JP2002050766A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
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- Recrystallisation Techniques (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、薄膜トランジスタなどの半導体装置
の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device such as a thin film transistor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、液晶表示装置の画素駆動用トラン
ジスタとして、多結晶シリコン膜を能動層として用いた
薄膜トランジスタ（以下、多結晶シリコンＴＦＴ）が採
用されている。このような液晶表示装置では、低コスト
化、高性能化および軽量コンパクト化のために、多結晶
シリコンＴＦＴの高性能化が要求されている。多結晶シ
リコンＴＦＴの高性能化には、基板上の多結晶シリコン
膜をできるだけ単結晶に近づける必要がある。2. Description of the Related Art In recent years, a thin film transistor (hereinafter, referred to as a polycrystalline silicon TFT) using a polycrystalline silicon film as an active layer has been adopted as a pixel driving transistor of a liquid crystal display device. In such a liquid crystal display device, a polycrystalline silicon TFT is required to have high performance for cost reduction, high performance, and light weight and compactness. In order to improve the performance of a polycrystalline silicon TFT, it is necessary to make the polycrystalline silicon film on the substrate as close to a single crystal as possible.
【０００３】そして、従来では、非晶質シリコン膜を電
気炉で加熱することによって、固相成長法により比較的
大きな結晶粒径の多結晶シリコン膜を得る方法が実用化
されている。[0003] Conventionally, a method of heating a noncrystalline silicon film in an electric furnace to obtain a polycrystalline silicon film having a relatively large crystal grain size by a solid phase growth method has been put to practical use.
【０００４】従来の固層成長法では、固相成長の熱処理
温度は６００℃前後で行われ、さらに、その後、結晶欠
陥を除去するため、１０００℃、３０分程度の熱処理が
行われる。固層成長法は、このように高温で長時間の熱
処理が行われるため、高温プロセスと呼ばれており、耐
熱性の高い基板（たとえば、石英基板）が用いられる。In the conventional solid phase growth method, the heat treatment temperature for solid phase growth is about 600 ° C., and thereafter, heat treatment is performed at 1000 ° C. for about 30 minutes to remove crystal defects. The solid-phase growth method is referred to as a high-temperature process because a long-time heat treatment is performed at such a high temperature, and a substrate having high heat resistance (for example, a quartz substrate) is used.
【０００５】このような従来の固層成長法により得られ
る多結晶シリコン膜の結晶粒径は、０．５μｍ程度であ
り、それより大きい結晶を形成するのは困難であった。The crystal grain size of a polycrystalline silicon film obtained by such a conventional solid layer growth method is about 0.5 μm, and it has been difficult to form crystals larger than that.
【０００６】そこで、近年、エキシマレーザアニール
（ＥＬＡ）法を用いて、より大きな結晶粒径を得る技術
が開発されている。このＥＬＡ法は、基板への熱影響を
回避するために、数１００ｎｓｅｃのパルス発振により
短時間で結晶化を行う方法であり、安価なガラス基板を
用いる低温プロセスでの結晶化方法の主流の技術であ
る。また、ＥＬＡ法では、２００ｎｍ前後の短波長のレ
ーザ光を用いるため、非晶質シリコンや多結晶シリコン
への吸収率が高い。これにより、短時間でシリコン膜を
高温に加熱することができる。Therefore, in recent years, a technique for obtaining a larger crystal grain size by using excimer laser annealing (ELA) has been developed. The ELA method is a method of performing crystallization in a short time by pulse oscillation of several hundred nsec in order to avoid a thermal influence on a substrate, and a mainstream technology of a crystallization method in a low-temperature process using an inexpensive glass substrate. It is. In addition, in the ELA method, a laser beam having a short wavelength of about 200 nm is used, so that the absorption rate to amorphous silicon or polycrystalline silicon is high. Thereby, the silicon film can be heated to a high temperature in a short time.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
のエキシマレーザアニール（ＥＬＡ）法では、加熱する
半導体膜の膜厚や膜質により吸収率が大きく影響される
とともに、パルス発振の不安定さに起因してビーム強度
がばらつくので、加熱を均一に行うことが困難であっ
た。このため、素子特性がばらついて歩留まりが低下す
るという問題点があった。つまり、従来のＥＬＡ法で
は、結晶化工程に用いるエネルギ源（エキシマレーザ）
を効率よく使用することが困難であった。However, in the above-described conventional excimer laser annealing (ELA) method, the absorptance is greatly affected by the film thickness and film quality of the semiconductor film to be heated, and the pulse oscillation becomes unstable. Because of the variation in beam intensity, it was difficult to perform uniform heating. For this reason, there has been a problem that the device characteristics vary and the yield decreases. That is, in the conventional ELA method, an energy source (excimer laser) used in the crystallization process is used.
It was difficult to efficiently use.
【０００８】また、従来のＥＬＡ法では、装置コストや
稼働コストが高いという不都合もあった。さらに、従来
のＥＬＡ法では、パルス発振であるため、レーザ光線の
高速走査を行うことが困難である。このため、スループ
ット（生産性）が低いという問題点もあった。In addition, the conventional ELA method has a disadvantage that the equipment cost and the operating cost are high. Furthermore, in the conventional ELA method, it is difficult to perform high-speed scanning of a laser beam because of pulse oscillation. For this reason, there is a problem that the throughput (productivity) is low.
【０００９】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたものであり、この発明の一つの目的は、
結晶化工程に用いるエネルギ源を効率良く使用すること
によって、優れた特性を有する結晶シリコン膜を含む半
導体装置を高い歩留まりで製造することが可能な半導体
装置の製造方法を提供することである。[0009] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and one object of the present invention is to provide:
An object of the present invention is to provide a semiconductor device manufacturing method capable of manufacturing a semiconductor device including a crystalline silicon film having excellent characteristics at a high yield by efficiently using an energy source used in a crystallization step.
【００１０】この発明のもう一つの目的は、上記の半導
体装置の製造方法において、結晶化の際にエネルギ源と
しての光の利用効率を高めることである。Another object of the present invention is to increase the efficiency of using light as an energy source during crystallization in the above-described method for manufacturing a semiconductor device.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】請求項１による半導体装
置の製造方法は、基板上に非晶質半導体膜を形成する工
程と、基板上に吸収膜を形成する工程と、吸収膜に電磁
波を照射することにより吸収膜を発熱させ、その熱を利
用して非晶質半導体膜を結晶化する工程とを備え、電磁
波を照射する工程の前に、基板上に、電磁波が吸収膜の
表面で反射することを抑制する膜を形成する。ここで、
反射することを抑制するとは、反射を緩和することのみ
ならず、反射を完全に防止することも含む広い概念であ
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming an amorphous semiconductor film on a substrate; forming an absorbing film on the substrate; Irradiating the absorption film with irradiation, and using the heat to crystallize the amorphous semiconductor film.Before the step of irradiating the electromagnetic wave, the electromagnetic wave is applied to the surface of the absorption film on the substrate. A film for suppressing reflection is formed. here,
Suppressing reflection is a broad concept that includes not only relaxing reflection but also completely preventing reflection.
