シリコン半導体薄膜のストライプをＸ線回折
法で得たものであって、結晶粒の配向性を示す。この実
験で用いた膜構成は、１．１ｍｍ厚みのＡＮ６３５（旭
硝子製の無アルカリガラス基板）上に、ＳｉＯ₂ 膜を２
００ｎｍ形成し、さらにＨＳＢＡで多結晶シリコン半導
体薄膜１００ｎｍを形成したものである。

【００４２】特性曲線ＰＣ_13-Pには、結晶配向として
（１１１）、（２２０）、および（３１１）の３つのピ
ークが現れている。これに対し、特性曲線ＰＣ_10-Vには
（１１１）のピークが出ているが、（２２０）と（３１
１）のピークは観察されない。このように多結晶シリコ
ン半導体の結晶配向に明らかに差が生じている。さら
に、この傾向は多結晶シリコン半導体の面内方向に依存
せずに、ほぼ普遍的な性質であることがわかった。

【００４３】また、このＸ線回折法による配向性の測定
の代わりに多結晶半導体膜の表面をヒドラジン水溶液に
よりエッチングした後、光学顕微鏡によりその表面を観
察することで膜の状態を調べることができた。つまり、
走査速度がＶ_P より速いのか、遅いのかを判定できる。

【００４４】言い換えれば、ある非晶質シリコン半導体
薄膜のＶ_P の値を知りうる。走査速度がＶ_P より速いと
きには多結晶化されたストライプの中央部分は細かい等
方的な粒形状をしている（図３の結晶粒１０、図４の結
晶粒１１）。一方、走査速度がＶ_P より遅いときはスト
ライプ全体に走査方向に平行な方向に細長い粒の形状が
観察できる（図５のひも状に見える結晶状態２０）。言
い換えると、走査方向に平行な方向に筋状に結晶粒が配
列している状態、または、走査方向にほぼ平行にライン
状のテクスチャが形成されたことが観察された。

【００４５】このようにして求めたＶ_P はプラズマＣＶ
Ｄにより３００℃で成膜し３５０℃で熱処理した非晶質
シリコン半導体薄膜の場合１０．５ｍ／ｓ、減圧ＣＶＤ
により４３０℃で成膜した非晶質シリコン半導体薄膜の
場合１１．５ｍ／ｓであった。さらに、解析を進め、Ｖ
_P に対してＶ_P ・（０．９０〜１．１０）の走査速度の
範囲で高い電界効果移動度が発現することがわかった。

【００４６】さらに、製造上の許容誤差、または安定係
数を考慮し、安定マージンを考慮した走査速度でビーム
スポットを走査することにより、最も高い電界効果移動
度を安定して獲得できる。好ましくは、Ｖ_P ・（０．９
３〜１．０７）の条件を用いる。すなわち高移動度を獲
得するにはＶ_P 近傍でレーザアニールすればよい。走査
速度が遅すぎると電界効果移動度は低下する。これは走
査速度とＶ_P との差に依存して、膜の結晶性に周期性が
現れるためと考えられる。

【００４７】なお、Ｖ_P は図１に示す特性曲線のほぼ極
大値または極大領域に対する走査速度である。好ましく
は、Ｖ_P ・（０．９３〜０．９６）、またはＶ_P ・
（１．０４〜１．０７）の範囲を用いる。Ｖ_P の近傍で
は電界効果移動度の変化が急峻であるので、完成した多
結晶半導体ＴＦＴの生産ロットごとのばらつきを安定さ
せるために上記の範囲を採用することが好ましい。

【００４８】上位の領域のうち、高速側が製造上好まし
いことがわかった。Ｖ_P に対し走査速度がより低速側
（図１のグラフのピーク点より紙面左側近傍）でも製造
できるが、生産性の点で、Ｖ_P よりやや高速側（図１の
グラフのピーク点より紙面右側近傍）を使用することが
好ましい。

【００４９】ＨＳＢＡにおいて、等温度面の移動速度と
いう意味でビームアニールの際の走査速度が第１のパラ
メータである。走査方向のビーム径が走査速度とＶ_P と
の差の許容量を決める第２のパラメータである。実際の
ビーム径の値としては、７０〜１５０μｍの範囲が適当
である。この範囲であれば走査速度とＶ_P との差が１０
％以内であっても充分良好な特性の多結晶シリコン半導
体薄膜を形成できる。

