激光照射方法和激光照射器件以及制造半导体器件的方法

摘要

本发明的特征在于通过倾斜入射到凸透镜的激光束，出现诸如像散等的像差，并且激光束的形状在照射表面或其周围区域内形成线状。由于本发明具有非常简单的结构，光线调节较容易，并且器件尺寸变小。此外，由于光束相对于被照体倾斜入射，可防止返回光束。

权利要求

1.一种激光照射器件，包含：

激光器；和

凸透镜，

其特征在于

从激光器发射的激光束倾斜地入射到凸透镜上，激光束通过凸透镜照射到在基片上所提供的半导体膜，激光束的形状通过凸透镜变形，使得激光束的形状在半导体膜的被照射表面上为线形形状，其中所述线形形状指的是具有长宽比为2或大于2的矩形，被照射表面这样放置，使得经过所述凸透镜传播的激光束相对于所述被照射表面倾斜入射，以及包含在入射到半导体膜的所述激光束的入射表面中的短边或长边的长度为w，并且所述基片厚度为d，以及所述激光束入射到半导体膜上的所述激光束的入射角θ满足如下表达式：θ≥arctan(w/(2×d))。

2.一种激光照射器件，包含：

激光器；和

衍射光学器件，

其特征在于

从激光器发射的激光束通过衍射光学器件照射到在基片上所提供的半导体膜，使用衍射光学器件使激光束的形状变形，使得激光束的形状在半导体膜的被照射表面上为线形形状，其中所述线形形状指的是具有长宽比为2或大于2的矩形，衍射光学器件这样放置，使得经过所述衍射光学器件传播的激光束相对于所述被照射表面倾斜入射，以及包含在入射到半导体膜的所述激光束的入射表面中的短边或长边的长度为w，并且所述基片厚度为d，以及所述激光束入射到半导体膜上的所述激光束的入射角θ满足如下表达式：θ≥arctan(w/(2×d))。

3.根据权利要求1或2的器件，其中所述激光器为连续振荡或脉冲振荡的固态激光器、气体激光器或金属激光器。

4.根据权利要求1或2的器件，其中所述激光器选自连续振荡或脉冲振荡的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器其中之一。

5.根据权利要求1或2的器件，其中所述激光器选自Ar激光器、Kr激光器和CO2激光器其中之一。

6.根据权利要求1或2的器件，其中所述激光器选自连续振荡或脉冲振荡的氦-镉激光器、铜蒸汽激光器和金蒸汽激光器其中之一。

7.根据权利要求1或2的器件，其中利用包括在所述激光器中的非线性光学元件将所述激光器发射的所述激光束转换成高次谐波。

8.根据权利要求1的器件，其中凸透镜是非球面透镜。

9.一种激光照射方法，包括：

从激光器发射激光束；

其特征在于

使激光束倾斜地入射到凸透镜，

通过凸透镜使激光束的形状变形，使得激光束的形状在基片上所提供的被照射表面上为线形形状，其中所述线形形状指的是具有长宽比为2或大于2的矩形，以及通过凸透镜将激光束照射到被照射表面上，同时所述线形形状的所述激光束和所述被照射表面相对移动，以及包含在入射到被照射表面的所述激光束的入射表面中的短边或长边的长度为w，并且所述基片厚度为d，以及所述激光束入射到被照射表面上的所述激光束的入射角θ满足如下表达式：θ≥arctan(w/(2×d))。

10.一种激光照射方法，包括：

从激光器发射激光束；

其特征在于

使用衍射光学器件使激光束的形状变形，使得激光束的形状在基片上所提供的被照射表面上为线形形状，其中所述线形形状指的是具有长宽比为2或大于2的矩形，使相对于所述衍射光学器件入射的所述激光束这样设置，使得所述激光束相对于所述被照射表面倾斜入射，通过衍射光学器件将激光束照射到被照射表面上，同时所述线形形状的所述激光束和所述被照射表面相对移动，以及包含在入射到被照射表面的所述激光束的入射表面中的短边或长边的长度为w，并且所述基片厚度为d，以及所述激光束入射到被照射表面上的所述激光束的入射角θ满足如下表达式：θ≥arctan(w/(2×d))。

11.根据权利要求9或10的方法，其中所述激光束由连续振荡或脉冲振荡的固态激光器、气体激光器或金属激光器的振荡生成。

12.根据权利要求9或10的方法，其中所述激光束由选自连续振荡或脉冲振荡的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器其中之一的激光器的振荡生成。

13.根据权利要求9或10的方法，其中所述激光束由选自Ar激光器、Kr激光器和CO2激光器其中之一的激光器的振荡生成。

14.根据权利要求9或10的方法，其中所述激光束由选自连续振荡或脉冲振荡的氦-镉激光器、铜蒸汽激光器和金蒸汽激光器其中之一的激光器的振荡生成。

15.根据权利要求9或10的方法，其中通过包括在所述激光器中的非线性光学元件将所述激光器发射的所述激光束转换成高次谐波。

16.根据权利要求9或10的方法，其中所述被照射表面是半导体膜的表面并且半导体膜被激光束晶化。

17.根据权利要求9或10的方法，

其中所述被照射表面是半导体膜的表面，

其中所述方法还包括添加杂质元素到所述半导体膜，以及其中激光束激活所述杂质元素。

18.根据权利要求9或10的方法，

其中所述被照射表面是半导体膜的表面，以及其中半导体膜是包含硅的膜。

说明书

激光照射方法和激光照射器件以及制造半导体器件的方法

[0001] 本申请为分案申请，其母案申请的申请号为：02143428.X，其申请日为2002年9月25日，其发明名称为“激光照射方法和激光照射器件以及制造半导体器件的方法”。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种激光照射法和一种用于使用该方法的激光照射装置(该装置包含激光器和用于将激光器发射的激光束引导到被照射物体的光系统)。此外，本发明涉及一种包含激光束照射步骤的半导体器件的制造方法。注意，此处描述的半导体器件包含一个光电器件如液晶显示器件或发光器件以及一个包含光电器件作为部件的电子器件。

背景技术

[0003] 最近几年，一种技术被广泛研究，其中对形成于玻璃等绝缘基片上的半导体薄膜进行激光退火处理，以使薄膜晶化，从而改善其结晶性，以获得结晶半导体薄膜或激活杂质元素。注意本说明书中的结晶半导体薄膜表示其中存在结晶区域的半导体薄膜，也包含整体结晶化的半导体薄膜。

[0004] 通过光学系统由准分子激光器等形成脉冲激光束，以便在被照物体表面形成一个几个厘米的方斑或长度100mm以上的线形形状，并且扫描激光束(或相应于被照表面相对移动激光束的照射位置)以进行退火处理的方法在大规模生产中很有优势且在技术上也是极好的。此处描述的“线形形状”并非指严格意义上的一条“线”，而是一个长宽比较大的矩形(或一个扁长的椭圆形)。例如，它表示长宽比为2或大于2的形状(优选10-10000)。注意采用线形形状是为了获得对被照物体进行充分退火处理所要求的能量密度。

[0005] 图7是一种用于在被照物体表面形成线状激光束的光学系统的构造的实施例。该种结构相当普通。以上所描述的所有光学系统均基于图7所示的结构。根据该结构，激光束的截面形状被转换成线状，同时激光束在被照表面上照射的能量密度分布变均匀。总之，用于使激光束能量密度均匀化的光学系统被称为束均质器。

[0006] 由激光器71发射的激光束被一柱状透镜组73分成垂直于其传播方向的方向，由此决定线状激光束在垂直方向的长度。在本说明书中该方向被称为第一方向。假设当在光学系统中插入一面镜子，第一方向随着被镜子弯曲的光线方向而改变。在该结构中，柱状透镜阵列被分成七部分。然后通过柱状透镜74在被照物体表面合成激光束，由此使线状激光束在纵向的能量密度分布均匀化。

[0007] 接着，将描述图7侧视图中所示的结构。由激光器71发射的激光束由透镜阵列72a和72a分成垂直其传播方向和第一方向的方向，由此决定线状激光束在宽度方向的长度。本说明书中该方向被称为第二方向。假设在光学系统中插入一面镜子，第二方向随着被镜子所弯曲的光线的方向而变化。在本结构中，柱状透镜阵列72a和72a分别被分成四部分。被分离的激光束暂由柱状透镜74合成。此后，激光束被镜77反射，然后被双重柱状透镜78聚焦，从而在被照射物体表面79再次形成单激光束。双重柱状透镜78由两个柱状透镜组成。这样激光束在宽度方向的均匀能量密度分布以及线状激光束在宽度方向的长度被确定。

[0008] 例如，用作激光器71的是一种准分子激光器，其中激光器窗口的尺寸为10mm×30mm(分别为激光束断面宽度的一半)，并且激光束由具有图7A和7B所示结构的光学系统所产生。由此，可在被照物体79表面得到具有均匀能量密度分布和尺寸为
125mm×0.4mm的线状激光束。

[0009] 此时，例如当以石英作为所有光学系统的基材时，可获得高传输率。注意优选对光学系统进行涂覆，这样在所用准分子激光器的频率下可获得99％或以上的传输率。

[0010] 然后，用由上述结构形成的线状激光束在横向逐渐移动的同时重叠照射。这样，当对无定形半导体膜的整个表面进行激光退火处理时，无定形半导体膜可被晶化，其结晶性可被改善而获得结晶半导体膜，或可使杂质元素被激活。

发明内容

[0011] 然而如图7所示，用于形成线状激光束的光学系统很复杂。这样的光学系统存在的问题是很难进行光学调节，此外由于足迹(footprint)变大，器件被增大。

[0012] 此外在使用相对被照射物体其反射率较高的激光束的情况下，当前述激光束垂直入射到被照物体时，产生所谓的返回光束，它以和光束入射到被照物体时相同的光路返回。返回光束成为对激光器输出和频率变化以及激光杆的破坏等有不利影响的因素。

[0013] 因此，本发明的一个目的是提供一种激光照射器件，其中通过使用比传统光学系统更简单的光学系统形成线状激光束，并且使用这样的线状激光束可更有效地进行退火处理，以及一种使用这种激光照射器件的激光照射方法。此外，本发明的另一个目的是提供一种半导体器件的制造方法，其操作步骤中包含前述激光照射方法。