【００１２】請求項１では、上記のように、電磁波を照
射する工程の前に、基板上に、電磁波が吸収膜の表面で
反射することを抑制する膜を形成することによって、電
磁波が吸収膜に照射される際に、吸収膜による電磁波の
吸収量を増加させることができる。つまり、結晶化工程
に用いるエネルギ源（電磁波）を効率良く使用すること
ができ、これにより、吸収膜を効率良く加熱することが
できる。その結果、結晶化を容易に行うことができる。
また、電磁波が照射された吸収膜からの熱を利用して結
晶化を行うことによって、結晶化がバラツクことなく均
一に行われる。その結果、良質な結晶シリコン膜を歩留
まりよく形成することが可能となる。In the first aspect, as described above, before the step of irradiating the electromagnetic wave, a film for suppressing the reflection of the electromagnetic wave on the surface of the absorbing film is formed on the substrate, so that the electromagnetic wave can be absorbed by the absorbing film. When irradiated, the amount of electromagnetic waves absorbed by the absorbing film can be increased. That is, the energy source (electromagnetic wave) used in the crystallization step can be used efficiently, and thereby the absorbing film can be efficiently heated. As a result, crystallization can be easily performed.
In addition, by performing crystallization using heat from the absorbing film irradiated with the electromagnetic wave, crystallization is uniformly performed without variation. As a result, a high-quality crystalline silicon film can be formed with high yield.
【００１３】請求項２における半導体装置の製造方法で
は、請求項１の構成において、反射抑制膜は、吸収膜の
反射率がほぼ最小になる膜厚を有する。請求項２では、
このように構成することによって、反射抑制膜の使用材
料に応じて、吸収膜の反射率がほぼ最小になる最適な厚
みを選択して反射抑制膜を形成することができる。これ
により、電磁波が吸収膜に照射される際に、吸収膜によ
る電磁波の吸収量を最大限に増加させることができる。According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the antireflection film has a film thickness that minimizes the reflectance of the absorbing film. In claim 2,
With this configuration, it is possible to form an anti-reflection film by selecting an optimum thickness at which the reflectance of the absorption film is substantially minimized in accordance with the material used for the anti-reflection film. Thereby, when the electromagnetic wave is applied to the absorption film, the absorption amount of the electromagnetic wave by the absorption film can be maximized.
【００１４】請求項３における半導体装置の製造方法で
は、請求項１または２の構成において、反射抑制膜を形
成する工程は、非晶質半導体膜の活性領域となる部分に
対応する反射抑制膜の第１部分を、吸収膜の反射率が低
くなるような厚みで形成するとともに、非晶質半導体膜
の存在しない部分および非晶質半導体膜の活性領域とな
らない部分に対応する反射抑制膜の第２部分を、反射抑
制膜の第１部分よりも吸収膜の反射率が高くなるような
厚みで形成する工程を含む。請求項３では、このように
構成することにより、非晶質半導体膜の存在しない第２
部分（たとえば、画素部の開口部）では、反射率が高く
なるので、電磁波が反射されやすくなる。これにより、
電磁波が画素部の開口部に照射された場合に、画素部の
開口部に位置するガラス基板に熱が伝わるのを低減する
ことができる。その結果、電磁波の照射に起因して画素
部の開口部に位置するガラス基板の表面が荒れるのを有
効に防止することができる。According to a third aspect of the present invention, in the method of the first or second aspect, the step of forming the anti-reflection film includes the step of forming the anti-reflection film corresponding to the active region of the amorphous semiconductor film. The first portion is formed so as to have a thickness such that the reflectance of the absorbing film is low, and the first portion of the anti-reflection film corresponding to a portion where the amorphous semiconductor film does not exist and a portion which does not become an active region of the amorphous semiconductor film. The method includes a step of forming the two portions with a thickness such that the reflectance of the absorbing film is higher than that of the first portion of the antireflection film. According to the third aspect of the present invention, the second configuration in which the amorphous semiconductor film does not exist can be provided.
In a portion (for example, the opening of the pixel portion), the reflectance is high, so that the electromagnetic wave is easily reflected. This allows
When an electromagnetic wave is applied to the opening of the pixel portion, heat can be prevented from being transmitted to the glass substrate located at the opening of the pixel portion. As a result, it is possible to effectively prevent the surface of the glass substrate located at the opening of the pixel portion from being roughened due to the irradiation of the electromagnetic wave.
【００１５】請求項４における半導体装置の製造方法で
は、請求項１〜３のいずれかの構成において、反射抑制
膜を形成する工程は、非晶質半導体膜の活性領域となる
部分に対応する部分のみに反射抑制膜を形成する工程を
含む。請求項４では、このように構成することにより、
非晶質半導体膜の存在しない第２部分（たとえば、画素
部の開口部）では、反射抑制膜が形成されない。それに
より、その画素部の開口部では吸収膜の反射率が高くな
るので、画素部の開口部で電磁波が反射されやすくな
る。これにより、電磁波が画素部の開口部に照射された
場合に、画素部の開口部に位置するガラス基板に熱が伝
わるのを低減することができる。その結果、電磁波の照
射に起因して画素部の開口部に位置するガラス基板の表
面が荒れるのを有効に防止することができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to third aspects, the step of forming the antireflection film includes the step of forming a portion corresponding to an active region of the amorphous semiconductor film. Only the step of forming a reflection suppressing film is included. According to the fourth aspect, by having such a configuration,
In the second portion where the amorphous semiconductor film does not exist (for example, the opening of the pixel portion), the reflection suppressing film is not formed. Accordingly, the reflectance of the absorbing film is increased in the opening of the pixel portion, so that the electromagnetic wave is easily reflected in the opening of the pixel portion. Accordingly, when the electromagnetic wave is applied to the opening of the pixel portion, it is possible to reduce heat transfer to the glass substrate located at the opening of the pixel portion. As a result, it is possible to effectively prevent the surface of the glass substrate located at the opening of the pixel portion from being roughened due to the irradiation of the electromagnetic wave.
【００１６】請求項５における半導体装置の製造方法で
は、請求項１〜４のいずれかの構成において、電磁波
は、連続発振型レーザ光を含む。請求項５では、このよ
うに電磁波として連続発振型レーザー光を用いることに
よって、ＥＬＡ法で用いるパルスレーザーと異なり、レ
ーザー光線の高速走査を行うことができるので、大きな
面積を均一で、かつ、短時間で処理することができる。
これにより、生産性（スループット）を向上させること
ができる。また、連続発振型レーザーは、パルスレーザ
ーに比べて稼働コストが安価であるので、製造コストを
低減することができる。さらに、連続発振型レーザー
は、ＥＬＡ法で用いるパルスレーザーのようにビーム強
度がバラツクことがないので、加熱を均一に行うことが
できる。According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to fourth aspects, the electromagnetic wave includes continuous wave laser light. According to the fifth aspect, by using a continuous wave laser beam as an electromagnetic wave, unlike a pulse laser used in the ELA method, high-speed scanning of a laser beam can be performed. Can be processed.
Thereby, productivity (throughput) can be improved. In addition, since the continuous oscillation type laser has a lower operating cost than the pulse laser, the manufacturing cost can be reduced. Further, since the continuous wave laser does not vary in beam intensity unlike the pulse laser used in the ELA method, heating can be performed uniformly.
【００１７】請求項６における半導体装置の製造方法で
は、請求項１〜５のいずれかの構成において、反射抑制
膜を形成する工程は、吸収膜の上に反射抑制膜を形成す
る工程を含み、電磁波を照射する工程は、基板の上方か
ら反射抑制膜を介して吸収膜に電磁波を照射する工程を
含む。請求項６では、このように、吸収膜上に反射抑制
膜が位置する場合は、上方から反射抑制膜を介して吸収
膜に電磁波を照射することによって、容易に吸収膜によ
る電磁波の吸収量を増加させることができる。According to a sixth aspect of the present invention, in the method of any one of the first to fifth aspects, the step of forming the reflection suppressing film includes a step of forming the reflection suppressing film on the absorbing film. The step of irradiating the electromagnetic wave includes a step of irradiating the absorption film with electromagnetic waves from above the substrate via the reflection suppressing film. According to the sixth aspect, when the antireflection film is located on the absorption film as described above, the amount of electromagnetic waves absorbed by the absorption film can be easily reduced by irradiating the absorption film with electromagnetic waves from above through the antireflection film. Can be increased.
