半導体装置の作製方法
【課題】側壁スペーサを形成することなく、且つ、工程数を増やすことなく、自己整合的にＬＤＤ領域を少なくとも一つ備えたＴＦＴを提供する。また、同一基板上に、工程数を増やすことなく、様々なＴＦＴ、例えば、チャネル形成領域の片側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴと、チャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴとを形成する作製方法を提供する。
【解決手段】回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルをゲート電極形成用のフォトリソグラフィ工程に適用して膜厚の厚い領域と、該領域より膜厚の薄い領域を片側側部に有する非対称のレジストパターンを形成し、段差を有するゲート電極を形成し、ゲート電極の膜厚の薄い領域を通過させて前記半導体層に不純物元素を注入して、自己整合的にＬＤＤ領域を形成する。
【解決手段】回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチクルをゲート電極形成用のフォトリソグラフィ工程に適用して膜厚の厚い領域と、該領域より膜厚の薄い領域を片側側部に有する非対称のレジストパターンを形成し、段差を有するゲート電極を形成し、ゲート電極の膜厚の薄い領域を通過させて前記半導体層に不純物元素を注入して、自己整合的にＬＤＤ領域を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装
置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や有
機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用
いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは
ＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチ
ング素子として開発が急がれている。
【０００４】
特に、マトリクス状に配置された表示画素毎にＴＦＴからなるスイッチング素子を設け
たアクティブマトリクス型の表示装置（液晶表示装置や発光表示装置）が盛んに開発され
ている。
【０００５】
アクティブマトリクス型の表示装置においては、画素部において有効画面領域を広げる
開発が進められている。有効画面領域の面積を大きくするには画素部に配置されるＴＦＴ
（画素ＴＦＴ）の占める面積をできるだけ小さくする必要に迫られている。また、製造コ
ストの低減を図るために駆動回路を画素部と同一基板上に作り込む開発も進められている
。中でも、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、アモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよ
りも電界効果移動度が高いので高速動作が可能である。
【０００６】
表示装置に搭載されるモジュールには、機能ブロックごとに画像表示を行う画素部や、
ＣＭＯＳ回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サン
プリング回路などの画素部を制御するための駆動回路が一枚の基板上に形成される。
【０００７】
同一基板上に駆動回路と画素部を形成した場合、駆動回路をＴＡＢ方式で実装したものと
比べて、額縁部と呼ばれる画素領域以外の領域が占める面積が大きくなる傾向がある。額
縁部の面積を小さくするために、駆動回路を構成する回路規模を小さくする必要にも迫ら
れている。
【０００８】
特に、有機発光素子（ＥＬ素子）をマトリクス状に配置した発光表示装置においては、１
つの画素に役割の異なる複数のＴＦＴが必要とされている。また、液晶表示装置において
も、１つの画素にスイッチング用のＴＦＴとＳＲＡＭなどの記憶素子とを形成する試みが
なされている。また、同一基板上に画素部と駆動回路とを形成する場合においても、でき
るだけ小型化することが望まれている。
【０００９】
特許文献１は、片側側部が薄いゲート電極を有する電界効果トランジスタが開示されてい
る。特許文献１の電界効果トランジスタは、ゲート電極の形状を断面Ｌ字状とし、そのＬ
字の背面部に沿って側壁スペーサを形成し、その側壁スペーサを設けたゲート電極をマス
クとして高濃度にイオンを注入することでドレイン側にのみ低濃度ドレインを有する（Ｌ
ＤＤ：Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造としている。また、ゲート電極の
Ｌ字の表面にシリサイド層を形成している。
【００１０】
また、特許文献２は、片側にＬＤＤ領域を有する薄膜トランジスタが開示されている。特
許文献２の薄膜トランジスタは、ゲート電極の一側のみに側壁スペーサを設けている。特
許文献２には、イオン注入の時、側壁スペーサをマスクとして側壁スペーサの下部の高濃
度ドレイン領域は、傾斜した接続構造を有し、この傾斜した接合構造はＬＤＤ構造と同一
の効果があると記載されている。
【００１１】
また、特許文献３は、ソース側とドレイン側で幅の異なるサイドウォールを形成し、高濃
度不純物拡散層形成のためのイオン注入を行う半導体装置の作製方法が開示されている。
【００１２】
また、本出願人は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助
パターンを設置したフォトマスク或いはレチクルをゲート電極形成用フォトリソグラフィ
工程に適用したＴＦＴ作製工程を特許文献４で開示している。
【００１３】
また、本出願人は、ゲート電極が２層、且つ、片側にＬＤＤ領域を有する薄膜トランジス
タを特許文献５で開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−９８１８９号公報
【特許文献２】特開平７−１４２７３４号公報
【特許文献３】特開平１０−３２３２７号公報
【特許文献４】特開２００２−１５１５２３
【特許文献５】特開２０００−２２８５２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した特許文献１、特許文献２、及び特許文献３の技術は、いずれも側壁スペーサ（
サイドウォールとも呼ばれる）を形成する工程を必要不可欠としている。
【００１６】
本発明は、側壁スペーサを形成することなく、且つ、工程数を増やすことなく、自己整
合的にＬＤＤ領域を少なくとも一つ備えたＴＦＴを提供する。
【００１７】
また、同一基板上に、工程数を増やすことなく、様々なＴＦＴ、例えば、チャネル形成
領域の片側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴと、チャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を有す
るＴＦＴとを形成する作製方法を提供する。
【００１８】
また、側壁スペーサの幅（チャネル長方向の長さ）は、エッチバックする前の絶縁膜の膜
厚に依存し、例えば０．５μｍ以上とすることは困難である。従って、特許文献１、特許
文献２、及び特許文献３の技術は、自己整合的に０．５μｍ以上の幅を有するＬＤＤ領域
の形成も困難である。本発明は、自己整合的に０．５μｍ以上の幅を有するＬＤＤ領域の
形成を実現することも課題としている。
【００１９】
また、本発明は、液晶表示装置に代表される電気光学装置、ＥＬ素子を有する発光装置、
ならびに半導体装置において、今後のさらなる高精細化（画素数の増大）、小型化に伴う
各表示画素ピッチの微細化、及び画素部を駆動する駆動回路の集積化を進められるように
、複数の素子を限られた面積に形成し、素子が占める面積を縮小して集積することを課題
とする。そして、電気光学装置や発光装置の画質を向上させる、或いは様々な回路を集積
化して小型化を図ることにより、それを備える電子機器の品質を向上させることを課題と
する。
【００２０】
また、本発明は、動作性能および信頼性の高い回路を備えた半導体装置を提供することを
課題とする。そして、半導体装置の信頼性を向上させることにより、それを備える電子機
器の信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターン
を設置したフォトマスクまたはレチクルをゲート電極形成用のフォトリソグラフィ工程に
適用して膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域を有する左右非対称
のレジストパターン（レジストパターンの断面形状がゲート電極の幅、または長手方向に
非対称形）を形成し、段差を有するゲート電極を形成し、ゲート電極の膜厚の薄い領域を
通過させて半導体層に不純物元素を注入して、自己整合的にＬＤＤ領域を形成する作製方
法を特徴の一つとしている。本発明のＴＦＴ構造は、チャネル形成領域と、高濃度に不純
物元素を添加して形成するドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を一
つ設けたものであり、この領域をＬＤＤ領域と呼ぶ。
【００２２】
また、得られる構造も本発明の特徴の一つであり、段差を有するゲート電極、即ち、膜
厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域を有するゲート電極を有し、ゲ
ート電極の膜厚の薄い領域と絶縁層を介して重なるＬＤＤ領域を有していることを特徴の
一つとしている。ゲート電極の膜厚の薄い領域と絶縁層を介して重なるＬＤＤ領域を有し
ている構造とすることで、ドレイン近傍の電界強度が緩和されてホットキャリア注入を防
ぎ、劣化現象の防止に有効である。
【００２３】
また、ゲート電極と重なるＬＤＤ領域をＬｏｖ領域とも呼ぶ。特許文献４では、左右対称
のレジストパターンを形成し、チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を形成する構成を開
示している。一方、本発明は、左右非対称のレジストパターンを形成し、チャネル形成領
域の片側にＬｏｖ領域を形成する構成を開示する。
【００２４】
本明細書で開示する発明の構成は、絶縁表面を有する基板上方に半導体層と、前記半導体
層上方にゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に導電層の積層からなるゲート電極とを有
し、前記半導体層は、チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域の両側に２つの第１の
不純物領域と、一方の第１の不純物領域と前記チャネル形成領域との間に一つの第２の不
純物領域とを含み、ゲート電極の積層の一つを構成する第１の導電層は、チャネル形成領
域及び第２の不純物領域と少なくとも重なり、ゲート電極の積層の一つを構成する第２の
導電層は、第１の導電層上に接し、且つ、前記チャネル形成領域と重なる半導体装置であ
る。
【００２５】
上記構成において、前記第１の導電層と前記第２の導電層は、異なる材料であることを
特徴の一つとしている。前記第１の導電層と前記第２の導電層とを異なる材料とすること
で、エッチングレートに差を設けることができ、より上記構成を形成しやすくすることが
できる。
【００２６】
また、上記構成において、前記第１の導電層の膜厚は、前記第２の導電層よりも薄いこ
とを特徴の一つとしている。前記第１の導電層を薄くすることによって、不純物元素を第
１の導電層を通過させて半導体層に添加する際、第２の不純物領域の形成を形成しやすく
することができる。
【００２７】
また、前記第２の導電層の幅は、前記チャネル形成領域の幅と同一であることを特徴の
一つとしている。第２の導電層の幅が、チャネル形成領域の幅と同一であることは、第１
の不純物領域及び第２の不純物領域が自己整合的に形成されていることを示している。
【００２８】
また、同一基板上に異なる構造のＴＦＴを同時に作製することができ、他の発明の構成
は、同一基板上に第１の半導体層を有する第１の薄膜トランジスタと、第２の半導体層を
有する第２の薄膜トランジスタとを有する半導体装置であり、絶縁表面を有する基板上方
に第１の半導体層及び該第１の半導体層と離間して配置された第２の半導体層と、前記第
１の半導体層及び第２の半導体層上方にゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に導電層の
積層からなる第１のゲート電極及び第２のゲート電極とを有し、前記第１の半導体層は、
第１のチャネル形成領域と、前記第１のチャネル形成領域の両側に２つの第１の不純物領
域と、一方の第１の不純物領域と前記第１のチャネル形成領域との間に一つの第２の不純
物領域とを含み、前記第１のチャネル形成領域は、ゲート絶縁層を介して第１のゲート電
極と重なり、第１のゲート電極の積層の一つを構成する第１の導電層は、第１のチャネル
形成領域及び第２の不純物領域と少なくとも重なり、第１のゲート電極の積層の一つを構
成する第２の導電層は、第１の導電層上に接し、且つ、前記第１のチャネル形成領域と重
なり、前記第２の半導体層は、第２のチャネル形成領域と、前記第２のチャネル形成領域
の両側に２つの第１の不純物領域と、該第１の不純物領域と前記第２のチャネル形成領域
との間に一つの第２の不純物領域とを含み、前記第２のチャネル形成領域は、ゲート絶縁
層を介して第２のゲート電極と重なっており、第２のゲート電極の積層の一つを構成する
第１の導電層は、第２のチャネル形成領域及び２つの第２の不純物領域と少なくとも重な
り、第２のゲート電極の積層の一つを構成する第２の導電層は、第１の導電層上に接し、
且つ、前記第２のチャネル形成領域と重なっている半導体装置である。
【００２９】
上記構成によって、チャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を２つ有するＴＦＴと、チャ
ネル形成領域の片側に１つ有するＴＦＴとを同一基板上に形成し、それぞれに適した回路
に用いることができる。片側にＬＤＤ領域を有するトランジスタは、ソース及びドレイン
電極間に正電圧のみ、もしくは負電圧のみが印加されるトランジスタに適用すればよい。
具体的には、インバータ回路、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ラッチ回路といった論理ゲー
トを構成するトランジスタや、センスアンプ、定電圧発生回路、ＶＣＯといったアナログ
回路を構成するトランジスタに適用すればよい。
【００３０】
また、上記構造を実現するための作製工程も発明の一つであり、その発明の構成は、半
導体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に導電膜を形成し、前記導電膜上に、回折格子
パターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いて、膜厚の厚い領域と
、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するレジストパターンを形成し、前記導
電膜のエッチングを選択的に行って、膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の
薄い領域とを有するゲート電極を形成し、前記ゲート電極の膜厚の厚い領域及び膜厚の薄
い領域をマスクとして前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導体層のうちゲート
電極に重なるチャネル形成領域の両側に位置する第１の不純物領域と、前記ゲート電極の
膜厚の薄い領域を通過させて前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導体層のうち
膜厚の薄い前記ゲート電極と重なる領域に第２の不純物領域とを形成する。なお、回折格
子パターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いることによって、前
記レジストパターンの断面形状はゲート電極の幅または長さ方向に実質的に非対称となる
ように形成することを特徴としている。本明細書では、断面形状とは、基板平面に垂直な
面で切断した面を指すものとする。
【００３１】
また、工程短縮のため、１回のドーピングで形成してもよく、その発明の構成は、半導
体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に導電膜を形成し、前記導電膜上に、回折格子パ
ターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いて、膜厚の厚い領域と、
片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するレジストパターンを形成し、前記導電
膜のエッチングを選択的に行って、膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄
い領域とを有するゲート電極を形成し、前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導
体層のうちゲート電極に重なるチャネル形成領域の両側に第１の不純物領域と、前記半導
体層のうち膜厚の薄い前記ゲート電極と重なる領域に第２の不純物領域とを形成する半導
体装置の作製方法である。
【００３２】
上記各作製方法において、前記半導体層のうち膜厚の厚い前記ゲート電極と重なる領域は
チャネル形成領域となり、該チャネル形成領域は、前記第１の不純物領域と前記第２の不
純物領域との間に接して配置することを特徴としている。このような構造とすることでチ
ャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴに比べて高速駆動させることができ、
占有面積も縮小できる。
【００３３】
また、上記各作製方法において、前記導電層は異なる導電材料の積層であることを特徴
としている。異なる導電材料の積層であれば、エッチングレートの差を利用して、膜厚の
厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するゲート電極を形成するこ
とが容易となる。
【００３４】
本発明により、工程数を増やすことなく、少なくとも片側に０．５μｍ以上、好ましく
は１μｍ〜１．５μｍ、さらには２μｍ以上の幅（チャネル長Ｌ方向の長さ）のＬＤＤ領
域を自己整合的に設けることが可能となる。ＬＤＤ領域の幅は長ければ長いほど、ドレイ
ン近傍の電界強度が緩和されてホットキャリア注入を防ぎ、劣化現象の防止に有効である
。
【００３５】
また、このＬＤＤ領域は、ゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっていることを特徴とし
ている。両側にゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっているＬＤＤ領域を有するＴＦＴに
比べ、片側にゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっているＬＤＤ領域を有する本発明のＴ
ＦＴは、重なる部分が少ないため寄生容量が小さく、且つ、占有面積を縮小することがで
きる。
【００３６】
また、本発明は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パ
ターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いることによって、ゲート電極の膜厚
の薄い領域の幅を自由に設定でき、そのゲート電極をマスクとして自己整合的に形成でき
るＬＤＤ領域の幅を自由に設定することができる。回折格子パターン、或いは半透部を有
するフォトマスク又はレチクルを用いて、工程を増やすことなくレジストパターンをゲー
ト電極の幅または長さ方向に非対称形状とし、その非対称形状を露光条件によって正確に
制御することができる。また、選択的に補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチ
クルを用いれば同一の露光条件によって、ゲート電極の幅または長さ方向に実質的に対称
な形状の第１レジストパターンと、ゲート電極の幅または長さ方向に非対称形状の第２レ
ジストパターンとを同一平面上に形成することができる。この第１レジストパターンを用
いてゲート電極を形成すると、断面形状がチャネル長方向に対称な形状の第１ゲート電極
が形成され、第２レジストパターンを用いてゲート電極を形成すると断面形状がチャネル
長方向に非対称な形状の第２ゲート電極が形成できる。
【００３７】
また、ドーピングの条件によっては不純物元素が膜厚の厚いゲート電極の下方への廻り込
んで半導体層に注入され、膜厚の厚いゲート電極と重なり、且つ濃度勾配を有する不純物
領域（低濃度不純物領域とも呼ぶ）が０．１μｍ程度生じる場合もある。従って、チャネ
ル形成領域の一方側で膜厚の厚いゲート電極と重なり、且つ濃度勾配を有する不純物領域
（０．１μｍ程度）と、チャネル形成領域のもう一方側で膜厚の薄いゲート電極と重なり
、且つＬＤＤ領域（０．５μｍ以上）とを有するＴＦＴ構造を提供することもできる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、側壁スペーサを形成することなく、且つ、工程数を増やすことなく、自己整
合的にＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを提供することができる
。ＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを用いることで、複数の素子
を限られた面積に形成し、素子及び回路が占める面積を縮小して集積することができる。
【００３９】
さらに、ＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを用いることで、寄
生容量や寄生抵抗を小さくすることができる。
【００４０】
また、チャネル形成領域の片側のみに形成されたＬＤＤ領域の幅を０．５μｍ以上、好
ましくは１．５μｍ〜２μｍ、さらには２μｍ以上の幅とすることができる。従って、本
発明は、動作性能および信頼性の高い回路を備えた半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態１）
【図２】露光マスクの上面図及び光強度分布を示す図（実施の形態２）
【図３】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態３）
【図４】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態４）