[0014] 本发明的特征在于由相对于凸透镜倾斜入射的激光束产生诸如像散等像差，并且在照射表面或在其周围区域产生线状激光束。

[0015] 涉及在本说明书中公开的一种激光照射器件的本发明的结构的特征在于，它具有一个激光器和一个凸透镜，该凸透镜相对于前述激光器发射的激光束的传播方向倾斜设置并使照射表面上或其周围区域中的前述激光束的形状成为线状。

[0016] 另外，至于涉及激光照射器件的本发明的其它结构，它是一个具有激光器和凸透镜的激光照射器件，该凸透镜相对前述激光器发射的激光束的传播方向倾斜设置并使照射表面上或其周围区域中的前述激光束的形状成为线状形状，其特征如下：假定当激光器发射的激光通过前述凸透镜入射到基片上所形成的被照物体时所测得的激光束的宽度为w，而前述基片的厚度为d，前述激光束相对于前述被照射物体以满足如下公式的入射角θ入射：

[0017] θ≥arctan(w/(2×d))

[0018] 在上述各个结构中，前述激光器的特征在于它是连续振荡或脉冲振荡的固态激光器、气体激光器或金属激光器。应该注意到作为前述固态激光器，列出了连续振荡或脉冲振荡的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器等；作为前述气体激光器，列出了连续振荡或脉冲振荡的准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器等，而作为前述金属激光器，列出氦-镉激光器、铜蒸汽激光器、金蒸汽激光器等。

[0019] 此外，在上述各个结构中，所希望的是前述激光束被一种非线性光学元件转化成高次谐波。例如，已知一种YAG激光器发射波长为1065nm的激光束作为基波。这种激光束相对于硅膜的吸收系数很低，因此如果保持其波长不变，从技术角度很难使半导体膜之一的非晶硅膜晶化。然而，采用非线性光学元件可使该激光束转变为较短波长，而作为高次谐波，列出了第二高次谐波(532nm)、第三高次谐波(355nm)、第四高次谐波(266nm)及第五高次谐波(213nm)。由于这些高次谐波相对于非晶硅膜具有高的吸收系数，它们可被用于非晶硅膜的晶化。

[0020] 此外，在上述各个结构中，前述凸透镜的特征在于它是一个非球面透镜。另外，作为凸透镜，列出了弯月形透镜、双凸透镜、平凸透镜等；而作为本发明的凸透镜，可以是这些透镜中的任意一种，并且激光束的入射表面可以是凸透镜两表面中任意一个。

[0021] 此外，在上述结构中，对于前述基片，可采用玻璃基片、石英基片、硅基片、塑料基片、金属基片、不锈包层基片、柔性基片等。作为前述玻璃基片，可以是由钡硼硅酸盐玻璃、铝硼硅酸盐玻璃等构成的基片。此外，柔性基片指由PET、PES、PEN、丙烯酸树脂等构成的膜状基片，如果半导体基片采用柔性基片制备，可望减轻其重量。如果在柔性基片的表面上或在其表面和背面上，形成单层或多层由铝膜(AlON、AlN、AlO等)、碳膜(DLC(类金刚石碳)等)、SiN等构成的阻挡层，所希望的是可使耐久性等得到增强。

[0022] 此外，涉及本说明书中公开的激光照射方法的本发明的结构的特点在于，通过相对于激光束传播方向倾斜放置的凸透镜，在被照表面上或在其周围区域内形成线状光束，前述线状光束相对于被照物体相对移动进行照射。此外，涉及激光照射法的本发明的其它结构的特点在于，通过相对于激光束传播方向倾斜放置的凸透镜，在被照表面上或在其周围区域内形成线状光束。假定当前述线状光束入射到基片上所形成的被照物体时所测得的光束的宽度为w，而前述基片的厚度为d，前述线状光束以满足如下公式的入射角θ入射到被照物体：

[0023] θ≥arctan(w/(2×d))

[0024] 并且前述线状光束相对于前述被照物体相对移动时前述线状光束进行照射。在上述各个结构中，前述激光器的特点在于它是固态激光器、气体激光器或是连续振荡或脉冲振荡的金属激光器。应该注意到作为前述固态激光器，列出了YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、连续振荡或脉冲振荡的Ti：蓝宝石激光器等；作为前述气体激光器，列出了准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、连续振荡或脉冲振荡的CO2激光器等，而作为前述金属激光器，列出氦-镉激光器、铜蒸汽激光器和金蒸汽激光器等。此外，在上述各个结构中，所希望的是前述激光束被一种非线性光学元件转化成高次谐波。此外，在上述各个结构中，前述凸透镜的特点在于它是一个非球面透镜。另外，作为凸透镜，有弯月形透镜、双凸透镜、平凸透镜等；而作为本发明的凸透镜，可以是这些透镜中的任意一种，并且激光束的入射表面可以是凸透镜两表面中任意一个。

[0025] 此外，在上述结构中，对于前述基片，可采用玻璃基片、石英基片、硅基片、塑料基片、金属基片、不锈包层基片、柔性基片等。

[0026] 此外，涉及本说明书中公开的制造半导体器件的方法的本发明的结构的特点在于，通过相对于激光束传播方向倾斜放置的凸透镜，在被照表面上或在其周围区域内形成线状光束，前述线状光束相对于半导体膜相对移动时前述线状光束进行照射。

[0027] 此外，涉及制造半导体器件的方法的本发明的其它结构的特点在于，通过相对于激光束传播方向倾斜放置的凸透镜，在被照表面上或在其周围区域内形成线状光束。假定当前述线状光束入射到基片上所形成的半导体膜时所测得的线状光束的宽度为w，而前述基片的厚度为d，前述线状光束相对于半导体膜以满足如下公式的入射角θ入射：

[0028] θ≥arctan(w/(2×d))

[0029] 并且前述线状光束进行照射同时前述线状光束相对于前述半导体膜移动。在上述各个结构中，前述激光束的特点在于它是固态激光器、气体激光器或连续振荡或脉冲振荡的金属激光器。应该注意作为前述固态激光器列出了YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、连续振荡或脉冲振荡的Ti：蓝宝石激光器等；作为前述气体激光器，列出了准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、连续振荡或脉冲振荡的CO2激光器等，而作为前述金属激光器，列出氦-镉激光器、铜蒸汽激光器和金蒸汽激光器等。此外，在上述各个结构中，所希望的是前述激光束被一种非线性光学元件转化成高次谐波。此外，在上述各个结构中，前述凸透镜的特点在于它是一个非球面透镜。另外，作为凸透镜，有弯月形透镜、双凸透镜、平凸透镜等；而作为本发明的凸透镜，可以是这些透镜中的任意一种，并且激光束的入射表面可以是凸透镜两表面中任意一个。

[0030] 此外，在上述结构中，对于前述基片，可采用玻璃基片、石英基片、硅基片、塑料基片、金属基片、不锈包层基片、柔性基片等。

[0031] 在各个结构中，前述半导体膜为含硅膜是所希望的。由于本发明具有非常简化的结构，光调节容易，并且器件尺寸缩小。此外，即使在使用多个激光光束进行照射的情况下，由于光学系统简化，能轻易使所有激光束具有相同形状。为了进行均匀的退火处理，使多个激光束保持相同形状是很重要的。如果使用这样的多个激光束，当光束照射到具有大面积的基片时，能够提高生产能力。此外，可使用通过合成多个激光器的光束。再者，本发明中由于激光束相对于被照射体倾斜入射，可防止返回光束，由于不需设置隔离物，使结构更加简化。因此，可降低成本。另外，对于基片上形成的半导体膜能够进行有效照射，并且采用这样的半导体有可能使所制备的TFT电性能的变化减小。从而也可能使用这样的TFT制备的半导体的操作性能和可靠性得到增加。

附图说明

[0032] 附图中：

[0033] 图1是示出本发明的光学系统的实例的示图；

[0034] 图2是示出相对于被照物体获得激光束入射角θ的示图；

[0035] 图3是示出根据本发明在照射表面上形成的激光束的形状的实例示图；

[0036] 图4是示出在使用多个激光束的情况下本发明的一个光学系统的实例示图；

[0037] 图5是示出在使用多个激光束的情况下本发明的一个光学系统的实例示图；

[0038] 图6是示出在使用多个激光束的情况下本发明的一个光学系统的实例示图；

[0039] 图7是示出一个传统光学系统的实例示图；

[0040] 图8A到8C是用于解释一种像素TFT和一种用于驱动电路的TFT的制造步骤的横截面图；

[0041] 图9A到9C是用于解释一种像素TFT和一种用于驱动电路的TFT的制造步骤的横截面圈；

[0042] 图10是用于解释一种像素TFT和一种用于驱动电路的TFT的制造步骤的横截面图；

[0043] 图11是用于解释像素TFT结构的俯视图；

[0044] 图12是一种有源矩阵型液晶显示器件的横截面图；

[0045] 图13是一种发光器件的驱动电路和像素部分的横截面结构示图；

[0046] 图14A到14F是示出半导体器件实例的示图；

[0047] 图15A到15D是示出半导体器件实例的示图；

[0048] 图16A到16C是示出半导体器件实例的示图；

[0049] 图17是示出利用本发明进行半导体膜晶化操作和通过SEM观察半导体膜的实例示图；

[0050] 图18是示出利用本发明进行半导体膜晶化操作和通过SEM现察半导体膜的实例示图；

[0051] 图19A到19H是示出利用本发明制造TFT的实例示图；

[0052] 图20A到20B是示出利用本发明制造TFT并测量电性能的实例示图；

[0053] 图21A到21C是示出利用本发明制造TFT的实例示图；

[0054] 图22A到22B是示出利用本发明制造TFT并测量电性能的实例示图；

[0055] 图23A到23B是示出利用本发明制造TFT并测量电性能的实例示图；以及[0056] 图24示出本发明的光学系统实例的示图；

[0057] 图25A到25C是示出TFT的ID-VG性能和对沟道长度依赖关系的曲线图，该TFT在晶化过程中通过将激光束照射和使用具有催化作用的镍的热结晶法结合起来制造的；