【００５０】なお、本発明では、ビームスポットの大き
さは上述の従来例と同様に１／ｅ²となる径で定義す
る。非晶質シリコン半導体薄膜の水素含有量は２次的な
パラメータである。安定に多結晶化を行うためには、３
００℃以上の成膜温度のＰＥＣＶＤの場合にはおおむね
１５ａｔｍ％以下であることが好ましく、減圧ＣＶＤの
場合には約２ａｔｍ％以下の値が好ましい。この値は膜
厚が厚いほど小さく、走査速度が速いほど小さくなる傾
向にある。多結晶半導体薄膜内部の欠陥を封止するため
には、非晶質半導体薄膜の水素含有量は、およそ０．５
ａｔｍ％以上であることが好ましい。

【００５１】本発明で用いるＨＳＢＡの工程で、水素を
多く含有した非晶質シリコン半導体薄膜はアニール後、
水素含有量はおよそ１５〜４０％に低減される。ＨＦＳ
測定法によって、減圧ＣＶＤとＰＥＣＶＤの両方とも
に、およそ元の含有量の３５％程度に減少することが確
認された（各１サンプル）。

【００５２】また、レーザ出力も２次的なパラメータで
あり、膜条件、走査速度に応じて適当な値を用いればよ
い。最適値より出力が少し小さい場合、多結晶化される
ストライプの幅は小さくなるがストライプの中央部の特
性はほとんど変わらない。

【００５３】図８を参照して説明する。プラズマＣＶＤ
により３００℃で成膜し３５０℃で熱処理した非晶質シ
リコン半導体薄膜を走査速度１０．０ｍ／ｓ（Ｖ_P ・
０．９５）、１１．０ｍ／ｓ（Ｖ_P ・１．０５）、１
３．０ｍ／ｓ（Ｖ_P ・１．２４）でレーザ走査多結晶化
し、走査方向を電流方向とするＴＦＴを形成、電界効果
移動度の多結晶シリコン半導体薄膜からなるストライプ
の幅方向の分布を測定した結果を示す。

【００５４】各々のＴＦＴのチャネル幅は４μｍであ
る。１０．０ｍ／ｓではストライプ中央部の電界効果移
動度は高いが、高い値を示す領域の幅は比較的狭いた
め、位置合せ精度と必要な電界効果移動度、その均一性
とのかねあいで、１１．０ｍ／ｓの条件の方が有利な場
合もある。この条件では最高の電界効果移動度は１０．
０ｍ／ｓに及ばないが、１３ｍ／ｓと同等の均一性で３
割ほど大きな電界効果移動度が得られる。また走査速度
が速い分だけ生産性は向上する。図８の縦軸では８０ｃ
ｍ² ／Ｖ・ｓを上限としたが、後述する例２０では１２
５ｃｍ² ／Ｖ・ｓを得ている。非晶質シリコン半導体薄
膜の成膜時の温度と相関関係がありおよそ２００ｃｍ²
／Ｖ・ｓ程度の多結晶シリコン半導体薄膜が形成できる
と考えられる。

【００５５】次に、本発明の多結晶シリコン半導体薄膜
の特質について説明する。図１６にレーザ光のビームス
ポットを１０ｍ／ｓで走査して形成した多結晶シリコン
半導体薄膜のレーザ走査方向に平行な断面の透過型電子
顕微鏡写真を示す。

【００５６】全体に結晶粒は不定形であり、結晶粒の間
の粒界がはっきりしない。しかし、不規則ではあるが走
査方向にコントラストの同じ領域（方位の同じ領域）が
数μｍにわたり連続している状態が読み取れる。これは
膜厚以下程度の大きさの結晶粒が方位をそろえて走査方
向に配列していることを意味している。この結晶粒の状
態が、走査方向に移動度が大きいことの理由と考えられ
る。

【００５７】図１７はレーザ走査方向に平行に電流を流
すＴＦＴのオン電流の活性化エネルギーのレーザアニー
ル走査速度依存性を示す。オン電流の活性化エネルギー
は結晶粒界でのバリヤエネルギーに相当すると考えられ
ている。走査速度を低下させると活性化エネルギーが減
少し、１０ｍ／ｓではほとんどゼロとなっている。この
走査速度では結晶粒界の欠陥の総数がきわめて少ないこ
とを示している。

