JP2001244213A

JP2001244213A - レーザ照射装置並びに半導体装置の作製方法

Info

Publication number: JP2001244213A
Application number: JP2000390829A
Authority: JP
Inventors: Koichiro Tanaka; 幸一郎田中; Tomoko Nakaya; 知子仲矢
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1999-12-24
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2001-09-07

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体膜にレーザアニールを施した時に観察さ
れる淡い干渉を低減するための光学系を提供する。【解決手段】レーザビームを本発明のミラー1006を含ん
だ光学系を用いて半導体膜に照射することで、これまで
見られた淡い干渉を低減することが出来る。本発明のミ
ラーは、レーザビームを分割して、分割した前記レーザ
ビームのレーザ発振器から照射面までの各々の光路差を
前記レーザビームのコヒーレント長以上にし、かつ、前
記照射面におけるレーザビームのエネルギーの均一化を
行なう。そのため、本発明のミラー1006を経て半導体膜
に照射すると、これまで見られた淡い干渉を低減するこ
とが出来る。また、これまで調整の難しかった光学系を
簡素化することが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザビームを用い
た半導体膜のアニール（以下、レーザアニールという）
の方法に関する。また、前記レーザアニールを工程に含
んで薄膜で構成された回路を有する半導体装置を作製す
るための装置に関する。例えば、液晶表示装置に代表さ
れる電気光学装置、および電気光学装置を部品として搭
載した電気機器の構成を作製する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うる装置全般を指し、上記
電気工学装置および電気機器も半導体装置である。

【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石
英基板と比較し、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
アニールが行なわれるのは、ガラス基板の融点が低いか
らである。レーザアニールは基板の温度をあまり上昇さ
せずに、半導体膜のみ高いエネルギーを与えることが出
来る。

【０００４】結晶質半導体膜は多くの結晶粒から形成さ
れているため、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ＴＦＴを
形成し、例えば、１枚のガラス基板上に、画素駆動用と
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照射面における形状が、数ｃｍ角
の四角いスポットや、長さ１０ｃｍ以上の線状または矩
形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
は、量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、照射面にお
いて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、線状ビームの線方向に直角な
方向だけの走査で被照射面全体にレーザビームを照射す
ることができるため、量産性が高い。線方向に直角な方
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。この高い量産性により、現在のレーザア
ニールには、パルス発振エキシマレーザのレーザビーム
を適当な光学系で加工して、照射面における形状が線状
である線状ビームを使用することが主流になりつつあ
る。

【０００７】図１に、照射面におけるレーザビームの形
状を線状に加工するための光学系の構成の例を示す。こ
の構成は極めて一般的なものであり、あらゆる前記光学
系は図１の構成に準じている。この構成は、照射面にお
けるレーザビームの形状を線状に変換するだけでなく、
同時に、照射面におけるレーザビームのエネルギー均質
化を果たすものである。一般にビームのエネルギーの均
質化を行う光学系を、ビームホモジナイザと呼ぶ。

【０００８】紫外光であるエキシマレーザを光源に使用
するならば、上記光学系の母材は例えば全て石英とする
のが好ましい。なぜならば、高い透過率が得られるから
である。また、コーティングは、使用するエキシマレー
ザの波長に対する透過率が９９％以上得られるものを使
用するのが好ましい。

【０００９】まず、図１の側面図について説明する。レ
ーザ発振器101から出たレーザビームは、シリンドリカ
ルアレイレンズ102aと102bにより、レーザビームの進行
方向に対し直角方向に分割される。前記方向を本明細書
中では、縦方向と呼ぶことにする。前記縦方向は、光学
系の途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光
の方向に曲がるものとする。この構成では、4分割とな
っている。これらの分割されたレーザビームは、シリン
ドリカルアレイレンズ104により、いったん１つのレー
ザビームにまとめられる。ミラー107で反射され、その
後、ダブレットシリンドリカルレンズ108により、照射
面109にて再び１つのレーザビームに集光される。ダブ
レットシリンドリカルレンズとは、２枚のシリンドリカ
ルレンズで構成されているレンズのことを言う。これに
より、線状ビームの幅方向のエネルギー均質化と幅方向
の長さが決定される。

【００１０】次に上面図について説明する。レーザ発振
器101から出たレーザビームは、シリンドリカルアレイ
レンズ103により、レーザビームの進行方向に対して直
角方向で、かつ、縦方向に対して直角方向に分割され
る。該方向を本明細書中では、横方向と呼ぶことにす
る。前記横方向は、光学系の途中でミラーが入ったと
き、前記ミラーが曲げた光の方向に曲がるものとする。
この構成では、7分割となっている。その後、シリンド
リカルレンズ104にて、レーザビームは照射面109にて1
つに合成される。これにより、線状ビームの長さ方向の
エネルギーの均質化と長さが決定される。

【００１１】上記の諸レンズは、エキシマレーザに対応
するための合成石英製である。また、エキシマレーザを
良く透過するように表面にコーティングを施している。
これにより、各レンズのエキシマレーザに対する透過率
は99％以上になった。

【００１２】上記の構成で加工された線状ビームを該線
状ビームの幅方向に徐々にずらしながら重ねて照射する
ことにより、半導体膜全面に対し、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ことが出来
る。

【００１３】次に、照射対象となる半導体膜の典型的な
作製方法を示す。まず基板として、例えば、厚さ０．７
ｍｍ、５インチ角のコーニング１７３７基板を用意す
る。基板にプラズマＣＶＤ装置を用いて、厚さ２００ｎ
ｍのＳｉＯ₂膜（酸化珪素膜）を成膜し、ＳｉＯ₂膜表面
に厚さ50nmの非晶質珪素膜を成膜した。このような基板
を、窒素気体、温度500度の雰囲気に1時間さらして、膜
中の水素濃度を減らした。これにより、膜の耐レーザ性
が著しく向上した。

【００１４】レーザ発振器はラムダ社のＸｅＣｌエキシ
マレーザ（波長３０８ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）Ｌ３３
０８を使用した。このレーザ発振器はパルス発振レーザ
を発し、５００ｍＪ／パルスのエネルギーを出す能力を
持っている。レーザビームのサイズは、レーザビームの
出口で１０ｍｍ×３０ｍｍ（共に半値幅）である。レー
ザビームの出口は本明細書中では、レーザ照射装置から
レーザビームが出た直後における、レーザビームの進行
方向に垂直な平面である。

【００１５】エキシマレーザの発生するレーザビームの
形状は一般的に長方形状であり、アスペクト比で表現す
ると、3〜5位の範囲に入る。レーザビームの強度は、レ
ーザビームの中央ほど強いガウシアンの分布を示す。前
記レーザビームのサイズは、図1に示した構成を持つ光
学系により、エネルギー分布の一様な125mm×0.4mmの線
状ビームに変換された。

【００１６】上述の半導体膜に対しレーザビームを照射
する場合、重ね合わせのピッチは線状ビームのビーム幅
（半値幅）の1/10前後が最も適当であった。これによ
り、結晶性の膜内における均一性が向上した。上記の例
では、前記半値幅が0.4mmであったので、エキシマレー
ザのパルス周波数を30Hz、走査速度を1.0mm/sとし、レ
ーザビームを照射した。このとき、レーザビームの照射
面におけるエネルギー密度は420mJ/cm²とした。これま
で述べた方法は線状ビームを使って半導体膜を結晶化す
るために用いられる極めて一般的なものである。

【００１７】上記の線状ビームを用いて、レーザアニー
ルされた半導体膜を非常に注意深く観察すると、非常に
淡い干渉縞が見られた。干渉縞が見られる原因は、レー
ザビームを分割して１つの領域にまとめているため、分
割された光が互いに干渉を起こしていることにある。エ
キシマレーザのコヒーレント長は数μ ｍ〜数十μ ｍ程
度である。

【００１８】

【本発明が解決しようとする課題】本発明以前の光学系
を用いて半導体膜にレーザアニールを施すと、淡い干渉
が見られるため、本発明は干渉を抑えた光学系を考案し
た。また、これまでの光学系は図１に示したように複雑
になっているが、本発明はレーザビームを平行光にする
ビームコリメータおよび反射鏡を主とした光学系により
均一なレーザビームを得ることができ、照射面における
形状が線状または矩形状であるレーザビームを構成する
光学系の簡素化も可能になっている。なお、レーザ発振
器から得られるレーザビームが十分に平行であれば、ビ
ームコリメータを用いなくても良いが、レーザビームの
拡がり角の変動に対応するためには必要である。

【００１９】

【課題を解決するための手段】レーザビームは同一光源
から出た光であっても、コヒーレント長以上の光路差が
あれば、互いに干渉しないと言う特徴がある。まず、図
２について、説明する。図2はレーザ発振器201、ハーフ
ミラー202、ミラー203〜205、照射面206によって構成さ
れている。ハーフミラー202とミラー203までの距離とミ
ラー204とミラー205までの距離は等しく、ミラー205と
照射面206までの距離とミラー205と照射面206までの距
離も等しいとする。レーザ発振器201から出たレーザビ
ームはハーフミラー202にてハーフミラーを透過して直
進するレーザビームと、進行方向に対して直角方向に進
行するレーザビームとに分割される。直角方向に曲げら
れたレーザビームはミラー203で反射した後、照射面206
に到達する。一方、ハーフミラー202を透過したレーザ
ビームはミラー204、205を経て、照射面206に到達す
る。

【００２０】このようにして、ハーフミラーで2方向に
分割されたレーザビームは照射面206にて、またはその
近傍にて再び１つになるが、ハーフミラー202からミラ
ー204までの距離の差が2分割されたレーザビームの光路
差となっており、この光路差がレーザビームのコヒーレ
ント長より長い場合は、照射面での干渉は起こらない。

【００２１】例えば、レーザ発振器201にエキシマレー
ザを用いた場合、エキシマレーザのコヒーレント長は数
μ ｍ〜数十μ ｍ程度であるため、ハーフミラー202か
らミラー204までの距離は数ｍｍあれば照射面206での干
渉は起こらない。また、レーザ発振器201にYAGレーザを
用いた場合、YAGレーザのコヒーレント長はエキシマレ
ーザのコヒーレント長より長いため、ハーフミラー202
からミラー204までの距離はエキシマレーザの場合より
長く取れば、照射面206での干渉は起こらない。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の光学系の例を図３に示
す。まず、図３の側面図について説明する。レーザ発振
器301から出たレーザビームは、ある拡がり角を持って
進む。前記レーザビームをシリンドリカルレンズ304と
シリンドリカルレンズ305により平行光にし、ミラー306
によりステージ（図示せず）により保持された目的物の
照射面307にて集光される。ステージは矢印３０８で示
すようにレーザビームの長手方向と直角方向に動かさ
れ、目的物の表面全体をレーザビームにより処理できる
ようになっている。前記シリンドリカルレンズ304と前
記シリンドリカルレンズ305についての説明は後述す
る。ミラー306は複数の平面ミラー306a〜306dから構成
される。ここでは、平面ミラーの数は４とした。前記ミ
ラー306により、線状ビームの幅方向のエネルギーの均
質化がなされ、長さが決定される。前記ミラー306は、
平面ミラー306aの位置を決定することで、平面ミラー30
6ｂの位置が決定し、これにより平面ミラー306cの位置
が決定し、これにより平面ミラー306dの位置が決定す
る。これらの平面ミラーの位置の決定方法については後
述する。ミラー306は隣り合った平面ミラー306aと平面
ミラー306ｂ、平面ミラー306ｂと平面ミラー306c、平面
ミラー306cと平面ミラー306dが端点で接している。しか
し、図4に示すように、隣り合ったミラーは必ずしもミ
ラーの端で接する必要はない。この場合の個々のミラー
の配置の決定方法についても後述する。なお、この図で
は説明の便宜上紙面の下から上に向かってレーザビーム
が照射されるように描かれているが、目的物とミラーの
位置関係は必要に応じて変更すれば良い。

【００２３】また、レーザ発振器301としては、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
パルスを発振できるので、半導体膜の結晶化に良く用い
られている。近年、製品化が進んでいる低温ポリシリコ
ンＴＦＴの液晶ディスプレイの作製には、エキシマレー
ザが半導体膜の結晶化工程で用いられている。また、エ
キシマレーザだけでなく、Arレーザ、YAGレーザ、YVO₄
レーザ等も用いることが出来る。

【００２４】レーザ発振器301から出たレーザビームを
平行光にするシリンドリカルレンズ304とシリンドリカ
ルレンズ305の機能について説明する。一般にレーザビ
ームは、ある拡がり角を持っている。レーザビームの拡
がり角は個々のレーザ発振器によって異なる。例えばエ
キシマレーザの場合、レーザ発振器は1〜3年に1度の頻
度でチューブ交換を行わなくてはならず、更に、前記チ
ューブの両端にある共振ミラーは数カ月〜1年に１度の
頻度で交換、または磨く必要がある。これらの作業によ
り、同一の装置であっても、レーザビームの拡がり角は
0.1〜0.5mrad変動する。他のレーザ発振器の場合でも、
共振ミラーは数ヶ月〜1年に1度の頻度で交換、または磨
く必要があり、これらの作業により、拡がり角は変動す
る。本明細書が開示する発明は、拡がり角の変化に影響
を受けやすい為、これを制御する必要があり、拡がり角
の変動に影響を受けない平行なビームを作る光学系が必
ず必要となる。前記光学系をビームコリメータと言う。

