JP2003289080A - 半導体装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＦＴのチャネル形成領域に形成された粒界
によりＴＦＴの移動度が著しく低下したり、オン電流が
低減したり、オフ電流が増加したりするのを防ぐことが
できるレーザー結晶化法を用いた半導体装置の作製方法
及び該作製方法を用いて形成された半導体装置の提供を
課題とする 【解決手段】 チャネル幅が、連続発振のレーザー光に
よって形成される結晶粒の、レーザー光の走査方向と垂
直な方向における幅と同じ程度の大きさになるような半
導体膜を成膜し、該半導体膜にキャリアが移動する方向
と走査方向を合わせてレーザー光を照射することで、チ
ャネル形成領域において単一な結晶性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶構造を有する
半導体膜を用いて構成される半導体装置に係り、絶縁表
面上に結晶成長させた結晶質半導体膜を有する電界効果
型トランジスタ、特に薄膜トランジスタを用いた半導体
装置及び半導体装置の作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、基板上にＴＦＴを形成する技術が
大幅に進歩し、アクティブマトリクス型の半導体表示装
置への応用開発が進められている。特に、多結晶半導体
膜を用いたＴＦＴは、従来の非晶質半導体膜を用いたＴ
ＦＴよりも電界効果移動度（モビリティともいう）が高
いので、高速動作が可能である。そのため、従来基板の
外に設けられた駆動回路で行っていた画素の制御を、画
素と同一の基板上に形成した駆動回路で行うことが可能
である。

【０００３】ところで半導体装置に用いる基板は、コス
トの面から単結晶シリコン基板よりも、ガラス基板が有
望視されている。ガラス基板は耐熱性に劣り、熱変形し
やすい。そのため、ガラス基板上にポリシリコンＴＦＴ
を形成する場合において、半導体膜の結晶化にレーザー
アニールを用いることは、ガラス基板の熱変形を避ける
のに非常に有効である。

【０００４】レーザーアニールの特徴は、輻射加熱或い
は伝導加熱を利用するアニール法と比較して処理時間を
大幅に短縮できることや、半導体又は半導体膜を選択
的、局所的に加熱して、基板に殆ど熱的損傷を与えない
ことなどが上げられている。

【０００５】なお、ここでいうレーザーアニール法と
は、半導体基板又は半導体膜に形成された損傷層を再結
晶化する技術や、基板上に形成された半導体膜を結晶化
させる技術を指している。また、半導体基板又は半導体
膜の平坦化や表面改質に適用される技術も含んでいる。
適用されるレーザー発振装置は、エキシマレーザーに代
表される気体レーザー発振装置、ＹＡＧレーザーに代表
される固体レーザー発振装置であり、レーザー光の照射
によって半導体の表面層を数十ナノ〜数十マイクロ秒程
度のごく短時間加熱して結晶化させるものとして知られ
ている。

【０００６】レーザーはその発振方法により、パルス発
振と連続発振の２種類に大別される。パルス発振のレー
ザーは出力エネルギーが比較的高いため、レーザービー
ムの大きさを数ｃｍ²以上として量産性を上げることが
できる。特に、レーザービームの形状を光学系を用いて
加工し、長さ１０ｃｍ以上の線状にすると、基板へのレ
ーザー光の照射を効率的に行うことができ、量産性をさ
らに高めることができる。そのため、半導体膜の結晶化
には、パルス発振のレーザーを用いるのが主流となりつ
つあった。

【０００７】しかし近年では、半導体膜の結晶化におい
てパルス発振のレーザーよりも連続発振のレーザーを用
いる方が、半導体膜内に形成される結晶の粒径が大きく
なることが見出された。半導体膜内の結晶粒径が大きく
なると、該半導体膜を用いて形成されるＴＦＴの移動度
が高くなる。そのため、連続発振のレーザーはにわかに
脚光を浴び始めている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】パルス発振と連続発振
とに大別されるレーザーアニール法を用いて作製される
結晶質半導体膜は、一般的に複数の結晶粒が集合して形
成される。その結晶粒の位置と大きさはランダムなもの
であり、結晶粒の位置や大きさを指定して結晶質半導体
膜を形成する事は難しい。そのため前記結晶質半導体膜
を島状にパターニングすることで形成された活性層中に
は、結晶粒の界面（粒界）が存在することがある。

【０００９】例えば一般的に、連続発振のレーザー光を
用いると、幅１〜２μmの結晶粒をレーザー光の走査方
向に沿って数十μmの長さにまで成長させることが可能
である。しかし、その結晶粒が形成される位置及び大き
さを揃えることは難しく、ＴＦＴのチャネル形成領域に
おける粒界の位置を制御するのは非常に難しかった。

【００１０】結晶粒内と異なり、粒界には非晶質構造や
結晶欠陥などに起因する再結合中心や捕獲中心が多数存
在している。そして、隣り合う結晶粒において結晶の配
向が互いに異なると、この再結合中心や捕獲中心の数が
増える傾向にある。捕獲中心にキャリアがトラップされ
ると、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が低下するこ
とが知られている。よって、ＴＦＴの活性層、特にチャ
ネル形成領域中に、互いに配向の異なる結晶粒が隣り合
って形成された粒界が存在すると、ＴＦＴの移動度が著
しく低下したり、オン電流が低減したり、また粒界にお
いて電流が流れるためにオフ電流が増加したりと、ＴＦ
Ｔの特性に重大な影響を及ぼす。また同じ特性が得られ
ることを前提に作製された複数のＴＦＴにおいて、活性
層中の粒界の有無によって特性がばらついたりする。

【００１１】半導体膜にレーザー光を照射したときに、
得られる結晶粒の位置、大きさ及び配向がランダムにな
るのは、以下の理由による。レーザー光の照射によって
完全溶融した液体半導体膜中に固相核生成が発生するま
でには、ある程度の時間が掛かる。そして時間の経過と
共に、完全溶融領域において無数の結晶核が発生し、該
結晶核からそれぞれ結晶が成長する。この結晶核の発生
する位置は無作為であるため、不均一に結晶核が分布す
る。そして、互いの結晶粒がぶつかり合ったところで結
晶成長が終了するため、結晶粒の位置、大きさ、及び配
向は、ランダムなものとなる。

【００１２】よって、ＴＦＴの特性に重大な影響を及ぼ
すチャネル形成領域を、粒界の影響を排除して単一な結
晶性を有する結晶粒で形成することが理想的であるが、
粒界の存在しない非晶質珪素膜をレーザーアニール法で
形成するのは殆ど不可能であった。そのためレーザーア
ニール法を用いて結晶化された結晶質珪素膜を活性層と
するＴＦＴで、単結晶シリコン基板に作製されるＭＯＳ
トランジスタの特性と同等なものは、今日まで得られて
いない。

【００１３】本発明は上述した問題に鑑み、ＴＦＴのチ
ャネル形成領域に形成された粒界によりＴＦＴの移動度
が著しく低下したり、オン電流が低減したり、オフ電流
が増加したりするのを防ぐことができるレーザー結晶化
法を用いた半導体装置の作製方法及び該作製方法を用い
て形成された半導体装置の提供を課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、キャリア
が移動する方向に対して垂直な方向におけるチャネル形
成領域の幅、所謂チャネル幅を、連続発振のレーザー光
によって形成される結晶粒の、レーザー光の走査方向と
垂直な方向における幅と同じ程度の大きさになるような
半導体膜を成膜し、該半導体膜にキャリアが移動する方
向と走査方向を合わせてレーザー光を照射することで、
チャネル形成領域において単一な結晶性が得られるので
はないかと考えた。

【００１５】これは、チャネル幅と結晶粒の幅を同じ大
きさにすることで、１つの結晶粒を他の結晶粒とぶつか
ることなく成長させ、１つのチャネル形成領域を形成す
ることができるためである。なお、結晶粒の幅は、レー
ザー光のレーザービームの形状やそのエネルギー分布、
送り幅、及び走査速度等によって変わってくるが、一般
的には１〜２μｍ程度である。

【００１６】１つの単結晶でチャネル形成領域を形成す
ることで、チャネル形成領域に粒界が形成されるのを防
ぐことができるので、粒界によりオン電流が低減した
り、オフ電流が増加したり、複数のＴＦＴにおいて特性
がばらついたりするのを防ぐことができる。

【００１７】そして本発明ではさらに、複数の上記チャ
ネル形成領域が１つのソース領域と、１つのドレイン領
域の間に挟まれるようなＴＦＴを形成することもでき
る。上記構成によって、チャネル幅（この場合全てのチ
ャネル形成領域のチャネル幅の和）のわりに、チャネル
形成領域とゲート絶縁膜とが接している部分の面積を大
きくすることができ、より大きなオン電流を得ることが
できる。また、複数のチャネル形成領域を形成すること
で、ＴＦＴの駆動時にチャネル形成領域において発生し
た熱を、より効率的に放射することができる。なお本明
細書においてゲート絶縁膜とは、活性層とゲート電極の
間に設けられた絶縁膜の、活性層及びゲート電極と重な
っている部分を意味する。

【００１８】また、１つの単結晶からチャネル形成領域
が形成されるため、各チャネル形成領域において結晶の
配向が均一になる。よってチャネル形成領域に接して形
成されるゲート絶縁膜の膜質も均一になるので、界面準
位密度が低くなり、よってＴＦＴの移動度を向上させ、
かつ素子の歩留り及びバラツキを抑えて信頼性を著しく
向上させることができる。なお、チャネル形成領域のキ
ャリアが移動する方向における長さ、所謂チャネル長が
長くなると、結晶粒の結晶軸が回転することで配向が変
化する場合も有り得る。しかしこの場合においても、チ
ャネル形成領域内に複数の結晶粒が存在する場合と比
べ、配向が均一であると言える。