【００５８】多結晶シリコン半導体薄膜の形成工程以外
は全く同様にして、６００℃、７２時間の熱処理で固相
成長して形成した多結晶シリコン半導体薄膜を用いた多
結晶シリコン半導体ＴＦＴのオン電流の活性化エネルギ
ーは０．０６〜０．０７ｅＶ、ＫｒＦエキシマレーザを
３００ｍＪで１０回照射して形成した多結晶シリコン半
導体薄膜を用いた多結晶シリコン半導体ＴＦＴでは０．
０３〜０．０４ｅＶであった。本発明の方法によれば結
晶粒界でのエネルギー障壁のきわめて小さい多結晶シリ
コン半導体薄膜を得ることができた。

【００５９】次に水素の含有について説明する。本発明
の多結晶シリコン半導体薄膜は比較的多量の水素原子を
膜中に含有するという特性を有する。これに対して、Ｊ
ａｐａｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．２８
ｐ．１７８９−１７９３に開示されているように、エキ
シマレーザアニール法により多結晶化された多結晶シリ
コン半導体薄膜の水素濃度は０．２ａｔｍ％以下であ
る。

【００６０】また、特開平４−３１１０３８号公報に
は、熱処理により結晶化を行うための出発材料として、
水素濃度０．０８〜０．８ａｔｍ％の非晶質シリコン半
導体薄膜が適当であるとの記載がある。また、本発明の
多結晶シリコン半導体薄膜はその膜厚方向における水素
含有量は実質的に均一である。測定はＨｙｄｒｏｇｅｎ
ＦｏｒｗａｒｄｅｄＳｃａｔｔｅｒｉｎｇ（ＨＦＳ）
測定法によって行った。

【００６１】一方、本発明による多結晶シリコン半導体
薄膜は、形成条件にもよるが、プラズマＣＶＤを用いる
最高温度３５０℃程度のプロセスでは、出発材料として
水素濃度１０〜２０ａｔｍ％程度の非晶質シリコン半導
体薄膜を用い、得られた多結晶シリコン半導体薄膜の水
素濃度は、少なくとも１ａｔｍ％であることが好まし
く、さらに、１．６〜５．０ａｔｍ％程度であることが
より好ましい。

【００６２】また、ジシランを原料ガスとするＬＰＣＶ
Ｄによる最高温度４５０℃程度のプロセスでは、出発材
料として水素濃度２ａｔｍ％程度の非晶質シリコン半導
体薄膜を用い、得られた多結晶シリコン半導体薄膜の水
素濃度は０．５ａｔｍ％程度であった。この比較的多量
に含まれる水素原子がダングリングボンドを充分封止す
ることにより、粒界の欠陥を減少させ、移動度の向上に
寄与していると考えられる。

【００６３】次に図１８〜２３について説明する。ま
ず、図１８は走査速度＝１３．０ｍ／ｓ、レーザパワー
８．４ＷでＨＳＢＡを行った従来例の多結晶シリコン半
導体薄膜を示し、以下、図１９は走査速度＝１２．０ｍ
／ｓ、レーザパワー８．２ＷでＨＳＢＡを行った比較例
の多結晶半導体薄膜、図２０は走査速度＝１１．０ｍ／
ｓ、レーザパワー、８．０ＷでＨＳＢＡを行った本発明
の多結晶半導体薄膜、図２１は走査速度＝１０．０ｍ／
ｓ、レーザパワー７．４ＷでＨＳＢＡを行った本発明の
多結晶半導体薄膜である。非晶質シリコン薄膜はＰＥＣ
ＶＤで成膜し、ビームスポットのサイズを１００μｍ／
１４０μｍで行った。

【００６４】図２２はＸＧＡサイズの液晶表示装置に用
いた本発明の行駆動回路のブロック構成を示す一部拡大
写真である。写真の右側に櫛歯上のドレイン電極／ソー
ス電極およびスパイラル状ゲート電極を備えた多結晶シ
リコンＴＦＴを回路中に採用したバッファ回路が構成さ
れ、写真の左側には論理回路を含む行駆動回路の配置状
態が読み取れる。