【００２５】ビームコリメータについて説明する。図5
(a)は焦点距離f1の１枚のレンズ501からなり、ある拡が
り角を持って進むレーザビームがレンズ501を経て平行
光となっている。レーザビームを進行方向とは逆方向に
たどると、レンズ501から焦点距離f1離れた点で集光し
ている。図5(b)は図5(a)と同じ焦点距離f1の1枚のレン
ズ501を用いているが、前記レンズ501に入射するレーザ
ビームの拡がり角が図5(a)と異なっている。前記レーザ
ビームを進行方向とは逆方向にたどっても、レンズ501
から焦点距離f1離れた点で集光していない。このよう
に、レンズ１枚で構成されたビームコリメータは、レー
ザビームの拡がり角の変動に同じレンズで対応すること
が出来ず、拡がり角が変わる度に新たなレンズを用意し
なくてはならないため、コストが高くつく。

【００２６】図5(c)は、レンズ502と焦点距離f3のレン
ズ503からなり、ある拡がり角を持って進むレーザビー
ムがレンズ502を経た後１度集光し、集光した点から焦
点距離f3だけ離れてレンズ503を配置している。このよ
うに配置された場合、ある拡がり角を持ってレンズ502
に入射したレーザビームは1度集光した後レンズ503を経
て、平行光となる。図5(d)は図5(c)と同じレンズ502、5
03を用いているが、入射するレーザビームの拡がり角は
図5(c)と異なっている。しかし、レーザビームがレンズ
502を経た後集光する点からレンズ503までの距離がレン
ズ503の焦点距離f3であることは変えずに、レンズ502と
レンズ503の間の距離を変えると、レンズ502、レンズ50
3を経たレーザビームは平行光となる。

【００２７】以上のように、ビームコリメータは１枚の
レンズでは、唯一の拡がり角にしか対応できないが、２
枚のレンズで構成すれば、あらゆる拡がり角に対応でき
る。そのため、図３の場合も、レーザビームの拡がり角
が変動することを前提とし、拡がり角を持ったレーザビ
ームを平行光にするためにシリンドリカルレンズ304と
シリンドリカルレンズ305の２枚レンズを用いた。

【００２８】次に、図３の上面図について説明する。レ
ーザ発振器301から出たレーザビームは、シリンドリカ
ルアレイレンズ302により、レーザビームの進行方向に
対して直角方向に分割される。前記方向を本明細書中で
は、横方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系の
途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方
向に曲がるものとする。この構成では4分割となってい
る。これらの分割されたレーザビームはシリンドリカル
レンズ303により、照射面307にて1つのビームにまとめ
られる。

【００２９】ここで、前述のミラー306の形状を決める
方法の説明をする。図6に示すように、照射面に対して
直角で、レーザビームの幅方向に対して平行な面をxy平
面とし、レーザビームの長さ方向をｚ軸とする。図6は
図3を3次元的に描いたものなので、図中の番号は図3と
同じにしてある。

【００３０】図7に示すように、ミラー701は複数の平面
ミラー702〜704から構成されるが、個々のミラーにおい
て、平面ミラー702と平面ミラー703のように、隣り合っ
たミラーが接している場合の平面ミラーの位置を決定す
る方法について説明する。図7は図6と同様に、照射面に
対して直角で、レーザビームの幅方向に対して平行な面
をxy平面とし、レーザビームの長さ方向をｚ軸とする。
また、ここでは、ミラー701の説明をより簡易にするた
め、ミラー701と照射面705の配置はｚ＝0上にするもの
とする。

【００３１】照射面705におけるレーザビームの幅方向
における両端の座標A(α 0,β 0)、B(α 1,β 1)と
任意の点C(x0,y0)を決め、照射面の端点A(α 0,β 0)
を焦点とし、任意の点C(x0,y0)を通る放物線を求める。
一般に放物線の方程式は、

【００３２】

【数１】

【００３３】で表され、焦点の座標は、

【００３４】

【数２】

【００３５】であるから、点A(α 0,β 0)を焦点と
し、任意の点C(x0,y0)を通る放物線の方程式を求めるに
は、(1),(2)式より、

【００３６】

【数３】

【００３７】

【数４】

【００３８】が得られ、(3),(4)式を解くと、

【００３９】

【数５】

【００４０】が得られる。但し、

【００４１】

【数６】

【００４２】とする。これは、求めたミラーが照射面の
裏側に位置しないための条件である。また、(5)式は2つ
の解を持っているが、ここでは、

【００４３】

【数７】

【００４４】を採用する。(5)'式を採用するのは図6に
おいてレーザビームを遮らない位置にミラー701を配置
するためである。

【００４５】次に、照射面の端点A(α 0,β 0)と任意
の点C(x0,y0)を通る直線に平行で、照射面の端点B(α
1,β 1)を通る直線と、任意の点C(x0,y0)における放物
線の接線の交点D(x1,y1)を求める。

【００４６】任意の点C(x0,y0)における放物線の接線の
傾きy'は、

【００４７】

【数８】

【００４８】であるから、任意の点C(x0,y0)における放
物線の接線の方程式は、

【００４９】

【数９】

【００５０】となる。照射面の端点A(α 0,β 0)と任
意の点C(x0,y0)を通る直線の傾きは、

【００５１】

【数１０】

【００５２】であるから、照射面の端点A(α 0,β
0)と任意の点C (x0,y0)を通る直線に平行で、照射面の
端点B(α 1,β 1)を通る直線の方程式は、

【００５３】

【数１１】

【００５４】となる。(7),(9)式を解いて交点を求める
と、

【００５５】

【数１２】

【００５６】

【数１３】

【００５７】となり、点D (x1,y1)が求められる。つま
り、レーザビームの幅方向における両端の座標A(α 0,
β 0)、B(α 1,β 1)と任意の点C(x0,y0)を決め、任
意の点C(x0,y0)を通る放物線の係数pを(5)'式を用いて
求めれば、(10),(11)式により、点D(x1,y1)が決定す
る。任意の点C(x0,y0)と点D(x1,y1)を結ぶ線分上にミラ
ーを配置すれば、このミラーによって反射する光は全て
照射面上に集光する。

【００５８】次に照射面の端点A(α 0,β 0)を焦点と
し、求めた点D(x1,y1)を通る放物線を求め、点D(x1,y1)
における放物線の接線と、照射面の端点B(α 1,β 1)
を通り、かつ点A(α 0,β 0)と点D(x1,y1)を通る直線
に平行な直線との交点E(x2,y2)を求める。点D(x1,y1)と
点E(x2,y2)を結ぶ線分上にミラーを配置すれば、このミ
ラーによって反射する光は全て照射面上に集光する。

【００５９】以上のように、初めに照射面の座標と任意
の1点が決まっていれば、(5)'、(10)、(11)式を用い
て、ミラーの位置を次々と決定することが出来る。

【００６０】これまで、平面ミラー702と平面ミラー703
のように隣り合う平面ミラー同士が、ミラーの端で接し
ている場合のついて説明したが、図4のように接してい
ない場合について説明する。図4のミラー406の説明のた
め、図8を用いる。図8は図7と同様に、照射面に対して
直角で、ビームの幅方向に対して平行な面をxy平面と
し、ビームの長さ方向をｚ軸とする。また、ここでは、
ミラー801の説明をより簡易にするため、ミラー801と照
射面805の配置はｚ＝0上にするものとする。

【００６１】nを任意の正数とし、n番目のミラーの両端
の座標(xn,yn)と (xn+1,yn+1)それぞれから照射面の端
点A(α 0,β 0)までの光路差が十分でないときは、(x
n+1,yn+1)のy座標から、レーザ発振器の種類によって異
なるコヒーレント長を考慮した数値を引き、新しく得ら
れた座標を(xn+1',yn+1')とする。前記(xn+1',yn+1')と
照射面の両端の座標A(α 0,β 0)、B(α 1,β 1)を
用いて(5)'、(10)、(11)式から(xn+2,yn+2)を求め、(xn
+1',yn+1') と(xn+2,yn+2)を結ぶ線分上に平面ミラーを
配置すれば、光路差が十分得られ、かつ、照射面704の
同じ位置に集光するミラー703が求められる。

【００６２】次に、図3のミラー306の代わりに、放物面
を持つ複数のミラーから構成されるミラー906を用いた
光学系の例を図9に示す。まず、図9の側面図について説
明する。レーザ発振器901から出たレーザビームは、あ
る拡がり角を持って直進し、シリンドリカルレンズ904
とシリンドリカルレンズ905により、平行光となり、ミ
ラー906により照射面907にて集光する。ある拡がり角を
持ったレーザビームが、シリンドリカルレンズ904とシ
リンドリカルレンズ905により、平行光になる原理は図3
の場合と同様である。ミラー906の形状は曲率の異なる
放物面ミラーが集まったものであり、1度焦点にて集光
した後、照射面に達する。ここでは、放物面ミラーの数
は4とした。個々の放物面は曲率が異なるため、焦点も
異なっている。これらの放物面ミラー906a〜906dによ
り、線状ビームの幅方向のエネルギーの均質化が図ら
れ、長さが決定される。放物面ミラー906 aと放物面ミ
ラー906 bのように、隣り合ったミラーはミラーの端で
次のミラーに接していても良いが、図10のミラー1006の
ように接していなくても良い。図10のミラー1006の配置
については後述する。

【００６３】次に、図9の上面図について説明する。レ
ーザ発振器901から出たレーザビームは、シリンドリカ
ルアレイレンズ902により、レーザビームの進行方向に
対し直角方向に分割される。前記方向を本明細書中で
は、横方向と呼ぶことにする。前記横方向は、光学系の
途中でミラーが入ったとき、前記ミラーが曲げた光の方
向に曲がるものとする。この構成では4分割となってい
る。これらの分割されたレーザビームはシリンドリカル
レンズ903により照射面907で1つのビームにまとめられ
る。

【００６４】ここで、図10のミラー1006の配置について
説明する。図10において、照射面に対して直角で、ビー
ムの幅方向に対して平行な面をxy平面とし、レーザビー
ムの長さ方向をｚ軸とする。ミラー1006のような配置を
決定する方法について説明する。任意の点と、前記任意
の点と照射面1007におけるレーザビームの幅方向におけ
る両端の座標から求めた点を結ぶ線分上が放物面ミラー
1006aの位置になる。前記求めた点のy座標から、レーザ
ビームのコヒーレント長を考慮した数値を引き、新たな
座標を得る。前記座標と、前記座標と照射面1007におけ
るビームの幅方向における両端の座標から求めた点を結
ぶ線分上が放物面ミラー1006bの位置になる。このよう
な方法で放物面ミラー1006c、放物面ミラー1006dを求め
ると、隣り合ったミラーは接していないが、照射面まで
の光路差の十分得られたミラー1006が得られる。

【００６５】

【実施例】[実施例１]本実施例はエキシマレーザを用い
て照射する場合を説明する。まず、本実施例では、大量
生産用のレーザ照射装置の例を図３２に沿って説明す
る。図３２はレーザ照射装置の上面図である。

【００６６】ロードアンロード室９００１から、トラン
スファ室９００２に設置された搬送用のロボットアーム
９００３を使って基板を運ぶ。まず、基板は、アライメ
ント室９００４で位置合わせがなされた後、プレヒート
室９００５に運ばれる。ここで例えば赤外ランプヒータ
を使って基板の温度を所望の温度、例えば３００℃程度
にあらかじめ加熱しておく。その後、ゲートバルブ９０
０６を経由し、レーザ照射室９００７に基板を設置す
る。その後、ゲートバルブ９００６を閉める。

【００６７】レーザビームは、レーザ発振器９０００を
出た後、光学系９００９を介し、石英窓９０１０の直上
に設置した図示しないミラーで９０度下方に曲げられ、
石英窓９０１０を介し、レーザ照射室９００７内にある
照射面にて線状レーザビームに加工される。レーザビー
ムは、照射面に設置された基板に照射される。光学系９
００９は、本実施例で示すものを使用すればよい。ま
た、それに準ずる構成のものを使用してもよい。

【００６８】本実施例のレーザ照射装置の基本構成は図
３と同様であるが、本発明のミラーにおける個々のミラ
ーの位置について具体的に計算を行い、図１１に示す。
図１１は、照射面に対して直角で、ビームの幅方向に対
して平行な面をxy平面とし、ビームの長さ方向をｚ軸と
する。また、ここでは、ミラー1101の説明をより簡易に
するため、ミラー1101と照射面1105の配置はｚ＝0上に
するものとする。

【００６９】ミラー1101は複数の平面ミラー1102〜1104
から成る。照射面に対して直角で、ビームの幅方向に対
して平行な面をxy平面とし、ビームの長さ方向をｚ軸と
する。ここでは、ミラー1101の説明をより簡易にするた
め、ミラー1101と照射面1105の配置はｚ＝0上にするも
のとする。

【００７０】照射面1105に於けるビームの幅方向におけ
る両端の座標を(0,200),(0,199)とする。本明細書中で
は座標における1を1mmと対応させて考えるものとする。
照射面1005で得られるレーザビームの幅は1mm程度とし
たいため、座標は前述のようにおいた。任意の点を(x0,
y0)=(200,190)とし、照射面の端点(0,200)を焦点とみな
し、点(200,190)を通る放物線の係数pを求めると、(5)'
式より、 p=0.00237812 が得られるので、 (10),(11)式を用いて、(x1, y1)を求
めると、 (x1, y1)=(199.001,189.050) となる。求めた(x1, y1)を新たに任意の点と見なし、こ
の点を通る放物線の係数を求めると、 p=0.00237809 が得られるので、(10),(11)式を用いて(x2,y2)を求める
と、 (x2,y2)=(198.003,188.105) となる。同様の方法で(x3,y3)を求めると、 (x3,y3)=(197.005,187.165) となる。(x0,y0)と(x1,y1) それぞれの照射面1105に於
けるビームの幅方向の端点(0,200)までの光路差は、