【図５】発光装置の断面図。（実施の形態５）
【図６】画素部における上面図。（実施の形態５）
【図７】画素部における等価回路を示す図。（実施の形態５）
【図８】マルチゲート構造のＴＦＴの断面図及び上面図。（実施の形態６）
【図９】モジュールの一例を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。
【図１１】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以
下に示す実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を
許容するものである。
【００４３】
（実施の形態１）
本実施の形態は、ＴＦＴのゲート電極をイオンドーピング時のマスクとして用い、チャネ
ル形成領域の片側のみに低濃度不純物領域を自己整合的に形成するための工程について示
す。
【００４４】
まず、絶縁表面を有する基板１０１上に第１絶縁膜（下地絶縁膜）１０２を形成する。絶
縁表面を有する基板１０１としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガ
ラス基板、もしくはプラスチック基板を用いることができる。後に形成される薄膜トラン
ジスタをトップエミッション型（上方射出型）の発光表示装置に適用する場合、或いは反
射型の液晶表示装置に適用する場合にはセラミックス基板、半導体基板、金属基板等も用
いることができる。
【００４５】
第１絶縁膜１０２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜を用いる。次いで、第１絶縁膜１０２上に半導体層１０３を
形成する。
【００４６】
半導体層１０３は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法
等）により非晶質構造を有する半導体膜を形成し、加熱処理により結晶化された結晶性半
導体膜を形成し、結晶性半導体膜上にレジスト膜を形成した後、露光および現像を行って
得られた第１のレジストマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。
【００４７】
この半導体層１０３の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の厚さで形成
する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマ
ニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【００４８】
上記加熱処理とは、加熱炉、レーザ照射、若しくはレーザ光の代わりにランプから発する
光の照射（以下、ランプアニールと表記する）、又はそれらを組み合わせて用いることが
できる。
【００４９】
また、ニッケルなどの触媒を添加した後に上記加熱処理を行う熱結晶化法により結晶性半
導体膜を形成してもよい。なお、ニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法を用いて結晶化
を行って結晶質半導体膜を得た場合は、結晶化後にニッケルなどの触媒を除去するゲッタ
リング処理を行うことが好ましい。
【００５０】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、連続発振型のレーザビ
ーム（ＣＷレーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用い
ることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、
エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ
２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２
Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ
、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ
、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いる
ことができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から
第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調
波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザ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
、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
【００５１】
なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３
、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ
３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａ
のうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、ま
たはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作や
モード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせるこ
とも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜
がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される
。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固
液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結
晶粒を得ることができる。
【００５２】
媒質としてセラミック（多結晶）を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質
を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数ｍｍ、長さ数十ｍｍの
円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作るこ
とが可能である。
【００５３】
発光に直接寄与する媒質中のＮｄ、Ｙｂなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結
晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上には
ある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさ
を著しく大きくすることができるため大幅な出力向上が期待できる。
【００５４】
さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成する
ことが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進
行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で
発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビーム
は射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整
形するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形する
ことによって、短辺の長さ１ｍｍ以下、長辺の長さ数ｍｍ〜数ｍの線状ビームを容易に得
ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長
辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。
【００５５】
この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニ
ールすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その
両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。
【００５６】
このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この
半導体膜を用いて電子機器を作製すると、その電子機器の特性は、良好かつ均一である。
【００５７】
次いで、必要があれば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）のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質
量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。
【００５８】
次いで、第１のレジストマスクを除去した後、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去
すると同時に半導体層の表面を洗浄する。そして、半導体層を覆う第２絶縁膜（ゲート絶
縁膜）１０４を形成する。第２絶縁膜１０４はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法または
熱酸化法を用い、厚さを１〜２００ｎｍ、好ましくは７０ｎｍ〜１２０ｎｍとする。第２
絶縁膜１０４としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜など
の絶縁膜から成る膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで
酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成す
る。
【００５９】
また、基板、下地膜としての絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層などを形成し
た後、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより前記基板、下地膜としての
絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層表面を酸化または窒化してもよい。プラズ
マ処理を用いて半導体層や絶縁層を酸化または窒化すると、当該半導体層や絶縁層の表面
が改質され、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜と
することができる。よって、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させ
ることが可能となる。また上記の様なプラズマ処理は、ゲート電極層、ソース電極層、ド
レイン電極層、配線層などにも行うことができ、窒化又は酸化を行うことによって窒化膜
、酸化膜を形成することができる。
【００６０】
なお、プラズマ処理により膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）
と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素
と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理
を行う。一方、プラズマ処理により膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素
（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下ま
たは窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う
。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガス
を用いてもよい。そのため、プラズマ処理によって形成される絶縁膜は、プラズマ処理に
用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでおり、
Ａｒを用いた場合には絶縁膜にＡｒが含まれている。
【００６１】
また、第２絶縁膜１０４にプラズマ処理を行う場合、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲
気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上であり、プラズマの電子温度が１．
５ｅＶ以下で行う。より詳しくいうと、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１
３ｃｍ−３以下で、プラズマの電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行う。プラズ
マの電子密度が高密度であり、基板上に形成された被処理物（ここでは、ゲート絶縁層と
して機能する第２絶縁膜１０４）付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズ
マによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−
３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化すること
よって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と
比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマ
の電子温度が１．５ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温
度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点よりも１００
度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる
。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の
高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上
記条件を用いて行うものとする。
【００６２】
次いで、第１導電層１０５ａと第２導電層１０６ａの積層を形成する。また、積層は、
第１導電層と第２導電層の２層に限定されず、３層以上としてもよい。
【００６３】
第１導電層はタングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル
（ＴａＮ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする
合金もしくは化合物を２０〜５０ｎｍの厚さで形成する。また、第２導電層はタングステ
ン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）またはモリブデ
ン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物で２０
０〜６００ｎｍの厚さに形成する。
【００６４】
ここでは、２層、即ち、第１導電層と第２導電層をそれぞれ異なる導電材料として用い
、後に行うエッチング工程でエッチングレートの差が生じるようにする。第１導電層とし
てはＴａＮを用い、第２導電層としてはタングステン膜を用いる。
【００６５】
次いで、第２導電層１０６ａ上にレジスト膜を全面に塗布した後、図１（Ａ）に示すマス
クを用いて露光を行う。ここでは、膜厚１．５μｍのレジスト膜を塗布し、露光は、解像
度が１．５μｍの露光機を用いる。露光に用いる光は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）であり、
露光エネルギーは、２０〜１４０ｍＪ／ｃｍ２の範囲から選択する。また、ｉ線に限定さ
れず、ｉ線とｇ線（波長４３６ｎｍ）とｈ線（波長４０５ｎｍ）とを混合させた光を露光
に用いてもよい。
【００６６】
図１（Ａ）において、露光マスクは、Ｃｒなどの金属膜からなる遮光部４０１と、光強度
低減機能を有する補助パターンとして、半透膜が設けられた部分（半透部とも呼ぶ）４０
２とが基板４００に設置されている。露光マスクの断面図において、遮光部４０１の幅は
ｔ１と示し、半透膜のみが設けられた部分４０２の幅はｔ２と示している。ここでは露光
マスクの一部として半透膜を用いた例を示したが、回折格子パターンを用いてもよい。
【００６７】
図１（Ａ）に示す露光マスクを用いてレジスト膜の露光を行うと、非露光領域４０３ａと
露光領域４０３ｂが形成される。露光時には、光が遮光部４０１の回り込みや半透膜を通
過することによって図１（Ａ）に示す露光領域４０３ｂが形成される。
【００６８】
そして、現像を行うと、露光領域４０３ｂが除去されて、図１（Ｂ）に示すように、膜厚
の厚い領域と、該領域より膜厚の薄い領域を片側側部に有する左右非対称のレジストパタ
ーン１０７ａが第２導電層１０６ａ上に得られる。左右非対称のレジストパターン１０７
ａにおいて、膜厚の薄い領域は、露光エネルギーを調節することでレジスト膜厚を調節す
ることができる。
【００６９】
次に、ドライエッチングにより第２導電層１０６ａ及び第１導電層１０５ａのエッチン
グを行う。エッチングガスには、ＣＦ４、ＳＦ６、Ｃｌ２、Ｏ２を用いる。エッチング速
度の向上にはＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）や
ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｚｍａ）などの高密度プラズ
マ源を用いたドライエッチング装置を用いる。なお、エッチング条件によっては、第２絶
縁膜１０４もエッチングされて、部分的に膜厚が薄くなる。
【００７０】
こうして図１（Ｃ）で示すように、第２絶縁膜１０４上に第１導電層１０５ｂ、第２導電
層１０６ｂからなる導電積層パターンが形成される。エッチングによって、第１導電層１
０５ｂは、両側壁が露出し、さらに第２の導電層１０６ｂと重ならない領域が露出される
。なお、第１導電層１０５ｂの両側壁は、テーパー形状としてもよい。また、第２導電層
１０６ｂの両側壁もテーパー形状としてもよい。
【００７１】
次いで、レジストパターン１０７ｂを除去した後、半導体層１０３への一導電型不純物
の添加を行う。ここでは、一導電型不純物のイオンとしてリン（またはＡｓ）を用い、ｎ
チャネル型ＴＦＴを作製する。サイドウォールを形成することなく、導電積層パターンを
用いて自己整合的にＬＤＤ領域やソース領域やドレイン領域を形成することができる。
【００７２】
ゲート電極の外側に位置するソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング処
理を行う場合、導電積層パターンをマスクとして一導電型不純物のイオンを半導体層１０
３に添加して高濃度の一導電型不純物領域１１０、１１１を形成すればよい。高濃度の一
導電型不純物領域１１０、１１１の不純物濃度は１×１０１９〜５×１０２１／ｃｍ３（
ＳＩＭＳ測定でのピーク値）とする。
【００７３】
また、ゲート電極とオーバーラップするＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行
う場合、第２導電層と積層していない領域の第１導電層１０５ｂを通過させて、一導電型
不純物のイオンを半導体層１０３に添加して低濃度の一導電型不純物領域１０９を形成す
ればよい。このドーピング条件として、第２導電層や第１導電層の膜厚にもよるが、この
場合には５０ｋＶ以上の加速電圧を要する。低濃度の一導電型不純物領域１０９の不純物
領域の不純物濃度は、ＬＤＤ領域を前提とすると１×１０１６〜５×１０１８／ｃｍ３（
ＳＩＭＳ測定でのピーク値）とする。
【００７４】
なお、ドーピングの順序は特に限定されず、先にソース領域及びドレイン領域を形成する
ためのドーピング処理を行った後、ＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行って
もよい。また、ＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行った後、ソース領域及び
ドレイン領域を形成するためのドーピング処理を行ってもよい。
【００７５】
また、ここではドーピング処理を２回に分けて異なる濃度の不純物領域の形成を行う例を
示したが、処理条件を調節して１回のドーピング処理で異なる濃度の不純物領域の形成を
行ってもよい。
【００７６】
また、ドーピングの前にレジストパターンを除去した例を示したが、ドーピング処理を行
った後でレジストパターンを除去してもよい。レジストパターンを残したままドーピング
を行うと、第２導電層の表面をレジストパターンで保護しながらドーピングを行うことが
できる。
【００７７】
なお、上記ドーピング処理の際、第２導電層と重なる位置の半導体層は、一導電型不純物
のイオンは添加されない領域となり、後に形成されるＴＦＴのチャネル形成領域として機
能する部分となる。
【００７８】
また、導電積層パターン（第１導電層１０５ｂ及び第２導電層１０６ｂ）が半導体層１０
３と交差する部位においてゲート電極となる。また、第１導電層１０５ｂのうち、第２の
導電層１０６ｂと重ならない領域がＬｏｖ領域の長さとなる。なお、Ｌｏｖ領域とは、ゲ
ート電極と重なる低濃度不純物領域を指している。ＴＦＴを有する回路の種類や用途に合
わせて、必要なＬｏｖ領域の長さを決定し、その長さに基づいて露光マスクやエッチング
条件を設定すればよい。
【００７９】
その後、窒化珪素を用いる第３絶縁膜１１２を形成する。そして、半導体層に添加され
た不純物元素の活性化および水素化を行う。
【００８０】
次いで、透光性を有する無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンな
ど）または、低誘電率の有機化合物材料（感光性又は非感光性の有機樹脂材料）を用いて
第４絶縁膜１１３を形成する。また、シロキサンを含む材料を用いて第４絶縁膜を形成し
