JP2002033330A - 半導体装置およびその作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 結晶粒の位置と大きさを制御した結晶質半導
体膜を作製し、さらにその結晶質半導体膜をＴＦＴのチ
ャネル形成領域に用いることにより、高速動作の可能な
ＴＦＴを実現させることを目的とする。 【解決手段】屈折率の異なる複数の下地絶縁膜のうち、
少なくとも一層の下地絶縁膜に段差を設けて膜厚に段階
をつける。基板の裏面側（または、基板の表面側及び裏
面側の両側）からレーザビームを照射することによっ
て、半導体膜に対するレーザビームの実効的な強度分布
を形成し、下地絶縁膜の段差形状および膜厚分布に対応
した温度勾配を前記半導体膜に発生させる。これらを利
用して、ラテラル成長の発生場所と方向を制御し、大粒
径の結晶粒を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜トランジスタ
（以下、ＴＦＴと言う）で構成された回路を有する半導
体装置の作製方法に関する。例えば、液晶表示装置に代
表される電気光学装置、及び電気光学装置を部品として
搭載した電気機器の構成に関する。また、前記装置の作
製方法に関する。なお、本明細書中において半導体装置
とは、半導体特性を利用することで機能し得る装置全般
を指し、上記電気光学装置及び電気機器もその範疇にあ
るとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た非晶質半導体膜に対し、レーザアニールを施して、結
晶化させたり、結晶性を向上させる技術が広く研究され
ている。上記非晶質半導体膜には珪素がよく用いられ
る。

【０００３】ガラス基板は、従来よく使用されてきた合
成石英ガラス基板と比較し、安価で加工性に富んでお
り、大面積基板を容易に作製できる利点を持っている。
これが上記研究の行われる理由である。また、結晶化に
好んでレーザが使用されるのは、ガラス基板の融点が低
いからである。レーザは基板の温度を余り上昇させず
に、非晶質半導体膜のみ高いエネルギーを与えることが
出来る。

【０００４】結晶質半導体は多くの結晶粒から出来てい
るため、多結晶半導体膜とも呼ばれる。レーザアニール
を施して形成された結晶質半導体膜は、高い移動度を有
するため、この結晶質半導体膜を用いて薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）を形成し、例えば、１枚のガラス基板上
に、画素部用と駆動回路用のＴＦＴを作製する、モノリ
シック型の液晶電気光学装置等に盛んに利用されてい
る。

【０００５】また、出力の大きい、エキシマレーザ等の
パルスレーザビームを、被照射面において、数ｃｍ角の
四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状となるよう
に光学系にて加工し、レーザビームを走査させて(ある
いはレーザビームの照射位置を被照射面に対し相対的に
移動させて)、レーザアニールを行う方法が生産性が高
く工業的に優れているため、好んで使用されている。

【０００６】特に、線状ビームを用いると、前後左右の
走査が必要なスポット状のレーザビームを用いた場合と
は異なり、線状ビームの長尺方向に直角な方向だけの走
査で被照射面全体にレーザ照射を行なうことが出来るた
め、生産性が高い。長尺方向に直角な方向に走査するの
は、それが最も効率の良い走査方向であるからである。
この高い生産性により、現在レーザアニール法にはパル
ス発振エキシマレーザビームを適当な光学系で加工した
線状ビームを使用することが、ＴＦＴを用いる液晶表示
装置の製造技術の主流になりつつある。その技術は１枚
のガラス基板上に画素部を形成するＴＦＴ（画素ＴＦ
Ｔ）と、画素部の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを
形成したモノシリック型の液晶表示装置を可能とした。

【０００７】しかし、レーザアニール法で作製される結
晶質半導体膜は複数の結晶粒が集合して形成され、その
結晶粒の位置と大きさはランダムなものであった。ガラ
ス基板上に作製されるＴＦＴは素子分離のために、前記
結晶質半導体を島状のパターニングにより分離して形成
している。その場合において、結晶粒の位置や大きさを
指定して形成する事はできなかった。結晶粒内と比較し
て、結晶粒の界面（結晶粒界）は非晶質構造や結晶欠陥
などに起因する再結合中心や捕獲中心が無数に存在して
いる。この捕獲中心にキャリアがトラップされると、結
晶粒界のポテンシャルが上昇し、キャリアに対して障壁
となるため、キャリアの電流輸送特性を低下することが
知られている。チャネル形成領域の半導体膜の結晶性
は、ＴＦＴの電気的特性に重大な影響を及ぼすが、結晶
粒界の影響を排除して単結晶の半導体膜で前記チャネル
形成領域を形成することはほとんど不可能であった。

【０００８】このような問題を解決するために、レーザ
アニール法において、位置制御され、しかも大粒径の結
晶粒を形成する様々な試みがなされている。ここではま
ず、半導体膜にレーザビームを照射した後の前記半導体
膜の固化過程について説明する。

【０００９】レーザビームの照射によって完全溶融した
液体半導体膜中に固相核生成が発生するまでにはある程
度の時間が掛かり、完全溶融領域において無数の均一
（あるいは不均一）核生成が発生し、結晶成長すること
で、前記液体半導体膜の固化過程は終了する。この場合
に得られる結晶粒の位置と大きさはランダムなものとな
る。

【００１０】また、レーザビームの照射によって前記半
導体膜が完全溶融することなく、固相半導体領域が部分
的に残存している場合には、レーザビームの照射後、直
ちに前記固相半導体領域から結晶成長が始まる。既に述
べたように、完全溶融領域において核生成が発生するに
はある程度時間が掛かる。そのため、完全溶融領域にお
いて核生成が発生するまでの間に、前記半導体膜の膜面
に対する平行方向（以下、ラテラル方向と呼ぶ）に結晶
成長の先端である固液界面（固相半導体領域と完全溶融
領域との界面を指し、ここでは結晶核の成長の先端に相
当する。）が移動することで、結晶粒は膜厚の数十倍も
の長さに成長する。このような成長は、完全溶融領域に
おいて無数の均一（あるいは不均一）核生成が発生し、
結晶成長することで終了する。以下、この現象をスーパ
ーラテラル成長と言う。

【００１１】非晶質半導体膜や結晶質半導体膜において
も、前記スーパーラテラル成長が実現するレーザビーム
のエネルギー領域は存在する。しかし、前記エネルギー
領域は非常に狭く、また、大粒径の結晶粒の得られる位
置については制御できなかった。さらに、大粒径の結晶
粒以外の領域は無数の核生成が発生した微結晶領域、も
しくは非晶質領域であった。

【００１２】以上に説明したように、半導体膜が完全溶
融するレーザビームのエネルギー領域でラテラル方向の
温度勾配を制御する（ラテラル方向への熱流を生じさせ
る）ことが出来れば、結晶粒の成長位置および成長方向
を制御することが出来る。この方法を実現するために様
々な試みがなされている。

【００１３】例えば、「R.Ishihara and A.Burtsev: AM
-LCD '98.,p153-p156,1998」では、基板と下地の酸化珪
素膜との間に高融点金属膜を形成し、前記高融点金属膜
の上方に非晶質珪素膜を形成し、エキシマレーザのレー
ザビームを基板の表面側（本明細書中では膜が形成され
ている面と定義する）と裏面側（本明細書中では膜が形
成されている面と反対側の面と定義する）の両側から照
射するレーザアニール法についての報告がある。基板の
表面側から照射されるレーザビームは、珪素膜に吸収さ
れて熱に変わる。一方、基板の裏面側から照射されるレ
ーザビームは前記高融点金属膜に吸収されて熱に変わ
り、前記高融点金属膜を高温で加熱する。加熱された前
記高融点金属膜と珪素膜の間の前記酸化珪素膜が、熱の
蓄積層として働くため、溶融している珪素膜の冷却速度
を遅くする事ができる。ここでは、高融点金属膜を任意
の場所に形成することにより、任意の場所に最大で直径
６．４μｍの結晶粒を得ることができることが報告され
ている。

【００１４】また、コロンビア大のJames S. Im氏ら
は、任意の場所にスーパーラテラル成長を実現させるこ
との出来るSequential Lateral Solidification method
（以下、ＳＬＳ法と言う。）を示した。ＳＬＳ法は、１
ショット毎にスリット状のマスクをスーパーラテラル成
長が行なわれる距離程度（約０．７５μｍ）ずらして、
結晶化を行なうものである。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは特願平１
１−３５１０６０号に、下地に段差を設けて、結晶粒の
大粒径化を行なう方法について述べている。ここで前記
方法について説明する。

【００１６】図１（Ａ）に下地絶縁膜に段差を設けた場
合の第１のサンプルを示す。前記第１のサンプルは合成
石英ガラス基板上に窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）を
形成し、前記窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）上に膜厚
５５ｎｍの非晶質珪素膜を形成している。下地絶縁膜で
ある窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）には段差を設け
て、膜厚が薄い部分と厚い部分を持つ。ここで、本明細
書中では窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）は組成比がＳ
ｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％である酸
化窒化珪素膜であり、窒化酸化珪素膜（Ｂ−ｔｙｐｅ）
は組成比がＳｉ＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ
＝１７％である酸化窒化珪素膜であるとする。このよう
な第１のサンプルに対し、基板の表面側からレーザビー
ムを照射して、非晶質珪素膜を結晶化する場合の熱伝導
解析シミュレーションを行なった。その結果を図１
（Ｂ）に示す。但し、計算を行なう際に用いた条件とし
て、レーザビームの波長を３０８ｎｍ、照射エネルギー
を４００ｍＪ／ｃｍ²、パルス幅（レーザビームの出力
時間）を３０ｎｓとし、真空中でレーザビームを照射す
るものとした。その他、計算の際に用いたパラメータに
ついては表１に示す。

【００１７】

【表１】

【００１８】図１（Ｂ）のような結果が得られるのは、
下地絶縁膜が熱容量として働くことで温度勾配が発生す
るからである。図１（Ａ）のＢ領域は、熱の逃げる場所
として、直下の下地絶縁膜と横方向に存在する下地
絶縁膜の両方があるため、他の場所と比較して早く冷却
する。逆にＣ領域は、Ｂ領域からＣ領域直下の下地絶縁
膜に逃げてくる熱があるため、温度が下がりにくくなっ
ている。したがって、Ｂ領域とＣ領域、または、Ｂ領域
とＡ領域とでは温度勾配が生じる。温度勾配が生じるこ
とによって、温度の低いＢ領域から結晶成長が始まり、
温度の高いＣ領域またはＡ領域へと固液界面が移動する
ので、大粒径の結晶粒を得ることができる。

【００１９】つまり、従来のガラス基板上に作製された
ＴＦＴで使われている構造、すなわちガラス基板上に下
地絶縁膜を形成し、前記下地絶縁膜上に半導体膜を形成
する構造と同じ構造であるが、特願平１１−３５１０６
０号では下地絶縁膜に対して所望の位置にエッチングを
行なって段差を設けている。このようなサンプルに対
し、基板の表面側からレーザビームを照射すると、前記
下地絶縁膜の段差の形状に対応して半導体膜内部に温度
分布が発生し、ラテラル成長の発生場所、方向を制御す
ることができる。