【００１９】なお、レーザー光の照射の後、基板上から
見た半導体膜のエッジの近傍において、微結晶が形成さ
れ、結晶の粒界に沿って突起した部分（リッジ）が出現
することがある。例えば、パルス発振のエキシマレーザ
ーでは半導体膜の厚さにもよるが、エッジの近傍におい
て粒径が０．１μm未満の微結晶が多く見られ、中心部
に形成される結晶粒に比べてその粒径が小さくなる傾向
がある。これはエッジの近傍と中心部とで、レーザー光
により与えられた熱の、基板への拡散のし方が異なるた
めではないかと考えられている。

【００２０】よって本発明では、レーザー光による結晶
化の後に、エッジの近傍の結晶性が芳しくない部分をパ
ターニングにより取り除き、単一な結晶性を有するチャ
ネル形成領域を形成するようにしても良い。このとき、
チャネル形成領域の側面がテーパー形状を有するように
すると、その上に形成されるゲート絶縁膜やゲート電極
が段差の部分において膜切れを起こすのを防ぐこそがで
きる。

【００２１】なお、半導体膜のいずれの部分をパターニ
ングで除去して、単一な結晶性を有するチャネル形成領
域を形成するのかは、設計者が適宜定めることができ
る。よって、パターニング後のチャネル形成領域内に、
チャネル長方向にまたがって存在している１つの結晶粒
の他に、チャネル形成領域のエッジの近傍に多少微結晶
が存在していたとしても、チャネル形成領域は単一な結
晶性を有しているといえる。

【００２２】なお、レーザー光のレーザービームのエッ
ジの近傍は、中央付近に比べて一般的にエネルギー密度
が低く、半導体膜の結晶性も劣る場合が多い。そのため
レーザー光を走査する際に、後にＴＦＴのチャネル形成
領域となる部分と、その軌跡のエッジとが重ならないよ
うにするのが望ましい。

【００２３】そこで本発明では、まず設計の段階で得ら
れた、基板上面から見た半導体膜の形状のデータ（パタ
ーン情報）を記憶手段に記憶する。そしてそのパターン
情報と、レーザー光のレーザービームの走査方向と垂直
な方向における幅とから、少なくともＴＦＴのチャネル
形成領域となる部分と、レーザー光の軌跡のエッジとが
重ならないように、レーザー光の走査経路を決定する。
そして、マーカーを基準として基板の位置を合わせ、決
定された走査経路にしたがってレーザー光を基板上の半
導体膜に対して照射する。

【００２４】上記構成により、基板全体にレーザー光を
照射するのではなく、少なくとも必要不可欠な部分にの
みレーザー光を走査するようにすることができる。よっ
て、不必要な部分にレーザー光を照射するための時間を
省くことができ、よって、レーザー光照射にかかる時間
を短縮化することができ、なおかつ基板の処理速度を向
上させることができる。また不必要な部分にレーザー光
を照射し、基板にダメージが与えられるのを防ぐことが
できる。

【００２５】なお、マーカーは、基板を直接レーザー光
等によりエッチングすることで形成しても良いし、半導
体膜を形成する際に、同時に絶縁膜の一部にマーカーを
形成するようにしても良い。また、実際に形成された半
導体膜の形状をＣＣＤ等の撮像素子を用いて読み取り、
データとして第１の記憶手段に記憶し、第２の記憶手段
に設計の段階で得られた半導体膜のパターン情報を記憶
し、第１の記憶手段に記憶されているデータと、第２の
記憶手段に記憶されているパターン情報とを照合するこ
とで、基板の位置合わせを行うようにしても良い。

【００２６】絶縁膜の一部にマーカーを形成したり、絶
縁膜の形状をマーカーとして用いることで、マーカー用
のマスクを１枚減らすことができ、なおかつ基板にレー
ザー光で形成するよりもよりも、正確な位置にマーカー
を形成することができ、位置合わせの精度を向上させる
ことができる。

【００２７】なお、レーザー光のエネルギー密度は、一
般的には完全に均一ではなく、レーザービーム内の位置
によりその高さが変わる。本発明では、最低限チャネル
形成領域となる部分全体に、一定のエネルギー密度のレ
ーザー光を照射することが必要である。よって本発明で
は、レーザー光の走査により、均一なエネルギー密度を
有する領域が、最低限チャネル形成領域となる部分、よ
り好ましくは活性層となる半導体膜全体と完全に重なる
ような、エネルギー密度の分布を有するレーザービーム
を用いることが必要である。上記エネルギー密度の条件
を満たすためには、レーザービームの形状を、矩形また
は線形等にすることが望ましいと考えられる。

【００２８】さらにスリットを介し、レーザービームの
うちエネルギー密度の低い部分を遮蔽するようにしても
良い。スリットを用いることで、比較的均一なエネルギ
ー密度のレーザー光をチャネル形成領域全体に照射する
ことができ、結晶化を均一に行うことができる。またス
リットを設けることで、絶縁膜または半導体膜のパター
ン情報によって部分的にレーザービームの幅を変えるこ
とができ、チャネル形成領域、さらにはＴＦＴの活性層
のレイアウトにおける制約を小さくすることができる。
なおレーザービームの幅とは、走査方向と垂直な方向に
おけるレーザービームの長さを意味する。

【００２９】また複数のレーザー発振装置から発振され
たレーザー光を合成することで得られた１つのレーザー
ビームを、レーザー結晶化に用いても良い。上記構成に
より、各レーザー光のエネルギー密度の弱い部分を補い
合うことができる。

【００３０】また半導体膜を成膜した後、大気に曝さな
いように（例えば希ガス、窒素、酸素等の特定されたガ
ス雰囲気または減圧雰囲気にする）レーザー光の照射を
行い、半導体膜を結晶化させても良い。上記構成によ
り、クリーンルーム内における分子レベルでの汚染物
質、例えば空気の清浄度を高めるためのフィルター内に
含まれるボロン等が、レーザー光による結晶化の際に半
導体膜に混入するのを防ぐことができる。

【００３１】なお、本発明は、サブミクロン単位の半導
体素子にも応用することができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】次に、図１を用いて、本発明で用
いられる半導体装置の作製方法について説明する。

【００３３】まず、図１（Ａ）に示すように基板１００
上に絶縁膜１０１を形成する。絶縁膜１０１は酸化珪素
膜、酸化窒化珪素膜、窒化珪素膜等を用いることができ
る。なお、アルカリ金属などの不純物が後に形成される
半導体膜内に取り込まれるのを防ぐことができ、後の処
理温度に耐え得る絶縁性を有する膜であれば、これらの
他の絶縁膜を用いても良い。また２つ以上の膜の積層構
造であってもよい。

【００３４】基板１００は、後の工程の処理温度に耐え
うる材質であれば良く、例えば石英基板、シリコン基
板、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基板を用いることができ
る。また、処理温度に耐えうる程度に耐熱性を有するプ
ラスチック基板を用いてもよい。

【００３５】次に、絶縁膜１０１を覆うように２５〜８
０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで半導体膜
を形成する。半導体膜は公知の手段（スパッタ法、ＬＰ
ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により成膜することが
できる。なお、半導体膜は非晶質半導体膜であっても良
いし、微結晶半導体膜、結晶質半導体膜であっても良
い。また珪素だけではなくシリコンゲルマニウムを用い
るようにしても良い。そして半導体膜をパターニング
し、後にチャネル形成領域となる幅１〜２μｍ程度の領
域を有する格子状の半導体膜（サブアイランド）１０２
を形成する。

【００３６】次に、チャネル形成領域のキャリアが移動
する方向（矢印に示した方向）と走査方向とが平行にな
るように、レーザー光をサブアイランド１０２に照射
し、結晶性が高められた半導体膜（ＬＣ後）１０３を形
成する。レーザー光のエネルギー密度は、レーザービー
ム１０４のエッジの近傍において低くなっており、その
ためエッジの近傍は結晶粒が小さく、結晶の粒界に沿っ
て突起した部分（リッジ）が出現する。よって、サブア
イランド１０２とレーザービーム１０３の軌跡のエッジ
とが重ならないようにすることが重要である。

【００３７】本発明では公知の連続発振型のレーザーを
用いることができる。連続発振のレーザーは、気体レー
ザーであっても固体レーザーであっても良い。気体レー
ザーとして、エキシマレーザー、Ａｒレーザー、Ｋｒレ
ーザーなどがあり、固体レーザーとして、ＹＡＧレーザ
ー、ＹＶＯ₄レーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ₃レー
ザー、ガラスレーザー、ルビーレーザー、アレキサンド
ライドレーザー、Ｔｉ：サファイアレーザー、Ｙ₂Ｏ₃レ
ーザーなどが挙げられる。固体レーザーとしては、Ｃ
ｒ、Ｎｄ、Ｅｒ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｙｂ又はＴ
ｍがドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ₄、ＹＬＦ、ＹＡ
ｌＯ₃などの結晶を使ったレーザーが適用される。当該
レーザーの基本波はドーピングする材料によって異な
り、１μｍ前後の基本波を有するレーザー光が得られ
る。基本波に対する高調波は、非線形光学素子を用いる
ことで得ることができる。

【００３８】またさらに、固体レーザーから発せられら
た赤外レーザー光を非線形光学素子でグリーンレーザー
光に変換後、さらに別の非線形光学素子によって得られ
る紫外レーザー光を用いることもできる。

【００３９】もちろん、レーザー結晶化法だけでなく、
他の公知の結晶化法（ＲＴＡ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。触媒元素
を用いる場合、特開平７−１３０６５２号公報、特開平
８−７８３２９号公報で開示された技術を用いることが
望ましい。

