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JP2003249460A - Laser irradiation apparatus - Google Patents

Laser irradiation apparatus

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Publication number
JP2003249460A
JP2003249460A JP2002369334A JP2002369334A JP2003249460A JP 2003249460 A JP2003249460 A JP 2003249460A JP 2002369334 A JP2002369334 A JP 2002369334A JP 2002369334 A JP2002369334 A JP 2002369334A JP 2003249460 A JP2003249460 A JP 2003249460A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
beams
laser beams
major axis
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002369334A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Tanaka
幸一郎 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority to JP2002369334A priority Critical patent/JP2003249460A/en
Publication of JP2003249460A publication Critical patent/JP2003249460A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem of prior art that once in a manufacturing process for a semiconductor device a semiconductor film is irradiated with a CW laser while being relatively scanned with the CW laser, some elongated crystal grains extending in a scanning direction are formed, and the semiconductor film formed as such has characteristics substantially similar to a single crystal in the scanning direction, but productivity and uniformity of laser annealing are bad to result in difficulty in mass production. <P>SOLUTION: A plurality of laser beams are formed into a linear beam respectively, and are brought into an adjacent arrangement and are overlapped to form a longer linear beam and hence improve productivity. The linear beams adjoining each other have a position relationship satisfying a predetermined limit equation to greatly improve the uniformity of laser annealing. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光の照射方法
およびそれを行うためのレーザ照射装置(レーザ発振装
置と出力されるレーザ光を被照射体まで導く光学系を含
む装置)に関する。また、レーザ光の照射により半導体
膜の結晶化、活性化、または加熱等を工程に含む半導体
装置の作製方法に関する。なお、ここでいう半導体装置
には、液晶表示装置や発光装置等の電気光学装置及び該
電気光学装置を部品として含む電子装置も含まれるもの
とする。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser beam irradiation method and a laser beam irradiation apparatus (a device including a laser oscillator and an optical system for guiding the laser beam output to an irradiation object) for performing the method. The present invention also relates to a method for manufacturing a semiconductor device, which includes crystallization, activation, heating, or the like of a semiconductor film by irradiation with laser light. Note that the semiconductor device mentioned here includes an electro-optical device such as a liquid crystal display device and a light-emitting device, and an electronic device including the electro-optical device as a component.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス等の絶縁基板上に形成され
た非晶質半導体膜を結晶化させ、結晶構造を有する半導
体膜(以下、結晶性半導体膜という)を形成する技術が
広く研究されている。結晶化法としては、ファーネスア
ニール炉を用いた熱アニール法や、瞬間熱アニール法
(RTA法)、又はレーザアニール法などが検討されて
いる。結晶化に際してはこれらの方法のうち、いずれか
一つまたは複数を組み合わせて行うことも可能である。
2. Description of the Related Art In recent years, a technique for crystallizing an amorphous semiconductor film formed on an insulating substrate such as glass to form a semiconductor film having a crystalline structure (hereinafter referred to as a crystalline semiconductor film) has been widely studied. ing. As a crystallization method, a thermal annealing method using a furnace annealing furnace, a rapid thermal annealing method (RTA method), a laser annealing method, and the like are being studied. At the time of crystallization, any one of these methods or a combination of a plurality of methods may be used.

【0003】結晶性半導体膜は、非晶質半導体膜と比較
して非常に高い移動度を有する。このため、この結晶性
半導体膜を用いて薄膜トランジスタ(以下、TFTと記
す)を形成し、例えば、1枚のガラス基板上に、画素部
用、または、画素部用と駆動回路用のTFTを形成した
アクティブマトリクス型の液晶表示装置等に利用されて
いる。
A crystalline semiconductor film has a much higher mobility than an amorphous semiconductor film. Therefore, a thin film transistor (hereinafter referred to as a TFT) is formed using this crystalline semiconductor film, and for example, a pixel portion, or a pixel portion and a driver circuit TFT is formed over one glass substrate. It is used for active matrix type liquid crystal display devices and the like.

【0004】通常、ファーネスアニール炉で非晶質半導
体膜を結晶化させるには、600℃以上で10時間以上
の熱処理を必要としている。この結晶化に適用できる基
板材料は石英であるが、石英基板は高価で、特に大面積
に加工するのは非常に困難である。生産効率を上げる手
段の1つとして基板を大面積化することが挙げられる
が、安価で大面積基板に加工が容易なガラス基板上に半
導体膜を形成する研究がなされる理由はこの点にある。
近年においては一辺が1mを越えるサイズのガラス基板
の使用も考慮されるようになっている。
Usually, in order to crystallize an amorphous semiconductor film in a furnace annealing furnace, heat treatment at 600 ° C. or higher for 10 hours or longer is required. The substrate material applicable to this crystallization is quartz, but the quartz substrate is expensive, and it is very difficult to process it particularly in a large area. Increasing the area of the substrate can be mentioned as one of the means for increasing the production efficiency, and this is the reason why research is conducted to form a semiconductor film on a glass substrate which is inexpensive and can be easily processed into a large area substrate. .
In recent years, the use of glass substrates having a side of more than 1 m has been considered.

【0005】その一例として、金属元素を用いる熱結晶
化法は、従来問題とされていた結晶化温度を低温化する
ことを可能としている(例えば、特許文献1参照。)。
その方法は、非晶質半導体膜にニッケルまたは、パラジ
ウム、または鉛等の元素を微量に添加し、その後550
℃にて4時間の熱処理で結晶性半導体膜の形成を可能に
している。550℃であれば、ガラス基板の歪み点温度
以下であるため、変形等の心配のない温度である。
As an example thereof, the thermal crystallization method using a metal element can lower the crystallization temperature which has been a problem in the past (see, for example, Patent Document 1).
The method involves adding a trace amount of an element such as nickel, palladium, or lead to the amorphous semiconductor film, and then adding 550
The crystalline semiconductor film can be formed by heat treatment at 4 ° C. for 4 hours. If the temperature is 550 ° C., the temperature is not higher than the strain point temperature of the glass substrate, so that the temperature is free from deformation.

【0006】一方、レーザアニール法は、基板の温度を
あまり上昇させずに、半導体膜にのみ高いエネルギーを
与えることが出来るため、歪み点温度の低いガラス基板
には勿論、プラスチック基板等にも用いることが出来る
点で注目されている技術である。
On the other hand, since the laser annealing method can give high energy only to the semiconductor film without raising the temperature of the substrate so much, it is used not only for the glass substrate having a low strain point temperature but also for the plastic substrate and the like. This is a technology that is drawing attention because it can be used.

【0007】レーザアニール法の一例は、エキシマレー
ザに代表されるパルスレーザ光を、照射面において、数
cm角の四角いスポットや、長さ100mm以上の線状
となるように光学系にて成形し、レーザ光の照射位置を
被照射体に対し相対的に移動させて、アニールを行う方
法である。なお、ここでいう「線状」は、厳密な意味で
「線」を意味しているのではなく、アスペクト比の大き
い長方形(もしくは長楕円形もしくはそれに近似できる
形状)を意味する。例えば、アスペクト比が2以上(好
ましくは10〜10000)のもの指すが、照射面にお
ける形状が矩形状であるレーザ光(矩形状ビーム)に含
まれることに変わりはない。なお、線状とするのは被照
射体に対して十分なアニールを行うためのエネルギー密
度を確保するためであり、矩形状や面状であっても被照
射体に対して十分なアニールを行えるのであれば構わな
い。
As an example of the laser annealing method, a pulsed laser beam typified by an excimer laser is shaped by an optical system so that a square spot of several cm square or a linear shape with a length of 100 mm or more is formed on the irradiation surface. In this method, annealing is performed by moving the irradiation position of the laser light relative to the irradiation target. Note that the term "linear" does not mean "line" in a strict sense, but means a rectangle (or a long ellipse or a shape that can be approximated thereto) having a large aspect ratio. For example, the aspect ratio is 2 or more (preferably 10 to 10000), but it is included in the laser light (rectangular beam) whose irradiation surface has a rectangular shape. Note that the linear shape is for ensuring energy density for performing sufficient annealing on the irradiation target, and sufficient annealing can be performed on the irradiation target even if it is rectangular or planar. It doesn't matter.

【0008】このようにして作製される結晶性半導体膜
は、複数の結晶粒が集合して形成されており、その結晶
粒の位置と大きさはランダムなものである。ガラス基板
上に作製されるTFTは素子分離のために、結晶性半導
体を島状のパターニングに分離して形成している。その
場合において、結晶粒の位置や大きさを指定して形成す
る事はできなかった。結晶粒内と比較して、結晶粒の界
面(結晶粒界)は非晶質構造や結晶欠陥などに起因する
再結合中心や捕獲中心が無数に存在している。この捕獲
中心にキャリアがトラップされると、結晶粒界のポテン
シャルが上昇し、キャリアに対して障壁となるため、キ
ャリアの電流輸送特性を低下することが知られている。
チャネル形成領域の半導体膜の結晶性は、TFTの特性
に重大な影響を及ぼすが、結晶粒界の影響を排除して単
結晶の半導体膜でチャネル形成領域を形成することはほ
とんど不可能であった。
The crystalline semiconductor film thus produced is formed by aggregating a plurality of crystal grains, and the positions and sizes of the crystal grains are random. A TFT manufactured on a glass substrate is formed by separating a crystalline semiconductor into island-shaped patterning for element separation. In that case, it was not possible to form by specifying the position and size of the crystal grain. Compared with the inside of crystal grains, the interface (crystal grain boundary) of crystal grains has innumerable recombination centers and trap centers due to an amorphous structure and crystal defects. It is known that when carriers are trapped in the trap centers, the potential of the crystal grain boundary rises and becomes a barrier against the carriers, so that the current transport characteristics of the carriers are deteriorated.
Although the crystallinity of the semiconductor film in the channel formation region has a significant influence on the characteristics of the TFT, it is almost impossible to form the channel formation region with a single crystal semiconductor film by eliminating the influence of grain boundaries. It was

【0009】最近、連続発振(CW)レーザを一方向に
走査させながら半導体膜に照射することで、走査方向に
繋がって結晶成長し、その方向に長く延びた単結晶の粒
を無数に形成する技術が報告されている(例えば、非特
許文献1参照。)。
Recently, by continuously irradiating a semiconductor film with a continuous wave (CW) laser while scanning it in one direction, crystals grow in connection with the scanning direction and countless single crystal grains elongated in that direction are formed. Techniques have been reported (for example, see Non-Patent Document 1).

【0010】この方法を用いれば、少なくともTFTの
チャネル方向には結晶粒界のほとんどないものが形成で
きると考えられている。
It is believed that this method can be used to form a TFT having almost no crystal grain boundaries at least in the channel direction of the TFT.

【0011】[0011]

【特許文献1】特開平7-183540号公報[Patent Document 1] JP-A-7-183540

【非特許文献1】ハラ、外5名,“Ultra-high Perform
ance Poly-Si TFTs on a Glass by a Stable Scanning
CW Laser Lateral Crystallization”,エーエムエルシ
ーディー‘01(AMLCD '01),2001,p.227-230.
[Non-Patent Document 1] Hara, 5 others, “Ultra-high Perform
ance Poly-Si TFTs on a Glass by a Stable Scanning
CW Laser Lateral Crystallization ”, AMC L'01 (AMLCD '01), 2001, p.227-230.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本方法
においては、半導体膜に十分に吸収される波長域のCW
レーザを使う都合上、出力が10W程度と非常に小さい
レーザしか適用できないため、生産性の面でエキシマレ
ーザを使う技術と比較し劣っている。なお、本方法に適
当なCWレーザは、出力が高く、波長が可視光線のもの
以下で、出力の安定性の著しく高いものであり、例え
ば、YVO4レーザの第2高調波や、YAGレーザの第
2高調波、YLFレーザの第2高調波、YAlO3レー
ザの第2高調波、Arレーザなどが当てはまる。しかし
ながら、先に列挙した諸レーザを、半導体膜の結晶化に
適用すると、出力不足を補うためにビームのスポットサ
イズを著しく小さくする必要があるなど、生産性やレー
ザアニールの均一性などの点に問題がある。本発明は、
このような欠点を克服することを課題とする。
However, in the present method, the CW in the wavelength range sufficiently absorbed by the semiconductor film is used.
Because of the use of a laser, only a laser with an output as small as about 10 W can be applied, which is inferior to the technique using an excimer laser in terms of productivity. A CW laser suitable for this method has a high output, a wavelength of visible light or less, and a remarkably high output stability. For example, the second harmonic of a YVO 4 laser or a YAG laser is used. The second harmonic, the second harmonic of a YLF laser, the second harmonic of a YAlO 3 laser, an Ar laser, etc. are applicable. However, if the lasers listed above are applied to the crystallization of semiconductor films, it is necessary to make the spot size of the beam extremely small in order to compensate for the insufficient output. There's a problem. The present invention is
It is an object to overcome such a drawback.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】CWレーザによる半導体
膜の結晶化工程においては、少しでも生産性を上げるた
めにレーザビームを照射面において細長い形状に加工
し、細長い形状のレーザビーム(以下線状ビームと称す
る。)の長手方向に垂直な方向に走査させ、半導体膜を
結晶化させることが盛んに行われている。
In the crystallization process of a semiconductor film by a CW laser, a laser beam is processed into an elongated shape on an irradiation surface in order to increase productivity even a little, and an elongated laser beam (hereinafter referred to as a linear shape) is used. (Hereinafter referred to as a beam), the semiconductor film is actively crystallized by scanning in the direction perpendicular to the longitudinal direction.

【0014】細長い形状のレーザビームの形状は、レー
ザ発振器から射出されるレーザビームの形状に大きく影
響される。例えば、固体レーザにおいて使用されるロッ
ドの形状が丸い場合は、射出されるレーザビームの形状
も丸状であり、それを引き伸ばすと楕円状のレーザビー
ムとなる、あるいは、固体レーザにおいて使用されるロ
ッドがスラブ状のものであれば、射出されるレーザビー
ムの形状は矩形状であり、それを引き伸ばすと矩形状の
レーザビームとなる。但し、スラブレーザの場合、ビー
ムの長径方向と短径方向とで拡がり角が異なるため、レ
ーザ発振器からの距離によりビームの形状が大きく異な
ることに注意する必要がある。本発明は、それらのビー
ムを総称して線状ビームと呼ぶ。また、本発明において
線状ビームとは、短手方向の長さに対して、長手方向の
長さが10倍以上のものを指していう。また、本発明に
おいて、線状ビームの最大エネルギー密度を1としたと
き、e-2以上のエネルギーを持つ範囲を線状ビームと定
義する。また、本明細書中においては、該線状ビームの
長さを長径、幅を短径と表現することとする。
The shape of the elongated laser beam is greatly influenced by the shape of the laser beam emitted from the laser oscillator. For example, when the rod used in the solid-state laser has a round shape, the emitted laser beam also has a round shape, and when it is extended, it becomes an elliptical laser beam, or the rod used in the solid-state laser. Is a slab, the shape of the emitted laser beam is rectangular, and when it is extended, it becomes a rectangular laser beam. However, in the case of the slab laser, since the divergence angle differs between the major axis direction and the minor axis direction of the beam, it should be noted that the shape of the beam greatly differs depending on the distance from the laser oscillator. In the present invention, those beams are generically called linear beams. Further, in the present invention, the linear beam refers to a beam whose length in the longitudinal direction is 10 times or more the length in the lateral direction. Further, in the present invention, when the maximum energy density of the linear beam is 1, the range having energy of e −2 or more is defined as the linear beam. Further, in the present specification, the length of the linear beam is expressed as a major axis and the width thereof is expressed as a minor axis.

【0015】本発明では、出力の小さいレーザを複数用
いそれぞれのレーザビームを線状ビームに成形したの
ち、それらのレーザビームを合成することでより長い線
状ビームを成形することで、生産性やレーザアニールの
均一性を向上させる。また本発明は合成の程度を数値化
し、よりレーザアニールの均一性の高いレーザ照射装置
および照射方法、並びに半導体装置の作製方法を提供す
る。以下に本発明を列挙する。
According to the present invention, a plurality of lasers each having a small output are used, each laser beam is shaped into a linear beam, and then the laser beams are combined to form a longer linear beam. Improve the uniformity of laser annealing. Further, the present invention provides a laser irradiation apparatus and an irradiation method with which the degree of synthesis is quantified and the uniformity of laser annealing is higher, and a method for manufacturing a semiconductor device. The present invention will be listed below.