【００７１】

【数１４】

【００７２】となり、(x1,y1) と(x2,y2) それぞれの照
射面1105に於けるビームの幅方向の端点(0,200)までの
光路差は、

【００７３】

【数１５】

【００７４】となり、(x2,y2)と(x3,y3)それぞれの照射
面1105に於けるビームの幅方向の端点(0,200)までの光
路差は、

【００７５】

【数１６】

【００７６】となる。エキシマレーザのコヒーレント長
は数μ ｍ〜数十μ ｍ程度であり、これらの単位はmmで
あるから、コヒーレント長より長いため、干渉は起こら
ない。しかし、より光路長を長くし、光路差を大きくす
るため、最初の座標(x1,y1)が定まったらy座標に、例え
ば1を引いて、改めて(x1‘,y1')とし、この座標を元に
ミラーのもう１つの端の座標を求めて行けば、より干渉
を抑えたミラーが作製できる。

【００７７】前記ミラーの作製方法についての説明を図
12に示す。図12は図11と同様に、照射面に対して直角
で、レーザビームの幅方向に対して平行な面をxy平面と
し、レーザビームの長さ方向をｚ軸とする。また、ここ
では、ミラー1201の説明をより簡易にするため、ミラー
1201と照射面1206の配置はｚ＝0上にするものとする。

【００７８】レーザビームの幅方向における両端の座標
を(0,200),(0,199) 、任意の1点を(x0,y0)＝（200，19
0）とするとき、既に求めたように(x1,y1)＝（199.001,
189.050）となるが、y座標から1を引いて (x1',y1')＝
（199.001,188.050）とする。これを元にして(x2,y2)を
求めると、(x2,y2)＝（198.003,187.110）となり、また
y座標から1を引いて、(x2',y2')＝（198.003,186.110）
となり、(x3,y3)を求めると、(x3,y3)＝（197.005、18
5.180）となり、x方向に１ずらして(x3',y3')＝（197.0
05、184.180）を得る。

【００７９】以上のようにして得た座標を元に、照射面
1206のレーザビームの幅方向に於ける端点(0,200)まで
の光路差を求める。 (x0,y0)と(x1',y1')との光路差は
2.84018、(x1',y1')と(x2',y2')との光路差は2.81013、
(x2',y2')と(x3',y3')との光路差は2.77999となり、隣
り合ったミラー同士を端点で接する配置より光路差が大
きくなり、干渉をより抑えることが出来るようになっ
た。

【００８０】[実施例２]本実施例はYAGレーザを用いて
照射する場合を説明する。本実施例のレーザ照射装置の
基本構成は図9と同様であるが、ミラーの位置について
具体的に計算を行った。

【００８１】YAGレーザのコヒーレント長はエキシマレ
ーザのコヒーレント長より長いため、実施例１の図12の
ようにミラーを１mmずらしただけではあまり干渉が抑え
られないため、図13のように10mm程度はずらした方がよ
い。

【００８２】実施例１と同様に、照射面1306に於けるレ
ーザビームの幅方向における両端の座標を(0,200),(0,1
99)とする。実際のレーザビーム幅を1mm程度としたいた
め、座標もこのようにおいた。任意の点(x0,y0)=(200,1
90)とし、実施例１と同様に(5)', (10),(11)式を用いて
(x1,y1)を求めると、(x1,y1)＝（199.001,189.050）と
なるが、y座標から10を引いて(x1',y1')＝（199.001,17
9.050）とする。これを用いて(x2,y2)を求めると、(x2,
y2)＝（198.007,178.155）となり、y座標から10を引い
て、(x2',y2')＝（198.007,168.155）となり、(x3,y3)
を求めると、(x3,y3)＝（197.019,167.313）となり、y
座標から10を引いて(x3',y3')＝（197.019,157.313）を
得る。

【００８３】以上のようにして得た座標を用いて照射面
1306におけるレーザビームの幅方向の端点(0,200)まで
の光路差を求める。(x0,y0)と(x1',y1')との前記光路差
は11.0989、(x1',y1')と(x2',y2')との前記光路差は10.
4450、(x2',y2')と(x3',y3')との前記光路差は9.80177
となり、干渉を抑えたミラーであることがわかる。

【００８４】[実施例３]本実施例を図１５〜図２１を用
いて説明する。ここでは表示領域の画素ＴＦＴと、表示
領域の周辺に設けられる駆動回路のＴＦＴを同一基板上
に作製する方法およびそれを用いた表示装置について、
作製工程に従って詳細に説明する。但し、説明を簡単に
するために、制御回路ではシフトレジスタ回路、バッフ
ァ回路などの基本回路であるＣＭＯＳ回路と、サンプリ
ング回路を形成するｎチャネル型ＴＦＴとを図示するこ
とにする。

【００８５】図１５（Ａ）において、基板１５０１には
低アルカリガラス基板や石英基板を用いることができ
る。本実施例では低アルカリガラス基板を用いた。この
基板１５０１のＴＦＴを形成する表面には、基板１５０
１からの不純物拡散を防ぐために、酸化珪素膜、窒化珪
素膜または酸化窒化珪素膜などの下地膜１５０２を形成
する。例えば、プラズマＣＶＤ法でＳｉＨ₄、ＮＨ₃、Ｎ
₂Ｏから作製される酸化窒化珪素膜を１００ｎｍ、同様
にＳｉＨ₄、Ｎ₂Ｏから作製される酸化窒化珪素膜を２０
０ｎｍの厚さに積層形成する。

【００８６】次に、２０〜１５０ｎｍ（好ましくは３０
〜８０ｎｍ）の厚さで非晶質構造を有する半導体膜１５
０３ａを、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の
方法で形成する。本実施例では、プラズマＣＶＤ法で非
晶質珪素膜を５５ｎｍの厚さに形成した。非晶質構造を
有する半導体膜としては、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。また、下
地膜１５０２と非晶質珪素膜１５０３ａとは同じ成膜法
で形成することが可能であるので、両者を連続形成して
も良い。下地膜を形成した後、一旦大気雰囲気に晒さな
いことでその表面の汚染を防ぐことが可能となり、作製
するＴＦＴの特性バラツキやしきい値電圧の変動を低減
させることができる。（図１５（Ａ））

【００８７】そして、結晶化技術を使用して非晶質珪素
膜１５０３ａから結晶質珪素膜１５０３ｂを形成する。
本実施例では、本発明のレーザ照射装置を用い、上記実
施例１に従ってレーザ結晶化を行った。結晶化の工程に
先立って、非晶質珪素膜の含有水素量にもよるが、４０
０〜５００℃で１時間程度の熱処理を行い、含有水素量
を５atom％以下にしてから結晶化させることが望まし
い。（図１５（Ｂ））

【００８８】そして、結晶質珪素膜１５０３ｂを島状に
分割して、島状半導体層１５０４〜１５０７を形成す
る。その後、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法により
５０〜１００ｎｍの厚さの酸化珪素膜によるマスク層１
５０８を形成する。（図１５（Ｃ））

【００８９】そしてレジストマスク１５０９を設け、ｎ
チャネル型ＴＦＴを形成する島状半導体層１５０５〜１
５０７の全面にしきい値電圧を制御する目的で１×１０
¹⁶〜５×１０¹⁷atoms／cm³程度の濃度でｐ型を付与する
不純物元素としてボロン（Ｂ）を添加した。ボロン
（Ｂ）の添加はイオンドープ法で実施しても良いし、非
晶質珪素膜を成膜するときに同時に添加しておくことも
できる。ここでのボロン（Ｂ）添加は必ずしも必要でな
いが、ボロン（Ｂ）を添加した半導体層１５１０〜１５
１２はｎチャネル型ＴＦＴのしきい値電圧を所定の範囲
内に収めるために形成することが好ましかった。（図１
５（Ｄ））

【００９０】駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴのＬＤＤ領
域を形成するために、ｎ型を付与する不純物元素を島状
半導体層１５１０、１５１１に選択的に添加する。その
ため、あらかじめレジストマスク１５１３〜１５１６を
形成した。ｎ型を付与する不純物元素としては、リン
（Ｐ）や砒素（Ａｓ）を用いれば良く、ここではリン
（Ｐ）を添加すべく、フォスフィン（ＰＨ₃）を用いた
イオンドープ法を適用した。形成された不純物領域１５
１７、１５１８のリン（Ｐ）濃度は２×１０¹⁶〜５×１
０¹⁹atoms／cm³の範囲とすれば良い。本明細書中では、
ここで形成された不純物領域１５１７〜１５１９に含ま
れるｎ型を付与する不純物元素の濃度を（ｎ^-）と表
す。また、不純物領域１５１９は、画素マトリクス回路
の保持容量を形成するための半導体層であり、この領域
にも同じ濃度でリン（Ｐ）を添加した。（図１６
（Ａ））

【００９１】次に、マスク層１５０８をフッ酸などによ
り除去して、図１５（Ｄ）と図１６（Ａ）で添加した不
純物元素を活性化させる工程を行う。活性化は、窒素雰
囲気中で５００〜６００℃で１〜４時間の熱処理や、レ
ーザ活性化の方法により行うことができる。また、両者
を併用して行っても良い。また、上記実施例1に示した
レーザ照射を行ってもよい。本実施例では、レーザ活性
化の方法を用い、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎ
ｍ）を用い、線状ビームを形成して、発振周波数５〜５
０Ｈｚ、エネルギー密度１００〜５００ｍＪ／ｃｍ²と
して線状ビームのオーバーラップ割合を８０〜９８％と
して走査して、島状半導体層が形成された基板全面を処
理した。尚、レーザビームの照射条件には何ら限定され
る事項はなく、実施者が適宣決定すれば良い。

【００９２】そして、ゲート絶縁膜１５２０をプラズマ
ＣＶＤ法またはスパッタ法を用いて１０〜１５０ｎｍの
厚さで珪素を含む絶縁膜で形成する。例えば、１２０ｎ
ｍの厚さで酸化窒化珪素膜を形成する。ゲート絶縁膜に
は、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。（図１６（Ｂ））

【００９３】次に、ゲート電極を形成するために第１の
導電層を成膜する。この第１の導電層は単層で形成して
も良いが、必要に応じて二層あるいは三層といった積層
構造としても良い。本実施例では、導電性の窒化物金属
膜から成る導電層（Ａ）１５２１と金属膜から成る導電
層（Ｂ）１５２２とを積層させた。導電層（Ｂ）１５２
２はタンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン
（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）から選ばれた元素、また
は前記元素を主成分とする合金か、前記元素を組み合わ
せた合金膜（代表的にはＭｏ−Ｗ合金膜、Ｍｏ−Ｔａ合
金膜）で形成すれば良く、導電層（Ａ）１５２１は窒化
タンタル（ＴａＮ）、窒化タングステン（ＷＮ）、窒化
チタン（ＴｉＮ）膜、窒化モリブデン（ＭｏＮ）で形成
する。また、導電層（Ａ）１５２１は代替材料として、
タングステンシリサイド、チタンシリサイド、モリブデ
ンシリサイドを適用しても良い。導電層（Ｂ）は低抵抗
化を図るために含有する不純物濃度を低減させると良
く、特に酸素濃度に関しては３０ｐｐｍ以下とすると良
かった。例えば、タングステン（Ｗ）は酸素濃度を３０
ｐｐｍ以下とすることで２０μΩｃｍ以下の比抵抗値を
実現することができた。

【００９４】導電層（Ａ）１５２１は１０〜５０ｎｍ
（好ましくは２０〜３０ｎｍ）とし、導電層（Ｂ）１５
２２は２００〜４００ｎｍ（好ましくは２５０〜３５０
ｎｍ）とすれば良い。本実施例では、導電層（Ａ）１５
２１に３０ｎｍの厚さの窒化タンタル膜を、導電層
（Ｂ）１５２２には３５０ｎｍのＴａ膜を用い、いずれ
もスパッタ法で形成した。このスパッタ法による成膜で
は、スパッタ用のガスのＡｒに適量のＸｅやＫｒを加え
ておくと、形成する膜の内部応力を緩和して膜の剥離を
防止することができる。尚、図示しないが、導電層
（Ａ）１５２１の下に２〜２０ｎｍ程度の厚さでリン
（Ｐ）をドープした珪素膜を形成しておくことは有効で
ある。これにより、その上に形成される導電膜の密着性
向上と酸化防止を図ると同時に、導電層（Ａ）または導
電層（Ｂ）が微量に含有するアルカリ金属元素がゲート
絶縁膜１５２０に拡散するのを防ぐことができる。（図
１６（Ｃ））

【００９５】次に、レジストマスク１５２３〜１５２７
を形成し、導電層（Ａ）１５２１と導電層（Ｂ）１５２
２とを一括でエッチングしてゲート電極１５２８〜１５
３１と容量配線１５３２を形成する。ゲート電極１５２
８〜１５３１と容量配線１５３２は、導電層（Ａ）から
成る１５２８ａ〜１５３２ａと、導電層（Ｂ）から成る
１５２８ｂ〜１５３２ｂとが一体として形成されてい
る。この時、駆動回路に形成するゲート電極１５２９、
１５３０は不純物領域１５１７、１５１８の一部と、ゲ
ート絶縁膜１５２０を介して重なるように形成する。
（図１６（Ｄ））