【００４０】なお、図１（Ａ）のチャネル形成領域とな
る領域におけるＡ−Ａ’の断面図を、図１（Ｂ）に示
す。Ａ−Ａ’におけるサブアイランド１０２のチャネル
形成領域となる領域における幅Ｗ_i1は、連続発振のレー
ザー光を用いて形成される結晶粒の、走査方向と垂直な
方向における幅と同じ程度の大きさにする。一般的には
幅Ｗ_i1を１〜２μｍ程度にするのが望ましい。チャネル
形成領域を上記幅に設定することで、単一な結晶性を有
するチャネル形成領域を形成することが可能になる。

【００４１】次に、図２（Ａ）に示すように、粒界が多
く形成されていると考えられるサブアイランドのエッジ
近傍を除去するように、結晶化後のサブアイランドをパ
ターニングし、アイランド１０４を形成する。図２
（Ｂ）に、図２（Ａ）のチャネル形成領域のＡ−Ａ’に
おける断面図を示す。アイランド１０４の幅Ｗ_i2はＷ_i1
と同じかそれ以下の大きさになる。なお、エッジ近傍の
除去はアイランド用のマスクを形成し、半導体膜を等方
性エッチングすることで行うようにしても良いし、サブ
アイランド用のマスクを再び形成し、半導体膜と同時に
マスクもエッチングされるような等方性のエッチングを
行うことで行うようにしても良い。図２（Ａ）、（Ｂ）
では、アイランド１０４のチャネル形成領域の側面は、
テーパー状になっている。

【００４２】ソース領域またはドレイン領域となる部分
はチャネル形成領域ほど半導体膜の結晶性によるＴＦＴ
の特性への影響が大きくない。そのため、半導体膜の結
晶性が芳しくない部分をソース領域またはドレイン領域
として用いても然程問題にはならない。

【００４３】そして、図２（Ａ）、（Ｂ）に示したアイ
ランドを用いて、以下ＴＦＴを作製する工程を行う。本
実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、少なくとも
アイランド１０４のチャネル形成領域となる部分を覆う
ように、ゲート絶縁膜１０５を形成する。なお図３
（Ａ）では、ソース領域またはドレイン領域となる部分
が露出しているが、ゲート絶縁膜１０５でアイランド１
４０全体を覆うようにしても良い。

【００４４】次に、導電性を有する膜を成膜しパターニ
ングすることで、ゲート電極１０６を形成する。なお、
図３（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図を図３（Ｂ）に示
す。ゲート電極１０６は全てのチャネル形成領域と重な
っている。

【００４５】上記工程によりＴＦＴが完成する。なお、
アイランドを形成後のＴＦＴの作製工程は、ＴＦＴによ
って異なるので、本発明の半導体装置が有するＴＦＴは
図３（Ａ）、（Ｂ）に示した構造に限定されない。ただ
し本発明の半導体装置が有するＴＦＴは、そのチャネル
形成領域のチャネル幅が、レーザー光の走査方向と垂直
な方向における幅と同じかそれ以下の大きさになるよう
にする。なお、結晶粒の幅は、レーザー光のレーザービ
ームの形状やそのエネルギー分布、送り幅、及び走査速
度等によって変わってくるが、一般的には１〜２μｍ程
度である。そして、チャネル形成領域のチャネル長方向
にまたがって単一な結晶性を有している。

【００４６】なお、本実施の形態ではサブアイランドの
エッジ近傍を除去し、アイランドを形成しているが、本
発明はこれに限定されない。エッジ近傍における微結晶
が然程問題にならないと判断すればサブアイランドをそ
のままアイランドとしてＴＦＴの活性層に用いることも
可能である。

【００４７】このように単一な結晶性を有するチャネル
形成領域を形成することで、チャネル形成領域に粒界が
形成されるのを防ぐことができるので、粒界によりオン
電流が低減したり、オフ電流が増加したり、複数のＴＦ
Ｔにおいて特性がばらついたりするのを防ぐことができ
る。

【００４８】また、複数のチャネル形成領域が１つのソ
ース領域と、１つのドレイン領域の間に挟まれるような
ＴＦＴを形成することで、チャネル幅（この場合全ての
チャネル形成領域のチャネル幅の和）のわりに、チャネ
ル形成領域とゲート絶縁膜とが接している部分の面積を
大きくすることができ、より大きなオン電流を得ること
ができる。また、複数のチャネル形成領域を形成するこ
とで、ＴＦＴの駆動時にチャネル形成領域において発生
した熱を、より効率的に放射することができる。

【００４９】また、１つの単結晶からチャネル形成領域
が形成されるため、各チャネル形成領域において結晶の
配向が均一になる。よってチャネル形成領域に接して形
成されるゲート絶縁膜の膜質も均一になるので、界面準
位密度が低くなり、よってＴＦＴの移動度を向上させ、
かつ素子の歩留り及びバラツキを抑えて信頼性を著しく
向上させることができる。

【００５０】次に、本発明で用いられる生産システムに
ついて説明する。図４に本実施例の生産システムのフロ
ーチャートを示す。まずアイランドのマスクを設計し、
次にサブアイランドのマスクを設計する。なお、サブア
イランドをアイランドとして用いる場合は、アイランド
のマスクを形成しなくとも良い。そして、アイランドを
ＴＦＴの活性層として用いる場合、レーザー光の走査方
向と、特性がばらついて欲しくない複数のＴＦＴのチャ
ネル形成領域のキャリアが移動する方向とが揃うように
アイランドをレイアウトするのが望ましいが、用途に応
じて意図的に方向を揃えない様にしても良い。

【００５１】そして、設計されたサブアイランドの形状
に関する情報（パターン情報）を、レーザー照射装置が
有するコンピューターに入力し、その記憶手段に記憶す
る。コンピューターでは、入力されたサブアイランドの
パターン情報と、レーザービームの走査方向に対して垂
直な方向における幅とに基づき、レーザー光の走査経路
を定める。このとき、レーザー光の軌跡のエッジと、サ
ブアイランドとが重ならないように、走査経路を定め
る。なお、サブアイランドのパターン情報に加えて、ア
イランドのパターン情報をコンピュータの記憶手段に記
憶させ、レーザー光の軌跡のエッジとアイランドまたは
アイランドのチャネル形成領域とが重ならないように、
走査経路を定めるようにしても良い。

【００５２】なお、スリットを設けてレーザービームの
幅を制御する場合、コンピューターでは入力されたサブ
アイランドのパターン情報に基づき、走査方向に対して
垂直方向における、サブアイランドの幅を算出する。そ
して、レーザー光の軌跡のエッジと、サブアイランド、
より望ましくはアイランドまたはチャネル形成領域とが
重ならないように、走査方向に対して垂直方向における
スリットの幅を設定する。

【００５３】一方、設計したパターン情報に従って基板
の絶縁膜表面上にサブアイランドを形成し、該基板をレ
ーザー照射装置のステージに設置し、基板の位置合わせ
を行なう。図３ではＣＣＤカメラを用いてマーカーを検
出し、基板の位置合わせを行う。なおＣＣＤカメラと
は、ＣＣＤ（電荷結合素子）を撮像素子として用いたカ
メラを意味する。

【００５４】なお、ステージに設置された基板上のサブ
アイランドのパターン情報をＣＣＤカメラ等により検出
し、コンピュータにおいてＣＡＤによって設計されたサ
ブアイランドのパターン情報と、ＣＣＤカメラによって
得られる、実際に基板上に形成されたサブアイランドの
パターン情報とを照らし合わせ、基板の位置合わせを行
うようにしても良い。

【００５５】そして、定められた走査経路にしたがって
レーザー光を照射し、サブアイランドを結晶化する。

【００５６】次に、レーザー光を照射した後、レーザー
光照射により結晶性が高められたサブアイランドをパタ
ーニングし、アイランドを形成する。以下、アイランド
からＴＦＴを作製する工程が行われる。ＴＦＴの具体的
な作製工程はＴＦＴの形状によって異なるが、代表的に
はゲート絶縁膜を成膜し、アイランドに不純物領域を形
成する。そして、ゲート絶縁膜及びゲート電極を覆うよ
うに層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを形成し、不純物領域の一部を露出させる。そして
該コンタクトホールを介して不純物領域に接するように
層間絶縁膜上に配線を形成する。

【００５７】次に、本発明で用いるレーザー照射装置の
構成について説明する。

【００５８】次に、本発明において用いられるレーザー
照射装置の構成について、図５を用いて説明する。１５
１はレーザー発振装置である。図５では４つのレーザー
発振装置を用いているが、レーザー照射装置が有するレ
ーザー発振装置はこの数に限定されない。

【００５９】なお、レーザー発振装置１５１は、チラー
１５２を用いてその温度を一定に保つようにしても良
い。チラー１５２は必ずしも設ける必要はないが、レー
ザー発振装置１５１の温度を一定に保つことで、出力さ
れるレーザー光のエネルギーが温度によってばらつくの
を抑えることができる。

【００６０】また１５４は光学系であり、レーザー発振
装置１５１から出力された光路を変更したり、そのレー
ザービームの形状を加工したりして、レーザー光を集光
することができる。さらに、図５のレーザー照射装置で
は、光学系１５４によって、複数のレーザー発振装置１
５１から出力されたレーザー光のレーザービームを互い
に一部を重ね合わせることで、合成することができる。

【００６１】なお、レーザー光の進行方向を極短時間で
変化させるＡＯ変調器１５３を、被処理物である基板１
５６とレーザー発振装置１５１との間の光路に設けても
良い。また、ＡＯ変調器の代わりに、アテニュエイター
（光量調整フィルタ）を設けて、レーザー光のエネルギ
ー密度を調整するようにしても良い。

【００６２】また、被処理物である基板１５６とレーザ
ー発振装置１５１との間の光路に、レーザー発振装置１
５１から出力されたレーザー光のエネルギー密度を測定
する手段（エネルギー密度測定手段）１６５を設け、測
定したエネルギー密度の経時変化をコンピューター１６
０において監視するようにしても良い。この場合、レー
ザー光のエネルギー密度の減衰を補うように、レーザー
発振装置１６０からの出力を高めるようにしても良い。