【0016】本発明で開示するレーザ照射方法に関する
構成は、複数のレーザ発振器から射出される複数のレー
ザビームの形状が丸状である場合において、複数のレー
ザビームを引き伸ばして長径のe-2幅がa、短径のe-2
がbの線状ビームに加工し、互いの前記長径方向の端部
を重ね、より長い線状ビームを成形する際、複数のレー
ザビームのうち互いに重なるレーザビームの中心座標を
それぞれ(x、y)、(x'、y')としたとき、長径と
x軸を平行に座標を張り、前記短径とy軸を平行に座標
を張ると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<(R) 2 を満たすレーザ照射方法であることを特徴とする。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
The configuration relating to the laser irradiation method disclosed in the present invention is such that when a plurality of laser beams emitted from a plurality of laser oscillators have a round shape, the plurality of laser beams are stretched to have a long diameter e -2 width. Is a, a short-diameter e- 2 is processed into a linear beam of width b, the ends in the major axis direction of each other are overlapped, and when forming a longer linear beam, lasers that overlap each other among a plurality of laser beams When the center coordinates of the beam are (x, y) and (x ', y'), respectively, if the major axis and the x-axis are set in parallel, and the minor axis and the y-axis are set in parallel, then (( The laser irradiation method is characterized by satisfying xx ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <(R) 2 . The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0017】本発明で開示するレーザ照射方法に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器から射出される
複数のレーザビームの形状が矩形状である場合におい
て、複数のレーザビームを引き伸ばして長径のe-2幅が
a、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前記
長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形する
際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビー
ムの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とし
たとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径とy
軸を平行に座標を張ると、 |y−y'|/b<R、かつ、|x−x'|<a を満たすレーザ照射方法であることを特徴とする。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式は、短径方向にはガウシアン状のエネルギー分布を
示し、長径方向にはエネルギー分布の均一な線状ビーム
に適用できる。上記不等式の範囲外であると、隣り合う
(重なる)線状ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成
されない領域が出来るので、特性の高い半導体膜の領域
が連続的につながらず、ビームを1つにする意味が希薄
になる。
According to another configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present invention, when the plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators have a rectangular shape, the plurality of laser beams are stretched to have a long diameter. e -2 width
a, a short-diameter e- 2 is processed into a linear beam with a width of b, the ends in the major axis direction are overlapped with each other, and when forming a longer linear beam, laser beams that overlap each other among a plurality of laser beams When the center coordinates of (x, y) and (x ', y') are defined, the major axis and the x-axis are set in parallel, and the minor axis and y
The laser irradiation method is characterized by satisfying | y−y ′ | / b <R and | xx−x ′ | <a when the axes are set in parallel. The above R is 0.72, preferably 0.63. The above inequality can be applied to a linear beam having a Gaussian energy distribution in the minor axis direction and a uniform energy distribution in the major axis direction. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0018】本発明で開示するレーザ照射方法に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器から射出される
複数のレーザビームの形状が矩形状である場合におい
て、複数のレーザビームを引き伸ばして長径のe-2幅が
a、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前記
長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形する
際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビー
ムの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とし
たとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径とy
軸を平行に座標を張ると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|<b を満たすレーザ照射方法であることを特徴とする。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式は、長径方向にはガウシアン状のエネルギー分布を
示し、短径方向にはエネルギー分布の均一な線状ビーム
に適用できる。上記不等式の範囲外であると、隣り合う
(重なる)線状ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成
されない領域が出来るので、特性の高い半導体膜の領域
が連続的につながらず、ビームを1つにする意味が希薄
になる。
According to another configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present invention, when the laser beams emitted from the laser oscillators have a rectangular shape, the laser beams are stretched to have a long diameter. e -2 width
a, a short-diameter e- 2 is processed into a linear beam with a width of b, the ends in the major axis direction are overlapped with each other, and when forming a longer linear beam, laser beams that overlap each other among a plurality of laser beams When the center coordinates of (x, y) and (x ', y') are defined, the major axis and the x-axis are set in parallel, and the minor axis and y
The laser irradiation method is characterized by satisfying | x−x ′ | / a <R and | y−y ′ | <b when the axes are arranged in parallel. The above R is 0.72, preferably 0.63. The above inequality can be applied to a linear beam having a Gaussian energy distribution in the major axis direction and a uniform energy distribution in the minor axis direction. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0019】本発明で開示するレーザ照射方法に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器から射出される
複数のレーザビームの形状が矩形状である場合におい
て、複数のレーザビームを引き伸ばして長径のe-2幅が
a、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前
記長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形す
る際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビ
ームの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')と
したとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径と
y軸を平行に座標を張ると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|/b<R を満たすレーザ照射方法であることを特徴とする。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式は、短径方向にはガウシアン状のエネルギー分布を
示し、長径方向にもガウシアン状のエネルギー分布を示
す線状ビームに適用できる。上記不等式の範囲外である
と、隣り合う(重なる)線状ビームの間に、細長い単結
晶の粒が形成されない領域が出来るので、特性の高い半
導体膜の領域が連続的につながらず、ビームを1つにす
る意味が希薄になる。
According to another configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present invention, when a plurality of laser beams emitted from a plurality of laser oscillators have a rectangular shape, the plurality of laser beams are stretched to have a long diameter. e -2 width a, e -2 width of minor axis is processed into a linear beam of b, overlapping the major axis direction of the end portion of each other, when forming a longer linear beam, a plurality of laser beams When the central coordinates of the laser beams that overlap each other are (x, y) and (x ', y'), respectively, the major axis and the x-axis are parallel, and the minor axis and the y-axis are parallel. And a laser irradiation method satisfying | x−x ′ | / a <R and | y−y ′ | / b <R. The above R is 0.72, preferably 0.63. The above inequality can be applied to a linear beam having a Gaussian energy distribution in the minor axis direction and a Gaussian energy distribution in the major axis direction. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0020】本発明で開示するレーザ照射方法に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器から射出される
複数のレーザビームの形状が丸状と矩形状である場合に
おいて、複数のレーザビームを引き伸ばして長径のe-2
幅がa、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互い
の前記長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成
形する際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレー
ザビームの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、
y')としたとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前
記短径とy軸を平行に座標を張ると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<(R) 2 を満たすレーザ照射方法であることを特徴とする。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another configuration of the invention relating to the laser irradiation method disclosed in the present invention is to stretch a plurality of laser beams when the plurality of laser beams emitted from a plurality of laser oscillators have a round shape or a rectangular shape. Long axis e -2
When a linear beam having a width of a and a short diameter of e −2 and a width of b is processed and the ends in the major axis direction are overlapped with each other to form a longer linear beam, a plurality of laser beams are overlapped with each other. The center coordinates of the laser beam are (x, y), (x ',
y '), if the major axis and the x-axis are parallel to each other and the minor axis and the y-axis are parallel to each other, ((x-x') / a) 2 + ((y-y ' ) / B) 2 <(R) 2 laser irradiation method. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0021】上記発明において、 0.52<|x−x'|/a を満たすと線状ビームをより長くできるので生産性が上
がり好ましい。
In the above invention, it is preferable that 0.52 <| xx- | 'a is satisfied because the linear beam can be made longer and the productivity is increased.

【0022】上記発明において、 b<[50μm] を満たすと線状ビームをより長くできるので生産性が上
がり好ましい。
In the above invention, if b <[50 μm] is satisfied, the linear beam can be made longer, which is preferable because the productivity is increased.

【0023】上記発明の構成において、レーザは、連続
発振の気体レーザ、固体レーザまたは金属レーザである
ことを特徴としている。気体レーザとして、Arレー
ザ、Krレーザ、CO2レーザ等があり、固体レーザと
して、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、
YAlO3レーザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、ルビ
ーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイ
ヤレーザ等があり、金属レーザとしてはヘリウムカドミ
ウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気レーザ等が挙げられ
る。エキシマレーザは通常パルス発振ではあるが、連続
発振も原理的に可能という説もある。もしそのようなも
のが出来れば、本発明に連続発振のエキシマレーザを適
用できる。
In the structure of the above invention, the laser is a continuous wave gas laser, a solid-state laser or a metal laser. As the gas laser, there are Ar laser, Kr laser, CO 2 laser, etc., and as the solid-state laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser,
There are YAlO 3 lasers, Y 2 O 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, and the like. Examples of metal lasers include helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser, and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. If such a thing is possible, a continuous wave excimer laser can be applied to the present invention.

【0024】また、上記発明の構成において、レーザビ
ームは非線形光学素子により高調波に変換されているこ
とを特徴とする。非線形光学素子に使われる結晶は、例
えばLBOやBBOやKDP、KTPやKB5、CLB
Oと呼ばれるものを使うと変換効率の点で優れている。
これらの非線形光学素子をレーザの共振器の中に入れる
ことで、変換効率を大幅に上げることができる。
Further, in the structure of the above invention, the laser beam is converted into a harmonic by a non-linear optical element. Crystals used for nonlinear optical elements are, for example, LBO, BBO, KDP, KTP, KB5, CLB.
The one called O is excellent in terms of conversion efficiency.
By putting these non-linear optical elements in the resonator of the laser, the conversion efficiency can be greatly increased.

【0025】また、上記発明の構成において、レーザビ
ームはTEM00で発振されると、得られる長いビームの
エネルギー均一性を上げることができるので好ましい。
Further, in the above-mentioned constitution of the invention, it is preferable that the laser beam is oscillated by TEM 00 because the energy uniformity of the obtained long beam can be improved.

【0026】本発明で開示するレーザ照射装置に関する
発明の構成は、複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ
発振器から射出され、かつ、スポットの形状が丸状であ
る複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ばさ
れた複数のレーザビームを互いの前記長径方向の端部を
重ね、照射面またはその近傍において線状ビームを形成
する手段と、を有するレーザ照射装置であって、引き伸
ばされた複数のレーザビームのそれぞれの照射面におけ
る長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbとし、長径とx
軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を平行に座標を
取ると、引き伸ばされた複数のレーザビームのうち互い
に重なるレーザビームの中心座標をそれぞれ(x、
y)、(x'、y')とすると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<R2 を満たすことを特徴とするレーザ照射装置である。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
The configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present invention comprises a plurality of laser oscillators, and means for stretching a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a round spot shape. And a means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof by superimposing a plurality of stretched laser beams on each other in the major axis direction, and the plurality of stretched laser beams. The major axis e -2 width on each irradiation surface of the beam is a, the minor axis e -2 width is b, and the major axis and x
Taking the coordinates parallel to the axes and the coordinates parallel to the minor axis and the y-axis, the central coordinates of the overlapping laser beams among the plurality of stretched laser beams are respectively (x,
y) and (x ', y'), a laser irradiation device characterized by satisfying ((x-x ') / a) 2 + ((y-y') / b) 2 <R 2 is there. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0027】本発明で開示するレーザ照射装置に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器と、該複数のレ
ーザ発振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形
状である複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き
伸ばされた複数のレーザビームを互いの前記長径方向の
端部を重ね、照射面またはその近傍において線状ビーム
を形成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、
引き伸ばされた複数のレーザビームのそれぞれの照射面
における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbとし、長
径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を平行に
座標を取ると、引き伸ばされた複数のレーザビームのう
ち互いに重なるレーザビームの中心座標をそれぞれ
(x、y)、(x'、y')とすると、 |y−y'|/b<R、かつ、|x−x'|<a を満たすことを特徴とするレーザ照射装置である。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present invention is to expand a plurality of laser oscillators and a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape. A laser irradiation device comprising: a means, and a means for forming a linear beam on an irradiation surface or in the vicinity thereof by superimposing the ends of the plurality of stretched laser beams on each other in the major axis direction,
The major axis of the e -2 width of each of the irradiated surface of the stretched plurality of laser beams a, the e -2 width of minor and is b, taken parallel to coordinate the major axis and the x-axis, the minor axis and y-axis Are parallel to each other, when the central coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, | y−y ′ | / b <R and | xx ′ | <a is satisfied, which is a laser irradiation apparatus. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0028】本発明で開示するレーザ照射装置に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器と、該複数のレ
ーザ発振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形
状である複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き
伸ばされた複数のレーザビームを互いの前記長径方向の
端部を重ね、照射面またはその近傍において線状ビーム
を形成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、
引き伸ばされた複数のレーザビームのそれぞれの照射面
における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbとし、長
径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を平行に
座標を取ると、引き伸ばされた複数のレーザビームのう
ち互いに重なるレーザビームの中心座標をそれぞれ
(x、y)、(x'、y')とすると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|<b を満たすことを特徴とするレーザ照射装置である。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present invention is to expand a plurality of laser oscillators and a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape. A laser irradiation device comprising: a means, and a means for forming a linear beam on an irradiation surface or in the vicinity thereof by superimposing the ends of the plurality of stretched laser beams on each other in the major axis direction,
The major axis of the e -2 width of each of the irradiated surface of the stretched plurality of laser beams a, the e -2 width of minor and is b, taken parallel to coordinate the major axis and the x-axis, the minor axis and y-axis Are parallel to each other, the center coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, | x−x ′ | / a <R and | y−y ′ | <b. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0029】本発明で開示するレーザ照射装置に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器と、該複数のレ
ーザ発振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形
状である複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き
伸ばされた複数のレーザビームを互いの前記長径方向の
端部を重ね、照射面またはその近傍において線状ビーム
を形成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、
引き伸ばされた複数のレーザビームのそれぞれの照射面
における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbとし、長
径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を平行に
座標を取ると、引き伸ばされた複数のレーザビームのう
ち互いに重なるレーザビームの中心座標をそれぞれ
(x、y)、(x'、y')とすると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|/b<R を満たすことを特徴とするレーザ照射装置である。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another configuration of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present invention is to extend a plurality of laser oscillators and a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape. A laser irradiation device having a means and a means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof by overlapping the ends of the plurality of stretched laser beams in the major axis direction of each other,
The major axis e -2 width is a and the minor axis e -2 width is b, and the major axis and the x axis are parallel to each other on the irradiation surface of each of the stretched laser beams. Are parallel to each other, when the central coordinates of the laser beams that overlap each other among the stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, | x−x ′ | / a <R, and | y−y ′ | / b <R is satisfied. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0030】本発明で開示するレーザ照射装置に関する
発明の他の構成は、複数のレーザ発振器と、該複数のレ
ーザ発振器から射出され、かつ、進行方向に対する垂直
な断面における形状が丸状および矩形状である複数のレ
ーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ばされた複数の
レーザビームを互いの前記長径方向の端部を重ね、照射
面またはその近傍において線状ビームを形成する手段
と、引き伸ばされた複数のレーザビームのそれぞれの照
射面における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbと
し、長径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を
平行に座標を取ると、引き伸ばされた複数のレーザビー
ムのうち互いに重なるレーザビームの中心座標をそれぞ
れ(x、y)、(x'、y')とすると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<R2 を満たすことを特徴とするレーザ照射装置である。上
記、Rは、0.72好ましくは0.63である。上記不
等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状ビーム
の間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が出来る
ので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につながら
ず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another structure of the invention relating to the laser irradiation apparatus disclosed in the present invention is a plurality of laser oscillators, and a cross section which is emitted from the plurality of laser oscillators and which is perpendicular to the traveling direction is circular or rectangular. A means for stretching a plurality of laser beams, and a means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof by overlapping the ends of the plurality of stretched laser beams with each other in the major axis direction, and a plurality of stretched laser beams. The major axis e -2 width on each irradiation surface of the laser beam is a, and the minor axis e -2 width is b, and the major axis and the x-axis are parallel to each other, and the minor axis and the y-axis are parallel to each other. If the center coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, ((x−x ′) / a) 2 + ( (Yy ') / ) 2 <is a laser irradiation apparatus and satisfies the R 2. The above R is 0.72, preferably 0.63. Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0031】また、本発明で開示する半導体装置の作製
方法に関する発明の構成は、複数のレーザビームを半導
体膜上もしくはその近傍にて複数の線状ビームに加工
し、複数のレーザ発振器から射出される複数のレーザビ
ームの形状が丸状である場合において、複数のレーザビ
ームを半導体膜上もしくはその近傍にて長径のe-2幅が
a、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前記
長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形する
際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビー
ムの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とし
たとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径とy
軸を平行に座標を張ると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<(R) 2 を満たす半導体装置の作製方法であることを特徴とす
る。上記、Rは、0.72好ましくは0.63である。
上記不等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状
ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が
出来るので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につな
がらず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Further, in the structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present invention, a plurality of laser beams are processed into a plurality of linear beams on or near the semiconductor film and emitted from a plurality of laser oscillators. When the shape of the multiple laser beams is circular, the multiple laser beams have a major axis e -2 width on or near the semiconductor film.
a, a short-diameter e- 2 is processed into a linear beam with a width of b, the ends in the major axis direction are overlapped with each other, and when forming a longer linear beam, laser beams that overlap each other among a plurality of laser beams When the center coordinates of (x, y) and (x ', y') are defined, the major axis and the x-axis are set in parallel, and the minor axis and y
When the coordinates are set in parallel with each other, the method is a method for manufacturing a semiconductor device satisfying ((x−x ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <(R) 2 To do. The above R is 0.72, preferably 0.63.
Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0032】本発明で開示する半導体装置の作製方法に
関する発明の他の構成は、複数のレーザビームを半導体
膜上もしくはその近傍にて複数の線状ビームに加工し、
複数のレーザ発振器から射出される複数のレーザビーム
の形状が矩形状である場合において、複数のレーザビー
ムを半導体膜上もしくはその近傍にて長径のe-2幅がa、
短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前記長径
方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形する際、
複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビームの
中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')としたと
き、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径とy軸を
平行に座標を張ると、 |y−y'|/b<R、かつ、|x−x'|<a を満たす半導体装置の作製方法であることを特徴とす
る。上記、Rは、0.72好ましくは0.63である。
上記不等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状
ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が
出来るので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につな
がらず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present invention is to process a plurality of laser beams into a plurality of linear beams on or near a semiconductor film,
When the shape of the plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators is rectangular, the plurality of laser beams on the semiconductor film or in the vicinity thereof has a major axis e -2 width a,
When the e -2 width of the minor axis is processed into a linear beam of b, and the ends in the major axis direction of each other are overlapped to form a longer linear beam,
When the center coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, the major axis and the x axis are aligned in parallel, and the minor axis and the y axis are When the coordinates are extended in parallel, it is a method of manufacturing a semiconductor device that satisfies | y−y ′ | / b <R and | x−x ′ | <a. The above R is 0.72, preferably 0.63.
Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0033】本発明で開示する半導体装置の作製方法に
関する発明の他の構成は、複数のレーザビームを半導体
膜上もしくはその近傍にて複数の線状ビームに加工し、
複数のレーザ発振器から射出される複数のレーザビーム
の形状が矩形状である場合において、複数のレーザビー
ムを半導体膜上もしくはその近傍にて長径のe-2幅がa、
短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前記長径
方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形する際、
複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビームの
中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')としたと
き、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径とy軸を
平行に座標を張ると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|<b を満たす半導体装置の作製方法であることを特徴とす
る。上記、Rは、0.72好ましくは0.63である。
上記不等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状
ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が
出来るので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につな
がらず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present invention is to process a plurality of laser beams into a plurality of linear beams on or near a semiconductor film,
When the shape of the plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators is rectangular, the plurality of laser beams on the semiconductor film or in the vicinity thereof has a major axis e -2 width a,
When the e -2 width of the minor axis is processed into a linear beam of b, and the ends in the major axis direction of each other are overlapped to form a longer linear beam,
When the center coordinates of laser beams that overlap each other among a plurality of laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, the major axis and the x axis are aligned in parallel, and the minor axis and the y axis are defined as When the coordinates are extended in parallel, it is a method of manufacturing a semiconductor device which satisfies | x−x ′ | / a <R and | y−y ′ | <b. The above R is 0.72, preferably 0.63.
Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0034】本発明で開示する半導体装置の作製方法に
関する発明の他の構成は、複数のレーザビームを半導体
膜上もしくはその近傍にて複数の線状ビームに加工し、
複数のレーザ発振器から射出される複数のレーザビーム
の形状が矩形状である場合において、複数のレーザビー
ムを半導体膜上もしくはその近傍にて長径のe-2幅が
a、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互いの前
記長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成形す
る際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレーザビ
ームの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、y')と
したとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前記短径と
y軸を平行に座標を張ると、 |x−x'|/a<R、かつ、|y−y'|/b<R を満たす半導体装置の作製方法であることを特徴とす
る。上記、Rは、0.72好ましくは0.63である。
上記不等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状
ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が
出来るので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につな
がらず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
Another structure of the invention relating to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present invention is to process a plurality of laser beams into a plurality of linear beams on or near a semiconductor film,
In the case where the shape of the plurality of laser beams emitted from a plurality of laser oscillators are rectangular, the long diameter of e -2 width a plurality of laser beams at the semiconductor film on or in the vicinity thereof is a, the short diameter e -2 When the linear beams having a width b are processed, the ends in the major axis direction are overlapped with each other, and a longer linear beam is formed, the central coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of laser beams are respectively (x, y), (x ', y'), when the major axis and the x-axis are parallel to each other and the minor axis and the y-axis are parallel to each other, | x-x '| / a <R, In addition, the method is a method for manufacturing a semiconductor device satisfying | y−y ′ | / b <R. The above R is 0.72, preferably 0.63.
Outside the range of the above inequality, a region where elongated single crystal grains are not formed is formed between the adjacent (overlapping) linear beams, so that the region of the semiconductor film having high characteristics is not continuously connected and the beam is not emitted. The meaning of becoming one becomes thin.

【0035】本発明で開示する半導体装置の作製方法に
関する発明の他の構成は、複数のレーザビームを半導体
膜上もしくはその近傍にて複数の線状ビームに加工し、
複数のレーザ発振器から射出される複数のレーザビーム
の形状が丸状と矩形状である場合において、複数のレー
ザビームを半導体膜上もしくはその近傍にて長径のe -2
幅がa、短径のe-2幅がbの線状ビームに加工し、互い
の前記長径方向の端部を重ね、より長い線状ビームを成
形する際、複数のレーザビームのうち互いに重なるレー
ザビームの中心座標をそれぞれ(x、y)、(x'、
y')としたとき、長径とx軸を平行に座標を張り、前
記短径とy軸を平行に座標を張ると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<(R) 2 を満たす半導体装置の作製方法であることを特徴とす
る。上記、Rは、0.72好ましくは0.63である。
上記不等式の範囲外であると、隣り合う(重なる)線状
ビームの間に、細長い単結晶の粒が形成されない領域が
出来るので、特性の高い半導体膜の領域が連続的につな
がらず、ビームを1つにする意味が希薄になる。
In the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the present invention,
Another structure of the invention relates to a semiconductor device comprising a plurality of laser beams.
Process into multiple linear beams on or near the film,
Multiple laser beams emitted from multiple laser oscillators
If the shape of the circle is round or rectangular,
The beam with a long diameter e on or near the semiconductor film -2
Width is a and minor axis is e-2Processed into linear beams of width b,
The longer ends of the above are overlapped to form a longer linear beam.
In shaping, laser beams that overlap each other among multiple laser beams are formed.
The center coordinates of the beam are (x, y), (x ',
y '), set the major axis and the x-axis in parallel,
If the coordinates are set in parallel with the minor axis and the y-axis, ((Xx-') / a)2+ ((Y-y ') / b)2<(R)2 A method for manufacturing a semiconductor device that satisfies the above
It The above R is 0.72, preferably 0.63.
Outside the range of the above inequality, adjacent (overlapping) linear
Between the beams, there are areas where elongated single crystal grains are not formed.
Therefore, the regions of the semiconductor film with high characteristics can be connected continuously.
The meaning of having only one beam is diminished.