【００６５】写真中、左右方向に多結晶シリコン半導体
からなるおよそ６０μｍ幅のストライプを縦方向で８０
μｍのピッチで配置した。写真は９本のストライプに相
当する領域を示す。多結晶シリコン半導体のアイランド
はストライプをフォトリソグラフィ法でパターニングし
て形成した。表示領域と周辺駆動回路の回路要素の多結
晶シリコン半導体ＴＦＴのチャネル幅としては用いる回
路の性能によって４〜２５μｍの範囲で適宜設計した。

【００６６】図２３は本発明の多結晶シリコン半導体薄
膜、および多結晶シリコン半導体ＴＦＴを採用したＴＦ
Ｔアレー基板の表示領域を示す写真で、縦方向１９２μ
ｍ、横方向６４μｍピッチで構成されたものである。Ｖ
ＧＡサイズの液晶表示装置に用いたものであり、写真
中、左右方向に３本のストライプが配置され、そこに多
結晶シリコン半導体ＴＦＴが画素電極を駆動するために
設けられた。３行×１５列の多結晶シリコン半導体ＴＦ
Ｔが示されている。開口率はおよそ５０％である。

【００６７】図２４は図２３の一画素の部分拡大写真で
ある。１つの画素を駆動する多結晶シリコン半導体ＴＦ
Ｔのゲートバスライン（横方向）、ソースバスライン
（縦方向）、蓄積容量バスライン（ゲートバスラインの
上方に平行に配置されている）、ソース電極のコンタク
ト領域、ゲート電極の部分、ドレイン電極のコンタクト
部分が示されている。

【００６８】

【実施例】以下に、本発明の実施例をあげて説明する。
例１、例３、例５〜１５、例１７、例１８、および、例
２０は本発明であり、例２、例４、例１６、および例１
９が比較例である。

【００６９】（例１）ガラス基板上に８０ｎｍ厚のＣｒ
薄膜により遮光膜パターンを形成した後プラズマＣＶＤ
により３００℃でＳｉＯ₂ 膜、非晶質シリコン膜、反射
防止膜としてＳｉＮ_X 膜をそれぞれ８００ｎｍ、１２０
ｎｍ、５０ｎｍの厚みに積層し、３５０℃にて熱処理
し、連続発振モードのアルゴンイオンレーザをビーム光
源として用い、レーザアニール多結晶化を行った。すな
わち、上述したＨＳＢＡを用いて行った。

【００７０】このときの基板面でのビーム径はエネルギ
ー密度が最大値の１３．５％となる径で走査方向１００
μｍ、その垂直方向に１４０μｍであった。走査速度１
０ｍ／Ｓ、レーザ出力７．０Ｗにより非晶質シリコン膜
の多結晶化を行った。本例の非晶質シリコン膜のＶ_P は
１０．５ｍ／ｓであるので、走査速度／Ｖ_P の比である
走査速度係数Ｋは９５．２％であった。

【００７１】このＨＳＢＡで形成した多結晶シリコン膜
のストライプの位置にビーム走査と平行方向に電流を流
すｎチャネルＴＦＴを形成した。ＴＦＴはイオン注入法
によりソース・ドレインを形成するセルフアライン・コ
プレーナ構造とした。ゲート絶縁膜はプラズマＣＶＤに
より形成した。多結晶シリコン半導体ストライプから形
成したＴＦＴの電界効果移動度ν_L は７０ｃｍ² ／Ｖ・
ｓが得られた。ストライプの幅方向における電界効果移
動度ν_S は２０ｃｍ² ／Ｖ・ｓであった。この場合、ν
_L ／ν_S は３．５倍となった。

【００７２】（例２）レーザ出力８．４Ｗ、走査速度を
１３ｍ／ｓとした以外は例１と同様にしてＨＳＢＡによ
って多結晶シリコン膜の形成を行った。本例の電界効果
移動度は３８ｃｍ² ／Ｖ・ｓであった。これは走査方向
に依存せずにほぼ同じ値を示した。

【００７３】（例３）ガラス基板上にスパッタリング法
により３００℃でＳｉＯ₂ 膜、減圧ＣＶＤ法により４３
０℃で非晶質シリコン膜、スパッタリング法により反射
防止膜としてＳｉＮ_X 膜をそれぞれ２００ｎｍ、１００
ｎｍ、５０ｎｍの厚みに積層し、連続発振モードのアル
ゴンイオンレーザをビーム光源として用い、ＨＳＢＡで
多結晶化を行った。このときの基板面でのビーム径はエ
ネルギー密度が最大値の１３．５％となる径で走査方向
８０μｍ、その垂直方向に１００μｍであった。