てもよい。なお、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構
成される材料である。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、
芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換
基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【００８１】
次いで、第３のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、層間絶縁膜と
して機能する第３絶縁膜１１２、及び第４絶縁膜１１３、及びゲート絶縁膜として機能す
る第２絶縁膜１０４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レ
ジストからなるマスクを除去する。
【００８２】
次いで、第４絶縁膜１１３上にスパッタ法で金属積層膜を成膜した後、第４のフォトマ
スクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、
半導体層に接するソース電極１１４またはドレイン電極１１５を形成する。
【００８３】
なお、ＴＦＴのソース電極１１４またはドレイン電極１１５と同時に接続電極（複数の
ＴＦＴ間を電気的に接続する電極）や端子電極（外部電源と接続するための電極）も第４
絶縁膜１１３上に形成することができる。そして、レジストからなるマスクを除去する。
なお、金属積層膜は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡ
ｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層積層とする。金属積層膜は、同じメタルスパッ
タ装置内で連続して形成することが好ましい。
【００８４】
以上の工程で、図１（Ｄ）に示したチャネル形成領域の片側のみに低濃度不純物領域を
有するトップゲート型ＴＦＴが完成する。また、図１（Ｄ）にチャネル長Ｌを示す。
【００８５】
以上のように、本実施形態は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能
を有する補助パターンを設置したフォトマスクを用いて露光することによって、左右非対
称な形状を有するレジストパターン１０７ａを形成し、そのレジストパターンを利用して
、左右非対称な形状を有するゲート電極を得ている。
【００８６】
従って、レジストパターン１０７ａの膜厚の薄い部分の長さを調節することによって、
自己整合的にＬｏｖ領域の長さを調節することができる。
【００８７】
例えば、バッファ回路に用いるｎチャネル型ＴＦＴを形成する場合において、チャネル
長Ｌを１０μｍ、Ｌｏｖ領域の長さを１〜１．５μｍとすることができる。この場合、ゲ
ート電極幅、即ち導電積層パターンの幅（チャネル長方向の幅）は、１１μｍ〜１１．５
μｍとなる。
【００８８】
本実施の形態では、ｎチャネル型ＴＦＴを用いて説明したが、ｎ型不純物元素に代えてｐ
型不純物元素を用いることによってｐチャネル型ＴＦＴを形成することができる。
【００８９】
また、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができ
、これらのＴＦＴを相補的に組み合わせることによってＣＭＯＳ回路を構成することもで
きる。ＣＭＯＳ回路とは、少なくとも一つのｎチャネル型ＴＦＴと一つのｐチャネル型Ｔ
ＦＴとを有する回路（インバータ回路、ＮＡＮＤ回路、ＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ＯＲ回
路、シフトレジスタ回路、サンプリング回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、Ａ／Ｄコンバータ
回路、ラッチ回路、バッファ回路など）を指している。加えて、これらのＣＭＯＳ回路を
組み合わせることによってＳＲＡＭやＤＲＡＭなどのメモリ素子やその他の素子を基板上
に構成することができる。また、さまざまな素子や回路を集積してＣＰＵを基板上に構成
することも可能である。
【００９０】
また、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上に上記構造
（チャネル形成領域の片側のみにＬｏｖ領域を有する構造）のトップゲート型ＴＦＴと、
チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を有する構造であるトップゲート型ＴＦＴを形成す
ることもできる。
【００９１】
また、本実施の形態では、シングルゲート構造のトップゲート型ＴＦＴを用いて説明し
たが、チャネル形成領域を複数有するマルチゲート構造であるトップゲート型ＴＦＴも形
成することができる。また、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同
一基板上にシングルゲート構造のトップゲート型ＴＦＴと、マルチゲート構造であるトッ
プゲート型ＴＦＴを形成することもできる。
【００９２】
従って、工程数を増やすことなく、同一基板上に最適な構造のトランジスタを割り当てて
様々な回路を構成することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で用いた回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度
低減機能を有する補助パターンを設置した露光マスクについて図２を用いて説明する。
【００９４】
なお、図１（Ａ）では露光マスクの断面図を示しており、同様に、図２においても遮光
部の幅はｔ１と示し、補助パターンが設けられた部分の幅はｔ２と示している。
【００９５】
補助パターンの具体例として、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に、露光装置の解像限界以下のラ
インおよびスペースから成るスリット部を有する回折格子パターンを備えた露光マスクの
上面図の一部を示す。前記スリット部のスリットの方向は、スリット部２０３の様に主パ
ターン（遮光部２０２）の方向と平行でも、スリット部２０７の様に主パターン（遮光部
２０６）の方向と垂直でも構わない。尚、このフォトリソグラフィ工程で使用されるレジ
ストはネガ型レジストが適用困難である為、当該ゲート電極形成用フォトマスクまたはレ
チクルのパターン構成は、ポジ型レジストを前提にしている。
【００９６】
前記ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２０１、２０５に露光光を照射した場
合、遮光部２０２、２０６の光強度はほぼゼロであり、透光部２０４、２０８の光強度は
ほぼ１００％である。一方、露光装置の解像限界以下のラインおよびスペースから成る回
折格子パターンのスリット部２０３、２０７で構成される光強度低減機能を有する補助パ
ターンの光強度は、１０〜７０％の範囲で調整可能となっており、その代表的光強度分布
の例を図２（Ｃ）中の光強度分布２０９に示す。回折格子パターンに於ける前記スリット
部２０３、２０７の光強度の調整は、スリット部２０３、２０７のピッチ及びスリット幅
の調整により実現している。
【００９７】
また、補助パターンの具体例として、図２（Ｄ）に、露光光の光強度を低減する機能を有
する半透膜からなる半透部を備えた露光マスクの上面図の一部を示す。半透膜としては、
ＭｏＳｉＮの他に、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＣｒＳｉなどを用いることが
できる。半透部を備えた露光マスクを用いた露光法は、ハーフトーン露光法とも呼ばれる
。
【００９８】
ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２１０に於けるゲート電極形成用マスクパ
ターンの主パターンの領域が遮光部２１１で、光強度低減機能を有する補助パターンの領
域が半透膜から成る半透光部２１２で、その外側の領域が透光部２１３である。
【００９９】
また、前記ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２１０に露光した場合、遮光部
２１１の光強度はほぼゼロ、透光部２１３の光強度はほぼ１００％であり、半透膜から成
る半透光部２１２で構成される補助パターン領域の光強度は、１０〜７０％の範囲で調整
可能となっており、その代表的光強度分布の例を図２（Ｅ）中の光強度分布２１４に示す
。
【０１００】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
実施の形態１に示す導電積層パターンの形成は、特に限定されないが、ここでは、エッ
チング条件を途中で何度か変更して導電積層パターンの形成を行う例を図３に示す。
【０１０２】
まず、実施の形態１と同様にして、第２導電層３０６ａ上にレジストパターン３０７ａ
を形成する。図３（Ａ）は、図１（Ｂ）に相当する。
【０１０３】
なお、図３（Ａ）において基板３０１上に第１絶縁膜（下地絶縁膜）３０２、半導体層３
０３、第２絶縁膜（ゲート絶縁膜）３０４が形成され、その上に第１導電層３０５ａ、第
２導電層３０６ａが形成されている。
【０１０４】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、レジストパターン３０７ａをマスクとして用いて、
第１のエッチング条件でエッチングを行い、第２導電層の一部を除去して第２導電層３０
６ｂを形成する。なお、この段階での第２導電層３０６ｂは全面に形成されている。
【０１０５】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、第２のエッチング条件で、レジストパターンのトリ
ミングを行い、レジストパターン３０７ｂを形成する。なお、第１のエッチングでレジス
トパターンがエッチングされてレジストパターン３０７ｂとほぼ同じ形状が得られる場合
には、トリミングは特に行わなくともよい。また、トリミングを行わなくてもよいように
、塗布で形成するレジスト膜厚を最初から薄くしてもよい。ここで言うトリミングとは、
レジストパターンをエッチングしてレジストパターン寸法を加工することを指している。
【０１０６】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、レジストパターン３０７ｂをマスクとして用いて第
３のエッチング条件で、第２導電層の一部を除去して第１導電層の一部を露呈させる。こ
の段階での第２導電層３０６ｃの断面形状は、Ｌ字形状となっている。
【０１０７】
次いで、図３（Ｅ）に示すように、第２導電層３０６ｃをマスクとして用いて第４のエ
ッチング条件で、第１導電層の一部を除去して第２絶縁膜３０４の一部を露呈させる。こ
の段階で、第１導電層３０５ｂは、第２導電層３０６ｃと同じ幅を有している。この第４
のエッチング条件まで第２絶縁膜は、第１導電層に覆われて保護されている。
【０１０８】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、第５のエッチング条件で異方性エッチングを行って
第２導電層３０６ｄを形成する。この異方性エッチングにおいて、第１導電層と第２導電
層のエッチングレートの差が大きいことが重要であり、第１導電層と第２導電層には異な
る導電材料を用いることが好ましい。また、第５のエッチング条件を調整することによっ
て、この異方性エッチングで第２絶縁膜が部分的に薄くならないようにすることもできる
。
【０１０９】
こうして、エッチング条件を細かく変えて導電積層パターンの形成を行うことによって
、導電積層パターンの形状のバラツキを抑えることができる。
【０１１０】
以降の工程は、実施の形態１と同一であるのでここでは詳細な説明を省略する。
【０１１１】
また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができ
る。
【０１１２】
（実施の形態４）
また、ここでは、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上
に上記構造（チャネル形成領域の片側のみにＬｏｖ領域を有する構造）のトップゲート型
ＴＦＴと、チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を有する構造であるトップゲート型ＴＦ
Ｔを形成する例を図４に示す。
【０１１３】
図４（Ａ）において、基板５００及び絶縁層５０８上に半導体層５０２、及び半導体層
５０３が形成されている。半導体層５０２、及び半導体層５０３を覆うようにゲート絶縁
層５０４、第１の導電膜５０５、及び第２の導電膜５０６が形成され、形状の異なるレジ
ストパターン５２９、レジストパターン５３９、及びレジストパターン５４９が形成され
ている。これらのレジストパターンは、実施の形態１や実施の形態２に示す露光マスクを
用いて形成することができる。
【０１１４】
レジストパターン５２９は両側になだらかな段差を有する形状であり、レジストパター
ン５３９は凸部が中央よりずれた位置にある形状であり、レジストパターン５４９は段差
も凹凸もない形状（図９において左右対称の形状）である。
【０１１５】
レジストパターン５２９、レジストパターン５３９、及びレジストパターン５４９を用
いてエッチング処理によるパターニングを行い、第１のゲート電極層５２１、第２のゲー
ト電極層５２２、第１のゲート電極層５３１、第２のゲート電極層５３２、第１の配線層
５４１、及び第２の配線層５４２を形成する。これらの電極層の形成の際、ゲート絶縁層
５０４も少しエッチングされてゲート絶縁層５０７が形成される。ゲート絶縁層５０４も
少しエッチングすることで、導電膜のエッチング残渣をなくし、さらに後の工程で半導体
層に達するコンタクトホールを形成する際、コンタクトホールを形成する箇所のゲート絶
縁層の膜厚を薄くできるため、エッチング時間を短縮できる。
【０１１６】
第２のゲート電極層５２２、及び第２のゲート電極層５３２をマスクとして、半導体層５
０２、及び半導体層５０３に一導電型を有する不純物元素を添加し、低濃度不純物領域５
２４ａ、低濃度不純物領域５２４ｂ、低濃度不純物領域５３４ａ、及び低濃度不純物領域
５３４ｂを形成する（図４（Ｂ）参照。）。
【０１１７】
さらに、第１のゲート電極層５２１、第２のゲート電極層５２２、第１のゲート電極層
５３１、第２のゲート電極層５３２をマスクとして、半導体層５０２、半導体層５０３に
一導電型を有する不純物元素を添加し、高濃度不純物領域５２５ａ、高濃度不純物領域５
２５ｂ、低濃度不純物領域５２６ａ、低濃度不純物領域５２６ｂ、高濃度不純物領域５３
５ａ、高濃度不純物領域５３５ｂ、低濃度不純物領域５３６を形成する。
【０１１８】
また、レジストパターン５２３、レジストパターン５３３、レジストパターン５４３を除
去する。
【０１１９】
こうして、同一基板上に、第１のＴＦＴ部５３０と、第２のＴＦＴ部５２０と、配線部５
４０とを形成することができる。第１のＴＦＴ部５３０には、チャネル形成領域の片側の
みに低濃度不純物領域５３６を有するＴＦＴが形成される。また、第２のＴＦＴ部５２０
には、チャネル形成領域の両側に低濃度不純物領域５２６ａ、５２６ｂを有するＴＦＴが
作製される（図４（Ｃ）参照。）。また、配線部５４０には、端面の位置が一致している
積層、即ち、第１の配線層５４１と第２の配線層５４２の積層が得られる。
【０１２０】
加えて、同じレジストパターンを利用して、第１のＴＦＴ部５３０と同じ構造を形成し
て、同一基板上に容量とＴＦＴとを形成することができる。ゲート絶縁層５０４を誘電体
とし、低濃度不純物領域５３６と、第１のゲート電極層５３１及び第２のゲート電極層５
３２とを一対の電極とする容量を形成することもできる。
【０１２１】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合
わせることができる。
【０１２２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置の構造について、図５、及び図６
を用いて作製方法とともに、以下に説明する。
【０１２３】
まず、絶縁表面を有する基板６１０上に下地絶縁膜を形成する。基板６１０側を表示面と
して発光を取り出す場合、基板６１０としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板
を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板
を用いてもよい。また、基板６１０側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、前
述の基板の他にシリコン基板、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。ここでは基板６１０としてガラス基板を用いる。なお、ガラス基板
の屈折率は１．５５前後である。
【０１２４】
下地絶縁膜６１１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として単層構造を用いた例を示
すが、前記絶縁膜を２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、基板の凹凸や、基板
からの不純物拡散が問題にならないのであれば、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【０１２５】
次いで、下地絶縁膜上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体
膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜し
た後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を
用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所
望の形状にパターニングして、半導体層を形成する。なお、プラズマＣＶＤ法を用いれば
、下地絶縁膜と、非晶質構造を有する半導体膜とを大気に触れることなく連続的に積層す
ることができる。この半導体膜の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の
厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリ
コンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１２６】
ここでは、非晶質構造を有する半導体膜を結晶化させる技術として、特開平８−７８３
２９号公報記載の技術を用いて結晶化させる。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜（
アモルファスシリコン膜とも呼ばれる）に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添
加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶構造を有する半導体膜を形
成するものである。
【０１２７】
以下に結晶質半導体膜の形成方法の一例を詳細に説明する。
【０１２８】
まず、非晶質構造を有す半導体膜の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素（
ここでは、ニッケル）を重量換算で１〜１００ｐｐｍ含む酢酸ニッケル溶液をスピナーで
塗布してニッケル含有層を形成する。塗布によるニッケル含有層の形成方法以外の他の手
段として、スパッタ法、蒸着法、またはプラズマ処理により極薄い膜を形成する手段を用
いてもよい。また、ここでは、全面に塗布する例を示したが、マスクを形成して選択的に
ニッケル含有層を形成してもよい。
【０１２９】
次いで、加熱処理を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は半導体の結晶化を助長す
る金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進
行する。こうして、結晶構造を有す半導体膜が形成される。なお、結晶化後での半導体膜
に含まれる酸素濃度は、５×１０１８／ｃｍ３以下とすることが望ましい。ここでは、脱
水素化のための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６
５０℃で４〜２４時間）を行う。また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、
可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能である
。なお、必要であれば、強光を照射する前に非晶質構造を有する半導体膜に含有する水素
を放出させる熱処理を行ってもよい。また、熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化
を行ってもよい。生産性を考慮すると、結晶化は強光の照射により結晶化を行うことが望
ましい。
【０１３０】
このようにして得られる結晶質半導体膜には、金属元素（ここではニッケル）が残存して
いる。それは膜中において一様に分布していないにしろ、平均的な濃度とすれば、１×１
０１９／ｃｍ３を越える濃度で残存している。勿論、このような状態でもＴＦＴをはじめ
各種半導体素子を形成することが可能であるが、以降に示すゲッタリング方法で当該元素
を除去する。
【０１３１】
ここで、レーザ光の照射を行う前に結晶化工程で形成される自然酸化膜を除去する。こ
の自然酸化膜にはニッケルが高濃度に含まれているため、除去することが好ましい。
【０１３２】
次いで、結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される
欠陥を補修するために、結晶質半導体膜に対してレーザ光を照射する。レーザ光を照射し
た場合、半導体膜に歪みやリッジが形成され、表面に薄い表面酸化膜（図示しない）が形
成される。このレーザ光としてはパルス発振であるレーザ光源から射出される波長４００
ｎｍ以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波、第３高調波を用いればよい
。また、レーザ光としては連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第