[0058] 图26A到26C是示出在晶化过程中使用激光束照射制造的TFT的ID-VG性能和对沟道长度依赖关系的曲线图；

[0059] 图27是示出完全抑制型膜厚为66nm的TFT的ID-VG性能的曲线图；

[0060] 图28是示出部分耗尽型膜厚为150nm的TFT的ID-VG性能的曲线图。

具体实施方式

[0061] 实施例模式

[0062] 在本发明实施例模式中，以下将参考图1和图2描述形成线状光束的方法。

[0063] 由激光器101发射的激光束通过镜面(mirror)102入射进入凸透镜103。此处，作为激光器101，使用固态激光器、气体激光器或连续振荡或脉冲振荡的金属激光器。应该注意作为前述固态激光器，列出了YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器等；作为前述气体激光器，列出了准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、连续振荡或脉冲振荡的CO2激光器等，而作为前述金属激光器，列出氦-镉激光器、铜蒸汽激光器、金蒸汽激光器等。然后，来自激光器101的振荡激光通过一个非线性元件可被转化成高次谐波。此外，在激光器101和镜面102之间或在镜面102和凸透镜103之间放置扩展器，分别在较长方向和较短向将光束扩展至所希望尺寸。光束扩展器在激光器发射的激光束的形状很小的情况下尤其有效。此外，可不放置镜面，或可放置多个镜面。

[0064] 激光束相对于凸透镜103倾斜入射。通过以此方式入射，由于诸如像散的像差聚焦位置被移动，可在被照表面或其周围区域内形成线状光束106。应该注意，如果透镜103由合成石英玻璃构成，是所希望的，因为获得高透明度。此外，对于凸透镜103表面提供的涂层，所希望的是使用相对于所使用激光束的波长能够获得99％或更高的透明度的涂层。另外，对于凸透镜，使用其球面透镜像差被修正的非球面透镜。如果使用非球面透镜，聚光性能增加，并且长宽比和能量密度分布也被增加。

[0065] 然后，当如此形成的线状光束106照射时，例如，它能通过相对于被照体104相对移动，例如在参考数字107所示方向或参考数字108、109所示方向移动，而照射被照体104的所希望区域或整个区域。“相对移动”实际上是指“操作置于台面上的被照体”。

[0066] 然而，根据激光束的波长，被照体表面上的反射光束和其上形成被照体104的基片105的背面的反射光束间可能出现相互干扰。图2中，作为被照体04，显示了一个实例。其中在基片10上形成半导体11。如果半导体膜11表面上的反射束14和基片10背面的反射束13没有重叠，不会发生由于这些光束的干扰。

[0067] 在此情况下，当一个垂直于被照表面且它是包含假定为长光束的长方形的长边或短边的平面之一的平面被定义为入射面，激光束的入射角满足θ≥arctan(W/2d)是所希望的，其中W为包含于入射表面的长边或短边的长度，d为相对于激光束透明的基片的厚度。该W为W＝(W1+W2)/2，此时W1是入射到被照表面的激光束的长度15，W2是从基片10的后表面反射回来的激光束的长度。应注意，当入射表面上不存在激光束的轨迹，入射表面上的投影轨迹入射角被定义为θ。如果激光束以入射角θ入射，基片表面上的被反射光束不与来自基片背面的反射光束干涉，从而使激光束均匀照射。更进一步，通过设定在被照体表面的入射角为Brewster角，反射率减至最小而能够使激光束被有效利用。在上面，基片的折射率为1。实际中，多数基片的折射率为1.5。当考虑此值时，得到大于上面计算所得角度的计算值。然而，因为线状激光束的长度方向的两边的能量被衰减，在这部分干扰影响很小，并且对于上述计算值可得到充分的干扰弱化效果。

[0068] 此外，可在被照体表面形成防止反射膜。

[0069] 当采用这样的激光照射器件进行半导体膜的退火处理，相应的半导体膜可被晶化，通过增强结晶性可得到结晶半导体并可进行杂质元素的激活。

[0070] 应该注意激光束的形状根据激光器发射激光的种类而不同，即使激光束由光学系统形成，它也易受原始形状的影响并很容易随其改变。例如，由XeCl准分子激光器发射的激光束的形状为长方形，而对于固态激光器发射的激光束的形状，如果杆的形状为柱状，则变为环状，而如果为平板状，则变为长方形。本发明可适用于任何形状。

[0071] 包含上述结构的本发明将通过以下所示实施例进一步描述。

[0072] 实施例

[0073] 实施例1

[0074] 本实施例中，将参考下面图1和图3描述其中由本发明形成线性激光束的实例。

[0075] 作为激光器101，使用YAG激光器。假定来自激光器101的振荡激光束被一个包含于激光器101中的非线性光学元件转换成第二高次谐波，此时，假设激光束处于TEMoo模式，并具有2.25mm的束直径和0.35mrad的扩展角。

[0076] 随后，激光束相对于具有20mm焦长的凸透镜103以20度的入射角φ入射。然后，在本实施例中，对在平行于凸透镜放置的被照表面上形成的激光束的形状进行模拟。结果示于图3。由图3，可以明白在被照表面形成了长420μm、宽40μm的线状激光束。此外，线状激光束的能量分布为高斯分布。

[0077] 从模拟结果，可以证实根据本发明在被照表面或在其周围区域形成了线状激光束。然后，当使用这样的激光照射器件对半导体膜进行退火处理时，相应的半导体膜可被晶化，通过增强结晶性获得结晶半导体膜，并且可进行杂质的激活。

[0078] 实施例2

[0079] 在本实施例中，将参考图4描述一个实例，其中激光束的照射是采用多个激光束进行的。作为111a-111c激光器，采用YAG激光器，这些激光束被一非线性光学元件转换成第二高次谐波。然后，当由激光器111a-111c发射的备激光束穿过镜面112a～112c后，这些激光束相对于凸透镜113a～113c倾斜入射。通过倾斜入射，由于诸如像散等像差聚焦位置被移动，在被照表面或其周围区域形成线状光束。此外，作为凸透镜，使用非球面透镜是所希望的。应该注意，在激光器111a～111c和镜面112a～112c之间或在镜面112a～112c和凸透镜113a～113c之间放置光束扩展器，而将光束的纵向和横向分别扩展至所希望尺寸。此外，可不放置镜面，或可放置多个镜面。

[0080] 然后，当由此形成的线状激光束照射时，通过相对于被照体104相对移动，例如在参考数字107所示方向或参考数字108、109所示方向移动，能够照到被照体的所希望区域或整个区域。

[0081] 由于在本发明中，形成线状光束的光学系统具有非常简单的结构，很容易使多个激光束在被照表面形成具有相同形状的线状激光束。因此，由于用任意线状激光束照射任意表面进行相同退火处理，被照体的整个表面达到具有均匀物理性能并且生产能力提高。

[0082] 应该注意本发明中，虽然举例说明了使用三个激光器的光束的实例，但激光器的数量不限于此，并且可不使用同类激光器。例如，也可能使用多个不同的激光器，所希望的区域由所希望的激光器照射，形成具有不同物理性能的半导体膜和在同一基片上制备具有不同性能的TFT。

[0083] 实施例3

[0084] 在本实施例中，以下参考图5描述一个实施，其中使用多个激光器从被照体的两侧进行激光束照射。

[0085] 作为激光器121a、121b，采用连续振荡的YVO4激光器，通过非线性光学元件激光束被转换成第二高次谐波。然后，当由激光器121a、121b发射的各个激光束穿过镜面122a、122b后，相对于凸透镜123a、123b倾斜入射。通过倾斜入射，由于诸如像散等像差聚焦位置被移动，在被照表面或其周围区域形成线状光束。此外，作为凸透镜，使用非球面透镜是所希望的。

[0086] 应该注意，在激光器121a、121b和镜面122a、122b之间或在镜面122a、122b和凸透镜123a、123b之间放置光束扩展器，而将光束的纵向和横向分别扩展至所希望尺寸。此外，可不放镜面，或可放置多个镜面。

[0087] 然后，当由此形成的线状激光束照射时，通过相对于被照体104相对移动，例如在参考数字107所示方向或参考数字108、109所示方向移动，能够照到被照体104的所希望区域或整个区域。

[0088] 由于在本发明中，形成线状光束的光学系统具有非常简单的结构，很容易使多个激光束在被照表面形成具有相同形状的线状激光束。因此，多个激光束很容易彼此叠加。即使在根据被照体使用具有较低输出的激光器情况下，根据本实施例它完全能够适用。

[0089] 应该注意在本发明中，虽然举例说明了使用两个激光器的光束的实例。但激光器的数量不限于此，并且可使用不同种类激光器。

[0090] 此外本实施例可与实施例2结合进行。

[0091] 实施例4

[0092] 本实施例中，将参考图6描述一个实例，其中通过采用多个激光器并将光束在被照体表面叠加进行照射。

[0093] 作为激光器131a、131b，采用连续振荡的YLF激光器，通过非线性光学元件激光束被转换成第三高次谐波。然后，当由激光器131a、131b发射的各个激光束之后相对于凸透镜133a、133b倾斜入射。通过倾斜入射，由于诸如像散等像差聚焦位置被移动，在被照表面或其周围区域形成线状光束。此外，作为凸透镜，使用非球面透镜是所希望的。

[0094] 应该注意，在激光器131a、131b和凸透镜133a、133b之间放置光束扩展器，而将光束的较长方向和较短方向分别扩展至所希望尺寸。此外，可不放置镜面，或可放置多个镜面。

[0095] 然后，当由此形成的线状激光束照射时，通过相对于被照体104相对移动，例如在参考数字107所示方向或参考数字108、109所示方向移动，能够照到被照体104的所希望区域或整个区域。

[0096] 由于在本发明中，形成线状光束的光学系统具有非常简单的结构，很容易使多个激光束在被照表面形成具有相同形状的线状激光束。因此，多个激光束很容易彼此叠加。即使在根据被照体使用具有较低输出的激光器情况下，根据本实施例它完全能够适用。

[0097] 应该注意本发明中，虽然举例说明了使用两个激光器的光束的实例。但激光器的数量不限于此，并且可使用不同种类激光器。此外，虽然激光束在被照表面被合成，但合成后，可通过光学系统形成线状光束。