【００２０】R. Ishihara氏らの方法により形成された
半導体膜を活性層としてトップゲート型のＴＦＴを作製
することは構造的には可能である。しかしながら、半導
体膜と高融点金属膜との間に設けられた酸化珪素膜によ
り寄生容量が発生するので、消費電力が増加し、ＴＦＴ
の高速動作を実現することは困難となる。一方、高融点
金属膜をゲート電極とすることにより、ボトムゲート型
または逆スタガ型のＴＦＴに対しては有効に適用でき得
ると考えられる。しかし、基板上に酸化珪素膜を形成
し、前記酸化珪素膜上に高融点金属膜を形成し、前記高
融点金属膜上に非晶質珪素膜を形成する構造において、
非晶質珪素膜の膜厚を除いて考えたとしても、高融点金
属膜と酸化珪素膜の膜厚は、結晶化工程において適した
膜厚と、ＴＦＴ素子としての電気的特性において適した
膜厚とは必ずしも一致しないので、結晶化工程における
最適設計と素子構造の最適設計とを両方同時に満足する
ことができない。

【００２１】また、透光性のない高融点金属膜をガラス
基板の全面に形成すると、透過型の液晶表示装置を作製
することは不可能になってしまう。高融点金属材料とし
て使用されるクロム（Ｃｒ）膜やチタン（Ｔｉ）膜は内
部応力が高いので、ガラス基板との密着性に問題が生じ
る可能性が高い。さらに、内部応力の影響はこの上層に
形成する半導体膜へも及び、形成された結晶質半導体膜
に歪みを与える力として作用する可能性が高い。

【００２２】一方、ＴＦＴにおいて重要なパラメータで
ある閾値電圧（以下、Ｖthと記す。）を所定の範囲内に
制御するためには、チャネル形成領域の荷電子制御のほ
かに、活性層に密接して絶縁膜で形成する下地膜やゲー
ト絶縁膜の荷電欠陥密度を低減させることや、その内部
応力のバランスを考慮する必要がある。このような要求
に対して、酸化珪素膜や酸化窒化珪素膜などの珪素を構
成元素として含む材料が適していた。したがって、基板
と下地膜との間に高融点金属膜を設けることは、そのバ
ランスを崩してしまうことが懸念される。

【００２３】また、ＳＬＳ法は、マスクと基板との相対
的な位置決めの技術にミクロン単位での精密な制御が必
要であり、通常のレーザ照射装置と比較して複雑な装置
になってしまう。さらに、大面積領域を有する液晶ディ
スプレイに適用されるＴＦＴの作製に用いるにはスルー
プットに問題がある。

【００２４】本発明はこれらのような問題点を解決する
ための技術であり、結晶粒の位置とその大きさを制御し
た結晶質半導体膜を作製し、さらに前記結晶質半導体膜
をＴＦＴのチャネル形成領域に用いることにより、高速
動作が可能なＴＦＴを実現する。さらにそのようなＴＦ
Ｔを透過型の液晶表示装置やエレクトロルミネッセンス
材料を用いた表示装置などのさまざまな半導体装置に適
用できる技術を提供することを目的とする。

【００２５】

【課題を解決するための手段】合成石英ガラス基板上に
窒化珪素膜を形成し、前記窒化珪素膜上に窒化酸化珪素
膜（Ａ−ｔｙｐｅ）を形成し、前記窒化酸化珪素膜（Ａ
−ｔｙｐｅ）上に膜厚５５ｎｍの非晶質珪素膜を形成す
る第２のサンプルを用いて、シミュレーションを行な
う。前記第２のサンプルに対し、基板の裏面側からレー
ザビームを照射し、非晶質珪素膜に対する前記レーザビ
ームの反射率の計算を行なった結果を図２〜図３に示
す。図２（ａ）は窒化珪素膜の膜厚を５０ｎｍに固定し
た場合の窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）膜厚依存の計
算結果を示し、図２（ｂ）は窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙ
ｐｅ）膜厚を１００ｎｍに固定した場合の窒化珪素膜の
膜厚依存の計算結果を示している。計算を行なう際、レ
ーザビームの波長は３０８ｎｍとし、その他のパラメー
タについては表１に示したものを用いた。

【００２６】図２（ａ）より、同じレーザビームの照射
エネルギーであっても窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）
の膜厚を変化させることによって、非晶質珪素膜に対す
る反射率が周期的に変化していることが分かる。また、
図２（ｂ）より、同じレーザビームの照射エネルギーで
あっても窒化珪素膜の膜厚を変化させることによって、
非晶質珪素膜に対する反射率が周期的に変化しているこ
とが分かる。

【００２７】次に、前記第２のサンプルに対して、レー
ザビームの波長を５３２ｎｍにして計算した結果を図３
に示す。図３（ａ）は窒化珪素膜の膜厚を５０ｎｍに固
定した場合の窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚依
存の計算結果を示し、図３（ｂ）は窒化酸化珪素膜（Ａ
−ｔｙｐｅ）の膜厚を１００ｎｍに固定した場合の窒化
珪素膜の膜厚依存の計算結果を示している。また、計算
を行なう際に用いたパラメータについては表２に示す。

【００２８】

【表２】

【００２９】図３（ａ）より、同じレーザビームの照射
エネルギーであっても窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）
の膜厚を変化させることによって、非晶質珪素膜に対す
る反射率が周期的に変化していることが分かる。また、
図３（ｂ）より、窒化珪素膜の膜厚を変化させることに
よって、非晶質珪素膜に対する反射率が周期的に変化し
ていることが分かる。

【００３０】つまり、基板の裏面側からレーザビームを
照射する場合、屈折率の異なる複数の下地絶縁膜のう
ち、少なくとも１層の下地絶縁膜の膜厚を変化させるこ
とによって、前記非晶質珪素膜に対する前記レーザビー
ムの実効的な照射強度を変化させることが出来ることが
わかる。さらに、前記非晶質珪素膜に対する反射率の周
期的な変化はレーザビームの波長を変えても現れること
が分かる。但し、反射率の変化の周期はレーザビームの
波長、下地絶縁膜の膜厚等によって異なる。

【００３１】次に、合成石英ガラス基板上に下層窒化酸
化珪素膜を形成し、前記下層窒化酸化珪素膜上に膜厚１
００ｎｍの窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）を形成し、
前記窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）上に膜厚５５ｎｍ
の非晶質珪素膜を形成する第３のサンプルを用いて、シ
ミュレーションを行なう。なお、下層窒化酸化珪素膜と
は、窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）や窒化酸化珪素膜
（Ｂ−ｔｙｐｅ）と差別化するために用いており、この
シミュレーションにおいて下層窒化酸化珪素膜の組成比
を変えることで、前記下層窒化酸化珪素膜の屈折率を変
えている。このような第３のサンプルに対し、基板の裏
面側から波長３０８ｎｍのレーザビームを照射したとき
の非晶質珪素膜に対する反射率を図１０（ａ）に示す。
図１０（ａ）より、前記下層窒化酸化珪素膜の屈折率の
変化に伴って、非晶質珪素膜に対する反射率も変化して
いることがわかる。

【００３２】一方、合成石英ガラス基板上に膜厚１００
ｎｍの窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）を形成し、前記
窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）上に膜厚５５ｎｍの非
晶質珪素膜を形成する第４のサンプルに、波長３０８ｎ
ｍのレーザビームを照射したときの非晶質半導体膜に対
する反射率は、図２（ｂ）の窒化珪素膜の膜厚が０ｎｍ
の場合を読み取れば、４２．５％であることが分かる。
つまり、下層窒化酸化珪素膜の組成比における窒素の割
合を増やして、前記下層窒化酸化珪素膜の膜質を窒化酸
化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）に近付けると、非晶質珪素膜
に対するレーザビームの反射率は、下地絶縁膜を下層窒
化酸化珪素膜と窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の積層
にした場合と、窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）のみの
場合と同程度になる。つまり、屈折率が近い下地絶縁膜
を積層にして、前記下地絶縁膜のうちの１層に段差を設
けて膜厚に段階をつけても、半導体膜におけるレーザビ
ームの強度分布が生じず、積層にした意味があまりない
ことがわかる。

【００３３】続いて、第３のサンプルに波長５３２ｎｍ
のレーザビームを基板の裏面側から照射し、下層窒化酸
化珪素膜の組成比を変えることで、前記下層窒化酸化珪
素膜の屈折率を変化させ、非晶質珪素膜に対する反射率
を変化させている。その結果を図１０（ｂ）に示す。一
方、前記第４のサンプルに波長５３２ｎｍのレーザビー
ムを照射したときの非晶質半導体膜に対する反射率は、
図３（ｂ）の窒化珪素膜膜厚が０ｎｍのところから読み
取れば、１０％であることが分かる。波長５３２ｎｍの
レーザビームの場合でも、下層窒化酸化珪素膜の組成比
を変化させて、前記下層窒化酸化珪素膜の膜質を窒化酸
化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）に近付けると、非晶質珪素膜
に対する反射率は下地絶縁膜を下層窒化酸化珪素膜と窒
化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の積層にした場合と、窒
化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）のみの場合と同程度にな
る。つまり、波長５３２ｎｍのレーザビームを用いた場
合でも、屈折率が近い下地絶縁膜を積層にして、前記下
地絶縁膜のうちの１層に段差を設けて膜厚に段階をつけ
ても、非晶質珪素膜においてレーザビームの実効的な強
度分布が生じず、積層にした意味があまりないことがわ
かる。

【００３４】また、表２より、窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔ
ｙｐｅ）、コーニング社製１７３７基板、および合成石
英ガラス基板は波長５３２ｎｍに対する屈折率が同程度
になっている。そこで、基板として１７３７ガラス基板
や合成石英ガラス基板を用い、前記基板上に段差を設け
て膜厚に段階をつけた窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）
を形成し、前記窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）上に非
晶質珪素膜を形成し、前記基板の裏面側からレーザビー
ムを照射する。しかしながら、前記窒化酸化珪素膜（Ａ
−ｔｙｐｅ）に設けた段差よりも前記基板の表面の凹凸
の方が粗いため、前記基板の裏面側からレーザビームを
照射しても、前記非晶質珪素膜において実効的なレーザ
ビームの強度分布がほとんど生じない。つまり、用いる
レーザビームの波長に対して、基板上に成膜する下地絶
縁膜は、前記基板と同程度の屈折率では意味がなく、前
記基板とは屈折率の異なるものにする必要があることが
わかる。

【００３５】このように、非晶質半導体膜に対する反射
率が変化するのは、積層した複数の下地絶縁膜の薄膜の
干渉効果によるものであり、積層した複数の下地絶縁膜
の膜厚と屈折率の組み合わせで、任意のレーザビームの
強度分布を得ることができる。以上のことから、本発明
は、複数の下地絶縁膜を用い、かつ、前記複数の下地絶
縁膜のうち少なくとも１層は段差を設けて膜厚に段階を
付けることによって、大粒径で、しかも位置制御された
結晶粒を有する結晶質半導体膜を形成することを可能と
する。但し、複数の下地絶縁膜は屈折率の異なる少なく
とも２種類の絶縁膜を用いるものとし、レーザビームの
照射は基板の裏面側から、または基板の表面側と裏面側
の両側から行なうものとする。

