JP3316278B2 - Method for manufacturing thin film semiconductor device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、薄膜半導体装置およ
びその製造方法に関し、特にたとえば多結晶シリコン
（ｐｏｌｙ−Ｓｉ）を構成材料とする薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）等の薄膜半導体装置およびその製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a thin film semiconductor device such as a thin film transistor (TFT) using polycrystalline silicon (poly-Si) as a constituent material and a method for manufacturing the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】多結晶シリコン（以下、「ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉ」という）は、非晶質シリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」
という）に比べ高移動度であるため、ＬＣＤの画素用ス
イッチング素子だけでなくその駆動回路にも適用でき
る。このｐｏｌｙ−ＳｉをＬＣＤ用としてガラス基板の
使用を可能にするためには、６００℃以下の低温でｐｏ
ｌｙ−Ｓｉを形成することが望まれる。2. Description of the Related Art Polycrystalline silicon (hereinafter "poly-S")
i ”) is amorphous silicon (hereinafter“ a-Si ”)
), It can be applied not only to the pixel switching element of the LCD but also to its driving circuit. In order to make it possible to use a glass substrate for this poly-Si for LCD, po
It is desired to form ly-Si.

【０００３】このような低温ｐｏｌｙ−Ｓｉ形成法とし
ては、直接ｐｏｌｙ−Ｓｉを形成するＣＶＤ法のほか、
ａ−Ｓｉを形成した後に、低温の熱アニール処理を施し
てｐｏｌｙ−Ｓｉを得る固相成長法や、熱アニール処理
に代えてレーザビームを照射するレーザアニール法を用
いた再結晶化法が代表的である。ＣＶＤ法や固相成長法
では、基板上に形成されたシリコン薄膜を一括して処理
するために、基板内でのｐｏｌｙ−Ｓｉの粒径はほぼ均
一な分布を示す。したがって、このｐｏｌｙ−ＳｉをＴ
ＦＴのチャネル層に用いた場合、基板内の各ＴＦＴの電
界効果移動度は同程度のものとなる。[0003] As such a low-temperature poly-Si forming method, besides a CVD method for directly forming poly-Si,
Typical examples are a solid-phase growth method in which poly-Si is formed by performing low-temperature thermal annealing after forming a-Si, and a recrystallization method using a laser annealing method in which a laser beam is irradiated instead of thermal annealing. It is a target. In the CVD method or the solid-phase growth method, since the silicon thin film formed on the substrate is treated collectively, the particle size of poly-Si in the substrate shows a substantially uniform distribution. Therefore, this poly-Si is
When used for the FT channel layer, the field effect mobilities of the TFTs in the substrate are comparable.

【０００４】一方、レーザアニール法を用いる再結晶化
法においては、レーザビームを照射することによってａ
−Ｓｉ薄膜を再結晶化させるため、レーザビームの照射
にむらがあた場合、そのむらに応じて再結晶化に不均一
性が生じることがある。たとえば、エキシマレーザにお
いては、十分なエネルギ強度を確保するためにレーザス
ポットの大きさを数mmから数cm角程度に設定するので、
広い面積のａ−Ｓｉ薄膜を再結晶化するためにはレーザ
ビームを移動させながらａ−Ｓｉ薄膜に照射しなければ
ならない。この場合、レーザビームの内部では比較的均
一なエネルギ密度となるので、その部分では比較的均一
な粒径の再結晶化膜が得られるが、レーザビームのエッ
ジ部が照射されたところではエネルギ強度が小さいの
で、この部分では粒径が小さくなり、移動度も小さくな
ってしまう。このため、移動度等の特性が不均一になる
ので、大面積で均一に再結晶化する必要がある。On the other hand, in a recrystallization method using a laser annealing method, a laser beam is irradiated to a
If the laser beam irradiation is uneven because the -Si thin film is recrystallized, non-uniformity may occur in the recrystallization depending on the unevenness. For example, in an excimer laser, the size of the laser spot is set to several mm to several cm square in order to secure a sufficient energy intensity.
In order to recrystallize an a-Si thin film having a large area, it is necessary to irradiate the a-Si thin film while moving a laser beam. In this case, a relatively uniform energy density is obtained inside the laser beam, so that a recrystallized film having a relatively uniform particle size can be obtained at that portion. Is small, the particle size is reduced in this portion, and the mobility is also reduced. Therefore, characteristics such as mobility become non-uniform, and it is necessary to recrystallize uniformly over a large area.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】そして、このようにし
て再結晶化されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜を用いてＬＣＤの画
素用スイッチング回路を形成する場合には、比較的大面
積で均一な膜が望まれる。他方、駆動回路においては、
その構成回路素子、たとえばバッファ，シフトレジス
タ，マルチプレクサ等の中での各ＴＦＴはその機能に応
じて電流量が異なる。そのため、各ＴＦＴ毎に素子サイ
ズが異なってくる。これは、ｐｏｌｙ−Ｓｉ基板の移動
度を均一にして、必要とする電流量を得るために必要な
素子のサイズが決定されるためである。When a switching circuit for a pixel of an LCD is formed by using the recrystallized poly-Si film in this manner, a uniform film having a relatively large area is desired. It is. On the other hand, in the drive circuit,
Each of the TFTs in the constituent circuit elements, for example, buffers, shift registers, multiplexers, etc., has a different amount of current according to its function. Therefore, the element size differs for each TFT. This is because the size of the element required to obtain the required current amount is determined by making the mobility of the poly-Si substrate uniform.