[0098] 此外本实施例可与实施例2或3自由结合。

[0099] 实施例5

[0100] 在本实施例中利用图8～11解释一种有源矩阵型基片的制造方法。为方便起见，一种其上共同形成CMOS电路、驱动电路，以及具有TFT像素和一定容积(hoding capacity)的像素部分的基片称为有源矩阵型基片。

[0101] 图8A示出基底膜的形成、半导体层的形成、绝缘膜的形成、第一导电膜和第二导电膜的形成。

[0102] 首先，在本实施例中使用由玻璃如钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃构成的基片400。注意石英基片、硅基片、金属基片，以及在其基片表面形成绝缘膜的不锈钢基片也可作为基片400。另外，具有能够承受本实施例中使用的处理温度的热阻性能的塑料基片也可使用。由于本发明可容易的形成能量均匀分布的线性激光束，可能通过使用多个线性激光束有效地处理大面积基片。

[0103] 其次，利用已知方法，在基片400上形成由绝缘膜如氧化硅膜、氮化硅膜，或氮氧化硅膜构成的基底膜401。本实施例中，基底膜401采用双层结构，但也可使用上述单层绝缘膜，也可使用两层以上膜叠加的结构。

[0104] 其次，在基底膜上形成半导体层。首先，通过已知方法(如溅射法、LPCVD法，和等离子体CVD法)形成厚度为25～200nm(优选30～150nm)的半导体膜。然后，通过激光晶化法将半导体膜晶化。作为激光晶化法，通过应用实施例1～4任意一种方法或实施例1～4任意一种方法的结合，对半导体膜激光束照射。优选使用连续或脉冲振荡固态激光器、气体激光器，或金属激光器。注意，作为固态激光器，可有YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器等。
作为气体激光器，可有连续振荡或脉冲振荡的准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器等。而作为金属激光器，可有氦-镉激光器、铜蒸汽激光器，或金蒸汽激光器。当然，不仅激光晶化法其它任何已知的晶化法(RTA，利用电炉退火的热晶化法，利用促进晶化的金属元素的热晶化法)也可结合使用。半导体膜可能是一种无定形半导体膜、微结晶半导体膜或一种结晶半导体膜。或者，半导体膜可以是具有无定形结构的化合物半导体膜，如非晶硅锗膜。

[0105] 在本实施例中，使用等离子体CVD法形成厚50nm的非晶硅膜，然后对该非晶硅膜使用利用促进晶化的金属元素的热晶化法和激光晶化法。镍被用作金属元素，并通过溶液涂层法被导入非晶硅膜。然后进行500℃、5小时的热处理，由此获得第一结晶硅膜。随后，由输出为10w的连续振荡YVO4激光器发射的激光束被非线性光学元件转换成第二高次谐波，以及然后由实施例1～4所示的光学系统之一或由组合这些实施例形成的光学系统形成线状激光束并照射，由此获得第二结晶硅膜。照射激光束到第一结晶硅膜，并将第一结晶2
硅膜改变为第二结晶硅膜改善第二结晶硅膜的结晶性。此刻，必需约0.01～100MW/cm(优
2
选0.1～10MW/cm)能量密度。台面被以0.5～2000cm/s的速度相对移动到激光束，激光束照射，然后形成结晶硅膜。当使用脉冲振荡的准分子激光器，优选300Hz频率和100～
2 2
1000mj/cm(典型值为200～800mj/cm)的激光能量密度。此刻，激光束可能量迭50～
98％。

[0106] 当然，虽然可通过使用第一结晶硅膜形成TFT，由于第二结晶膜具有改善的结晶性，并且TFT的电性能被改善，因此优先使用第二结晶膜形成TFT。例如，虽然，当通过使用2
第一结晶膜形成TFT时，迁移率几乎是300cm/Vs，但当使用第二结晶膜时，迁移率大大提高
2
约为500～600cm/Vs。

[0107] 利用光刻方法通过在所得半导体膜上进行图形化处理形成半导体层402～406。

[0108] 为控制TFT的阈值，在形成半导体层402～406后，可进行少量杂质元素(硼或磷)的掺杂。

[0109] 其次形成栅绝缘膜407，覆盖半导体层402～406。栅绝缘膜407是利用等离子体CVD或溅射由厚40～150nm的含硅绝缘膜形成的。本实施例中，膜厚度为110nm的氮氧化硅膜通过等离子体CVD方法形成。栅绝缘膜当然不限于氮氧化硅膜，并且在单层或叠层结构中可使用其它含硅绝缘膜。

[0110] 此外，如果使用氧化硅膜，可通过等离子体CVD法采用TEOS(原硅酸四乙酯)和O22
混合物、反应压力40Pa，基片温度定为300～400℃形成，以及通过在0.5～0.8w/cm 的高频(13.56MHz)电功率密度下放电形成。通过随后对如此制造的氧化硅膜进行400～500℃的热退火处理，可获得高性能栅绝缘膜。

[0111] 然后厚20～100nm的第一导电膜408，以及厚100～400nm的第二导电膜409形成并被层叠在栅绝缘膜407上。在本实施例中由膜厚30nm的TaN膜构成的第一导电膜408，和由厚370nm的W膜构成的第二导电膜409被形成并层叠。TaN膜由溅射形成，并且Ta靶的溅射在氮气氛下进行。此外，W膜利用W靶溅射形成。另外，W膜也可利用六氟化钨(WF6)通过热CVD法形成。无论使用任何方法，为了作为栅极使用必需能够制为低电阻膜，并优选W膜做成电阻率小于20μΩcm。

[0112] 注意虽然在本实施例中第一导电膜408是TaN膜且第二导电膜409是W膜，但对导电膜没有特殊限制。第一导电膜408和第二导电膜409也可由选自Ta、W、Mo、Ti、Al、Cu、Cr和Nd元素组成的组的一种元素形成，或由以上述元素之一作为主要组成的合金材料形成，或由这些元素组成的化合物形成。此外，半导体膜，典型地，一种在其中掺杂如磷的元素的多晶结晶硅膜也可被使用，还可使用AgPdCu合金。

[0113] 下一步利用光刻方法由抗蚀剂形成掩模410～415，并且为了形成电极和布线进行第一刻蚀工艺。第一刻蚀工艺按照第一和第二刻蚀条件(图8B示出第一刻蚀工艺)进行。在本实施例中，使用ICP(感应耦合等离子体)刻蚀法作为第一刻蚀条件。刻蚀气体使用CF4、Cl2和O2混合气体，气体流速分别设定为25∶25∶10(sccm)，在1Pa压力下通过施加500W RF(13.56MHz)电功率给一线圈状电极产生等离子体，并进行刻蚀。在基片一侧(样品台)也施加150W RF(13.56MHz)电功率，实际上由此施加了一个负的自偏压。W膜在第一刻蚀条件下刻蚀，并且第一导电层的边缘部分被刻蚀成锥形。

[0114] 不移走由抗蚀剂构成的掩模410～415，将第一刻蚀条件变为第二刻蚀条件。刻蚀气体为CF4和Cl2的混合气体，气体流素分别设定为30∶30(sccm)，在1Pa压力下通过施加500W RF(13.56MHz)电功率给一线圈状电极产生等离子体，并进行约30s刻蚀。在基片一侧(样品台)也施加20W RF(13.56MHz)电功率，实际上由此施加了一个负的自偏压。W膜和TaN膜均被按照相同的顺序通过第二刻蚀条件用CF4和Cl2的混合气体腐蚀。注意为了进行没有残余物留在栅绝缘膜上的刻蚀，刻蚀时间可能增加约10～20％。

[0115] 通过使抗蚀剂掩模的形状符合上面提及的第一刻蚀条件，根据施加到基片的偏压效应，第一导电层和第二导电层的边缘部分被制成锥形。锥形部分的角度为15～45°。这样通过第一刻蚀工艺由第一导电层和第二导电层形成第一形状导电层417～422(第一导电层417a～422a，第二导电层417b～422b)。参考数字416标示出栅绝缘膜，未被第一形状导电层417～422覆盖的区域通过刻蚀被减薄约20～50nm。

[0116] 然后不移走抗蚀剂制成的掩模，进行第二刻蚀工艺(图8C示出第二刻蚀工艺/第一掺杂工艺)。此处，通过使用CF4、Cl2和O2作为腐蚀气体对W膜进行选择性腐蚀。此时通过第二刻蚀工艺形成第二导电层428b～433b。另一方面，第一导电层417a～422a几乎未被刻蚀而第二形状导电层428～433形成。

[0117] 然后不移走抗蚀剂制成的掩模进行第一掺杂工艺，半导体层中被添加低浓度n-型杂质元素。掺杂工艺通过离子掺杂法或离子注入法进行。离子掺杂的工艺条件是：掺13 14 2
杂剂量定为1×10 ～5×10 /cm，且加速电压设定在40～80Kev。本实施例中掺杂剂量
13 2
定为1.5×10 /cm，加速电压设定在60Kev进行掺杂。一种属于15族的元素，典型地为磷(P)或砷(As)被用作n-型掺杂元素。此处采用磷(P)。在这种情况下，导电层428～433相对于n-型导电掺杂元素起掩模作用，而掺杂区域423～427以自对准方式形成。n-型杂
11 20 3
质元素被添加到423～427区域，浓度范围为1×10 ～1×10 /cm。

[0118] 其次，移走抗蚀剂制成的掩模，形成新的抗蚀剂制成的掩模434a～434c，并在加速电压高于第一掺杂工艺下进行第二掺杂工艺。离子掺杂进行的工艺条件为：掺杂剂量定13 15 2
为1×10 ～1×10 /cm，且加速电压设定在60～120Kev。掺杂工艺以第二导电层428b～
432b作为掩模进行，第一导电层锥形部分下面的半导体层被添加杂质元素。接着将加速电压降低至低于第二掺杂工艺，进行第三掺杂工艺，并获得如图9A所示状态(图9A示出第二
15 17 2
掺杂工艺/第三掺杂工艺)。离子掺杂法的条件是：掺杂剂量设为1×10 ～1×10 /cm，且加速电压设定在50～100Kev。与第一导电层重叠的低浓度掺杂区436、422和448被添加
18 19 2
掺杂元素，该掺杂元素在1×10 ～5×10 /cm 浓度范围内通过第二和第三掺杂工艺形成
19 21 2
n-型，而添加浓度范围为1×10 ～5×10 /cm 的n-型掺杂元素形成高浓度掺杂区435、
441、444和447。