【００６３】合成されたレーザービームは、スリット１
５５を介して被処理物である基板１５６に照射される。
スリット１５５は、レーザー光を遮ることが可能であ
り、なおかつレーザー光によって変形または損傷しない
ような材質で形成するのが望ましい。そして、スリット
１５５はスリットの幅が可変であり、該スリットの幅に
よってレーザービームの幅を変更することができる。

【００６４】なお、スリット１５５を介さない場合の、
レーザー発振装置１５１から発振されるレーザー光の基
板１５６におけるレーザービームの形状は、レーザーの
種類によって異なり、また光学系により成形することも
できる。

【００６５】基板１５６はステージ１５７上に載置され
ている。図５では、位置制御手段１５８、１５９が、被
処理物におけるレーザービームの位置を制御する手段に
相当しており、ステージ１５７の位置が、位置制御手段
１５８、１５９によって制御されている。

【００６６】図５では、位置制御手段１５８がＸ方向に
おけるステージ１５７の位置の制御を行っており、位置
制御手段１５９はＹ方向におけるステージ１５７の位置
制御を行う。

【００６７】また図５のレーザー照射装置は、メモリ等
の記憶手段及び中央演算処理装置を兼ね備えたコンピュ
ーター１６０を有している。コンピューター１６０は、
レーザー発振装置１５１の発振を制御し、レーザー光の
走査経路を定め、なおかつレーザー光のレーザービーム
が定められた走査経路にしたがって走査されるように、
位置制御手段１５８、１５９を制御し、基板を所定の位
置に移動させることができる。

【００６８】なお図５では、レーザービームの位置を、
基板を移動させることで制御しているが、ガルバノミラ
ー等の光学系を用いて移動させるようにしても良いし、
その両方であってもよい。

【００６９】さらに図５では、コンピューター１６０に
よって、該スリット１５５の幅を制御し、マスクのパタ
ーン情報に従ってレーザービームの幅を変更することが
できる。なおスリットは必ずしも設ける必要はない。

【００７０】さらにレーザー照射装置は、被処理物の温
度を調節する手段を備えていても良い。また、レーザー
光は指向性およびエネルギー密度の高い光であるため、
ダンパーを設けて、反射光が不適切な箇所に照射される
のを防ぐようにしても良い。ダンパーは、反射光を吸収
させる性質を有していることが望ましく、ダンパー内に
冷却水を循環させておき、反射光の吸収により隔壁の温
度が上昇するのを防ぐようにしても良い。また、ステー
ジ１５７に基板を加熱するための手段（基板加熱手段）
を設けるようにしても良い。

【００７１】なお、マーカーをレーザーで形成する場
合、マーカー用のレーザー発振装置を設けるようにして
も良い。この場合、マーカー用のレーザー発振装置の発
振を、コンピューター１６０において制御するようにし
ても良い。さらにマーカー用のレーザー発振装置を設け
る場合、マーカー用のレーザー発振装置から出力された
レーザー光を集光するための光学系を別途設ける。なお
マーカーを形成する際に用いるレーザーは、代表的には
ＹＡＧレーザー、ＣＯ₂レーザー等が挙げられるが、無
論この他のレーザーを用いて形成することは可能であ
る。

【００７２】またマーカーを用いた位置合わせのため
に、ＣＣＤカメラ１６３を１台、場合によっては数台設
けるようにしても良い。なおＣＣＤカメラとは、ＣＣＤ
（電荷結合素子）を撮像素子として用いたカメラを意味
する。

【００７３】なお、マーカーを設けずに、ＣＣＤカメラ
１６３によって絶縁膜または半導体膜のパターンを認識
し、基板の位置合わせを行うようにしても良い。この場
合、コンピューター１６０に入力されたマスクによる絶
縁膜または半導体膜のパターン情報と、ＣＣＤカメラ１
６３において収集された実際の絶縁膜または半導体膜の
パターン情報とを照らし合わせて、基板の位置情報を把
握することができる。この場合マーカーを別途設ける必
要がない。

【００７４】また、基板に入射したレーザー光は該基板
の表面で反射し、入射したときと同じ光路を戻る、いわ
ゆる戻り光となるが、該戻り光はレーザの出力や周波数
の変動や、ロッドの破壊などの悪影響を及ぼす。そのた
め、前記戻り光を取り除きレーザの発振を安定させるた
め、アイソレータを設置するようにしても良い。

【００７５】なお、図５では、レーザー発振装置を複数
台設けたレーザー照射装置の構成について示したが、レ
ーザー発振装置は１台であってもよい。図６にレーザー
発振装置が１台の、レーザー照射装置の構成を示す。図
６において、２０１はレーザー発振装置、２０２はチラ
ーである。また２１５はエネルギー密度測定装置、２０
３はＡＯ変調器、２０４は光学系、２０５はスリット、
２１３はＣＣＤカメラである。基板２０６はステージ２
０７上に設置し、ステージ２０７の位置はＸ方向位置制
御手段２０８、Ｙ方向位置制御手段２０９によって制御
されている。そして図５に示したものと同様に、コンピ
ューター２１０によって、レーザー照射装置が有する各
手段の動作が制御されており、図５と異なるのはレーザ
ー発振装置が１つであることである。また光学系２０４
は図５の場合と異なり、１つのレーザー光を集光する機
能を有していれば良い。

【００７６】このように半導体膜全体にレーザー光を走
査して照射するのではなく、少なくとも必要不可欠な部
分を最低限結晶化できるようにレーザー光を走査するこ
とで、半導体膜を結晶化させた後パターニングにより除
去される部分にレーザー光を照射する時間を省くことが
でき、基板１枚あたりにかかる処理時間を大幅に短縮す
ることができる。

【００７７】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００７８】（実施例１）本実施例では、１つのチャネ
ル形成領域が形成されたアイランドを用いて、ＴＦＴを
作製する例について説明する。

【００７９】図８（Ａ）に、本実施例のＴＦＴの構造を
示す。図８（Ａ）では、基板１５０上に絶縁膜１５１が
形成されている。そして、絶縁膜１５１上に、互いに分
離された複数のアイランド１５２が形成されている。複
数のアイランド１５２のチャネル幅は、レーザー光によ
って形成される結晶粒の、レーザー光の走査方向と垂直
な方向における幅と同じ程度またはそれ以下の大きさに
なるようにする。具体的には、１〜２μｍ程度が望まし
い。アイランド１５２は、そのチャネル形成領域のキャ
リアが移動する方向と同じ方向に、レーザー光が走査さ
れている。

【００８０】上記アイランド１５２を活性層として用い
たＴＦＴを、図８（Ｂ）に示す。図８（Ｃ）は、図８
（Ｂ）のＡ−Ａ’における断面図に相当する。アイラン
ド１５２上にゲート絶縁膜１５３が形成されており、該
ゲート絶縁膜１５３上にゲート電極１５４が形成されて
いる。なお、ゲート絶縁膜１５３は、図８（Ａ）ではア
イランドの不純物領域となる部分を露出するように形成
されているが、アイランド１５２全体を覆うように形成
されていても良い。ゲート電極１５４は、回路構成によ
っては互いに接続されていても良い。

【００８１】ゲート電極１５４は、ゲート絶縁膜１５３
を間に挟んでアイランド１５２のチャネル形成領域と重
なっている。図示しないが、チャネル形成領域は同じく
アイランド１５２に含まれる２つの不純物領域に挟まれ
ている。

【００８２】（実施例２）本実施例では、複数のチャネ
ル形成領域を有するアイランドを用いて形成された、Ｔ
ＦＴと、そのＴＦＴに電気的に接続される配線の構造に
ついて説明する。

【００８３】図９（Ａ）に本実施例のＴＦＴの上面図を
示す。図９（Ａ）に示すＴＦＴは、複数のチャネル形成
領域を有したアイランド１６１を用いている。アイラン
ド１６１は、後に形成されるチャネル形成領域のキャリ
アが移動する方向に沿ってサブアイランドにレーザー光
を走査し、該サブアイランドをパターニングすることで
得られる。なお、アイランド１６１のチャネル幅は、レ
ーザー光によって形成される結晶粒の、レーザー光の走
査方向と垂直な方向における幅と同じ程度またはそれ以
下の大きさになるようにする。具体的には、１〜２μｍ
程度が望ましい。

【００８４】なおアイランドの結晶化に際し、連続発振
が可能な固体レーザーを用い、基本波の第２高調波〜第
４高調波を用いることができる。代表的には、Ｎｄ:Ｙ
ＶＯ₄レーザー（基本波１０６４nm）の第２高調波（５
３２nm）や第３高調波（３５５ｎｍ）を用いるのが望ま
しい。具体的には、連続発振のＹＶＯ₄レーザーから射
出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変
換し、出力１０Ｗのレーザー光を得る。また、共振器の
中にＹＶＯ₄結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を
射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により
照射面にて矩形状または楕円形状のレーザー光に成形し
て、被処理体に照射する。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、１０〜２
０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザー光に対して相対的
にアイランドを移動させて照射する。

【００８５】そして、該アイランド１６１に接するよう
にゲート絶縁膜１６２を形成する。なお、図９（Ａ）の
Ａ−Ａ’における断面図を図９（Ｂ）に、Ｂ−Ｂ’にお
ける断面図を図９（Ｃ）に、Ｃ−Ｃ’における断面図を
図９（Ｄ）に示す。