【００１８】請求項７における半導体装置の製造方法で
は、請求項１〜５のいずれかの構成において、反射抑制
膜を形成する工程は、吸収膜の下に反射抑制膜を形成す
る工程を含み、電磁波を照射する工程は、基板の下方か
ら反射抑制膜を介して吸収膜に電磁波を照射する工程を
含む。請求項７では、このように、吸収膜下に反射抑制
膜が位置する場合は、下方から反射抑制膜を介して吸収
膜に電磁波を照射することによって、容易に吸収膜によ
る電磁波の吸収量を増加させることができる。According to a seventh aspect of the present invention, in the semiconductor device manufacturing method according to any one of the first to fifth aspects, the step of forming the reflection suppressing film includes a step of forming a reflection suppressing film below the absorbing film. The step of irradiating the electromagnetic wave includes a step of irradiating the absorption film with electromagnetic waves from below the substrate via the reflection suppressing film. According to the seventh aspect, when the antireflection film is located under the absorbing film, the electromagnetic wave is radiated to the absorbing film from below through the antireflection film, so that the absorption amount of the electromagnetic wave by the absorbing film can be easily reduced. Can be increased.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２０】（第１実施形態）図１〜図４、図６、図８
〜図１０は、本発明の第１実施形態による半導体装置の
製造プロセスを説明するための断面図である。また、図
５は、第１実施形態の製造プロセスで用いる吸収膜の反
射率と反射防止膜の膜厚との関係を示した相関図であ
る。図７は、図６の断面図に対応した平面図である。(First Embodiment) FIGS. 1-4, 6, and 8
FIG. 10 to FIG. 10 are sectional views for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5 is a correlation diagram showing the relationship between the reflectance of the absorption film used in the manufacturing process of the first embodiment and the thickness of the antireflection film. FIG. 7 is a plan view corresponding to the cross-sectional view of FIG.
【００２１】以下、図１〜図１０を参照して、第１実施
形態のトップゲート型ＴＦＴの製造プロセスについて説
明する。Hereinafter, a manufacturing process of the top gate type TFT according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
【００２２】まず、無アルカリガラスからなるガラス基
板１上に、ＳｉＯ2、ＳｉＮｘ、ＳｉＯＮなどからなる
バリア層２を形成する。このバリア層２は、ガラス基板
１から後に形成する非晶質シリコン膜への不純物の拡散
を防止するために形成される。このバリア層２上に、プ
ラズマＣＶＤ法または減圧ＣＶＤ法などを用いて、非晶
質シリコン膜３を約５０ｎｍの厚みで形成する。プラズ
マＣＶＤ法を用いる場合は、非晶質シリコン膜３を形成
した後に、４５０℃で１時間程度の脱水素処理を行う。First, a barrier layer 2 made of SiO 2 , SiNx, SiON or the like is formed on a glass substrate 1 made of non-alkali glass. The barrier layer 2 is formed to prevent diffusion of impurities from the glass substrate 1 to an amorphous silicon film to be formed later. An amorphous silicon film 3 having a thickness of about 50 nm is formed on the barrier layer 2 by using a plasma CVD method or a low pressure CVD method. When the plasma CVD method is used, after the amorphous silicon film 3 is formed, a dehydrogenation treatment is performed at 450 ° C. for about 1 hour.
【００２３】次に、図２に示すように、非晶質シリコン
膜３をＴＦＴの活性領域の形状にパターンニングするこ
とによって島状化する。Next, as shown in FIG. 2, the amorphous silicon film 3 is formed into an island shape by patterning it into the shape of the active region of the TFT.
【００２４】次に、図３に示すように、島状化された非
晶質シリコン膜３を覆うように、プラズマＣＶＤ法また
は減圧ＣＶＤ法などを用いて、ＳｉＯ2膜からなるゲー
ト絶縁膜４を約１００ｎｍの厚みで形成する。この後、
非晶質シリコン膜３にボロンやリンなどをイオン注入す
ることによってチャネルドープを行う。Next, as shown in FIG. 3, a gate insulating film 4 made of an SiO 2 film is formed so as to cover the island-shaped amorphous silicon film 3 by using a plasma CVD method or a low pressure CVD method. Is formed with a thickness of about 100 nm. After this,
Channel doping is performed by ion-implanting boron or phosphorus into the amorphous silicon film 3.
【００２５】次に、図４に示すように、スパッタ法など
を用いて、ゲート絶縁膜４上にＭｏからなる吸収膜５を
約２００ｎｍの膜厚で形成する。この吸収膜５は後の工
程でゲート電極として加工される。プラズマＣＶＤ法ま
たは減圧ＣＶＤ法などを用いて、吸収膜５上に、非晶質
シリコン膜からなる反射防止膜６を約６０ｎｍの厚みで
形成する。この反射防止膜６が本発明の「反射すること
を抑制する膜」または「反射抑制膜」に相当する。Next, as shown in FIG. 4, an absorption film 5 made of Mo is formed on the gate insulating film 4 to a thickness of about 200 nm by using a sputtering method or the like. This absorbing film 5 is processed as a gate electrode in a later step. An anti-reflection film 6 made of an amorphous silicon film is formed on the absorption film 5 to a thickness of about 60 nm by using a plasma CVD method or a low pressure CVD method. This antireflection film 6 corresponds to the “film that suppresses reflection” or the “reflection suppression film” of the present invention.
【００２６】ここで、第１実施形態では、上記したよう
に、吸収膜５上に反射防止膜６を形成する。その反射防
止膜の膜厚と吸収膜の反射率との関係が図５に示され
る。すなわち、図５には、反射防止膜として、酸化シリ
コン膜（ＳｉＯ2、ｎ＝１．４６）、酸窒化シリコン膜
（ＳｉＯＮ、ｎ＝１．７）、窒化シリコン膜（Ｓｉ
3Ｎ4、ｎ＝１．９３）、非晶質シリコン膜（α−Ｓｉ、
ｎ＝３．５）が使用された場合の反射防止膜の膜厚と吸
収膜の反射率との関係が示されている。また、入射光と
しては、連続発振型ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ Ａｌｍｉ
ｎｕｍ Ｇａｒｎｅｔ）レーザ（λ＝１０６４ｎｍ）を
用いた場合について示している。また、吸収膜としてＭ
ｏ（融点Ｍｐ＝２６４０℃、屈折率ｎ＝５．０、吸光係
数ｋ＝−６．０）を用いた場合の反射防止膜の膜厚と吸
収膜の反射率との関係が示されている。Here, in the first embodiment, the antireflection film 6 is formed on the absorption film 5 as described above. FIG. 5 shows the relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorption film. That is, FIG. 5 shows a silicon oxide film (SiO 2 , n = 1.46), a silicon oxynitride film (SiON, n = 1.7), and a silicon nitride film (Si
3 N 4 , n = 1.93), amorphous silicon film (α-Si,
The relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorption film when n = 3.5) is used is shown. The incident light is a continuous wave YAG (Yttrium Aluminum).