【００９６】次いで、駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴの
ソース領域およびドレイン領域を形成するために、ｐ型
を付与する不純物元素を添加する工程を行う。ここで
は、ゲート電極１５２８をマスクとして、自己整合的に
不純物領域を形成する。このとき、ｎチャネル型ＴＦＴ
が形成される領域はレジストマスク１５３３で被覆して
おく。そして、ジボラン（Ｂ₂Ｈ₆）を用いたイオンドー
プ法で不純物領域１５３４を形成した。この領域のボロ
ン（Ｂ）濃度は３×１０²⁰〜３×１０²¹atoms／cm³とな
るようにする。本明細書中では、ここで形成された不純
物領域１５３４に含まれるｐ型を付与する不純物元素の
濃度を（ｐ⁺）と表す。（図１７（Ａ））

【００９７】次に、ｎチャネル型ＴＦＴにおいて、ソー
ス領域またはドレイン領域として機能する不純物領域の
形成を行った。レジストのマスク１５３５〜１５３７を
形成し、ｎ型を付与する不純物元素が添加して不純物領
域１５３８〜１５４２を形成した。これは、フォスフィ
ン（ＰＨ₃）を用いたイオンドープ法で行い、この領域
のリン（Ｐ）濃度を１×１０²⁰〜１×１０²¹atoms／cm³
とした。本明細書中では、ここで形成された不純物領域
１５３８〜１５４２に含まれるｎ型を付与する不純物元
素の濃度を（ｎ⁺）と表す。（図１７（Ｂ））

【００９８】不純物領域１５３８〜１５４２には、既に
前工程で添加されたリン（Ｐ）またはボロン（Ｂ）が含
まれているが、それに比して十分に高い濃度でリン
（Ｐ）が添加されるので、前工程で添加されたリン
（Ｐ）またはボロン（Ｂ）の影響は考えなくても良い。
また、不純物領域１５３８に添加されたリン（Ｐ）濃度
は図１７（Ａ）で添加されたボロン（Ｂ）濃度の１／２
〜１／３なのでｐ型の導電性が確保され、ＴＦＴの特性
に何ら影響を与えることはなかった。

【００９９】そして、画素マトリクス回路のｎチャネル
型ＴＦＴのＬＤＤ領域を形成するためのｎ型を付与する
不純物添加の工程を行った。ここではゲート電極１５３
１をマスクとして自己整合的にｎ型を付与する不純物元
素をイオンドープ法で添加した。添加するリン（Ｐ）の
濃度は１×１０¹⁶〜５×１０¹⁸atoms／cm³であり、図１
６（Ａ）および図１７（Ａ）と図１７（Ｂ）で添加する
不純物元素の濃度よりも低濃度で添加することで、実質
的には不純物領域１５４３、１５４４のみが形成され
る。本明細書中では、この不純物領域１５４３、１５４
４に含まれるｎ型を付与する不純物元素の濃度を
（ｎ^--）と表す。（図１７（Ｃ））

【０１００】その後、それぞれの濃度で添加されたｎ型
またはｐ型を付与する不純物元素を活性化するために熱
処理工程を行う。この工程はファーネスアニール法、レ
ーザーアニール法、またはラピッドサーマルアニール法
（ＲＴＡ法）で行うことができる。ここではファーネス
アニール法で活性化工程を行った。熱処理は酸素濃度が
１ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下の窒素雰囲
気中で４００〜８００℃、代表的には５００〜６００℃
で行うものであり、本実施例では５５０℃で４時間の熱
処理を行った。また、基板１５０１に石英基板のような
耐熱性を有するものを使用した場合には、８００℃で１
時間の熱処理としても良く、不純物元素の活性化と、該
不純物元素が添加された不純物領域とチャネル形成領域
との接合を良好に形成することができた。

【０１０１】この熱処理において、ゲート電極１５２８
〜１５３１と容量配線１５３２形成する金属膜１５２８
ｂ〜１５３２ｂは、表面から５〜８０ｎｍの厚さで導電
層（Ｃ）１５２８ｃ〜１５３２ｃが形成される。例え
ば、導電層（Ｂ）１５２８ｂ〜１５３２ｂがタングステ
ン（Ｗ）の場合には窒化タングステン（ＷＮ）が形成さ
れ、タンタル（Ｔａ）の場合には窒化タンタル（Ｔａ
Ｎ）を形成することができる。また、導電層（Ｃ）１５
２８ｃ〜１５３２ｃは、窒素またはアンモニアなどを用
いた窒素を含むプラズマ雰囲気にゲート電極１５２８〜
１５３１を晒しても同様に形成することができる。さら
に、３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４
５０℃で１〜１２時間の熱処理を行い、島状半導体層を
水素化する工程を行った。この工程は熱的に励起された
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。（図１７（Ｄ））

【０１０２】活性化および水素化の工程が終了したら、
ゲート配線とする第２の導電膜を形成する。この第２の
導電膜は低抵抗材料であるアルミニウム（Ａｌ）や銅
（Ｃｕ）を主成分とする導電層（Ｄ）と、にチタン（Ｔ
ｉ）やタンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブ
デン（Ｍｏ）から成る導電層（Ｅ）とで形成すると良
い。本実施例では、チタン（Ｔｉ）を０．１〜２重量％
含むアルミニウム（Ａｌ）膜を導電層（Ｄ）１５４５と
し、チタン（Ｔｉ）膜を導電層（Ｅ）１５４６として形
成した。導電層（Ｄ）１５４５は２００〜４００ｎｍ
（好ましくは２５０〜３５０ｎｍ）とすれば良く、導電
層（Ｅ）１５４６は５０〜２００（好ましくは１００〜
１５０ｎｍ）で形成すれば良い。（図１８（Ａ））

【０１０３】そして、ゲート電極に接続するゲート配線
を形成するために導電層（Ｅ）１５４６と導電層（Ｄ）
１５４５とをエッチング処理して、ゲート配線１５４
７、１５４８と容量配線１５４９を形成した。エッチン
グ処理は最初にＳｉＣｌ₄とＣｌ₂とＢＣｌ₃との混合ガ
スを用いたドライエッチング法で導電層（Ｅ）の表面か
ら導電層（Ｄ）の途中まで除去し、その後リン酸系のエ
ッチング溶液によるウエットエッチングで導電層（Ｄ）
を除去することにより、下地との選択加工性を保ってゲ
ート配線を形成することができた。（図１８（Ｂ））

【０１０４】第１の層間絶縁膜１５５０は５００〜１５
００ｎｍの厚さで酸化珪素膜または酸化窒化珪素膜で形
成され、その後、それぞれの島状半導体層に形成された
ソース領域またはドレイン領域に達するコンタクトホー
ルを形成し、ソース配線１５５１〜１５５４と、ドレイ
ン配線１５５５〜１５５８を形成する。図示していない
が、本実施例ではこの電極を、Ｔｉ膜を１００ｎｍ、Ｔ
ｉを含むアルミニウム膜３００ｎｍ、Ｔｉ膜１５０ｎｍ
をスパッタ法で連続して形成した３層構造の積層膜とし
た。

【０１０５】次に、パッシベーション膜１５５９とし
て、窒化珪素膜、酸化珪素膜、または窒化酸化珪素膜を
５０〜５００ｎｍ（代表的には１００〜３００ｎｍ）の
厚さで形成する。この状態で水素化処理を行うとＴＦＴ
の特性向上に対して好ましい結果が得られた。例えば、
３〜１００％の水素を含む雰囲気中で、３００〜４５０
℃で１〜１２時間の熱処理を行うと良く、あるいはプラ
ズマ水素化法を用いても同様の効果が得られた。なお、
ここで後に画素電極とドレイン配線を接続するためのコ
ンタクトホールを形成する位置において、パッシベーシ
ョン膜１５９に開口部を形成しておいても良い。（図１
８（Ｃ））

【０１０６】その後、有機樹脂からなる第２の層間絶縁
膜１５６０を１．０〜１．５μｍの厚さに形成する。有
機樹脂としては、ポリイミド、アクリル、ポリアミド、
ポリイミドアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を
使用することができる。ここでは、基板に塗布後、熱重
合するタイプのポリイミドを用い、３００℃で焼成して
形成した。そして、第２の層間絶縁膜１５６０にドレイ
ン配線１５５８に達するコンタクトホールを形成し、画
素電極１５６１、１５６２を形成する。画素電極は、透
過型液晶表示装置とする場合には透明導電膜を用いれば
良く、反射型の液晶表示装置とする場合には金属膜を用
いれば良い。本実施例では透過型の液晶表示装置とする
ために、酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）膜を１００ｎ
ｍの厚さにスパッタ法で形成した。（図１９）

【０１０７】こうして同一基板上に、駆動回路のＴＦＴ
と表示領域の画素ＴＦＴとを有した基板を完成させるこ
とができた。駆動回路にはｐチャネル型ＴＦＴ１６０
１、第１のｎチャネル型ＴＦＴ１６０２、第２のｎチャ
ネル型ＴＦＴ１６０３、表示領域には画素ＴＦＴ１６０
４、保持容量１６０５が形成した。本明細書では便宜上
このような基板をアクティブマトリクス基板と呼ぶ。

【０１０８】尚、図２０は表示領域のほぼ一画素分を示
す上面図である。図２０で示すＡ―Ａ’に沿った断面構
造は、図１９に示す表示領域の断面図に対応している。
また、図２０は、図１５〜図１９の断面構造図と対応付
けるため、共通の符号を用いている。ゲート配線１５４
８は、図示されていないゲート絶縁膜を介してその下の
半導体層１５０７と交差している。図示はしていない
が、半導体層には、ソース領域、ドレイン領域、ｎ^--領
域でなるＬoff領域が形成されている。また、１５６３
はソース配線１５５４とソース領域１６２４とのコンタ
クト部、１５６４はドレイン配線１５５８とドレイン領
域１６２６とのコンタクト部、１５６５はドレイン配線
１５５８と画素電極１５６１のコンタクト部である。保
持容量１６０５は、画素ＴＦＴ１６０４のドレイン領域
１６２６から延在する半導体層１６２７とゲート絶縁膜
を介して容量配線１５３２、１５４９が重なる領域で形
成されている。

【０１０９】また、駆動回路のｐチャネル型ＴＦＴ１６
０１には、島状半導体層１５０４にチャネル形成領域１
６０６、ソース領域１６０７ａ、１６０７ｂ、ドレイン
領域１６０８ａ，１６０８ｂを有している。第１のｎチ
ャネル型ＴＦＴ１６０２には、島状半導体層１５０５に
チャネル形成領域１６０９、ゲート電極１５２９と重な
るＬＤＤ領域１６１０（以降、このようなＬＤＤ領域を
Ｌovと記す）、ソース領域１６１１、ドレイン領域１６
１２を有している。このＬov領域のチャネル長方向の長
さは０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．０〜１．５μ
ｍとした。第２のｎチャネル型ＴＦＴ１６０３には、島
状半導体層１５０６にチャネル形成領域１６１３、ＬＤ
Ｄ領域１６１４，１６１５、ソース領域１６１６、ドレ
イン領域１６１７を有している。このＬＤＤ領域はＬov
領域とゲート電極１５３０と重ならないＬＤＤ領域（以
降、このようなＬＤＤ領域をＬoffと記す）とが形成さ
れ、このＬoff領域のチャネル長方向の長さは０．３〜
２．０μｍ、好ましくは０．５〜１．５μｍである。画
素ＴＦＴ１６０４には、島状半導体層１５０７にチャネ
ル形成領域１６１８、１６１９、Ｌoff領域１６２０〜
１６２３、ソースまたはドレイン領域１６２４〜１６２
６を有している。Ｌoff領域のチャネル長方向の長さは
０．５〜３．０μｍ、好ましくは１．５〜２．５μｍで
ある。さらに、容量配線１５３２、１５４９と、ゲート
絶縁膜と同じ材料から成る絶縁膜と、画素ＴＦＴ１６０
４のドレイン領域１６２６に接続し、ｎ型を付与する不
純物元素が添加された半導体層１６２７とから保持容量
１６０５が形成されている。また、本発明は本実施例に
示した保持容量の構造に限定される必要はない。例え
ば、本出願人による特願平９−３１６５６７号出願、特
願平９−２７３４４４号出願または特願平１０−２５４
０９７号出願に記載された構造の保持容量を用いること
もできる。

【０１１０】図１９では画素ＴＦＴ１６０４をダブルゲ
ート構造としたが、シングルゲート構造でも良いし、複
数のゲート電極を設けたマルチゲート構造としても差し
支えない。

【０１１１】そして、上記アクティブマトリクス基板か
ら、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工
程を説明する。図２１に示すように、上記方法で作製し
た図１９の状態のアクティブマトリクス基板に対し、配
向膜１７０１を形成する。通常液晶表示素子の配向膜に
はポリイミド樹脂が多く用いられている。対向側の対向
基板１７０２には、遮光膜１７０３、透明導電膜１７０
４および配向膜１７０５を形成した。配向膜を形成した
後、ラビング処理を施して液晶分子がある一定のプレチ
ルト角を持って配向するようにした。そして、画素マト
リクス回路と、ＣＭＯＳ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、公知のセル組み工程によ
ってシール材（図示せず）や柱状スペーサ１７０７など
を介して貼りあわせる。その後、両基板の間に液晶材料
１７０６を注入し、封止剤（図示せず）によって完全に
封止した。液晶材料には公知の液晶材料を用いれば良
い。このようにして図２１に示すアクティブマトリクス
型液晶表示装置が完成した。