[0119] 当然，通过使工艺具有合适的加速电压，第二和第三掺杂工艺可以一次完成，并且可能形成低浓度掺杂区域和高浓度掺杂区域。

[0120] 其次，移走抗蚀剂制成的掩模，形成新的抗蚀剂制成的掩模450a～450c，并进行第四掺杂工艺。按照第四掺杂工艺在成为p-沟道型TFT的有源层的半导体膜中，形成掺杂区域453、454、459和460，其中添加了导电类型与上述导电类型相反的掺杂元素。相对于掺杂元素，第二导电层429b～432b被用作掩模，且p-型导电性掺杂元素被加入以自对准方式形成掺杂区。在本实施例中(图9B示出第四掺杂工艺)采用乙硼烷(B2H6)通过离子掺杂法形成掺杂区453、454、459和460。当进行第四掺杂工艺时，用于形成n-沟道型TFT的半导体层被抗蚀剂制成的掩模450a～450c覆盖。通过第一到第三掺杂工艺，磷被以不同浓度加入掺杂区439和447。然而，通过使p-型导电性掺杂元素在各个区域的浓度变为19 21 3
1×10 ～5×10 原子/cm 的掺杂，在使这些区域成为p-沟道型TFT的源区和漏区时不会出现问题。

[0121] 通过至此的步骤，在各个半导体层形成杂质区。

[0122] 其次，移走由抗蚀剂制成的掩模450a～450c后，第一层间绝缘膜461被形成。该第一层间绝缘膜由含硅绝缘膜制成，厚度为100～200nm，通过等离子体CVD或溅射法形成。在本实施例中通过等离子体CVD法形成了厚150nm的氮氧化硅膜。作为单层或叠层结构，第一层间绝缘膜当然不仅限于氮氧化硅膜，也可使用其它含硅绝缘膜。

[0123] 随后，通过激光束照射，如图9C所示(图9C示出第一层间绝缘膜的形成/激光束照射/热处理)，进行半导体层结晶性的恢复和掺杂到各个半导体层的杂质元素的激活。对于激光激活，通过应用实施例1～4中之一或与这些实施例的自由组合，照射激光束到半导体膜。优选使用连续或脉冲振荡固态激光器、气体激光器或金属激光器。注意作为固态激光器，可有连续振荡或脉冲振荡的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、红宝石激光器、金绿宝石激光器、Ti：蓝宝石激光器等。作为气体激光器，可有连续振荡或脉冲振荡准分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、CO2激光器等。而作为金属激光器，可有氦-镉激光器、铜蒸汽激光器或金蒸汽激光器。此刻如果使用连续振荡激光器，
2 2
必需约0.01～100MW/cm(优选0.1～10MW/cm)的激光束能量密度。基片相对激光束以约0.5～2000cm/s的速率移动。并且如果使用脉冲振荡激光器，优选使用频率为300Hz
2 2
和50～1000mj/cm(典型值为50～500mj/cm)的激光能量密度。此刻激光束重叠50～
98％。除激光退火处理方法之外，可应用热退火法或快速热退火法(RTA法)等。

[0124] 此外，激活也可在第一层间绝缘膜形成之前进行。然而，如果所用布线材料不耐热，如同在本实施例中一样，为了保护布线等，则优选形成层间绝缘膜(以硅作主要组成构成的绝缘膜，例如氮化硅)后再进行激活。

[0125] 然后，也可进行热处理(300～550℃，1～12小时)，并可能进行氢化处理。该工艺是一种通过包含于第一层间绝缘膜461内的氢而终止半导体层中悬挂键的方法。无论第一层间绝缘膜是否存在，半导体层都可被氢化。等离子氢化(采用等离子体激发的氢)，以及在含氢3～100％的气氛中进行300～450℃、1～12小时的热处理也可作为其它氢化手段被使用。

[0126] 随后，在第一层间绝缘膜461上形成由无机绝缘材料或有机绝缘材料制成的第二层间绝缘膜462。本实施例中形成了膜厚1.6μm的丙烯酸树脂膜，且所用材料可具有10～1000cp的粘度，优选值为40～200cp。使用在其表面形成凸凹不平的材料。

[0127] 为了阻止镜面反射，在本实施例中，通过形成表面凸凹不平的第二层间绝缘膜，使像素电极的表面变凸凹不平。此外，像素电极表面可被制作成凸凹不平并具有光散射特性，并因此在像素电极下面的一个区域形成凸面部分。凸面部分也可通过与形成TFT同样的光掩模形成，并且它能够在不增加工艺步骤情况下形成。注意凸面部分也可大致在除去布线和TFT的像素部分的基片上形成。由此，沿着在覆盖凸面部分的绝缘膜表面中形成的凸凹不平，在像素电极表面内形成凸凹不平。

[0128] 具有水平表面的膜也可被用作第二层间绝缘膜462。在此情况下，优先使用附加工艺如已知的砂磨法或刻蚀工艺形成表面凹凸不平，以阻止平面镜反射，并因此通过散射反射光而增加白度。

[0129] 然后在驱动电路506中形成用于电连接各杂质区的布线463～467。注意为了形成布线，厚50nm的Ti膜和厚500nm的合金膜(Al和Ti合金)的叠层膜被进行图形化。当然，不限于两层结构，单层结构或三层以上的叠层结构也是可以接受的。另外，布线材料不限于Al和Ti。例如，在TaN膜上形成Al和Cu，并且通过图形化形成Ti叠层膜并形成布线(图10)。

[0130] 此外，在像素部分507形成像素电极470、栅布线469，以及连接电极468。通过连接电极468形成像素TFT和源布线的电连接。此外，栅布线469与像素TFT的栅极形成电连接。像素电极470与像素TFT的漏区444形成电连接，并且除此之外，与作为一个形成存储电容器的电极的半导体层459形成电连接。优先使用具有高反射率的材料，如以Al和Ag作为其主要组成的膜，或如像素电极470一样的叠层膜。

[0131] 这样可在相同基片上形成由n-沟道TFT501和p-沟道TFT502组成的CMOS电路、具有n-沟道TFT503的驱动电路506，以及具有像素TFT504和存储电容器505的像素部分507。由此完成有源矩阵基片。

[0132] 驱动电路506的n-沟道TFT 501具有：沟道形成区437；与作为构成栅极一部分的第一导电层428a重叠的低浓度杂质区436；以及作为源区或漏区的高浓度杂质区452。P-沟道TFT502，它通过电连接和n-沟道TFT501以及电极466形成CMOS电路，具有；沟道形成区455；低浓度杂质区454；以及其中引入n-型和p-型杂质元素的杂质区453。此外，n-型TFT503具有：沟道形成区443；与构成栅极一部分的第一导电层430a重叠的低浓度杂质区442(金区)；以及作为源区或漏区的高浓度杂质区441。

[0133] 像素部分的像素TFT504具有：沟道形成区446；形成于栅极外侧的低浓度杂质区445(LDD区)；以及作为源区或漏区的高浓度杂质区458。此外，n-型和p-型杂质元素被加入到作为存储电容器505的一个电极的半导体层中。存储电容器505由电极(432a和432b的叠层)和半导体层构成，绝缘膜416作为电介质。

[0134] 对于本实施例的像素结构，像素电极的边缘部分与源布线重叠放置，以使像素电极之间的间隙屏蔽光线，而不必使用黑基体(blackmatrix)。

[0135] 本实施例中制造的有源矩阵基片的像素部分的上表面如图11所示。注意对应于图8～11的部分用相同的参考符号表示。图10中的点划线A-A，对应于图11沿点划线A-A’切割得到的横截面图。此外，图10中点划线B-B’对应于图11沿点划线B-B’切割得到的横截面图。

[0136] 实施例6

[0137] 以下在本实施例中解释由实施例5制造的有源矩阵基片制造反射型液晶显示器的工艺。解释中使用图12。

[0138] 图10状态下的有源矩阵基片首先根据实施例5得到，然后在圈10的有源矩阵基片上的至少一个像素电极470上形成取向膜567，并且进行擦亮(rubbing)工艺。注意，为保持基片间的间隙，本实施例中形成取向膜567之前，通过为有机树脂如丙烯酸树脂膜等图形化，在所希望位置形成柱状隔离垫572。此外，替代柱状隔离垫也可在基片的整个表面形成球形隔离垫。

[0139] 其次制备相对基片569。然后在相对基片569上形成彩色层570和571，以及整平膜573。红色层570和兰色层571搭接以形成光屏蔽部分。此外，也可通过将红色层与绿色层部分重叠形成光屏蔽部分。

[0140] 本实施例中使用实施例5所示基片。因此，对于如图11所示实施例5的像素部分的俯视图，至少有必要使栅极布线469和像素电极470间的间隙、栅极布线469和连接电极468间的间隙，以及连接电极468和像素电极470间的间隙不受光照。每个彩色层被如此安排，以使有彩色层的叠层制得的遮光部分必须在光照射不到的位置形成，然后与相对基片连接在一起。

[0141] 这样使得通过使用由彩色层叠层构成的遮光部分进行各个像素间间隙的光屏蔽，以减少工艺步骤而不必形成诸如黑掩模等光屏蔽层成为可能。

[0142] 至少在像素部分上的整平膜573上形成由透明导电膜制成的相对电极576，在相对基片的整个表面形成取向膜574，并进行擦亮工艺。

[0143] 其上形成像素部分和驱动电路的有源矩阵基片被形成，然后通过密封材料568与相对基片连接。密封材料568中混入填充剂，并将两个基片连接，同时根据填充剂和柱状隔离垫保持均匀间隙。然后在两个基片间注入液晶材料575，且基片通过使用密封剂(图中未表示出)被完全密封。一种已知的液晶材料可用作液晶材料575。由此完成图12所示的反射型液晶显示器件。然后如有必要有源矩阵基片或相对基片被切割成所希望形状。此外，只在相对基片上附着一个极化板(图中未示出)。然后利用已知技术附着FPC。

[0144] 由上述方法制成的液晶显示器具有通过使用经彻底退火处理的半导体膜制造的TFT，因为能量分布异常均匀的激光束被用于照射。它有可能成为上面提到的液晶显示器中具有足够操作特点和可靠性的一种。这样的液晶显示器可被用作不同电子装置的显示部分。