【００３６】

【発明の実施の形態】［実施形態１］本実施形態を図４
を用いて説明する。図４（ａ）において基板１００１に
はバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラ
スなどの無アルカリガラス基板や合成石英ガラス基板を
用いる。例えば、コーニング社製の７０５９ガラスや１
７３７ガラスなどを好適に用いることが出来る。

【００３７】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１００２を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）など
で形成する。本実施形態では、プラズマＣＶＤ法を用
い、窒化珪素膜を５０ｎｍ形成する。

【００３８】この上に前記第１の下地絶縁膜１００２と
屈折率の異なる第２の下地絶縁膜１００３を公知の手段
（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により酸化珪素
膜、酸化窒化珪素膜などで形成する。本実施形態では、
プラズマＣＶＤ法を用い、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１３０
〜１５０ｎｍ形成する。

【００３９】第２の下地絶縁膜１００３を形成した後フ
ォトリソグラフィーの技術を用いレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、膜厚が１３０〜１５
０ｎｍの部分と７８〜９８ｎｍの部分を有する第３の下
地絶縁膜１００４を得る（図４（ｂ））。前記エッチン
グにはフッ素系のガスを用いたドライエッチング法を用
いても良いし、フッ素系の水溶液を用いたウエットエッ
チング法を用いても良い。前記ウエットエッチング法を
選択する場合には、例えば、フッ化水素アンモニウム
（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム（Ｎ
Ｈ₄Ｆ）を１５．４％含む混合液（ステラケミファ社
製、商品名ＬＡＬ５００）でエッチングしても良い。

【００４０】前記第３の下地絶縁膜１００４を２段階の
膜厚にするのは、半導体膜に対するレーザビームの実効
的な強度分布を形成するためである。図２（ａ）におい
て周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最大値
６２．５％程度に相当する膜厚が１３０〜１５０ｎｍで
あり、前記非晶質珪素膜に対する最小値２２．７％程度
に相当する膜厚が７８〜９８ｎｍとなっている。既に述
べたように、前記非晶質珪素膜に対する反射率は周期性
を持っているので、前記非晶質珪素膜に対する反射率の
最大値程度と最小値程度に相当する膜厚であれば、前述
の膜厚に限らない。但し、前記第３の下地絶縁膜１００
４の２段階の膜厚の差は、この後に形成される非晶質半
導体膜の膜厚より小さい方が望ましい。また、第２の下
地絶縁膜１００４の段差における側壁の角度は、基板１
００１に対して、５°以上８５°未満（好ましくは３０
°〜６０°）となるようにテーパー状にエッチングして
この上に積層させる膜のステップカバレージを確保する
のが望ましい。

【００４１】図４（ｂ）に示す非晶質半導体膜１００５
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに、段差を持つ第３の下地絶縁膜１００４に沿って形
成する。本実施形態では非晶質珪素膜を５５ｎｍの膜厚
で形成する。但し、前記非晶質半導体膜としては、非晶
質半導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質珪素ゲルマ
ニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適
用しても良い。

【００４２】図４（ｃ）は裏面側からレーザビームを照
射する結晶化工程を説明する図であり、図４（ｄ）では
基板の表面側と裏面側の両側からレーザビームを照射す
る結晶化工程を説明する図である。本発明においては、
いずれかの方法を用いることとする。レーザアニール法
による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する水素を
放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃で窒
素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５atom
％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レーザ性
が著しく向上する。

【００４３】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【００４４】前述のいずれかのレーザ発振器を用いて、
図４（ｃ）または（ｄ）のいずれかの照射方法で前記非
晶質半導体膜の結晶化を行なう。既に述べたように、第
３の下地絶縁膜１００４の膜厚が２段階になっているた
め、裏面側からレーザビームが照射されると、前記非晶
質半導体膜１００５に対する前記レーザビームの反射率
は領域Ａでは２２．７％程度、領域Ｂでは６２．５％程
度になっており、レーザビームの実効的な強度が異なっ
ている。

【００４５】さらに、図４（ｃ）または図４（ｄ）の第
３の下地絶縁膜１００４における段差端（領域Ａと領域
Ｂの境界）は、熱の逃げる場所として、直下の下地絶
縁膜と横方向に存在する下地絶縁膜の両方があるた
め、他の場所と比較して早く冷める。そのため、最初に
温度の下がる前記第２の下地絶縁膜における段差端上の
半導体膜から固相化が始まり、結晶核１００６が発生す
る。この結晶核が結晶成長の中心となり、温度が高く溶
融状態の領域Ａまたは領域Ｂに向かって結晶成長が進行
する。但し、領域Ａの方が領域Ｂよりレーザビームの吸
収率が高いため、結晶核は１００７で示す方向へ成長す
るので、領域Ａの半導体膜にはより大粒径の結晶粒が形
成される。このようにして、大粒径で、位置制御された
結晶粒を持つ結晶質半導体膜を形成することができる。
（図４（ｅ））

【００４６】レーザビームを照射した後、前記結晶質半
導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００
〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマによって生
成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５０℃の加熱
処理によって、残留する欠陥を中和することができる。
このようにして作製された結晶質半導体膜の領域Ａをチ
ャネル形成領域として、ＴＦＴを作製することにより、
前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることができる。

【００４７】［実施形態２］本実施形態を図５を用いて
説明する。図５（ａ）において基板１００１にはバリウ
ムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどの
無アルカリガラス基板や合成石英ガラス基板を用いる。
例えば、コーニング社製の７０５９ガラスや１７３７ガ
ラスなどを好適に用いることが出来る。

【００４８】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１００９を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）など
で形成する。本実施形態では、プラズマＣＶＤ法を用
い、窒化珪素膜を５５〜８５ｎｍ形成する。

【００４９】前記第１の下地絶縁膜１００９を形成した
後フォトリソグラフィーの技術を用いレジストマスクを
形成し、不要な部分をエッチングして、膜厚が５５〜８
５ｎｍの部分と２５〜４５ｎｍの部分を有する第２の下
地絶縁膜１０１０を得る（図５（ｂ））。前記エッチン
グにはフッ素系のガスを用いたドライエッチング法を用
いても良いし、フッ素系の水溶液を用いたウエットエッ
チング法を用いても良い。前記ウエットエッチング法を
選択する場合には、例えば、フッ化水素アンモニウム
（ＮＨ₄ＨＦ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム（Ｎ
Ｈ₄Ｆ）を１５．４％含む混合液（ステラケミファ社
製、商品名ＬＡＬ５００）でエッチングしても良い。

【００５０】この上に前記第２の下地絶縁膜１０１０と
屈折率の異なる第３の下地絶縁膜１０１１を公知の手段
（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により酸
化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成する。本実施形態
では、プラズマＣＶＤ法を用い、酸化窒化珪素膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を
１００ｎｍ形成する。

【００５１】前記第２の下地絶縁膜１０１０を２段階の
膜厚にしているのは、半導体膜に対するレーザビームの
実効的な強度分布を形成するためである。図２（ｂ）に
おいて周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最
大値４２．５％程度に相当する膜厚が５５〜８５ｎｍで
あり、前記非晶質珪素膜に対する最小値２０％程度に相
当する膜厚が２５〜４５ｎｍとなっている。既に述べた
ように、前記非晶質珪素膜に対する反射率は周期性を持
っているので、前記非晶質珪素膜に対する反射率の最大
値程度と最小値程度に相当する膜厚であれば、前述の膜
厚に限らない。但し、前記第２の下地絶縁膜１０１０の
２段階の膜厚の差は、この後に形成される非晶質半導体
膜の膜厚より小さい方が望ましい。また、第２の下地絶
縁膜１０１０の段差における側壁の角度は、基板１００
１に対して、５°以上８５°未満（好ましくは３０°〜
６０°）となるようにテーパー状にエッチングしてこの
上に積層させる膜のステップカバレージを確保するのが
望ましい。

【００５２】図５（ｂ）に示す非晶質半導体膜１０１２
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに第３の下地絶縁膜１０１１に沿って形成する。本実
施形態では、非晶質珪素膜を５５ｎｍ形成する。但し、
前記非晶質半導体膜としては、非晶質半導体膜や微結晶
半導体膜があり、非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶
質構造を有する化合物半導体膜を適用しても良い。

【００５３】図５（ｃ）は裏面側からレーザビームを照
射する結晶化工程を説明する図であり、図５（ｄ）では
基板の表面側と裏面側の両側からレーザビームを照射す
る結晶化工程を説明する図である。本発明においては、
いずれかの方法を用いることとする。レーザアニール法
による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する水素を
放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃で窒
素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５atom
％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レーザ性
が著しく向上する。

【００５４】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【００５５】前述のいずれかのレーザ発振器を用いて、
図５（ｃ）または（ｄ）のいずれかの照射方法で非晶質
半導体膜の結晶化を行なう。既に述べたように、第２の
下地絶縁膜１０１０の膜厚が２段階になっているため、
裏面側からレーザビームが照射されると、前記非晶質半
導体膜１０１２に対する前記レーザビームの反射率は領
域Ａでは２０％程度、領域Ｂでは４２．５％程度になっ
ており、レーザビームの実効的な強度が異なっている。

【００５６】さらに、図５（ｃ）または図５（ｄ）の第
２の下地絶縁膜１０１０における段差端（領域Ａと領域
Ｂの境界）は、熱の逃げる場所として、直下の下地絶
縁膜と横方向に存在する下地絶縁膜の両方があるた
め、他の場所と比較して早く冷める。そのため、最初に
温度の下がる前記第２の下地絶縁膜における段差端上の
半導体膜から固相化が始まり、結晶核１００６が発生す
る。この結晶核が結晶成長の中心となり、温度が高く溶
融状態の領域Ａまたは領域Ｂに向かって結晶成長が進行
する。但し、領域Ａの方が領域Ｂよりレーザビームの吸
収率が高いため、結晶核は１００７で示す方向へ成長す
るので、領域Ａの半導体膜にはより大粒径の結晶粒が形
成される。このようにして、大粒径で、位置制御された
結晶粒を持つ結晶質半導体膜を形成することができる。
（図５（ｅ））

【００５７】レーザビームを照射した後、前記結晶質半
導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００
〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマによって生
成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５０℃の加熱
処理によって、残留する欠陥を中和することができる。
このようにして作製された結晶質半導体膜の領域Ａをチ
ャネル形成領域として、ＴＦＴを作製することにより、
前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることができる。

【００５８】［実施形態３］本実施形態を図６を用いて
説明する。図６（ａ）において基板１００１にはバリウ
ムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどの
無アルカリガラス基板や合成石英ガラス基板を用いる。
例えば、コーニング社製の７０５９ガラスや１７３７ガ
ラスなどを好適に用いることが出来る。

【００５９】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１０１６を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ
＝３２％、Ｏ＝２７％、Ｎ＝２４％、Ｈ＝１７％）など
で形成する。本実施形態では、プラズマＣＶＤ法を用
い、窒化珪素膜を５０ｎｍ形成する。

【００６０】この上に前記第１の下地絶縁膜１０１６と
屈折率の異なる第２の下地絶縁膜１０１７を公知の手段
（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により酸
化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成する。本実施形態
では、プラズマＣＶＤ法を用い、酸化窒化珪素膜（組成
比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を
７８〜９８ｎｍ形成する。