【００７４】走査速度１１ｍ／ｓ、レーザ出力８．０Ｗ
の条件で非晶質シリコン膜の多結晶化を行った。本例の
非晶質シリコン膜のＶ_P は１１．５ｍ／ｓであったの
で、走査速度／Ｖ_P の比である走査速度係数Ｋは９５．
６％であった。

【００７５】この多結晶シリコン膜のストライプの位置
にビーム走査と平行方向に電流を流すｎチャネルＴＦＴ
を形成した。ＴＦＴはイオン注入法によりソース・ドレ
インを形成するセルフアライン・コプレーナ構造とし
た。ゲート絶縁膜としてＳｉＯ₂ 膜を減圧ＣＶＤにより
形成した。形成したＴＦＴの電界効果移動度ν_L は１１
０ｃｍ² ／Ｖ・ｓが得られた。ストライプの幅方向にお
ける電界効果移動度ν_Sは３５ｃｍ² ／Ｖ・ｓであり、
この場合、ν_L ／ν_S は３．１倍となった。

【００７６】（例４）走査速度１３ｍ／ｓ、レーザ出力
８．６Ｗとした以外は例３と同様にしてＴＦＴを形成し
た。電界効果移動度として４５ｃｍ² ／Ｖ・ｓが得られ
た。これは走査方向に依存せずにほぼ同じ値を示した。

【００７７】（例５）例１と同様にして、ガラス基板上
に多結晶シリコン膜のストライプを形成し、多結晶シリ
コンをフォトリソグラフィでアイランド状にパターニン
グし、ＴＦＴを形成した。その平面パターンを図６に示
す。ソース３１、ゲート３２、ドレイン３５、および多
結晶シリコン半導体からなるシリコンアイランド３４を
構成した。ソース３１とドレイン３５とを櫛歯状に対向
させ、ゲート３２をジグザグ状またはスパイラル状に形
成して、チャネルの電流方向をＨＳＢＡにおける走査方
向Ｓとほぼ同じ方向に設けた。多結晶シリコン半導体の
電界効果移動度の異方性を利用し、その高い方のν_L を
用いるように設けた。

【００７８】このＴＦＴ４０の動作特性を測定したとこ
ろ、０．１〜１ｍＡオーダーの実効ドレイン電流を供給
できる性能を有することがわかった。高い駆動能力を要
求される周辺駆動回路の中の駆動回路に使用できる。ま
た、スイッチング速度も充分に早く、周辺回路を集積化
できるようになった。

【００７９】（例６）例１と同様にして、ガラス基板上
に多結晶シリコン半導体薄膜のストライプを形成し、液
晶表示装置用のＴＦＴ基板１００を形成した。画素のマ
トリックスは７６８×１０２４とし、さらに行駆動回路
５２と列駆動回路５１を同じガラス基板上に一体集積し
た。その平面図を図７に示す。このＴＦＴ基板１００の
列駆動回路５１と行駆動回路５２のシフトレジスタ５２
Ａの一部と最終バッファ５１Ａに例５のＴＦＴ構造を用
いた。

【００８０】さらに、配向膜処理を行い、対向基板を設
け、周辺をシールし、空セルを形成し、セル内に液晶を
注入し、液晶表示装置を完成した。その動作試験を行っ
たところ、良好なビデオ画像の表示が得られた。

【００８１】（例７）レーザ出力７．６Ｗ、走査速度を
１１ｍ／ｓとした以外は例１と同様にしてＨＳＢＡによ
って多結晶シリコン半導体薄膜の形成を行った。本例の
ＴＦＴの電界効果移動度ν_L は４７ｃｍ² ／Ｖ・ｓが得
られた。ストライプの幅方向における電界効果移動度ν
_S は２６ｃｍ² ／Ｖ・ｓであった。この場合、ν_L ／ν
_S は１．８倍となった。例１と同様に、非晶質シリコン
膜のＶ_P は１０．５ｍ／ｓであるので、走査速度／Ｖ_P
の比である走査速度係数Ｋは１０４．８％であった。

【００８２】（例８）例７の多結晶シリコン半導体薄膜
を用いて、例５と同様にして多結晶シリコン半導体ＴＦ
Ｔを形成した。電界効果移動度に応じた高電流駆動能力
を備えていることがわかった。この際に、ストライプの
幅を４０μｍとするようにし、チャネルの中心がストラ
イプの中心から±０．２５・（ストライプ幅（μｍ））
以内に配置されるように設計した。