４高調波を用いてもよい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の
第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。
【０１３３】
次いで、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理（半導体膜が瞬間的に４
００〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行い、平坦な半導体膜
を得る。瞬間的に加熱する熱処理としては、強光を照射する熱処理、または加熱されたガ
ス中に基板を投入し、数分放置した後に基板を取りだす熱処理によって加熱を行えばよい
。また、この熱処理の条件によっては、歪みを低減すると同時に結晶粒内に残される欠陥
を補修する、即ち結晶性の改善を行うことができる。また、この熱処理により、歪みを低
減してニッケルが後のゲッタリング工程でゲッタリングされやすくなる。なお、この熱処
理における温度が結晶化での温度よりも低い場合、シリコン膜が固相状態のまま、膜中に
ニッケルが移動することになる。
【０１３４】
次いで、結晶質半導体膜上方に希ガス元素を含む半導体膜を形成する。希ガス元素を含
む半導体膜を形成する前にエッチングストッパーとなる酸化膜（バリア層と呼ばれる）を
１〜１０ｎｍの膜厚で形成してもよい。バリア層は、半導体膜の歪みを低減するための熱
処理で同時に形成してもよい。
【０１３５】
希ガス元素を含む半導体膜は、プラズマＣＶＤ法、またはスパッタ法にて形成し、膜厚
１０ｎｍ〜３００ｎｍのゲッタリングサイトを形成する。希ガス元素としてはヘリウム（
Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）か
ら選ばれた一種または複数種を用いる。中でも安価なガスであるアルゴン（Ａｒ）が好ま
しい。
【０１３６】
ここではＰＣＶＤ法を用い、原料ガスとしてモノシランとアルゴンを用い、比率（モノ
シラン：アルゴン）を０．１：９９．９〜１：９、好ましくは、１：９９〜５：９５に制
御して成膜する。また、成膜時のＲＦパワー密度は、０．００１７Ｗ／ｃｍ２〜０．４８
Ｗ／ｃｍ２とすることが望ましい。ＲＦパワー密度は、高ければ高いほどゲッタリング効
果が得られる膜質となり、加えて成膜速度が向上するため好ましい。また、成膜時の圧力
は、１．３３３Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ）〜１３３．３２２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）とするこ
とが望ましい。圧力は、高ければ高いほど成膜速度が向上するため好ましい。また、成膜
温度は３００℃〜５００℃とすることが望ましい。こうして、膜中にアルゴンを１×１０
１８／ｃｍ３〜１×１０２２／ｃｍ３、好ましくは、１×１０２０／ｃｍ３〜１×１０２
１／ｃｍ３の濃度で含む半導体膜をプラズマＣＶＤ法で成膜することができる。上記半導
体膜の成膜条件を上記範囲内で調節することで、成膜の際、バリア層に与えるダメージを
低減することができ、半導体膜の膜厚のバラツキ発生や半導体膜に穴が形成されるという
不良の発生を防ぐことができる。
【０１３７】
膜中に不活性気体である希ガス元素イオンを含有させる意味は二つある。一つはダングリ
ングボンドを形成することであり、他の一つは半導体膜に歪みを与えることである。半導
体膜に歪みを与えるにはアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）など
シリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。また、膜中に希ガス元
素を含有させることにより、格子歪だけでなく、不対結合手も形成させてゲッタリング作
用に寄与する。
【０１３８】
次いで、加熱処理を行い、結晶質半導体膜中における金属元素（ニッケル）の濃度を低
減、あるいは除去するゲッタリングを行う。ゲッタリングを行う加熱処理としては、強光
を照射する処理、炉を用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入し、数分放置し
た後取りだすことによって加熱を行えばよい。ここでは、ゲッタリングを行うための第２
の熱処理（半導体膜が瞬間的に４００〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素
雰囲気にて行う。
【０１３９】
この第２の熱処理により、金属元素が希ガス元素を含む半導体膜に移動し、バリア層で覆
われた結晶質半導体膜に含まれる金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われ
る。結晶質半導体膜に含まれる金属元素は、基板面と垂直な方向、且つ、希ガス元素を含
む半導体膜に向かって移動する。
【０１４０】
金属元素がゲッタリングの際に移動する距離は、結晶質半導体膜の厚さ程度の距離であれ
ばよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる。ここでは、ニッケルが結
晶質半導体膜に偏析しないよう希ガス元素を含む半導体膜に移動させ、結晶質半導体膜に
含まれるニッケルがほとんど存在しない、即ち膜中のニッケル濃度が１×１０１８／ｃｍ
３以下、望ましくは１×１０１７／ｃｍ３以下になるように十分ゲッタリングする。なお
、希ガス元素を含む半導体膜だけでなくバリア層もゲッタリングサイトとして機能する。
【０１４１】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、希ガス元素を含む半導体膜のみを選択
的に除去する。希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的にエッチングする方法としては、
ＣｌＦ３によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式 （ＣＨ３）４ＮＯＨ）（略称ＴＭＡＨ）を
含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。なお、ここ
でのエッチングで結晶質半導体膜にピンホールが形成されるのを防止するため、オーバー
エッチング時間を少なめにする。
【０１４２】
次いで、フッ酸を含むエッチャントによりバリア層を除去する。
【０１４３】
また、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理が終わった後、Ｆなどの不
純物を除去するため、フラッシュ物質を使用してフラッシングする処理を行ってもよい。
例えば、ＰＣＶＤ装置を用いて、モノシランをフラッシュ物質として用い、ガス流量８〜
１０ＳＬＭをチャンバーに５〜２０分間、好ましくは１０分〜１５分間導入し続けること
で基板表面のフラッシングする処理（シランフラッシュとも呼ぶ）を行う。なお、１ＳＬ
Ｍは１０００ｓｃｃｍ、即ち、０．０６ｍ３／ｈである。また、ＰＣＶＤ装置を用いれば
、フラッシングする処理と希ガス元素を含む半導体膜の形成を連続的に行えるため、好ま
しい。
【０１４４】
以上の工程で、良好な結晶質半導体膜を得ることができる。
【０１４５】
結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングした後、レジ
ストマスクを除去する。次いで、必要があれば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）のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジ
ボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。
【０１４６】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体
層の表面を洗浄する。
【０１４７】
そして、半導体層を覆う絶縁膜を形成する。絶縁膜はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法
を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍと薄くしてシリコ
ンを含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後にマイクロ波によるプラズマを用いた
表面窒化処理を行う。絶縁膜は、後に形成されるＴＦＴのゲート絶縁膜として機能する。
【０１４８】
次いで、絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの
第２の導電膜とを積層形成する。本実施の形態では、絶縁膜６１３上に膜厚５０ｎｍの窒
化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、実施の形態１に示したパ
ターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。本実施の形態では、回折格子パ
ターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマス
クまたはレチクルを用いて、各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０１４９】
なお、ここでは導電膜をＴａＮ膜とＷ膜との積層としたが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、
Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若し
くは化合物材料の積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多
結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例
えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金
（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。
【０１５０】
上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２の
エッチング処理）にはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ
：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッ
チング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基
板側の電極温度等）を適宜調節することによって所望の形状に膜をエッチングすることが
できる。
【０１５１】
次いで、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層に添加するため、ゲート電極をマスクと
して全面にドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオン
ドープ法、も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．
５×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、加速電圧を５０〜１００ｋＶとして行う。ｎ型を
付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。
【０１５２】
次いで、レジストからなるマスクを形成した後、半導体にｎ型を付与する不純物元素を
高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。マスクは、画素部のｐチャネル
型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域と、画素部のｎチャ
ネル型ＴＦＴの一部と、駆動回路部のｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル
形成領域及びその周辺の領域と、を保護するために設ける。
【０１５３】
第２のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０１３〜５×
１０１５／ｃｍ２とし、加速電圧を６０〜１００ｋＶとして行う。
【０１５４】
次いで、マスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成し、半導体にｐ型を
付与する不純物元素（代表的にはボロン）を高濃度にドープするための第３のドーピング
工程を行う。マスクは、画素部のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成
領域及びその周辺の領域と、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャ
ネル形成領域及びその周辺の領域と、を保護するために設ける。
【０１５５】
この後、レジストマスクを除去する。以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型また
はｐ型の導電型を有する不純物領域が形成される。
【０１５６】
次いで、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて、水素を含む
絶縁膜を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水
素を含む絶縁膜は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。
ここでは、水素を含む絶縁膜の膜厚は、５０ｎｍ〜２００ｎｍとする。加えて、結晶化を
助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体膜を結晶化させている場合、活性
化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことが
できる。なお、水素を含む絶縁膜は、層間絶縁膜の１層目であり、酸化珪素を含んでいる
。
【０１５７】
次いで、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて層間絶縁膜の
２層目となる無機絶縁膜を形成する。無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコ
ン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜の単層または積層を用いる。ここでは無機絶
縁膜の膜厚は６００ｎｍ〜８００ｎｍとする。
【０１５８】
次いで、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、絶縁膜を選択的にエッ
チングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。
【０１５９】
次いで、スパッタ法により金属膜を積層した後、フォトマスクを用いてレジストからな
るマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、ＴＦＴのソース電極またはド
レイン電極として機能する電極を形成する。なお、金属積層膜は、同じメタルスパッタ装
置内で連続して形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。
【０１６０】
以上の工程で、同一基板上にポリシリコン膜を活性層とするトップゲート型のＴＦＴ６３
６、６３７、６３８、６３９が作製できる。
【０１６１】
なお、画素部に配置されるＴＦＴ６３８は、一つのＴＦＴに複数のチャネル形成領域を有
するｎチャネル型ＴＦＴである。ＴＦＴ６３８は、ダブルゲート型のＴＦＴである。また
、画素部には、後に形成される発光素子と電気的に接続するＴＦＴ６３９が設けられる。
ここでは、オフ電流低減のため、ＴＦＴ６３９として、ダブルゲート型のｐチャネル型Ｔ
ＦＴを示したが、特に限定されず、シングルゲート型のＴＦＴとしてもよい。
【０１６２】
また、駆動回路部に配置されるＴＦＴ６３６は、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域
（Ｌｏｖ領域とも呼ぶ）をドレイン側のみに備えたｎチャネル型ＴＦＴである。また、Ｔ
ＦＴ６３７は、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域（Ｌｏｖ領域）をソース側とドレイ
ン側の両方に備えたｐチャネル型ＴＦＴである。いずれもシングルゲート構造のＴＦＴで
ある。駆動回路部においては、ＴＦＴ６３６とＴＦＴ６３７を相補的に接続することでＣ
ＭＯＳ回路を構成し、様々な種類の回路を実現することができる。また、必要であれば、
マルチゲート構造のＴＦＴとすることができる。
【０１６３】
次いで、第１の電極６２３、即ち、有機発光素子の陽極（或いは陰極）を形成する。第１
の電極６２３として、仕事関数の大きい材料、例えば、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、ＩｎまたはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、例えば
ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮを用いて、単層膜ま
たはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【０１６４】
具体的には第１の電極６２３として、透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用
いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジ
ウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸
化物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛
酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）なども用いる
ことができる。
【０１６５】
また、各透光性を有する導電性材料の、組成比例を述べる。酸化タングステンを含むイ
ンジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０
ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タ
ングステン１．０ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とす
ればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ
％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％〜９５．０ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物９０．０ｗｔ％とす
ればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０．７ｗｔ％、イン
ジウム酸化物８９．３ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成
比は、酸化チタン５．０ｗｔ％、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物８５．０ｗｔ
％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【０１６６】
次いで、塗布法により得られる絶縁膜（例えば、有機樹脂膜）をパターニングして、第１
の電極６２３の端部を覆う絶縁物６２９（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を
形成する。なお、絶縁物６２９の形成は、マスクを用いるパターニングに限定されず、感
光性材料を用いて露光と現像のみで形成してもよい。
【０１６７】
次いで、有機化合物を含む層６２４を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。
【０１６８】
有機化合物を含む層６２４は、積層であり、有機化合物を含む層６２４の一層としてバッ
ファ層を用いてもよい。バッファ層は、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料であり
、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示す。前記無機化合物は、酸
化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タン
タル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、および酸化レニ
ウムからなる群より選ばれるいずれか一または複数である。バッファ層は、ホール輸送性
を有する有機化合物と、無機化合物とを含む複合材料である。
【０１６９】
例えば、第１の電極６２３と第２の電極の間には有機化合物を含む積層（バッファ層と
有機化合物層の積層）を設けることが好ましい。バッファ層は、金属酸化物（酸化モリブ
デン、酸化タングステン、酸化レニウムなど）と有機化合物（ホール輸送性を有する材料
（例えば４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビ
フェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリル
アミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）など））と
を含む複合層である。また、有機化合物層は、例えば、トリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（略称：Ａｌｑ３）や、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム
（略称：Ａｌｍｑ３）や、α−ＮＰＤなどを用いることができる。また、有機化合物層は
、ドーパント材料を含ませてもよく、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：
ＤＭＱｄ）や、クマリン６や、ルブレンなどを用いることができる。第１の電極と第２の