【００６１】第２の下地絶縁膜１０１７を形成した後フ
ォトリソグラフィーの技術を用いレジストマスクを形成
し、不要な部分をエッチングして、膜厚が２５〜４５ｎ
ｍの部分と７８〜９８ｎｍの部分を有する第３の下地絶
縁膜１０１８を得る（図６（ｂ））。前記エッチングに
はフッ素系のガスを用いたドライエッチング法を用いて
も良いし、フッ素系の水溶液を用いたウエットエッチン
グ法を用いても良い。前記ウエットエッチング法を選択
する場合には、例えば、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ
₄ＨＦ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ
₄Ｆ）を１５．４％含む混合液（ステラケミファ社製、
商品名ＬＡＬ５００）でエッチングしても良い。

【００６２】前記第３の下地絶縁膜１０１８を２段階の
膜厚にするのは、半導体膜に対するレーザビームの実効
的な強度分布を形成するためである。図２（ａ）におい
て周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最大値
６２．５％程度に相当する膜厚が２５〜４５ｎｍであ
り、前記非晶質珪素膜に対する最小値２２．７％程度に
相当する膜厚が７８〜９８ｎｍとなっている。既に述べ
たように、前記非晶質珪素膜に対する反射率は周期性を
持っているので、前記非晶質珪素膜に対する反射率の最
大値程度と最小値程度に相当する膜厚であれば、前述の
膜厚に限らない。但し、前記第３の下地絶縁膜１０１８
の２段階の膜厚の差は、この後に形成される非晶質半導
体膜の膜厚より小さい方が望ましい。また、第３の下地
絶縁膜１０１８の段差における側壁の角度は、基板１０
０１に対して、５°以上８５°未満（好ましくは３０°
〜６０°）となるようにテーパー状にエッチングしてこ
の上に積層させる膜のステップカバレージを確保するの
が望ましい。

【００６３】図６（ｂ）に示す非晶質半導体膜１０１９
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに、段差を持つ第３の下地絶縁膜１０１８に沿って形
成する。本実施形態では非晶質珪素膜を５５ｎｍ形成す
る。但し、前記非晶質半導体膜としては、非晶質半導体
膜や微結晶半導体膜があり、非晶質珪素ゲルマニウム膜
などの非晶質構造を有する化合物半導体膜を適用しても
良い。

【００６４】図６（ｃ）は裏面側からレーザビームを照
射する結晶化工程を説明する図であり、図６（ｄ）では
基板の表面側と裏面側の両側からレーザビームを照射す
る結晶化工程を説明する図である。本発明においては、
いずれかの方法を用いることとする。レーザアニール法
による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する水素を
放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃で窒
素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５atom
％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レーザ性
が著しく向上する。

【００６５】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【００６６】前述のいずれかのレーザ発振器を用いて、
図６（ｃ）または（ｄ）のいずれかの照射方法で前記非
晶質半導体膜の結晶化を行なう。既に述べたように、第
３の下地絶縁膜１０１８の膜厚が２段階になっているた
め、裏面側からレーザビームが照射されると、前記非晶
質半導体膜１０１９対する前記レーザビームの反射率は
領域Ａでは２２．７％程度、領域Ｂでは６２．５％程度
になっており、レーザビームの実効的な強度が異なって
いる。

【００６７】さらに、図６（ｃ）または図６（ｄ）の第
３の下地絶縁膜１０１８における段差端（領域Ａと領域
Ｂの境界）は、熱の逃げる場所として、直下の下地絶
縁膜と横方向に存在する下地絶縁膜の両方があるた
め、他の場所と比較して早く冷める。そのため、最初に
温度の下がる前記第３の下地絶縁膜における段差端上の
半導体膜から固相化が始まり、結晶核１００６が発生す
る。この結晶核が結晶成長の中心となり、温度が高く溶
融状態の領域Ａまたは領域Ｂに向かって結晶成長が進行
する。但し、領域Ａの方が領域Ｂよりレーザビームの吸
収率が高いため、結晶核は１００７で示す方向へ成長す
るので、領域Ａの半導体膜にはより大粒径の結晶粒が形
成される。このようにして、大粒径で、位置制御された
結晶粒を持つ結晶質半導体膜を形成することができる。
（図６（ｅ））

【００６８】レーザビームを照射した後、前記結晶質半
導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００
〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマによって生
成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５０℃の加熱
処理によって、残留する欠陥を中和することができる。
このようにして作製された結晶質半導体膜の領域Ａをチ
ャネル形成領域として、ＴＦＴを作製することにより、
前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることができる。

【００６９】

【実施例】［実施例１］ここでは、本発明のシミュレー
ション結果について図７〜８を用いて説明する。

【００７０】図７（ａ）において基板１００１にはバリ
ウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなど
の無アルカリガラス基板や合成石英ガラス基板を用い
る。本実施例では合成石英ガラス基板を用いている。

【００７１】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１０２３を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成す
る。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、窒化珪素
膜を５０ｎｍ形成した。

【００７２】前記第１の下地絶縁膜１０２３上に前記第
１の下地絶縁膜と屈折率の異なる第２の下地絶縁膜１０
２４を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶ
Ｄ法等）により酸化窒化珪素膜などで形成する。本実施
例では、プラズマＣＶＤ法を用い、酸化窒化珪素膜（組
成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）
を１４０ｎｍ形成した。

【００７３】前記第２の下地絶縁膜１０２４を形成した
後フォトリソグラフィーの技術を用いレジストマスクを
形成し、不要な部分をエッチングして、膜厚が１４０ｎ
ｍの部分と８８ｎｍの部分を有する第３の下地絶縁膜１
０２５を得る（図７（ｂ））。前記エッチングにはフッ
素系のガスを用いたドライエッチング法を用いても良い
し、フッ素系の水溶液を用いたウエットエッチング法を
用いても良い。前記ウエットエッチング法を選択する場
合には、例えば、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ ₄Ｈ
Ｆ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を
１５．４％含む混合液（ステラケミファ社製、商品名Ｌ
ＡＬ５００）でエッチングしても良い。

【００７４】前記第３の下地絶縁膜１０２５を２段階の
膜厚にするのは、半導体膜に対するレーザビームの実効
的な強度分布を形成するためである。図２（ａ）におい
て周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最大値
６２．５％に相当する膜厚が１４０ｎｍであり、前記非
晶質珪素膜に対する最小値２２．７％に相当する膜厚が
８８ｎｍとなっている。既に述べたように、前記非晶質
珪素膜に対する反射率は周期性を持っているので、前記
非晶質珪素膜に対する反射率の最大値程度と最小値程度
に相当する膜厚であれば、前述の膜厚に限らない。但
し、前記第３の下地絶縁膜１０２５の２段階の膜厚の差
は、この後に形成される半導体膜の膜厚より小さい方が
望ましい。また、第３の下地絶縁膜１０２５の段差にお
ける側壁の角度は、基板１００１に対して、５°以上８
５°未満（好ましくは３０°〜６０°）となるようにテ
ーパー状にエッチングしてこの上に積層させる膜のステ
ップカバレージを確保する。

【００７５】図７（ｂ）に示す非晶質半導体膜１０２６
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに段差を持つ第３の下地絶縁膜１０２５に沿って形成
する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、非晶質
珪素膜を５０ｎｍ形成する。前記非晶質半導体膜として
は、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質珪
素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導
体膜を適用しても良い。

【００７６】図７（ｃ）は裏面側からレーザビームを照
射する結晶化工程を説明する図である。本発明において
は、基板の裏面側からの照射、または基板の表面側と裏
面側の両側からの照射のいずれかの方法を用いるが、本
実施例では、基板の裏面側から照射した。レーザアニー
ル法による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する水
素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃
で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５
atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レー
ザ性が著しく向上する。

【００７７】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【００７８】本実施例ではエキシマレーザ（波長３０８
ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）を用いて、図７（ｃ）の照射
方法で非晶質珪素膜の結晶化を行なった。既に述べたよ
うに、第３の下地絶縁膜１０２５の膜厚が２段階になっ
ているため、裏面側からレーザビームが照射されると、
非晶質珪素膜に対する前記レーザビームの反射率は領域
Ａでは２２．７％程度、領域Ｂでは６２．５％程度にな
っており、レーザビームの実効的な強度が異なってい
る。

【００７９】さらに、図７（ｃ）の第３の下地絶縁膜１
０２５における段差端（領域Ａと領域Ｂの境界）は、熱
の逃げる場所として、直下の下地絶縁膜と横方向に
存在する下地絶縁膜の両方があるため、他の場所と比較
して早く冷める。そのため、最初に温度の下がる前記第
３の下地絶縁膜１０２５における段差端から固相化が始
まり、結晶核１００６が発生する。この結晶核が結晶成
長の中心となり、温度が高く溶融状態の領域Ａまたは領
域Ｂに向かって結晶成長が進行する。但し、領域Ａの方
が領域Ｂよりレーザビームの吸収率が高いため、結晶核
は１００７で示す方向へ成長するので、領域Ａの半導体
膜にはより大粒径の結晶粒が形成される。このようにし
て、大粒径で、位置制御された結晶粒を持つ結晶質半導
体膜を形成することができる。

【００８０】比較のため、合成石英ガラス基板上に窒化
酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）を形成し、前記窒化酸化珪
素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）に膜厚５５ｎｍの非晶質珪素膜を
形成したサンプルに対して、シミュレーションを行い、
固相化開始時間の比較を図８に示す。但し、窒化酸化珪
素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚は本実施例で既に示したよ
うに、８８ｎｍと１４０ｎｍの２段階の膜厚を持つ。図
８は下地段差端（図７（ｃ）の領域Ａと領域Ｂの境界）
から領域Ａへの距離と固相開始時間との関係を示してい
る。図８から、例え段差を有する下地膜を用いても、下
地膜が１層である場合より、本発明の構成での結晶化
は、レーザビームの照射後の半導体膜の固相化がゆっく
り進むので、大粒形の結晶粒を得ることができることが
わかる。

【００８１】レーザビームを照射した後、前記結晶質半
導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００
〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマによって生
成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５０℃の加熱
処理によって、残留する欠陥を中和することができる。
このようにして作製された結晶質半導体膜の領域Ａをチ
ャネル形成領域として、ＴＦＴを作製することにより、
前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることができる。

【００８２】［実施例２］ここでは、本発明の構成を用
い、非晶質珪素膜を熱処理によって部分的に結晶化させ
たのち、レーザアニールを行なう方法について説明す
る。図９（ａ）において基板１００１にはバリウムホウ
ケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどの無アル
カリガラス基板や合成石英ガラス基板を用いる。本実施
例では合成石英ガラス基板を用いている。

【００８３】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１０２８を公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマ
ＣＶＤ法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで
形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、窒
化珪素膜を５０ｎｍ形成した。

【００８４】この上に前記第１の下地絶縁膜１０２８と
屈折率の異なる第２の下地絶縁膜１０２９を公知の手段
（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により酸化窒化
珪素膜などで形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ
法を用い、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝
５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１４０ｎｍ形成した。