【００８３】（例９）例７の多結晶シリコン半導体薄膜
を用いて、例６と同様にしてＴＦＴ基板を形成した。同
様に良好なビデオ画像を表示することができた。本例の
場合でも充分高速なスイッチング動作が必要な回路網を
同一基板上に集積することができた。

【００８４】（例１０〜２０）表１と表２に、上述した
例１〜９と合わせて、例１０〜２０の各例の製造条件、
素子構成をまとめて示す。成膜装置の種別、成膜温度、
膜厚、脱水素時のプロセス温度、ビームスポットの径
（走査方向でのサイズ，幅方向でのサイズ）、走査速
度、レーザパワー、Ｖ_p 、速度係数、ストライプ方向の
電界効果移動度ν_L、ストライプ方向に対して直交する
方向の電界効果移動度ν_S 、二つの電界効果移動度の比
率を示す。

【００８５】

【表１】

【００８６】

【表２】本発明では、ＨＳＢＡを採用し、高性能の多結晶シリコ
ン半導体薄膜を形成する。そして、それを用いた多結晶
シリコン半導体ＴＦＴを得る。さらに、ＴＦＴのソース
電極／ドレイン電極を櫛歯状、またはインターディジタ
ル状に、ゲート電極をスパイラル状に構成した多結晶シ
リコン半導体ＴＦＴ、さらに、高電流駆動能力を備えた
多結晶シリコン半導体ＴＦＴを液晶表示素子の周辺駆動
回路の各ブロックの回路要素に採用し、その性能を評価
した。また、液晶表示素子の画面密度としてはＸＧＡの
場合を想定した。

【００８７】例えば、例１５では、例１の多結晶シリコ
ン半導体薄膜を用いて、多結晶シリコン半導体ＴＦＴを
形成し、さらにシフトレジスタを構成した。電界効果移
動度に応じた高電流駆動能力を備えているので、従来の
ものに比較して動作周波数が向上した。なお、本発明の
多結晶シリコン半導体ＴＦＴを形成する際に、ＴＦＴの
チャネルの中心がストライプの中心から±０．２５・
（ストライプ幅（μｍ））以内に配置されるように設計
した。

【００８８】以上、電界効果移動度の具体的な計測はｎ
チャネルＴＦＴについて行ったが、ｐチャネルＴＦＴに
おいても同様の傾向を示した。なお、電界効果移動度に
ついてはオフセット・ゲート構造の影響の小さい、すな
わち、チャネル長の大きいＴＦＴ（Ｌ_CH＝２５μｍ）で
計測を行った。

【００８９】なお、本発明ではエネルギービームの光源
としては連続発振アルゴンイオンレーザを用いたが、他
の青色または緑色の連続発振レーザビームを用いること
もできる。また他の連続発振レーザまたは電子線等の他
のエネルギービームの場合においても同じ関係、同じ考
え方が成り立つものと考えられる。また、本発明は各種
のＴＦＴ、例えば逆スタガー型、順スタガー型、コープ
レナー型に適用できる。また、表示素子のみならずＴＦ
Ｔを用いる他の電子素子にも適用できる。

【００９０】

【発明の効果】本発明は、従来例の多結晶半導体薄膜の
高性能化を目指し、多結晶半導体薄膜の膜質を向上でき
るＨＳＢＡの製造方法を見い出し、より高特性のＴＦＴ
を得ることができた。

【００９１】すなわち、非晶質半導体薄膜に対し、最適
な走査速度を設定して多結晶化を行い、さらに多結晶半
導体薄膜の物性とＴＦＴのパターン配置を組み合わせる
ことにより、従来例と比べて、飛躍的に改良されたＴＦ
Ｔ基板およびアクティブマトリックス表示素子を製造で
きるようになった。

【００９２】また、例１と例２を比較するとわかるよう
に、多結晶シリコン半導体ＴＦＴの電界効果移動度が４
０から７０ｃｍ² ／Ｖ・ｓに向上したので、１００μｍ
×３００μｍサイズの画素に対する書き込み時間が０．
３μｓから０．２μｓに低減された。