【0036】上記発明において、 0.52<|x−x'|/a を満たすとより線状ビームを長くできるので生産性が上
がり好ましい。
In the above invention, if 0.52 <| xx−x ′ | / a is satisfied, the linear beam can be made longer, which is preferable because the productivity is increased.

【0037】上記発明の構成において、レーザは、連続
発振の気体レーザ、固体レーザまたは金属レーザである
ことを特徴としている。気体レーザとして、Arレー
ザ、Krレーザ、CO2レーザ等があり、固体レーザと
して、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレーザ、
YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレ
キサンドライドレーザ、Ti:サファイヤレーザ等があ
り、金属レーザとしてはヘリウムカドミウムレーザ、銅
蒸気レーザ、金蒸気レーザ等が挙げられる。エキシマレ
ーザは通常パルス発振ではあるが、連続発振も原理的に
可能という説もある。もしそのようなものが出来れば、
本発明に連続発振のエキシマレーザを適用できる。
In the structure of the above invention, the laser is a continuous wave gas laser, solid-state laser or metal laser. As the gas laser, there are Ar laser, Kr laser, CO 2 laser, etc., and as the solid-state laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser,
There are YAlO 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, and the like, and examples of metal lasers include helium cadmium laser, copper vapor laser, gold vapor laser, and the like. The excimer laser is usually pulsed, but there is also a theory that continuous oscillation is possible in principle. If you can do that,
A continuous wave excimer laser can be applied to the present invention.

【0038】また、上記発明の構成において、レーザビ
ームは非線形光学素子により高調波に変換されているこ
とを特徴とする。非線形光学素子に使われる結晶は、例
えばLBOやBBOやKDP、KTPやKB5、CLB
Oと呼ばれるものを使うと変換効率の点で優れている。
これらの非線形光学素子をレーザの共振器の中に入れる
ことで、変換効率を大幅に上げることができる。
Further, in the structure of the above invention, the laser beam is converted into a harmonic by a non-linear optical element. Crystals used for nonlinear optical elements are, for example, LBO, BBO, KDP, KTP, KB5, CLB.
The one called O is excellent in terms of conversion efficiency.
By putting these non-linear optical elements in the resonator of the laser, the conversion efficiency can be greatly increased.

【0039】また、上記発明の構成において、レーザビ
ームはTEM00で発振されると、得られる長いビームの
エネルギー均一性を上げることができるので好ましい。
Further, in the above-mentioned constitution of the invention, it is preferable that the laser beam is oscillated by TEM 00 because the energy uniformity of the obtained long beam can be improved.

【0040】また、本明細書中において、エネルギー分
布がガウシアン状であるとは、照射面上におけるレーザ
ビームのエネルギープロファイルがガウシアン分布、ま
たはそれに準ずる形状であることを意味する。
In this specification, the energy distribution having a Gaussian shape means that the energy profile of the laser beam on the irradiation surface has a Gaussian distribution or a shape corresponding thereto.

【0041】上記本発明が示す式を満たす複数のレーザ
ビームを半導体膜に照射するとより均一なレーザアニー
ルを行うことができる。また、本発明は、特に半導体膜
の結晶化や結晶性の向上、不純物元素の活性化を行うの
に適している。また、線状ビームを複数個互いに合成さ
せるので、スループットを向上させることを可能とす
る。本発明を利用したアクティブマトリクス型の液晶表
示装置に代表される半導体装置において、半導体装置の
動作特性および信頼性の向上を実現することができる。
さらに、従来のレーザアニール方法のようにガスレーザ
を使ったものではなく固体レーザを使用することができ
るため半導体装置の製造コストの低減を実現することが
できる。
Irradiating the semiconductor film with a plurality of laser beams satisfying the above-described formula of the present invention enables more uniform laser annealing. Further, the present invention is particularly suitable for crystallization of a semiconductor film, improvement of crystallinity, and activation of an impurity element. Further, since a plurality of linear beams are combined with each other, it is possible to improve throughput. In a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device utilizing the present invention, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device.
Furthermore, since a solid-state laser can be used instead of a gas laser used in the conventional laser annealing method, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本実施形態につ
いて図1〜図4、図6、図7を用いて説明する。本実施
形態では、複数の線状ビームを互いに重ね合わせて、よ
り長い線状ビームにしたときに、均一に半導体膜をレー
ザアニールできる条件を導出する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (Embodiment 1) This embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4, 6 and 7. In this embodiment, a condition for uniformly laser annealing a semiconductor film when a plurality of linear beams are overlapped with each other to form a longer linear beam is derived.

【0043】まず、半導体膜を均一に照射するレーザ出
力の条件を算出した。図4において、LD励起式の10
Wのレーザ発振器100(Nd:YVO4レーザ、CW、第
2高調波)を用意する。レーザ発振器は、TEM00の発
振モードで、共振器にLBO結晶が内蔵されており、第2
高調波に変換されている。ビーム径は2.25mmであ
る。広がり角は0.3mrad程度である。45°反射
ミラーにて、鉛直方向から20°傾いた下方にレーザビ
ームの進行方向を変換する。次に、線状ビーム103の
長径を、水平面上に配置された半導体膜表面104にお
いて250μm程度、短径を40μm程度とするため
に、焦点距離が20mmの平凸レンズ102にレーザビ
ームを角度20°で入射させる。このとき平凸レンズ1
02の平面の方を水平面と一致させる。このようにする
と、非点収差により長く延びたビームが半導体膜104
上に形成される。平凸レンズ102から半導体膜104
との距離は、100μmピッチで調整した。この調整に
より入射面と半導体膜104との交線方向に長い線状ビ
ーム103を形成した。上述のレンズや半導体膜などの
位置関係は、わかりやすくするため水平面や鉛直方向な
どを基準に取ったが、相対位置が同じであれば、問題な
く本発明を実施できることは言うまでも無い。
First, the laser output conditions for uniformly irradiating the semiconductor film were calculated. In FIG. 4, the LD excitation type 10
A W laser oscillator 100 (Nd: YVO 4 laser, CW, second harmonic) is prepared. The laser oscillator is in TEM 00 oscillation mode, and the LBO crystal is built in the resonator.
Has been converted to harmonics. The beam diameter is 2.25 mm. The divergence angle is about 0.3 mrad. The 45 [deg.] Reflection mirror converts the traveling direction of the laser beam to a downward direction inclined by 20 [deg.] From the vertical direction. Next, in order to set the major axis of the linear beam 103 to about 250 μm and the minor axis to about 40 μm on the surface 104 of the semiconductor film arranged on the horizontal plane, the laser beam is directed to the plano-convex lens 102 having a focal length of 20 mm at an angle of 20 °. To make it incident. At this time, the plano-convex lens 1
The plane of 02 is aligned with the horizontal plane. In this way, the beam that has been elongated due to astigmatism will be reflected by the semiconductor film 104.
Formed on. From the plano-convex lens 102 to the semiconductor film 104
The distance between and was adjusted at a pitch of 100 μm. By this adjustment, a long linear beam 103 was formed in the direction of the line of intersection between the incident surface and the semiconductor film 104. The positional relationship between the lens and the semiconductor film described above is based on the horizontal plane, the vertical direction, etc. for the sake of clarity, but it goes without saying that the present invention can be implemented without any problem if the relative positions are the same.

【0044】半導体膜104は、基板上に形成した。具
体的にはガラス基板上に厚さ200nm程度の酸化珪素膜
を成膜し、さらにその上に厚さ150nmのa−Si膜
を形成した。その後、半導体膜の耐レーザ性を上げるた
め500℃の窒素雰囲気にて1時間の加熱処理を行っ
た。
The semiconductor film 104 is formed on the substrate. Specifically, a silicon oxide film having a thickness of about 200 nm was formed on a glass substrate, and an a-Si film having a thickness of 150 nm was further formed thereon. After that, heat treatment was performed for 1 hour in a nitrogen atmosphere at 500 ° C. in order to increase laser resistance of the semiconductor film.

【0045】図3に、線状ビーム103を半導体膜10
4上で、その短径方向に走査させ、半導体膜をアニール
したときの半導体膜の変化とレーザ出力との関係を示
す。図の横軸は、ビームの長径方向を示し、縦軸は、レ
ーザ発振器の出力を示す。図中のガウス分布を示す曲線
は、線状ビームの長径方向におけるエネルギー分布を示
す。走査の速度は50cm/sで固定し、レーザ出力を
3.2W〜6.2Wまで変化させ、半導体膜の変化の様
子を見た。レーザ出力が3.2W以下では、前述の長い
単結晶粒は全く形成されなかった。レーザ出力が3.7
Wになると幅40μm程度にわたり、長い単結晶粒がい
くつも形成された。長い単結晶粒で敷き詰められる領域
を大粒径結晶形成領域と呼ぶことにする。同様にレーザ
出力が5.2W、6.2Wと上げていくと、幅が増えて
ゆき、100μm、120μmとなった。レーザ出力を
6.2Wにあげるとレーザ出力がもっとも高いレーザビ
ームの中央で半導体膜が飛んでしまった。半導体膜が飛
んでしまった領域の幅は20μm程度であった。以上の
結果から、図3において、大粒径結晶形成領域ができる
レーザ出力の範囲を特定できる。すなわち、図3中央の
横に長い線Aは、大粒径結晶形成領域ができるレーザ出
力の閾値を表し、その上の横に長い線Bが、半導体膜が
飛んで使い物にならなくなるレーザ出力の閾値を示す。
In FIG. 3, the linear beam 103 is applied to the semiconductor film 10.
4 shows the relationship between the change in the semiconductor film and the laser output when the semiconductor film is annealed by scanning in the minor axis direction. The horizontal axis of the figure shows the major axis direction of the beam, and the vertical axis shows the output of the laser oscillator. The curve showing the Gaussian distribution in the figure shows the energy distribution in the major axis direction of the linear beam. The scanning speed was fixed at 50 cm / s, the laser output was changed from 3.2 W to 6.2 W, and the change in the semiconductor film was observed. When the laser output was 3.2 W or less, the long single crystal grains described above were not formed at all. Laser power is 3.7
At W, a number of long single crystal grains were formed over a width of about 40 μm. A region filled with long single crystal grains will be referred to as a large grain crystal formation region. Similarly, as the laser output was increased to 5.2 W and 6.2 W, the width increased and became 100 μm and 120 μm. When the laser output was raised to 6.2 W, the semiconductor film flew at the center of the laser beam with the highest laser output. The width of the region where the semiconductor film flew was about 20 μm. From the above results, it is possible to identify the range of the laser output in which the large grain crystal forming region is formed in FIG. That is, a horizontally long line A in the center of FIG. 3 represents the threshold value of laser output that forms a large grain crystal forming region, and a horizontally long line B above it indicates the laser output that the semiconductor film flies and becomes unusable. Indicates a threshold.

【0046】この実験結果からわかることは、線状ビー
ムの短径方向における断面のエネルギー分布においての
エネルギーの最大値が、線Aと線Bとの間にある線状ビ
ームを形成すれば、線状ビームの長径方向に一様に広が
る大粒径結晶形成領域が得られることである。もしも線
状ビームの長径方向において、線Bを越えるエネルギー
分布があれば、半導体膜の飛びが発生するので均一なレ
ーザアニールができない。また、線状ビームの長径方向
において、線Aを下回るエネルギー分布が線状ビームの
長径方向を分断する位置にあれば、2つの大粒径結晶形
成領域の間に微結晶領域もしくは、結晶化していない非
結晶化領域ができあがるため、これもまた均一なレーザ
アニールができない。
From the results of this experiment, it can be seen that if the maximum value of the energy in the energy distribution of the cross section of the linear beam in the minor axis direction is between the line A and the line B, the linear beam is formed. That is, it is possible to obtain a large grain crystal forming region that uniformly spreads in the major axis direction of the linear beam. If there is an energy distribution exceeding the line B in the major axis direction of the linear beam, the semiconductor film will be skipped and uniform laser annealing cannot be performed. Further, in the major axis direction of the linear beam, if the energy distribution below the line A is at a position that divides the major axis direction of the linear beam, a microcrystalline region or crystallized between the two large grain crystal forming regions. Again, this does not allow for uniform laser annealing, as there are no amorphous regions.

【0047】複数の線状ビームを合成して、より長い線
状ビームを形成し均一なレーザアニールを行うために
は、合成された線状ビームのエネルギー分布が線Aと線B
との間に入っている必要がある。数値で表現すると、±
25%以内のエネルギー分布であれば均一なレーザアニ
ールができるレーザ出力が存在することになる。このこ
とを図1、図2に沿って説明する。
To combine a plurality of linear beams to form a longer linear beam and perform uniform laser annealing, the energy distributions of the combined linear beams should be line A and line B.
Must be in between. Expressed numerically, ±
If the energy distribution is within 25%, there is a laser output capable of performing uniform laser annealing. This will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

【0048】図1に2つの線状ビームを互いに隣接させ
重ね合わせた状態を示す。線状ビーム1の中央における
断面A−A’のエネルギー分布を図2の1)に示す。ま
た、線状ビーム1と2の中間における断面B−B’のエネ
ルギー分布を図2の2)に示す。各断面において最大の
エネルギーをE1、E2とすると |E1-E2|/|E1+E2|≦0.25・・・1) であれば均一なレーザアニールができるということにな
る。しかしながら、このような条件では、エネルギーの
マージンが非常に小さいので安全を見ると、 |E1-E2|/|E1+E2|≦0.10・・・2) であればより確実に均一なレーザアニールを行うことが
可能となる。
FIG. 1 shows a state in which two linear beams are adjacent to each other and overlap each other. The energy distribution of the cross section AA 'at the center of the linear beam 1 is shown in 1) of FIG. The energy distribution of the cross section BB 'in the middle of the linear beams 1 and 2 is shown in 2) of FIG. If the maximum energies in each cross section are E1 and E2, | E1-E2 | / | E1 + E2 | ≦ 0.25 ... 1), it means that uniform laser annealing can be performed. However, under such conditions, the energy margin is very small, so from a safety point of view, if | E1-E2 | / | E1 + E2 | ≦ 0.10 ... It becomes possible to perform annealing.

【0049】図6に2つの互いに隣接する線状ビームの
中心間距離をどの程度とすれば、式1)または式2)の
満たす条件が得られるかを計算した結果を示す。図6に
示すグラフは、図1においてオフセット量を0とした場
合の、エネルギーE1とE2の差を表したものである。すな
わち縦軸は|E1-E2|/|E1+E2|×100(%)とな
る。図6のグラフから、式1)が満たされる2つの線状
ビームの中心間距離は、0.72以内と言うことにな
り、式2)が満たさせるものは、0.63以内と言うこ
ととなる。
FIG. 6 shows the result of calculation as to what is the distance between the centers of two linear beams adjacent to each other so as to obtain the condition satisfying the formula 1) or the formula 2). The graph shown in FIG. 6 shows the difference between the energies E1 and E2 when the offset amount is 0 in FIG. That is, the vertical axis is | E1-E2 | / | E1 + E2 | × 100 (%). From the graph of FIG. 6, it can be said that the center-to-center distance of the two linear beams satisfying the formula 1) is within 0.72, and that the formula 2) satisfies is within 0.63. Become.

【0050】図7に、オフセット量と2つのビーム中心
間距離の関係を示す。図中の円内の範囲に2つのビーム
の関係が収まっていれば、エネルギーE1とE2の差は±1
0%以内に収まる。同様に、図7に半径0.72の円を
描けば、その円内の範囲に2つのビームの関係が収まっ
ていれば、エネルギーE1とE2の差は±25%以内に収ま
る。前記範囲を示す不等式は、それぞれ[課題を解決す
るための手段]に記載した。再度不等式を記載すると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<(R) 2 となる。但し、Rは0.63または0.72である。
FIG. 7 shows the relationship between the offset amount and the distance between the two beam centers. If the relationship between the two beams is within the range within the circle in the figure, the difference between energies E1 and E2 is ± 1.
It falls within 0%. Similarly, if a circle with a radius of 0.72 is drawn in FIG. 7, the difference between the energies E1 and E2 is within ± 25% if the relationship between the two beams is within the range of the circle. The inequalities indicating the ranges are described in [Means for Solving the Problems]. When the inequality is described again, ((x−x ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <(R) 2 is obtained. However, R is 0.63 or 0.72.

【0051】ここで、距離は線状ビームの長径のe-2
で規格化している。また、中心間距離は、0.52以下
となるとE1とE2のエネルギー差が0となるためこれ以上
2つのビームを近づけることは線状ビームの長さを短く
するだけなので不合理である。よって、中心間距離は
0.52以上であることが好ましい。
Here, the distance is standardized by the e −2 width of the major axis of the linear beam. Further, when the center-to-center distance is 0.52 or less, the energy difference between E1 and E2 becomes 0, and it is irrational to bring the two beams closer to each other because the length of the linear beam is only shortened. Therefore, the center-to-center distance is preferably 0.52 or more.

【0052】上記本発明が示す式を満たす複数の線状ビ
ームを半導体膜に照射するとより均一なレーザアニール
を行うことができる。また、本発明は、特に半導体膜の
結晶化や結晶性の向上、不純物元素の活性化を行うのに
適している。また、複数の線状ビームの一部を互いに合
成させ、最適化させることにより、長径方向に均一なレ
ーザビームを形成できるので、スループットを向上させ
ることを可能とする。そして、その均一性の高いレーザ
ビームを用いて結晶化させることにより均一性の高い結
晶性半導体膜を形成でき、TFTの電気的特性のばらつ
きを低減することができる。さらに、本発明を利用した
アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半
導体装置において、半導体装置の動作特性および信頼性
の向上を実現することができる。また、従来のレーザア
ニール方法のようにガスレーザを使ったものではなく固
体レーザを使用することができるため半導体装置の製造
コストの低減を実現することができる。
Irradiating the semiconductor film with a plurality of linear beams satisfying the above-described formula of the present invention enables more uniform laser annealing. Further, the present invention is particularly suitable for crystallization of a semiconductor film, improvement of crystallinity, and activation of an impurity element. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Further, in a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device using the present invention, it is possible to realize improvement in operating characteristics and reliability of the semiconductor device. In addition, unlike the conventional laser annealing method, a solid-state laser can be used instead of a gas laser, so that the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced.

【0053】(実施の形態2)本実施の形態において
は、4台のレーザを合成しより長い線状ビームを形成す
る例を示す。また、その装置を使って半導体膜をレーザ
アニールする例を示す。
(Embodiment 2) This embodiment shows an example in which four lasers are combined to form a longer linear beam. An example of laser annealing a semiconductor film using the apparatus will be shown.