【０００６】このため、ＴＦＴの所要のチャネル寸法比
（チャネル幅とチャネル長との比：Ｗ／Ｌ比）を得るた
めに大きな領域を必要とするなど、半導体装置の小型化
に問題が生じる。このことを、図４を参照して、詳しく
説明する。図４に示す従来のインバータ回路において、
駆動用ＴＦＴおよび負荷側ＴＦＴを設計する際、入力電
圧に対する出力電圧の関係（伝達特性）を急峻にした
り、オン時の出力を小さく抑えるために、設計パラメー
タβ_R を大きくしている。ただし、設計パラメータβ_R
は駆動用ＴＦＴのパラメータβ_D と負荷側ＴＦＴのパラ
メータβ_L との比（β_D ／β_L ）で表される。ここで、
パラメータβ_D およびβ_L は数１のように表される。For this reason, there is a problem in miniaturization of a semiconductor device, for example, a large area is required to obtain a required channel dimension ratio (ratio of channel width to channel length: W / L ratio) of the TFT. This will be described in detail with reference to FIG. In the conventional inverter circuit shown in FIG.
When designing the driving TFT and the load-side TFT, the design parameter β _R is increased in order to make the relationship between the input voltage and the output voltage (transfer characteristic) steep or to suppress the output at the time of ON. Where design parameter β _R
Is represented by the ratio (β _D / β _L ) of the parameter β _D of the driving TFT and the parameter β _L of the load-side TFT. here,
The parameters β _D and β _L are expressed as in Equation 1.

【０００７】[0007]

【数１】 ただし、μは移動度、ε₀ は真空の誘電率、ε_OXはゲー
ト酸化膜の比誘電率、ｄ _OXはゲート酸化膜の膜厚、Ｗは
チャネル幅、Ｌはチャネル長であり、添字の_L は負荷側
を示し、_D は駆動側を示す。従来の粒径すなわち移動度
が均一なｐｏｌｙ−Ｓｉの場合、μ_L ＝μ_D となるの
で、β_R ＝（Ｗ_D ／Ｌ_D ）／（Ｗ_L ／Ｌ_L ）となってし
まう。すなわち、設計パラメータβ_R はチャネル寸法比
で一義的に決まってしまう。たとえば、設計パラメータ
β_R ＝２５にするとき、加工精度を考えると、Ｗ_L ＝１
０μｍ，Ｌ_L ＝２５μｍ，Ｗ_D ＝５０μｍ，Ｌ_D ＝５μ
ｍというように大きなサイズのＴＦＴを必要とすること
がわかる。(Equation 1)Where μ is the mobility and ε₀Is the dielectric constant of vacuum, ε_OXIs a game
Dielectric constant of oxide film, d _OXIs the thickness of the gate oxide film, and W is
The channel width, L, is the channel length._LIs the load side
Indicates that_DIndicates the drive side. Conventional particle size or mobility
Is uniform poly-Si, μ_L= Μ_DBecome
And β_R= (W_D/ L_D) / (W_L/ L_L)
I will. That is, the design parameter β_RIs the channel size ratio
It is decided uniquely. For example, design parameters
β_R= 25, considering processing accuracy, W_L= 1
0 μm, L_L= 25 μm, W_D= 50 μm, L_D= 5μ
necessity of large size TFT such as m
I understand.