【００９３】さらに、そのような多結晶シリコン半導体
ＴＦＴを用いたシフトレジスタの最大動作周波数が従来
例の４ＭＨｚという動作性能から６ＭＨｚに向上した。
結果として、３００μｍピッチ、および入力信号本数が
最大４０本以下という条件のもとで、同一基板上に行駆
動回路と列駆動回路を含む周辺駆動回路を集積した液晶
表示パネルの表示密度および外形サイズを、１１．８イ
ンチサイズのＳＶＧＡから、１５．１インチサイズのＸ
ＧＡ（７６８×１０２４）に拡大できた。

【００９４】本発明により、非モノリシック型、すなわ
ちガラス基板上に形成された多結晶半導体ＴＦＴを備え
たＴＦＴ基板であっても、高速動作・大電流駆動が求め
られる周辺駆動回路を画素領域と合わせて、さらに一体
集積できるようになった。また、画素部分の駆動用ＴＦ
Ｔも動作マージンに余裕が生まれ、表示素子としての総
合的な光学性能、例えば、一定の画素寸法および駆動用
ＴＦＴの仕様のもとで、開口率をさらに向上できるよう
になった。

【００９５】本発明においては、電界効果移動度に異方
性を示す多結晶半導体薄膜のストライプを得ることがで
き、表示素子等に用いる電子部品の素子として使用でき
るようになった。

【００９６】また、本発明においては、電界効果移動度
によって高速スイッチング動作用のＴＦＴに用いること
のできる均質な多結晶半導体薄膜を安定して得ることが
できた。

【００９７】例えば、ブロック順次駆動方式を採用した
場合であって、画素駆動用ＴＦＴへの書き込み時間が短
くなってもビデオ画像を表示できるＴＦＴ基板を形成で
きた。つまり、保持率と駆動電圧との関係から一定の耐
圧を備えるために画素駆動用ＴＦＴにオフセットゲート
構造を用いても、高い電界効果移動度の膜質から形成し
た本発明の多結晶半導体ＴＦＴによって達成できた。

【００９８】また、行駆動回路または列駆動回路の中
で、最も動作条件の厳しい回路系であっても本発明の多
結晶半導体ＴＦＴを使用できた。すなわち、動作周波数
の高い回路を同一基板上に低温プロセスで集積し、形成
できるようになった。この、同一基板上に一体集積され
たＴＦＴ基板により、生産システム全体の製造コストを
低減せしめ、かつＴＦＴ基板の小型化を達成できた。

【００９９】また、高品位・高信頼性の多結晶半導体薄
膜を高い生産効率で、安定に連続して供給できるように
なった。すなわち、工業的に利用可能な量産技術を確立
できた。そして、従来公知の他の工程技術と組み合わせ
て、低温形成多結晶シリコンＴＦＴアレー基板を一貫生
産できるようになった。

【０１００】また、本発明では、従来例に比較してより
均一な特性であって、高い電界効果移動度を持つ多結晶
半導体薄膜を得ることができた。特に、ＨＳＢＡによる
多結晶化の工程は高いスループットを達成できるように
なった。

【０１０１】また、本発明によって、生産性のよいＨＳ
ＢＡであっても、高性能の多結晶半導体ＴＦＴを安定し
て製造できるようになり、その信頼性も向上した。特
に、小型ー中型サイズのＴＦＴ−ＬＣＤに適用できた。
また、大型かつ高密度のワークステーション用の表示素
子も製造可能となった。また本発明はその効果を損しな
い範囲で種々の応用ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の多結晶半導体薄膜における電界効果移
動度と走査速度との相関関係を示す特性図。