【００８５】前記第２の下地絶縁膜１０２９を形成した
後フォトリソグラフィーの技術を用いレジストマスクを
形成し、不要な部分をエッチングして、膜厚が１４０ｎ
ｍの部分と８８ｎｍの部分を有する第３の下地絶縁膜１
０３０を得る（図９（ｂ））。前記エッチングにはフッ
素系のガスを用いたドライエッチング法を用いても良い
し、フッ素系の水溶液を用いたウエットエッチング法を
用いても良い。前記ウエットエッチング法を選択する場
合には、例えば、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ₄Ｈ
Ｆ₂）を７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を
１５．４％含む混合液（ステラケミファ社製、商品名Ｌ
ＡＬ５００）でエッチングしても良い。

【００８６】前記第３の下地絶縁膜１０３０を２段階の
膜厚にするのは、半導体膜に対するレーザビームの実効
的な強度分布を形成するためである。図２（ａ）におい
て周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最大値
６２．５％に相当する膜厚が１４０ｎｍであり、前記非
晶質珪素膜に対する最小値２２．７％に相当する膜厚が
８８ｎｍとなっている。既に述べたように、前記非晶質
珪素膜に対する反射率は周期性を持っているので、前記
非晶質珪素膜に対する反射率の最大値程度と最小値程度
に相当する膜厚であれば、前述の膜厚に限らない。但
し、前記第３の下地絶縁膜１０３０の２段階の膜厚の差
は、この後に形成される半導体膜の膜厚より小さい方が
望ましい。また、第３の下地絶縁膜１０３０の段差にお
ける側壁の角度は、基板１００１に対して、５°以上８
５°未満（好ましくは３０°〜６０°）となるようにテ
ーパー状にエッチングしてこの上に積層させる膜のステ
ップカバレージを確保する。

【００８７】図９（ｂ）に示す非晶質半導体膜１０３１
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに段差を持つ第３の下地絶縁膜１０３０に沿って形成
する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、非晶質
珪素膜を５０ｎｍ形成する。前記非晶質半導体膜として
は、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質珪
素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導
体膜を適用しても良い。

【００８８】次に、特開平７−１８３５４０号公報に記
載されている方法により、前記非晶質珪素膜を部分的に
結晶化させる。ここで、前記方法を簡単に説明する。ま
ず、非晶質半導体膜にニッケルまたは、パラジウム、ま
たは鉛等の元素を微量に添加する。添加の方法は、プラ
ズマ処理法や蒸着法、イオン注入法、スパッタ法、溶液
塗布法等を利用すればよい。前記添加の後、例えば５５
０℃の窒素雰囲気に４時間、非晶質半導体膜を置くと、
電気的特性の良好な結晶質半導体膜が得られる。結晶化
に最適な加熱温度や加熱時間等は、前記元素の添加量
や、非晶質半導体膜の状態による。例えば、前記溶液塗
布法を適用し、溶液に酢酸ニッケル溶液を用いるなら、
重量換算で濃度１０ｐｐｍのものを５ｍｌ、スピンコー
ト法により膜上全面に塗布して金属含有層１０３２を形
成する。（図９（ｂ））次に、基板に対し、温度５００
℃の窒素雰囲気に１時間、更に連続的に、温度５５０℃
の窒素雰囲気に４時間の加熱を行って、部分的に結晶化
した第１の結晶質珪素膜１０３３を得る。（図９
（ｃ））

【００８９】図９（ｄ）は裏面側からレーザビームを照
射する結晶化工程を説明する図である。本発明において
は、基板の裏面側からの照射、または基板の表面側と裏
面側の両側からの照射のいずれかの方法を用いるが、本
実施例では、基板の裏面側から照射した。レーザアニー
ル法による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する水
素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００℃
で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を５
atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レー
ザ性が著しく向上する。

【００９０】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【００９１】本実施例ではエキシマレーザ（波長３０８
ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）を用いて、図９（ｄ）の照射
方法で非晶質珪素膜の結晶化を行なった。既に述べたよ
うに、第３の下地絶縁膜１０３０の膜厚が２段階になっ
ているため、裏面側からレーザビームが照射されると、
前記レーザビームの反射率は領域Ａでは２２．７％程
度、領域Ｂでは６２．５％程度になっており、前記第１
の結晶質珪素膜１０３３に対するレーザビームの実効的
な強度が異なっている。

【００９２】さらに、図９（ｄ）の第３の下地絶縁膜１
０３０における段差端（領域Ａと領域Ｂの境界）は、熱
の逃げる場所として、直下の下地絶縁膜と横方向に
存在する下地絶縁膜の両方があるため、他の場所と比較
して早く冷める。そのため、最初に温度の下がる前記第
３の下地絶縁膜１０３０における段差端から半導体膜の
固相化が始まり、結晶核１００６が発生する。この結晶
核が結晶成長の中心となり、温度が高く溶融状態の領域
Ａまたは領域Ｂに向かって結晶成長が進行する。但し、
領域Ａの方が領域Ｂよりレーザビームの吸収率が高いた
め、結晶核は１００７で示す方向へ成長するので、領域
Ａの半導体膜にはより大粒径の結晶粒が形成される。こ
のようにして、大粒径で、位置制御された結晶粒を持つ
結晶質半導体膜を形成することができる。

【００９３】レーザビームを照射した後、前記結晶質半
導体膜は、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で３００
〜４５０℃の加熱処理、あるいは、プラズマによって生
成された水素を含む雰囲気中で２００〜４５０℃の加熱
処理によって、残留する欠陥を中和することができる。
このようにして作製された結晶質半導体膜の領域Ａをチ
ャネル形成領域として、ＴＦＴを作製することにより、
前記ＴＦＴの電気的特性を向上させることができる。

【００９４】［実施例３］ここでは、同一基板上に画素
部と、画素部の周辺に設ける駆動回路のＴＦＴ（ｎチャ
ネル型ＴＦＴ及びｐチャネル型ＴＦＴ）を同時に作製す
る方法について詳細に図１１〜図１３を用いて説明す
る。

【００９５】図１１（Ａ）において基板１００１にはバ
リウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスな
どの無アルカリガラス基板や合成石英ガラス基板を用い
る。本実施例では合成石英ガラス基板を用いている。

【００９６】前記基板１００１の上に第１の下地絶縁膜
１００ａを公知の手段（ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ
法等）により窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成す
る。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、窒化珪素
膜を５０ｎｍ形成した。

【００９７】この上に前記第１の下地絶縁膜と屈折率の
異なる第２の下地絶縁膜１００ｂを公知の手段（ＬＰＣ
ＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により酸化窒化珪素膜な
どで形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用
い、酸化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９
％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）を１４０ｎｍ形成した。

【００９８】前記第２の下地絶縁膜を形成した後フォト
リソグラフィーの技術を用いレジストマスクを形成し、
不要な部分をエッチングして、膜厚が１４０ｎｍの部分
と８８ｎｍの部分を有する第３の下地絶縁膜１００ｃを
得る（図１１（Ｂ））。前記エッチングにはフッ素系の
ガスを用いたドライエッチング法を用いても良いし、フ
ッ素系の水溶液を用いたウエットエッチング法を用いて
も良い。前記ウエットエッチング法を選択する場合に
は、例えば、フッ化水素アンモニウム（ＮＨ₄ＨＦ₂）を
７．１３％とフッ化アンモニウム（ＮＨ₄Ｆ）を１５．
４％含む混合液（ステラケミファ社製、商品名ＬＡＬ５
００）でエッチングしても良い。

【００９９】前記第３の下地絶縁膜１００ｃを２段階の
膜厚にするのは、半導体膜に対するレーザビームの実効
的な強度分布を形成するためである。図２（ａ）におい
て周期的に現れる非晶質珪素膜に対する反射率の最大値
６２．５％に相当する膜厚が１４０ｎｍであり、前記非
晶質珪素膜に対する最小値２２．７％に相当する膜厚が
８８ｎｍとなっている。既に述べたように、前記非晶質
珪素膜に対する反射率は周期性を持っているので、前記
非晶質珪素膜に対する反射率の最大値程度と最小値程度
に相当する膜厚であれば、前述の膜厚に限らない。但
し、前記第３の下地絶縁膜１００ｂの２段階の膜厚の差
は、この後に形成される半導体膜の膜厚より小さい方が
望ましい。また、第３の下地絶縁膜１００ｂの段差にお
ける側壁の角度は、基板１００１に対して、５°以上８
５°未満（好ましくは３０°〜６０°）となるようにテ
ーパー状にエッチングしてこの上に積層させる膜のステ
ップカバレージを確保する。

【０１００】図１１（Ｃ）に示す非晶質半導体膜１０１
を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で
２５〜２００ｎｍ（好ましくは３０〜１００ｎｍ）の厚
さに段差を持つ第３の下地絶縁膜１００ｃに沿って形成
する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法を用い、非晶質
珪素膜を５０ｎｍ形成する。前記非晶質半導体膜として
は、非晶質半導体膜や微結晶半導体膜があり、非晶質珪
素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導
体膜を適用しても良い。

【０１０１】図１１（Ｃ）は裏面側からレーザビームを
照射する結晶化工程を説明する図である。本発明におい
ては、基板の裏面側からの照射、または基板の表面側と
裏面側の両側からの照射のいずれかの方法を用いるが、
本実施例では、基板の裏面側から照射した。レーザアニ
ール法による結晶化は、まず非晶質半導体膜が含有する
水素を放出させておくことが望ましく、４００〜５００
℃で窒素雰囲気に１時間程度曝して、含有する水素量を
５atom％以下にしておくと良い。これにより、膜の耐レ
ーザ性が著しく向上する。

【０１０２】レーザアニール法において用いるレーザ発
振器について説明する。エキシマレーザは大出力で、現
状で３００Ｈｚ程度の高繰り返しのパルスを発振出来る
ため、良く用いられている。また、パルス発振のエキシ
マレーザだけでなく、連続発振のエキシマレーザや、Ａ
ｒレーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＶＯ₄レーザ、ＹＬＦレー
ザ等も用いることが出来る。

【０１０３】本実施例ではエキシマレーザ（波長３０８
ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）を用いて、図１１（Ｃ）の照
射方法で非晶質珪素膜の結晶化を行なった。既に述べた
ように、第３の下地絶縁膜１００ｃの膜厚が２段階にな
っているため、裏面側からレーザビームが照射される
と、非晶質半導体膜に対する前記レーザビームの反射率
は領域Ａでは６２．５％程度、領域Ｂでは２２．７％程
度になっており、レーザビームの実効的な強度が異なっ
ている。

【０１０４】さらに、図１１（Ｃ）の第３の下地絶縁膜
における段差端は、熱の逃げる場所として、直下の下
地絶縁膜と横方向に存在する下地絶縁膜の両方がある
ため、他の場所と比較して早く冷める。そのため、最初
に温度の下がる前記第３の下地絶縁膜１００ｃにおける
段差端上の半導体膜から固相化が始まり、結晶の核が発
生する。この核が結晶成長の中心となり、温度が高く溶
融状態の領域に向かって結晶成長が進行する。このよう
にして、大粒径で、位置制御された結晶粒を持つ結晶質
半導体膜を形成することができる。