The case where a num Garnet laser (λ = 1064 nm) is used is shown. In addition, M
The relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorbing film when using o (melting point Mp = 2640 ° C., refractive index n = 5.0, extinction coefficient k = −6.0) is shown. .
【００２７】図５を参照して、吸収膜（Ｍｏ膜）上に反
射防止膜を形成しない場合は、反射率が７０％もあるこ
とがわかる。これは、実際に結晶化に利用されているエ
ネルギーは３０％しかないことを意味する。また、反射
防止膜として用いる材料は、屈折率（ｎ）の大きいもの
ほど吸収膜の反射率を下げることが可能となる。たとえ
ば、非晶質シリコン膜（ｎ＝３．５）を反射防止膜とし
て用いた場合には、図５から明らかなように、膜厚約６
０ｎｍ付近で、ほぼ０％の反射率を得ることができる。
これは、Ｍｏからなる吸収膜上に非晶質シリコン膜から
なる反射防止膜を約６０ｎｍの膜厚で形成すれば、連続
発振ＹＡＧレーザ光を吸収膜がほぼ１００％吸収できる
ことを意味している。本実施形態では、このような点を
考慮して、Ｍｏからなる吸収膜５上に非晶質シリコン膜
からなる反射防止膜６を約６０ｎｍの膜厚で形成してい
る。Referring to FIG. 5, it can be seen that the reflectance is as high as 70% when the antireflection film is not formed on the absorption film (Mo film). This means that only 30% of the energy is actually used for crystallization. Further, as for the material used as the antireflection film, the larger the refractive index (n), the lower the reflectance of the absorption film can be. For example, when an amorphous silicon film (n = 3.5) is used as an anti-reflection film, as apparent from FIG.
Near 0 nm, a reflectance of almost 0% can be obtained.
This means that if an anti-reflection film made of an amorphous silicon film is formed to a thickness of about 60 nm on an absorption film made of Mo, the absorption film can absorb almost 100% of the continuous wave YAG laser light. . In the present embodiment, in consideration of such a point, the antireflection film 6 made of an amorphous silicon film is formed on the absorbing film 5 made of Mo with a thickness of about 60 nm.
【００２８】図４に示した工程の後、図６に示すよう
に、非晶質シリコン膜からなる反射防止膜６を、活性領
域の形状に島状化された非晶質シリコン膜３に対応する
部分のみが残るようにパターンニングする。これによ
り、反射防止膜６が存在するところでは吸収膜５によっ
て光がほとんど吸収されて温度が上昇するのに対して、
反射防止膜６が存在しないところの吸収膜５は、光は３
０％のみ吸収されるため温度上昇が小さい。これによ
り、図７に示されるような反射防止膜６が存在しない画
素部の開口部でのガラス基板１の表面の荒れを減少させ
ることが可能となる。After the step shown in FIG. 4, as shown in FIG. 6, the antireflection film 6 made of an amorphous silicon film is applied to the amorphous silicon film 3 having an active region. Patterning is performed so that only the part to be left remains. Thus, where the antireflection film 6 is present, the light is almost absorbed by the absorption film 5 and the temperature rises.
The absorption film 5 where the anti-reflection film 6 does not exist has a light of 3
Since only 0% is absorbed, the temperature rise is small. This makes it possible to reduce the roughness of the surface of the glass substrate 1 at the opening of the pixel portion where the antireflection film 6 does not exist as shown in FIG.
【００２９】上記のように反射防止膜６をパターンニン
グした後、連続発振型ＹＡＧレーザ光を、ガラス基板１
の上面側から吸収膜５に向かって照射する。これによ
り、吸収膜５が発熱し、その熱を利用して非晶質シリコ
ン膜３が結晶化されて結晶シリコン膜３ａが形成され
る。この際、非晶質シリコン膜３内にチャネルドープさ
れた不純物も活性化される。さらに、ゲート絶縁膜４を
形成した状態での加熱および結晶化であるため、ゲート
絶縁膜４の緻密化および高品位化ならびにゲート絶縁膜
／活性層界面の整合性の改善などの効果も期待すること
ができる。After patterning the antireflection film 6 as described above, a continuous wave YAG laser beam is applied to the glass substrate 1.
Is irradiated toward the absorption film 5 from the upper surface side. As a result, the absorption film 5 generates heat, and the heat is used to crystallize the amorphous silicon film 3 to form the crystalline silicon film 3a. At this time, the channel-doped impurities in the amorphous silicon film 3 are also activated. Further, since the heating and crystallization are performed in a state where the gate insulating film 4 is formed, effects such as the densification and high quality of the gate insulating film 4 and the improvement of the consistency of the interface between the gate insulating film and the active layer are expected. be able to.
【００３０】この後、反射防止膜６を除去する。そし
て、吸収膜５をパターンニングすることによって、図８
に示されるようなゲート電極５ａを形成する。このよう
に吸収膜５をゲート電極５ａとして加工することによっ
て、吸収膜５を除去して新たにゲート電極５ａを形成す
る場合に比べて、製造プロセスを簡略化することができ
る。この後、ゲート電極５ａをマスクとして結晶シリコ
ン膜３ａにボロンまたはリンなどの不純物をイオン注入
することによって、ソース／ドレイン領域７を形成す
る。After that, the antireflection film 6 is removed. Then, by patterning the absorbing film 5, FIG.
A gate electrode 5a as shown in FIG. By processing the absorbing film 5 as the gate electrode 5a in this manner, the manufacturing process can be simplified as compared with a case where the absorbing film 5 is removed and a new gate electrode 5a is formed. Thereafter, the source / drain regions 7 are formed by ion-implanting impurities such as boron or phosphorus into the crystalline silicon film 3a using the gate electrode 5a as a mask.
【００３１】次に、図９に示すように、全面を覆うよう
に層間絶縁膜８を形成する。Next, as shown in FIG. 9, an interlayer insulating film 8 is formed so as to cover the entire surface.
【００３２】この後、図１０に示すように、層間絶縁膜
８にコンタクトホールを形成する。コンタクトホールを
埋め込むように金属膜を形成した後パターンニングする
ことによって、ソース電極９およびドレイン電極１０を
形成する。そして、ソース電極９およびドレイン電極１
０を覆うように、層間絶縁膜（平坦化膜）１１を形成す
る。平坦化膜１１上に、ＩＴＯ膜などの画素電極（透明
電極）１２を形成する。この透明電極１２は、コンタク
トホールを介して、画素部のＴＦＴのソース電極９に電
気的に接続されている。この後、透明電極１２のパター
ンニングを行う。Thereafter, as shown in FIG. 10, a contact hole is formed in the interlayer insulating film 8. A source electrode 9 and a drain electrode 10 are formed by patterning after forming a metal film so as to fill the contact hole. Then, the source electrode 9 and the drain electrode 1
Then, an interlayer insulating film (planarization film) 11 is formed so as to cover 0. A pixel electrode (transparent electrode) 12 such as an ITO film is formed on the flattening film 11. The transparent electrode 12 is electrically connected to the source electrode 9 of the TFT in the pixel section via a contact hole. Thereafter, patterning of the transparent electrode 12 is performed.