【０１１２】以上の様に、画素ＴＦＴおよび駆動回路が
要求する仕様に応じて、各回路を構成するＴＦＴの構造
が最適化されたアクティブマトリクス型液晶表示装置を
作製することができた。

【０１１３】[実施例４]本実施例では実施例３おける結
晶化工程に代えて、他の結晶化方法を用いた例を以下に
図２２を用いて示す。

【０１１４】まず、実施例３に従って、図２２（Ａ）の
状態を得る。なお、図２２（Ａ）は図１５（Ａ）に相当
する。

【０１１５】次いで、結晶化を助長する触媒元素（ニッ
ケル、コバルト、ゲルマニウム、錫、鉛、パラジウム、
鉄、銅から選ばれた一種または複数種の元素、代表的に
はニッケル）を用いて結晶化を行う。具体的には、非晶
質珪素膜表面に触媒元素を保持させた状態でレーザー結
晶化を行い、非晶質珪素膜を結晶質珪素膜に変化させる
ものである。本実施例ではニッケル元素を含む水溶液
（酢酸ニッケル水溶液）をスピンコート法で塗布して、
触媒元素含有層１８０１を非晶質半導体膜１５０３ａの
全面に形成する。（図２２（Ｂ））また、本実施例では
スピンコート法でニッケルを添加する方法を用いたが、
蒸着法やスパッタ法などにより触媒元素でなる薄膜（本
実施例の場合はニッケル膜）を非晶質半導体膜上に形成
する手段をとっても良い。

【０１１６】次いで、実施例１に記載された本発明のレ
ーザ照射方法を用いて結晶質珪素膜１８０２を形成し
た。（図２２（Ｃ））

【０１１７】以降の工程は、実施例３に示した図１５
（Ｃ）以降の工程に従えば、図２１に示す構造が得られ
る。

【０１１８】なお、本実施例のように島状半導体層が、
非晶質珪素膜から触媒元素を用いる結晶化の方法で作製
された場合、島状半導体層中には微量の触媒元素が残留
した。勿論、そのような状態でもＴＦＴを完成させるこ
とが可能であるが、残留する触媒元素を少なくともチャ
ネル形成領域から除去する方がより好ましかった。この
触媒元素を除去する手段の一つにリン（Ｐ）によるゲッ
タリング作用を利用する手段があった。ゲッタリングに
必要なリン（Ｐ）の濃度は図１７（Ｂ）で形成した不純
物領域（ｎ⁺）と同程度であり、図１７（Ｄ）に示す活
性化工程の熱処理により、ｎチャネル型ＴＦＴおよびｐ
チャネル型ＴＦＴのチャネル形成領域から触媒元素をゲ
ッタリングすることができた。

【０１１９】また、触媒元素を除去する手段は他にもあ
り、特に限定されない。例えば、島状半導体層を形成し
た後、酸素雰囲気中に対して３〜１０体積％の塩化水素
を含ませた雰囲気中において、触媒元素が残留した結晶
質半導体膜に温度が８００〜１１５０℃（好ましくは９
００〜１０００℃）、処理時間が１０分〜４時間（好ま
しくは３０分〜１時間）である熱処理を行う。この工程
により結晶質半導体膜中のニッケルは揮発性の塩化化合
物（塩化ニッケル）となって処理雰囲気中に離脱する。
即ち、ハロゲン元素のゲッタリング作用によってニッケ
ルを除去することが可能となる。

【０１２０】また、触媒元素を除去する手段を複数用い
てもよい。また、島状半導体層を形成する前にゲッタリ
ングを行ってもよい。

【０１２１】[実施例５]本実施例では実施例３における
結晶化工程に代えて、他の結晶化方法を用いた例を以下
に図２３を用いて示す。

【０１２２】まず、実施例３に従って、図２３（Ａ）の
状態を得る。なお、図２３（Ａ）は図１５（Ａ）に相当
する。

【０１２３】次いで、触媒元素（本実施例ではニッケ
ル）を含む水溶液（酢酸ニッケル水溶液）をスピンコー
ト法で塗布して、触媒元素含有層１９０２を非晶質半導
体膜１５０３ａの全面に形成する。（図２３（Ｂ））こ
こで使用可能な触媒元素は、ニッケル（Ｎｉ）以外に
も、ゲルマニウム（Ｇｅ）、鉄（Ｆｅ）、パラジウム
（Ｐｄ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、コバルト（Ｃ
ｏ）、白金（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、といっ
た元素がある。

【０１２４】また、本実施例ではスピンコート法でニッ
ケルを添加する方法を用いたが、蒸着法やスパッタ法な
どにより触媒元素でなる薄膜（本実施例の場合はニッケ
ル膜）を非晶質半導体膜上に形成する手段をとっても良
い。また、本実施例では触媒元素含有層１９０２を非晶
質半導体膜１５０３ａの全面に形成した例を示したが、
マスクを形成して選択的に触媒元素含有層を形成する工
程としてもよい。

【０１２５】次いで、５００〜６５０℃（好ましくは５
５０〜６００℃）で６〜１６時間（好ましくは８〜１４
時間）の熱処理を行う。その結果、結晶化が進行し、結
晶質半導体膜（本実施例では結晶質珪素膜）１９０２が
形成される。（図２３（Ｃ））なお、選択的に触媒元素
含有層を形成した場合においては、マスクの開口部を起
点として概略基板と平行な方向（矢印で示した方向）に
結晶化が進行し、巨視的な結晶成長方向が揃った結晶質
珪素膜が形成される。

【０１２６】上記の方法で結晶化される結晶質珪素膜
は、結晶化温度が低いため欠陥を多く含んでおり、半導
体素子の材料としては不十分な場合がある。そこで、結
晶質珪素膜の結晶性を向上させるため、実施例２に示し
たレーザー照射方法を用いて、レーザービームを該膜に
照射して良好な結晶性を有する結晶質珪素膜１９０３を
形成した。（図２３（Ｄ））

【０１２７】以降の工程は、実施例３に示した図１５
（Ｃ）以降の工程に従えば、図２１に示す構造が得られ
る。

【０１２８】なお、実施例４と同様に、残留する触媒元
素を少なくともチャネル形成領域から除去する方がより
好ましかった。よって、実施例３に示した方法を用いて
ゲッタリングを行うことが望ましい。

【０１２９】[実施例６]実施例３に示したアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の構成を、図１４の斜視図を用
いて説明する。尚、図１４は、図１５〜図２０と対応付
けるため、共通の符号を用いている。

【０１３０】図１４においてアクティブマトリクス基板
は、ガラス基板１５０１上に形成された、表示領域１７
０６と、走査信号駆動回路１７０４と、画像信号駆動回
路１７０５で構成される。表示領域には画素ＴＦＴ１６
０４が設けられ、周辺に設けられる駆動回路はＣＭＯＳ
回路を基本として構成されている。走査信号駆動回路１
７０４と、画像信号駆動回路１７０５はそれぞれゲート
配線１５３１とソース配線１５５４で画素ＴＦＴ１６０
４に接続しているｋ。また、ＦＰＣ７１が外部入力端子
７４に接続され、入力配線７５、７６でそれぞれの駆動
回路に接続している。なお、１７０２は対向基板であ
る。

【０１３１】[実施例７]本実施例では、本発明を用いて
発光装置として、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表
示装置を作製した例について説明する。

【０１３２】発光装置とは、電場を加えることで発生す
るルミネッセンスが得られる有機化合物を含む層（発光
素子）を光源とする装置である。有機化合物における発
光素子には、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発
光（蛍光）と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発
光（リン光）がある。

【０１３３】図24(Ａ)は本発明を用いたＥＬ表示装置の
上面図である。図24(Ａ)において、４０１０は基板、４
０１１は画素部、４０１２はソース側駆動回路、４０１
３はゲート側駆動回路であり、それぞれの駆動回路は配
線４０１４〜４０１６を経てＦＰＣ４０１７に至り、外
部機器へと接続される。

【０１３４】このとき、少なくとも画素部、好ましくは
駆動回路および画素部を囲むようにしてカバー材６００
０、シーリング材（ハウジング材ともいう）７０００、
密封材（第２のシーリング材）７００１が設けられてい
る。

【０１３５】また、図24(Ｂ)は本実施例のＥＬ表示装置
の断面構造であり、基板４０１０、下地膜４０２１の上
に駆動回路用ＴＦＴ（但し、ここではｎチャネル型ＴＦ
Ｔとｐチャネル型ＴＦＴを組み合わせたＣＭＯＳ回路を
図示している。）４０２２および画素部用ＴＦＴ４０２
３（但し、ここではＥＬ素子への電流を制御するＴＦＴ
だけ図示している。）が形成されている。これらのＴＦ
Ｔは公知の構造（トップゲート構造またはボトムゲート
構造）を用いれば良い。

【０１３６】本発明は、駆動回路用ＴＦＴ４０２２、画
素部用ＴＦＴ４０２３に際して用いることができる。

【０１３７】本発明を用いて駆動回路用ＴＦＴ４０２
２、画素部用ＴＦＴ４０２３が完成したら、樹脂材料で
なる層間絶縁膜（平坦化膜）４０２６の上に画素部用Ｔ
ＦＴ４０２３のドレインと電気的に接続する透明導電膜
でなる画素電極４０２７を形成する。透明導電膜として
は、酸化インジウムと酸化スズとの化合物（ＩＴＯと呼
ばれる）または酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を
用いることができる。そして、画素電極４０２７を形成
したら、絶縁膜４０２８を形成し、画素電極４０２７上
に開口部を形成する。

【０１３８】次に、ＥＬ層４０２９を形成する。ＥＬ層
４０２９は公知のＥＬ材料（正孔注入層、正孔輸送層、
発光層、電子輸送層または電子注入層）を自由に組み合
わせて積層構造または単層構造とすれば良い。どのよう
な構造とするかは公知の技術を用いれば良い。また、Ｅ
Ｌ材料には低分子系材料と高分子系（ポリマー系）材料
がある。低分子系材料を用いる場合は蒸着法を用いる
が、高分子系材料を用いる場合には、スピンコート法、
印刷法またはインクジェット法等の簡易な方法を用いる
ことが可能である。

【０１３９】本実施例では、シャドーマスクを用いて蒸
着法によりＥＬ層を形成する。シャドーマスクを用いて
画素毎に波長の異なる発光が可能な発光層（赤色発光
層、緑色発光層および青色発光層）を形成することで、
カラー表示が可能となる。その他にも、色変換層（ＣＣ
Ｍ）とカラーフィルターを組み合わせた方式、白色発光
層とカラーフィルターを組み合わせた方式があるがいず
れの方法を用いても良い。勿論、単色発光のＥＬ表示装
置とすることもできる。

【０１４０】ＥＬ層４０２９を形成したら、その上に陰
極４０３０を形成する。陰極４０３０とＥＬ層４０２９
の界面に存在する水分や酸素は極力排除しておくことが
望ましい。従って、真空中でＥＬ層４０２９と陰極４０
３０を連続成膜するか、ＥＬ層４０２９を不活性雰囲気
で形成し、大気解放しないで陰極４０３０を形成すると
いった工夫が必要である。本実施例ではマルチチャンバ
ー方式（クラスターツール方式）の成膜装置を用いるこ
とで上述のような成膜を可能とする。

【０１４１】なお、本実施例では陰極４０３０として、
ＬｉＦ（フッ化リチウム）膜とＡｌ（アルミニウム）膜
の積層構造を用いる。具体的にはＥＬ層４０２９上に蒸
着法で１ｎｍ厚のＬｉＦ（フッ化リチウム）膜を形成
し、その上に３００ｎｍ厚のアルミニウム膜を形成す
る。勿論、公知の陰極材料であるＭｇＡｇ電極を用いて
も良い。そして陰極４０３０は４０３１で示される領域
において配線４０１６に接続される。配線４０１６は陰
極４０３０に所定の電圧を与えるための電源供給線であ
り、導電性ペースト材料４０３２を介してＦＰＣ４０１
７に接続される。

【０１４２】４０３１に示された領域において陰極４０
３０と配線４０１６とを電気的に接続するために、層間
絶縁膜４０２６および絶縁膜４０２８にコンタクトホー
ルを形成する必要がある。これらは層間絶縁膜４０２６
のエッチング時（画素電極用コンタクトホールの形成
時）や絶縁膜４０２８のエッチング時（ＥＬ層形成前の
開口部の形成時）に形成しておけば良い。また、絶縁膜
４０２８をエッチングする際に、層間絶縁膜４０２６ま
で一括でエッチングしても良い。この場合、層間絶縁膜
４０２６と絶縁膜４０２８が同じ樹脂材料であれば、コ
ンタクトホールの形状を良好なものとすることができ
る。

【０１４３】このようにして形成されたＥＬ素子の表面
を覆って、パッシベーション膜６００３、充填材６００
４、カバー材６０００が形成される。

【０１４４】さらに、ＥＬ素子部を囲むようにして、カ
バー材６０００と基板４０１０の内側にシーリング材が
設けられ、さらにシーリング材７０００の外側には密封
材（第２のシーリング材）７００１が形成される。