[0145] 注意将本实施例与实施例1～5自由结合使用是可能的。

[0146] 实施例7

[0147] 本实施例中，描述了一个通过使用用于形成有源矩阵基片的TFT的制造方法制造发光器件的实例。在本说明书中，发光器件是对包含形成在前述基片和盖部件之间的基片上的发光元件的显示面板，和对前述带有前述显示面板的装配TFT的显示模块的统称。附带地，发光元件具有一个包含化合物的层，其中通过施加电场(发光层)、阳极和阴极，可获得电致发光。同时，有机化合物中的电致发光包含从单重激发态返回到基态发射的光(荧光)和从三重激发态返回到基态发射的光(磷光)，包含其中任意一种或两种都包含。

[0148] 在本说明中，在发光元件的阴极和阳极间形成的所有层被定义为有机发光层。发光层、空穴注入层、电子注入层、空穴输运层，以及电子输运层等实质上也包含在有机发光层中。发光元件基本具有阳极层、发光层和阴极层顺序叠层的结构。除此结构以外，发光元件还具有阳极层、空穴注入层、发光层和阴极层顺序层叠的结构或阳极层、空穴注入层、发光层、空穴输运层以及阴极层等顺序层叠的结构。

[0149] 图13是本实施例的一个发光器件的断面图。图13中，基片700上配置的开关TFT603通过使用图10的n-沟道TFT503形成。因而，关于结构的说明，参考关于n-沟道TFT503的说明是令人满意的。

[0150] 附带地，虽然该实例是一个由两个沟道区形成的双栅极结构，但也可能使用由一个沟道区形成的单栅极结构或由三个沟道区形成的三栅极结构。

[0151] 基片700上配置的驱动电路通过图10的CMOS电路形成。因而，关于结构的说明，参考n-沟道TFT601和p-沟道TFT602的说明是令人满意的。附带地，虽然本实施例是单栅极结构，但有可能使用双栅极结构或三栅极结构。

[0152] 同时，布线701、703作为CMOS电路的源布线而布线702为漏布线。同时，布线704作为源布线708和开关TFT的源区的电连接线，而布线705作为漏布线709和开关TFT的漏区的电连接线。

[0153] 附带地，通过使用图10的p-沟道TFT502形成电流控制TFT604。因此，关于结构的解释，参见关于p-沟道TFT502的解释是能够满意的。顺便提及，虽然本实施例是一个单栅极结构，但采用双栅极结构或三栅极结构是可能的。

[0154] 同时，布线706是电流控制TFT(相对于电流供给线)的源布线，而布线707是被电连接于像素电极711的一个电极。

[0155] 同时，参考数字711代表一个由透明导电膜形成的像素电极(发光元件的阳极)。作为透明导电膜，可使用氧化铟和氧化锡的化合物，氧化铟和氧化锌的化合物，氧化锌、氧化锡或氧化铟，或者添加镓的上述透明导电膜。像素电极711先于布线形成在平面层间绝缘膜710上形成。在本实施例中，通过使用树脂平面化膜710使由于TFT产生的台阶平面化是很重要的。随后形成的发光层，由于其厚度很薄，由于台阶的存在可能导致弱的光发射，所希望的是在形成像素电极之前进行平面化，以形成尽可能平的发光层。

[0156] 形成布线701～707后，如图13所示形成堤坝(bank)712。堤坝712可通过图形化厚100～400nm的含硅有机树脂膜或绝缘膜形成。

[0157] 附带地，由于堤坝712是一个绝缘膜，淀积过程中必须小心元件的静电击穿。本实施例中，在用于堤坝712的绝缘膜材料中添加碳颗粒或金属颗粒，由此减小电阻率并抑制6 12
静电产生。在此情况下，可调节碳或金属颗粒的添加量以获得1×10 ～1×10 Ωm(优选
8 10
1×10 ～1×10 Ωm)的电阻率。

[0158] 在像素电极711上形成发光层713。附带地，虽然图13只显示出一个像素，但本实施例分别形成对应于不同颜色R(红色)、G(绿色)和B(兰色)的发光层。同时，本实施例中通过淀积工艺形成了低分子重量的有机发光层。特别地，这是一个叠层结构，其上具有厚20nm的作为空穴注入层的铜酞菁(CuPc)膜和厚70nm作为发光层的三(8-羟基喹啉基)铝(tris-8-qyuinolinolato aluminium)复合物(Alq3)膜。发射光的颜色可通过在Alq3中添加荧光色素如喹吖酮、二萘嵌苯或DCMl进行控制。

[0159] 但是，前述实施例是有机光发射材料用作发光层的实施例，而不一定限于此材料。通过将发光层、电荷输运层和电子注入层自由结合形成发光层(该层用于光发射和载流子运动)。例如，虽然本实施例显示了使用低分子重量的有机光发射材料作为发光层的实施例，但可以使用中间分子量或高分子量的有机发光材料。此外，不升华且具有20或小于20的分子数或具有10μm或小于10μm的链状分子的有机发光材料被作为中间分子量有机发光材料。对于使用高分子量的有机发光材料，通过旋涂法形成20nm厚的作为空穴注入层的聚噻吩(PEDOT)膜，并且其上形成作为发光层的100nm厚的聚对位苯亚乙烯(paraphenylenvinylene PPV)膜的叠层结构可能是好的。通过使用π共价型聚合物PPV，可选择从红到兰的发光波长。同时，可以使用无机材料如碳化硅作为电子输运层或电荷注入层。这些有机光发射材料或无机发光材料可是已知材料。

[0160] 其次，在发光层713上形成导电膜的阴极714。本实施例中，使用铝和锂合金膜作为导电膜。当然，已知的MgAg膜(镁和银的合金膜)也可使用。属于周期表中第一或第二族的元素形成的导电膜或添加这些元素的导电膜可被用作阴极材料。

[0161] 直至形成阴极714，发光元件制作完成。附带地，此处的发光元件715指具有像素电极(阳极)711、发光层713和阴极714的二极管。

[0162] 提供一个完全覆盖发光元件715的钝化膜716是很有效的。钝化膜由含碳膜、氮化硅膜或氮氧化硅膜的绝缘膜形成，所使用的是单层或复合叠层结构的绝缘膜。

[0163] 在此情况下，优先使用有利于覆盖的膜作为钝化膜。使用碳膜，特别是DLC(类金刚石碳)膜是有效的。DLC膜，能够在从室温起不超过100℃的范围内淀积形成，能容易地淀积在低热阻的发光层713上。同时，DLC膜，对氧具有高的阻挡效应，可抑制发光层713被氧化。因此，在下面的密封过程中可防止发光层713的氧化问题。

[0164] 此外，在钝化膜716上提供密封件717，用于焊接盖部件718。所使用的密封件717可以是可紫外线固化树脂。在其中提供一种具有吸湿效应或抗氧化效应的物质是有效的。同时，在本实施例中，对于盖部件718采用的是在其两表面形成碳膜(优选类金刚石膜)的玻璃基片、石英基片或塑料基片(包含塑料膜)。除碳膜以外，铝膜(如AlON、AlN和AlO)，SiN等被使用。

[0165] 这样，具有图13所示结构的发光器件被完成。附带地，通过使用多室方案(或成行(in-line)方案)的淀积装置在形成堤坝712后，不暴露到大气，连续进行形成钝化膜712工艺是有效的。此外，对于进一步的制备，可以不暴露大气，继续进行工艺直到焊接盖部件718。

[0166] 以此方式，在基片700上形成n-沟道TFT601和602、开关TFT(n-沟道TFT)603和电流控制TFT604(p-沟道TFT)。

[0167] 此外，如同图13所说明的，通过提供经过绝缘膜于栅极搭接的杂质区，可以形成抗热载流子效应导致的损坏的n-沟道TFT。因此，可获得高可靠性的发光器件。

[0168] 同时，本实施例仅显示了像素部分和驱动电路的结构。然而，根据本实施例的制造工艺，除这些以外，可以在相同的绝缘件上形成如信号分组电路、D/A转换器、运算放大器、γ校正电路等逻辑电路。此外，可形成存储器或微处理器。

[0169] 通过上述方法形成的发光器件具有使用彻底退火处理的半导体膜形成的TFT，因为照射半导体膜用激光束具有非常优异的均匀能量分布。因此，上述发光器件获得足够的操作特性和可靠性。这样的发光器件可被用作各种电子设备的显示部分。

[0170] 附带地，本实施例可与实施例1～5任意结合。

[0171] 实施例8

[0172] 在本实施例中，参考图1和图17描述通过使用光学系统进行半导体膜结晶化的实施例。

[0173] 在本实施例中，通过等离子体CVD法在作为基底膜的玻璃膜上形成厚400nm的氮氧化硅膜(组成比例为Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)。随后，通过等离子体CVD法，在作为半导体膜的基底膜上形成厚150nm的非晶硅膜。包含于半导体膜中的氢通过500℃3小时的热处理去除。然后通过激光退火处理进行半导体膜的晶化。半导体膜的晶化在激光退火处理法的条件下进行，该方法中，使用YVO4激光器的二次谐波作激光束，激光束相对于图1所示光学系统的凸透镜103的入射角φ被设定为18°，以形成长方形激光束，由此以50cm/s的速度移动基片来照射半导体膜。

[0174] 对由此得到的结晶半导体膜进行seco-刻蚀处理，利用1000倍的SBM(扫描电镜)观察结晶半导体膜表面的结果示于图17。注意，seco-刻蚀中的seco溶液是一种使用K2Cr2O7作为HF∶H2O＝2∶1的添加剂制得溶液。图17通过在图中箭头所示方向相对扫描激光束获得，并且图17显示了在垂直于扫描方向的方向形成了大颗粒尺寸晶粒的形貌。

[0175] 因此，由于在半导体膜中形成了大颗粒尺寸晶粒，其中结晶化通过使用本发明进行，当通过使用半导体膜制造TFT时，可能包含于沟道形成区的晶界数量可能被减少。此外，由于单个晶粒具有实际上可被认为是单晶的结晶性，可获得等于或大于使用单晶半导体的晶体管的高迁移率(场效应迁移率)。