【０００８】このため、各ＴＦＴ毎に移動度を異ならし
めることも考えられるが、微細な素子が入り組んでいる
薄膜回路においては１つ１つ異なるエネルギ強度でレー
ザビームを照射することは困難であり、またプロセス上
非常にスループットが小さくなるなどの理由により、従
来行われていなかった。すなわち、従来、ｐｏｌｙ−Ｓ
ｉを用いた薄膜半導体装置を形成する際、各素子の機能
毎に移動度の異なるｐｏｌｙ−Ｓｉを容易に形成できな
かった。したがって、再結晶化膜の均一性の故に、素子
形状が逆に制約を受けてしまい、設計の自由度が小さ
く、そのため半導体装置の小型化や設計の困難性等の従
来の問題を解決することはできなかった。For this reason, it is conceivable to make the mobility different for each TFT, but it is difficult to irradiate a laser beam with a different energy intensity one by one in a thin film circuit in which fine elements are involved. This method has not been conventionally performed because of a very low throughput in the process. That is, conventionally, poly-S
When forming a thin film semiconductor device using i, poly-Si having different mobility for each function of each element could not be easily formed. Therefore, the uniformity of the recrystallized film adversely affects the element shape, and the degree of freedom in design is small. Therefore, it is necessary to solve conventional problems such as miniaturization of semiconductor devices and difficulty in designing. Could not.

【０００９】それゆえに、この発明の主たる目的は、設
計の自由度を増し、小型化できる、薄膜半導体装置およ
びその製造方法を提供することである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, a main object of the present invention is to provide a thin film semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can increase the degree of freedom in design and reduce the size.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段】第１発明は、（ａ）非晶
質半導体を形成するステップ、（ｂ）薄膜半導体素子の
機能に応じて非晶質半導体を異なる大きさにパターニン
グするステップ、および（ｃ）非晶質半導体に同一条件
でエネルギービームを照射して薄膜多結晶半導体に再結
晶化させるステップを備える、薄膜半導体装置の製造方
法である。According to a first aspect of the present invention, there are provided : ( a) a step of forming an amorphous semiconductor; (b) a step of patterning the amorphous semiconductor into different sizes according to the function of the thin film semiconductor device; And (c) the same conditions for the amorphous semiconductor
A method of manufacturing a thin film semiconductor device, comprising a step of irradiating an energy beam to recrystallize a thin film polycrystalline semiconductor.

【００１１】[0011]

【作用】異なる大きさのアイランドに予めパターニング
された非晶質半導体に対し、同一条件でレーザビームな
どのエネルギビームを照射した場合、非晶質半導体の横
方向への放熱が抑えられ、アイランドに蓄えられる熱量
は各アイランド毎に異なってくる。このため、エネルギ
ビーム照射による再結晶化によって形成される薄膜多結
晶半導体の粒径が各アイランド毎に異なることになり、
したがって、各アイランド毎に移動度を変化させること
ができる。たとえば、アイランドの形状によっても異な
るため、一概にいえないが、アイランドが小さい方が蓄
熱量が大きく、大粒径の薄膜多結晶半導体が得られ、高
移動度の薄膜多結晶半導体となる。そのため、たとえば
ＴＦＴの場合、チャネル寸法比が一義的にパラメータを
決定することにはならず、したがって素子サイズを必要
な電流量と得られた移動度に応じて変化させることがで
きる。When an amorphous semiconductor patterned in advance on islands of different sizes is irradiated with an energy beam such as a laser beam under the same conditions, heat dissipation in the lateral direction of the amorphous semiconductor is suppressed, and The amount of heat stored differs for each island. For this reason, the grain size of the thin-film polycrystalline semiconductor formed by recrystallization by energy beam irradiation differs for each island,
Therefore, the mobility can be changed for each island. For example, although it cannot be said unconditionally because it differs depending on the shape of the island, the smaller the island, the larger the heat storage amount, the thin film polycrystalline semiconductor having a large grain size can be obtained, and the thin film polycrystalline semiconductor with high mobility can be obtained. Therefore, for example, in the case of a TFT, the channel dimension ratio does not uniquely determine a parameter, and therefore, the element size can be changed according to a required current amount and the obtained mobility.