【０１４５】このとき、この充填材６００４は、カバー
材６０００を接着するための接着剤としても機能する。
充填材６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライ
ド）、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビ
ニルブチラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテー
ト）を用いることができる。この充填材６００４の内部
に乾燥剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好
ましい。

【０１４６】また、充填材６００４の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。

【０１４７】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。

【０１４８】また、カバー材６０００としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅ
ｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ
ｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００
４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアル
ミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。

【０１４９】但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射
方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する
必要がある。

【０１５０】また、配線４０１６はシーリング材７００
０および密封材７００１と基板４０１０との隙間を通っ
てＦＰＣ４０１７に電気的に接続される。なお、ここで
は配線４０１６について説明したが、他の配線４０１
４、４０１５も同様にしてシーリング材７０００および
密封材７００１の下を通ってＦＰＣ４０１７に電気的に
接続される。

【０１５１】[実施例８]本実施例では、本発明を用いて
実施例７とは異なる形態のＥＬ表示装置を作製した例に
ついて、図25（Ａ）、25（Ｂ）を用いて説明する。図24
（Ａ）、２５（Ｂ）と同じ番号のものは同じ部分を指し
ているので説明は省略する。

【０１５２】図25（Ａ）は本実施例のＥＬ表示装置の上
面図であり、図25（Ａ）をＣ−Ｃ'で切断した断面図を
図25（Ｂ）に示す。

【０１５３】実施例7に従って、ＥＬ素子の表面を覆っ
てパッシベーション膜６００３までを形成する。

【０１５４】さらに、EL素子を覆うようにして充填材６
００４を設ける。この充填材６００４は、カバー材６０
００を接着するための接着剤としても機能する。充填材
６００４としては、ＰＶＣ（ポリビニルクロライド）、
エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ＰＶＢ（ポリビニルブ
チラル）またはＥＶＡ（エチレンビニルアセテート）を
用いることができる。この充填材６００４の内部に乾燥
剤を設けておくと、吸湿効果を保持できるので好まし
い。

【０１５５】また、充填材６００４の中にスペーサーを
含有させてもよい。このとき、スペーサーをＢａＯなど
からなる粒状物質とし、スペーサー自体に吸湿性をもた
せてもよい。

【０１５６】スペーサーを設けた場合、パッシベーショ
ン膜６００３はスペーサー圧を緩和することができる。
また、パッシベーション膜とは別に、スペーサー圧を緩
和する樹脂膜などを設けてもよい。

【０１５７】また、カバー材６０００としては、ガラス
板、アルミニウム板、ステンレス板、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅ
ｒｇｌａｓｓ−ＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＰｌａｓｔｉｃ
ｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、
マイラーフィルム、ポリエステルフィルムまたはアクリ
ルフィルムを用いることができる。なお、充填材６００
４としてＰＶＢやＥＶＡを用いる場合、数十μｍのアル
ミニウムホイルをＰＶＦフィルムやマイラーフィルムで
挟んだ構造のシートを用いることが好ましい。

【０１５８】但し、ＥＬ素子からの発光方向（光の放射
方向）によっては、カバー材６０００が透光性を有する
必要がある。

【０１５９】次に、充填材６００４を用いてカバー材６
０００を接着した後、充填材６００４の側面（露呈面）
を覆うようにフレーム材６００１を取り付ける。フレー
ム材６００１はシーリング材（接着剤として機能する）
６００２によって接着される。このとき、シーリング材
６００２としては、光硬化性樹脂を用いるのが好ましい
が、ＥＬ層の耐熱性が許せば熱硬化性樹脂を用いても良
い。なお、シーリング材６００２はできるだけ水分や酸
素を透過しない材料であることが望ましい。また、シー
リング材６００２の内部に乾燥剤を添加してあっても良
い。

【０１６０】また、配線４０１６はシーリング材６００
２と基板４０１０との隙間を通ってＦＰＣ４０１７に電
気的に接続される。なお、ここでは配線４０１６につい
て説明したが、他の配線４０１４、４０１５も同様にし
てシーリング材６００２の下を通ってＦＰＣ４０１７に
電気的に接続される。

【０１６１】[実施例９]実施例7および実施例8のような
構成からなるＥＬ表示パネルにおいて、本発明を用いる
ことができる。ここで画素部のさらに詳細な断面構造を
図26に、上面構造を図27（Ａ）に、回路図を図27（Ｂ）
に示す。図26、図27（Ａ）および図27（Ｂ）では共通の
符号を用いるので互いに参照すれば良い。

【０１６２】図26において、基板３５０１上に設けられ
たスイッチング用ＴＦＴ３５０２は本発明のＮＴＦＴを
用いて形成される（実施例１〜6参照）。本実施例では
ダブルゲート構造としているが、構造および作製プロセ
スに大きな違いはないので説明は省略する。但し、ダブ
ルゲート構造とすることで実質的に二つのＴＦＴが直列
された構造となり、オフ電流値を低減することができる
という利点がある。なお、本実施例ではダブルゲート構
造としているが、シングルゲート構造でも構わないし、
トリプルゲート構造やそれ以上のゲート本数を持つマル
チゲート構造でも構わない。また、本発明のＰＴＦＴを
用いて形成しても構わない。

【０１６３】また、電流制御用ＴＦＴ３５０３はＮＴＦ
Ｔを用いて形成される。このとき、スイッチング用ＴＦ
Ｔ３５０２のドレイン配線３５は配線３６によって電流
制御用ＴＦＴのゲート電極３７に電気的に接続されてい
る。また、３８で示される配線は、スイッチング用ＴＦ
Ｔ３５０２のゲート電極３９a、３９bを電気的に接続す
るゲート配線である。

【０１６４】このとき、電流制御用ＴＦＴ３５０３はＥ
Ｌ素子を流れる電流量を制御するための素子であるた
め、多くの電流が流れ、熱による劣化やホットキャリア
による劣化の危険性が高い素子でもある。そのため、電
流制御用ＴＦＴのドレイン側に、ゲート絶縁膜を介して
ゲート電極に重なるようにＬＤＤ領域を設ける構造は極
めて有効である。

【０１６５】また、本実施例では電流制御用ＴＦＴ３５
０３をシングルゲート構造で図示しているが、複数のＴ
ＦＴを直列につなげたマルチゲート構造としても良い。
さらに、複数のＴＦＴを並列につなげて実質的にチャネ
ル形成領域を複数に分割し、熱の放射を高い効率で行え
るようにした構造としても良い。このような構造は熱に
よる劣化対策として有効である。

【０１６６】また、図27（Ａ）に示すように、電流制御
用ＴＦＴ３５０３のゲート電極３７となる配線は３５０
４で示される領域で、電流制御用ＴＦＴ３５０３のドレ
イン配線４０と絶縁膜を介して重なる。このとき、３５
０４で示される領域ではコンデンサが形成される。この
コンデンサ３５０４は電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲー
トにかかる電圧を保持するためのコンデンサとして機能
する。なお、ドレイン配線４０は電流供給線（電源線）
３５０６に接続され、常に一定の電圧が加えられてい
る。

【０１６７】スイッチング用ＴＦＴ３５０２および電流
制御用ＴＦＴ３５０３の上には第１パッシベーション膜
４１が設けられ、その上に樹脂絶縁膜でなる平坦化膜４
２が形成される。平坦化膜４２を用いてＴＦＴによる段
差を平坦化することは非常に重要である。後に形成され
るＥＬ層は非常に薄いため、段差が存在することによっ
て発光不良を起こす場合がある。従って、ＥＬ層をでき
るだけ平坦面に形成しうるように画素電極を形成する前
に平坦化しておくことが望ましい。

【０１６８】また、４３は反射性の高い導電膜でなる画
素電極（ＥＬ素子の陰極）であり、電流制御用ＴＦＴ３
５０３のドレインに電気的に接続される。画素電極４３
としてはアルミニウム合金膜、銅合金膜または銀合金膜
など低抵抗な導電膜またはそれらの積層膜を用いること
が好ましい。勿論、他の導電膜との積層構造としても良
い。

【０１６９】また、絶縁膜（好ましくは樹脂）で形成さ
れたバンク４４a、４４bにより形成された溝（画素に相
当する）の中に発光層４５が形成される。なお、ここで
は一画素しか図示していないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、
Ｂ（青）の各色に対応した発光層を作り分けても良い。
発光層とする有機ＥＬ材料としてはπ共役ポリマー系材
料を用いる。代表的なポリマー系材料としては、ポリパ
ラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）系、ポリビニルカルバ
ゾール（ＰＶＫ）系、ポリフルオレン系などが挙げられ
る。

【０１７０】なお、ＰＰＶ系有機ＥＬ材料としては様々
な型のものがあるが、例えば「H. Shenk,H.Becker,O.Ge
lsen,E.Kluge,W.Kreuder,and H.Spreitzer,“Polymers
forLight Emitting Diodes”,Euro Display,Proceeding
s,1999,p.33-37」や特開平１０−９２５７６号公報に記
載されたような材料を用いれば良い。

【０１７１】具体的な発光層としては、赤色に発光する
発光層にはシアノポリフェニレンビニレン、緑色に発光
する発光層にはポリフェニレンビニレン、青色に発光す
る発光層にはポリフェニレンビニレン若しくはポリアル
キルフェニレンを用いれば良い。膜厚は３０〜１５０ｎ
ｍ（好ましくは４０〜１００ｎｍ）とすれば良い。

【０１７２】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機ＥＬ材料の一例であって、これに限定する
必要はまったくない。発光層、電荷輸送層または電荷注
入層を自由に組み合わせてＥＬ層（発光およびそのため
のキャリアの移動を行わせるための層）を形成すれば良
い。

【０１７３】例えば、本実施例ではポリマー系材料を発
光層として用いる例を示したが、低分子系有機ＥＬ材料
を用いても良い。また、電荷輸送層や電荷注入層として
炭化珪素等の無機材料を用いることも可能である。これ
らの有機ＥＬ材料や無機材料は公知の材料を用いること
ができる。

【０１７４】本実施例では発光層４５の上にＰＥＤＯＴ
（ポリチオフェン）またはＰＡｎｉ（ポリアニリン）で
なる正孔注入層４６を設けた積層構造のＥＬ層としてい
る。そして、正孔注入層４６の上には透明導電膜でなる
陽極４７が設けられる。本実施例の場合、発光層４５で
生成された光は上面側に向かって（ＴＦＴの上方に向か
って）放射されるため、陽極は透光性でなければならな
い。透明導電膜としては酸化インジウムと酸化スズとの
化合物や酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物を用いる
ことができるが、耐熱性の低い発光層や正孔注入層を形
成した後で形成するため、可能な限り低温で成膜できる
ものが好ましい。

【０１７５】陽極４７まで形成された時点でＥＬ素子３
５０５が完成する。なお、ここでいうＥＬ素子３５０５
は、画素電極（陰極）４３、発光層４５、正孔注入層４
６および陽極４７で形成されたコンデンサを指す。図27
（Ａ）に示すように画素電極４３は画素の面積にほぼ一
致するため、画素全体がＥＬ素子として機能する。従っ
て、発光の利用効率が非常に高く、明るい画像表示が可
能となる。

【０１７６】ところで、本実施例では、陽極４７の上に
さらに第２パッシベーション膜４８を設けている。第２
パッシベーション膜４８としては窒化珪素膜または窒化
酸化珪素膜が好ましい。この目的は、外部とＥＬ素子と
を遮断することであり、有機ＥＬ材料の酸化による劣化
を防ぐ意味と、有機ＥＬ材料からの脱ガスを抑える意味
との両方を併せ持つ。これによりＥＬ表示装置の信頼性
が高められる。

【０１７７】以上のように、ＥＬ表示パネルは図26のよ
うな構造の画素からなる画素部を有し、オフ電流値の十
分に低いスイッチング用ＴＦＴと、ホットキャリア注入
に強い電流制御用ＴＦＴとを有する。従って、高い信頼
性を有し、且つ、良好な画像表示が可能なＥＬ表示パネ
ルが得られる。

【０１７８】なお、本実施例の構成は、実施例１〜6の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネ
ルを用いることは有効である。

【０１７９】[実施例１０]本実施例では、実施例9に示
した画素部において、ＥＬ素子３５０５の構造を反転さ
せた構造について説明する。説明には図28を用いる。な
お、図26の構造と異なる点はＥＬ素子の部分と電流制御
用ＴＦＴだけであるので、その他の説明は省略すること
とする。

【０１８０】図28において、電流制御用ＴＦＴ３５０３
はＰＴＦＴを用いて形成される。作製プロセスは実施例
１〜１２を参照すれば良い。

【０１８１】本実施例では、画素電極（陽極）５０とし
て透明導電膜を用いる。具体的には酸化インジウムと酸
化亜鉛との化合物でなる導電膜を用いる。勿論、酸化イ
ンジウムと酸化スズとの化合物でなる導電膜を用いても
良い。

【０１８２】そして、絶縁膜でなるバンク５１a、５１b
が形成された後、溶液塗布によりポリビニルカルバゾー
ルでなる発光層５２が形成される。その上にはカリウム
アセチルアセトネート（ａｃａｃＫと表記される）でな
る電子注入層５３、アルミニウム合金でなる陰極５４が
形成される。この場合、陰極５４がパッシベーション膜
としても機能する。こうしてＥＬ素子３７０１が形成さ
れる。