【００３３】このようにＬＣＤの片側ＴＦＴ基板を形成
した後、表面に共通電極（図示せず）が形成された透明
絶縁基板（図示せず）を上記の片側ＴＦＴ基板に対向さ
せ、各基板の間に液晶を封入して液晶層を形成すること
により、ＬＣＤの画素部を完成させる。After forming the one-sided TFT substrate of the LCD in this manner, a transparent insulating substrate (not shown) having a common electrode (not shown) formed on the surface thereof is opposed to the one-sided TFT substrate. The pixel portion of the LCD is completed by enclosing the liquid crystal therebetween to form a liquid crystal layer.
【００３４】第１実施形態による製造方法では、上記の
ように、吸収膜５上に反射防止膜６を設けることによっ
て、連続発振型ＹＡＧレーザが吸収膜５に照射される際
に、吸収膜５によるＹＡＧレーザの吸収量を増加させる
ことができる。これにより、吸収膜５を効率よく加熱す
ることができ、その結果、結晶化を容易に行うことがで
きる。また、連続発振ＹＡＧレーザが照射された吸収膜
５からの熱を利用して結晶化を行うことによって、結晶
化がばらつくことなく均一に行われる。その結果、良質
な結晶シリコン膜３ａを歩留まりよく形成することが可
能となる。In the manufacturing method according to the first embodiment, as described above, by providing the antireflection film 6 on the absorption film 5, when the continuous oscillation type YAG laser is irradiated on the absorption film 5, the absorption film 5 is formed. Can increase the absorption amount of the YAG laser. Thereby, the absorbing film 5 can be efficiently heated, and as a result, crystallization can be easily performed. In addition, by performing crystallization using heat from the absorption film 5 irradiated with the continuous wave YAG laser, crystallization is performed uniformly without variation. As a result, a high-quality crystalline silicon film 3a can be formed with high yield.
【００３５】また、吸収膜５の反射率がほぼ０％になる
最適な非晶質シリコン膜６の厚みを選択することによっ
て、連続発振型ＹＡＧレーザが吸収膜５に照射される際
に、吸収膜５によるＹＡＧレーザの吸収量を最大限に増
加させることができる。Further, by selecting the optimum thickness of the amorphous silicon film 6 at which the reflectance of the absorption film 5 becomes almost 0%, the absorption of the continuous oscillation type YAG laser when the absorption film 5 is irradiated with the continuous oscillation type YAG laser. The absorption amount of the YAG laser by the film 5 can be maximized.
【００３６】また、第１実施形態では、連続発振型ＹＡ
Ｇレーザを用いることによって、ＥＬＡ法で用いるパル
スレーザと異なり、レーザ光線の高速走査を行うことが
できるので、大きな面積を均一で、かつ、短時間で処理
することができる。これにより、生産性（スループッ
ト）を向上させることができる。また、連続発振型ＹＡ
Ｇレーザは、パルスレーザに比べて作動コストが安価で
あるので、製造コストを低減することができる。さら
に、連続発振型ＹＡＧレーザは、ＥＬＡ法で用いるパル
スレーザのようにビーム強度がばらつくことがないの
で、加熱を均一に行うことができる。In the first embodiment, the continuous oscillation type YA
By using a G laser, unlike a pulse laser used in the ELA method, high-speed scanning of a laser beam can be performed, so that a large area can be processed uniformly and in a short time. Thereby, productivity (throughput) can be improved. In addition, continuous oscillation type YA
Since the operation cost of the G laser is lower than that of the pulse laser, the manufacturing cost can be reduced. Further, the continuous wave YAG laser does not vary in beam intensity unlike the pulse laser used in the ELA method, so that the heating can be performed uniformly.
【００３７】（第２実施形態）図１１、図１３〜図１６
は、本発明の第２実施形態による半導体装置の製造プロ
セスを説明するための断面図である。また、図１２は、
本発明の第２実施形態で用いる吸収膜の反射率と反射防
止膜の膜厚との関係を示した相関図である。以下、図１
１〜図１６を参照して、第２実施形態の製造プロセスに
ついて説明する。(Second Embodiment) FIGS. 11, 13 to 16
FIG. 9 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. Also, FIG.
FIG. 9 is a correlation diagram showing a relationship between the reflectance of the absorption film used in the second embodiment of the present invention and the thickness of the antireflection film. Hereinafter, FIG.
The manufacturing process of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
【００３８】この第２実施形態では、上記した第１実施
形態と異なり、ボトムゲート型のＴＦＴの製造プロセス
について説明する。まず、図１１に示すように、無アル
カリガラスなどからなるガラス基板２１上にバリア層２
２を形成する。そのバリア層２２は、ガラス基板２１上
に形成された２７５ｎｍの厚みを有するＳｉ3Ｎ4膜と、
そのＳｉ3Ｎ4膜上に形成された３６５ｎｍの厚みを有す
るＳｉＯ2膜とからなる。 そのバリア層２２上に、約
６０ｎｍの膜厚を有するリンやボロンなどがドープされ
たドープト非晶質シリコン膜からなる反射防止膜２３を
形成する。反射防止膜２３上に、約１００ｎｍの膜厚を
有するＭｏからなる吸収膜２４を形成する。In the second embodiment, unlike the first embodiment, a process for manufacturing a bottom gate type TFT will be described. First, as shown in FIG. 11, a barrier layer 2 is formed on a glass substrate 21 made of non-alkali glass or the like.
Form 2 The barrier layer 22 has a 275 nm-thickness Si 3 N 4 film formed on the glass substrate 21,
And a SiO 2 film having a thickness of 365 nm formed on the Si 3 N 4 film. On the barrier layer 22, an antireflection film 23 having a thickness of about 60 nm and made of a doped amorphous silicon film doped with phosphorus, boron, or the like is formed. On the antireflection film 23, an absorption film 24 made of Mo having a thickness of about 100 nm is formed.
【００３９】ここで、この第２実施形態では、図１２に
示すように、非晶質シリコン膜（α−Ｓｉ）からなる反
射防止膜２３の膜厚が約６０ｎｍの時に吸収膜２４の反
射率がほぼ０％になるので、反射防止膜２３を構成する
非晶質シリコン膜の膜厚は約６０ｎｍに設定している。In the second embodiment, as shown in FIG. 12, when the thickness of the antireflection film 23 made of an amorphous silicon film (α-Si) is about 60 nm, the reflectance of the absorption film 24 is about 60 nm. Is approximately 0%, the thickness of the amorphous silicon film forming the antireflection film 23 is set to about 60 nm.
【００４０】なお、図１２には、反射防止膜として、酸
窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ、ｎ＝１．７）、窒化シリコ
ン膜（Ｓｉ3Ｎ4、ｎ＝１．９３）、非晶質シリコン膜
（α−Ｓｉ、ｎ＝３．５）が使用された場合の反射防止
膜の膜厚と吸収膜の反射率との関係が示されている。ま
た、入射光としては、連続発振型ＹＡＧレーザ（λ＝１
０６４ｎｍ）を用いた場合である。また、吸収膜として
Ｍｏ（屈折率ｎ＝５．０、吸光係数ｋ＝−６．０）を用
いた場合の反射防止膜の膜厚と吸収膜の反射率との関係
が示されている。また、バリア層として、ガラス基板上
に形成された２７５ｎｍ（λ／２ｎ）の厚みを有するＳ
ｉ3Ｎ4膜と、そのＳｉ3Ｎ4膜上に形成された３６５ｎｍ
（λ／２ｎ）の厚みを有するＳｉＯ2膜とからなるもの
を用いた場合の反射防止膜の膜厚と吸収膜の反射率との
関係が示されている。この場合のλ／２ｎの厚みは、そ
の膜（バリア層）が、光の影響を受けないことを示して
いる。つまり、バリア層によって、レーザ光は増幅・減
衰されないことを意味する。FIG. 12 shows a silicon oxynitride film (SiON, n = 1.7), a silicon nitride film (Si 3 N 4 , n = 1.93), an amorphous silicon film as an antireflection film. The relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorption film when (α-Si, n = 3.5) is used is shown. As the incident light, a continuous wave YAG laser (λ = 1
064 nm). In addition, the relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorbing film when Mo (refractive index n = 5.0, extinction coefficient k = -6.0) is used as the absorbing film is shown. In addition, as a barrier layer, S having a thickness of 275 nm (λ / 2n) formed on a glass substrate is used.
i 3 N 4 film and 365 nm formed on the Si 3 N 4 film
The relationship between the thickness of the antireflection film and the reflectance of the absorption film when a film made of a SiO 2 film having a thickness of (λ / 2n) is used is shown. The thickness of λ / 2n in this case indicates that the film (barrier layer) is not affected by light. That is, the laser light is not amplified or attenuated by the barrier layer.