【００１２】なお、実際に半導体装置を形成する場合に
は、前述のステップ(c) の後、さらに必要なパターニン
グを施せばよい。When a semiconductor device is actually formed, a necessary patterning may be performed after the above-mentioned step (c).

【００１３】[0013]

【発明の効果】この発明によれば、薄膜半導体装置を構
成する各薄膜半導体素子の機能に応じて、薄膜多結晶半
導体の粒径、かつしたがって、移動度を容易に制御でき
るので、各素子の設計の寸法自由度が大きくなり、半導
体装置を小型化することができる。According to the present invention, the grain size of the thin-film polycrystalline semiconductor and, therefore, the mobility can be easily controlled in accordance with the function of each thin-film semiconductor element constituting the thin-film semiconductor device. The degree of freedom in design is increased, and the size of the semiconductor device can be reduced.

【００１４】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of embodiments with reference to the drawings.

【００１５】[0015]

【実施例】図１に示すこの発明の一実施例のインバータ
回路１０は、駆動側ＴＦＴ１２および負荷側ＴＦＴ１４
を含む。駆動側ＴＦＴ１２は、大電流が必要となるの
で、たとえば高移動度のｐｏｌｙ−Ｓｉからなる駆動側
チャネル１６を含み、負荷側ＴＦＴ１４はたとえば低移
動度のｐｏｌｙ−Ｓｉからなる負荷側チャネル１８を含
む。また、インバータ回路１０は、コンタクト部分とな
る金属電極２０，２２および２４を含む。金属電極２０
および２２は駆動側ＴＦＴ１２のソースまたはドレイン
となり、それと整合するように、金属電極２２および２
４は負荷側ＴＦＴ１４のソースまたはドレインとなる。
そして、駆動側チャネル１６には入力電圧Ｖ_INが与えら
れ、金属電極２２からは出力電圧Ｖ_OUT が引き出され
る。また、負荷側チャネル１８および金属電極２４には
電圧Ｖ_DDが印加され、金属電極２０はアースされる。な
お、図１では図面の煩雑化を避けるため、絶縁膜等の図
示を省略している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An inverter circuit 10 according to an embodiment of the present invention shown in FIG.
including. Since a large current is required, the driving TFT 12 includes a driving channel 16 made of, for example, high mobility poly-Si, and the load TFT 14 includes a load channel 18 made of, for example, low mobility poly-Si. . Further, inverter circuit 10 includes metal electrodes 20, 22, and 24 serving as contact portions. Metal electrode 20
And 22 serve as the source or drain of the driving TFT 12, and are aligned with the metal electrodes 22 and 2 so as to match with the source or drain.
4 is the source or drain of the load-side TFT 14.
Then, an input voltage V _IN is applied to the drive channel 16, and an output voltage V _OUT is drawn from the metal electrode 22. The voltage V _DD is applied to the load-side channel 18 and the metal electrode 24, and the metal electrode 20 is grounded. In FIG. 1, illustration of an insulating film and the like is omitted in order to avoid complication of the drawing.

【００１６】図１に示すインバータ回路１０では、以下
のようにして、駆動側チャネル１６と負荷側チャネル１
８とで粒径かつしたがって移動度が変化される。まず、
図２（Ａ）に示すように、たとえばガラス等の基板２６
上に、非晶質半導体であるａ−Ｓｉ２８が形成される。
ａ−Ｓｉ２８の形成には、たとえばＬＰＣＶＤ法やプラ
ズマＣＶＤ法などが用いられ、膜中に水素が含まれる条
件ではアニール等によって脱水素処理される。In the inverter circuit 10 shown in FIG. 1, the drive side channel 16 and the load side channel 1
8, the particle size and thus the mobility are changed. First,
As shown in FIG. 2A, for example, a substrate 26 made of glass or the like is used.
Above, a-Si 28, which is an amorphous semiconductor, is formed.
The a-Si 28 is formed by, for example, an LPCVD method or a plasma CVD method, and is subjected to a dehydrogenation treatment by annealing or the like under the condition that the film contains hydrogen.