【０１８３】本実施例の場合、発光層５２で発生した光
は、矢印で示されるようにＴＦＴが形成された基板の方
に向かって放射される。

【０１８４】なお、本実施例の構成は、実施例１〜6の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、電子機器の表示部として本実施例のＥＬ表示パネ
ルを用いることは有効である。

【０１８５】[実施例１１]本実施例では、図27（Ｂ）に
示した回路図とは異なる構造の画素とした場合の例につ
いて図29（Ａ）〜（Ｃ）に示す。なお、本実施例におい
て、３８０１はスイッチング用ＴＦＴのソース配線、３
８０３はスイッチング用ＴＦＴ３８０２のゲート配線、
３８０４は電流制御用ＴＦＴ、３８０５はコンデンサ、
３８０６、３８０８は電流供給線、３８０７はＥＬ素子
とする。

【０１８６】図29（Ａ）は、二つの画素間で電流供給線
３８０６を共通とした場合の例である。即ち、二つの画
素が電流供給線３８０６を中心に線対称となるように形
成されている点に特徴がある。この場合、電源供給線の
本数を減らすことができるため、画素部をさらに高精細
化することができる。

【０１８７】また、図29（Ｂ）は、電流供給線３８０８
をゲート配線３８０３と平行に設けた場合の例である。
なお、図29（Ｂ）では電流供給線３８０８とゲート配線
３８０３とが重ならないように設けた構造となっている
が、両者が異なる層に形成される配線であれば、絶縁膜
を介して重なるように設けることもできる。この場合、
電源供給線３８０８とゲート配線３８０３とで専有面積
を共有させることができるため、画素部をさらに高精細
化することができる。

【０１８８】また、図29（Ｃ）は、図29（Ｂ）の構造と
同様に電流供給線３８０８をゲート配線３８０３と平行
に設け、さらに、二つの画素を電流供給線３８０８を中
心に線対称となるように形成する点に特徴がある。ま
た、電流供給線３８０８をゲート配線３８０３のいずれ
か一方と重なるように設けることも有効である。この場
合、電源供給線の本数を減らすことができるため、画素
部をさらに高精細化することができる。

【０１８９】なお、本実施例の構成は、実施例１〜10の
構成と自由に組み合わせて実施することが可能である。
また、電子機器の表示部として本実施例の画素構造を有
するＥＬ表示パネルを用いることは有効である。

【０１９０】[実施例１２]実施例9に示した図27
（Ａ）、図27（Ｂ）では電流制御用ＴＦＴ３５０３のゲ
ートにかかる電圧を保持するためにコンデンサ３５０４
を設ける構造としているが、コンデンサ３５０４を省略
することも可能である。実施例9の場合、電流制御用Ｔ
ＦＴ３５０３として実施例１〜１２に示すようなＮＴＦ
Ｔを用いているため、ゲート絶縁膜を介してゲート電極
に重なるように設けられたＬＤＤ領域を有している。こ
の重なり合った領域には一般的にゲート容量と呼ばれる
寄生容量が形成されるが、本実施例ではこの寄生容量を
コンデンサ３５０４の代わりとして積極的に用いる点に
特徴がある。

【０１９１】この寄生容量のキャパシタンスは、上記ゲ
ート電極とＬＤＤ領域とが重なり合った面積によって変
化するため、その重なり合った領域に含まれるＬＤＤ領
域の長さによって決まる。

【０１９２】また、実施例11に示した図29（Ａ），
（Ｂ），（Ｃ）の構造においても同様に、コンデンサ３
８０５を省略することは可能である。

【０１９３】なお、本実施例の構成は、実施例１〜１１
の構成と自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。また、実施例１３〜１５の電子機器の表示部として
本実施例の画素構造を有するＥＬ表示パネルを用いるこ
とは有効である。

【０１９４】[実施例１３]本発明は従来のＩＣ技術全般
に適用することが可能である。即ち、現在市場に流通し
ている全ての半導体回路に適用できる。例えば、ワンチ
ップ上に集積化されたＲＩＳＣプロセッサ、ＡＳＩＣプ
ロセッサ等のマイクロプロセッサに適用しても良いし、
液晶用ドライバー回路（Ｄ／Ａコンバータ、γ補正回
路、信号分割回路等）に代表される信号処理回路や携帯
機器（携帯電話、ＰＨＳ、モバイルコンピュータ）用の
高周波回路に適用しても良い。

【０１９５】また、マイクロプロセッサ等の半導体回路
は様々な電子機器に搭載されて中枢回路として機能す
る。代表的な電子機器としてはパーソナルコンピュー
タ、携帯型情報端末機器、その他あらゆる家電製品が挙
げられる。また、車両（自動車や電車等）の制御用コン
ピュータなども挙げられる。本発明はその様な半導体装
置に対しても適用可能である。

【０１９６】なお、本実施例に示した半導体装置を作製
するにあたって、実施例１〜実施例１２のどの構成を採
用しても良いし、各実施例を自由に組み合わせて用いる
ことが可能である。

【０１９７】[実施例１４]本発明を実施して形成された
ＴＦＴは様々な電気光学装置に用いることができる。即
ち、それら電気光学装置を表示媒体として組み込んだ電
子機器全てに本発明を実施できる。

【０１９８】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、ヘッドマウントディスプレイ（ゴ
ーグル型ディスプレイ）、ウエアラブルディスプレイ、
カーナビゲーション、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30に示す。

【０１９９】図30（Ａ）はパーソナルコンピュータであ
り、本体２００１、画像入力部２００２、表示装置２０
０３、キーボード２００４で構成される。本発明を画像
入力部２００２、表示装置２００３やその他の信号制御
回路に適用することができる。

【０２００】図30（Ｂ）はビデオカメラであり、本体２
１０１、表示装置２１０２、音声入力部２１０３、操作
スイッチ２１０４、バッテリー２１０５、受像部２１０
６で構成される。本発明を表示装置２１０２、音声入力
部２１０３やその他の信号制御回路に適用することがで
きる。

【０２０１】図30（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２２０１、カメラ部２
２０２、受像部２２０３、操作スイッチ２２０４、表示
装置２２０５で構成される。本発明は表示装置２２０５
やその他の信号制御回路に適用できる。

【０２０２】図30（Ｄ）はゴーグル型ディスプレイであ
り、本体２３０１、表示装置２３０２、アーム部２３０
３で構成される。本発明は表示装置２３０２やその他の
信号制御回路に適用することができる。

【０２０３】図30（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２４０１、表示装置２４０２、スピーカ部２４
０３、記録媒体２４０４、操作スイッチ２４０５で構成
される。なお、この装置は記録媒体としてＤＶＤ（Ｄｉ
ｇｔｉａｌＶｅｒｓａｔｉｌｅＤｉｓｃ）、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
を行うことができる。本発明は表示装置２４０２やその
他の信号制御回路に適用することができる。

【０２０４】図30（Ｆ）はデジタルカメラであり、本体
２５０１、表示装置２５０２、接眼部２５０３、操作ス
イッチ２５０４、受像部（図示しない）で構成される。
本発明を表示装置２５０２やその他の信号制御回路に適
用することができる。

【０２０５】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１〜１２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
ができる。

【０２０６】[実施例１５]本発明を実施して形成された
ＴＦＴは様々な電気光学装置に用いることができる。即
ち、それら電気光学装置を表示媒体として組み込んだ電
子機器全てに本発明を実施できる。

【０２０７】その様な電子機器としては、プロジェクタ
ー（リア型またはフロント型）などが挙げられる。それ
らの一例を図31に示す。

【０２０８】図31（Ａ）はフロント型プロジェクターで
あり、表示装置２６０１、スクリーン２６０２で構成さ
れる。本発明は表示装置やその他の信号制御回路に適用
することができる。

【０２０９】図31（Ｂ）はリア型プロジェクターであ
り、本体２７０１、表示装置２７０２、ミラー２７０
３、スクリーン２７０４で構成される。本発明は表示装
置やその他の信号制御回路に適用することができる。

【０２１０】なお、図31（Ｃ）は、図31（Ａ）および図
31（Ｂ）中における表示装置２６０１、２７０２の構造
の一例を示した図である。表示装置２６０１、２７０２
は、光源光学系２８０１、ミラー２８０２、２８０４〜
２８０６、ダイクロイックミラー２８０３、プリズム２
８０７、液晶表示装置２８０８、位相差板２８０９、投
射光学系２８１０で構成される。投射光学系２８１０
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31（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、Ｉ
Ｒフィルム等の光学系を設けてもよい。

【０２１１】また、図31（Ｄ）は、図31（Ｃ）中におけ
る光源光学系２８０１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２８０１は、リフレクター２
８１１、光源２８１２、２８１３、２８１４、偏光変換
素子２８１５、集光レンズ２８１６で構成される。な
お、図31（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。

【０２１２】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１〜１２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
ができる。

【０２１３】

【発明の効果】本発明のレーザ照射装置を用いることで
これまで見られた淡い干渉を低減することが出来る。ま
た、これまで調整の難しかった光学系を簡素化すること
が出来る。

【０２１４】更に、レーザビームが透過するレンズは使
用するに従って劣化が生じて使用できなくなるが、ミラ
ーはレンズと違ってレーザビームが透過するのではな
く、レーザビームがミラーの表面で反射するため、劣化
は表面だけにとどまる。そのため、長い期間使用して
も、ミラーの表面のコーティングをし直せば、再度使用
が可能となり、経済的である。また、ミラーはレンズの
ような収差が生じないため、有効である。さらに、ミラ
ーをマイクロメイター等によって可動式のものにすれ
ば、微調整も可能になり都合が良い。

【０２１５】今までの実施例では、線状ビームの幅方向
における干渉を抑えるための光学系を説明した。しかし
線状ビームの長手方向においても、必要があれば本発明
の構造を用いて干渉を抑えることは可能である。また、
ビームコリメータは、実施例で開示した構造に限定する
必要はなく、さらに、十分に平行なレーザビームが得ら
れるならば省略することは可能である。また、照射面に
おける形状が線状または矩形であるレーザビームを実施
例で説明したが、それ以外の形状のレーザビームに対し
ても本発明を適用することは可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の線状ビームを形成する光学系を示す
図。

【図２】ハーフミラーにて２方向に分割されたレーザ
ビームが照射面にて1つにまとめられることを示す図。

【図３】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図４】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図５】ビームコリメータの例を示す図。

【図６】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図７】本発明が開示するミラーの配置の例を示す
図。

【図８】本発明が開示するミラーの配置の例を示す
図。

【図９】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示す
図。

【図１０】本発明が開示するレーザ照射装置の例を示
す図。

【図１１】本発明が開示するミラーの配置の例を示す
図。

【図１２】本発明が開示するミラーの配置の例を示す
図。

【図１３】本発明が開示するミラーの配置の例を示す
図。

【図１４】ＡＭ―ＬＣＤの概観を示す図。

【図１５】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
の一例を示す図。

【図１６】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
の一例を示す図。

【図１７】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
の一例を示す図。

【図１８】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
の一例を示す図。

【図１９】画素ＴＦＴ、駆動回路のＴＦＴの作製工程
の一例を示す図。

【図２０】画素の上面図を示す図。

【図２１】液晶表示装置の断面構造を示す図。

【図２２】本発明の作製工程の一例を示す図。

【図２３】本発明の作製工程の一例を示す図。

【図２４】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図２５】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図２６】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図２７】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図２８】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の構
成を示す図。