【０１０５】レーザビームを照射した後、結晶質半導体
膜をフォトリソグラフィー法を用いたパターニング処理
によって、半導体層１０２〜１０６を形成した。

【０１０６】また、半導体層１０２〜１０６を形成した
後、ＴＦＴのしきい値を制御するために微量な不純物元
素（ボロンまたはリン）のドーピングを行ってもよい。

【０１０７】次いで、半導体層１０２〜１０６を覆うゲ
ート絶縁膜１０７を形成する。ゲート絶縁膜１０７はプ
ラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを４０〜
１５０ｎｍとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマＣＶＤ法により１１０ｎｍの厚さで酸
化窒化珪素膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝
７％、Ｈ＝２％）で形成した。勿論、ゲート絶縁膜は酸
化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。

【０１０８】また、酸化珪素膜を用いる場合には、プラ
ズマＣＶＤ法でＴＥＯＳ（Tetraethyl Orthosilicate）
とＯ₂とを混合し、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００
〜４００℃とし、高周波（１３．５６MHz）電力密度
０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ²で放電させて形成することが
できる。このようにして作製される酸化珪素膜は、その
後４００〜５００℃の熱アニールによりゲート絶縁膜と
して良好な電気的特性を得ることができる。

【０１０９】次いで、図１１（Ｄ）に示すように、ゲー
ト絶縁膜１０７上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電
膜１０８と、膜厚１００〜４００ｎｍの第２の導電膜１
０９とを積層形成する。本実施例では、膜厚３０ｎｍの
ＴａＮ膜からなる第１の導電膜４０８と、膜厚３７０ｎ
ｍのＷ膜からなる第２の導電膜１０９を積層形成した。
ＴａＮ膜はスパッタ法で形成し、Ｔａのターゲットを用
い、窒素を含む雰囲気内でスパッタした。また、Ｗ膜
は、Ｗのターゲットを用いたスパッタ法で形成した。そ
の他に６フッ化タングステン（ＷＦ₆）を用いる熱ＣＶ
Ｄ法で形成することもできる。いずれにしてもゲート電
極として使用するためには低抵抗化を図る必要があり、
Ｗ膜の抵抗率は２０μΩｃｍ以下にすることが望まし
い。Ｗ膜は結晶粒を大きくすることで低抵抗率化を図る
ことができるが、Ｗ膜中に酸素などの不純物元素が多い
場合には結晶化が阻害され高抵抗化する。従って、本実
施例では、高純度のＷ（純度９９．９９９９％）のター
ゲットを用いたスパッタ法で、さらに成膜時に気相中か
らの不純物の混入がないように十分配慮してＷ膜を形成
することにより、抵抗率９〜２０μΩｃｍを実現するこ
とができた。

【０１１０】なお、本実施例では、第１の導電膜１０８
をＴａＮ、第２の導電膜１０９をＷとしたが、特に限定
されず、いずれもＴａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、
Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、または前記元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。
また、リン等の不純物元素をドーピングした結晶質珪素
膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、ＡｇＰ
ｄＣｕ合金を用いてもよい。また、第１の導電膜をタン
タル（Ｔａ）膜で形成し、第２の導電膜をＷ膜とする組
み合わせ、第１の導電膜を窒化チタン（ＴｉＮ）膜で形
成し、第２の導電膜をＷ膜とする組み合わせ、第１の導
電膜を窒化タンタル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電
膜をＡｌ膜とする組み合わせ、第１の導電膜を窒化タン
タル（ＴａＮ）膜で形成し、第２の導電膜をＣｕ膜とす
る組み合わせとしてもよい。

【０１１１】次に、フォトリソグラフィー法を用いてレ
ジストからなるマスク１１０〜１１５を形成し、電極及
び配線を形成するための第１のエッチング処理を行な
う。第１のエッチング処理では第１及び第２のエッチン
グ条件で行なう。本実施例では第１のエッチング条件と
して、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合
型プラズマ）エッチング法を用い、エッチング用ガスに
ＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、それぞれのガス流量比を
２５／２５／１０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力でコ
イル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投入
してプラズマを生成してエッチングを行った。ここで
は、松下電器産業（株）製のＩＣＰを用いたドライエッ
チング装置（Model Ｅ６４５−□ＩＣＰ）を用いた。
基板側（試料ステージ）にも１５０ＷのＲＦ（13.56MH
z）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印
加する。この第１のエッチング条件によりＷ膜をエッチ
ングして第１の導電層の端部をテーパー形状とする。

【０１１２】この後、レジストからなるマスク１１０〜
１１５を除去せずに第２のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにＣＦ₄とＣｌ₂とを用い、それぞれのガス
流量比を３０／３０（ｓｃｃｍ）とし、１Ｐａの圧力で
コイル型の電極に５００ＷのＲＦ（13.56MHz）電力を投
入してプラズマを生成して約３０秒程度のエッチングを
行った。基板側（試料ステージ）にも２０ＷのＲＦ（1
3.56MHz）電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電
圧を印加する。ＣＦ₄とＣｌ₂を混合した第２のエッチン
グ条件ではＷ膜及びＴａＮ膜とも同程度にエッチングさ
れる。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッ
チングするためには、１０〜２０％程度の割合でエッチ
ング時間を増加させると良い。

【０１１３】上記第１のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第１の導電
層及び第２の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は１５〜４５°となる。こうして、第
１のエッチング処理により第１の導電層と第２の導電層
から成る第１の形状の導電層１１７〜１２２（第１の導
電層１１７ａ〜１２２ａと第２の導電層１１７ｂ〜１２
２ｂ）を形成する。１１６はゲート絶縁膜であり、第１
の形状の導電層１１７〜１２２で覆われない領域は２０
〜５０ｎｍ程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。

【０１１４】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第１のドーピング処理を行い、半導体層にｎ型を付
与する不純物元素を添加する。（図１２（Ａ））ドーピ
ング処理はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行
なえば良い。イオンドープ法の条件はドーズ量を１×１
０¹³〜５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²とし、加速電圧を
６０〜１００ｋｅＶとして行なう。本実施例ではドーズ
量を１．５×１０¹⁵ａｔｏｍｓ／ｃｍ²とし、加速電圧
を８０ｋｅＶとして行った。ｎ型を付与する不純物元素
として１５族に属する元素、典型的にはリン（Ｐ）また
は砒素（Ａｓ）を用いるが、ここではリン（Ｐ）を用い
た。この場合、導電層１１７〜１２１がｎ型を付与する
不純物元素に対するマスクとなり、自己整合的に高濃度
不純物領域１２３〜１２７が形成される。高濃度不純物
領域１２３〜１２７には１×１０ ²⁰〜１×１０²¹ａｔｏ
ｍｓ／ｃｍ³の濃度範囲でｎ型を付与する不純物元素を
添加する。

【０１１５】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第２のエッチング処理を行なう。ここでは、エッチ
ングガスにＣＦ₄とＣｌ₂とＯ₂とを用い、Ｗ膜を選択的
にエッチングする。この時、第２のエッチング処理によ
り第１の導電層１２８ｂ〜１３３ｂを形成する。一方、
第２の導電層１１７ａ〜１２２ａは、ほとんどエッチン
グされず、第２の導電層１２８ａ〜１３３ａを形成す
る。次いで、第２のドーピング処理を行って図１２
（Ｂ）の状態を得る。ドーピングは第２の導電層１１７
ａ〜１２２ａを不純物元素に対するマスクとして用い、
第１の導電層のテーパー部下方の半導体層に不純物元素
が添加されるようにドーピングする。こうして、第１の
導電層と重なる不純物領域１３４〜１３８を形成する。
この不純物領域へ添加されたリン（Ｐ）の濃度は、第１
の導電層のテーパー部の膜厚に従って緩やかな濃度勾配
を有している。なお、第１の導電層のテーパー部と重な
る半導体層において、第１の導電層のテーパー部の端部
から内側に向かって若干、不純物濃度が低くなっている
ものの、ほぼ同程度の濃度である。また、第１の不純物
領域１２３〜１２７にも不純物元素が添加され、不純物
領域１３９〜１４３を形成する。

【０１１６】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第３のエッチング処理を行なう。この第３のエッチ
ング処理では第１の導電層のテーパー部を部分的にエッ
チングして、半導体層と重なる領域を縮小するために行
われる。第３のエッチングは、エッチングガスにＣＨＦ
₃を用い、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用
いて行なう。第３のエッチングにより、第１の導電層１
４４〜１４９が形成される。この時、同時に絶縁膜１１
６もエッチングされて、絶縁膜１５０ａ〜１５０ｅ、１
５１が形成される。

【０１１７】上記第３のエッチングによって、第１の導
電層１４４〜１４８と重ならない不純物領域（ＬＤＤ領
域）１３４ａ〜１３８ａが形成される。なお、不純物領
域（ＧＯＬＤ領域）１３４ｂ〜１３８ｂは、第１の導電
層１４４〜１４８と重なったままである。

【０１１８】このようにすることで、本実施例は、第１
の導電層１４４〜１４８と重なる不純物領域（ＧＯＬＤ
領域）１３４ｂ〜１３８ｂにおける不純物濃度と、第１
の導電層１４４〜１４８と重ならない不純物領域（ＬＤ
Ｄ領域）１３４ａ〜１３８ａにおける不純物濃度との差
を小さくすることができ、信頼性を向上させることがで
きる。

【０１１９】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク１５２〜１５４を
形成して第３のドーピング処理を行なう。この第３のド
ーピング処理により、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層とな
る半導体層に前記一導電型とは逆の導電型を付与する不
純物元素が添加された不純物領域１５５〜１６０を形成
する。第２の導電層１２８ａ〜１３２ａを不純物元素に
対するマスクとして用い、ｐ型を付与する不純物元素を
添加して自己整合的に不純物領域を形成する。本実施例
では、不純物領域１５５〜１６０はジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）
を用いたイオンドープ法で形成する。この第３のドーピ
ング処理の際には、ｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導
体層はレジストからなるマスク１５２〜１５４で覆われ
ている。第１のドーピング処理及び第２のドーピング処
理によって、不純物領域１５５〜１６０にはそれぞれ異
なる濃度でリンが添加されているが、そのいずれの領域
においてもｐ型を付与する不純物元素の濃度を２×１０
²⁰〜２×１０²¹atoms/cm³となるようにドーピング処理
することにより、ｐチャネル型ＴＦＴのソース領域およ
びドレイン領域として機能するために何ら問題は生じな
い。本実施例では、ｐチャネル型ＴＦＴの活性層となる
半導体層の一部が露呈しているため、不純物元素（ボロ
ン）を添加しやすい利点を有している。

【０１２０】以上までの工程でそれぞれの半導体層に不
純物領域が形成される。

【０１２１】次いで、レジストからなるマスク１５２〜
１５４を除去して第１の層間絶縁膜１６１を形成する。
この第１の層間絶縁膜１６１としては、プラズマＣＶＤ
法またはスパッタ法を用い、厚さを１００〜２００ｎｍ
として珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例では、プ
ラズマＣＶＤ法により膜厚１５０ｎｍの酸化窒化珪素膜
を形成した。勿論、第１の層間絶縁膜１６１は酸化窒化
珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む絶縁膜
を単層または積層構造として用いても良い。

【０１２２】次いで、図１３（Ｂ）に示すように、それ
ぞれの半導体層に添加された不純物元素を活性化処理す
る工程を行なう。この活性化工程はファーネスアニール
炉を用いる熱アニール法で行なう。熱アニール法として
は、酸素濃度が１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ
以下の窒素雰囲気中で４００〜７００℃、代表的には５
００〜５５０℃で行なえばよく、本実施例では５５０
℃、４時間の熱処理で活性化処理を行った。なお、熱ア
ニール法の他に、レーザアニール法、またはラピッドサ
ーマルアニール法（ＲＴＡ法）を適用することができ
る。