【００１７】次いで、図２（Ｂ）に示すように、ａ−Ｓ
ｉ２８がたとえばフォトリソグラフィ技術によってパタ
ーニングされる。このようにして、駆動側ＴＦＴ１２用
のａ−Ｓｉアイランド３０および負荷側ＴＦＴ１４用の
ａ−Ｓｉアイランド３２がそれぞれ形成される。それぞ
れのアイランド３０および３２の大きさは、後述のレー
ザビーム照射によって再結晶化されるとき、駆動側ＴＦ
Ｔ１２の方を負荷側ＴＦＴ１４より移動度で２５倍大き
くするような粒径になるように設定される。Next, as shown in FIG.
i28 is patterned by, for example, a photolithography technique. Thus, an a-Si island 30 for the driving TFT 12 and an a-Si island 32 for the load TFT 14 are formed. The size of each of the islands 30 and 32 is such that when recrystallized by laser beam irradiation described later,
The particle size is set so that T12 becomes 25 times larger in mobility than the load-side TFT 14.

【００１８】そして、図２（Ｃ）に示すように、ａ−Ｓ
ｉアイランド３０および３２にそれぞれ、たとえば同一
条件（パワー，パルス数，波長あるいは基板温度等）で
エキシマレーザビームが照射され、各アイランド３０お
よび３２が再結晶化される。このとき、各アイランド３
０および３２における横方向の熱放散が異なるため、ア
イランド３０は大粒径のｐｏｌｙ−Ｓｉ３４として形成
され、アイランド３２は小粒径のｐｏｌｙ−Ｓｉ３６と
して形成される。すなわち、異なる大きさにパターニン
グされたａ−Ｓｉアイランド３０および３２に対し、同
一条件でエネルギビームを照射すると、ａ−Ｓｉアイラ
ンド３０および３２にそれぞれ蓄えられる熱量が異なっ
てくる。このため、再結晶化により形成されるｐｏｌｙ
−Ｓｉ３４および３６の粒径が、ａ−Ｓｉアイランド３
０および３２の大きさや形状により異なるのである。Then, as shown in FIG.
The i-islands 30 and 32 are irradiated with an excimer laser beam, for example, under the same conditions (power, pulse number, wavelength, substrate temperature, etc.), and the islands 30 and 32 are recrystallized. At this time, each island 3
Due to the different lateral heat dissipation at 0 and 32, the islands 30 are formed as large grain poly-Si 34 and the islands 32 are formed as small grain poly-Si 36. That is, when the a-Si islands 30 and 32 patterned into different sizes are irradiated with an energy beam under the same conditions, the amounts of heat stored in the a-Si islands 30 and 32 respectively differ. For this reason, poly formed by recrystallization
-Si 34 and 36 have a particle size of a-Si island 3
It depends on the size and shape of 0 and 32.