【0054】まず、4台のレーザ発振器を用い長い線状
ビームを形成する方法を図5に沿って説明する。シリン
ドリカルレンズ201、202は焦点距離20mmの平
凸シリンドリカルレンズで、互いに母線を平行に配置さ
れ、線状ビームが形成される面200における線状ビー
ムの長径を含み面200に垂直な平面に対称に配置す
る。シリンドリカルレンズの曲率を持った面は上向きと
する。このとき母線は長径と平行である。シリンドリカ
ルレンズ201、202は面200に対し、25°傾け
て配置される。このようにシリンドリカルレンズを傾け
るのは、光学素子と比較して非常に小さい4つの線状ビ
ームを照射面200に重ねて形成するためである。
First, a method of forming a long linear beam using four laser oscillators will be described with reference to FIG. Cylindrical lenses 201 and 202 are plano-convex cylindrical lenses having a focal length of 20 mm, arranged so that their generatrices are parallel to each other, and symmetrical with respect to a plane perpendicular to the plane 200 including the major axis of the linear beam in the plane 200 on which the linear beam is formed. Deploy. The surface with the curvature of the cylindrical lens faces upward. At this time, the busbar is parallel to the major axis. The cylindrical lenses 201 and 202 are arranged at an angle of 25 ° with respect to the surface 200. The reason why the cylindrical lens is tilted in this way is to form four linear beams, which are very small as compared with the optical element, on the irradiation surface 200.

【0055】シリンドリカルレンズ201の平面部分に
垂直で線状ビームの長径を含む平面上に、光軸Aと光軸B
とが含まれるように焦点距離150mmの平凸シリンド
リカルレンズ203、205を配置する。光軸Aと長径
とのなす角度は80°、光軸Bと長径とのなす角度も8
0°とし、シリンドリカルレンズ203の平面部と光軸
Aを垂直にし、シリンドリカルレンズ205の平面部と
光軸Bを垂直にする。また、シリンドリカルレンズ20
3、205から射出するレーザビームの照射面200ま
での光路長を120mm程度とすればよい。また、この
ときシリンドリカルレンズ203、205の母線と線状
ビームの長径方向は垂直となるように配置する。
The optical axis A and the optical axis B are arranged on a plane which is perpendicular to the plane portion of the cylindrical lens 201 and includes the major axis of the linear beam.
Plano-convex cylindrical lenses 203 and 205 having a focal length of 150 mm are arranged so as to include and. The angle between the optical axis A and the major axis is 80 °, and the angle between the optical axis B and the major axis is 8
0 °, the plane part of the cylindrical lens 203 and the optical axis
A is made vertical, and the plane part of the cylindrical lens 205 and the optical axis B are made vertical. In addition, the cylindrical lens 20
The optical path length of the laser beam emitted from 3, 205 to the irradiation surface 200 may be about 120 mm. Further, at this time, the generatrixes of the cylindrical lenses 203 and 205 are arranged so that the major axis direction of the linear beam is vertical.

【0056】シリンドリカルレンズ206、204はシ
リンドリカルレンズ205、203に対して面対称な位
置に配置され、焦点距離はそれぞれ150mmである。
前記面は線状ビームの長径を含み面200に垂直な面で
ある。このような光学系に光軸A、B、C、Dを通るレーザ
ビームを4本入射させると、図5中の拡大図に示す線状
ビーム207が形成できる。これらの線状ビームの重な
りの程度を実施形態1に示した数式に従って合成する。
The cylindrical lenses 206 and 204 are arranged in plane symmetry with respect to the cylindrical lenses 205 and 203, and their focal lengths are 150 mm.
The plane is a plane that includes the major axis of the linear beam and is perpendicular to the plane 200. When four laser beams passing through the optical axes A, B, C and D are made incident on such an optical system, a linear beam 207 shown in an enlarged view in FIG. 5 can be formed. The degree of overlap of these linear beams is combined according to the mathematical formula shown in the first embodiment.

【0057】次に半導体膜の作製方法の例を示す。半導
体膜はガラス基板上に形成する。例えば、厚さ0.7m
mのガラス基板の片面に厚さ200nmの酸化窒化シリ
コンを成膜しその上に厚さ150nmのa−Si膜をプ
ラズマCVD法にて成膜する。さらに半導体膜のレーザ
に対する耐性を高めるために、500℃1時間の熱アニ
ールを該半導体膜に対して行った。熱アニールの他に、
従来技術の項目で述べた金属元素による半導体膜の結晶
化を行ってもよい。どちらの膜を使っても、最適なレー
ザビームの照射条件はほぼ同様である。
Next, an example of a method for manufacturing a semiconductor film will be described. The semiconductor film is formed on the glass substrate. For example, 0.7m thick
A 200-nm-thick silicon oxynitride film is formed on one surface of a glass substrate having a thickness of m, and a 150-nm-thick a-Si film is formed thereon by a plasma CVD method. Further, in order to increase the resistance of the semiconductor film to laser, thermal annealing was performed on the semiconductor film at 500 ° C. for 1 hour. Besides thermal annealing,
The semiconductor film may be crystallized with the metal element described in the section of the prior art. Regardless of which film is used, the optimum laser beam irradiation conditions are almost the same.

【0058】次いで、半導体膜に対するレーザの照射の
例を示す。図示しない4台のレーザ発振器の出力はそれ
ぞれ最大10W程度である。これらをレーザアニールに
適当な出力に調整する。好ましくは3W〜10W程度で
あり、それは半導体膜を走査させる速度によって最適な
出力は変化する。半導体膜の表面を面200の位置に設
置し、適当なステージの上に乗せて線状ビーム207の
長径と垂直な方向に走査させる。ここでは、出力5W、
走査の速度を50cm/s程度とすると、幅1〜2mm
程度の大粒径結晶形成領域が形成できる。半導体膜の表
面の面積が大きい場合は、幅1〜2mmの大粒径結晶形
成領域を並列に形成することで、半導体膜の表面全体を
大粒径結晶形成領域とすることができる。
Next, an example of laser irradiation of the semiconductor film will be shown. The maximum output of each of the four laser oscillators (not shown) is about 10 W. These are adjusted to an output suitable for laser annealing. It is preferably about 3 W to 10 W, and the optimum output changes depending on the scanning speed of the semiconductor film. The surface of the semiconductor film is placed on the surface 200, placed on an appropriate stage, and scanned in a direction perpendicular to the major axis of the linear beam 207. Here, output 5W,
If the scanning speed is about 50 cm / s, the width is 1-2 mm.
A large grain size crystal forming region can be formed. When the surface area of the semiconductor film is large, by forming large grain crystal forming regions having a width of 1 to 2 mm in parallel, the entire surface of the semiconductor film can be a large grain crystal forming region.

【0059】このように、複数のレーザビームを実施の
形態1で示す数式にしたがって合成し、合成して形成さ
れたレーザビームを半導体膜に照射するとより均一なレ
ーザアニールを行うことができる。また、本発明は、特
に半導体膜の結晶化や結晶性の向上、不純物元素の活性
化を行うのに適している。また、複数の線状ビームの一
部を互いに合成させ、最適化させることにより、長径方
向に均一なレーザビームを形成できるので、スループッ
トを向上させることを可能とする。そして、その均一性
の高いレーザビームを用いて結晶化させることにより均
一性の高い結晶性半導体膜を形成でき、TFTの電気的
特性のばらつきを低減することができる。さらに、本発
明を利用して作製されるアクティブマトリクス型の液晶
表示装置に代表される半導体装置において、半導体装置
の動作特性および信頼性の向上を実現することができ
る。また、従来のレーザアニール方法のようにガスレー
ザを使ったものではなく固体レーザを使用することがで
きるため半導体装置の製造コストの低減を実現すること
ができる。
As described above, a more uniform laser annealing can be performed by synthesizing a plurality of laser beams according to the mathematical formula shown in the first embodiment and irradiating the semiconductor film with the laser beams formed by the synthesis. Further, the present invention is particularly suitable for crystallization of a semiconductor film, improvement of crystallinity, and activation of an impurity element. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Further, in a semiconductor device typified by an active matrix type liquid crystal display device manufactured by utilizing the present invention, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device. In addition, unlike the conventional laser annealing method, a solid-state laser can be used instead of a gas laser, so that the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced.

【0060】[0060]

【実施例】[実施例1]本実施例ではアクティブマトリ
クス基板の作製方法について図8〜図11を用いて説明
する。本明細書ではCMOS回路、及び駆動回路と、画
素TFT、保持容量とを有する画素部を同一基板上に形
成された基板を、便宜上アクティブマトリクス基板と呼
ぶ。
[Embodiment 1] In this embodiment, a method for manufacturing an active matrix substrate will be described with reference to FIGS. In this specification, a substrate in which a pixel portion including a CMOS circuit and a driver circuit, a pixel TFT, and a storage capacitor is formed over one substrate is referred to as an active matrix substrate for convenience.

【0061】まず、本実施例ではバリウムホウケイ酸ガ
ラス、またはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラスか
らなる基板400を用いる。なお、基板400として
は、石英基板やシリコン基板、金属基板またはステンレ
ス基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。
また、本実施例の処理温度に耐えうる耐熱性が有するプ
ラスチック基板を用いてもよいし、可撓性基板を用いて
も良い。なお、本発明はエネルギー分布が同一である線
状ビームを容易に形成できるので、複数の線状ビームに
より大面積基板を効率良くアニールすることが可能であ
る。
First, in this embodiment, a substrate 400 made of glass such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass is used. Note that as the substrate 400, a quartz substrate, a silicon substrate, a metal substrate, or a stainless substrate on which an insulating film is formed may be used.
Further, a plastic substrate having heat resistance that can withstand the processing temperature of this embodiment may be used, or a flexible substrate may be used. Since the present invention can easily form a linear beam having the same energy distribution, it is possible to efficiently anneal a large area substrate with a plurality of linear beams.

【0062】次いで、基板400上に酸化珪素膜、窒化
珪素膜または酸化窒化珪素膜などの絶縁膜から成る下地
膜401を公知の手段により形成する。本実施例では下
地膜401として2層構造を用いるが、絶縁膜の単層膜
または2層以上積層させた構造を用いても良い。
Then, a base film 401 made of an insulating film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film or a silicon oxynitride film is formed on the substrate 400 by a known method. Although a two-layer structure is used as the base film 401 in this embodiment, a single layer film of an insulating film or a structure in which two or more layers are stacked may be used.

【0063】次いで、下地膜上に半導体膜を形成する。
半導体膜は公知の手段(スパッタ法、LPCVD法、ま
たはプラズマCVD法等)により25〜200nm(好
ましくは30〜150nm)の厚さで半導体膜を成膜
し、レーザ結晶化法により結晶化させる。レーザ結晶化
法は、実施形態1または実施形態2、またはこれらの実
施形態を組み合わせて、レーザ光を半導体膜に照射す
る。用いるレーザは、連続発振の固体レーザまたは気体
レーザまたは金属レーザが望ましい。なお、固体レーザ
としては連続発振のYAGレーザ、YVO4レーザ、Y
LFレーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビー
レーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイヤ
レーザ等があり、気体レーザとしてはArレーザ、Kr
レーザ、CO 2レーザ等があり、金属レーザとしては連
続発振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金
蒸気レーザ等が挙げられる。もし実用化できれば連続発
振のエキシマレーザも本発明に適用できる。もちろん、
レーザ結晶化法だけでなく、他の公知の結晶化法(RT
Aやファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、結晶化
を助長する金属元素を用いた熱結晶化法等)と組み合わ
せて行ってもよい。半導体膜としては、非晶質半導体膜
や微結晶半導体膜、結晶性半導体膜などがあり、非晶質
珪素ゲルマニウム膜、非晶質シリコンカーバイト膜など
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。
Next, a semiconductor film is formed on the base film.
The semiconductor film is formed by known means (sputtering method, LPCVD method, or
25 to 200 nm (preferably by plasma CVD method)
A semiconductor film is formed with a thickness of 30 to 150 nm)
Then, it is crystallized by the laser crystallization method. Laser crystallization
The method is the method according to the first embodiment or the second embodiment, or these
Irradiate the semiconductor film with laser light by combining the embodiments.
It The laser used is a continuous wave solid-state laser or gas.
Lasers or metal lasers are preferred. In addition, solid-state laser
As a continuous wave YAG laser, YVOFourLaser, Y
LF laser, YAlO3Laser, glass laser, ruby
Laser, Alexandride laser, Ti: Sapphire
There are lasers and the like, and gas lasers include Ar laser and Kr.
Laser, CO 2There are lasers, etc.
Continuous oscillation helium cadmium laser, copper vapor laser, gold
A vapor laser or the like can be used. If it can be put to practical use, it will continuously fire
A swing excimer laser can also be applied to the present invention. of course,
Not only the laser crystallization method but also other known crystallization methods (RT
Thermal crystallization method using A or furnace annealing furnace, crystallization
Combined with a thermal crystallization method that uses a metal element that promotes
You may let me go. As the semiconductor film, an amorphous semiconductor film
, Microcrystalline semiconductor film, crystalline semiconductor film, etc.
Silicon germanium film, amorphous silicon carbide film, etc.
The compound semiconductor film having the amorphous structure of
Yes.

【0064】本実施例では、プラズマCVD法を用い、
50nmの非晶質珪素膜を成膜し、この非晶質珪素膜に
結晶化を助長する金属元素を用いた熱結晶化法およびレ
ーザ結晶化法を行う。金属元素としてニッケルを用い、
溶液塗布法により非晶質珪素膜上に導入した後、550
℃で5時間の熱処理を行って第1の結晶性珪素膜を得
る。そして、出力10Wの連続発振のYVO4レーザか
ら射出されたレーザ光を非線形光学素子により第2高調
波に変換したのち、実施形態1にしたがってレーザアニ
ールを行い、第2の結晶性珪素膜を得る。第1の結晶性
珪素膜にレーザ光を照射して第2の結晶性珪素膜とする
ことで、結晶性が向上する。このときのエネルギー密度
は0.01〜100MW/cm2程度(好ましくは0.
1〜10MW/cm2)が必要である。そして、0.5
〜2000cm/s程度の速度でレーザ光に対して相対
的にステージを動かして照射し、第2の結晶性珪素膜を
形成する。
In this embodiment, the plasma CVD method is used,
A 50 nm amorphous silicon film is formed, and a thermal crystallization method and a laser crystallization method using a metal element that promotes crystallization are performed on the amorphous silicon film. Using nickel as the metal element,
After being introduced onto the amorphous silicon film by a solution coating method, 550
A first crystalline silicon film is obtained by performing heat treatment at 5 ° C. for 5 hours. Then, after converting the laser light emitted from the continuous oscillation YVO 4 laser with an output of 10 W into the second harmonic by the non-linear optical element, laser annealing is performed according to the first embodiment to obtain the second crystalline silicon film. . By irradiating the first crystalline silicon film with laser light to form the second crystalline silicon film, the crystallinity is improved. The energy density at this time is about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1.
1 to 10 MW / cm 2 ) is required. And 0.5
The stage is moved relative to the laser beam at a speed of about 2000 cm / s for irradiation to form a second crystalline silicon film.

【0065】もちろん、第1の結晶性珪素膜を用いてT
FTを作製することもできるが、第2の結晶性珪素膜は
結晶性が向上しているため、TFTの電気的特性が向上
するので望ましい。
Of course, using the first crystalline silicon film, T
Although an FT can be manufactured, the crystallinity of the second crystalline silicon film is improved, which is preferable because the electrical characteristics of the TFT are improved.

【0066】このようにして得られた結晶性半導体膜を
フォトリソグラフィ法を用いたパターニング処理によ
り、半導体層402〜406を形成する。
The crystalline semiconductor film thus obtained is subjected to a patterning process using a photolithography method to form semiconductor layers 402 to 406.

【0067】また、半導体層402〜406を形成した
後、TFTのしきい値を制御するために微量な不純物元
素(ボロンまたはリン)のドーピングを行ってもよい。
After forming the semiconductor layers 402 to 406, a slight amount of impurity element (boron or phosphorus) may be doped to control the threshold value of the TFT.

【0068】次いで、半導体層402〜406を覆うゲ
ート絶縁膜407を形成する。ゲート絶縁膜407はプ
ラズマCVD法またはスパッタ法を用い、厚さを40〜
150nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施
例では、プラズマCVD法により110nmの厚さで酸
化窒化珪素膜を形成する。勿論、ゲート絶縁膜は酸化窒
化珪素膜に限定されるものでなく、他の絶縁膜を単層ま
たは積層構造として用いても良い。
Next, a gate insulating film 407 which covers the semiconductor layers 402 to 406 is formed. The gate insulating film 407 is formed by a plasma CVD method or a sputtering method and has a thickness of 40 to
It is formed of an insulating film containing silicon with a thickness of 150 nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film is formed with a thickness of 110 nm by a plasma CVD method. Of course, the gate insulating film is not limited to the silicon oxynitride film, and other insulating films may be used as a single layer or a laminated structure.

【0069】次いで、ゲート絶縁膜407上に膜厚20
〜100nmの第1の導電膜408と、膜厚100〜4
00nmの第2の導電膜409とを積層形成する。本実
施例では、膜厚30nmのTaN膜からなる第1の導電
膜408と、膜厚370nmのW膜からなる第2の導電
膜409を積層形成する。TaN膜はスパッタ法で形成
し、Taのターゲットを用い、窒素を含む雰囲気内でス
パッタする。また、W膜は、Wのターゲットを用いたス
パッタ法で形成した。その他に6フッ化タングステン
(WF6)を用いる熱CVD法で形成することもでき
る。いずれにしてもゲート電極として使用するためには
低抵抗化を図る必要があり、W膜の抵抗率は20μΩc
m以下にすることが望ましい。
Next, a film thickness of 20 is formed on the gate insulating film 407.
A first conductive film 408 having a thickness of 100 nm and a thickness of 100 to 4
A second conductive film 409 having a thickness of 00 nm is stacked. In this embodiment, a first conductive film 408 made of a TaN film having a thickness of 30 nm and a second conductive film 409 made of a W film having a thickness of 370 nm are stacked. The TaN film is formed by a sputtering method and is sputtered in an atmosphere containing nitrogen using a Ta target. The W film was formed by the sputtering method using a W target. Alternatively, it can be formed by a thermal CVD method using tungsten hexafluoride (WF 6 ). In any case, it is necessary to reduce the resistance in order to use it as a gate electrode, and the resistivity of the W film is 20 μΩc.
It is desirable to be m or less.

【0070】なお、本実施例では、第1の導電膜408
をTaN、第2の導電膜409をWとしているが、特に
限定されず、いずれもTa、W、Ti、Mo、Al、C
u、Cr、Ndから選ばれた元素、または元素を主成分
とする合金材料若しくは化合物材料で形成してもよい。
また、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素
膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、AgP
dCu合金を用いてもよい。
In this embodiment, the first conductive film 408 is used.
Is TaN and the second conductive film 409 is W, but is not particularly limited, and Ta, W, Ti, Mo, Al, and C are all used.
It may be formed of an element selected from u, Cr and Nd, or an alloy material or a compound material containing the element as a main component.
Alternatively, a semiconductor film typified by a polycrystalline silicon film doped with an impurity element such as phosphorus may be used. Also, AgP
You may use dCu alloy.