【０１２３】なお、本実施例では、上記活性化処理と同
時に、結晶化の際に触媒として使用したニッケルが高濃
度のリンを含む不純物領域１３９、１４１、１４２、１
５５、１５８にゲッタリングされ、主にチャネル形成領
域となる半導体層中のニッケル濃度が低減される。この
ようにして作製したチャネル形成領域を有するＴＦＴは
オフ電流値が下がり、結晶性が良いことから高い電界効
果移動度が得られ、良好な電気的特性を達成することが
できる。

【０１２４】また、第１の層間絶縁膜を形成する前に活
性化処理を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱
に弱い場合には、本実施例のように配線等を保護するた
め層間絶縁膜（珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化
珪素膜）を形成した後で活性化処理を行なうことが好ま
しい。

【０１２５】さらに、３〜１００％の水素を含む雰囲気
中で、３００〜５５０℃で１〜１２時間の熱処理を行
い、半導体層を水素化する工程を行う。本実施例では水
素を約３％の含む窒素雰囲気中で４１０℃、１時間の熱
処理を行った。この工程は層間絶縁膜に含まれる水素に
より半導体層のダングリングボンドを終端する工程であ
る。水素化の他の手段として、プラズマ水素化（プラズ
マにより励起された水素を用いる）を行っても良い。

【０１２６】また、活性化処理としてレーザアニール法
を用いる場合には、上記水素化を行った後、エキシマレ
ーザやＹＡＧレーザ等のレーザビームを照射することが
望ましい。

【０１２７】次いで、第１の層間絶縁膜１６１上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第２の層間絶
縁膜１６２を形成する。本実施例では、膜厚１．６μｍ
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が１０〜１０００
ｃｐ、好ましくは４０〜２００ｃｐのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いた。また、第２の層間絶
縁膜１６２として表面が平坦化する膜を用いてもよい。

【０１２８】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹が形成される第２の層間絶縁膜を形成することに
よって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電
極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電
極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、ＴＦＴの形成と同じフォトマスクで行なう
ことができるため、工程数の増加なく形成することがで
きる。なお、この凸部は配線及びＴＦＴ部以外の画素部
領域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆
う絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表
面に凸凹が形成される。

【０１２９】そして、駆動回路において、各不純物領域
とそれぞれ電気的に接続する配線１６３〜１６７を形成
する。なお、これらの配線は、膜厚５０ｎｍのＴｉ膜
と、膜厚５００ｎｍの合金膜（ＡｌとＴｉとの合金膜）
との積層膜をパターニングして形成する。

【０１３０】また、画素部においては、画素電極１７
０、ゲート配線１６９、接続電極１６８を形成する。
（図１３（Ｃ））この接続電極１６８によりソース配線
（１４３ｂと１４９の積層）は、画素ＴＦＴと電気的な
接続が形成される。また、ゲート配線１６９は、画素Ｔ
ＦＴのゲート電極と電気的な接続が形成される。また、
画素電極１７０は、画素ＴＦＴのドレイン領域と電気的
な接続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電
極として機能する半導体層１５８と電気的な接続が形成
される。また、画素電極１７０としては、ＡｌまたはＡ
ｇを主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性
の優れた材料を用いることが望ましい。

【０１３１】以上の様にして、ｎチャネル型ＴＦＴ５０
１とｐチャネル型ＴＦＴ５０２からなるＣＭＯＳ回路、
及びｎチャネル型ＴＦＴ５０３を有する駆動回路５０６
と、画素ＴＦＴ５０４、保持容量５０５とを有する画素
部５０７を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。

【０１３２】駆動回路５０６のｎチャネル型ＴＦＴ５０
１はチャネル形成領域１７１、ゲート電極の一部を構成
する第１の導電層１４４と重なる低濃度不純物領域１３
４ｂ（ＧＯＬＤ領域）、ゲート電極の外側に形成される
低濃度不純物領域１３４ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域
またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域１
３９を有している。このｎチャネル型ＴＦＴ５０１と電
極１６６で接続してＣＭＯＳ回路を形成するｐチャネル
型ＴＦＴ５０２にはチャネル形成領域１７２、ゲート電
極と重なる不純物領域１５７、ゲート電極の外側に形成
される不純物領域１５６、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域１５５を有してい
る。また、ｎチャネル型ＴＦＴ５０３にはチャネル形成
領域１７３、ゲート電極の一部を構成する第１の導電層
１４６と重なる低濃度不純物領域１３６ｂ（ＧＯＬＤ領
域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領域
１３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域１４１を有してい
る。

【０１３３】画素部の画素ＴＦＴ５０４にはチャネル形
成領域１７４、ゲート電極の一部を構成する第１の導電
層１４７と重なる低濃度不純物領域１３７ｂ（ＧＯＬＤ
領域）、ゲート電極の外側に形成される低濃度不純物領
域１３７ａ（ＬＤＤ領域）とソース領域またはドレイン
領域として機能する高濃度不純物領域１４２を有してい
る。また、保持容量５０５の一方の電極として機能する
半導体層１５８〜１６０には、それぞれｐ型を付与する
不純物元素が添加されている。保持容量５０５は、絶縁
膜１５１を誘電体として、電極（１４８と１３２ｂの積
層）と、半導体層１５８〜１６０とで形成している。

【０１３４】また、本実施例の画素構造は、ブラックマ
トリクスを用いることなく、画素電極間の隙間が遮光さ
れるように、画素電極の端部をソース配線と重なるよう
に配置形成する。

【０１３５】本実施例で作製するアクティブマトリクス
基板の画素部の上面図を図１４に示す。なお、図１１〜
図１３に対応する部分には同じ符号を用いている。図１
３中の鎖線Ａ−Ａ’は図１４中の鎖線Ａ―Ａ’で切断し
た断面図に対応している。また、図１３中の鎖線Ｂ−
Ｂ’は図１４中の鎖線Ｂ―Ｂ’で切断した断面図に対応
している。

【０１３６】また、本実施例で示す工程に従えば、アク
ティブマトリクス基板の作製に必要なフォトマスクの数
を５枚とすることができる。その結果、工程を短縮し、
製造コストの低減及び歩留まりの向上に寄与することが
できる。

【０１３７】［実施例４］本実施例では、実施例３で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図１５
を用いる。

【０１３８】まず、実施例３に従い、図１３（ｃ）の状
態のアクティブマトリクス基板を得た後、図１３（ｃ）
のアクティブマトリクス基板上、少なくとも画素電極１
７０上に配向膜４７０を形成しラビング処理を行なう。
なお、本実施例では配向膜４７０を形成する前に、アク
リル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによ
って基板間隔を保持するための柱状のスペーサ（図示し
ない）を所望の位置に形成した。また、柱状のスペーサ
に代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよ
い。

【０１３９】次いで、対向基板４７１を用意する。次い
で、対向基板４７１上に着色層４７２、４７３、平坦化
膜４７４を形成する。赤色の着色層４７２と青色の着色
層４７３とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。

【０１４０】本実施例では、実施例３に示す基板を用い
ている。従って、実施例３の画素部の上面図を示す図１
４では、少なくともゲート配線１６９と画素電極１７０
の間隙と、ゲート配線１６９と接続電極１６８の間隙
と、接続電極１６８と画素電極１７０の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。

【０１４１】このように、ブラックマスク等の遮光層を
形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層から
なる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能
とした。

【０１４２】次いで、平坦化膜４７４上に透明導電膜か
らなる対向電極４７５を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜４７６を形成し、ラビング処理を
施した。

【０１４３】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材４７７
で貼り合わせる。シール材４７７にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って２枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料４７８を注入し、封止剤（図示せ
ず）によって完全に封止する。液晶材料４７８には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図１５に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板（図示
しない）を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてＦ
ＰＣを貼りつけた。

【０１４４】以上のようにして作製される液晶表示パネ
ルは各種電子機器の表示部として用いることができる。

【０１４５】［実施例５］本発明を実施して形成された
ＣＭＯＳ回路や画素部は様々な電気光学装置（アクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリク
ス型ＥＣディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬデ
ィスプレイ）に用いることが出来る。即ち、それら電気
光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を
実施出来る。

【０１４６】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター（リア型またはフ
ロント型）、ヘッドマウントディスプレイ（ゴーグル型
ディスプレイ）、カーナビゲーション、カーステレオ、
パーソナルコンピュータ、携帯情報端末（モバイルコン
ピュータ、携帯電話または電子書籍等）などが挙げられ
る。それらの一例を図１６、図１７及び図１８に示す。

【０１４７】図１６（Ａ）はパーソナルコンピュータで
あり、本体３００１、画像入力部３００２、表示部３０
０３、キーボード３００４等を含む。本発明を画像入力
部３００２、表示部３００３やその他の信号制御回路に
適用することが出来る。

【０１４８】図１６（Ｂ）はビデオカメラであり、本体
３１０１、表示部３１０２、音声入力部３１０３、操作
スイッチ３１０４、バッテリー３１０５、受像部３１０
６等を含む。本発明を表示部３１０２やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。

【０１４９】図１６（Ｃ）はモバイルコンピュータ（モ
ービルコンピュータ）であり、本体３２０１、カメラ部
３２０２、受像部３２０３、操作スイッチ３２０４、表
示部３２０５等を含む。本発明は表示部３２０５やその
他の信号制御回路に適用出来る。

【０１５０】図１６（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体３３０１、表示部３３０２、アーム部３３０
３等を含む。本発明は表示部３３０２やその他の信号制
御回路に適用することが出来る。

【０１５１】図１６（Ｅ）はプログラムを記録した記録
媒体（以下、記録媒体と呼ぶ）を用いるプレーヤーであ
り、本体３４０１、表示部３４０２、スピーカ部３４０
３、記録媒体３４０４、操作スイッチ３４０５等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてＤＶＤ（Ｄ
ｉｇｔｉａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）、ＣＤ
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行なうことが出来る。本発明は表示部３４０２やそ
の他の信号制御回路に適用することが出来る。

【０１５２】図１６（Ｆ）はデジタルカメラであり、本
体３５０１、表示部３５０２、接眼部３５０３、操作ス
イッチ３５０４、受像部（図示しない）等を含む。本願
発明を表示部３５０２やその他の信号制御回路に適用す
ることが出来る。

【０１５３】図１７（Ａ）はフロント型プロジェクター
であり、投射装置３６０１、スクリーン３６０２等を含
む。本発明は投射装置３６０１の一部を構成する液晶表
示装置３８０８やその他の信号制御回路に適用すること
が出来る。

【０１５４】図１７（Ｂ）はリア型プロジェクターであ
り、本体３７０１、投射装置３７０２、ミラー３７０
３、スクリーン３７０４等を含む。本発明は投射装置３
７０２の一部を構成する液晶表示装置３８０８やその他
の信号制御回路に適用することが出来る。