【００４１】次に、図１３に示すように、フォトリソグ
ラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、吸収膜
２４と反射防止膜２３とを所定の形状にパターンニング
する。このパターンニングされた吸収膜２４は、後にゲ
ート電極となる。このように吸収膜２４をゲート電極と
して流用することによって、吸収膜２４を除去して新た
にゲート電極を形成する場合に比べて、製造プロセスを
簡略化することができる。この後、全面を覆うようにシ
リコン酸化膜からなるゲート絶縁膜２５を形成する。ゲ
ート絶縁膜２５上に非晶質シリコン膜２６を約５０ｎｍ
の厚みで形成する。そして、ガラス基板２１の上方から
非晶質シリコン膜２６にボロンやリンなどの不純物をイ
オン注入することによってチャネルドープを行う。Next, as shown in FIG. 13, the absorption film 24 and the antireflection film 23 are patterned into a predetermined shape by using a photolithography technique and a dry etching technique. The patterned absorption film 24 will later become a gate electrode. By diverting the absorbing film 24 as a gate electrode in this way, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the absorbing film 24 is removed and a new gate electrode is formed. Thereafter, a gate insulating film 25 made of a silicon oxide film is formed so as to cover the entire surface. An amorphous silicon film 26 is formed on the gate insulating film 25 by about 50 nm.
Formed with a thickness of Then, channel doping is performed by ion-implanting impurities such as boron and phosphorus into the amorphous silicon film 26 from above the glass substrate 21.
【００４２】この後、ガラス基板２１の下面側から、反
射防止膜２３を介して吸収膜２４に、連続発振型ＹＡＧ
レーザ光を照射する。これにより、吸収膜２４を発熱さ
せて、その熱を利用して非晶質シリコン膜２６の結晶化
を行う。なお、この非晶質シリコン膜２６の結晶化は、
パターンニングされた吸収膜２４が存在する部分に対応
する部分（活性領域のチャネル領域部分）のみ行われ
る。Thereafter, a continuous oscillation type YAG is applied to the absorption film 24 from the lower surface side of the glass substrate 21 via the antireflection film 23.
Irradiate laser light. This causes the absorption film 24 to generate heat, and the heat is used to crystallize the amorphous silicon film 26. The crystallization of the amorphous silicon film 26 is performed as follows.
Only the portion corresponding to the portion where the patterned absorption film 24 exists (the channel region portion of the active region) is performed.
【００４３】次に、図１４に示すように、ソース／ドレ
イン領域となる領域以外の領域を覆うようにレジスト２
８を形成した後、そのレジスト２８をマスクとしてボロ
ンなどをイオン注入することによって、ソース／ドレイ
ン領域２７を形成する。この後、レジスト２８を除去す
る。Next, as shown in FIG. 14, a resist 2 is formed so as to cover a region other than a region to be a source / drain region.
After the formation of 8, the source / drain regions 27 are formed by ion-implanting boron or the like using the resist 28 as a mask. After that, the resist 28 is removed.
【００４４】次に、図１５に示すように、ソース／ドレ
イン領域２７を含む活性領域のみを残すように非晶質シ
リコン膜２６をパターンニングすることによって、活性
領域２６ａを形成する。そして、パターンニングされた
活性領域２６ａを覆うように層間絶縁膜２９を形成す
る。Next, as shown in FIG. 15, an active region 26a is formed by patterning the amorphous silicon film 26 so as to leave only the active region including the source / drain regions 27. Then, an interlayer insulating film 29 is formed so as to cover the patterned active region 26a.
【００４５】次に、図１６に示すように、層間絶縁膜２
９にコンタクトホールを形成する。そのコンタクトホー
ルを覆うように金属膜を形成した後、パターンニングす
ることによってソース電極３０およびドレイン電極３１
を形成する。そして、ＩＴＯ膜などからなる画素電極
（透明電極）３２を形成する。この透明電極３２の一端
はソース電極３０に接続されている。Next, as shown in FIG.
9, a contact hole is formed. After forming a metal film so as to cover the contact hole, the source electrode 30 and the drain electrode 31 are patterned by patterning.
To form Then, a pixel electrode (transparent electrode) 32 made of an ITO film or the like is formed. One end of the transparent electrode 32 is connected to the source electrode 30.
【００４６】このようにして、ボトムゲート型のＴＦＴ
を含むＬＣＤの片側ＴＦＴ基板が形成される。この後、
表面に共通電極（図示せず）が形成された透明絶縁基板
（図示せず）をガラス基板２１に対向させ、各基板の間
に液晶を封入して液晶層を形成することにより、ＬＣＤ
の画素部を完成させる。As described above, the bottom gate type TFT
Is formed on one side of the LCD. After this,
A transparent insulating substrate (not shown) having a common electrode (not shown) formed on the surface thereof is opposed to the glass substrate 21, and liquid crystal is sealed between the substrates to form a liquid crystal layer.
Is completed.
【００４７】第２実施形態では、上記のように、吸収膜
２４下に約６０ｎｍの厚みの非晶質シリコン膜からなる
反射防止膜２３を設けるとともに、ガラス基板２１の下
方から反射防止膜２３を介して吸収膜２４に連続発振型
ＹＡＧレーザを照射することによって、吸収膜２４の反
射率をほぼ０％にすることができる。これにより、吸収
膜２４によるＹＡＧレーザ光の吸収量を最大限に増加さ
せることができる。その結果、結晶化を容易に行うこと
ができる。In the second embodiment, as described above, the antireflection film 23 made of an amorphous silicon film having a thickness of about 60 nm is provided below the absorption film 24, and the antireflection film 23 is formed from below the glass substrate 21. By irradiating the continuous wave type YAG laser to the absorption film 24 through this, the reflectance of the absorption film 24 can be reduced to almost 0%. Thus, the absorption amount of the YAG laser light by the absorption film 24 can be maximized. As a result, crystallization can be easily performed.
【００４８】また、第２実施形態では、反射防止膜２３
および吸収膜２４を、非晶質シリコン膜２６の活性領域
（チャネル領域）となる部分に対応する部分のみに形成
することによって、画素電極３２の開口部ではＹＡＧレ
ーザ光が吸収されないので、画素部の開口部におけるガ
ラス基板２１の表面に熱が伝わるのを防止することがで
きる。これにより、ガラス基板２１の表面が荒れるのを
有効に防止することができる。In the second embodiment, the anti-reflection film 23 is used.