電極の間に設けられる有機化合物を含む積層は、抵抗加熱法などの蒸着法によって形成す
ればよい。
【０１７０】
バッファ層の膜厚を調節することによって、第１の電極と有機化合物層との距離を制御し
、発光効率を高めることができる。バッファ層の膜厚を調節することによって、各発光素
子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化された発光装
置を実現することができる。
【０１７１】
次いで、第２の電極６２５、即ち、有機発光素子の陰極（或いは陽極）を形成する。第２
の電極６２５としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または透明導電膜（
ＩＴＯなど）を用いる。
【０１７２】
次いで、蒸着法またはスパッタ法により保護層６２６を形成する。保護層６２６は、第２
の電極６２５を保護する。保護層６２６を通過させて発光素子の発光を取り出す場合、透
明な材料とすることが好ましい。なお、必要でなければ保護層６２６は設けなくともよい
。
【０１７３】
次いで、封止基板６３３をシール材６２８で貼り合わせて発光素子を封止する。即ち、
発光表示装置は、表示領域の外周をシール材で囲み、一対の基板で封止される。ＴＦＴの
層間絶縁膜は、基板全面に設けられているため、シール材のパターンが層間絶縁膜の外周
縁よりも内側に描画された場合、シール材のパターンの外側に位置する層間絶縁膜の一部
から水分や不純物が浸入する恐れがある。従って、ＴＦＴの層間絶縁膜として用いる絶縁
膜の外周は、シール材のパターンの内側、好ましくは、シール材パターンと重なるように
して絶縁膜の端部をシール材が覆うようにする。なお、シール材６２８で囲まれた領域に
は充填材６２７を充填する。或いは、シール材６２８で囲まれた領域には乾燥した不活性
ガスを充填する。
【０１７４】
最後にＦＰＣ６３２を異方性導電膜６３１により公知の方法で端子電極と貼りつける。
この段階での断面図を図５に示す。なお、端子電極は、第１の電極６２３と同じ工程で得
られる透明導電膜を最上層に用いることが好ましく、ゲート配線と同時に形成された端子
電極上に形成する。
【０１７５】
また、図６は、画素部の上面図を示しており、図６中の鎖線Ｅ−Ｆで切断した断面が、
図５における画素部のｐチャネル型ＴＦＴ６３９の断面構造に対応している。また、図６
中の鎖線Ｍ−Ｌで切断した断面が、図５における画素部のｎチャネル型ＴＦＴ６３８の断
面構造に対応している。なお、図６中の６８０で示した実線は、絶縁物６２９の周縁を示
している。ただし、図６においては、第２導電層のみを図示しており、第１導電層は図示
していない。
【０１７６】
以上の工程によって、画素部と駆動回路と端子部とを同一基板上に形成することができる
。
【０１７７】
本実施の形態において、オフ電流低減のために画素部のＴＦＴをダブルゲート構造とし、
駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴに本実施の形態１のＴＦＴを用いている。
【０１７８】
また、発光装置において、発光装置の発光表示面は、一面または両面であってもよい。
第１の電極６２３と第２の電極６２５とを透明導電膜で形成した場合、発光素子の光は、
基板６１０及び封止基板６３３を通過して両側に取り出される。この場合、封止基板６３
３や充填材６２７は透明な材料を用いることが好ましい。
【０１７９】
また、第２の電極６２５を金属膜で形成し、第１の電極６２３を透明導電膜で形成した
場合、発光素子の光は、基板６１０のみを通過して一方に取り出される構造、即ちボトム
エミッション型となる。この場合、封止基板６３３や充填材６２７は透明な材料を用いな
くともよい。
【０１８０】
また、第１の電極６２３を金属膜で形成し、第２の電極６２５を透明導電膜で形成した
場合、発光素子の光は、封止基板６３３のみを通過して一方に取り出される構造、即ちト
ップエミッション型となる。この場合、基板６１０は透明な材料を用いなくともよい。
【０１８１】
また、第１の電極６２３及び第２の電極６２５は仕事関数を考慮して材料を選択する必要
がある。但し第１の電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極とな
りうる。駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極を陽極、第２の電極
を陰極とするとよい。また、駆動用ＴＦＴの極性がＮチャネル型である場合、第１の電極
を陰極、第２の電極を陽極とすると好ましい。
【０１８２】
また、フルカラー表示する場合、本実施の形態の画素部における等価回路図を図７に示す
。図７中のＴＦＴ６３８が図５のスイッチングＴＦＴ６３８に対応しており、ＴＦＴ６３
９が電流制御用ＴＦＴ６３９に対応している。赤色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴ
６３９のドレイン領域に赤色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｒが接続され、ソース領域にはア
ノード側電源線（Ｒ）７０６Ｒが設けられている。また、ＯＬＥＤ７０３Ｒには、カソー
ド側電源線７００が設けられている。また、緑色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴの
ドレイン領域に緑色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｇが接続され、ソース領域にはアノード側
電源線（Ｇ）７０６Ｇが設けられている。また、青色を表示する画素は、電流制御用ＴＦ
Ｔのドレイン領域に青色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｂが接続され、ソース領域にはアノー
ド側電源線（Ｂ）７０６Ｂが設けられている。それぞれ色の異なる画素にはＥＬ材料に応
じて異なる電圧をそれぞれ印加する。
【０１８３】
また、発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方
法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法
とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソ
ース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であっても
よく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０１８４】
さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電
圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ
）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加
される信号の電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの
（ＣＣ）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子
に印加される信号の電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【０１８５】
また、発光装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設
けてもよい。
【０１８６】
また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、ア
クティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できる。
【０１８７】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４
と自由に組み合わせることができる。
【０１８８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５と結晶質半導体膜の形成方法が一部異なる例を示す。
また、マルチゲート構造のＴＦＴの作製を例に用いて図８に説明する。
【０１８９】
まず、実施の形態５と同様に絶縁表面を有する基板上に下地絶縁膜、非晶質構造を有する
半導体膜を形成する。
【０１９０】
次いで、実施の形態５と同様に非晶質構造を有す半導体膜の表面に、結晶化を促進する
触媒作用のある金属元素（ここでは、ニッケル）を重量換算で１〜１００ｐｐｍ含む酢酸
ニッケル溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層を形成する。
【０１９１】
次いで、実施の形態５と同様に加熱処理を行い、結晶化を行う。ここでは、脱水素化の
ための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６５０℃で
４〜２４時間）を行って結晶質半導体膜を得る。
【０１９２】
次いで、実施の形態５と同様に、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修する
ために、結晶質半導体膜に対してレーザ光を照射する。
【０１９３】
次いで、フォトマスクを用いて結晶質半導体膜のパターニングを行う。ここでは、島状
の半導体層８０１を形成するとともに、その島状の半導体層に開口８０３を数カ所形成す
る。
【０１９４】
次いで、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理（半導体膜が瞬間的に４０
０〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行い、平坦な半導体膜を
得る。なお、この第１の熱処理は結晶質半導体膜のパターニング工程の前に行ってもよい
。
【０１９５】
次いで、Ｆなどの不純物を除去するため、フラッシュ物質を使用してフラッシングする処
理を行った後、結晶質半導体膜上方に希ガス元素を含む半導体膜８０２の形成を行う。こ
こでは、２０個のチャンバーを内蔵しているＰＣＶＤ装置を用いて、モノシランガスをフ
ラッシュ物質として用い、ガス流量８〜１０ＳＬＭをチャンバーに５〜２０分間導入し続
けることで基板表面のフラッシングする処理を行った後、連続的に希ガス元素を含む半導
体膜の形成を行う。なお、１０ＳＬＭのガス流量とした場合、１チャンバー当たりの流量
は、０．５ＳＬＭ、即ち１．２×１０−７ｍ３／ｈである。
【０１９６】
次いで、ゲッタリングを行うための第２の熱処理（半導体膜が瞬間的に４００〜１０００
℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行う。この第２の熱処理により、金属
元素が希ガス元素を含む半導体膜に移動し、バリア層で覆われた結晶質半導体膜に含まれ
る金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われる。
【０１９７】
また、ゲッタリングを行う前に結晶質半導体膜はパターニングされており、結晶質半導
体膜からなる島状の半導体層８０１の端面も希ガス元素を含む半導体膜８０２に覆われて
いる。従って、図８（Ａ）に示すように、結晶質半導体膜に含まれる金属元素は、希ガス
元素を含む半導体膜８０２に向かって移動、即ち基板面と垂直な方向に移動するだけでな
く、端面付近においては基板面と平行な方向に金属元素が移動する。図８（Ａ）に示す矢
印は、第２の熱処理によって金属元素が移動する方向を模式的に表したものである。また
、図８（Ｂ）は上面図であり、鎖線Ａ−Ｂで切断した断面が図８（Ａ）に相当する。
【０１９８】
また、結晶質半導体膜からなる島状の半導体層８０１のパターン内部に開口８０３を有
しているため、開口８０３付近においても基板面と平行な方向に金属元素が移動する。図
８（Ｂ）では結晶質半導体膜のパターンが、３箇所の開口を有している例を示したが、開
口の個数は特に限定されず、２箇所、１箇所、または４箇所以上でもよい。
【０１９９】
結晶質半導体膜からなる島状の半導体層８０１のパターン内部に開口８０３を設けるこ
とによって、島状の半導体層８０１における金属元素を効率的に除去することができる。
【０２００】
次いで、希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的に除去する。
【０２０１】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体
層の表面を洗浄する。
【０２０２】
そして、半導体層を覆う絶縁膜８０６を形成する。絶縁膜８０６は、後に形成されるＴＦ
Ｔのゲート絶縁膜として機能する。
【０２０３】
次いで、絶縁膜８０６上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００
ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施の形態では、絶縁膜上に膜厚５０ｎｍの窒
化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、実施の形態１に示したパ
ターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。本実施の形態では、回折格子パ
ターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマス
クまたはレチクルを用いて、各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０２０４】
以降の工程は、実施の形態１または実施の形態５に従って、半導体層に不純物元素を添
加する処理、添加した不純物元素の活性化処理、層間絶縁膜８０８の形成、ソース配線８
０９またはドレイン配線８１０の形成を行って図８（Ｃ）、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）に示
すマルチゲート構造のＴＦＴを作製する。ここでは２つのチャネル形成領域を有するＴＦ
Ｔを示したが、３つ以上のチャネル形成領域を有するＴＦＴとしてもよい。
【０２０５】
なお、図８（Ｅ）は上面図であり、鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面が図８（Ｃ）に相当し、鎖
線Ｇ―Ｈで切断した断面が図８（Ｄ）に相当する。
【０２０６】
図８（Ｃ）に示すＴＦＴは、ソース側の高濃度不純物領域８０７ａとドレイン側の高濃
度不純物領域８０７ｃの間に２つのチャネル形成領域を有するＴＦＴであり、２つのチャ
ネル形成領域の間には一つの低濃度不純物領域８００ａを有している。また、ドレイン側
のチャネル形成領域と高濃度不純物領域８０７ｃの間にもう一つの低濃度不純物領域８０
０ｂを有している。低濃度不純物領域８００ａと低濃度不純物領域８００ｂは分離されて
いる。また、低濃度不純物領域８００ａ、８００ｂは第１導電層８０４と重なっている。
また、２つのチャネル形成領域は、第２導電層８０５と重なっている。
【０２０７】
また、２つのチャネル形成領域の間の高濃度不純物領域８０７ｂには開口８０３が形成さ
れているため、図８（Ｃ）では分離されて示される。高濃度不純物領域８０７ｂにおいて
開口のない部分では、図８（Ｄ）に示すように繋がっており、このマルチゲート構造のＴ
ＦＴは、開口８０３があっても駆動動作上問題がない。
【０２０８】
本実施の形態において、ドレイン側のみに低濃度不純物領域８００ａ、８００ｂを設け
ることができるため、本実施の形態に示すＴＦＴを有する回路全体の信頼性が向上する。
また、ソース側とドレイン側の両方に低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実施
の形態に示すＴＦＴは、回路全体の占有面積を縮小することができる。また、ソース側と
ドレイン側の両方にゲート電極と重なる低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実
施の形態に示すＴＦＴは、寄生容量を小さくすることができる。
【０２０９】
また、ソース側とドレイン側の両方に低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実施
の形態に示すＴＦＴは、寄生抵抗を小さくすることができる。ソース側とドレイン側の両
方に低濃度不純物領域を形成するＴＦＴである場合は、ソース側の抵抗が付加されるため
、寄生抵抗が大きくなる。
【０２１０】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、また
は実施の形態５と自由に組み合わせることができる。
【０２１１】
（実施の形態７）
ここでは、図９を用いて、発光表示パネルにＦＰＣや、駆動用の駆動ＩＣを実装する例に
ついて説明する。
【０２１２】
図９（Ａ）に示す図は、ＦＰＣ１２０９を４カ所の端子部１２０８に貼り付けた発光装置
の上面図の一例を示している。基板１２１０上には発光素子及びＴＦＴを含む画素部１２
０２と、ＴＦＴを含むゲート側駆動回路１２０３と、ＴＦＴを含むソース側駆動回路１２
０１とが形成されている。ＴＦＴの活性層が結晶構造を有する半導体膜で構成されており
、同一基板上にこれらの回路を形成している。従って、システムオンパネル化を実現した
ＥＬ表示パネルを作製することができる。
【０２１３】
なお、基板１２１０はコンタクト部以外において保護膜で覆われており、保護膜上に光触
媒機能を有する物質を含む下地層が設けられている。
【０２１４】
また、画素部を挟むように２カ所に設けられた接続領域１２０７は、発光素子の第２の
電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第１の電極は
画素部に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２１５】
また、封止基板１２０４は、画素部および駆動回路を囲むシール材１２０５、およびシ
ール材に囲まれた充填材料によって基板１２１０と固定されている。また、透明な乾燥剤
を含む充填材料を充填する構成としてもよい。また、画素部と重ならない領域に乾燥剤を
配置してもよい。
【０２１６】
また、図９（Ａ）に示した構造は、ＸＧＡクラスの比較的大きなサイズ（例えば対角４
．３インチ）の発光装置で好適な例を示したが、図９（Ｂ）は、狭額縁化させた小型サイ
ズ（例えば対角１．５インチ）で好適なＣＯＧ方式を採用した例である。
【０２１７】
図９（Ｂ）において、基板１３１０上に駆動ＩＣ１３０１が実装され、駆動ＩＣの先に配
置された端子部１３０８にＦＰＣ１３０９を実装している。実装される駆動ＩＣ１３０１
は、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基
板上に複数個作り込むとよい。つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニッ
トとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して駆動ＩＣを個別に取り出せばよい
。駆動ＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜
８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部
の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
【０２１８】
駆動ＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜８
０ｍｍで形成された駆動ＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣ
チップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。
また、ガラス基板上に駆動ＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されな
いので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り
出す場合と比較すると、大きな優位点である。
【０２１９】
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テー
プに駆動ＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数の駆動
ＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、駆動ＩＣを固定するための金属
片等を一緒に貼り付けるとよい。
【０２２０】
また、画素部１３０２と駆動ＩＣ１３０１の間に設けられた接続領域１３０７は、発光
素子の第２の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の
第１の電極は画素部に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２２１】
また、封止基板１３０４は、画素部１３０２を囲むシール材１３０５、およびシール材
に囲まれた充填材料によって基板１３１０と固定されている。
【０２２２】
また、画素部のＴＦＴの活性層として非晶質半導体膜を用いる場合には、駆動回路を同
一基板上に形成することは困難であるため、大きなサイズであっても図９（Ｂ）の構成と
なる。
【０２２３】
また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、ア
クティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できることはいうまでもない。アクティブ
マトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動する
ことによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画
素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、素子基板に設けられ
た画素電極と対向基板に設けられた対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行わ
れ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。対向基板と素子基板は、等
間隔で配置され、液晶材料が充填されている。液晶材料は、シール材を閉パターンとして