[0176] 此外，由于形成的晶粒在一个方向变完整，载流子横穿晶界的数量显著减少。因此，可以减少开态电流值(流入TFT开态下的漏极电流值)、关态电流值(流入TFT关态下的漏极电流值)、阈值电压、S值，以及场效应迁移率的变化。电特性大大改善。

[0177] 实施例9

[0178] 本实施例参考图1和图18描述利用不同于实施例8的方法进行半导体膜晶化的实例。

[0179] 根据实施例8，形成非晶硅膜作为半导体膜。此外，通过应用日本专利Laid-open NO.Hei7-183540记录的方法，采用旋涂法将水合醋酸镍溶液(重量转换浓度5ppm，体积10ml)施加到半导体膜表面，以进行氮气氛下500℃1小时的热处理和氮气氛下550℃12小时的热处理。随后通过激光退火处理进行半导体膜结晶性的改善。半导体膜结晶性的改善是在激光退火处理法的条件下进行，即使用YVO4激光器的二次谐波作激光束，激光束相对于图1所示光学系统的凸透镜103的入射角φ被设定为18°，以形成长方形激光束，由此以50cm/s的速度移动基片来照射半导体膜。

[0180] 对由此得到的结晶半导体膜进行seco-刻蚀，并且利用1000倍的SBM对结晶半导体膜的表面进行观察。观察结果示于图18。图18的观察结果通过沿图中箭头所示方向相对扫描激光束得到，并且图18显示了在垂直于扫描方向的方向形成了大颗粒尺寸晶粒的形貌。其特征在于图18所示的晶粒在与激光束相对扫描方向交叉方向比图17所示晶粒形成较少的晶界。

[0181] 因此，由于在半导体膜中形成了大颗粒尺寸晶粒，其中结晶化通过使用本发明进行，当通过使用半导体膜制造TFT时，可能包含于沟道形成区的晶界数量可能被减少。此外，由于单个晶粒具有实际上可被认为是单晶的结晶性，可获得等于或大于使用单晶半导体的晶体管的高迁移率(场效应迁移率)。

[0182] 此外，由于形成的晶粒在一个方向变完整，载流子横穿晶界的数量显著减少。因此，可以减少开态电流值、关态电流值、阈值电压、S值，以及场效应迁移率的变化。并且电特性大大改善。

[0183] 实施例10

[0184] 本实施例将参考图1、图19和图20，描述通过采用本发明的光学系统进行半导体膜晶化和通过使用半导体膜制造TFT的实例。其中图19A示出基底绝缘膜的形成和半导体膜的形成，图19B示出半导体膜的晶化，图19C示出第一掺杂工艺，图19D示出第一刻蚀工艺、绝缘膜形成和导电膜的形成，图19E示出第二刻蚀工艺和第二掺杂工艺，图19F示出第三掺杂工艺，图19G示出第一层间绝缘膜的示出和热处理，图19H示出第二层间绝缘膜的形成、氢化工艺和布线的形成。

[0185] 在本实施例中，玻璃膜被用作基片20，利用等离子体CVD法将厚50nm的氮氧化硅膜(组成比例Si＝32％，O＝27％，N＝24％，H＝17％)，以及厚100nm的氮氧化硅膜(组成比例Si＝32％，O＝59％，N＝7％，H＝2％)层叠在玻璃基片上。随后，通过等离子体CVD法在作为半导体膜22的基底膜21上形成厚150nm的非晶硅膜。通过500℃3小时的热处理去除半导体膜中所含氢。然后，使用YVO4激光器的二次谐波作激光束激光束相对于图1所示光学系统的凸透镜103的入射角φ被设定为18°，以形成长方形激光束，由此以50cm/s的速度移动基片来扫描半导体膜(图19B)。

[0186] 随后进行第一掺杂工艺。第一掺杂工艺是控制阈值的沟道掺杂。第一掺杂工艺通过使用B2H6作为材料气体，气体流速设定为30sccm，电流密度为0.05A，加速电压为60KV且14 2
掺杂剂量为1×10 /cm 条件下进行(图19C)。

[0187] 随后，按照预定形状进行图形化刻蚀半导体膜24，然后通过等离子体CVD法形成作为覆盖被刻蚀半导体膜的栅极绝缘膜27的厚115nm的氮氧化硅膜。随后，作为导电膜的厚30nm的TaN膜28和厚370nm的W膜29被层叠在栅极绝缘膜27上(图19D)。

[0188] 通过光刻形成由抗蚀剂制成的掩模(未示出)以刻蚀W膜、TaN膜和栅极绝缘膜。

[0189] 随后，移走由抗蚀剂制成的掩模，形成新的掩模33以进行第二掺杂工艺，由此将n-型杂质元素引入半导体膜。在此情况下，导电层30和31相对于n-型杂质元素分别成为掩模，并且通过自对准方式形成杂质区34。在本实施例中，由于半导体膜的厚度很厚为150nm，因此第二掺杂工艺被分成两种条件进行。本实施例中，首先第一条件下的第二掺杂
13 2
工艺是通过使用磷化氢(PH3)作为材料气体，并设定掺杂剂量为2×10 /cm 加速电压为
14 2
90KV条件下进行。然后第二条件下的第二掺杂工艺是通过设定掺杂剂量为5×10 /cm 加速电压为10KV条件下进行(图19E)。

[0190] 随后，移走由光致抗蚀剂制成的掩模33，形成由抗蚀剂组成的新的掩模35，并进行第三掺杂工艺。通过第三掺杂工艺，一种导电类型相反的杂质元素被添加到杂质区36。杂质区36在成为p-沟道TFT的有源层的半导体膜中形成。导电层30和31被用作杂质元素的掩模并添加p-型杂质元素以通过自对准方式形成杂质区36。在本实施例中，由于半导体膜的厚度很厚为150nm，因此第三掺杂工艺也被分成两种条件进行。本实施例中，第一条
13
件下的第三掺杂工艺是通过使用磷化氢(PH3)作为材料气体，并设定掺杂剂量为2×10 /
2
cm 加速电压为90KV条件下进行。然后第二条件下的第三掺杂工艺是通过设定掺杂剂量为
15 2
1×10 /cm 加速电压为10KV条件下进行(图19F)。

[0191] 通过至此的步骤，在各个半导体层中形成杂质区34和36。

[0192] 其次，由抗蚀剂制成的掩模35被移走，并通过等离子体CVD法形成厚50nm的氮氧化硅膜(组成比例Si＝32.8％，O＝63.7％，H＝3.5％)作为第一层间绝缘膜37。

[0193] 其次，通过热处理进行半导体层结晶性的恢复和添加到各个半导体层的杂质元素的激活。在本实施例中，热处理通过热退火处理法，使用退火炉在氮气氛中于550℃4小时下进行(图19G)。

[0194] 其次，在第一层间绝缘膜37上形成由有机绝缘膜材料或无机绝缘材料构成的第二层间绝缘膜38。本实施例中，通过CVD法形成厚50nm的氮化硅膜，然后形成厚400nm的氧化硅膜。

[0195] 其次，热处理后可进行脱氢工艺。在本实施例中，热处理通过使用退火炉在氮气氛中于410℃1小时下进行。

[0196] 随后，形成电连接到各杂质区的布线39。在本实施例中，图形化形成厚50nm的Ti膜、厚500nm的Al-Si膜以及厚50nm的Ti膜组成的叠层膜。当然，不限于两层结构，也可以是单层结构或三层或三层以上的叠层结构。此外，布线材料不限于Al和Ti。例如，布线可通过在TaN膜上形成Al或Cu并对其上形成Ti膜的叠层膜图形化形成(图19H)。

[0197] 如上所述，形成了n-沟道TFT51和p-沟道TFT52。

[0198] 通过测量电特性，n-沟道TFT51的电性能示于图20A，而p-沟道TFT52的电性能示于图20B。作为电特性的测量条件，测量点假定为两点，栅极电压(Vg)被设定为-16～16V和漏极电压被设定为1V和5V。此外，在图20A和图20B中，漏极电流(ID)和栅极电流(ID)用实线表示，而迁移率(μFE)用点划线表示。

[0199] 图20A和20B表明通过使用本发明制造的TFT的电特性显著改善。当使用半导体膜制造TFT时，包含于沟道形成区的晶粒间界数量可能减少，这是由于在半导体膜中形成大尺寸晶粒，这些大尺寸晶粒是通过使用本发明形成的。此外，由于晶粒在相同方向形成，2
可以显著减少横穿晶界的载流子的数量。因此，n-沟道TFT中的迁移率为524cm/Vs，p-沟
2
道TFT中的迁移率为205cm/Vs。当半导体器件使用这样的TFT制造时，它的迁移率特性和可靠性可被改善。

[0200] 实施例11

[0201] 在本实施例中，将参考图1、21A～21C、22A～22B，以及23A～23B描述通过不同于实施例10的方法进行半导体膜晶化和通过使用半导体膜制造TFT的实例。

[0202] 按照实施例10，形成一个非晶硅膜作为半导体膜。此外，通过应用日本专利Laid-open NO.Hei7-183540记录的方法，采用旋涂法将水合醋酸镍溶液(重量转换浓度5ppm，体积10ml)施加到半导体膜表面，由此形成一个含金属层41(图21A示出含金属的层的形成)。然后进行氮气氛下500℃1小时的热处理和氮气氛下550℃12小时的热处理(图21B示出热处理)。随后通过激光退火处理进行半导体膜结晶性的改善。半导体膜结晶性的改善是在激光退火处理法的条件下进行，即使用YVO4激光器的二次谐波作激光束，激光束相对于图1所示光学系统的凸透镜103的入射角φ被设定为18°，以形成长方形激光束，由此以20cm/s或50cm/s的速度移动基片来照射半导体膜以改善半导体膜的结晶性(图21C示出激光退火)。

[0203] 按照实施例10，此后形成一个n-沟道TFT51和p-沟道TFT52。测量n-沟道TFT51和p-沟道TFT52的电特性，然后分别地，在激光退火处理步骤中，以20cm/s的速度移动基片制得的n-沟道TFT51的电特性示于图22A，以20cm/s的速度移动基片制得的p-沟道TFT52的电特性示于图22B，以50cm/s的速度移动基片制得的n-沟道TFT51的电特性示于图23A，以50cm/s的速度移动基片制得的p-沟道TFT52的电特性示于图23B。作为电特性的测量条件，测量点假定为两点，栅极电压(Vg)和漏极电压(Vd)被分别设定为-16～16V和1.5V。此外，在图22A～22B和图23A～23B中，漏极电流(ID)和栅极电流(ID)用实线表示，而迁移率(μFE)用点划线表示。