【００８６】そしてゲート絶縁膜１６２上に導電性を有
する膜を成膜し、該導電膜をパターニングすることでゲ
ート電極１６３が形成されている。なおゲート電極１６
３は、ゲート絶縁膜１６２を間に挟んで、アイランド１
６１のチャネル形成領域１６４と重なっており、チャネ
ル形成領域１６４はアイランド１６１に含まれる２つの
不純物領域１６５に挟まれている。

【００８７】そしてゲート電極１６３、アイランド１６
１及びゲート絶縁膜１６２を覆うように、第１の層間絶
縁膜１６６が形成されている。第１の層間絶縁膜１６６
は無機絶縁膜からなり、アイランド１６１にアルカリ金
属などのＴＦＴの特性に悪影響を与える物質が混入する
のを防ぐ効果がある。

【００８８】そして、第１の層間絶縁膜１６６上に有機
樹脂からなる第２の層間絶縁膜１６７が形成されてい
る。そして第２の層間絶縁膜１６７、第１の層間絶縁膜
１６６及びゲート絶縁膜１６２は、エッチングにより開
口部が形成されており、該開口部を介して２つの不純物
領域１６５と、ゲート電極１６３とにそれぞれ接続され
た配線１６８、１６９、１７０が第２の層間絶縁膜１６
７上に形成されている。

【００８９】本実施例では、実施例１と組み合わせて実
施することが可能である。

【００９０】（実施例３）本実施例では、複数のレーザ
ービームを重ね合わせることで合成される、レーザービ
ームの形状について説明する。

【００９１】図１０（Ａ）に、複数のレーザー発振装置
からそれぞれ発振されるレーザー光の、スリットを介さ
ない場合の被処理物におけるレーザービームの形状の一
例を示す。図１０（Ａ）に示したレーザービームは楕円
形状を有している。なお本発明において、レーザー発振
装置から発振されるレーザー光のレーザービームの形状
は、楕円に限定されない。レーザービームの形状はレー
ザーの種類によって異なり、また光学系により成形する
こともできる。例えば、ラムダ社製のＸｅＣｌエキシマ
レーザー（波長３０８ｎｍ、パルス幅３０ｎｓ）Ｌ３３
０８から射出されたレーザー光の形状は、１０ｍｍ×３
０ｍｍ（共にビームプロファイルにおける半値幅）の矩
形状である。また、ＹＡＧレーザーから射出されたレー
ザー光の形状は、ロッド形状が円筒形であれば円状とな
り、スラブ型であれば矩形状となる。このようなレーザ
ー光を光学系により、さらに成形することにより、所望
の大きさのレーザー光をつくることもできる。

【００９２】図１０（Ｂ）に図１０（Ａ）に示したレー
ザービームの長軸Ｌ方向におけるレーザー光のエネルギ
ー密度の分布を示す。図１０（Ａ）に示すレーザービー
ムは、図１０（Ｂ）におけるエネルギー密度のピーク値
の１／ｅ²のエネルギー密度を満たしている領域に相当
する。レーザービームが楕円形状であるレーザー光のエ
ネルギー密度の分布は、楕円の中心Ｏに向かうほど高く
なっている。このように図１０（Ａ）に示したレーザー
ビームは、中心軸方向におけるエネルギー密度がガウス
分布に従っており、エネルギー密度が均一だと判断でき
る領域が狭くなる。

【００９３】次に、図１０（Ａ）に示したレーザービー
ムを有するレーザー光を合成したときの、レーザービー
ムの形状を、図１０（Ｃ）に示す。なお図１０（Ｃ）で
は４つのレーザー光のレーザービームを重ね合わせるこ
とで１つの線状のレーザービームを形成した場合につい
て示しているが、重ね合わせるレーザービームの数はこ
れに限定されない。

【００９４】図１０（Ｃ）に示すように、各レーザー光
のレーザービームは、各楕円の長軸が一致し、なおかつ
互いにレーザービームの一部が重なることで合成され、
１つのレーザービーム３６０が形成されている。なお以
下、各楕円の中心Ｏを結ぶことで得られる直線をレーザ
ービーム３６０の中心軸とする。

【００９５】図１０（Ｄ）に、図１０（Ｄ）に示した合
成後のレーザービームの、中心軸ｙ方向におけるレーザ
ー光のエネルギー密度の分布を示す。なお、図１０
（Ｃ）に示すレーザービームは、図１０（Ｂ）における
エネルギー密度のピーク値の１／ｅ²のエネルギー密度
を満たしている領域に相当する。合成前の各レーザービ
ームが重なり合っている部分において、エネルギー密度
が加算される。例えば図示したように重なり合ったビー
ムのエネルギー密度Ｅ１とＥ２を加算すると、ビームの
エネルギー密度のピーク値Ｅ３とほぼ等しくなり、各楕
円の中心Ｏの間においてエネルギー密度が平坦化され
る。

【００９６】なお、Ｅ１とＥ２を加算するとＥ３と等し
くなるのが理想的だが、現実的には必ずしも等しい値に
はならない。Ｅ１とＥ２を加算した値とＥ３との値のず
れの許容範囲は、設計者が適宜設定することが可能であ
る。

【００９７】レーザービームを単独で用いると、エネル
ギー密度の分布がガウス分布に従っているので、アイラ
ンドまたはチャネル形成領域全体に均一なエネルギー密
度のレーザー光を照射することが難しい。しかし、図１
０（Ｄ）からわかるように、複数のレーザー光を重ね合
わせてエネルギー密度の低い部分を互いに補い合うよう
にすることで、複数のレーザー光を重ね合わせないで単
独で用いるよりも、エネルギー密度が均一な領域が拡大
され、半導体膜の結晶性を効率良く高めることができ
る。

【００９８】なお、計算によって求めた図１０（Ｃ）の
Ｂ−Ｂ’、Ｃ−Ｃ’におけるエネルギー密度の分布を、
図１１に示す。なお、図１１は、合成前のレーザービー
ムの、ピーク値の１／ｅ²のエネルギー密度を満たして
いる領域を基準としている。合成前のレーザービームの
短軸方向の長さを３７μm、長軸方向の長さを４１０μm
とし、中心間の距離を１９２μmとしたときの、Ｂ−
Ｂ’、Ｃ−Ｃ’におけるエネルギー密度は、それぞれ図
１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に示すような分布を有してい
る。Ｂ−Ｂ’の方がＣ−Ｃ’よりも弱冠小さくなってい
るが、ほぼ同じ大きさとみなすことができ、合成前のレ
ーザービームのピーク値の１／ｅ²のエネルギー密度を
満たしている領域における、合成されたレーザービーム
の形状は、線状と言い表すことができる。

【００９９】図１２（Ａ）は、合成されたレーザービー
ムのエネルギー分布を示す図である。３６１で示した領
域はエネルギー密度が均一な領域であり、３６２で示し
た領域はエネルギー密度が低い領域である。図１２にお
いて、レーザービームの中心軸方向の長さをＷ_TBWと
し、エネルギー密度が均一な領域３６１における中心軸
方向の長さをＷ_maxとする。Ｗ_TBWがＷ_maxに比べて大き
くなればなるほど、結晶化に用いることができるエネル
ギー密度が均一な領域３６１に対する、半導体膜の結晶
化に用いることができないエネルギー密度が均一ではな
い領域３６２の割合が大きくなる。エネルギー密度が均
一ではない領域３６２のみが照射された半導体膜は、微
結晶が生成し結晶性が芳しくない。よって半導体膜のア
イランドとなる領域と、領域３６２のみを重ねないよう
に、走査経路及びアイランドのレイアウトを定める必要
が生じ、領域３６１に対する領域３６２の比率が高くな
るとその制約はさらに大きくなる。よってスリットを用
いて、エネルギー密度が均一ではない領域３６２のみが
アイランドに照射されるのを防ぐことは、走査経路及び
アイランドのレイアウトの際に生じる制約を小さくする
のに有効である。

【０１００】本実施例は実施例１あたは２と組み合わせ
て実施することが可能である。

【０１０１】（実施例４）本実施例では、本発明に用い
られるレーザー照射装置の光学系と、各光学系とスリッ
トとの位置関係について説明する。

【０１０２】図１３は、レーザービームを４つ合成して
１つのレーザービームにする場合の光学系を示してい
る。図１３に示す光学系は、６つのシリンドリカルレン
ズ４１７〜４２２を有している。矢印の方向から入射し
た４つのレーザー光は、４つのシリンドリカルレンズ４
１９〜４２２のそれぞれに入射する。そしてシリンドリ
カルレンズ４１９、４２１において成形された２つのレ
ーザー光は、シリンドリカルレンズ４１７において再び
そのレーザービームの形状が成形されて、スリット４２
４を通って被処理物４２３に照射される。一方シリンド
リカルレンズ４２０、４２２において成形された２つの
レーザー光は、シリンドリカルレンズ４１８において再
びそのレーザービームの形状が成形されて、スリット４
２４を通って被処理物４２３に照射される。

【０１０３】被処理物４２３における各レーザー光のレ
ーザービームは、互いに一部重なることで合成されて１
つのレーザービームを形成している。

【０１０４】各レンズの焦点距離及び入射角は設計者が
適宜設定することが可能であるが、被処理物４２３に最
も近いシリンドリカルレンズ４１７、４１８の焦点距離
は、シリンドリカルレンズ４１９〜４２２の焦点距離よ
りも小さくする。例えば、被処理物４２３に最も近いシ
リンドリカルレンズ４１７、４１８の焦点距離を２０ｍ
ｍとし、シリンドリカルレンズ４１９〜４２２の焦点距
離を１５０ｍｍとする。そしてシリンドリカルレンズ４
１７、４１８から被処理物４００へのレーザー光の入射
角は、本実施例では２５°とし、シリンドリカルレンズ
４１９〜４２２からシリンドリカルレンズ４１７、４１
８へのレーザー光の入射角を１０°とするように各レン
ズを設置する。なお、戻り光を防ぎ、また均一な照射を
行なうために、レーザー光の基板への入射角度を０°よ
り大きく、望ましくは５〜３０°に保つのが望ましい。