【００１９】ここで、図３を参照して、再結晶化膜にお
いて粒径すなわち移動度が変化することについて詳しく
説明する。図３は、基板上にアイランド状のａ−Ｓｉ膜
を種々の大きさの正方形に形成してエキシマレーザビー
ム照射による再結晶化させる際の、その大きさに対する
再結晶化膜の平均粒径および各ａ−ＳｉアイランドをＴ
ＦＴのチャネル層として用いた場合の移動度をそれぞれ
示すグラフである。この図３からわかるように、パワ
ー，パルス数，波長および基板温度をそれぞれ同一にし
てレーザビームを照射しても、図３の実線で示す粒径お
よび点線で示す電界効果移動度が、アイランドの大きさ
によって変化する。したがって、上述のように、ａ−Ｓ
ｉアイランド３０および３２の大きさを変えておけば、
必要な粒径かつしたがって移動度が容易に得られる。た
だし、図３に示す特性はエネルギビームの照射条件によ
って大きく変化する。特に、エネルギビームの熱量が大
きいときには、比較的大きなサイズのアイランドであっ
ても、粒径や移動度の変化量は大きい。したがって、ａ
−Ｓｉの膜質，膜厚，形状および大きさを変化させ、か
つエネルギビーム照射条件を変化させて再結晶化工程に
おける粒径および移動度を事前に評価しておけば、任意
の粒径および移動度の再結晶化されたｐｏｌｙ−Ｓｉ膜
が簡単に形成できる。Here, with reference to FIG. 3, how the grain size, ie, the mobility, changes in the recrystallized film will be described in detail. FIG. 3 shows an average particle size of the recrystallized film with respect to the size when island-like a-Si films are formed into squares of various sizes on a substrate and recrystallized by excimer laser beam irradiation. Let each a-Si island be T
It is a graph which shows each mobility at the time of using as a channel layer of FT. As can be seen from FIG. 3, even when the laser beam is irradiated with the same power, pulse number, wavelength, and substrate temperature, the grain size indicated by the solid line and the field-effect mobility indicated by the dotted line in FIG. It depends on the size. Therefore, as described above, a-S
By changing the size of i-islands 30 and 32,
The required particle size and thus the mobility is easily obtained. However, the characteristics shown in FIG. 3 greatly change depending on the energy beam irradiation conditions. In particular, when the energy of the energy beam is large, even if the island has a relatively large size, the amount of change in the particle size and the mobility is large. Therefore, a
If the particle size and mobility in the recrystallization step are evaluated in advance by changing the film quality, film thickness, shape and size of Si and changing the energy beam irradiation conditions, any particle size and movement can be obtained. A poly-Si film that has been recrystallized to a certain degree can be easily formed.

【００２０】図２に戻って、図２（Ｄ）に示すように、
ｐｏｌｙ−Ｓｉ３４および３６がアイランド化される。
すなわち、実際のＴＦＴに必要な領域を残して再びたと
えばフォトリソグラフィ技術に従ってｐｏｌｙ−Ｓｉ３
４および３６をパターニングし、チャネル部とソース／
ドレイン部を構成する部分を残してアイランド３８およ
び４０が形成される。Returning to FIG. 2, as shown in FIG.
The poly-Si 34 and 36 are islanded.
That is, a poly-Si3 layer is formed again according to, for example, a photolithography technique while leaving a region necessary for an actual TFT.
4 and 36 are patterned, and the channel portion and the source /
The islands 38 and 40 are formed except for the portion constituting the drain portion.

【００２１】そして、図２（Ｅ）に示すように、周知の
素子化後工程によって、駆動側ＴＦＴ１２および負荷側
ＴＦＴ１４を含むインバータ回路１０が得られる。この
実施例によれば、駆動側と負荷側とで別々に移動度を制
御でき、駆動側チャネル１６と負荷側チャネル１８とで
移動度の値が異なるように設定できるために、寸法設計
およびパターン設計の自由度が大きくなる。また、駆動
側チャネル１６と負荷側チャネル１８との素子サイズを
等しくした場合、β_R ＝μ_D ／μ_Lとなり移動度だけで
回路設計が可能となるので、加工精度と浮遊容量とを考
慮するだけで、駆動側チャネル１２および負荷側チャネ
ル１４のそれぞれの寸法を決定できる。したがって、イ
ンバータ回路１０の小型化が図れ、また、移動度を調整
できることから動作速度の高速化を実現できる。また、
移動度を制御して全ての素子サイズを同じような寸法に
することができるので、パターン配置が簡単になる。な
お、図１に示すインバータ１０では、駆動側チャネル１
６および負荷側チャネル１８の（チャネル長Ｌ）×（チ
ャネル幅Ｗ）は、たとえばそれぞれ１０（μｍ）×１０
（μｍ）に形成される。Then, as shown in FIG. 2E, the inverter circuit 10 including the driving TFT 12 and the load TFT 14 is obtained by a well-known post-elementization process. According to this embodiment, the mobility can be controlled separately on the drive side and the load side, and the mobility value can be set to be different between the drive side channel 16 and the load side channel 18. The degree of freedom in design increases. Further, when the element size of the drive side channel 16 and the load side channel 18 are equal, β _R = μ _D / μ _L , and the circuit can be designed only by the mobility, so that the processing accuracy and the stray capacitance are considered. The dimensions of each of the drive-side channel 12 and the load-side channel 14 can be determined alone. Therefore, the size of the inverter circuit 10 can be reduced, and the mobility can be adjusted, so that the operation speed can be increased. Also,
Since the mobility can be controlled to make all element sizes the same, the pattern arrangement becomes simple. In addition, in the inverter 10 shown in FIG.
(Channel length L) × (channel width W) of the channel 6 and the load-side channel 18 are, for example, 10 (μm) × 10
(Μm).