気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる方法を用い
てもよいし、開口部を有するシールパターンを設け、ＴＦＴ基板を貼りあわせた後に毛細
管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いてもよい。
【０２２４】
また、カラーフィルタを用いずに、光シャッタを行い、ＲＧＢの３色のバックライト光
源を高速で点滅させるフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いた液晶表示装置に
も本発明は、適用できる。
【０２２５】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至６のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【０２２６】
（実施の形態８）
本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型
ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置
（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機
器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）
、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄ
ｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装
置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１０および図１１に示す。
【０２２７】
図１０（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キ
ー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１０（Ａ）は表示部２１０２側から
の図であり、撮像部は示していない。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼
性の高いデジタルカメラが実現できる。
【０２２８】
図１０（Ｂ）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２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス
２２０６等を含む。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いノート型
パーソナルコンピュータを実現することができる。
【０２２９】
図１０（Ｃ）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）読込部２４０５、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
により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い画像再生装置を実現することができ
る。
【０２３０】
また、図１０（Ｄ）は表示装置であり、筐体１９０１、支持台１９０２、表示部１９０３
、スピーカ１９０４、ビデオ入力端子１９０５などを含む。この表示装置は、上述した実
施の形態で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部１９０３および
駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置な
どがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、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。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い表示
装置、特に２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することがで
きる。
【０２３１】
また、本発明のＴＦＴを有する薄膜集積回路に加えてアンテナなどを形成することによっ
て、非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることもで
きる。また、ＩＣタグを様々な電子機器に貼り付けることにより、電子機器の流通経路な
どを明確にすることができる。
【０２３２】
また、図１０（Ｅ）はパスポート１９４１に無線ＩＣタグ１９４２を付けている状態を示
している。また、パスポート１９４１に無線ＩＣタグを埋め込んでもよい。同様にして、
運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチ
ェック（Ｔ／Ｃ）、健康保険証、住民票、戸籍謄本などに無線ＩＣタグを付けたり埋め込
むことができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ＩＣタグに入力してお
き、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。これ
は、上述した他の実施の形態で示したメモリを用いることにより実現できる。このように
タグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。このほ
かに、無線ＩＣタグをメモリとして用いることも可能である。また、無線ＩＣタグを包装
用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に設けること
により、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【０２３３】
また、図１１で示す携帯電話機は、操作スイッチ類９０４、マイクロフォン９０５などが
備えられた本体（Ａ）９０１と、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０９、ス
ピーカ９０６などが備えられた本体（Ｂ）９０２とが、蝶番９１０で開閉可能に連結され
ている。表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、回路基板９０７と共に本
体（Ｂ）９０２の筐体９０３の中に収納される。表示パネル（Ａ）９０８及び表示パネル
（Ｂ）９０９の画素部は筐体９０３に形成された開口窓から視認できるように配置される
。
【０２３４】
表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、その携帯電話機９００の機能に
応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル（Ａ）９０８
を主画面とし、表示パネル（Ｂ）９０９を副画面として組み合わせることができる。
【０２３５】
本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い携帯情報端末を実現するこ
とができる。
【０２３６】
本実施の形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得
る。例えば、蝶番９１０の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機として
も良い。また、操作スイッチ類９０４、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０
９を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また
、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施の形態の構成を適用しても、同様な効果
を得ることができる。
【０２３７】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至７のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３８】
本発明の構成、即ちゲート電極と重なるＬＤＤ領域をドレイン側のみに備えたＴＦＴは、
ドレイン近傍の電界強度を緩和でき、回路の劣化を抑えることができる。加えて、寄生容
量を低減できるため、回路の消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【０２３９】
１０１ 絶縁表面を有する基板
１０２ 第１絶縁膜
１０３ 半導体層
１０４ 第２絶縁膜
１０５ａ 第１導電層
１０５ｂ 第１導電層
１０６ａ 第２導電層
１０６ｂ 第２導電層
１０７ａ レジストパターン
１０７ｂ レジストパターン
１０９ 低濃度の一導電型不純物領域
１１０ 高濃度の一導電型不純物領域
１１１ 高濃度の一導電型不純物領域
１１２ 第３絶縁膜
１１３ 第４絶縁膜
１１４ ソース電極
１１５ ドレイン電極
２０１ レチクル
２０２ 遮光部
２０３ スリット部
２０４ 透光部
２０５ レチクル
２０６ 遮光部
２０７ スリット部
２０８ 透光部
２０９ 光強度分布
２１０ レチクル
２１１ 遮光部
２１２ 半透光部
２１３ 透光部
２１４ 光強度分布
３０１ 基板
３０２ 第１絶縁膜
３０３ 半導体層
３０４ 第２絶縁膜
３０５ａ 第１導電層
３０５ｂ 第１導電層
３０６ａ 第２導電層
３０６ｂ 第２導電層
３０７ａ レジストパターン
３０７ｂ レジストパターン
４００ 基板
４０１ 遮光部
４０２ 半透膜が設けられた部分
４０３ａ 非露光領域
４０３ｂ 露光領域
５００ 基板
５０２ 半導体層
５０３ 半導体層
５０４ ゲート絶縁層
５０５ 第１の導電膜
５０６ 第２の導電膜
５０７ ゲート絶縁層
５０８ 絶縁層
５２０ 第２のＴＦＴ部
５２１ 第１のゲート電極層
５２２ 第２のゲート電極層
５２３ レジストパターン
５２４ａ 低濃度不純物領域
５２４ｂ 低濃度不純物領域
５２５ａ 高濃度不純物領域
５２５ｂ 高濃度不純物領域
５２６ａ 低濃度不純物領域
５２６ｂ 低濃度不純物領域
５２９ レジストパターン
５３０ 第１のＴＦＴ部
５３１ 第１のゲート電極層
５３２ 第２のゲート電極層
５３３ レジストパターン
５３４ａ 低濃度不純物領域
５３４ｂ 低濃度不純物領域
５３５ａ 高濃度不純物領域
５３５ｂ 高濃度不純物領域
５３６ 低濃度不純物領域
５３９ レジストパターン
５４０ 配線部
５４１ 第１の配線層
５４２ 第２の配線層
５４３ レジストパターン
５４９ レジストパターン
６１０ 基板
６１１ 下地絶縁膜
６１３ 絶縁膜
６２３ 第１の電極
６２４ 有機化合物を含む層
６２５ 第２の電極
６２６ 保護層
６２７ 充填材
６２８ シール材
６２９ 絶縁物
６３１ 異方性導電膜
６３２ ＦＰＣ
６３３ 封止基板
６３６ ｎチャネル型ＴＦＴ
６３７ ｐチャネル型ＴＦＴ
６３８ ｎチャネル型ＴＦＴ
６３９ ｐチャネル型ＴＦＴ
６８０ 絶縁物の周縁
７００ カソード側電源線
７０３Ｒ ＯＬＥＤ
７０３Ｇ ＯＬＥＤ
７０３Ｂ ＯＬＥＤ
７０４ ソース配線
７０５ ゲート配線
７０６Ｒ アノード側電源線
７０６Ｇ アノード側電源線
７０６Ｂ アノード側電源線
８０１ 島状の半導体層
８０２ 希ガス元素を含む半導体膜
８０３ 開口
８０５ 第２導電層
８０６ 絶縁膜
８０７ａ 高濃度不純物領域
８０７ｂ 高濃度不純物領域
８０７ｃ 高濃度不純物領域
８０８ 層間絶縁膜
８０９ ソース配線
８１０ ドレイン配線
９００ 携帯電話機
９０１ 本体（Ａ）
９０２ 本体（Ｂ）
９０３ 筐体
９０４ 操作スイッチ類
９０５ マイクロフォン
９０６ スピーカ
９０７ 回路基板
９０８ 表示パネル（Ａ）
９０９ 表示パネル（Ｂ）
９１０ 蝶番
１２０１ ソース側駆動回路
１２０２ 画素部
１２０３ ゲート側駆動回路
１２０４ 封止基板
１２０５ シール材
１２０７ 接続領域
１２０８ 端子部
１２０９ ＦＰＣ
１２１０ 基板
１３０１ 駆動ＩＣ
１３０２ 画素部
１３０４ 封止基板
１３０５ シール材
１３０７ 接続領域
１３０８ 端子部
１３０９ ＦＰＣ
１３１０ 基板
１９０１ 筐体
１９０２ 支持台
１９０３ 表示部
１９０４ スピーカ
１９０５ ビデオ入力端子
１９４１ パスポート
１９４２ 無線ＩＣタグ
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０４ 操作キー
２１０６ シャッター
２２０１ 本体
２２０２ 筐体
２２０３ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２４０１ 本体
２４０２ 筐体
２４０３ 表示部Ａ
２４０４ 表示部Ｂ
２４０５ 記録媒体読込部
２４０６ 操作キー
２４０７ スピーカー部
【技術分野】
【０００１】
本発明は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）で構成された回路を有する半導体装
置およびその作製方法に関する。例えば、液晶表示パネルに代表される電気光学装置や有
機発光素子を有する発光表示装置を部品として搭載した電子機器に関する。
【０００２】
なお、本明細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装
置全般を指し、電気光学装置、半導体回路および電子機器は全て半導体装置である。
【背景技術】
【０００３】
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜（厚さ数〜数百ｎｍ程度）を用
いて薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を構成する技術が注目されている。薄膜トランジスタは
ＩＣや電気光学装置のような電子デバイスに広く応用され、特に画像表示装置のスイッチ
ング素子として開発が急がれている。
【０００４】
特に、マトリクス状に配置された表示画素毎にＴＦＴからなるスイッチング素子を設け
たアクティブマトリクス型の表示装置（液晶表示装置や発光表示装置）が盛んに開発され
ている。
【０００５】
アクティブマトリクス型の表示装置においては、画素部において有効画面領域を広げる
開発が進められている。有効画面領域の面積を大きくするには画素部に配置されるＴＦＴ
（画素ＴＦＴ）の占める面積をできるだけ小さくする必要に迫られている。また、製造コ
ストの低減を図るために駆動回路を画素部と同一基板上に作り込む開発も進められている
。中でも、ポリシリコン膜を用いたＴＦＴは、アモルファスシリコン膜を用いたＴＦＴよ
りも電界効果移動度が高いので高速動作が可能である。
【０００６】
表示装置に搭載されるモジュールには、機能ブロックごとに画像表示を行う画素部や、
ＣＭＯＳ回路を基本としたシフトレジスタ回路、レベルシフタ回路、バッファ回路、サン
プリング回路などの画素部を制御するための駆動回路が一枚の基板上に形成される。
【０００７】
同一基板上に駆動回路と画素部を形成した場合、駆動回路をＴＡＢ方式で実装したものと
比べて、額縁部と呼ばれる画素領域以外の領域が占める面積が大きくなる傾向がある。額
縁部の面積を小さくするために、駆動回路を構成する回路規模を小さくする必要にも迫ら
れている。
【０００８】
特に、有機発光素子（ＥＬ素子）をマトリクス状に配置した発光表示装置においては、１
つの画素に役割の異なる複数のＴＦＴが必要とされている。また、液晶表示装置において
も、１つの画素にスイッチング用のＴＦＴとＳＲＡＭなどの記憶素子とを形成する試みが
なされている。また、同一基板上に画素部と駆動回路とを形成する場合においても、でき
るだけ小型化することが望まれている。
【０００９】
特許文献１は、片側側部が薄いゲート電極を有する電界効果トランジスタが開示されてい
る。特許文献１の電界効果トランジスタは、ゲート電極の形状を断面Ｌ字状とし、そのＬ
字の背面部に沿って側壁スペーサを形成し、その側壁スペーサを設けたゲート電極をマス
クとして高濃度にイオンを注入することでドレイン側にのみ低濃度ドレインを有する（Ｌ
ＤＤ：Ｌｉｇｈｔｌｙ Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）構造としている。また、ゲート電極の
Ｌ字の表面にシリサイド層を形成している。
【００１０】
また、特許文献２は、片側にＬＤＤ領域を有する薄膜トランジスタが開示されている。特
許文献２の薄膜トランジスタは、ゲート電極の一側のみに側壁スペーサを設けている。特
許文献２には、イオン注入の時、側壁スペーサをマスクとして側壁スペーサの下部の高濃
度ドレイン領域は、傾斜した接続構造を有し、この傾斜した接合構造はＬＤＤ構造と同一
の効果があると記載されている。
【００１１】
また、特許文献３は、ソース側とドレイン側で幅の異なるサイドウォールを形成し、高濃
度不純物拡散層形成のためのイオン注入を行う半導体装置の作製方法が開示されている。
【００１２】
また、本出願人は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助
パターンを設置したフォトマスク或いはレチクルをゲート電極形成用フォトリソグラフィ
工程に適用したＴＦＴ作製工程を特許文献４で開示している。
【００１３】
また、本出願人は、ゲート電極が２層、且つ、片側にＬＤＤ領域を有する薄膜トランジス
タを特許文献５で開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平１０−９８１８９号公報
【特許文献２】特開平７−１４２７３４号公報
【特許文献３】特開平１０−３２３２７号公報
【特許文献４】特開２００２−１５１５２３
【特許文献５】特開２０００−２２８５２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した特許文献１、特許文献２、及び特許文献３の技術は、いずれも側壁スペーサ（
サイドウォールとも呼ばれる）を形成する工程を必要不可欠としている。
【００１６】
本発明は、側壁スペーサを形成することなく、且つ、工程数を増やすことなく、自己整
合的にＬＤＤ領域を少なくとも一つ備えたＴＦＴを提供する。
【００１７】
また、同一基板上に、工程数を増やすことなく、様々なＴＦＴ、例えば、チャネル形成
領域の片側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴと、チャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を有す
るＴＦＴとを形成する作製方法を提供する。
【００１８】
また、側壁スペーサの幅（チャネル長方向の長さ）は、エッチバックする前の絶縁膜の膜
厚に依存し、例えば０．５μｍ以上とすることは困難である。従って、特許文献１、特許
文献２、及び特許文献３の技術は、自己整合的に０．５μｍ以上の幅を有するＬＤＤ領域
の形成も困難である。本発明は、自己整合的に０．５μｍ以上の幅を有するＬＤＤ領域の
形成を実現することも課題としている。
【００１９】
また、本発明は、液晶表示装置に代表される電気光学装置、ＥＬ素子を有する発光装置、
ならびに半導体装置において、今後のさらなる高精細化（画素数の増大）、小型化に伴う
各表示画素ピッチの微細化、及び画素部を駆動する駆動回路の集積化を進められるように
、複数の素子を限られた面積に形成し、素子が占める面積を縮小して集積することを課題
とする。そして、電気光学装置や発光装置の画質を向上させる、或いは様々な回路を集積
化して小型化を図ることにより、それを備える電子機器の品質を向上させることを課題と
する。
【００２０】
また、本発明は、動作性能および信頼性の高い回路を備えた半導体装置を提供することを
課題とする。そして、半導体装置の信頼性を向上させることにより、それを備える電子機
器の信頼性を向上させることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターン
を設置したフォトマスクまたはレチクルをゲート電極形成用のフォトリソグラフィ工程に
適用して膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域を有する左右非対称
のレジストパターン（レジストパターンの断面形状がゲート電極の幅、または長手方向に
非対称形）を形成し、段差を有するゲート電極を形成し、ゲート電極の膜厚の薄い領域を
通過させて半導体層に不純物元素を注入して、自己整合的にＬＤＤ領域を形成する作製方
法を特徴の一つとしている。本発明のＴＦＴ構造は、チャネル形成領域と、高濃度に不純
物元素を添加して形成するドレイン領域との間に低濃度に不純物元素を添加した領域を一
つ設けたものであり、この領域をＬＤＤ領域と呼ぶ。
【００２２】
また、得られる構造も本発明の特徴の一つであり、段差を有するゲート電極、即ち、膜
厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域を有するゲート電極を有し、ゲ
ート電極の膜厚の薄い領域と絶縁層を介して重なるＬＤＤ領域を有していることを特徴の
一つとしている。ゲート電極の膜厚の薄い領域と絶縁層を介して重なるＬＤＤ領域を有し
ている構造とすることで、ドレイン近傍の電界強度が緩和されてホットキャリア注入を防
ぎ、劣化現象の防止に有効である。
【００２３】
また、ゲート電極と重なるＬＤＤ領域をＬｏｖ領域とも呼ぶ。特許文献４では、左右対称
のレジストパターンを形成し、チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を形成する構成を開
示している。一方、本発明は、左右非対称のレジストパターンを形成し、チャネル形成領
域の片側にＬｏｖ領域を形成する構成を開示する。
【００２４】
本明細書で開示する発明の構成は、絶縁表面を有する基板上方に半導体層と、前記半導体
層上方にゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に導電層の積層からなるゲート電極とを有
し、前記半導体層は、チャネル形成領域と、前記チャネル形成領域の両側に２つの第１の
不純物領域と、一方の第１の不純物領域と前記チャネル形成領域との間に一つの第２の不
純物領域とを含み、ゲート電極の積層の一つを構成する第１の導電層は、チャネル形成領
域及び第２の不純物領域と少なくとも重なり、ゲート電極の積層の一つを構成する第２の
導電層は、第１の導電層上に接し、且つ、前記チャネル形成領域と重なる半導体装置であ
る。
【００２５】