【０１５５】なお、図１７（Ｃ）は、図１７（Ａ）及び
図１７（Ｂ）中における投射装置３６０１、３７０２の
構造の一例を示した図である。投射装置３６０１、３７
０２は、光源光学系３８０１、ミラー３８０２、３８０
４〜３８０６、ダイクロイックミラー３８０３、プリズ
ム３８０７、液晶表示装置３８０８、位相差板３８０
９、投射光学系３８１０で構成される。投射光学系３８
１０は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図１７（Ｃ）中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、ＩＲフィルム等の光学系を設けてもよい。

【０１５６】また、図１７（Ｄ）は、図１７（Ｃ）中に
おける光源光学系３８０１の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系３８０１は、リフレクタ
ー３８１１、光源３８１２、レンズアレイ３８１３、３
８１４、偏光変換素子３８１５、集光レンズ３８１６で
構成される。なお、図１７（Ｄ）に示した光源光学系は
一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に
実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィル
ムや、位相差を調節するフィルム、ＩＲフィルム等の光
学系を設けてもよい。

【０１５７】ただし、図１７に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置での適用例は図示していな
い。

【０１５８】図１８（Ａ）は携帯電話であり、本体３９
０１、音声出力部３９０２、音声入力部３９０３、表示
部３９０４、操作スイッチ３９０５、アンテナ３９０６
等を含む。本願発明を音声出力部３９０２、音声入力部
３９０３、表示部３９０４やその他の信号制御回路に適
用することが出来る。

【０１５９】図１８（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であ
り、本体４００１、表示部４００２、４００３、記憶媒
体４００４、操作スイッチ４００５、アンテナ４００６
等を含む。本発明は表示部４００２、４００３やその他
の信号回路に適用することが出来る。

【０１６０】図１８（Ｃ）はディスプレイであり、本体
４１０１、支持台４１０２、表示部４１０３等を含む。
本発明は表示部４１０３に適用することが出来る。本発
明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利
であり、対角１０インチ以上（特に３０インチ以上）の
ディスプレイには有利である。

【０１６１】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能であ
る。また、本実施例の電子機器は実施例１〜４のどのよ
うな組み合わせからなる構成を用いても実現することが
出来る

【０１６２】

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 （ａ）従来のＴＦＴの作製プロセスに完全に適合した、
簡単な構造である。 （ｂ）下地絶縁膜の膜厚と屈折率は、簡単に、かつ精密
に制御することが可能である。そのため、レーザビーム
の強度分布も、精密に位置制御しやすい。 （ｃ）スリットなどの位置決めのために、レーザ照射装
置に特別なミクロンオーダーでの精密な位置決め技術は
不要であり、通常のレーザ照射装置をそのまま利用でき
る。 （ｄ）以上の利点を満たした上で、位置制御した大粒径
の結晶粒を作製できる方法である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）本発明者らが特願平１１−３５１０６０
号で開示した発明の一例を示す図。 （Ｂ）（Ａ）の各点における温度履歴を示す図。

【図２】（ａ）窒化珪素膜の膜厚を固定し窒化酸化珪素
膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚を変化させて、第２のサンプ
ルに対し、基板の裏面側から波長３０８ｎｍのレーザビ
ームを照射したときの非晶質珪素膜に対する反射率と吸
収率を示す図。 （ｂ）窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚を固定し
窒化珪素膜の膜厚を変化させて、第２のサンプルに対
し、基板の裏面側から波長３０８ｎｍのレーザビームを
照射したときの非晶質珪素膜に対する反射率と吸収率を
示す図。

【図３】 （ａ）窒化珪素膜の膜厚を固定し窒化酸化珪
素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚を変化させて、第２のサン
プルに対し、基板の裏面側から波長５３２ｎｍのレーザ
ビームを照射したときの非晶質珪素膜に対する反射率と
吸収率を示す図。 （ｂ）窒化酸化珪素膜（Ａ−ｔｙｐｅ）の膜厚を固定し
窒化珪素膜の膜厚を変化させて、第２のサンプルに対
し、基板の裏面側から波長５３２ｎｍのレーザビームを
照射したときの非晶質珪素膜に対する反射率と吸収率を
示す図。

【図４】 本発明が開示する下地膜形成とレーザビーム
の照射の例を示す図。

【図５】 本発明が開示する下地膜形成とレーザビーム
の照射の例を示す図。

【図６】 本発明が開示する下地膜形成とレーザビーム
の照射の例を示す図。

【図７】 本発明が開示する下地膜形成とレーザビーム
の照射の例を示す図。

【図８】 本発明が開示する構成と特願平１１−３５１
０６０号で開示した発明の一例における固相結晶化開始
時間の比較を示す図。

【図９】 本発明が開示する下地膜形成とレーザビーム
の照射の例を示す図。

【図１０】（ａ）下層窒化酸化珪素膜の屈折率を変化さ
せ、第３のサンプルに対し、基板の裏面側から波長３０
８ｎｍのレーザビームを照射したときの非晶質珪素膜に
対する反射率と吸収率を示す図。 （ｂ）下層窒化酸化珪素膜の屈折率を変化させ、第３の
サンプルに対し、、基板の裏面側から波長５３２ｎｍの
レーザビームを照射したときの非晶質珪素膜に対する反
射率と吸収率を示す図。

【図１１】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１２】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１３】 画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
を示す断面図。

【図１４】 画素部の画素を示す上面図。

【図１５】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。

【図１６】 半導体装置の例を示す図。

【図１７】 半導体装置の例を示す図。

【図１８】 半導体装置の例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BA15 BB01 BB02 BB07 DA02 DA03 DB03 DB07 JA01 5F110 AA01 AA25 BB02 BB04 CC02 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 DD17 DD21 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE09 EE14 EE23 EE44 EE45 FF02 FF03 FF04 FF09 FF28 FF30 FF36 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL02 HL03 HL06 HL11 HM07 HM15 NN03 NN04 NN22 NN23 NN24 NN27 NN34 NN35 NN44 NN73 NN78 PP01 PP03 PP04 PP07 PP10 PP13 PP23 PP29 PP31 PP34 PP35 PP40 QQ11 QQ24 QQ25 QQ28

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成する工程と、前記
   第１の下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率
   の異なる第２の下地絶縁膜を形成する工程と、前記第２
   の下地絶縁膜を部分的にエッチングして複数の凹部を形
   成する工程と、前記複数の凹部が形成された前記第２の
   下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記
   非晶質半導体膜にレーザビームを前記基板の裏面側また
   は前記基板の表面側と裏面側の両側から照射して結晶質
   半導体膜を形成する工程と、前記凹部上に形成された前
   記結晶質半導体膜をチャネル形成領域としてＴＦＴを形
   成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
   作製方法。
2. 【請求項２】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成する工程と、前記
   第１の下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率
   の異なる第２の下地絶縁膜を形成する工程と、前記第２
   の下地絶縁膜を部分的にエッチングして複数の凸部を形
   成する工程と、前記複数の凸部が形成された前記第２の
   下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記
   非晶質半導体膜にレーザビームを前記基板の裏面側また
   は前記基板の表面側と裏面側の両側から照射して結晶質
   半導体膜を形成する工程と、前記凸部上に形成された前
   記結晶質半導体膜をチャネル形成領域としてＴＦＴを形
   成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
   作製方法。
3. 【請求項３】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成する工程と、前記
   第１の下地絶縁膜を部分的にエッチングして複数の凹部
   を形成する工程と、前記複数の凹部が形成された前記第
   １の下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率の
   異なる第２の下地絶縁膜を形成する工程と、前記第２の
   下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記
   非晶質半導体膜にレーザビームを前記基板の裏面側また
   は前記基板の表面側と裏面側の両側から照射して結晶質
   半導体膜を形成する工程と、前記凹部上に形成された前
   記結晶質半導体膜をチャネル形成領域としてＴＦＴを形
   成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
   作製方法。
4. 【請求項４】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成する工程と、前記
   第１の下地絶縁膜を部分的にエッチングして複数の凸部
   を形成する工程と、前記複数の凸部が形成された前記第
   １の下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率の
   異なる第２の下地絶縁膜を形成する工程と、前記第２の
   下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成する工程と、前記
   非晶質半導体膜にレーザビームを前記基板の裏面側また
   は前記基板の表面側と裏面側の両側から照射して結晶質
   半導体膜を形成する工程と、前記凸部上に形成された前
   記結晶質半導体膜をチャネル形成領域としてＴＦＴを形
   成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の
   作製方法。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか一項におい
   て、前記半導体装置は、液晶表示装置またはＥＬ表示装
   置であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４のいずれか一項におい
   て、前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、デジ
   タルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレ
   イ、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤー、電子
   書籍、または携帯型情報端末であることを特徴とする半
   導体装置の作製方法。
7. 【請求項７】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成させ、前記第１の
   下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率が異な
   り、かつ複数の凹部を有する第２の下地絶縁膜を形成さ
   せ、前記第２の下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成さ
   せ、前記非晶質半導体膜にレーザビームを照射して結晶
   質半導体膜を形成させ、前記凹部上の前記結晶質半導体
   膜をＴＦＴのチャネル形成領域としたことを特徴とする
   半導体装置。
8. 【請求項８】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率の異なる第１の下地絶縁膜を形成させ、前記第１の
   下地絶縁膜上に前記第１の下地絶縁膜とは屈折率が異な
   り、かつ複数の凸部を有する第２の下地絶縁膜を形成さ
   せ、前記第２の下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成さ
   せ、前記非晶質半導体膜にレーザビームを照射して結晶
   質半導体膜を形成させ、前記凸部上の前記結晶質半導体
   膜をＴＦＴのチャネル形成領域としたことを特徴とする
   半導体装置。
9. 【請求項９】 透光性を有する基板上に前記基板とは屈
   折率が異なり、かつ複数の凹部を有する第１の下地絶縁
   膜を形成させ、前記第１の下地絶縁膜上に前記第１の下
   地絶縁膜とは屈折率が異なる第２の下地絶縁膜を形成さ
   せ、前記第２の下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成さ
   せ、前記非晶質半導体膜にレーザビームを照射して結晶
   質半導体膜を形成させ、前記凹部上の前記結晶質半導体
   膜をＴＦＴのチャネル形成領域としたことを特徴とする
   半導体装置。
10. 【請求項１０】 透光性を有する基板上に前記基板とは
    屈折率が異なり、かつ複数の凸部を有する第１の下地絶
    縁膜を形成させ、前記第１の下地絶縁膜上に前記第１の
    下地絶縁膜とは屈折率が異なる第２の下地絶縁膜を形成
    させ、前記第２の下地絶縁膜上に非晶質半導体膜を形成
    させ、前記非晶質半導体膜にレーザビームを照射して結
    晶質半導体膜を形成させ、前記凸部上の前記結晶質半導
    体膜をＴＦＴのチャネル形成領域としたことを特徴とす
    る半導体装置。
11. 【請求項１１】 請求項７乃至１０のいずれか一項に於
    いて、前記半導体装置は、液晶表示装置またはＥＬ表示
    装置であることを特徴とする半導体装置。
12. 【請求項１２】 請求項７乃至１０のいずれか一項に於
    いて、前記半導体装置は、携帯電話、ビデオカメラ、デ
    ジタルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレ
    イ、パーソナルコンピュータ、ＤＶＤプレーヤー、電子
    書籍、または携帯型情報端末であることを特徴とする半
    導体装置。