【0071】次に、フォトリソグラフィ法を用いてレジ
ストからなるマスク410〜415を形成し、電極及び
配線を形成するための第1のエッチング処理を行う。第
1のエッチング処理では第1及び第2のエッチング条件
で行う(図8(B))。本実施例では第1のエッチング
条件として、ICP(Inductively Coupled Plasma:誘
導結合型プラズマ)エッチング法を用い、エッチング用
ガスにCF4とCl2とO2とを用い、それぞれのガス流
量比を25:25:10(sccm)とし、1Paの圧力
でコイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を
投入してプラズマを生成してエッチングを行う。基板側
(試料ステージ)にも150WのRF(13.56MHz)電力
を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を印加する。
この第1のエッチング条件によりW膜をエッチングして
第1の導電層の端部をテーパー形状とする。
Next, masks 410 to 415 made of resist are formed by photolithography, and a first etching process for forming electrodes and wirings is performed. The first etching treatment is performed under the first and second etching conditions (FIG. 8B). In this embodiment, as the first etching condition, ICP (Inductively Coupled Plasma) etching method is used, CF 4 , Cl 2 and O 2 are used as etching gas, and the gas flow rate ratio of each is 25. : 25:10 (sccm), RF power (13.56 MHz) of 500 W is applied to the coil-shaped electrode at a pressure of 1 Pa to generate plasma, and etching is performed. RF (13.56 MHz) power of 150 W is also applied to the substrate side (sample stage) to apply a substantially negative self-bias voltage.
The W film is etched under the first etching condition so that the end portion of the first conductive layer is tapered.

【0072】この後、レジストからなるマスク410〜
415を除去せずに第2のエッチング条件に変え、エッ
チング用ガスにCF4とCl2とを用い、それぞれのガス
流量比を30:30(sccm)とし、1Paの圧力で
コイル型の電極に500WのRF(13.56MHz)電力を投
入してプラズマを生成して約30秒程度のエッチングを
行う。基板側(試料ステージ)にも20WのRF(13.56
MHz)電力を投入し、実質的に負の自己バイアス電圧を
印加する。CF4とCl2を混合した第2のエッチング条
件ではW膜及びTaN膜とも同程度にエッチングされ
る。なお、ゲート絶縁膜上に残渣を残すことなくエッチ
ングするためには、10〜20%程度の割合でエッチン
グ時間を増加させると良い。
After that, the masks 410 to 110 made of resist are formed.
415 is not removed, the second etching condition is changed, CF 4 and Cl 2 are used as etching gases, and the flow rate ratio of each gas is set to 30:30 (sccm). RF (13.56 MHz) power of 500 W is applied to generate plasma and etching is performed for about 30 seconds. 20 W RF (13.56) on the substrate side (sample stage)
MHz) power is applied and a substantially negative self-bias voltage is applied. Under the second etching condition in which CF 4 and Cl 2 are mixed, the W film and the TaN film are etched to the same extent. Note that in order to perform etching without leaving a residue on the gate insulating film, the etching time may be increased at a rate of about 10 to 20%.

【0073】上記第1のエッチング処理では、レジスト
からなるマスクの形状を適したものとすることにより、
基板側に印加するバイアス電圧の効果により第1の導電
層及び第2の導電層の端部がテーパー形状となる。この
テーパー部の角度は15〜45°となる。こうして、第
1のエッチング処理により第1の導電層と第2の導電層
から成る第1の形状の導電層417〜422(第1の導
電層417a〜422aと第2の導電層417b〜42
2b)を形成する。416はゲート絶縁膜であり、第1
の形状の導電層417〜422で覆われない領域は20
〜50nm程度エッチングされ薄くなった領域が形成さ
れる。
In the first etching process, the shape of the mask made of resist is adjusted to
The edges of the first conductive layer and the second conductive layer are tapered due to the effect of the bias voltage applied to the substrate side. The angle of this tapered portion is 15 to 45 °. Thus, the first shape conductive layers 417 to 422 (first conductive layers 417a to 422a and second conductive layers 417b to 42) including the first conductive layer and the second conductive layer are formed by the first etching treatment.
2b) is formed. 416 is a gate insulating film,
The area not covered with the conductive layers 417 to 422 in the shape of 20 is 20
A thinned region is formed by etching about 50 nm.

【0074】次いで、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第2のエッチング処理を行う。(図8(C))ここ
では、エッチングガスにCF4とCl2とO2とを用い、
W膜を選択的にエッチングする。この時、第2のエッチ
ング処理により第2の導電層428b〜433bを形成
する。一方、第1の導電層417a〜422aは、ほと
んどエッチングされず、第2の形状の導電層428〜4
33を形成する。
Next, a second etching process is performed without removing the resist mask. (FIG. 8 (C)) Here, CF 4 , Cl 2, and O 2 are used as etching gas,
The W film is selectively etched. At this time, the second conductive layers 428b to 433b are formed by the second etching treatment. On the other hand, the first conductive layers 417a to 422a are hardly etched, and the second shape conductive layers 428 to 422a are not etched.
33 is formed.

【0075】そして、レジストからなるマスクを除去せ
ずに第1のドーピング処理を行い、半導体層にn型を付
与する不純物元素を低濃度に添加する。ドーピング処理
はイオンドープ法、若しくはイオン注入法で行えば良
い。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1013〜5
×1014/cm2とし、加速電圧を40〜80keVと
して行う。本実施例ではドーズ量を1.5×1013/c
2とし、加速電圧を60keVとして行う。n型を付
与する不純物元素として15族に属する元素、典型的に
はリン(P)または砒素(As)を用いるが、ここでは
リン(P)を用いる。この場合、導電層428〜433
がn型を付与する不純物元素に対するマスクとなり、自
己整合的に不純物領域423〜427が形成される。不
純物領域423〜427には1×1018〜1×1020
cm3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加す
る。
Then, the first doping process is performed without removing the resist mask, and the impurity element imparting n-type is added to the semiconductor layer at a low concentration. The doping treatment may be performed by an ion doping method or an ion implantation method. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 13 to 5
The acceleration voltage is set to × 10 14 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 40 to 80 keV. In this embodiment, the dose amount is 1.5 × 10 13 / c.
m 2 and the accelerating voltage is 60 keV. An element belonging to Group 15 is used as the impurity element imparting n-type, typically phosphorus (P) or arsenic (As), but phosphorus (P) is used here. In this case, the conductive layers 428 to 433
Serves as a mask for the impurity element imparting n-type, and impurity regions 423 to 427 are formed in a self-aligned manner. In the impurity regions 423 to 427, 1 × 10 18 to 1 × 10 20 /
An impurity element imparting n-type is added within the concentration range of cm 3 .

【0076】レジストからなるマスクを除去した後、新
たにレジストからなるマスク434a〜434cを形成
して第1のドーピング処理よりも高い加速電圧で第2の
ドーピング処理を行う。イオンドープ法の条件はドーズ
量を1×1013〜1×1015/cm2とし、加速電圧を60
〜120keVとして行う。ドーピング処理は第2の導
電層428b、430b、432bを不純物元素に対す
るマスクとして用い、第1の導電層のテーパー部の下方
の半導体層に不純物元素が添加されるようにドーピング
する。続いて、第2のドーピング処理より加速電圧を下
げて第3のドーピング処理を行って図9(A)の状態を
得る。イオンドープ法の条件はドーズ量を1×1015
1×1017/cm2とし、加速電圧を50〜100keVと
して行う。第2のドーピング処理および第3のドーピン
グ処理により、第1の導電層と重なる低濃度不純物領域
436、442、448には1×1018〜5×1019/c
m3の濃度範囲でn型を付与する不純物元素を添加され、
高濃度不純物領域435、441、444、447には
1×1019〜5×1021/cm3の濃度範囲でn型を付与す
る不純物元素を添加される。
After removing the mask made of resist, new masks 434a to 434c made of resist are formed, and the second doping process is performed at an acceleration voltage higher than that of the first doping process. The conditions of the ion doping method are a dose amount of 1 × 10 13 to 1 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 60.
~ 120 keV. In the doping process, the second conductive layers 428b, 430b, and 432b are used as a mask for the impurity element, and doping is performed so that the semiconductor layer below the tapered portion of the first conductive layer is added with the impurity element. Subsequently, the acceleration voltage is lowered from the second doping process and the third doping process is performed to obtain the state of FIG. The condition of the ion doping method is that the dose amount is 1 × 10 15 to
The acceleration voltage is set to 1 × 10 17 / cm 2 and the acceleration voltage is set to 50 to 100 keV. By the second doping treatment and the third doping treatment, 1 × 10 18 to 5 × 10 19 / c are formed in the low-concentration impurity regions 436, 442, and 448 which overlap with the first conductive layer.
An impurity element imparting n-type is added in the concentration range of m 3 ,
An impurity element imparting n-type is added to the high-concentration impurity regions 435, 441, 444, and 447 in a concentration range of 1 × 10 19 to 5 × 10 21 / cm 3 .

【0077】もちろん、適当な加速電圧にすることで、
第2のドーピング処理および第3のドーピング処理は1
回のドーピング処理で、低濃度不純物領域および高濃度
不純物領域を形成することも可能である。
Of course, by setting an appropriate acceleration voltage,
The second doping process and the third doping process are 1
It is possible to form the low-concentration impurity region and the high-concentration impurity region by performing the doping process once.

【0078】次いで、レジストからなるマスクを除去し
た後、新たにレジストからなるマスク450a〜450
cを形成して第4のドーピング処理を行う。この第4の
ドーピング処理により、pチャネル型TFTの活性層と
なる半導体層に一導電型とは逆の導電型を付与する不純
物元素が添加された不純物領域453、454、45
9、460を形成する。第2の導電層429a、432
aを不純物元素に対するマスクとして用い、p型を付与
する不純物元素を添加して自己整合的に不純物領域を形
成する。本実施例では、不純物領域453、454、4
59、460はジボラン(B26)を用いたイオンドー
プ法で形成する(図9(B))。この第4のドーピング
処理の際には、nチャネル型TFTを形成する半導体層
はレジストからなるマスク450a〜450cで覆われ
ている。第1乃至3のドーピング処理によって、不純物
領域439、447、448にはそれぞれ異なる濃度で
リンが添加されているが、そのいずれの領域においても
p型を付与する不純物元素の濃度を1×1019〜5×1
21atoms/cm3となるようにドーピング処理することに
より、pチャネル型TFTのソース領域およびドレイン
領域として機能するために何ら問題は生じない。
Next, after removing the resist masks, new resist masks 450a to 450a are formed.
c is formed and a fourth doping process is performed. By the fourth doping process, impurity regions 453, 454, and 45 in which an impurity element imparting a conductivity type opposite to one conductivity type is added to a semiconductor layer which is an active layer of a p-channel TFT are added.
9 and 460 are formed. Second conductive layers 429a and 432
Using a as a mask for the impurity element, an impurity element imparting p-type is added to form an impurity region in a self-aligned manner. In this embodiment, the impurity regions 453, 454, 4
59 and 460 are formed by an ion doping method using diborane (B 2 H 6 ) (FIG. 9B). During the fourth doping process, the semiconductor layer forming the n-channel TFT is covered with resist masks 450a to 450c. Although phosphorus is added to the impurity regions 439, 447, and 448 at different concentrations by the first to third doping processes, the concentration of the impurity element imparting p-type conductivity is 1 × 10 19 in any of the regions. ~ 5 x 1
By performing the doping treatment so that the concentration becomes 0 21 atoms / cm 3 , there is no problem because it functions as the source region and the drain region of the p-channel TFT.

【0079】以上までの工程で、それぞれの半導体層に
不純物領域が形成される。
Through the above steps, the impurity regions are formed in the respective semiconductor layers.

【0080】次いで、レジストからなるマスク450a
〜450cを除去して第1の層間絶縁膜461を形成す
る。この第1の層間絶縁膜461としては、プラズマC
VD法またはスパッタ法を用い、厚さを100〜200
nmとして珪素を含む絶縁膜で形成する。本実施例で
は、プラズマCVD法により膜厚150nmの酸化窒化
珪素膜を形成した。勿論、第1の層間絶縁膜461は酸
化窒化珪素膜に限定されるものでなく、他の珪素を含む
絶縁膜を単層または積層構造として用いても良い。
Next, a mask 450a made of resist
To 450c are removed to form a first interlayer insulating film 461. As the first interlayer insulating film 461, plasma C is used.
The thickness is 100 to 200 using the VD method or the sputtering method.
It is formed of an insulating film containing silicon as nm. In this embodiment, a silicon oxynitride film having a thickness of 150 nm is formed by a plasma CVD method. Of course, the first interlayer insulating film 461 is not limited to the silicon oxynitride film, and another insulating film containing silicon may be used as a single layer or a laminated structure.

【0081】次いで、たとえばレーザ光を照射して、半
導体層の結晶性の回復、それぞれの半導体層に添加され
た不純物元素の活性化を行う。レーザ活性化は、例え
ば、実施形態1または実施形態2、またはこれらの実施
形態を組み合わせて、レーザ光を半導体膜に照射する。
用いるレーザは、連続発振の固体レーザまたは気体レー
ザまたは金属レーザが望ましい。なお、固体レーザとし
ては連続発振のYAGレーザ、YVO4レーザ、YLF
レーザ、YAlO3レーザ、ガラスレーザ、ルビーレー
ザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サファイヤレー
ザ等があり、気体レーザとしてはArレーザ、Krレー
ザ、CO2レーザ等があり、金属レーザとしては連続発
振のヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レーザ、金蒸気
レーザ等が挙げられる。もし実用化できるのであれば、
連続発振のエキシマレーザも本発明に適用できる。この
とき、連続発振のレーザを用いるのであれば、レーザ光
のエネルギー密度は0.01〜100MW/cm2程度
(好ましくは0.01〜10MW/cm2)が必要であ
り、レーザ光に対して相対的に基板を0.5〜2000
cm/sの速度で移動させる。また、活性化の場合、パ
ルス発振のレーザを用いてもよいが、このときは周波数
300Hz以上とし、レーザーエネルギー密度を50〜
1000mJ/cm2(代表的には50〜500mJ/cm2)とする
のが望ましい。このとき、レーザ光を50〜98%オー
バーラップさせても良い。なお、レーザアニール法の他
に、熱アニール法、またはラピッドサーマルアニール法
(RTA法)などを適用することができる。
Next, for example, laser light is irradiated to recover the crystallinity of the semiconductor layers and activate the impurity elements added to the respective semiconductor layers. For laser activation, for example, the semiconductor film is irradiated with laser light by using Embodiment 1, Embodiment 2, or a combination of Embodiments.
The laser used is preferably a continuous wave solid-state laser, a gas laser, or a metal laser. The solid-state laser may be a continuous wave YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser.
There are lasers, YAlO 3 lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, etc., gas lasers include Ar lasers, Kr lasers, CO 2 lasers, etc., and metal lasers include continuous oscillation helium cadmium. Lasers, copper vapor lasers, gold vapor lasers and the like can be mentioned. If it can be put to practical use,
A continuous wave excimer laser can also be applied to the present invention. At this time, if using a continuous wave laser, the energy density of the laser beam is about 0.01 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.01~10MW / cm 2) is required, with respect to the laser beam Relative substrate 0.5-2000
Move at a speed of cm / s. Further, in the case of activation, a pulsed laser may be used, but at this time, the frequency is 300 Hz or more and the laser energy density is 50 to
It is desirable to set it to 1000 mJ / cm 2 (typically 50 to 500 mJ / cm 2 ). At this time, the laser beams may be overlapped by 50 to 98%. In addition to the laser annealing method, a thermal annealing method, a rapid thermal annealing method (RTA method), or the like can be applied.

【0082】また、第1の層間絶縁膜を形成する前に活
性化を行っても良い。ただし、用いた配線材料が熱に弱
い場合には、本実施例のように配線等を保護するため層
間絶縁膜(珪素を主成分とする絶縁膜、例えば窒化珪素
膜)を形成した後で活性化処理を行うことが好ましい。
Further, activation may be performed before forming the first interlayer insulating film. However, when the wiring material used is weak against heat, activation is performed after forming an interlayer insulating film (insulating film containing silicon as a main component, for example, a silicon nitride film) to protect the wiring and the like as in this embodiment. It is preferable to carry out a chemical treatment.

【0083】そして、熱処理(300〜550℃で1〜
12時間の熱処理)を行うと水素化を行うことができ
る。この工程は第1の層間絶縁膜461に含まれる水素
により半導体層のダングリングボンドを終端する工程で
ある。第1の層間絶縁膜の存在に関係なく半導体層を水
素化することができる。
Then, heat treatment (at 300 to 550 ° C. 1 to
Hydrogenation can be performed by performing heat treatment for 12 hours. This step is a step of terminating the dangling bond of the semiconductor layer with hydrogen contained in the first interlayer insulating film 461. The semiconductor layer can be hydrogenated regardless of the presence of the first interlayer insulating film.

【0084】次いで、第1の層間絶縁膜461上に無機
絶縁膜材料または有機絶縁物材料から成る第2の層間絶
縁膜462を形成する。本実施例では、膜厚1.6μm
のアクリル樹脂膜を形成したが、粘度が10〜1000
cp、好ましくは40〜200cpのものを用い、表面
に凸凹が形成されるものを用いる。
Next, a second interlayer insulating film 462 made of an inorganic insulating film material or an organic insulating material is formed on the first interlayer insulating film 461. In this embodiment, the film thickness is 1.6 μm
The acrylic resin film of
cp, preferably 40 to 200 cp, and the one having irregularities on the surface is used.

【0085】本実施例では、鏡面反射を防ぐため、表面
に凸凹が形成される第2の層間絶縁膜を形成することに
よって画素電極の表面に凸凹を形成した。また、画素電
極の表面に凹凸を持たせて光散乱性を図るため、画素電
極の下方の領域に凸部を形成してもよい。その場合、凸
部の形成は、TFTの形成と同じフォトマスクで行うこ
とができるため、工程数の増加なく形成することができ
る。なお、この凸部は配線及びTFT部以外の画素部領
域の基板上に適宜設ければよい。こうして、凸部を覆う
絶縁膜の表面に形成された凸凹に沿って画素電極の表面
に凸凹が形成される。
In this embodiment, in order to prevent specular reflection, the second interlayer insulating film having unevenness is formed on the surface to form the unevenness on the surface of the pixel electrode. Further, in order to make the surface of the pixel electrode uneven so as to achieve light scattering, a convex portion may be formed in a region below the pixel electrode. In that case, since the projection can be formed using the same photomask as that for forming the TFT, the projection can be formed without increasing the number of steps. Note that this convex portion may be appropriately provided on the substrate in the pixel portion region other than the wiring and the TFT portion. Thus, the unevenness is formed on the surface of the pixel electrode along the unevenness formed on the surface of the insulating film covering the convex portion.

【0086】また、第2の層間絶縁膜462として表面
が平坦化する膜を用いてもよい。その場合は、画素電極
を形成した後、公知のサンドブラスト法やエッチング法
等の工程を追加して表面を凹凸化させて、鏡面反射を防
ぎ、反射光を散乱させることによって白色度を増加させ
ることが好ましい。
A film having a flat surface may be used as the second interlayer insulating film 462. In that case, after forming the pixel electrode, a step such as a known sandblasting method or etching method is added to make the surface uneven so as to prevent specular reflection and scatter reflected light to increase the whiteness. Is preferred.

【0087】そして、駆動回路506において、各不純
物領域とそれぞれ電気的に接続する配線463〜467
を形成する。なお、これらの配線は、膜厚50nmのT
i膜と、膜厚500nmの合金膜(AlとTiとの合金
膜)との積層膜をパターニングして形成する。もちろ
ん、二層構造に限らず、単層構造でもよいし、三層以上
の積層構造にしてもよい。また、配線の材料としては、
AlとTiに限らない。例えば、TaN膜上にAlやC
uを形成し、さらにTi膜を形成した積層膜をパターニ
ングして配線を形成してもよい(図10)。
Then, in the drive circuit 506, wirings 463 to 467 electrically connected to the respective impurity regions.
To form. Note that these wirings have a thickness of 50 nm.
A laminated film of an i film and an alloy film (alloy film of Al and Ti) having a film thickness of 500 nm is formed by patterning. Of course, the structure is not limited to the two-layer structure, and may be a single-layer structure or a laminated structure of three or more layers. Also, as the wiring material,
It is not limited to Al and Ti. For example, Al or C on the TaN film
Wiring may be formed by patterning the laminated film in which u is formed and a Ti film is further formed (FIG. 10).