【図２９】アクティブマトリクス型ＥＬ表示装置の回
路図を示す図。

【図３０】電子機器の一例を示す図。

【図３１】電子機器の一例を示す図。

【図３２】レーザ照射装置の概観の例を示す図。

【符号の説明】

101レーザ発振器 102a シリンドリカルアレイレンズ 102b シリンドリカルアレイレンズ 103 シリンドリカルアレイレンズ 104 シリンドリカルアレイレンズ 105 シリンドリカルレンズ 107ミラー 108ダブレットシリンドリカルレンズ 109照射面 201レーザ発振器 202ハーフミラー 203ミラー 204ミラー 205ミラー 206照射面 301レーザ発振器 302シリンドリカルアレイレンズ 303シリンドリカルレンズ 304シリンドリカルレンズ 305シリンドリカルレンズ 306ミラー 307照射面 401レーザ発振器 402シリンドリカルアレイレンズ 403シリンドリカルレンズ 404シリンドリカルレンズ 405シリンドリカルレンズ 406ミラー 407照射面 501レンズ 502レンズ 503レンズ 504レンズ 701ミラー 702平面ミラー 703平面ミラー 704平面ミラー 705照射面 801ミラー 802平面ミラー 803平面ミラー 804照射面 901レーザ発振器 902シリンドリカルアレイレンズ 903シリンドリカルレンズ 904シリンドリカルレンズ 905シリンドリカルレンズ 906ミラー 906a 放物面ミラー 906b 放物面ミラー 906c 放物面ミラー 906d 放物面ミラー 907照射面 1001レーザ発振器 1002シリンドリカルアレイレンズ 1003シリンドリカルレンズ 1004シリンドリカルレンズ 1005シリンドリカルレンズ 1006ミラー 1006a 放物面ミラー 1006b 放物面ミラー 1006c 放物面ミラー 1006d 放物面ミラー 1007照射面 1101ミラー 1102平面ミラー 1103平面ミラー 1104平面ミラー 1105照射面 1201ミラー 1202平面ミラー 1203平面ミラー 1204平面ミラー 1205平面ミラー 1206照射面 1301ミラー 1302平面ミラー 1303平面ミラー 1304平面ミラー 1305平面ミラー 1306照射面１５０１基板１５０２下地膜１５０３a 非晶質珪素膜１５０３b 結晶質珪素膜１５０４島状半導体層１５０５島状半導体層１５０６島状半導体層１５０７島状半導体層１５０８マスク層１５０９レジストマスク１５１０半導体層１５１１半導体層１５１２半導体層１５１３レジストマスク１５１４レジストマスク１５１５レジストマスク１５１６レジストマスク１５１７不純物領域１５１８不純物領域１５１９不純物領域１５２０ゲート絶縁膜１５２１導電層１５２２導電層１５２３レジストマスク１５２４レジストマスク１５２５レジストマスク１５２６レジストマスク１５２７レジストマスク１５２８ゲート電極１５２９ゲート電極１５３０ゲート電極１５３１ゲート電極１５３２容量配線１５３３レジストマスク１５３４不純物領域１５３５レジストマスク１５３６レジストマスク１５３７レジストマスク１５３８不純物領域１５３９不純物領域１５４０不純物領域１５４１不純物領域１５４２不純物領域１５４３不純物領域１５４４不純物領域１５４５導電層１５４６導電層１５４７ゲート配線１５４８ゲート配線１５４９容量配線１５５０層間絶縁膜１５５１ソース配線１５５２ソース配線１５５３ソース配線１５５４ソース配線１５５５ドレイン配線１５５６ドレイン配線１５５７ドレイン配線１５５８ドレイン配線１５５９パッシベーション膜１５６０第２の層間絶縁膜１５６１画素電極１５６２画素電極１５６３コンタクト部１５６４コンタクト部１５６５コンタクト部１６０１ｐチャネル型ＴＦＴ１６０２第１のｎチャネル型ＴＦＴ１６０３第２のｎチャネル型ＴＦＴ１６０４画素ＴＦＴ１６０５保持容量１６０６チャネル形成領域１６０７ソース領域１６０８ドレイン領域１６０９チャネル形成領域１６１０ＬＤＤ領域１６１１ソース領域１６１２ドレイン領域１６１３チャネル形成領域１６１４ＬＤＤ領域１６１５ＬＤＤ領域１６１６ソース領域１６１７ドレイン領域１６１８チャネル形成領域１６１９チャネル形成領域１６２０Ｌoff領域１６２１Ｌoff領域１６２２Ｌoff領域１６２３Ｌoff領域１６２４ソースまたはドレイン領域１６２５ソースまたはドレイン領域１６２６ソースまたはドレイン領域１６２７半導体層１７０１配光膜１７０２対向基板１７０３遮光膜１７０４透明導電膜１７０５配向膜１７０６液晶材料１７０７柱状スペーサ１８０１触媒元素含有層１８０２結晶質珪素膜１９０１触媒元素含有層１９０２結晶質半導体膜１９０３結晶質珪素膜７１ＦＰＣ７２外部入力端子７３入力配線７４入力配線 35 ドレイン配線 36 配線 37 ゲート電極 38 示される配線 39a ゲート電極 39b ゲート電極 40 ドレイン配線 41 第１パッシベーション膜 42 平坦化膜 43 画素電極 44a バンク 44b バンク 45 発光層 46 正孔注入層 47 陽極 48 第２パッシベーション膜 50 画素電極（陽極） 51a バンク 51b バンク 52 発光層 53 電子注入層 54 陰極 3501 基板 3502 スイッチング用ＴＦＴ 3503 電流制御用ＴＦＴ 3504 コンデンサ 3505 EL素子 3506 電流供給線（電源線） 3701 ＥＬ素子 3801 ソース配線 3802 スイッチングTFT 3803 ゲート配線 3804 電流制御用ＴＦＴ 3805 コンデンサ 3806 電流供給線 3807 ＥＬ素子 3808 電流供給線 4010 基板 4011 画素部 4012 ソース側駆動回路 4013 ゲート側駆動回路 4014 配線 4015 配線 4016 配線 4017 ＦＰＣ 4021 下地膜 4022 駆動回路用ＴＦＴ 4023 画素部用ＴＦＴ 4026 層間絶縁膜 4027 画素電極 4028 絶縁膜 4029 ＥＬ層 4030 陰極 4031 示される領域 4032 導電性ペースト材料 6000 カバー材 6001 フレーム材 6002 シーリング材 6003 パッシベーション膜 6004 充填材 7000 シーリング材 7001 密封材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 29/786 Ｈ０１Ｌ 29/78 ６１６Ｌ 21/336 ６２７Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ発振器と、光学系と、少なくとも
一方向に動くステージを有するレーザ照射装置であっ
て、前記光学系は、レーザビームの第１方向において、
前記レーザビームを前記第１方向に分割し、かつ、照射
面または前記照射面の近傍で混合して、前記照射面にお
ける前記レーザビームのエネルギーを均一化する光学系
１と、前記レーザビームの第２方向において、前記レー
ザビームを該レーザビームの前記第２方向に分割する光
学系２と、分割された前記レーザビームを前記照射面ま
たは前記照射面の近傍で混合して、前記照射面における
前記レーザビームのエネルギーを均一化する光学系３
と、を有し、前記第１方向と前記第２方向は前記レーザ
ビームの進行方向に対して互いに直交し、前記光学系１
は、分割された前記レーザビームの前記レーザ発振器か
ら前記照射面までの各々の光路差を、前記レーザビーム
のコヒーレント長以上にする手段を有することを特徴と
するレーザ照射装置。
【請求項２】レーザ発振器と、光学系と、少なくとも
一方向に動くステージを有するレーザ照射装置であっ
て、前記光学系は、レーザビームの第１方向において、
前記レーザビームを前記第１方向に分割し、かつ、照射
面または前記照射面の近傍で混合して、前記照射面にお
ける前記レーザビームのエネルギーを均一化するミラー
と、前記レーザビームの第２方向において、前記レーザ
ビームを該レーザビームの前記第２方向に分割するシリ
ンドリカルアレイレンズと、分割された前記レーザビー
ムを前記照射面または前記照射面の近傍で混合して、前
記照射面におけるレーザビームのエネルギーを均一化す
るシリンドリカルレンズと、を有し、前記第１方向と前
記第２方向は前記レーザビームの進行方向に対して互い
に直交し、前記ミラーは、分割された前記レーザビーム
の前記レーザ発振器から前記照射面までの各々の光路差
を、前記レーザビームのコヒーレント長以上にする手段
を有することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項３】照射面おける形状が線状または矩形状の
レーザビームを照射するレーザ照射装置であって、レー
ザ発振器と、前記照射面におけるレーザビームの形状を
線状または矩形状に加工する光学系と、少なくとも一方
向に動くステージを有し、前記光学系は、レーザビーム
の幅方向において、前記レーザビームを該レーザビーム
の前記幅方向に分割し、かつ、前記照射面または前記照
射面の近傍で混合して、前記照射面における形状が線状
または矩形状になるレーザビームのエネルギーを均一化
する光学系１と、前記レーザビームの長さ方向におい
て、前記レーザビームを該レーザビームの前記長さ方向
に分割する光学系２と、分割された前記レーザビームを
前記照射面または前記照射面の近傍で混合し、前記照射
面における形状が線状または矩形状となるレーザビーム
のエネルギーを均一化する光学系３と、を有し、前記光
学系１は、分割された前記レーザビームの前記レーザ発
振器から前記照射面までの各々の光路差を、前記レーザ
ビームのコヒーレント長以上にする手段を有することを
特徴とするレーザ照射装置。
【請求項４】照射面おける形状が線状または矩形状の
レーザビームを照射するレーザ照射装置であって、レー
ザ発振器と、前記照射面におけるレーザビームの形状を
線状または矩形状に加工する光学系と、少なくとも一方
向に動くステージを有し、前記光学系は、レーザビーム
の幅方向において、前記レーザビームを該レーザビーム
の前記幅方向に分割し、かつ、前記照射面または前記照
射面の近傍で混合して、前記照射面における形状が線状
または矩形状になるレーザビームのエネルギーを均一化
するミラーと、前記レーザビームの長さ方向において、
前記レーザビームを該レーザビームの前記長さ方向に分
割するシリンドリカルアレイレンズと、分割された前記
レーザビームを前記照射面または前記照射面の近傍で混
合し、前記照射面における形状が線状または矩形状とな
るレーザビームのエネルギーを均一化するシリンドリカ
ルレンズと、を有し、前記ミラーは、分割された前記レ
ーザビームの前記レーザ発振器から前記照射面までの各
々の光路差を、前記レーザビームのコヒーレント長以上
にする手段を有することを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項５】照射面おける形状が線状または矩形状の
レーザビームを照射するレーザ照射装置であって、レー
ザ発振器と、前記照射面におけるレーザビームの形状を
線状または矩形状に加工する光学系と、少なくとも一方
向に動くステージを有し、前記光学系は、レーザビーム
の長さ方向において、前記レーザビームを該レーザビー
ムの前記長さ方向に分割し、かつ、前記照射面または前
記照射面の近傍で混合して、前記照射面における形状が
線状または矩形状になるレーザビームのエネルギーを均
一化する光学系１と、前記レーザビームの幅方向におい
て、前記レーザビームを該レーザビームの前記幅方向に
分割する光学系２と、分割された前記レーザビームを前
記照射面または前記照射面の近傍で混合して、前記照射
面における形状が線状または矩形状となるレーザビーム
のエネルギーを均一化する光学系３と、を有し、前記光
学系１は、分割された前記レーザビームの前記レーザ発
振器から前記照射面までの各々の光路差を、前記レーザ
ビームのコヒーレント長以上にする手段を有することを
特徴とするレーザ照射装置。
【請求項６】照射面おける形状が線状または矩形状の
レーザビームを照射するレーザ照射装置であって、レー
ザ発振器と、前記照射面におけるレーザビームの形状を
線状または矩形状に加工する光学系と、少なくとも一方
向に動くステージを有し、前記光学系は、レーザビーム
の長さ方向において、前記レーザビームを該レーザビー
ムの前記長さ方向に分割し、かつ、前記照射面または前
記照射面の近傍で混合して、前記照射面における形状が
線状または矩形状になるレーザビームのエネルギーを均
一化するミラーと、前記レーザビームの幅方向におい
て、前記レーザビームを該レーザビームの前記幅方向に
分割するシリンドリカルアレイレンズと、分割された前
記レーザビームを前記照射面または前記照射面の近傍で
混合し、前記照射面における形状が線状または矩形状と
なるレーザビームのエネルギーを均一化するシリンドリ
カルレンズと、を有し、前記ミラーは、分割された前記
レーザビームの前記レーザ発振器から前記照射面までの
各々の光路差を、前記レーザビームのコヒーレント長以
上にする手段を有することを特徴とするレーザ照射装
置。
【請求項７】請求項１乃至６いずれか一項において、
前記光学系に入射するレーザビームは、光学系により平
行光となることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項８】請求項１乃至６いずれか一項において、
前記光学系に入射するレーザビームは、ビームコリメー
タにより平行光となることを特徴とするレーザ照射装
置。
【請求項９】請求項１乃至６いずれか一項において、
前記光学系に入射するレーザビームは２つのシリンドリ
カルレンズにより平行光となることを特徴とするレーザ
照射装置。
【請求項１０】請求項１または請求項３または請求項
５において、前記光学系１は、複数のミラーの組み合わ
せからなることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項１１】請求項２または請求項４または請求項
６において、前記ミラーは、複数のミラーの組み合わせ
からなることを特徴とするレーザ照射装置。
【請求項１２】請求項３乃至６いずれか一項におい
て、照射面おけるレーザビームの形状が線状または矩形
状となる前記レーザビームの長さ方向と、少なくとも一
方向に動く前記ステージの動作方向が、直角であること
を特徴とするレーザ照射装置。
【請求項１３】請求項１乃至６のいずれか一項におい
て、前記レーザ照射装置は、ロードアンロード室と、ロ
ボットアームと、レーザ照射室と、を有することを特徴
とするレーザ照射装置。
【請求項１４】絶縁表面上に半導体膜を形成する工程
と、レーザビームを前記半導体膜の表面に照射する工程
と、前記レーザビームが照射された前記半導体膜を活性
領域とするＴＦＴを形成する工程と、を有し、前記レーザビームは、該レーザビームを分割して前記レ
ーザ発振器から前記半導体膜までの各々の光路差をコヒ
ーレント長以上とし、かつ、該レーザビームのエネルギ
ーを均一化するミラーを含む光学系によって加工される
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】絶縁表面上に半導体膜を形成する工程
と、照射面における形状が線状または矩形状のレーザビ
ームを前記半導体膜の表面に照射する工程と、前記レー
ザビームが照射された前記半導体膜を活性領域とするＴ
ＦＴを形成する工程と、を有し、前記レーザビームは、該レーザビームを分割して前記レ
ーザ発振器から前記半導体膜までの各々の光路差をコヒ
ーレント長以上とし、かつ、該レーザビームのエネルギ
ーを均一化するミラーを含む光学系によって、前記半導
体膜における形状が線状または矩形状に加工されること
を特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１６】請求項１４または請求項１５におい
て、前記ミラーは、複数のミラーの組み合わせからなる
ことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１７】請求項１４または請求項１５におい
て、前記半導体膜は非晶質半導体膜もしくは結晶質半導
体膜であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１８】請求項１４乃至１７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発光装
置であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１９】請求項１４乃至１７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プレイヤー、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。