上記構成において、前記第１の導電層と前記第２の導電層は、異なる材料であることを
特徴の一つとしている。前記第１の導電層と前記第２の導電層とを異なる材料とすること
で、エッチングレートに差を設けることができ、より上記構成を形成しやすくすることが
できる。
【００２６】
また、上記構成において、前記第１の導電層の膜厚は、前記第２の導電層よりも薄いこ
とを特徴の一つとしている。前記第１の導電層を薄くすることによって、不純物元素を第
１の導電層を通過させて半導体層に添加する際、第２の不純物領域の形成を形成しやすく
することができる。
【００２７】
また、前記第２の導電層の幅は、前記チャネル形成領域の幅と同一であることを特徴の
一つとしている。第２の導電層の幅が、チャネル形成領域の幅と同一であることは、第１
の不純物領域及び第２の不純物領域が自己整合的に形成されていることを示している。
【００２８】
また、同一基板上に異なる構造のＴＦＴを同時に作製することができ、他の発明の構成
は、同一基板上に第１の半導体層を有する第１の薄膜トランジスタと、第２の半導体層を
有する第２の薄膜トランジスタとを有する半導体装置であり、絶縁表面を有する基板上方
に第１の半導体層及び該第１の半導体層と離間して配置された第２の半導体層と、前記第
１の半導体層及び第２の半導体層上方にゲート絶縁層と、前記ゲート絶縁層上に導電層の
積層からなる第１のゲート電極及び第２のゲート電極とを有し、前記第１の半導体層は、
第１のチャネル形成領域と、前記第１のチャネル形成領域の両側に２つの第１の不純物領
域と、一方の第１の不純物領域と前記第１のチャネル形成領域との間に一つの第２の不純
物領域とを含み、前記第１のチャネル形成領域は、ゲート絶縁層を介して第１のゲート電
極と重なり、第１のゲート電極の積層の一つを構成する第１の導電層は、第１のチャネル
形成領域及び第２の不純物領域と少なくとも重なり、第１のゲート電極の積層の一つを構
成する第２の導電層は、第１の導電層上に接し、且つ、前記第１のチャネル形成領域と重
なり、前記第２の半導体層は、第２のチャネル形成領域と、前記第２のチャネル形成領域
の両側に２つの第１の不純物領域と、該第１の不純物領域と前記第２のチャネル形成領域
との間に一つの第２の不純物領域とを含み、前記第２のチャネル形成領域は、ゲート絶縁
層を介して第２のゲート電極と重なっており、第２のゲート電極の積層の一つを構成する
第１の導電層は、第２のチャネル形成領域及び２つの第２の不純物領域と少なくとも重な
り、第２のゲート電極の積層の一つを構成する第２の導電層は、第１の導電層上に接し、
且つ、前記第２のチャネル形成領域と重なっている半導体装置である。
【００２９】
上記構成によって、チャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を２つ有するＴＦＴと、チャ
ネル形成領域の片側に１つ有するＴＦＴとを同一基板上に形成し、それぞれに適した回路
に用いることができる。片側にＬＤＤ領域を有するトランジスタは、ソース及びドレイン
電極間に正電圧のみ、もしくは負電圧のみが印加されるトランジスタに適用すればよい。
具体的には、インバータ回路、ＮＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ラッチ回路といった論理ゲー
トを構成するトランジスタや、センスアンプ、定電圧発生回路、ＶＣＯといったアナログ
回路を構成するトランジスタに適用すればよい。
【００３０】
また、上記構造を実現するための作製工程も発明の一つであり、その発明の構成は、半
導体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に導電膜を形成し、前記導電膜上に、回折格子
パターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いて、膜厚の厚い領域と
、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するレジストパターンを形成し、前記導
電膜のエッチングを選択的に行って、膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の
薄い領域とを有するゲート電極を形成し、前記ゲート電極の膜厚の厚い領域及び膜厚の薄
い領域をマスクとして前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導体層のうちゲート
電極に重なるチャネル形成領域の両側に位置する第１の不純物領域と、前記ゲート電極の
膜厚の薄い領域を通過させて前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導体層のうち
膜厚の薄い前記ゲート電極と重なる領域に第２の不純物領域とを形成する。なお、回折格
子パターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いることによって、前
記レジストパターンの断面形状はゲート電極の幅または長さ方向に実質的に非対称となる
ように形成することを特徴としている。本明細書では、断面形状とは、基板平面に垂直な
面で切断した面を指すものとする。
【００３１】
また、工程短縮のため、１回のドーピングで形成してもよく、その発明の構成は、半導
体層上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に導電膜を形成し、前記導電膜上に、回折格子パ
ターン、或いは半透部を有するフォトマスク又はレチクルを用いて、膜厚の厚い領域と、
片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するレジストパターンを形成し、前記導電
膜のエッチングを選択的に行って、膜厚の厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄
い領域とを有するゲート電極を形成し、前記半導体層に不純物元素を注入して、前記半導
体層のうちゲート電極に重なるチャネル形成領域の両側に第１の不純物領域と、前記半導
体層のうち膜厚の薄い前記ゲート電極と重なる領域に第２の不純物領域とを形成する半導
体装置の作製方法である。
【００３２】
上記各作製方法において、前記半導体層のうち膜厚の厚い前記ゲート電極と重なる領域は
チャネル形成領域となり、該チャネル形成領域は、前記第１の不純物領域と前記第２の不
純物領域との間に接して配置することを特徴としている。このような構造とすることでチ
ャネル形成領域の両側にＬＤＤ領域を有するＴＦＴに比べて高速駆動させることができ、
占有面積も縮小できる。
【００３３】
また、上記各作製方法において、前記導電層は異なる導電材料の積層であることを特徴
としている。異なる導電材料の積層であれば、エッチングレートの差を利用して、膜厚の
厚い領域と、片側側部に前記領域より膜厚の薄い領域とを有するゲート電極を形成するこ
とが容易となる。
【００３４】
本発明により、工程数を増やすことなく、少なくとも片側に０．５μｍ以上、好ましく
は１μｍ〜１．５μｍ、さらには２μｍ以上の幅（チャネル長Ｌ方向の長さ）のＬＤＤ領
域を自己整合的に設けることが可能となる。ＬＤＤ領域の幅は長ければ長いほど、ドレイ
ン近傍の電界強度が緩和されてホットキャリア注入を防ぎ、劣化現象の防止に有効である
。
【００３５】
また、このＬＤＤ領域は、ゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっていることを特徴とし
ている。両側にゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっているＬＤＤ領域を有するＴＦＴに
比べ、片側にゲート電極の膜厚の薄い領域と重なっているＬＤＤ領域を有する本発明のＴ
ＦＴは、重なる部分が少ないため寄生容量が小さく、且つ、占有面積を縮小することがで
きる。
【００３６】
また、本発明は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パ
ターンを設置したフォトマスクまたはレチクルを用いることによって、ゲート電極の膜厚
の薄い領域の幅を自由に設定でき、そのゲート電極をマスクとして自己整合的に形成でき
るＬＤＤ領域の幅を自由に設定することができる。回折格子パターン、或いは半透部を有
するフォトマスク又はレチクルを用いて、工程を増やすことなくレジストパターンをゲー
ト電極の幅または長さ方向に非対称形状とし、その非対称形状を露光条件によって正確に
制御することができる。また、選択的に補助パターンを設置したフォトマスクまたはレチ
クルを用いれば同一の露光条件によって、ゲート電極の幅または長さ方向に実質的に対称
な形状の第１レジストパターンと、ゲート電極の幅または長さ方向に非対称形状の第２レ
ジストパターンとを同一平面上に形成することができる。この第１レジストパターンを用
いてゲート電極を形成すると、断面形状がチャネル長方向に対称な形状の第１ゲート電極
が形成され、第２レジストパターンを用いてゲート電極を形成すると断面形状がチャネル
長方向に非対称な形状の第２ゲート電極が形成できる。
【００３７】
また、ドーピングの条件によっては不純物元素が膜厚の厚いゲート電極の下方への廻り込
んで半導体層に注入され、膜厚の厚いゲート電極と重なり、且つ濃度勾配を有する不純物
領域（低濃度不純物領域とも呼ぶ）が０．１μｍ程度生じる場合もある。従って、チャネ
ル形成領域の一方側で膜厚の厚いゲート電極と重なり、且つ濃度勾配を有する不純物領域
（０．１μｍ程度）と、チャネル形成領域のもう一方側で膜厚の薄いゲート電極と重なり
、且つＬＤＤ領域（０．５μｍ以上）とを有するＴＦＴ構造を提供することもできる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明は、側壁スペーサを形成することなく、且つ、工程数を増やすことなく、自己整
合的にＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを提供することができる
。ＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを用いることで、複数の素子
を限られた面積に形成し、素子及び回路が占める面積を縮小して集積することができる。
【００３９】
さらに、ＬＤＤ領域をチャネル形成領域の片側のみに備えたＴＦＴを用いることで、寄
生容量や寄生抵抗を小さくすることができる。
【００４０】
また、チャネル形成領域の片側のみに形成されたＬＤＤ領域の幅を０．５μｍ以上、好
ましくは１．５μｍ〜２μｍ、さらには２μｍ以上の幅とすることができる。従って、本
発明は、動作性能および信頼性の高い回路を備えた半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態１）
【図２】露光マスクの上面図及び光強度分布を示す図（実施の形態２）
【図３】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態３）
【図４】半導体装置の作製工程を示す断面図。（実施の形態４）
【図５】発光装置の断面図。（実施の形態５）
【図６】画素部における上面図。（実施の形態５）
【図７】画素部における等価回路を示す図。（実施の形態５）
【図８】マルチゲート構造のＴＦＴの断面図及び上面図。（実施の形態６）
【図９】モジュールの一例を示す図。
【図１０】電子機器の一例を示す図。
【図１１】電子機器の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は以
下に示す実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を
許容するものである。
【００４３】
（実施の形態１）
本実施の形態は、ＴＦＴのゲート電極をイオンドーピング時のマスクとして用い、チャネ
ル形成領域の片側のみに低濃度不純物領域を自己整合的に形成するための工程について示
す。
【００４４】
まず、絶縁表面を有する基板１０１上に第１絶縁膜（下地絶縁膜）１０２を形成する。絶
縁表面を有する基板１０１としては、透光性を有する基板、例えばガラス基板、結晶化ガ
ラス基板、もしくはプラスチック基板を用いることができる。後に形成される薄膜トラン
ジスタをトップエミッション型（上方射出型）の発光表示装置に適用する場合、或いは反
射型の液晶表示装置に適用する場合にはセラミックス基板、半導体基板、金属基板等も用
いることができる。
【００４５】
第１絶縁膜１０２としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
（ＳｉＯｘＮｙ）等の絶縁膜を用いる。次いで、第１絶縁膜１０２上に半導体層１０３を
形成する。
【００４６】
半導体層１０３は、公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法
等）により非晶質構造を有する半導体膜を形成し、加熱処理により結晶化された結晶性半
導体膜を形成し、結晶性半導体膜上にレジスト膜を形成した後、露光および現像を行って
得られた第１のレジストマスクを用いて所望の形状にパターニングして形成する。
【００４７】
この半導体層１０３の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の厚さで形成
する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリコンゲルマ
ニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【００４８】
上記加熱処理とは、加熱炉、レーザ照射、若しくはレーザ光の代わりにランプから発する
光の照射（以下、ランプアニールと表記する）、又はそれらを組み合わせて用いることが
できる。
【００４９】
また、ニッケルなどの触媒を添加した後に上記加熱処理を行う熱結晶化法により結晶性半
導体膜を形成してもよい。なお、ニッケルなどの触媒を用いた熱結晶化法を用いて結晶化
を行って結晶質半導体膜を得た場合は、結晶化後にニッケルなどの触媒を除去するゲッタ
リング処理を行うことが好ましい。
【００５０】
また、レーザー結晶化法で結晶質半導体膜を作製する場合には、連続発振型のレーザビ
ーム（ＣＷレーザビーム）やパルス発振型のレーザビーム（パルスレーザビーム）を用い
ることができる。ここで用いることができるレーザビームは、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、
エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ
２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２
Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ
、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレー
ザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ
、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いる
ことができる。このようなレーザビームの基本波、及びこれらの基本波の第２高調波から
第４高調波のレーザビームを照射することで、大粒径の結晶を得ることができる。例えば
、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調
波（３５５ｎｍ）を用いることができる。このときレーザ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
、走査速度を１０〜２０００ｃｍ／ｓｅｃ程度として照射する。
【００５１】
なお、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３
、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ
３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａ
のうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、Ａｒイオンレーザ、ま
たはＴｉ：サファイアレーザは、連続発振をさせることが可能であり、Ｑスイッチ動作や
モード同期などを行うことによって１０ＭＨｚ以上の発振周波数でパルス発振をさせるこ
とも可能である。１０ＭＨｚ以上の発振周波数でレーザビームを発振させると、半導体膜
がレーザによって溶融してから固化するまでの間に、次のパルスが半導体膜に照射される
。従って、発振周波数が低いパルスレーザを用いる場合と異なり、半導体膜中において固
液界面を連続的に移動させることができるため、走査方向に向かって連続的に成長した結
晶粒を得ることができる。
【００５２】
媒質としてセラミック（多結晶）を用いると、短時間かつ低コストで自由な形状に媒質
を形成することが可能である。単結晶を用いる場合、通常、直径数ｍｍ、長さ数十ｍｍの
円柱状の媒質が用いられているが、セラミックを用いる場合はさらに大きいものを作るこ
とが可能である。
【００５３】
発光に直接寄与する媒質中のＮｄ、Ｙｂなどのドーパントの濃度は、単結晶中でも多結
晶中でも大きくは変えられないため、濃度を増加させることによるレーザの出力向上には
ある程度限界がある。しかしながら、セラミックの場合、単結晶と比較して媒質の大きさ
を著しく大きくすることができるため大幅な出力向上が期待できる。
【００５４】
さらに、セラミックの場合では、平行六面体形状や直方体形状の媒質を容易に形成する
ことが可能である。このような形状の媒質を用いて、発振光を媒質の内部でジグザグに進
行させると、発振光路を長くとることができる。そのため、増幅が大きくなり、大出力で
発振させることが可能になる。また、このような形状の媒質から射出されるレーザビーム
は射出時の断面形状が四角形状であるため、丸状のビームと比較すると、線状ビームに整
形するのに有利である。このように射出されたレーザビームを、光学系を用いて整形する
ことによって、短辺の長さ１ｍｍ以下、長辺の長さ数ｍｍ〜数ｍの線状ビームを容易に得
ることが可能となる。また、励起光を媒質に均一に照射することにより、線状ビームは長
辺方向にエネルギー分布の均一なものとなる。
【００５５】
この線状ビームを半導体膜に照射することによって、半導体膜の全面をより均一にアニ
ールすることが可能になる。線状ビームの両端まで均一なアニールが必要な場合は、その
両端にスリットを配置し、エネルギーの減衰部を遮光するなどの工夫が必要となる。
【００５６】
このようにして得られた強度が均一な線状ビームを用いて半導体膜をアニールし、この
半導体膜を用いて電子機器を作製すると、その電子機器の特性は、良好かつ均一である。
【００５７】
次いで、必要があれば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）のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）を質
量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。
【００５８】
次いで、第１のレジストマスクを除去した後、フッ酸を含むエッチャントで酸化膜を除去
すると同時に半導体層の表面を洗浄する。そして、半導体層を覆う第２絶縁膜（ゲート絶
縁膜）１０４を形成する。第２絶縁膜１０４はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法または
熱酸化法を用い、厚さを１〜２００ｎｍ、好ましくは７０ｎｍ〜１２０ｎｍとする。第２
絶縁膜１０４としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜など
の絶縁膜から成る膜を形成する。ここでは、プラズマＣＶＤ法により１１５ｎｍの厚さで
酸化窒化シリコン膜（組成比Ｓｉ＝３２％、Ｏ＝５９％、Ｎ＝７％、Ｈ＝２％）で形成す
る。
【００５９】
また、基板、下地膜としての絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層などを形成し
た後、プラズマ処理を用いて酸化または窒化を行うことにより前記基板、下地膜としての
絶縁層、半導体層、ゲート絶縁層、層間絶縁層表面を酸化または窒化してもよい。プラズ
マ処理を用いて半導体層や絶縁層を酸化または窒化すると、当該半導体層や絶縁層の表面
が改質され、ＣＶＤ法やスパッタ法により形成した絶縁膜と比較してより緻密な絶縁膜と
することができる。よって、ピンホール等の欠陥を抑制し半導体装置の特性等を向上させ
ることが可能となる。また上記の様なプラズマ処理は、ゲート電極層、ソース電極層、ド
レイン電極層、配線層などにも行うことができ、窒化又は酸化を行うことによって窒化膜
、酸化膜を形成することができる。
【００６０】
なお、プラズマ処理により膜を酸化する場合には、酸素雰囲気下（例えば、酸素（Ｏ２）
と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下または酸素
と水素（Ｈ２）と希ガス雰囲気下または一酸化二窒素と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理
を行う。一方、プラズマ処理により膜を窒化する場合には、窒素雰囲気下（例えば、窒素
（Ｎ２）と希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）雰囲気下ま
たは窒素と水素と希ガス雰囲気下またはＮＨ３と希ガス雰囲気下）でプラズマ処理を行う
。希ガスとしては、例えばＡｒを用いることができる。また、ＡｒとＫｒを混合したガス
を用いてもよい。そのため、プラズマ処理によって形成される絶縁膜は、プラズマ処理に
用いた希ガス（Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅの少なくとも一つを含む）を含んでおり、
Ａｒを用いた場合には絶縁膜にＡｒが含まれている。
【００６１】
また、第２絶縁膜１０４にプラズマ処理を行う場合、プラズマ処理は、上記ガスの雰囲
気中において、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上であり、プラズマの電子温度が１．
５ｅＶ以下で行う。より詳しくいうと、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上１×１０１
３ｃｍ−３以下で、プラズマの電子温度が０．５ｅＶ以上１．５ｅＶ以下で行う。プラズ
マの電子密度が高密度であり、基板上に形成された被処理物（ここでは、ゲート絶縁層と