【0088】また、画素部507においては、画素電極
470、ゲート配線469、接続電極468を形成す
る。この接続電極468によりソース配線(443aと
443bの積層)は、画素TFTと電気的な接続が形成
される。また、ゲート配線469は、画素TFTのゲー
ト電極と電気的な接続が形成される。また、画素電極4
70は、画素TFTのドレイン領域442と電気的な接
続が形成され、さらに保持容量を形成する一方の電極と
して機能する半導体層458と電気的な接続が形成され
る。また、画素電極471としては、AlまたはAgを
主成分とする膜、またはそれらの積層膜等の反射性の優
れた材料を用いることが望ましい。
In the pixel portion 507, the pixel electrode 470, the gate wiring 469, and the connection electrode 468 are formed. By this connection electrode 468, the source wiring (a stack of 443a and 443b) is electrically connected to the pixel TFT. The gate wiring 469 is electrically connected to the gate electrode of the pixel TFT. Also, the pixel electrode 4
70 is electrically connected to the drain region 442 of the pixel TFT, and further electrically connected to the semiconductor layer 458 which functions as one electrode forming a storage capacitor. Further, as the pixel electrode 471, it is desirable to use a material having excellent reflectivity such as a film containing Al or Ag as a main component, or a laminated film thereof.

【0089】以上の様にして、nチャネル型TFT50
1とpチャネル型TFT502からなるCMOS回路、
及びnチャネル型TFT503を有する駆動回路506
と、画素TFT504、保持容量505とを有する画素
部507を同一基板上に形成することができる。こうし
て、アクティブマトリクス基板が完成する。
As described above, the n-channel TFT 50
1 and a p-channel TFT 502 CMOS circuit,
And driving circuit 506 having n-channel TFT 503
Then, the pixel portion 507 including the pixel TFT 504 and the storage capacitor 505 can be formed over the same substrate. Thus, the active matrix substrate is completed.

【0090】駆動回路506のnチャネル型TFT50
1はチャネル形成領域437、ゲート電極の一部を構成
する第1の導電層428aと重なる低濃度不純物領域4
36(GOLD領域)、ソース領域またはドレイン領域
として機能する高濃度不純物領域452を有している。
このnチャネル型TFT501と電極466で接続して
CMOS回路を形成するpチャネル型TFT502には
チャネル形成領域440、ソース領域またはドレイン領
域として機能する高濃度不純物領域454と、n型を付
与する不純物元素およびp型を付与する不純物元素が導
入された不純物領域453を有している。また、nチャ
ネル型TFT503にはチャネル形成領域443、ゲー
ト電極の一部を構成する第1の導電層430aと重なる
低濃度不純物領域442(GOLD領域)、ソース領域
またはドレイン領域として機能する高濃度不純物領域4
56を有している。
N-channel TFT 50 of drive circuit 506
Reference numeral 1 denotes a channel formation region 437, and a low-concentration impurity region 4 overlapping with the first conductive layer 428a forming part of the gate electrode.
36 (GOLD region), a high-concentration impurity region 452 which functions as a source region or a drain region.
A channel formation region 440, a high-concentration impurity region 454 functioning as a source region or a drain region, and an impurity element imparting n-type are provided in the p-channel TFT 502 which is connected to the n-channel TFT 501 with an electrode 466 to form a CMOS circuit. And an impurity region 453 in which an impurity element imparting p-type conductivity is introduced. Further, in the n-channel TFT 503, a channel forming region 443, a low concentration impurity region 442 (GOLD region) overlapping with the first conductive layer 430a forming a part of a gate electrode, and a high concentration impurity functioning as a source region or a drain region. Area 4
Has 56.

【0091】画素部の画素TFT504にはチャネル形
成領域446、ゲート電極の外側に形成される低濃度不
純物領域445(LDD領域)、ソース領域またはドレ
イン領域として機能する高濃度不純物領域458を有し
ている。また、保持容量505の一方の電極として機能
する半導体層には、n型を付与する不純物元素およびp
型を付与する不純物元素が添加されている。保持容量5
05は、絶縁膜416を誘電体として、電極(432a
と432bの積層)と、半導体層とで形成している。
The pixel TFT 504 in the pixel portion has a channel formation region 446, a low concentration impurity region 445 (LDD region) formed outside the gate electrode, and a high concentration impurity region 458 which functions as a source region or a drain region. There is. In the semiconductor layer functioning as one electrode of the storage capacitor 505, an impurity element imparting n-type conductivity and p
An impurity element that imparts a mold is added. Storage capacity 5
05 is an electrode (432a) using the insulating film 416 as a dielectric.
And 432b) and a semiconductor layer.

【0092】また、本実施例で作製するアクティブマト
リクス基板の画素部の上面図を図11に示す。なお、図
8〜図11に対応する部分には同じ符号を用いている。
図10中の鎖線A−A’は図11中の鎖線A―A’で切
断した断面図に対応している。また、図10中の鎖線B
−B’は図11中の鎖線B―B’で切断した断面図に対
応している。
A top view of the pixel portion of the active matrix substrate manufactured in this embodiment is shown in FIG. The same reference numerals are used for the portions corresponding to FIGS.
The chain line AA ′ in FIG. 10 corresponds to the cross-sectional view taken along the chain line AA ′ in FIG. 11. Also, a chain line B in FIG.
-B 'corresponds to the cross-sectional view taken along the chain line BB' in FIG.

【0093】以上のようにして作製されるアクティブマ
トリクス基板は特性が単結晶に近い半導体膜を用いて作
製されたTFTを有しており、また半導体膜の物性の一
様性が非常に高いため、動作特性や信頼性を十分なもの
となり得る。また、複数の線状ビームの一部を互いに合
成させ、最適化させることにより、長径方向に均一なレ
ーザビームを形成できるので、スループットを向上させ
ることを可能とする。そして、その均一性の高いレーザ
ビームを用いて結晶化させることにより均一性の高い結
晶性半導体膜を形成でき、TFTの電気的特性のばらつ
きを低減することができる。さらに、本発明を利用した
アクティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半
導体装置において、半導体装置の動作特性および信頼性
の向上を実現することができる。また、従来のレーザア
ニール方法のようにガスレーザを使ったものではなく固
体レーザを使用することができるため半導体装置の製造
コストの低減を実現することができる。
The active matrix substrate manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film whose characteristics are close to those of a single crystal, and the semiconductor film has extremely high uniformity in physical properties. , Operating characteristics and reliability can be sufficient. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Further, in a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device using the present invention, it is possible to realize improvement in operating characteristics and reliability of the semiconductor device. In addition, unlike the conventional laser annealing method, a solid-state laser can be used instead of a gas laser, so that the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced.

【0094】[実施例2]本実施例では、実施例1で作
製したアクティブマトリクス基板から、反射型液晶表示
装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図12
を用いる。
[Embodiment 2] In this embodiment, a process of manufacturing a reflective liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in Embodiment 1 will be described below. Figure 12
To use.

【0095】まず、実施例1に従い、図10の状態のア
クティブマトリクス基板を得た後、図10のアクティブ
マトリクス基板上、少なくとも画素電極470上に配向
膜567を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例
では配向膜567を形成する前に、アクリル樹脂膜等の
有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を
保持するための柱状のスペーサ572を所望の位置に形
成した。また、柱状のスペーサに代えて、球状のスペー
サを基板全面に散布してもよい。
First, according to the first embodiment, after obtaining the active matrix substrate in the state of FIG. 10, an alignment film 567 is formed on at least the pixel electrode 470 on the active matrix substrate of FIG. 10, and rubbing treatment is performed. In this embodiment, before forming the alignment film 567, the organic resin film such as the acrylic resin film is patterned to form the columnar spacers 572 for holding the substrate distance at desired positions. Further, spherical spacers may be dispersed over the entire surface of the substrate instead of the columnar spacers.

【0096】次いで、対向基板569を用意する。次い
で、対向基板569上に着色層570、571、平坦化
膜573を形成する。赤色の着色層570と青色の着色
層571とを重ねて、遮光部を形成する。また、赤色の
着色層と緑色の着色層とを一部重ねて、遮光部を形成し
てもよい。
Next, a counter substrate 569 is prepared. Next, the coloring layers 570 and 571 and the planarization film 573 are formed over the counter substrate 569. The red colored layer 570 and the blue colored layer 571 are overlapped with each other to form a light shielding portion. In addition, the light-shielding portion may be formed by partially overlapping the red colored layer and the green colored layer.

【0097】本実施形態では、実施例1に示す基板を用
いている。従って、実施例1の画素部の上面図を示す図
11では、少なくともゲート配線469と画素電極47
0の間隙と、ゲート配線469と接続電極468の間隙
と、接続電極468と画素電極470の間隙を遮光する
必要がある。本実施例では、それらの遮光すべき位置に
着色層の積層からなる遮光部が重なるように各着色層を
配置して、対向基板を貼り合わせた。
In this embodiment, the substrate shown in Example 1 is used. Therefore, in FIG. 11 showing the top view of the pixel portion of the first embodiment, at least the gate wiring 469 and the pixel electrode 47 are shown.
It is necessary to shield the gap of 0, the gap of the gate wiring 469 and the connection electrode 468, and the gap of the connection electrode 468 and the pixel electrode 470 from light. In this example, the colored layers were arranged so that the light-shielding portions formed by stacking the colored layers were overlapped with each other at the positions where they should be shielded, and the counter substrates were bonded together.

【0098】このように、ブラックマスク等の遮光層を
形成することなく、各画素間の隙間を着色層の積層から
なる遮光部で遮光することによって工程数の低減を可能
とした。
As described above, it is possible to reduce the number of steps by forming a light-shielding portion formed of a stack of colored layers so as to shield the gaps between pixels without forming a light-shielding layer such as a black mask.

【0099】次いで、平坦化膜573上に透明導電膜か
らなる対向電極576を少なくとも画素部に形成し、対
向基板の全面に配向膜574を形成し、ラビング処理を
施した。
Next, a counter electrode 576 made of a transparent conductive film was formed on at least the pixel portion on the flattening film 573, an alignment film 574 was formed on the entire surface of the counter substrate, and a rubbing treatment was performed.

【0100】そして、画素部と駆動回路が形成されたア
クティブマトリクス基板と対向基板とをシール材568
で貼り合わせる。シール材568にはフィラーが混入さ
れていて、このフィラーと柱状スペーサによって均一な
間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。その後、
両基板の間に液晶材料575を注入し、封止剤(図示せ
ず)によって完全に封止する。液晶材料575には公知
の液晶材料を用いれば良い。このようにして図12に示
す反射型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれ
ば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の
形状に分断する。さらに、対向基板のみに偏光板(図示
しない)を貼りつけた。そして、公知の技術を用いてF
PCを貼りつけた。
The active matrix substrate having the pixel portion and the drive circuit formed thereon and the counter substrate are sealed with a sealant 568.
Stick together. A filler is mixed in the sealing material 568, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval by the filler and the columnar spacers. afterwards,
A liquid crystal material 575 is injected between both substrates and completely sealed with a sealant (not shown). A known liquid crystal material may be used as the liquid crystal material 575. In this way, the reflection type liquid crystal display device shown in FIG. 12 is completed. Then, if necessary, the active matrix substrate or the counter substrate is cut into a desired shape. Further, a polarizing plate (not shown) was attached only to the counter substrate. Then, using a known technique, F
I stuck a PC.

【0101】以上のようにして作製される液晶表示装置
は特性が単結晶に近い半導体膜を用いて作製されたTF
Tを有しており、また半導体膜の物性の一様性が非常に
高いため、液晶表示装置の動作特性や信頼性を十分なも
のとなり得る。また、複数の線状ビームの一部を互いに
合成させ、最適化させることにより、長径方向に均一な
レーザビームを形成できるので、スループットを向上さ
せることを可能とする。そして、その均一性の高いレー
ザビームを用いて結晶化させることにより均一性の高い
結晶性半導体膜を形成でき、TFTの電気的特性のばら
つきを低減することができる。さらに、本発明を利用し
て作製される液晶表示装置における動作特性および信頼
性の向上を実現することができる。また、従来のレーザ
アニール方法のようにガスレーザを使ったものではなく
固体レーザを使用することができるため液晶表示装置の
製造コストの低減を実現することができる。そして、こ
のような液晶表示装置は各種電子機器の表示部として用
いることができる。
The liquid crystal display device manufactured as described above is manufactured by using a semiconductor film whose characteristics are close to those of a single crystal.
Since it has T and the uniformity of the physical properties of the semiconductor film is very high, the operating characteristics and reliability of the liquid crystal display device can be sufficient. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Further, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the liquid crystal display device manufactured by utilizing the present invention. Further, since a solid-state laser can be used instead of a gas laser used in the conventional laser annealing method, the manufacturing cost of the liquid crystal display device can be reduced. Then, such a liquid crystal display device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0102】なお、本実施例は実施形態1乃至2と自由
に組み合わせることが可能である。
Note that this embodiment can be freely combined with Embodiment Modes 1 and 2.

【0103】[実施例3]本実施例では、実施例1で示
したアクティブマトリクス基板を作製するときのTFT
の作製方法を用いて、発光装置を作製した例について説
明する。本明細書において、発光装置とは、基板上に形
成された発光素子を該基板とカバー材の間に封入した表
示用パネルおよび該表示用パネルにTFTを備えた表示
用モジュールを総称したものである。なお、発光素子
は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Elec
tro Luminescence)が得られる有機化合物を含む層(発
光層)と陽極層と、陰極層とを有する。また、有機化合
物におけるルミネッセンスには、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)があり、これらのうち
どちらか、あるいは両方の発光を含む。
[Embodiment 3] In this embodiment, a TFT when the active matrix substrate shown in Embodiment 1 is manufactured.
An example in which a light-emitting device is manufactured by using the manufacturing method of will be described. In the present specification, a light emitting device is a generic term for a display panel in which a light emitting element formed on a substrate is enclosed between the substrate and a cover material, and a display module including a TFT on the display panel. is there. Note that the light-emitting element has a luminescence (Elec
It has a layer (light emitting layer) containing an organic compound for which tro luminescence is obtained, an anode layer, and a cathode layer. In addition, luminescence in an organic compound includes light emission when returning from a singlet excited state to a ground state (fluorescence) and light emission when returning from a triplet excited state to a ground state (phosphorescence). Alternatively, it includes both luminescence.

【0104】なお、発光素子において陽極と陰極の間に
形成された全ての層を有機発光層と定義する。有機発光
層には具体的に、発光層、正孔注入層、電子注入層、正
孔輸送層、電子輸送層等が含まれる。基本的に発光素子
は、陽極層、発光層、陰極層が順に積層された構造を有
しており、この構造に加えて、陽極層、正孔注入層、発
光層、陰極層や、陽極層、正孔注入層、発光層、電子輸
送層、陰極層等の順に積層した構造を有していることも
ある。
All layers formed between the anode and the cathode in the light emitting element are defined as organic light emitting layers. The organic light emitting layer specifically includes a light emitting layer, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, and the like. Basically, a light emitting device has a structure in which an anode layer, a light emitting layer, and a cathode layer are sequentially stacked. In addition to this structure, an anode layer, a hole injection layer, a light emitting layer, a cathode layer, and an anode layer are provided. It may have a structure in which a hole injecting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, a cathode layer and the like are laminated in this order.

【0105】図13は本実施例の発光装置の断面図であ
る。図13において、基板700上に設けられたスイッ
チングTFT603は図10のnチャネル型TFT50
3を用いて形成される。したがって、構造の説明はnチ
ャネル型TFT503の説明を参照すれば良い。
FIG. 13 is a sectional view of the light emitting device of this embodiment. In FIG. 13, the switching TFT 603 provided on the substrate 700 is the n-channel TFT 50 of FIG.
3 is used. Therefore, the description of the structure may be referred to the description of the n-channel TFT 503.

【0106】基板700上に設けられた駆動回路は図1
0のCMOS回路を用いて形成される。従って、構造の
説明はnチャネル型TFT501とpチャネル型TFT
502の説明を参照すれば良い。なお、本実施例ではシ
ングルゲート構造としているが、ダブルゲート構造もし
くはトリプルゲート構造であっても良い。
The driving circuit provided on the substrate 700 is shown in FIG.
It is formed by using a 0 CMOS circuit. Therefore, the description of the structure is given by the n-channel TFT 501 and the p-channel TFT.
The description of 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0107】また、配線701、703はCMOS回路
のソース配線、702はドレイン配線として機能する。
また、配線704はソース配線708とスイッチングT
FTのソース領域とを電気的に接続する配線として機能
し、配線705はドレイン配線709とスイッチングT
FTのドレイン領域とを電気的に接続する配線として機
能する。
Further, the wirings 701 and 703 function as a source wiring of the CMOS circuit, and 702 functions as a drain wiring.
The wiring 704 is connected to the source wiring 708 and the switching T.
The wiring 705 functions as a wiring that electrically connects the source region of the FT, and the wiring 705 is connected to the drain wiring 709 and the switching T.
It functions as a wiring that electrically connects the drain region of the FT.

【0108】なお、電流制御TFT604は図10のp
チャネル型TFT502を用いて形成される。従って、
構造の説明はpチャネル型TFT502の説明を参照す
れば良い。なお、本実施例ではシングルゲート構造とし
ているが、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構
造であっても良い。
The current control TFT 604 has the p-type of FIG.
It is formed using the channel TFT 502. Therefore,
For the description of the structure, the description of the p-channel TFT 502 may be referred to. Although a single gate structure is used in this embodiment, a double gate structure or a triple gate structure may be used.

【0109】また、配線706は電流制御TFTのソー
ス配線(電流供給線に相当する)であり、707は電流
制御TFTの画素電極711上に重ねることで画素電極
711と電気的に接続する電極である。
Further, the wiring 706 is a source wiring (corresponding to a current supply line) of the current control TFT, and 707 is an electrode electrically connected to the pixel electrode 711 by being overlapped on the pixel electrode 711 of the current control TFT. is there.

【0110】なお、711は、透明導電膜からなる画素
電極(発光素子の陽極)である。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、酸化インジウム
と酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化
インジウムを用いることができる。また、透明導電膜に
ガリウムを添加したものを用いても良い。画素電極71
1は、上記配線を形成する前に平坦な層間絶縁膜710
上に形成する。本実施例においては、樹脂からなる平坦
化膜710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。後に形成される発光層は非常に薄
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、発光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。
711 is a pixel electrode (anode of a light emitting element) made of a transparent conductive film. As the transparent conductive film,
A compound of indium oxide and tin oxide, a compound of indium oxide and zinc oxide, zinc oxide, tin oxide, or indium oxide can be used. Alternatively, a transparent conductive film to which gallium is added may be used. Pixel electrode 71
1 is a flat interlayer insulating film 710 before forming the wiring.
Form on top. In this embodiment, it is very important to flatten the step due to the TFT by using the flattening film 710 made of resin. Since the light emitting layer that is formed later is very thin, the light emitting failure may occur due to the existence of the step. Therefore, it is desirable to flatten the light emitting layer before forming the pixel electrode so that the light emitting layer can be formed as flat as possible.

【0111】配線701〜707を形成後、図13に示
すようにバンク712を形成する。バンク712は10
0〜400nmの珪素を含む絶縁膜もしくは有機樹脂膜
をパターニングして形成すれば良い。
After forming the wirings 701 to 707, a bank 712 is formed as shown in FIG. Bank 712 is 10
It may be formed by patterning an insulating film containing 0 to 400 nm of silicon or an organic resin film.