By forming the absorption film 24 only in the portion corresponding to the active region (channel region) of the amorphous silicon film 26, the opening of the pixel electrode 32 does not absorb the YAG laser light. It is possible to prevent heat from being transmitted to the surface of the glass substrate 21 in the opening. Thereby, it is possible to effectively prevent the surface of the glass substrate 21 from being roughened.
【００４９】なお、今回開示された実施形態は、すべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明
ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請
求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が
含まれる。It should be noted that the embodiment disclosed this time is an example in all respects and is not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description of the embodiments, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
【００５０】たとえば、上記第１実施形態では、吸収膜
としてＭｏを用いたが、他の材料からなる吸収膜を用い
てもよい。この場合、吸収膜は、シリコンの融点（１４
１０℃）よりも融点の高い材料であることが好ましい。
それは、シリコンの結晶化の際に、シリコンの表面は融
点近くまで上がるので、加熱源としての吸収膜はそれよ
りも高い温度に加熱する必要がある。そのため、吸収膜
はシリコンよりも高い融点を有することが好ましい。そ
れらの金属の例としては、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｗ、Ｔ
ａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｔｈ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｒｈなどがある。
なお、吸収膜は、光を吸収できる材料であれば金属膜以
外の材料により形成してもよい。たとえば、１μｍ程度
の厚みを有するシリコン膜であれば、透過光は２０％以
下になるので、吸収膜として使用可能である。ただし、
吸収膜として金属膜を用いれば、その吸収膜をゲート電
極として流用できるとともに、ＹＡＧレーザ付近の波長
での吸収が大きいため、１００ｎｍ程度の膜厚でほぼ１
００％の光を吸収することができるという利点がある。For example, in the first embodiment, Mo is used as the absorbing film, but an absorbing film made of another material may be used. In this case, the absorption film has a melting point of silicon (14).
(10 ° C.).
Since the surface of silicon rises to near the melting point during crystallization of silicon, the absorption film as a heating source needs to be heated to a higher temperature. Therefore, the absorbing film preferably has a higher melting point than silicon. Examples of such metals include Ir, Cr, Co, W, T
a, Ti, Fe, Th, Ni, Pt, Rh and the like.
Note that the absorbing film may be formed of a material other than the metal film as long as the material can absorb light. For example, a silicon film having a thickness of about 1 μm can be used as an absorption film because the transmitted light is 20% or less. However,
If a metal film is used as the absorption film, the absorption film can be used as a gate electrode, and the absorption at a wavelength near the YAG laser is large.
There is an advantage that it can absorb 00% of light.
【００５１】なお、吸収膜としてＦｅやＮｉ（融点Ｍｐ
＝１４５０〜１５３０℃、ｎ＝３．５、ｋ＝−５．０）
を用いた場合の、反射防止膜の膜厚と吸収膜の反射率と
の関係が図１７に示される。図１７に示すように、吸収
膜としてＦｅやＮｉを用いる場合には、反射防止膜とし
ての非晶質シリコン膜の膜厚は約５５ｎｍで反射率がほ
ぼ０％になる。このように吸収膜に用いる材料によって
反射率が０％になる反射防止膜の膜厚が変化するので、
吸収膜に用いる材料によって反射防止膜の膜厚を変化さ
せる必要がある。Note that Fe or Ni (melting point Mp)
= 1450-1530 ° C., n = 3.5, k = −5.0)
FIG. 17 shows the relationship between the thickness of the anti-reflection film and the reflectance of the absorption film in the case where is used. As shown in FIG. 17, when Fe or Ni is used as the absorption film, the thickness of the amorphous silicon film as the antireflection film is about 55 nm, and the reflectance is almost 0%. As described above, the thickness of the antireflection film at which the reflectance becomes 0% changes depending on the material used for the absorption film.
It is necessary to change the thickness of the antireflection film depending on the material used for the absorption film.
【００５２】また、上記実施形態では、反射防止膜とし
て非晶質シリコン膜を用いたが、本発明はこれに限ら
ず、図５、図１２および図１７に示した、酸化シリコン
膜、酸窒化シリコン膜または窒化シリコン膜を用いても
よい。これらの物質は、シリコンとのプロセス整合性が
よいという利点がある。なお、これらの材料以外の材料
でも、赤外領域で光を透過する材料であれば他の材料を
用いてもよい。たとえば、Ｇｅなどの半導体膜を用いて
もよい。In the above embodiment, the amorphous silicon film is used as the antireflection film. However, the present invention is not limited to this, and the silicon oxide film, the oxynitride film shown in FIGS. A silicon film or a silicon nitride film may be used. These materials have the advantage of good process compatibility with silicon. In addition, other materials than these materials may be used as long as they transmit light in the infrared region. For example, a semiconductor film such as Ge may be used.
【００５３】また、上記実施形態では、基板として無ア
ルカリガラスなどからなる透明基板を用いたが、本発明
はこれに限らず、プラスチック基板、Ｓｉ基板、金属基
板、石英基板などを用いてもよい。In the above embodiment, a transparent substrate made of non-alkali glass or the like is used as the substrate. However, the present invention is not limited to this, and a plastic substrate, a Si substrate, a metal substrate, a quartz substrate, or the like may be used. .
【００５４】また、上記実施形態では、非晶質シリコン
膜の活性領域（チャネル領域）に対応する部分のみに反
射防止膜を形成したが、本発明はこれに限らず、非晶質
シリコン膜の活性領域以外の部分にも反射防止膜を形成
した状態で結晶化を行うようにしてもよい。In the above embodiment, the anti-reflection film is formed only on the portion corresponding to the active region (channel region) of the amorphous silicon film. However, the present invention is not limited to this. Crystallization may be performed in a state where an antireflection film is formed also on a portion other than the active region.
【００５５】その場合、非晶質シリコン膜の活性領域と
なる部分に対応する反射防止膜の第１部分を、吸収膜の
反射率が低くなるような厚みで形成するとともに、非晶
質シリコン膜の存在しない部分（非晶質シリコン膜の活
性領域とならない部分）に対応する反射防止膜の第２部
分を、反射防止膜の第１部分よりも吸収膜の反射率が高
くなるような厚みで形成するのが好ましい。このように
すれば、非晶質シリコン膜の存在しない第２部分（たと
えば、画素部の開口部）では、吸収膜の反射率が高くな
るので、連続発振型ＹＡＧレーザが反射されやすくな
る。これにより、ＹＡＧレーザが画素部の開口部に照射
された場合に、画素部の開口部に位置するガラス基板に
熱が伝わるのを低減することができる。その結果、ＹＡ
Ｇレーザの照射に起因して画素部の開口部に位置するガ
ラス基板の表面が荒れるのを有効に防止することができ
る。In this case, the first portion of the anti-reflection film corresponding to the portion to be the active region of the amorphous silicon film is formed to have such a thickness that the reflectance of the absorption film becomes low, and the amorphous silicon film is formed. The second portion of the anti-reflection film corresponding to the portion where no is present (the portion that does not become the active region of the amorphous silicon film) has a thickness such that the reflectance of the absorbing film is higher than that of the first portion of the anti-reflection film. Preferably, it is formed. With this configuration, the reflectance of the absorbing film is increased in the second portion where the amorphous silicon film is not present (for example, the opening of the pixel portion), so that the continuous wave YAG laser is easily reflected. Thus, when the YAG laser is applied to the opening of the pixel portion, it is possible to reduce the transmission of heat to the glass substrate located at the opening of the pixel portion. As a result, YA
It is possible to effectively prevent the surface of the glass substrate located at the opening of the pixel portion from being roughened due to the irradiation of the G laser.