【０１０５】図１３では、４つのレーザービームを合成
する例について示しており、この場合４つのレーザー発
振装置にそれぞれ対応するシリンドリカルレンズを４つ
と、該４つのシリンドリカルレンズに対応する２つのシ
リンドリカルレンズとを有している。合成するレーザー
ビームの数はこれに限定されず、合成するレーザービー
ムの数は２以上８以下であれば良い。ｎ（ｎ＝２、４、
６、８）のレーザービームを合成する場合、ｎのレーザ
ー発振装置にそれぞれ対応するｎのシリンドリカルレン
ズと、該ｎのシリンドリカルレンズに対応するｎ／２の
シリンドリカルレンズとを有している。ｎ（ｎ＝３、
５、７）のレーザービームを合成する場合、ｎのレーザ
ー発振装置にそれぞれ対応するｎのシリンドリカルレン
ズと、該ｎのシリンドリカルレンズに対応する（ｎ＋
１）／２のシリンドリカルレンズとを有している。

【０１０６】そして、レーザービームを５つ以上重ね合
わせるとき、光学系を配置する場所及び干渉等を考慮す
ると、５つ目以降のレーザー光は基板の反対側から照射
するのが望ましく、その場合スリットを基板の反対側に
も設ける必要がある。また、基板は透過性を有している
ことが必要である。

【０１０７】また、均一なレーザー光の照射を実現する
ためには、照射面に垂直な平面であって、かつ合成前の
各ビームの形状をそれぞれ長方形と見立てたときの短辺
を含む面または長辺を含む面のいずれか一方を入射面と
定義すると、前記レーザー光の入射角度θは、入射面に
含まれる前記短辺または前記長辺の長さがＷ、前記照射
面に設置され、かつ、前記レーザー光に対して透光性を
有する基板の厚さがｄであるとき、θ≧arctan（W/2d）
を満たすのが望ましい。この議論は合成前の個々のレー
ザー光について成り立つ必要がある。なお、レーザー光
の軌跡が、前記入射面上にないときは、該軌跡を該入射
面に射影したものの入射角度をθとする。この入射角度
θでレーザー光が入射されれば、基板の表面での反射光
と、前記基板の裏面からの反射光とが干渉せず、一様な
レーザー光の照射を行うことができる。以上の議論は、
基板の屈折率を１として考えた。実際は、基板の屈折率
が１．５前後のものが多く、この数値を考慮に入れると
上記議論で算出した角度よりも大きな計算値が得られ
る。しかしながら、ビームスポットの長手方向の両端の
エネルギーは減衰があるため、この部分での干渉の影響
は少なく、上記の算出値で十分に干渉減衰の効果が得ら
れる。上記のθに対する不等式は、基板がレーザビーム
に対して透光性のあるもの以外には適用されない。

【０１０８】なお、２０Ｗ以上の大きな出力のレーザー
光であれば、レーザービームを２つだけ重ね合わせるだ
けでも十分なエネルギー密度を有する線状のレーザービ
ームを得ることができる。しかし、重ね合わせるレーザ
ービームの数が多いほど、中心軸方向において一定のエ
ネルギー密度が得られる領域の割合を大きくすることが
できる。

【０１０９】なお本発明で用いられるレーザー照射装置
が有する光学系は、本実施例で示した構成に限定されな
い。

【０１１０】本実施例は実施例１〜３と組み合わせて実
施することが可能である。

【０１１１】（実施例５）楕円形状のレーザービームを
有するレーザー光は、走査方向と垂直な方向におけるエ
ネルギー密度の分布がガウス分布に従っているので、エ
ネルギー密度の低い領域の全体に占める割合が、矩形ま
たは線形のレーザービームを有するレーザー光に比べて
高い。そのため本発明では、レーザー光のレーザービー
ムが、エネルギー密度の分布が比較的均一な矩形または
線形であることが望ましい。

【０１１２】矩形または線形のレーザービームを得られ
るガスレーザーとして代表的なのはエキシマレーザーで
あり、固体レーザーとして代表的なのはスラブレーザー
である。本実施例では、スラブレーザーについて説明す
る。

【０１１３】図１４（Ａ）にスラブ型のレーザー発振装
置の構成を一例として示す。図１４（Ａ）に示すスラブ
型のレーザー発振装置は、ロッド７５００と、反射ミラ
ー７５０１と、出力ミラー７５０２と、シリンドリカル
レンズ７５０３を有している。

【０１１４】ロッド７５００に励起光を照射すると、ロ
ッド７５００内のジグザグの光路をたどって、反射ミラ
ー７５０１または出射ミラー７５０２側にレーザー光が
出射する。反射ミラー７５０１側に出射したレーザー光
は、反射されて再びロッド７５００内に入射し、出射ミ
ラー７５０２側に出射する。ロッド７５００は板状のス
ラブ媒質を用いたスラブ式であり、出射段階で比較的長
い矩形または線形のレーザービームを形成することがで
きる。そして、出射したレーザー光はシリンドリカルレ
ンズ７５０３においそのレーザービームの形状がより細
くなるよう加工され、レーザー発振装置から出射され
る。

【０１１５】次に、スラブ型のレーザー発振装置の、図
１４（Ａ）に示したものとは異なる構成を、図１４
（Ｂ）に示す。図１４（Ｂ）では、図１４（Ａ）に示し
たレーザー発振装置に、シリンドリカルレンズ７５０４
を追加したものであり、シリンドリカルレンズ７５０４
によって、レーザービームの長さを制御することができ
る。

【０１１６】なおコヒーレント長を１０ｃｍ以上、好ま
しくは１ｍ以上であると、レーザービームをより細くす
ることができる。

【０１１７】また、ロッド７５００の温度が過剰に上昇
するのを防ぐために、例えば冷却水を循環させるなど、
温度の制御をする手段を設けるようにしても良い。

【０１１８】図１４（Ｃ）に、シリンドリカルレンズの
形状の、一実施例を示す。７５０９は本実施例のシリン
ドリカルレンズであり、ホルダー７５１０により固定さ
れている。そしてシリンドリカルレンズ７５０９は、円
柱面と矩形の平面とが互いに向き合った形状を有してお
り、円柱面の２本の母線と、向かい合った矩形の２本の
辺とが互いに全て平行である。そして、円柱面の２つの
母線と、平行な該２つの辺とでそれぞれ形成される２つ
の面は、該矩形の平面と０より大きく９０°よりも小さ
い角度で交わっている。このように平行な該２つの辺と
でそれぞれ形成される２つの面は、該矩形の平面と９０
°未満の角度で交わることで、９０°以上のときと比べ
て焦点距離を短くすることができ、よりレーザービーム
の形状を細くし、線形に近づけることができる。

【０１１９】本実施例は、実施例１〜４と組み合わせて
実施することが可能である。

【０１２０】（実施例６）本実施例では、ビームスポッ
トを重ね合わせたときの、各ビームスポットの中心間の
距離と、エネルギー密度との関係について説明する。

【０１２１】図１５に、各ビームスポットの中心軸方向
におけるエネルギー密度の分布を実線で、合成されたビ
ームスポットのエネルギー密度の分布を破線で示す。ビ
ームスポットの中心軸方向におけるエネルギー密度の値
は、一般的にガウス分布に従っている。

【０１２２】合成前のビームスポットにおいて、ピーク
値の１／ｅ²以上のエネルギー密度を満たしている中心
軸方向の距離を１としたときの、各ピーク間の距離をＸ
とする。また、合成されたビームスポットにおいて、合
成後のピーク値と、バレー値の平均値に対するピーク値
の割増分をＹとする。シミュレーションで求めたＸとＹ
の関係を、図１６に示す。なお図１６では、Ｙを百分率
で表した。

【０１２３】図１６において、エネルギー差Ｙは以下の
式１の近似式で表される。

【０１２４】

【式１】Ｙ＝６０−２９３Ｘ＋３４０Ｘ²（Ｘは２つの
解のうち大きい方とする）

【０１２５】式１に従えば、例えばエネルギー差を５％
程度にしたい場合、Ｘ≒０．５８４となるようにすれば
良いということがわかる。Ｙ＝０となるのが理想的だ
が、それではビームスポットの長さが短くなるので、ス
ループットとのバランスでＸを決定すると良い。

【０１２６】次に、Ｙの許容範囲について説明する。図
１７に、ビームスポットが楕円形状を有している場合
の、中心軸方向におけるビーム幅に対するＹＶＯ₄レー
ザーの出力（Ｗ）の分布を示す。斜線で示す領域は、良
好な結晶性を得るために必要な出力エネルギーの範囲で
あり、３．５〜６Ｗの範囲内に合成したレーザー光の出
力エネルギーが納まっていれば良いことがわかる。

【０１２７】合成後のビームスポットの出力エネルギー
の最大値と最小値が、良好な結晶性を得るために必要な
出力エネルギー範囲にぎりぎりに入るとき、良好な結晶
性が得られるエネルギー差Ｙが最大になる。よって図１
７の場合は、エネルギー差Ｙが±２６．３％となり、上
記範囲にエネルギー差Ｙが納まっていれば良好な結晶性
が得られることがわかる。

【０１２８】なお、良好な結晶性を得るために必要な出
力エネルギーの範囲は、どこまでを結晶性が良好だと判
断するかによって変わり、また出力エネルギーの分布も
ビームスポットの形状によって変わってくるので、エネ
ルギー差Ｙの許容範囲は必ずしも上記値に限定されな
い。設計者が、良好な結晶性を得るために必要な出力エ
ネルギーの範囲を適宜定め、用いるレーザーの出力エネ
ルギーの分布からエネルギー差Ｙの許容範囲を設定する
必要がある。