【００２２】また、この実施例によれば、従来と異な
り、エネルギビームの照射条件を局所的に変える等の必
要がなく、実用的である。さらに、この実施例によれば
真性半導体における粒径および移動度を最適化できるの
みならず、この実施例は、ドーピング膜の再結晶化にお
いて初期のａ−Ｓｉの大きさ，形状およびレーザ条件の
最適化によって伝導度を制御するのに適用できる。ま
た、同一基板内で異なる伝導率の膜を簡単な工程によっ
て形成できることから、抵抗成分の設計などの自由度が
大きくなるという効果がある。Further, according to this embodiment, unlike the related art, there is no need to locally change the irradiation condition of the energy beam, and the embodiment is practical. Furthermore, according to this embodiment, not only can the particle size and mobility of the intrinsic semiconductor be optimized, but also this embodiment can improve the initial a-Si size, shape, and laser conditions in recrystallization of the doping film. It can be applied to control conductivity by optimization. Further, since films having different conductivity can be formed in the same substrate by a simple process, there is an effect that a degree of freedom in designing a resistance component and the like is increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】この発明の一実施例のインバータの概略を示す
平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing an inverter according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示すインバータ素子の製造工程を示す図
解図である。FIG. 2 is an illustrative view showing a manufacturing step of the inverter element shown in FIG. 1;

【図３】同一条件でレーザビームを照射した際のａ−Ｓ
ｉアイランドの大きさに対する再結晶化膜の平均粒径お
よびＴＦＴのチャネル層として用いた場合の電界効果移
動度を示すグラフである。FIG. 3 is aS when laser beam is irradiated under the same condition.
9 is a graph showing the average grain size of a recrystallized film with respect to the size of an i-island and the field-effect mobility when used as a channel layer of a TFT.

【図４】従来のインバータ回路の概略を示す図解図およ
びインバータ回路の等価回路図である。FIG. 4 is an illustrative view showing an outline of a conventional inverter circuit and an equivalent circuit diagram of the inverter circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０ …インバータ回路 １２ …駆動側ＴＦＴ １４ …負荷側ＴＦＴ １６ …駆動側チャネル １８ …負荷側チャネル ２６ …基板 ２８ …ａ−Ｓｉ ３０，３２ …ａ−Ｓｉアイランド ３４，３６ …ｐｏｌｙ−Ｓｉ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Inverter circuit 12 ... Drive-side TFT 14 ... Load-side TFT 16 ... Drive-side channel 18 ... Load-side channel 26 ... Substrate 28 ... a-Si 30, 32 ... a-Si island 34,36 ... poly-Si

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/20 H01L 21/336 H01L 29/786 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. ⁷ , DB name) H01L 21/20 H01L 21/336 H01L 29/786

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】（ａ）非晶質半導体を形成するステップ、 （ｂ）薄膜半導体素子の機能に応じて前記非晶質半導体
を異なる大きさにパターニングするステップ、および （ｃ）前記非晶質半導体に同一条件でエネルギービーム
を照射して薄膜多結晶半導体に再結晶化させるステップ
を備える、薄膜半導体装置の製造方法。 (A) forming an amorphous semiconductor; and (b) forming the amorphous semiconductor according to a function of a thin film semiconductor device.
Patterning the amorphous semiconductor into different sizes, and (c) applying an energy beam to the amorphous semiconductor under the same conditions.
Irradiation to recrystallize into thin film polycrystalline semiconductor
A method for manufacturing a thin film semiconductor device, comprising: 【請求項２】前記ステップ（ｃ）の後、（ｄ）前記薄膜
半導体素子に必要な形状に再度パターニングするステッ
プを備える、請求項１記載の薄膜半導体装置の製造方
法。2. After the step (c), (d) the thin film
Step to pattern again to the shape required for the semiconductor element
2. The method according to claim 1, further comprising a step .