[0204] 图22A～22B和图23A～23B表明通过使用本发明制造的TFT的电特性显著改善。当使用半导体膜制造TFT时，包含于沟道形成区的晶界数量可能减少，这是由于在半导体膜中形成大尺寸晶粒，这些大尺寸晶粒是通过使用本发明形成的。此外，由于所形成的晶粒在一个方向变完整并且在与激光相对扫描方向交叉方向几乎没有晶界形成，可以显著减2
少横穿晶界的载流子的数量。因此，图22A～22B中n-沟道TFT中的迁移率为510cm/Vs
2
和p-沟道TFT中的迁移率为200cm/Vs，以及图23A～23B中n-沟道TFT中的迁移率为
2 2
595cm/Vs和p-沟道TFT中的迁移率为199cm/Vs是可以理解的，这些迁移率非常好。当半导体器件使用这样的TFT制造时，它的迁移率特性和可靠性可被改善。

[0205] 实施例12

[0206] 在实施例10和11中，显示了其中通过彼此不同的结晶化方法制造TFT的实施例。在本实施例12中，考虑了来自TFT特性的结晶性间的差异。

[0207] TFT(此后称为PG6)是按照实施例11通过结合激光束和在晶化过程中使用具有催化作用的镍的热晶化法制造的。图25表示TFT(PG6)的漏极电流-栅极电压特性曲线(ID-VG)对沟道长度的依赖关系。另一方面，TFT(此后称为(LG6)根据实施例10仅用激光束照射制造。图26表示TFT(LG6)的漏极电流-栅极电压特性曲线(ID-VG)对沟道长度的依赖关系。沟道长度为1.5μm(A)和2.0μm(B)和3.0μm(C)。应注意本实施例中任何情况下都使用n-沟道TFT。

[0208] 在图25和图26中，样品的半导体膜的厚度为66nm，以该厚度可以在完全耗尽型下操作。通过比较两图很明显，在沟道长度小到2μm时，在关区发现显著差别。即在TFT LG6中，观察到漏极电流异常上跳现象。被证实该现象取决于沟道掺杂剂量。在任何情况下，证明是随着沟道长度变短，就源极和漏极间的耐受电压而言，PG6变得好于LG6。

[0209] 在具有小的半导体膜厚的完全耗尽型中，在源极和漏极耐受电压中发现明显差别。进行测量以了解在具有150nm半导体膜厚的部分耗尽型中是否具有类似趋势。在图27和28中，示出ID-VG特性曲线。在关态区漏极电流的异常上跳受漏极电压影响。当源极电压增加，漏极电流的异常上跳显著。然而，即使考虑该影响，证明就源极和漏极间的耐受电压而言，PG6较好。而且，在部分耗尽型中，肯定PG6在源极和漏极间的耐受电压是高的。

[0210] 上述结构建议在TFT元件尺寸为最小化亚微米级的情况下，使用PG6合适。

[0211] 实施例13

[0212] 通过应用本发明可形成各种半导体器件(有源矩阵液晶显示器件，有源矩阵发光器件或，有源矩阵型EC显示器件)。特别地，本发明可应用于任何类型的电子装置，其中在显示部分包含这样的电-光器件。

[0213] 这样的电子装置为视频摄像机、数字照相机、投影仪、头戴显示器(护目镜式显示器)、汽车导向系统、汽车音响、个人计算机、移动信息终端(如移动计算机、移动电话或电子图书等)，图14A～14F，15A～15D以及16A～16C显示了其实例之一。

[0214] 图14A示出了个人计算机，它包括主体3001、图象输入部分3002、显示部分3003、键盘3004等。本发明的个人计算机可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3003来完成。

[0215] 图14B示出了视频摄像机，它包括主体3101、显示部分3102、声音输入部分3103、操作开关3104、电池3105和图像接收部分3106等。本发明的视频摄像机可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3102来完成。

[0216] 图14C示出了移动计算机，它包括主体3201、相机部分3202、图象接收部分3202、操作开关3204、显示部分3205等。本发明的移动计算机可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3205来完成。

[0217] 图14D示出了护目镜式显示器，它包括主体3301、显示部分3302、镜臂部分3303等。本发明的护目镜式显示器可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3302来完成。

[0218] 图14E显示了采用其上记录程序的记录介质(此后称记录介质)的播放器，播放器包括主体3401、显示部分3402、扬声器部分3403、记录介质3404、操作开关3405等。这种播放器使用DVD(数字通用磁盘)、CD等作为记录介质，并能使用户欣赏音乐、电影、玩游戏和上网。本发明的记录介质可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3402来完成。

[0219] 图14F显示了数码相机，它包括主体3501、显示部分3502、目镜部分3503、操作开关3504、图象接收部分(未示出)等。本发明的数码相机可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3502来完成。

[0220] 图15A显示出正投型投影仪，它包括投影器件3601和屏幕3602等。正投型投影仪可通过应用作为投影器件3601组成部分的液晶显示器件3808和其它驱动电路完成。

[0221] 图15B显示出背投型投影仪，它包括主体3701、投影器件3702、平面镜3703、屏幕3704等。背投型投影仪可通过应用作为投影器件3702组成部分的液晶显示器件3808和其它驱动电路完成。

[0222] 图15C显示出分别示于图15A和15B的投影器件3601和3702的各自结构的实例。投影器件3601和3702均由光源光学系统3803、平面镜3802和3804到3806、二色性平面镜3803、棱镜3807、液晶显示器3808、相差平面3809和投影光学系统3810构成。投影光学系统3810由由包含投影透镜的光学系统构成。本实施例是一个三平面型实例，但并不限于本实例，也可以是单平面型。此外，那些使本发明具体化的人也许可能在图15C中箭头所示路径配置一个诸如光学透镜的光学系统、具有偏振作用的膜、用于调节相差的膜、IR膜等。

[0223] 图15D是表示如图15C所示的光源光学系统3801的结构的实施例视图。在本实施例中，光源光学系统3801由反射器3811、光源3812、透镜组3813和3814、偏振转换元件3815和聚焦镜3816构成。附带地，示于图15D的光源光学系统是一个实施例，而本发明并不特别限于所示结构。例如，那些使本发明具体化的人可能适当配置一个诸如光学透镜的光学系统、具有偏振作用的膜、用于调节相差的膜、IR膜等。

[0224] 示于图15A～15D的投影仪是使用透明型电-光器件的投影仪类型，但没有示出其中本发明应用于反射型电-光器件和发光器件的实施例。

[0225] 图16A示出了移动电话，它包括主体3901、声音输出部分3902、声音输入部分3903、显示部分3904、操作开关3905、天线3906等。本发明的移动电话可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分3904来完成。

[0226] 图16B示出了移动图书(mobile book)(电子图书)，它包含主体4001、显示部分4002和4003、存储媒介4004、操作开关4005、天线4006等。本发明的移动图书可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分4002和4003来完成。

[0227] 图16C示出显示器，它包含主体4101、支撑座4102、显示部分4103等。本发明的显示器可通过将本发明制造的半导体器件应用于显示部分4103来完成。本发明对大屏幕显示器特别有优势，并且对具有10英寸或以上(尤其30英寸或以上)对角线尺寸的显示器有优势。

[0228] 前述描述很明显，本发明的应用范围相当广，而且本发明可应用于任何类型的电子装置。根据本发明的电子装置可通过使用由实施例1～6和8～11或实施例1～5和7～11中任意几个结合构成的结构来实现。

[0229] 实施例14。

[0230] 在本实施例中，以下将参考图24描述一个实施例，其中使用衍射光(衍射光栅)替代实施例1中所用的凸透镜形成线状光束。

[0231] 在图24中，激光器401、平面镜402、衍射光学器件403、线状光束406、非被照体104和玻璃基片105被描述。此外，参考数字107、108和109表示基片移动方向。当激光器401发射的激光束通过平面镜402入射进入衍射光学器件403时，可在被照表面或其周围区域形成线状激光束406。线状激光束的形状可通过适当设计衍射光学器件形成。此外，如果线状光束倾斜射入被照表面，可防止干扰。

[0232] 应该注意在激光器401和平面镜402之间，或平面镜402和衍射光学器件403之间放置光束扩展器，激光束的纵横方向可分别被扩展到所希望尺寸。此外，可不放平面镜或可放置多个平面镜。

[0233] 然后，当如此形成的线状光束照射时，它可通过相对于被照体移动，例如在参考数字107所示方向或参考数字108、109所示方向移动，照射被照体104的所希望区域或整个表面。

[0234] 由于在本发明中，形成线状光束的光学系统具有非常简单的结构，很容易在被照表面产生多个具有相同形状的线状激光束。因此，由于在任何线状光束照射的任何区域进行相同的退火处理，被照体的整个表面达到具有均匀的物理性能，并且生产率提高。

[0235] 应该注意在实施例2～4中，如同在本实施例，使用衍射光学器件而非凸透镜。

[0236] 应该注意本实施例的光学系统可与实施例5～7自由组合。

[0237] 通过使用本发明的结构可获得如下所示的基本意义：

[0238] (a)由于它是一个非常简单的结构，因此光调节容易且器件尺寸缩小，相似地，在使用多个同种激光器或多个不同种激光器的情况下，光调节容易且器件尺寸变小。

[0239] (b)由于相对于多个激光器倾斜入射，返回光束可被防止，并使结构更简单。

[0240] (c)即使在使用多个激光束进行激光照射的情况下，由于光学系统简化，能轻易使所有激光束具有相同形状。因此可对被照物体进行均匀退火处理。这在基片面积大的情况下尤为有效。

[0241] (d)它极大的简化了多个激光束的合成。因此，即使是较低输出的激光器，通过使用多个这种激光器也足可使用。

[0242] (e)可增加生产能力。

[0243] (f)除具有上述优势外，可实现在以有源矩阵型晶体显示器件为代表的半导体器件中实现半导体器件的操作性能和可靠性的增强。此外，可实现半导体器件制造成本的降低。