【０１２９】本実施例は、実施例１〜５と組み合わせて
実施することが可能である。

【０１３０】（実施例７）本発明は様々な半導体装置に
適用できるものであり、実施例１〜６に基づいて作製さ
れる表示パネルの形態を図１８と図１９を用いて説明す
る。

【０１３１】図１８において、基板９０１には画素部９
０２、ゲート信号側駆動回路９０１ａ、９０１ｂ、デー
タ信号側駆動回路９０１ｃ、入出力端子部９０８、配線
又は配線群９０４が備えられている。シールドパターン
９０５はゲート信号側駆動回路９０１ａ、９０１ｂ及び
データ信号側駆動回路９０１ｃと入力端子とを接続する
配線又は配線群９０４と一部が重なっていても良い。こ
のようにすると、表示パネルの額縁領域（画素部の周辺
領域）の面積を縮小させることができる。外部入力端子
部には、ＦＰＣ９０３が固着されている。

【０１３２】本発明は、画素部９０２、ゲート信号側駆
動回路９０１ａ、９０１ｂ、データ信号側駆動回路９０
１ｃを構成する能動素子に用いることができる。

【０１３３】図１９は図１８で示す画素部９０２の一画
素の構成を示す一例である。本実施例では本発明の半導
体装置の１つである発光装置の、画素について説明す
る。なお、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等を実装し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（Electro Luminescen
ce）が得られる有機化合物を含む層（発光層）と陽極
と、陰極とを有する。

【０１３４】なお本実施例で用いられる発光素子は、正
孔注入層、電子注入層、正孔輸送層または電子輸送層等
が、無機化合物単独で、または有機化合物に無機化合物
が混合されている材料で形成されている形態をも取り得
る。また、これらの層どうしが互いに一部混合していて
も良い。

【０１３５】８０１は画素に入力されるビデオ信号の入
力を制御するスイッチング素子としてのＴＦＴ（スイッ
チング用ＴＦＴ）であり、８０２はビデオ信号が有する
情報に基づき、画素電極に電流を供給するためのＴＦＴ
（駆動用ＴＦＴ）である。

【０１３６】スイッチング用ＴＦＴ８０１は、１〜２μ
ｍ程度のチャネル幅の、複数のチャネル形成領域を有す
る活性層８０３と、ゲート絶縁膜（図示せず）と、ゲー
ト線８０４の一部であるゲート電極８０５とを有してい
る。スイッチング用ＴＦＴ８０１は、ゲート信号側駆動
回路９０１ａ、９０１ｂからゲート線８０４に入力され
る選択信号によって、そのスイッチングが制御されてい
る。

【０１３７】スイッチング用ＴＦＴ８０１の活性層８０
３が有するソース領域とドレイン領域は、一方はデータ
信号側駆動回路９０１ｃによってビデオ信号が入力され
る信号線８０６に、もう一方は素子の接続用の配線８０
７に接続されている。

【０１３８】一方駆動用ＴＦＴ８０２は、１〜２μｍ程
度のチャネル幅の、複数のチャネル形成領域を有する活
性層８０８と、ゲート絶縁膜（図示せず）と、容量用配
線８０９の一部であるゲート電極８１０とを有してい
る。

【０１３９】駆動用ＴＦＴ８０２の活性層８０８が有す
るソース領域とドレイン領域は、一方は電源線８１１
に、もう一方は画素電極８１２に接続されている。

【０１４０】８１３は容量用の半導体膜であり、ゲート
絶縁膜を間に挟んで容量用配線８０９と重なっている。
容量用の半導体膜８１３は電源線と接続されている。こ
の容量用の半導体膜８１３とゲート絶縁膜と容量用配線
８０９とが重なっている部分が駆動用ＴＦＴ８０２のゲ
ート電圧を保持するための容量として機能する。また、
容量用配線８０９と電源線８１１は、間に層間絶縁膜
（図示せず）を間に挟んで重なっている。この容量用配
線８０９と、層間絶縁膜と、電源線８１１とが重なり合
っている部分も、駆動用ＴＦＴ８０２のゲート電圧を保
持するための容量として機能させることは可能である。

【０１４１】なお本明細書において接続とは、特に記載
のない限り電気的な接続を意味する。

【０１４２】スイッチング用ＴＦＴ８０１の活性層８０
３と、駆動用ＴＦＴ８０２の活性層８０８とがそれぞれ
有するチャネル形成領域のキャリアが移動する方向は、
全て矢印に示したレーザー光の走査方向と揃っている。

【０１４３】駆動用ＴＦＴ８０２の活性層８０８が有す
るチャネル形成領域の数は、スイッチング用ＴＦＴ８０
１の活性層８０３が有するチャネル形成領域の数よりも
多くすることが望ましい。なぜなら、駆動用ＴＦＴ８０
２の方がスイッチング用ＴＦＴ８０１よりも大きな電流
能力が必要であり、チャネル形成領域が多いほどオン電
流を大きくすることができるからである。

【０１４４】なお本実施例では発光装置に用いられるＴ
ＦＴ基板の構成について説明したが、本実施例の作製工
程を用いて液晶表示装置を作製することもできる。

【０１４５】本実施例は、実施例１〜実施例６と自由に
組み合わせて実施することが可能である。

【０１４６】（実施例８）本発明の半導体装置は、様々
な電子機器への適用が可能である。その一例は、携帯情
報端末(電子手帳、モバイルコンピュータ、携帯電話
等)、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコン
ピュータ、テレビ受像器、携帯電話、投影型表示装置等
が挙げられる。それら電子機器の具体例を図２０に示
す。

【０１４７】図２０（Ａ）は表示装置であり、筐体２０
０１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部
２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明の
半導体装置を表示部２００３に用いることで、本発明の
表示装置が完成する。なお、表示装置は、パソコン用、
ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表
示装置が含まれる。

【０１４８】図２０（Ｂ）はデジタルスチルカメラであ
り、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、
操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッタ
ー２１０６等を含む。本発明の半導体装置を表示部２１
０２に用いることで、本発明のデジタルスチルカメラが
完成する。

【０１４９】図２０（Ｃ）はノート型パーソナルコンピ
ュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２
２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０
５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明の
半導体装置を表示部２２０３に用いることで、本発明の
ノート型パーソナルコンピュータが完成する。

【０１５０】図２０（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
り、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０
３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含
む。本発明の半導体装置を表示部２３０２に用いること
で、本発明のモバイルコンピュータが完成する。

【０１５１】図２０（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の
画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本
体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部
Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０
５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含
む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表
示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示する。なお、
記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器な
ども含まれる。本発明の半導体装置を表示部Ａ、Ｂ２４
０３、２４０４に用いることで、本発明の画像再生装置
が完成する。

【０１５２】図２０（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ
（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０
１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明
の半導体装置を表示部２５０２に用いることで、本発明
のゴーグル型ディスプレイが完成する。

【０１５３】図２０（Ｇ）はビデオカメラであり、本体
２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポ
ート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０
６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キ
ー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明の半導体
装置を表示部２６０２に用いることで、本発明のビデオ
カメラが完成する。

【０１５４】ここで図２０（Ｈ）は携帯電話であり、本
体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力
部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、
外部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。
なお、表示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示
することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
本発明の半導体装置を表示部２７０３に用いることで、
本発明の携帯電話が完成する。

【０１５５】以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広
く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能であ
る。また、本実施例は実施例１〜７に示したいずれの構
成とも組み合わせて実施することが可能である。

【０１５６】（実施例９）本発明の半導体装置が有する
ＴＦＴは、チャネル形成領域がほぼ単結晶であるため、
通常は単結晶シリコンを用いた素子で形成される回路、
例えばＬＳＩを用いたＣＰＵ、各種ロジック回路の記憶
素子（例えばＳＲＡＭ）、カウンタ回路、分周回路ロジ
ック等を、形成することができる。

【０１５７】超ＬＳＩは最小寸法がサブミクロン領域に
近づいており、より高集積化を目指すためには部分的な
素子の三次元化が必要である。本実施例では、スタック
構造を有する本発明の半導体装置の構造について説明す
る。

【０１５８】図７に本実施例の半導体装置の断面図を示
す。基板７００上に第１の絶縁膜７０１が形成されてい
る。そして、第１の絶縁膜７０１上に第１のＴＦＴ７０
２が形成されている。なお、第１のＴＦＴ７０２のチャ
ネル形成領域のチャネル幅は、１〜２ミクロン程度であ
る。

【０１５９】第１のＴＦＴ７０２を覆うように第１の層
間絶縁膜７０３が形成されており、第１の層間絶縁膜７
０３上に、第１の接続配線７０５と、第１のＴＦＴ７０
２に電気的に接続されている配線７０４とが形成されて
いる。

【０１６０】そして、配線７０４、第１の接続配線７０
５を覆うように、第２の層間絶縁膜７０６が形成されて
いる。第２の層間絶縁膜７０６は無機の絶縁膜で形成さ
れており、酸化珪素、酸化窒化珪素などに、後の工程に
おいて照射されるレーザー光を吸収するような物質、例
えば有色の顔料やカーボンを混入したものを混ぜたもの
を用いる。

【０１６１】そして、第２の層間絶縁膜７０６の上面
を、化学的機械研磨法（ＣＭＰ法）を用いて研磨してお
くと、後に形成される第２の絶縁膜がより平坦化され、
第２の絶縁膜上に形成される半導体膜をレーザー光によ
り結晶化するときに、その結晶性をより高めることがで
きる。

【０１６２】そして第２の層間絶縁膜７０６上に第２の
絶縁膜７０７が形成されている。そして、第２の絶縁膜
７０７上に第２のＴＦＴ７０８が形成されている。な
お、第２の絶縁膜７０７のチャネル形成領域のチャネル
幅は、１〜２ミクロン程度である。