【図２】ＨＳＢＡ法による多結晶シリコンの結晶粒の配
向性を示す特性図。

【図３】比較例（１３ｍ／ｓ）の場合の多結晶ストライ
プ表面の模式図。

【図４】本発明（１１ｍ／ｓ）の場合の多結晶ストライ
プ表面の模式図。

【図５】本発明（１０ｍ／ｓ）の場合の多結晶ストライ
プ表面の模式図。

【図６】本発明の多結晶半導体ＴＦＴの一部拡大平面
図。

【図７】本発明のＴＦＴ基板の平面図。

【図８】走査速度の変化を第３パラメータとした、スト
ライプの幅方向における電界効果移動度の特性図。

【図９】走査速度９ｍ／ｓのストライプ表面の結晶構造
の写真（比較例）。

【図１０】走査速度１０ｍ／ｓのストライプ表面の結晶
構造の写真（本発明）。

【図１１】走査速度１０．５ｍ／ｓのストライプ表面の
結晶構造の写真（本発明）。

【図１２】走査速度１１ｍ／ｓのストライプ表面の結晶
構造の写真（本発明）。

【図１３】走査速度１２ｍ／ｓのストライプ表面の結晶
構造の写真（比較例）。

【図１４】走査速度１５ｍ／ｓのストライプ表面の結晶
構造の写真（従来例）。

【図１５】走査速度２０ｍ／ｓのストライプ表面の結晶
構造の写真（従来例）。

【図１６】ストライプの断面方向の結晶構造のＴＥＭ写
真。

【図１７】走査速度とＥａｃｔの相関特性を示すグラ
フ。

【図１８】走査速度＝１３．０ｍ／ｓでＨＳＢＡを行っ
た従来例の多結晶半導体薄膜の結晶構造の平面写真。

【図１９】走査速度＝１２．０ｍ／ｓでＨＳＢＡを行っ
た比較例の多結晶半導体薄膜の結晶構造の平面写真。

【図２０】走査速度＝１１．０ｍ／ｓでＨＳＢＡを行っ
た本発明の多結晶半導体薄膜の結晶構造の平面写真。

【図２１】走査速度＝１０．０ｍ／ｓでＨＳＢＡを行っ
た本発明の多結晶半導体薄膜の結晶構造の平面写真。

【図２２】本発明のＴＦＴ基板上に形成された微細なパ
ターンの写真であって、行駆動回路のブロック構成を示
す一部拡大写真。

【図２３】本発明のＴＦＴ基板上に形成された微細なパ
ターンの写真であって、表示領域を示す写真。

【図２４】本発明のＴＦＴ基板上に形成された微細なパ
ターンの写真であって、表示領域の一画素付近の部分拡
大写真。

【符号の説明】

１：走査方向に平行な場合の電界効果移動度２：走査方向に垂直な場合の電界効果移動度３：ランダム配向性を示す場合の電界効果移動度

───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１２Ｂ６１８Ｇ６２７Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁基板上に形成されたストライプ状の多
結晶半導体薄膜において、ストライプの長手方向におけ
る電界効果移動度ν_L とストライプの幅方向の電界効果
移動度ν_S が、ν_L ≧１．５・ν_S を満足することを特
徴とする多結晶半導体薄膜。
【請求項２】電界効果移動度ν_L が５５ｃｍ² ／Ｖ・ｓ
以上であることを特徴とする請求項１記載の多結晶半導
体薄膜。
【請求項３】電界効果移動度ν_L が２００ｃｍ² ／Ｖ・
ｓ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の
多結晶半導体薄膜。
【請求項４】ストライプの長手方向に対して筋状に多結
晶粒子が配列していることを特徴とする請求項１、２ま
たは３記載の多結晶半導体薄膜。
【請求項５】水素を１ａｔｍ％以上含有することを特徴
とする請求項１、２、３または４記載の多結晶半導体薄
膜。
【請求項６】多結晶半導体ＴＦＴのチャネルに請求項
１、２、３、４または５記載の多結晶半導体薄膜が用い
られ、ストライプの長手方向とチャネルの方向とがほぼ
平行に設けられてなることを特徴とする多結晶半導体Ｔ
ＦＴ。
【請求項７】多結晶半導体ＴＦＴのソース電極とドレイ
ン電極が櫛歯状に形成されてなることを特徴とする請求
項６記載の多結晶半導体ＴＦＴ。
【請求項８】行列状に形成された画素を駆動する駆動素
子が画素ごとに設けられ、駆動素子に接続された行電極
に行信号を供給する行駆動回路と、駆動素子に接続され
た列電極に列信号を供給する列駆動回路とが設けられ、行駆動回路の一部および／または列駆動回路の一部に請
求項７記載の多結晶半導体ＴＦＴが用いられたことを特
徴とするＴＦＴ基板。
【請求項９】非晶質半導体薄膜にビームスポットを走査
し、多結晶化を行う多結晶半導体薄膜の形成方法におい
て、非晶質半導体薄膜の自発的結晶化を誘起する走査速
度Ｖ_P の９０〜１１０％の走査速度で走査することを特
徴とする多結晶半導体薄膜の形成方法。