【0112】なお、バンク712は絶縁膜であるため、
成膜時における素子の静電破壊には注意が必要である。
本実施例ではバンク712の材料となる絶縁膜中にカー
ボン粒子や金属粒子を添加して抵抗率を下げ、静電気の
発生を抑制する。この際、抵抗率は1×106〜1×1
12Ωm(好ましくは1×108〜1×1010Ωm)と
なるようにカーボン粒子や金属粒子の添加量を調節すれ
ば良い。
Since the bank 712 is an insulating film,
Attention must be paid to the electrostatic breakdown of the device during film formation.
In this embodiment, carbon particles or metal particles are added to the insulating film that is the material of the bank 712 to lower the resistivity and suppress the generation of static electricity. At this time, the resistivity is 1 × 10 6 to 1 × 1.
The addition amount of carbon particles or metal particles may be adjusted so as to be 0 12 Ωm (preferably 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Ωm).

【0113】画素電極711の上には発光層713が形
成される。なお、図13では一画素しか図示していない
が、本実施例ではR(赤)、G(緑)、B(青)の各色
に対応した発光層を作り分けている。また、本実施例で
は蒸着法により低分子系有機発光材料を形成している。
具体的には、正孔注入層として20nm厚の銅フタロシ
アニン(CuPc)膜を設け、その上に発光層として7
0nm厚のトリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体
(Alq3)膜を設けた積層構造としている。Alq3
キナクリドン、ペリレンもしくはDCM1といった蛍光
色素を添加することで発光色を制御することができる。
A light emitting layer 713 is formed on the pixel electrode 711. Although only one pixel is shown in FIG. 13, light emitting layers corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) are separately formed in this embodiment. Further, in this embodiment, the low molecular weight organic light emitting material is formed by the vapor deposition method.
Specifically, a 20-nm-thick copper phthalocyanine (CuPc) film is provided as a hole injection layer, and a 7-nm light emitting layer is formed thereon.
It has a laminated structure in which a 0 nm thick tris-8-quinolinolato aluminum complex (Alq 3 ) film is provided. The emission color can be controlled by adding a fluorescent dye such as quinacridone, perylene or DCM1 to Alq 3 .

【0114】但し、以上の例は発光層として用いること
のできる有機発光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発光層(発光及びそのための
キャリアの移動を行わせるための層)を形成すれば良
い。例えば、本実施例では低分子系有機発光材料を発光
層として用いる例を示したが、中分子系有機発光材料や
高分子系有機発光材料を用いても良い。なお、本明細書
中において、昇華性を有さず、かつ、分子数が20以下
または連鎖する分子の長さが10μm以下の有機発光材
料を中分子系有機発光材料とする。また、高分子系有機
発光材料を用いる例として、正孔注入層として20nm
のポリチオフェン(PEDOT)膜をスピン塗布法によ
り設け、その上に発光層として100nm程度のパラフ
ェニレンビニレン(PPV)膜を設けた積層構造として
も良い。なお、PPVのπ共役系高分子を用いると、赤
色から青色まで発光波長を選択できる。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。これらの有機発光材料や無機材料は公
知の材料を用いることができる。
However, the above example is an example of an organic light emitting material that can be used as a light emitting layer, and it is not necessary to limit to this. The light emitting layer (charge transporting layer or charge injecting layer) may be freely combined to form a light emitting layer (a layer for emitting light and for moving carriers therefor). For example, in this embodiment, an example in which a low molecular weight organic light emitting material is used as the light emitting layer is shown, but a medium molecular weight organic light emitting material or a high molecular weight organic light emitting material may be used. In the present specification, an organic light-emitting material having no sublimability and having a number of molecules of 20 or less or a chain of molecules having a length of 10 μm or less is referred to as a medium molecule organic light-emitting material. In addition, as an example of using a polymer organic light emitting material, the hole injection layer has a thickness of 20 nm.
Alternatively, a polythiophene (PEDOT) film may be provided by a spin coating method, and a para-phenylene vinylene (PPV) film having a thickness of about 100 nm may be provided on the polythiophene (PEDOT) film as a laminated structure. By using a PPV π-conjugated polymer, the emission wavelength can be selected from red to blue. Further, it is also possible to use an inorganic material such as silicon carbide for the charge transport layer and the charge injection layer. Known materials can be used as these organic light emitting materials and inorganic materials.

【0115】次に、発光層713の上には導電膜からな
る陰極714が設けられる。本実施例の場合、導電膜と
してアルミニウムとリチウムとの合金膜を用いる。勿
論、公知のMgAg膜(マグネシウムと銀との合金膜)
を用いても良い。陰極材料としては、周期表の1族もし
くは2族に属する元素からなる導電膜もしくはそれらの
元素を添加した導電膜を用いれば良い。
Next, a cathode 714 made of a conductive film is provided on the light emitting layer 713. In this embodiment, an alloy film of aluminum and lithium is used as the conductive film. Of course, a well-known MgAg film (an alloy film of magnesium and silver)
May be used. As the cathode material, a conductive film made of an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table or a conductive film to which those elements are added may be used.

【0116】この陰極714まで形成された時点で発光
素子715が完成する。なお、ここでいう発光素子71
5は、画素電極(陽極)711、発光層713及び陰極
714で形成されたダイオードを指す。
The light emitting element 715 is completed when the cathode 714 is formed. The light emitting element 71 referred to here
Reference numeral 5 denotes a diode formed by the pixel electrode (anode) 711, the light emitting layer 713 and the cathode 714.

【0117】発光素子715を完全に覆うようにしてパ
ッシベーション膜716を設けることは有効である。パ
ッシベーション膜716としては、炭素膜、窒化珪素膜
もしくは窒化酸化珪素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁
膜を単層もしくは組み合わせた積層で用いる。
It is effective to provide the passivation film 716 so as to completely cover the light emitting element 715. As the passivation film 716, an insulating film including a carbon film, a silicon nitride film, or a silicon nitride oxide film is used, and the insulating films are used as a single layer or a stacked layer in which they are combined.

【0118】この際、カバレッジの良い膜をパッシベー
ション膜として用いることが好ましく、炭素膜、特にD
LC膜を用いることは有効である。DLC膜は室温から
100℃以下の温度範囲で成膜可能であるため、耐熱性
の低い発光層713の上方にも容易に成膜することがで
きる。また、DLC膜は酸素に対するブロッキング効果
が高く、発光層713の酸化を抑制することが可能であ
る。そのため、この後に続く封止工程を行う間に発光層
713が酸化するといった問題を防止できる。
At this time, it is preferable to use a film having good coverage as a passivation film, and a carbon film, especially D
It is effective to use an LC film. Since the DLC film can be formed in a temperature range from room temperature to 100 ° C. or lower, it can be easily formed over the light-emitting layer 713 having low heat resistance. In addition, the DLC film has a high blocking effect on oxygen and can suppress oxidation of the light emitting layer 713. Therefore, it is possible to prevent the problem that the light emitting layer 713 is oxidized during the subsequent sealing step.

【0119】さらに、パッシベーション膜716上に封
止材717を設け、カバー材718を貼り合わせる。封
止材717としては紫外線硬化樹脂を用いれば良く、内
部に吸湿効果を有する物質もしくは酸化防止効果を有す
る物質を設けることは有効である。また、本実施例にお
いてカバー材718はガラス基板や石英基板やプラスチ
ック基板(プラスチックフィルムも含む)や可撓性基板
の両面に炭素膜(好ましくはDLC膜)を形成したもの
を用いる。炭素膜以外にもアルミ膜(AlON、Al
N、AlOなど)、SiNなどを用いることができる。
Further, a sealing material 717 is provided on the passivation film 716, and a cover material 718 is attached. An ultraviolet curable resin may be used as the sealing material 717, and it is effective to provide a substance having a moisture absorption effect or a substance having an antioxidant effect inside. In this embodiment, the cover material 718 is a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate (including a plastic film), or a flexible substrate having a carbon film (preferably a DLC film) formed on both sides. Besides carbon film, aluminum film (AlON, Al
N, AlO, etc.), SiN, etc. can be used.

【0120】こうして図13に示すような構造の発光装
置が完成する。なお、バンク712を形成した後、パッ
シベーション膜716を形成するまでの工程をマルチチ
ャンバー方式(またはインライン方式)の成膜装置を用
いて、大気解放せずに連続的に処理することは有効であ
る。また、さらに発展させてカバー材718を貼り合わ
せる工程までを大気解放せずに連続的に処理することも
可能である。
Thus, the light emitting device having the structure as shown in FIG. 13 is completed. Note that it is effective to continuously perform the steps from the formation of the bank 712 to the formation of the passivation film 716 using a multi-chamber system (or in-line system) film formation apparatus without exposing to the atmosphere. . Further, it is also possible to further develop and continuously process up to the step of attaching the cover material 718 without exposing to the atmosphere.

【0121】こうして、基板700上にnチャネル型T
FT601、602、スイッチングTFT(nチャネル
型TFT)603および電流制御TFT(nチャネル型
TFT)604が形成される。
Thus, the n-channel type T
FTs 601 and 602, a switching TFT (n-channel type TFT) 603 and a current control TFT (n-channel type TFT) 604 are formed.

【0122】さらに、図13を用いて説明したように、
ゲート電極に絶縁膜を介して重なる不純物領域を設ける
ことによりホットキャリア効果に起因する劣化に強いn
チャネル型TFTを形成することができる。そのため、
信頼性の高い発光装置を実現できる。
Further, as described with reference to FIG.
By providing an impurity region overlapping the gate electrode with an insulating film interposed therebetween, n which is resistant to deterioration due to the hot carrier effect is used.
A channel TFT can be formed. for that reason,
It is possible to realize a highly reliable light emitting device.

【0123】また、本実施例では画素部と駆動回路の構
成のみ示しているが、本実施例の製造工程に従えば、そ
の他にも信号分割回路、D/Aコンバータ、オペアン
プ、γ補正回路などの論理回路を同一の絶縁体上に形成
可能であり、さらにはメモリやマイクロプロセッサをも
形成しうる。
Although only the configuration of the pixel portion and the driving circuit is shown in this embodiment, a signal dividing circuit, a D / A converter, an operational amplifier, a γ correction circuit, etc. may also be used according to the manufacturing process of this embodiment. Can be formed on the same insulator, and also a memory and a microprocessor can be formed.

【0124】以上のようにして作製される発光装置は特
性が単結晶に近い半導体膜を用いて作製されたTFTを
有しており、また半導体膜の物性の一様性が非常に高い
ため、発光装置の動作特性や信頼性を十分なものとなり
得る。また、複数の線状ビームの一部を互いに合成さ
せ、最適化させることにより、長径方向に均一なレーザ
ビームを形成できるので、スループットを向上させるこ
とを可能とする。そして、その均一性の高いレーザビー
ムを用いて結晶化させることにより均一性の高い結晶性
半導体膜を形成でき、TFTの電気的特性のばらつきを
低減することができる。さらに、本発明を利用して作製
される発光装置の動作特性および信頼性の向上を実現す
ることができる。また、従来のレーザアニール方法のよ
うにガスレーザを使ったものではなく固体レーザを使用
することができるため発光装置の製造コストの低減を実
現することができる。そして、このような発光装置は各
種電子機器の表示部として用いることができる。
The light-emitting device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film whose characteristics are close to those of a single crystal, and the physical properties of the semiconductor film are extremely high. The operating characteristics and reliability of the light emitting device can be sufficient. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Furthermore, it is possible to improve the operating characteristics and reliability of the light emitting device manufactured by utilizing the present invention. Further, since a solid-state laser can be used instead of a gas laser used in the conventional laser annealing method, the manufacturing cost of the light emitting device can be reduced. Then, such a light emitting device can be used as a display portion of various electronic devices.

【0125】なお、本実施例は実施形態1乃至2と自由
に組み合わせることが可能である。
Note that this embodiment can be freely combined with Embodiment Modes 1 and 2.

【0126】[実施例4]本発明を適用して、様々な半
導体装置(アクティブマトリクス型液晶表示装置、アク
ティブマトリクス型発光装置、アクティブマトリクス型
EC表示装置)を作製することができる。即ち、それら
電気光学装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本
発明を適用できる。
[Embodiment 4] By applying the present invention, various semiconductor devices (active matrix type liquid crystal display device, active matrix type light emitting device, active matrix type EC display device) can be manufactured. That is, the present invention can be applied to various electronic devices in which those electro-optical devices are incorporated in the display unit.

【0127】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウント
ディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲ
ーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携
帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電
子書籍等)などが挙げられる。それらの例を図14、図
15及び図16に示す。
Examples of such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head mounted displays (goggles type displays), car navigations, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.). ) And the like. Examples of these are shown in FIGS. 14, 15 and 16.

【0128】図14(A)はパーソナルコンピュータで
あり、本体3001、画像入力部3002、表示部30
03、キーボード3004等を含む。本発明により作製
された半導体装置を表示部3003に適用することで、
本発明のパーソナルコンピュータが完成する。
FIG. 14A shows a personal computer, which has a main body 3001, an image input section 3002, and a display section 30.
03, keyboard 3004 and the like. By applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3003,
The personal computer of the present invention is completed.

【0129】図14(B)はビデオカメラであり、本体
3101、表示部3102、音声入力部3103、操作
スイッチ3104、バッテリー3105、受像部310
6等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示
部3102に適用することで、本発明のビデオカメラが
完成する。
FIG. 14B shows a video camera, which includes a main body 3101, a display section 3102, a voice input section 3103, operation switches 3104, a battery 3105, and an image receiving section 310.
Including 6 etc. The video camera of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3102.

【0130】図14(C)はモバイルコンピュータ(モ
ービルコンピュータ)であり、本体3201、カメラ部
3202、受像部3203、操作スイッチ3204、表
示部3205等を含む。本発明により作製された半導体
装置を表示部3205に適用することで、本発明のモバ
イルコンピュータが完成する。
FIG. 14C shows a mobile computer (mobile computer), which includes a main body 3201, a camera portion 3202, an image receiving portion 3203, operation switches 3204, a display portion 3205, and the like. The mobile computer of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3205.

【0131】図14(D)はゴーグル型ディスプレイで
あり、本体3301、表示部3302、アーム部330
3等を含む。表示部3302は基板として可撓性基板を
用いており、表示部3302を湾曲させてゴーグル型デ
ィスプレイを作製している。また軽量で薄いゴーグル型
ディスプレイを実現している。本発明により作製される
半導体装置を表示部3302に適用することで、本発明
のゴーグル型ディスプレイが完成する。
FIG. 14D shows a goggle type display, which includes a main body 3301, a display section 3302 and an arm section 330.
Including 3 etc. The display portion 3302 uses a flexible substrate as a substrate, and the display portion 3302 is bent to manufacture a goggle type display. It also realizes a lightweight and thin goggle type display. The goggle type display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 3302.

【0132】図14(E)はプログラムを記録した記録
媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであ
り、本体3401、表示部3402、スピーカ部340
3、記録媒体3404、操作スイッチ3405等を含
む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(D
igital Versatile Disc)、CD
等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネッ
トを行うことができる。本発明により作製された半導体
装置を表示部3402に適用することで、本発明の記録
媒体が完成する。
FIG. 14E shows a player that uses a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) in which a program is recorded, and includes a main body 3401, a display portion 3402, and a speaker portion 340.
3, a recording medium 3404, operation switches 3405 and the like. This player uses a DVD (D
digital Versatile Disc), CD
It is possible to play music, watch movies, play games, and use the internet. The recording medium of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3402.

【0133】図14(F)はデジタルカメラであり、本
体3501、表示部3502、接眼部3503、操作ス
イッチ3504、受像部(図示しない)等を含む。本発
明により作製された半導体装置を表示部3502に適用
することで、本発明のデジタルカメラが完成する。
FIG. 14F shows a digital camera which includes a main body 3501, a display portion 3502, an eyepiece portion 3503, operation switches 3504, an image receiving portion (not shown) and the like. By applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3502, the digital camera according to the present invention is completed.

【0134】図15(A)はフロント型プロジェクター
であり、投射装置3601、スクリーン3602等を含
む。本発明により作製された半導体装置を投射装置36
01の一部を構成する液晶表示装置3808やその他の
駆動回路に適用することで、本発明のフロント型プロジ
ェクターが完成する。
FIG. 15A shows a front type projector including a projection device 3601, a screen 3602 and the like. The projection device 36 is a semiconductor device manufactured by the present invention.
01 is applied to the liquid crystal display device 3808 which constitutes a part of No. 01 and other drive circuits, the front type projector of the present invention is completed.

【0135】図15(B)はリア型プロジェクターであ
り、本体3701、投射装置3702、ミラー370
3、スクリーン3704等を含む。本発明により作製さ
れた半導体装置を投射装置3702の一部を構成する液
晶表示装置3808やその他の駆動回路に適用すること
で、本発明のリア型プロジェクターが完成する。
FIG. 15B shows a rear type projector, which includes a main body 3701, a projection device 3702, and a mirror 370.
3, screen 3704 and the like. By applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the liquid crystal display device 3808 which forms a part of the projection device 3702 and other drive circuits, the rear projector of the present invention is completed.

【0136】なお、図15(C)は、図15(A)及び
図15(B)中における投射装置3601、3702の
構造の一例を示した図である。投射装置3601、37
02は、光源光学系3801、ミラー3802、380
4〜3806、ダイクロイックミラー3803、プリズ
ム3807、液晶表示装置3808、位相差板380
9、投射光学系3810で構成される。投射光学系38
10は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施
例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単
板式であってもよい。また、図15(C)中において矢
印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機
能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィル
ム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
Note that FIG. 15C is a diagram showing an example of the structure of the projection devices 3601 and 3702 in FIGS. 15A and 15B. Projection devices 3601, 37
02 is a light source optical system 3801, mirrors 3802, 380
4 to 3806, dichroic mirror 3803, prism 3807, liquid crystal display device 3808, retardation plate 380.
9, a projection optical system 3810. Projection optical system 38
Reference numeral 10 is composed of an optical system including a projection lens. Although the present embodiment shows an example of a three-plate type, it is not particularly limited and may be, for example, a single-plate type. Further, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting the phase difference, an IR film, etc. in the optical path indicated by the arrow in FIG. Good.

【0137】また、図15(D)は、図15(C)中に
おける光源光学系3801の構造の一例を示した図であ
る。本実施例では、光源光学系3801は、リフレクタ
ー3811、光源3812、レンズアレイ3813、3
814、偏光変換素子3815、集光レンズ3816で
構成される。なお、図15(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。
Further, FIG. 15D is a diagram showing an example of the structure of the light source optical system 3801 in FIG. 15C. In this embodiment, the light source optical system 3801 includes the reflector 3811, the light source 3812, the lens arrays 3813, and 3.
814, a polarization conversion element 3815, and a condenser lens 3816. The light source optical system shown in FIG. 15D is an example and is not particularly limited. For example, the practitioner may appropriately provide an optical system such as an optical lens, a film having a polarization function, a film for adjusting a phase difference, and an IR film in the light source optical system.

【0138】ただし、図15に示したプロジェクターに
おいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示して
おり、反射型の電気光学装置及び発光装置での適用例は
図示していない。
However, the projector shown in FIG. 15 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example in a reflective electro-optical device and a light emitting device is not shown.

【0139】図16(A)は携帯電話であり、本体39
01、音声出力部3902、音声入力部3903、表示
部3904、操作スイッチ3905、アンテナ3906
等を含む。本発明により作製された半導体装置を表示部
3904に適用することで、本発明の携帯電話が完成す
る。
FIG. 16A shows a mobile phone, which is a main body 39.
01, voice output unit 3902, voice input unit 3903, display unit 3904, operation switch 3905, antenna 3906
Including etc. The mobile phone of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured according to the present invention to the display portion 3904.