【０１６３】第２のＴＦＴ７０８を覆うように第３の層
間絶縁膜７０９が形成されており、第３の層間絶縁膜７
０９上に、第２の接続配線７１１と、第２のＴＦＴ７０
８に電気的に接続されている配線７１０とが形成されて
いる。なお、第１の接続配線７０５と第２の接続配線７
１１との間にはダマシンプロセス等によって埋め込み配
線（プラグ）７１２が形成されている。

【０１６４】そして、配線１０、第２の接続配線７１１
を覆うように、第４の層間絶縁膜７１３が形成されてい
る。

【０１６５】本実施例では、第１のＴＦＴ７０２と第２
のＴＦＴ７０８とを、層間絶縁膜を介して重ね合わせる
ことができる、所謂スタック構造を有している。図７
（Ａ）では、２層のスタック構造を有する半導体装置に
ついて示したが、３層以上のスタック構造を有していて
も良い。その場合、下層に形成された素子にレーザー光
が照射されるのを防ぐため、各層の間に、第２の層間絶
縁膜７０６のようなレーザー光を吸収する無機の絶縁膜
を設けるようにする。

【０１６６】このように三次元化された半導体装置は高
集積化が可能であり、また各素子間を電気的に接続する
配線を短くすることができるので、配線の容量による信
号の遅延を防ぎ、より高速な動作が可能になる。

【０１６７】なお本発明を用いたＴＦＴは、第４回新機
能素子技術シンポジウム予稿集、１９８５年７月ｐ２０
５．に記載されている、ＣＡＭ、ＲＡＭ共存チップにも
用いることができる。図７（Ｂ）は、メモリ（ＲＡＭ）
に対応するプロセッサを配置した連想メモリ（ＣＡＭ）
と、ＲＡＭの共存チップ化を図ったモデルである。第１
層目はワード処理系の回路が形成された層であり、第２
層目は３層目のＲＡＭに対応したプロセッサが各種論理
回路によって形成された層であり、第３層目はＲＡＭセ
ルが形成された層である。第２層目のプロセッサと３層
目のＲＡＭセルとによって連想メモリ（ＣＡＭ）が形成
される。さらに、第４層目はデータ用のＲＡＭ（データ
ＲＡＭ）であり、２層目及び３層目で形成される連想メ
モリと共存している。

【０１６８】このように、本発明は、三次元化された様
々な半導体装置に応用することが可能である。

【０１６９】本実施例は、実施例１〜１１と自由に組み
合わせて実施することが可能である。

【０１７０】（実施例１０）本実施例では、光学系に光
ファイバーを用いることで、１つのレーザー発振装置か
ら出力されたレーザー光のレーザービームを線形または
矩形に成形する例について説明する。

【０１７１】図２１（Ａ）は、本実施例の光学系の構成
を示すブロック図である。図２１（Ａ）では、７０００
は複数のレンズが集まったレンズ群であり、７００１は
複数の光ファイバーが寄り集まった光ファイバー群であ
る。レンズ群７０００の各レンズは光ファイバー群７０
００が有する各光ファイバーに対応しており、レーザー
発振装置から出力されたレーザー光が各光ファイバー内
に入射するように、レーザー光を集光する役割を担って
いる。このとき、各光ファイバー内においてレーザー光
が全反射して進むように、レーザー光の入射角度を各レ
ンズにおいて制御することが肝要である。

【０１７２】図２１（Ｂ）に光ファイバー群７００１の
構成を示す。図２１（Ｂ）に示すのは光ファイバー群の
一例である。光ファイバー群７００１の入射側と出射側
では、束ねられた各光ファイバー７００４の配置が異な
っており、入射したレーザー光をランダムな位置から出
射させることでエネルギー密度が均一なレーザービーム
７００３を形成し、なおかつそのレーザービームの形状
が矩形または線形になるようにすることができる。

【０１７３】上記構成により、エネルギー密度が均一で
なおかつ線状または矩形状のレーザービームを形成する
ことができる。

【０１７４】本実施例は、実施例１〜９と自由に組み合
わせて実施することが可能である。

【０１７５】

【発明の効果】本発明では、チャネル形成領域に粒界が
形成されるのを防ぐことができるので、粒界によりオン
電流が低減したり、オフ電流が増加したり、複数のＴＦ
Ｔにおいて特性がばらついたりするのを防ぐことができ
る。

【０１７６】また、複数のチャネル形成領域が１つのソ
ース領域と、１つのドレイン領域の間に挟まれるような
ＴＦＴを形成することで、チャネル幅（この場合全ての
チャネル形成領域のチャネル幅の和）のわりに、チャネ
ル形成領域とゲート絶縁膜とが接している部分の面積を
大きくすることができ、より大きなオン電流を得ること
ができる。また、複数のチャネル形成領域を形成するこ
とで、ＴＦＴの駆動時にチャネル形成領域において発生
した熱を、より効率的に放射することができる。

【０１７７】また、１つの単結晶からチャネル形成領域
が形成されるため、各チャネル形成領域において結晶の
配向が均一になる。よってチャネル形成領域に接して形
成されるゲート絶縁膜の膜質も均一になるので、界面準
位密度が低くなり、よってＴＦＴの移動度を向上させ、
かつ素子の歩留り及びバラツキを抑えて信頼性を著しく
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 サブアイランドにレーザー光を照射してい
る様子を示す図

【図２】 結晶化されたサブアイランドをパターニン
グすることで形成されたアイランドの図。

【図３】 図２に示したアイランドを用いて形成され
たＴＦＴの構造を示す図。

【図４】 生産システムのフローチャートを示す図。

【図５】 レーザー照射装置の図。

【図６】 レーザー照射装置の図。

【図７】 スタック構造を有するＴＦＴの断面図及びそ
れを用いた半導体装置の構成の一例。

【図８】 互いに分離するアイランドを用いて形成さ
れるＴＦＴの図。

【図９】 複数のチャネル形成領域を有するＴＦＴに
接続される配線の様子を示す図。

【図１０】 レーザービームのエネルギー密度の分布を
示す図。

【図１１】 レーザービームのエネルギー密度の分布を
示す図。

【図１２】 レーザービームのエネルギー密度の分布を
示す図。

【図１３】 光学系の図。

【図１４】 光学系の図。

【図１５】 重ね合わせたレーザービームの中心軸方向
におけるエネルギー密度の分布を示す図。

【図１６】 レーザービームの中心間の距離とエネルギ
ー差の関係を示す図。

【図１７】 レーザービームの中心軸方向における出力
エネルギーの分布を示す図。

【図１８】 本発明の半導体装置の一例である発光装置
の構造を示す図。

【図１９】 本発明の半導体装置の一例である発光装置
の画素の構造を示す図。

【図２０】 本発明の半導体装置を用いた電子機器の
図。

【図２１】 光ファイバーを用いた光学系の図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F052 AA01 AA02 AA17 AA24 BA01 BA02 BA07 BA11 BA12 BA18 BB02 BB07 DA01 DA02 DA03 DB02 DB03 DB07 FA02 FA06 JA01 5F110 AA01 AA06 AA07 BB02 BB03 BB07 BB11 CC02 DD02 DD13 DD14 DD15 DD17 GG01 GG02 GG13 GG16 GG22 GG23 GG25 GG29 GG43 GG45 GG47 NN03 NN27 NN71 PP01 PP02 PP03 PP04 PP05 PP06 PP07 PP24 PP29 PP34 QQ01 QQ19

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁表面上に半導体膜を成膜し、 前記半導体膜をパターニングして、チャネル形成領域と
   なる複数の領域を有するサブアイランドを形成し、 前記チャネル形成領域となる複数の領域は互いに分離し
   ており、 連続発振のレーザー光を前記チャネル形成領域のチャネ
   ル長方向に向かって走査することで、前記サブアイラン
   ドに前記レーザー光を照射し、 前記レーザー光が照射されたサブアイランドのエッジ近
   傍をエッチングすることで、複数の前記チャネル形成領
   域を有するアイランドを形成し、 前記アイランドを用いてＴＦＴを作製することを特徴と
   する半導体装置の作製方法。
2. 【請求項２】絶縁表面上に半導体膜を成膜し、 前記半導体膜をパターニングして、チャネル形成領域と
   なる複数の領域を有するサブアイランドを形成し、 前記チャネル形成領域となる複数の領域は互いに分離し
   ており、 前記チャネル形成領域となる複数の領域は、チャネル長
   方向に対して垂直な方向における幅が３μm以下であ
   り、 連続発振のレーザー光を前記チャネル長方向に向かって
   走査することで、前記サブアイランドに前記レーザー光
   を照射し、 前記レーザー光が照射されたサブアイランドのエッジ近
   傍をエッチングすることで、複数の前記チャネル形成領
   域を有するアイランドを形成し、 前記アイランドを用いてＴＦＴを作製することを特徴と
   する半導体装置の作製方法。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、 レーザー光の走査が減圧雰囲気下または不活性ガス雰囲
   気下において行われることを特徴とする半導体装置の作
   製方法。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一項にお
   いて、前記レーザー光は、ＹＡＧレーザー、ＹＶＯ₄レ
   ーザー、ＹＬＦレーザー、ＹＡｌＯ₃レーザー、ガラス
   レーザー、ルビーレーザー、アレキサンドライドレーザ
   ー、Ｔｉ：サファイアレーザー、Ｙ₂Ｏ₃レーザーまたは
   Ｎｄ:ＹＶＯ₄レーザーから選ばれた一種または複数種を
   用いて出力されていることを特徴とする半導体装置の作
   製方法。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一項にお
   いて、前記レーザー光は、スラブレーザーを用いて出力
   されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一項にお
   いて、前記レーザー光は第２高調波であることを特徴と
   する半導体装置の作製方法。