【００５６】また、反射防止膜にシリコンを用いる場
合、リンやボロンをドープしたドープトシリコンとノン
ドープトシリコンのどちらでも、反射防止効果を得るこ
とができる。ただし、反射防止膜を残す場合、ドープト
シリコンにすれば、そのドープトシリコンをゲート電極
の一部として用いることにより、ゲート電極を低抵抗化
することができる。When silicon is used for the antireflection film, the antireflection effect can be obtained by using either doped silicon doped with phosphorus or boron or non-doped silicon. However, in the case where the antireflection film is left, if doped silicon is used, the resistance of the gate electrode can be reduced by using the doped silicon as a part of the gate electrode.
【００５７】[0057]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、結晶化
工程に用いるエネルギ源を効率よく使用することによっ
て、優れた特性を有する結晶シリコン膜を含む半導体装
置を高い歩留まりで製造することができる。As described above, according to the present invention, a semiconductor device including a crystalline silicon film having excellent characteristics can be manufactured at a high yield by efficiently using an energy source used in a crystallization step. Can be.
【図１】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 2 is a sectional view for explaining a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図３】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 3 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図４】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 4 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図５】本発明の第１実施形態による吸収膜の反射率と
反射防止膜の膜厚との関係を示した相関図である。FIG. 5 is a correlation diagram showing the relationship between the reflectance of the absorption film and the thickness of the antireflection film according to the first embodiment of the present invention.
【図６】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 6 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図７】図６に示した製造プロセスに対応する平面図で
ある。FIG. 7 is a plan view corresponding to the manufacturing process shown in FIG. 6;
【図８】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 8 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図９】本発明の第１実施形態による半導体装置の製造
プロセスを説明するための断面図である。FIG. 9 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図１０】本発明の第１実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 10 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図１１】本発明の第２実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 11 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図１２】本発明の第２実施形態による吸収膜の反射率
と反射防止膜の膜厚との関係を示した相関図である。FIG. 12 is a correlation diagram showing the relationship between the reflectance of an absorption film and the thickness of an antireflection film according to a second embodiment of the present invention.
【図１３】本発明の第２実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 13 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図１４】本発明の第２実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
【図１５】本発明の第２実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 15 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図１６】本発明の第２実施形態による半導体装置の製
造プロセスを説明するための断面図である。FIG. 16 is a sectional view for explaining the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図１７】本発明の変形例による吸収膜の反射率と反射
防止膜の膜厚との関係を示した相関図である。FIG. 17 is a correlation diagram showing the relationship between the reflectance of an absorption film and the thickness of an antireflection film according to a modification of the present invention.
１、２１ ガラス基板（基板） ２、２２ バリア層 ３、２６ 非晶質シリコン膜（非晶質半導体膜） ５、２４ 吸収膜 ６、２３ 反射防止膜 ３ａ 結晶シリコン膜 ２６ａ 活性領域 1, 21 glass substrate (substrate) 2, 22 barrier layer 3, 26 amorphous silicon film (amorphous semiconductor film) 5, 24 absorption film 6, 23 antireflection film 3a crystalline silicon film 26a active region
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮井 良雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 浜田 弘喜 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5F052 AA02 BB02 CA07 CA10 DA02 DB02 DB03 EA04 EA06 5F110 AA16 BB01 CC02 CC08 DD01 DD02 DD03 DD13 DD14 DD15 EE04 EE08 EE14 EE44 FF02 FF30 FF32 GG02 GG13 GG25 GG32 GG45 GG47 GG52 HJ01 HJ13 NN72 PP03 PP04 PP11 PP27 PP35 PP40 QQ11 QQ12 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Yoshio Miyai 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Co., Ltd. (72) Hiroki Hamada 2-5-2 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka No. 5 F-term in Sanyo Electric Co., Ltd. (reference) HJ13 NN72 PP03 PP04 PP11 PP27 PP35 PP40 QQ11 QQ12
Claims (7)
と、 前記基板上に吸収膜を形成する工程と、 前記吸収膜に電磁波を照射することにより前記吸収膜を
発熱させ、その熱を利用して前記非晶質半導体膜を結晶
化する工程とを備え、 前記電磁波を照射する工程の前に、前記基板上に、前記
電磁波が前記吸収膜の表面で反射することを抑制する膜
を形成する、半導体装置の製造方法。A step of forming an amorphous semiconductor film on a substrate; a step of forming an absorption film on the substrate; and irradiating the absorption film with electromagnetic waves to generate heat in the absorption film. A step of crystallizing the amorphous semiconductor film by using a film, before the step of irradiating the electromagnetic wave, on the substrate, a film for suppressing the reflection of the electromagnetic wave on the surface of the absorption film Forming a semiconductor device.
がほぼ最小になる膜厚を有する、請求項１に記載の半導
体装置の製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the reflection suppressing film has a thickness such that the reflectance of the absorbing film is substantially minimized.
記反射抑制膜の第１部分を、前記吸収膜の反射率が低く
なるような厚みで形成するとともに、 前記非晶質半導体膜の存在しない部分および前記非晶質
半導体膜の活性領域とならない部分に対応する前記反射
抑制膜の第２部分を、前記反射抑制膜の第１部分よりも
前記吸収膜の反射率が高くなるような厚みで形成する工
程を含む、請求項１または２に記載の半導体装置の製造
方法。3. The step of forming the antireflection film, the first portion of the antireflection film corresponding to a portion to be an active region of the amorphous semiconductor film so that the reflectance of the absorption film is low. And a second portion of the antireflection film corresponding to a portion where the amorphous semiconductor film does not exist and a portion which does not become an active region of the amorphous semiconductor film. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming the absorption film so as to have a higher reflectance than a portion. 4.
分のみに前記反射抑制膜を形成する工程を含む、請求項
１または２に記載の半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the step of forming the anti-reflection film includes the step of forming the anti-reflection film only in a portion corresponding to an active region of the amorphous semiconductor film. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置の
製造方法。5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said electromagnetic wave includes a continuous wave laser beam.
み、 前記電磁波を照射する工程は、 前記基板の上方から前記反射抑制膜を介して前記吸収膜
に前記電磁波を照射する工程を含む、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。6. The step of forming the antireflection film includes the step of forming the antireflection film on the absorbing film, and the step of irradiating the electromagnetic wave includes the step of applying the antireflection film from above the substrate. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, comprising a step of irradiating the electromagnetic wave to the absorption film through a through hole. 7.
み、 前記電磁波を照射する工程は、 前記基板の下方から前記反射抑制膜を介して前記吸収膜
に前記電磁波を照射する工程を含む、請求項１〜５のい
ずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。7. The step of forming the anti-reflection film includes the step of forming the anti-reflection film under the absorbing film, and the step of irradiating the electromagnetic wave includes the step of applying the anti-reflection film from below the substrate. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, comprising a step of irradiating the electromagnetic wave to the absorption film through a through hole. 7.
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|---|---|---|---|---|
| US7098111B2 (en) | 2003-09-24 | 2006-08-29 | Hitachi, Ltd. | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device |
| JP2007115927A (en) * | 2005-10-20 | 2007-05-10 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | Heat treatment method |
| US7517740B2 (en) | 2003-12-24 | 2009-04-14 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method of crystallizing/activating polysilicon layer and method of fabricating thin film transistor having the same polysilicon layer |
-
2000
- 2000-08-03 JP JP2000235785A patent/JP2002050766A/en active Pending
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