【0140】図16(B)は携帯書籍(電子書籍)であ
り、本体4001、表示部4002、4003、記憶媒
体4004、操作スイッチ4005、アンテナ4006
等を含む。本発明により作製された半導体装置は表示部
4002、4003に適用することで、本発明の携帯書
籍が完成する。携帯書籍を文庫本と同程度の大きさにす
ることもでき、持ち運びを容易にしている。
FIG. 16B shows a portable book (electronic book) including a main body 4001, display portions 4002 and 4003, a storage medium 4004, operation switches 4005, an antenna 4006.
Including etc. By applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portions 4002 and 4003, the portable book of the present invention is completed. Portable books can be made as large as paperback books, making them easy to carry.

【0141】図16(C)はディスプレイであり、本体
4101、支持台4102、表示部4103等を含む。
表示部4103は可撓性基板を用いて作製されており、
軽量で薄いディスプレイを実現できる。また、表示部4
103を湾曲させることも可能である。本発明により作
製される半導体装置を表示部4103に適用すること
で、本発明のディスプレイが完成する。本発明のディス
プレイは特に大画面化した場合において有利であり、対
角10インチ以上(特に30インチ以上)のディスプレ
イには有利である。
FIG. 16C shows a display, which includes a main body 4101, a support base 4102, a display portion 4103 and the like.
The display portion 4103 is manufactured using a flexible substrate,
A lightweight and thin display can be realized. In addition, the display unit 4
It is also possible to bend 103. The display of the present invention is completed by applying the semiconductor device manufactured by the present invention to the display portion 4103. The display of the present invention is particularly advantageous when it has a large screen, and is advantageous for a display having a diagonal of 10 inches or more (particularly 30 inches or more).

【0142】以上のようにして作製される電子機器は特
性が単結晶に近い半導体膜を用いて作製されたTFTを
有しており、また半導体膜の物性の一様性が非常に高い
ため、電子機器の動作特性や信頼性を十分なものとなり
得る。また、複数の線状ビームの一部を互いに合成さ
せ、最適化させることにより、長径方向に均一なレーザ
ビームを形成できるので、スループットを向上させるこ
とを可能とする。そして、その均一性の高いレーザビー
ムを用いて結晶化させることにより均一性の高い結晶性
半導体膜を形成でき、TFTの電気的特性のばらつきを
低減することができる。さらに、本発明を利用したアク
ティブマトリクス型の液晶表示装置に代表される半導体
装置において、半導体装置の動作特性および信頼性の向
上を実現することができる。また、従来のレーザアニー
ル方法のようにガスレーザを使ったものではなく固体レ
ーザを使用することができるため半導体装置の製造コス
トの低減を実現することができる。
The electronic device manufactured as described above has a TFT manufactured using a semiconductor film whose characteristics are close to those of a single crystal, and the physical properties of the semiconductor film are extremely high. The operating characteristics and reliability of the electronic device can be sufficient. Further, by combining a part of the plurality of linear beams with each other and optimizing them, it is possible to form a uniform laser beam in the major axis direction, so that it is possible to improve the throughput. Then, by crystallizing using the highly uniform laser beam, a highly uniform crystalline semiconductor film can be formed and variation in electrical characteristics of the TFT can be reduced. Further, in a semiconductor device represented by an active matrix type liquid crystal display device using the present invention, it is possible to realize improvement in operating characteristics and reliability of the semiconductor device. In addition, unlike the conventional laser annealing method, a solid-state laser can be used instead of a gas laser, so that the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced.

【0143】また、本発明の適用範囲は極めて広く、さ
まざまな分野の電子機器に適用することが可能である。
なお、本実施例の電子機器は実施形態1〜2および実施
例1、2または1、3の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。
Further, the applicable range of the present invention is extremely wide, and the present invention can be applied to electronic devices in various fields.
Note that the electronic device of the present example can also be realized by using a configuration including a combination of the first and second embodiments and the first, second, or first and third examples.

【0144】[0144]

【発明の効果】本発明の構成を採用することにより、以
下に示すような基本的有意性を得ることが出来る。 (a)本発明が示す式を満たす複数のレーザビームを被
照射体に照射するとより均一なレーザアニールが行え
る。 (b)被照射体に対して均一にアニールすることを可能
とする。特に半導体膜の結晶化や結晶性の向上、不純物
元素の活性化を行うのに適している。 (c)複数の線状ビームの一部を互いに合成させるの
で、スループットを向上させることを可能とする。 (d)従来のレーザアニール方法のようにガスレーザを
使ったものではなく固体レーザを使用することができる
ため半導体装置の製造コストの低減を実現することがで
きる。 (e)以上の利点を満たした上で、アクティブマトリク
ス型の液晶表示装置に代表される半導体装置において、
半導体装置の動作特性および信頼性の向上を実現するこ
とができる。さらに、半導体装置の製造コストの低減を
実現することができる。
By adopting the structure of the present invention, the following basic significance can be obtained. (A) By irradiating the irradiated body with a plurality of laser beams satisfying the formula shown by the present invention, more uniform laser annealing can be performed. (B) The object to be irradiated can be uniformly annealed. In particular, it is suitable for crystallization of a semiconductor film, improvement of crystallinity, and activation of an impurity element. (C) Since some of the plurality of linear beams are combined with each other, the throughput can be improved. (D) Since a solid-state laser can be used instead of a gas laser used in the conventional laser annealing method, the manufacturing cost of a semiconductor device can be reduced. (E) In addition to satisfying the above advantages, in a semiconductor device typified by an active matrix liquid crystal display device,
It is possible to improve the operating characteristics and reliability of the semiconductor device. Further, it is possible to reduce the manufacturing cost of the semiconductor device.

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

【図1】 実施の形態1を説明する図。FIG. 1 is a diagram illustrating Embodiment 1;

【図2】 実施の形態1を説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating Embodiment 1;

【図3】 実施の形態1を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating Embodiment 1;

【図4】 実施の形態1を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating Embodiment 1;

【図5】 実施の形態2を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating Embodiment 2;

【図6】 実施の形態1を説明する図。6A and 6B are diagrams illustrating Embodiment 1;

【図7】 実施の形態1を説明する図。7A and 7B are diagrams illustrating Embodiment 1;

【図8】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
8A to 8C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図9】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程を
示す断面図。
9A to 9C are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図10】 画素TFT、駆動回路のTFTの作製工程
を示す断面図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a pixel TFT and a driver circuit TFT.

【図11】 画素TFTの構成を示す上面図。FIG. 11 is a top view showing a configuration of a pixel TFT.

【図12】 アクティブマトリクス型液晶表示装置の作
製工程を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of an active matrix liquid crystal display device.

【図13】 発光装置の駆動回路及び画素部の断面構造
図。
FIG. 13 is a cross-sectional structural diagram of a driver circuit and a pixel portion of a light emitting device.

【図14】 半導体装置の例を示す図。FIG. 14 illustrates an example of a semiconductor device.

【図15】 半導体装置の例を示す図。FIG. 15 illustrates an example of a semiconductor device.

【図16】 半導体装置の例を示す図。FIG. 16 illustrates an example of a semiconductor device.

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01S 3/00 Fターム(参考) 2H088 FA21 FA30 HA01 HA02 HA03 HA04 HA06 HA13 HA14 HA15 HA18 HA21 HA23 HA24 HA25 HA28 MA20 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 BA02 BA07 BA11 BA14 BA18 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 CA07 CA10 DA02 DA03 DA10 DB02 DB03 DB07 EA12 EA15 FA06 FA19 JA01 JA04 5F072 AA02 AA03 AA05 AB01 AB04 AB05 AB07 AB15 AB20 MM07 MM08 MM09 YY08 5F110 AA28 BB02 BB04 CC02 DD01 DD02 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE11 EE14 EE23 EE44 EE45 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG45 GG47 GG51 HJ01 HJ04 HJ12 HJ13 HJ23 HL01 HL02 HL03 HL04 HL11 HL12 HM13 HM15 NN03 NN04 NN05 NN22 NN27 NN34 NN35 NN71 NN72 NN73 NN78 PP01 PP02 PP03 PP05 PP06 PP07 PP10 PP29 PP31 PP34 QQ04 QQ11 QQ19 QQ23 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01S 3/00 F term (reference) 2H088 FA21 FA30 HA01 HA02 HA03 HA04 HA06 HA13 HA14 HA15 HA18 HA21 HA23 HA24 HA25 HA28 MA20 5F052 AA02 AA11 AA17 AA24 BA02 BA07 BA11 BA14 BA18 BB01 BB02 BB05 BB06 BB07 CA07 CA10 DA02 DA03 DA10 DB02 DB03 DB07 EA12 EA15 FA06 FA19 JA01 JA04 5F072 AA02 DD0802 5110BB04 AB05 AB07 BB08 AB05 AB07 AB08 AB05 AB07 AB15 AB20 AB07 AB15 AB08 AB07 AB15 AB20 AB07 AB15 AB08 AB07 AB15 AB08 AB07 AB15 AB08 DD03 DD05 DD13 DD14 DD15 DD17 EE01 EE02 EE03 EE04 EE06 EE11 EE14 EE23 EE44 EE45 FF04 FF09 FF28 FF30 GG01 GG02 GG13 GG25 GG32 GG43 GG34 NN NN HL HL HL HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL15 HL17 HL15 HL15 HL15 HL15 HL17 HL15 HL15 HL15 HL17 HL15 HL17 HL15 HL17 HL15 HL15 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL15 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 HL17 NN72 NN73 NN78 PP01 PP02 PP03 PP05 PP06 PP07 PP10 PP29 PP31 PP34 QQ04 QQ11 QQ19 QQ23

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ発
振器から射出され、かつ、スポットの形状が丸状である
複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ばされ
た前記複数のレーザビームの、互いの長径方向の端部を
重ね、照射面またはその近傍において線状ビームを形成
する手段と、を有するレーザ照射装置であって、引き伸
ばされた前記複数のレーザビームのそれぞれの前記照射
面における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbとし、
前記長径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy軸を
平行に座標を取ると、引き伸ばされた前記複数のレーザ
ビームのうち互いに重なるレーザビームの中心座標をそ
れぞれ(x、y)、(x'、y')とすると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<0.72
2 または ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<0.63
2 を満たすことを特徴とするレーザ照射装置。
1. A plurality of laser oscillators, a means for extending a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a round spot shape, and a plurality of the extended laser beams. A laser irradiation device having means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof, by overlapping the ends in the direction of the major axis of the irradiation area of the irradiation surface of each of the plurality of stretched laser beams. The width of e -2 is a, and the width of e -2 of minor axis is b,
When the coordinates of the major axis and the x-axis are taken in parallel, and the coordinates of the minor axis and the y-axis are taken in parallel, the central coordinates of the overlapping laser beams among the plurality of stretched laser beams are respectively (x, y). , (X ′, y ′), ((x−x ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <0.72
2 or ((x−x ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <0.63
2. A laser irradiation device characterized by satisfying 2 .
【請求項2】複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ発
振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形状であ
る複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ばさ
れた前記複数のレーザビームの、互いの長径方向の端部
を重ね、照射面またはその近傍において線状ビームを形
成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、引き
伸ばされた前記複数のレーザビームのそれぞれの前記照
射面における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbと
し、前記長径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy
軸を平行に座標を取ると、引き伸ばされた前記複数のレ
ーザビームのうち互いに重なるレーザビームの中心座標
をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とすると、 |y−y'|/b<0.72、かつ、|x−x'|<a または |y−y'|/b<0.63、かつ、|x−x'|<a を満たし、前記引き伸ばされた前記複数のレーザビーム
の長径方向のエネルギー分布は均一で、短径方向のエネ
ルギー分布はガウシアン状であることを特徴とするレー
ザ照射装置。
2. A plurality of laser oscillators, a means for stretching a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape, and a plurality of the stretched laser beams. A laser irradiation device having means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof, by overlapping the ends in the direction of the major axis of the irradiation area of the irradiation surface of each of the plurality of stretched laser beams. e -2 width a, the e -2 width of minor and is b, parallel to take coordinates the major axis and the x-axis, the minor axis and y
If the axes are taken in parallel, the central coordinates of the overlapping laser beams among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), respectively, then | y−y ′ | /b<0.72 and | x−x ′ | <a or | y−y ′ | / b <0.63 and | xx−x ′ | <a, and the stretched plurality is satisfied. The laser irradiation device is characterized in that the laser beam has a uniform energy distribution in the major axis direction and a Gaussian energy distribution in the minor axis direction.
【請求項3】複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ発
振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形状であ
る複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ばさ
れた前記複数のレーザビームの、互いの長径方向の端部
を重ね、照射面またはその近傍において線状ビームを形
成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、引き
伸ばされた前記複数のレーザビームのそれぞれの前記照
射面における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbと
し、前記長径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy
軸を平行に座標を取ると、引き伸ばされた前記複数のレ
ーザビームのうち互いに重なるレーザビームの中心座標
をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とすると、 |x−x'|/a<0.72、かつ、|y−y'|<b または |x−x'|/a<0.63、かつ、|y−y'|<b を満たし、前記引き伸ばされた前記複数のレーザビーム
の短径方向のエネルギー分布は均一で、長径方向のエネ
ルギー分布はガウシアン状であることを特徴とするレー
ザ照射装置。
3. A plurality of laser oscillators, a means for stretching a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape, and a plurality of the stretched laser beams. A laser irradiation device having means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof, by overlapping the ends in the direction of the major axis of the laser beam, and e -2 width a, the e -2 width of minor and is b, parallel to take coordinates the major axis and the x-axis, the minor axis and y
If the axes are taken in parallel, then the central coordinates of the overlapping laser beams among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), then | x−x ′ | /a<0.72 and | y−y ′ | <b or | x−x ′ | / a <0.63 and | y−y ′ | <b, and the stretched plurality is satisfied. The laser irradiation device is characterized in that the laser beam has a uniform energy distribution in the minor axis direction and a Gaussian energy distribution in the major axis direction.
【請求項4】 複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ
発振器から射出され、かつ、スポットの形状が矩形状で
ある複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、引き伸ば
された前記複数のレーザビームの、互いの長径方向の端
部を重ね、照射面またはその近傍において線状ビームを
形成する手段と、を有するレーザ照射装置であって、引
き伸ばされた前記複数のレーザビームのそれぞれの前記
照射面における長径のe-2幅をa、短径のe-2幅をbと
し、前記長径とx軸を平行に座標を取り、前記短径とy
軸を平行に座標を取ると、引き伸ばされた前記複数のレ
ーザビームのうち互いに重なるレーザビームの中心座標
をそれぞれ(x、y)、(x'、y')とすると、 |x−x'|/a<0.72、かつ、|y−y'|/b<0.
72 または、 |x−x'|/a<0.63、かつ、|y−y'|/b<0.
63 を満たし、前記引き伸ばされた前記複数のレーザビーム
の長径方向のエネルギー分布はガウシアン状で、短径方
向のエネルギー分布もガウシアン状であることを特徴と
するレーザ照射装置。
4. A plurality of laser oscillators, a means for stretching a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having a rectangular spot shape, and a plurality of the stretched plurality of laser beams. A laser irradiation device having means for forming a linear beam on the irradiation surface or in the vicinity thereof, by overlapping the ends in the direction of the major axis of the irradiation area of the irradiation surface of each of the plurality of stretched laser beams. e -2 width a, the e -2 width of minor and is b, parallel to take coordinates the major axis and the x-axis, the minor axis and y
If the axes are taken in parallel, then the central coordinates of the overlapping laser beams among the plurality of stretched laser beams are (x, y) and (x ′, y ′), then | x−x ′ | /a<0.72 and | y−y ′ | / b <0.
72 or | x−x ′ | / a <0.63 and | y−y ′ | / b <0.
63, the energy distribution in the major axis direction of the plurality of stretched laser beams is Gaussian, and the energy distribution in the minor axis direction is also Gaussian.
【請求項5】複数のレーザ発振器と、該複数のレーザ発
振器から射出され、かつ、スポットの形状が丸状および
矩形状である複数のレーザビームを引き伸ばす手段と、
引き伸ばされた前記複数のレーザビームの、互いの長径
方向の端部を重ね、照射面またはその近傍において線状
ビームを形成する手段と、引き伸ばされた前記複数のレ
ーザビームのそれぞれの前記照射面における長径のe-2
幅をa、短径のe-2幅をbとし、前記長径とx軸を平行
に座標を取り、前記短径とy軸を平行に座標を取ると、
引き伸ばされた前記複数のレーザビームのうち互いに重
なるレーザビームの中心座標をそれぞれ(x、y)、
(x'、y')とすると、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<0.72
2 または、 ((x−x')/a)2 + ((y−y')/b)2<0.63
2 を満たすことを特徴とするレーザ照射装置。
5. A plurality of laser oscillators, and means for stretching a plurality of laser beams emitted from the plurality of laser oscillators and having spot shapes of round and rectangular.
Means for forming linear beams in the irradiation surface or in the vicinity thereof, by overlapping the ends of the plurality of stretched laser beams in the major axis direction, and in the irradiation surface of each of the plurality of stretched laser beams. Major axis e -2
If the width is a, the short diameter e −2 width is b, and the major axis and the x-axis are parallel to each other and the minor axis and the y-axis are parallel to each other,
The central coordinates of the laser beams that overlap each other among the plurality of stretched laser beams are (x, y),
Assuming that (x ', y'), ((x-x ') / a) 2 + ((y-y') / b) 2 <0.72
2 or ((x−x ′) / a) 2 + ((y−y ′) / b) 2 <0.63
2. A laser irradiation device characterized by satisfying 2 .
【請求項6】請求項1乃至5のいずれか一項において、
前記長径のe-2幅aおよび前記互いに隣接するレーザビ
ームの中心座標(x、y)、(x'、y')が |x−x'|/a>0.52 を満たすことを特徴とするレーザ照射装置。
6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The e −2 width a of the major axis and the center coordinates (x, y), (x ′, y ′) of the laser beams adjacent to each other satisfy | xx−x ′ | / a> 0.52. Laser irradiation device.
【請求項7】請求項1乃至6のいずれか一項において、
前記レーザ発振器は、連続発振の気体レーザ、固体レー
ザおよび金属レーザから選ばれたものであることを特徴
とするレーザ照射装置。
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The laser irradiation apparatus is characterized in that the laser oscillator is selected from a continuous wave gas laser, a solid-state laser, and a metal laser.
【請求項8】請求項1乃至7のいずれか一項において、
前記短径のe-2幅bは、50μm以下であることを特徴
とするレーザ照射装置。
8. The method according to any one of claims 1 to 7,
A laser irradiation device characterized in that the e −2 width b of the short diameter is 50 μm or less.
【請求項9】請求項1乃至8のいずれか一項において、
前記レーザ発振器は、Arレーザ、Krレーザ、CO2
レーザ、YAGレーザ、YVO4レーザ、YLFレー
ザ、YAlO3レーザ、Y23レーザ、ガラスレーザ、
ルビーレーザ、アレキサンドライドレーザ、Ti:サフ
ァイヤレーザ、ヘリウムカドミウムレーザ、銅蒸気レー
ザおよび金蒸気レーザから選ばれたものであることを特
徴とするレーザ照射装置。
9. The method according to any one of claims 1 to 8,
The laser oscillator is an Ar laser, a Kr laser, CO 2
Laser, YAG laser, YVO 4 laser, YLF laser, YAlO 3 laser, Y 2 O 3 laser, glass laser,
A laser irradiation device characterized by being selected from a ruby laser, an alexandride laser, a Ti: sapphire laser, a helium cadmium laser, a copper vapor laser, and a gold vapor laser.
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