して機能する第２絶縁膜１０４）付近での電子温度が低いため、被処理物に対するプラズ
マによる損傷を防止することができる。また、プラズマの電子密度が１×１０１１ｃｍ−
３以上と高密度であるため、プラズマ処理を用いて、被照射物を酸化または窒化すること
よって形成される酸化物または窒化膜は、ＣＶＤ法やスパッタ法等により形成された膜と
比較して膜厚等が均一性に優れ、且つ緻密な膜を形成することができる。また、プラズマ
の電子温度が１．５ｅＶ以下と低いため、従来のプラズマ処理や熱酸化法と比較して低温
度で酸化または窒化処理を行うことができる。たとえば、ガラス基板の歪点よりも１００
度以上低い温度でプラズマ処理を行っても十分に酸化または窒化処理を行うことができる
。なお、プラズマを形成するための周波数としては、マイクロ波（２．４５ＧＨｚ）等の
高周波を用いることができる。なお、以下に特に断らない場合は、プラズマ処理として上
記条件を用いて行うものとする。
【００６２】
次いで、第１導電層１０５ａと第２導電層１０６ａの積層を形成する。また、積層は、
第１導電層と第２導電層の２層に限定されず、３層以上としてもよい。
【００６３】
第１導電層はタングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル
（ＴａＮ）またはモリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする
合金もしくは化合物を２０〜５０ｎｍの厚さで形成する。また、第２導電層はタングステ
ン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、窒化タンタル（ＴａＮ）またはモリブデ
ン（Ｍｏ）などの高融点金属、又は高融点金属を主成分とする合金もしくは化合物で２０
０〜６００ｎｍの厚さに形成する。
【００６４】
ここでは、２層、即ち、第１導電層と第２導電層をそれぞれ異なる導電材料として用い
、後に行うエッチング工程でエッチングレートの差が生じるようにする。第１導電層とし
てはＴａＮを用い、第２導電層としてはタングステン膜を用いる。
【００６５】
次いで、第２導電層１０６ａ上にレジスト膜を全面に塗布した後、図１（Ａ）に示すマス
クを用いて露光を行う。ここでは、膜厚１．５μｍのレジスト膜を塗布し、露光は、解像
度が１．５μｍの露光機を用いる。露光に用いる光は、ｉ線（波長３６５ｎｍ）であり、
露光エネルギーは、２０〜１４０ｍＪ／ｃｍ２の範囲から選択する。また、ｉ線に限定さ
れず、ｉ線とｇ線（波長４３６ｎｍ）とｈ線（波長４０５ｎｍ）とを混合させた光を露光
に用いてもよい。
【００６６】
図１（Ａ）において、露光マスクは、Ｃｒなどの金属膜からなる遮光部４０１と、光強度
低減機能を有する補助パターンとして、半透膜が設けられた部分（半透部とも呼ぶ）４０
２とが基板４００に設置されている。露光マスクの断面図において、遮光部４０１の幅は
ｔ１と示し、半透膜のみが設けられた部分４０２の幅はｔ２と示している。ここでは露光
マスクの一部として半透膜を用いた例を示したが、回折格子パターンを用いてもよい。
【００６７】
図１（Ａ）に示す露光マスクを用いてレジスト膜の露光を行うと、非露光領域４０３ａと
露光領域４０３ｂが形成される。露光時には、光が遮光部４０１の回り込みや半透膜を通
過することによって図１（Ａ）に示す露光領域４０３ｂが形成される。
【００６８】
そして、現像を行うと、露光領域４０３ｂが除去されて、図１（Ｂ）に示すように、膜厚
の厚い領域と、該領域より膜厚の薄い領域を片側側部に有する左右非対称のレジストパタ
ーン１０７ａが第２導電層１０６ａ上に得られる。左右非対称のレジストパターン１０７
ａにおいて、膜厚の薄い領域は、露光エネルギーを調節することでレジスト膜厚を調節す
ることができる。
【００６９】
次に、ドライエッチングにより第２導電層１０６ａ及び第１導電層１０５ａのエッチン
グを行う。エッチングガスには、ＣＦ４、ＳＦ６、Ｃｌ２、Ｏ２を用いる。エッチング速
度の向上にはＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）や
ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｚｍａ）などの高密度プラズ
マ源を用いたドライエッチング装置を用いる。なお、エッチング条件によっては、第２絶
縁膜１０４もエッチングされて、部分的に膜厚が薄くなる。
【００７０】
こうして図１（Ｃ）で示すように、第２絶縁膜１０４上に第１導電層１０５ｂ、第２導電
層１０６ｂからなる導電積層パターンが形成される。エッチングによって、第１導電層１
０５ｂは、両側壁が露出し、さらに第２の導電層１０６ｂと重ならない領域が露出される
。なお、第１導電層１０５ｂの両側壁は、テーパー形状としてもよい。また、第２導電層
１０６ｂの両側壁もテーパー形状としてもよい。
【００７１】
次いで、レジストパターン１０７ｂを除去した後、半導体層１０３への一導電型不純物
の添加を行う。ここでは、一導電型不純物のイオンとしてリン（またはＡｓ）を用い、ｎ
チャネル型ＴＦＴを作製する。サイドウォールを形成することなく、導電積層パターンを
用いて自己整合的にＬＤＤ領域やソース領域やドレイン領域を形成することができる。
【００７２】
ゲート電極の外側に位置するソース領域及びドレイン領域を形成するためのドーピング処
理を行う場合、導電積層パターンをマスクとして一導電型不純物のイオンを半導体層１０
３に添加して高濃度の一導電型不純物領域１１０、１１１を形成すればよい。高濃度の一
導電型不純物領域１１０、１１１の不純物濃度は１×１０１９〜５×１０２１／ｃｍ３（
ＳＩＭＳ測定でのピーク値）とする。
【００７３】
また、ゲート電極とオーバーラップするＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行
う場合、第２導電層と積層していない領域の第１導電層１０５ｂを通過させて、一導電型
不純物のイオンを半導体層１０３に添加して低濃度の一導電型不純物領域１０９を形成す
ればよい。このドーピング条件として、第２導電層や第１導電層の膜厚にもよるが、この
場合には５０ｋＶ以上の加速電圧を要する。低濃度の一導電型不純物領域１０９の不純物
領域の不純物濃度は、ＬＤＤ領域を前提とすると１×１０１６〜５×１０１８／ｃｍ３（
ＳＩＭＳ測定でのピーク値）とする。
【００７４】
なお、ドーピングの順序は特に限定されず、先にソース領域及びドレイン領域を形成する
ためのドーピング処理を行った後、ＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行って
もよい。また、ＬＤＤ領域を形成するためのドーピング処理を行った後、ソース領域及び
ドレイン領域を形成するためのドーピング処理を行ってもよい。
【００７５】
また、ここではドーピング処理を２回に分けて異なる濃度の不純物領域の形成を行う例を
示したが、処理条件を調節して１回のドーピング処理で異なる濃度の不純物領域の形成を
行ってもよい。
【００７６】
また、ドーピングの前にレジストパターンを除去した例を示したが、ドーピング処理を行
った後でレジストパターンを除去してもよい。レジストパターンを残したままドーピング
を行うと、第２導電層の表面をレジストパターンで保護しながらドーピングを行うことが
できる。
【００７７】
なお、上記ドーピング処理の際、第２導電層と重なる位置の半導体層は、一導電型不純物
のイオンは添加されない領域となり、後に形成されるＴＦＴのチャネル形成領域として機
能する部分となる。
【００７８】
また、導電積層パターン（第１導電層１０５ｂ及び第２導電層１０６ｂ）が半導体層１０
３と交差する部位においてゲート電極となる。また、第１導電層１０５ｂのうち、第２の
導電層１０６ｂと重ならない領域がＬｏｖ領域の長さとなる。なお、Ｌｏｖ領域とは、ゲ
ート電極と重なる低濃度不純物領域を指している。ＴＦＴを有する回路の種類や用途に合
わせて、必要なＬｏｖ領域の長さを決定し、その長さに基づいて露光マスクやエッチング
条件を設定すればよい。
【００７９】
その後、窒化珪素を用いる第３絶縁膜１１２を形成する。そして、半導体層に添加され
た不純物元素の活性化および水素化を行う。
【００８０】
次いで、透光性を有する無機材料（酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコンな
ど）または、低誘電率の有機化合物材料（感光性又は非感光性の有機樹脂材料）を用いて
第４絶縁膜１１３を形成する。また、シロキサンを含む材料を用いて第４絶縁膜を形成し
てもよい。なお、シロキサンは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構
成される材料である。置換基として、少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、
芳香族炭化水素）が用いられる。置換基として、フルオロ基を用いてもよい。または置換
基として、少なくとも水素を含む有機基と、フルオロ基とを用いてもよい。
【００８１】
次いで、第３のフォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、層間絶縁膜と
して機能する第３絶縁膜１１２、及び第４絶縁膜１１３、及びゲート絶縁膜として機能す
る第２絶縁膜１０４を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。そして、レ
ジストからなるマスクを除去する。
【００８２】
次いで、第４絶縁膜１１３上にスパッタ法で金属積層膜を成膜した後、第４のフォトマ
スクを用いてレジストからなるマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、
半導体層に接するソース電極１１４またはドレイン電極１１５を形成する。
【００８３】
なお、ＴＦＴのソース電極１１４またはドレイン電極１１５と同時に接続電極（複数の
ＴＦＴ間を電気的に接続する電極）や端子電極（外部電源と接続するための電極）も第４
絶縁膜１１３上に形成することができる。そして、レジストからなるマスクを除去する。
なお、金属積層膜は、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜と、膜厚３５０ｎｍのＳｉを微量に含むＡ
ｌ膜と、膜厚１００ｎｍのＴｉ膜との３層積層とする。金属積層膜は、同じメタルスパッ
タ装置内で連続して形成することが好ましい。
【００８４】
以上の工程で、図１（Ｄ）に示したチャネル形成領域の片側のみに低濃度不純物領域を
有するトップゲート型ＴＦＴが完成する。また、図１（Ｄ）にチャネル長Ｌを示す。
【００８５】
以上のように、本実施形態は、回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度低減機能
を有する補助パターンを設置したフォトマスクを用いて露光することによって、左右非対
称な形状を有するレジストパターン１０７ａを形成し、そのレジストパターンを利用して
、左右非対称な形状を有するゲート電極を得ている。
【００８６】
従って、レジストパターン１０７ａの膜厚の薄い部分の長さを調節することによって、
自己整合的にＬｏｖ領域の長さを調節することができる。
【００８７】
例えば、バッファ回路に用いるｎチャネル型ＴＦＴを形成する場合において、チャネル
長Ｌを１０μｍ、Ｌｏｖ領域の長さを１〜１．５μｍとすることができる。この場合、ゲ
ート電極幅、即ち導電積層パターンの幅（チャネル長方向の幅）は、１１μｍ〜１１．５
μｍとなる。
【００８８】
本実施の形態では、ｎチャネル型ＴＦＴを用いて説明したが、ｎ型不純物元素に代えてｐ
型不純物元素を用いることによってｐチャネル型ＴＦＴを形成することができる。
【００８９】
また、同一基板上にｎチャネル型ＴＦＴとｐチャネル型ＴＦＴとを形成することができ
、これらのＴＦＴを相補的に組み合わせることによってＣＭＯＳ回路を構成することもで
きる。ＣＭＯＳ回路とは、少なくとも一つのｎチャネル型ＴＦＴと一つのｐチャネル型Ｔ
ＦＴとを有する回路（インバータ回路、ＮＡＮＤ回路、ＡＮＤ回路、ＮＯＲ回路、ＯＲ回
路、シフトレジスタ回路、サンプリング回路、Ｄ／Ａコンバータ回路、Ａ／Ｄコンバータ
回路、ラッチ回路、バッファ回路など）を指している。加えて、これらのＣＭＯＳ回路を
組み合わせることによってＳＲＡＭやＤＲＡＭなどのメモリ素子やその他の素子を基板上
に構成することができる。また、さまざまな素子や回路を集積してＣＰＵを基板上に構成
することも可能である。
【００９０】
また、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上に上記構造
（チャネル形成領域の片側のみにＬｏｖ領域を有する構造）のトップゲート型ＴＦＴと、
チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を有する構造であるトップゲート型ＴＦＴを形成す
ることもできる。
【００９１】
また、本実施の形態では、シングルゲート構造のトップゲート型ＴＦＴを用いて説明し
たが、チャネル形成領域を複数有するマルチゲート構造であるトップゲート型ＴＦＴも形
成することができる。また、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同
一基板上にシングルゲート構造のトップゲート型ＴＦＴと、マルチゲート構造であるトッ
プゲート型ＴＦＴを形成することもできる。
【００９２】
従って、工程数を増やすことなく、同一基板上に最適な構造のトランジスタを割り当てて
様々な回路を構成することができる。
【００９３】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で用いた回折格子パターン或いは半透膜からなる光強度
低減機能を有する補助パターンを設置した露光マスクについて図２を用いて説明する。
【００９４】
なお、図１（Ａ）では露光マスクの断面図を示しており、同様に、図２においても遮光
部の幅はｔ１と示し、補助パターンが設けられた部分の幅はｔ２と示している。
【００９５】
補助パターンの具体例として、図２（Ａ）と図２（Ｂ）に、露光装置の解像限界以下のラ
インおよびスペースから成るスリット部を有する回折格子パターンを備えた露光マスクの
上面図の一部を示す。前記スリット部のスリットの方向は、スリット部２０３の様に主パ
ターン（遮光部２０２）の方向と平行でも、スリット部２０７の様に主パターン（遮光部
２０６）の方向と垂直でも構わない。尚、このフォトリソグラフィ工程で使用されるレジ
ストはネガ型レジストが適用困難である為、当該ゲート電極形成用フォトマスクまたはレ
チクルのパターン構成は、ポジ型レジストを前提にしている。
【００９６】
前記ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２０１、２０５に露光光を照射した場
合、遮光部２０２、２０６の光強度はほぼゼロであり、透光部２０４、２０８の光強度は
ほぼ１００％である。一方、露光装置の解像限界以下のラインおよびスペースから成る回
折格子パターンのスリット部２０３、２０７で構成される光強度低減機能を有する補助パ
ターンの光強度は、１０〜７０％の範囲で調整可能となっており、その代表的光強度分布
の例を図２（Ｃ）中の光強度分布２０９に示す。回折格子パターンに於ける前記スリット
部２０３、２０７の光強度の調整は、スリット部２０３、２０７のピッチ及びスリット幅
の調整により実現している。
【００９７】
また、補助パターンの具体例として、図２（Ｄ）に、露光光の光強度を低減する機能を有
する半透膜からなる半透部を備えた露光マスクの上面図の一部を示す。半透膜としては、
ＭｏＳｉＮの他に、ＭｏＳｉ、ＭｏＳｉＯ、ＭｏＳｉＯＮ、ＣｒＳｉなどを用いることが
できる。半透部を備えた露光マスクを用いた露光法は、ハーフトーン露光法とも呼ばれる
。
【００９８】
ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２１０に於けるゲート電極形成用マスクパ
ターンの主パターンの領域が遮光部２１１で、光強度低減機能を有する補助パターンの領
域が半透膜から成る半透光部２１２で、その外側の領域が透光部２１３である。
【００９９】
また、前記ゲート電極形成用フォトマスクまたはレチクル２１０に露光した場合、遮光部
２１１の光強度はほぼゼロ、透光部２１３の光強度はほぼ１００％であり、半透膜から成
る半透光部２１２で構成される補助パターン領域の光強度は、１０〜７０％の範囲で調整
可能となっており、その代表的光強度分布の例を図２（Ｅ）中の光強度分布２１４に示す
。
【０１００】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１０１】
（実施の形態３）
実施の形態１に示す導電積層パターンの形成は、特に限定されないが、ここでは、エッ
チング条件を途中で何度か変更して導電積層パターンの形成を行う例を図３に示す。
【０１０２】
まず、実施の形態１と同様にして、第２導電層３０６ａ上にレジストパターン３０７ａ
を形成する。図３（Ａ）は、図１（Ｂ）に相当する。
【０１０３】
なお、図３（Ａ）において基板３０１上に第１絶縁膜（下地絶縁膜）３０２、半導体層３
０３、第２絶縁膜（ゲート絶縁膜）３０４が形成され、その上に第１導電層３０５ａ、第
２導電層３０６ａが形成されている。
【０１０４】
次いで、図３（Ｂ）に示すように、レジストパターン３０７ａをマスクとして用いて、
第１のエッチング条件でエッチングを行い、第２導電層の一部を除去して第２導電層３０
６ｂを形成する。なお、この段階での第２導電層３０６ｂは全面に形成されている。
【０１０５】
次いで、図３（Ｃ）に示すように、第２のエッチング条件で、レジストパターンのトリ
ミングを行い、レジストパターン３０７ｂを形成する。なお、第１のエッチングでレジス
トパターンがエッチングされてレジストパターン３０７ｂとほぼ同じ形状が得られる場合
には、トリミングは特に行わなくともよい。また、トリミングを行わなくてもよいように
、塗布で形成するレジスト膜厚を最初から薄くしてもよい。ここで言うトリミングとは、
レジストパターンをエッチングしてレジストパターン寸法を加工することを指している。
【０１０６】
次いで、図３（Ｄ）に示すように、レジストパターン３０７ｂをマスクとして用いて第
３のエッチング条件で、第２導電層の一部を除去して第１導電層の一部を露呈させる。こ
の段階での第２導電層３０６ｃの断面形状は、Ｌ字形状となっている。
【０１０７】
次いで、図３（Ｅ）に示すように、第２導電層３０６ｃをマスクとして用いて第４のエ
ッチング条件で、第１導電層の一部を除去して第２絶縁膜３０４の一部を露呈させる。こ
の段階で、第１導電層３０５ｂは、第２導電層３０６ｃと同じ幅を有している。この第４
のエッチング条件まで第２絶縁膜は、第１導電層に覆われて保護されている。
【０１０８】
次いで、図３（Ｆ）に示すように、第５のエッチング条件で異方性エッチングを行って
第２導電層３０６ｄを形成する。この異方性エッチングにおいて、第１導電層と第２導電
層のエッチングレートの差が大きいことが重要であり、第１導電層と第２導電層には異な
る導電材料を用いることが好ましい。また、第５のエッチング条件を調整することによっ
て、この異方性エッチングで第２絶縁膜が部分的に薄くならないようにすることもできる
。
【０１０９】
こうして、エッチング条件を細かく変えて導電積層パターンの形成を行うことによって
、導電積層パターンの形状のバラツキを抑えることができる。
【０１１０】
以降の工程は、実施の形態１と同一であるのでここでは詳細な説明を省略する。
【０１１１】
また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができ
る。
【０１１２】
（実施の形態４）
また、ここでは、露光マスクを変更するだけで、工程数を増やすことなく、同一基板上
に上記構造（チャネル形成領域の片側のみにＬｏｖ領域を有する構造）のトップゲート型
ＴＦＴと、チャネル形成領域の両側にＬｏｖ領域を有する構造であるトップゲート型ＴＦ
Ｔを形成する例を図４に示す。
【０１１３】
図４（Ａ）において、基板５００及び絶縁層５０８上に半導体層５０２、及び半導体層
５０３が形成されている。半導体層５０２、及び半導体層５０３を覆うようにゲート絶縁
層５０４、第１の導電膜５０５、及び第２の導電膜５０６が形成され、形状の異なるレジ
ストパターン５２９、レジストパターン５３９、及びレジストパターン５４９が形成され
ている。これらのレジストパターンは、実施の形態１や実施の形態２に示す露光マスクを
用いて形成することができる。
【０１１４】
レジストパターン５２９は両側になだらかな段差を有する形状であり、レジストパター
ン５３９は凸部が中央よりずれた位置にある形状であり、レジストパターン５４９は段差
も凹凸もない形状（図９において左右対称の形状）である。
【０１１５】
レジストパターン５２９、レジストパターン５３９、及びレジストパターン５４９を用
いてエッチング処理によるパターニングを行い、第１のゲート電極層５２１、第２のゲー
ト電極層５２２、第１のゲート電極層５３１、第２のゲート電極層５３２、第１の配線層
５４１、及び第２の配線層５４２を形成する。これらの電極層の形成の際、ゲート絶縁層
５０４も少しエッチングされてゲート絶縁層５０７が形成される。ゲート絶縁層５０４も
少しエッチングすることで、導電膜のエッチング残渣をなくし、さらに後の工程で半導体
層に達するコンタクトホールを形成する際、コンタクトホールを形成する箇所のゲート絶
縁層の膜厚を薄くできるため、エッチング時間を短縮できる。
【０１１６】
第２のゲート電極層５２２、及び第２のゲート電極層５３２をマスクとして、半導体層５
０２、及び半導体層５０３に一導電型を有する不純物元素を添加し、低濃度不純物領域５
２４ａ、低濃度不純物領域５２４ｂ、低濃度不純物領域５３４ａ、及び低濃度不純物領域
５３４ｂを形成する（図４（Ｂ）参照。）。
【０１１７】
さらに、第１のゲート電極層５２１、第２のゲート電極層５２２、第１のゲート電極層
５３１、第２のゲート電極層５３２をマスクとして、半導体層５０２、半導体層５０３に
一導電型を有する不純物元素を添加し、高濃度不純物領域５２５ａ、高濃度不純物領域５
２５ｂ、低濃度不純物領域５２６ａ、低濃度不純物領域５２６ｂ、高濃度不純物領域５３
５ａ、高濃度不純物領域５３５ｂ、低濃度不純物領域５３６を形成する。
【０１１８】
また、レジストパターン５２３、レジストパターン５３３、レジストパターン５４３を除
去する。
【０１１９】
こうして、同一基板上に、第１のＴＦＴ部５３０と、第２のＴＦＴ部５２０と、配線部５
４０とを形成することができる。第１のＴＦＴ部５３０には、チャネル形成領域の片側の
みに低濃度不純物領域５３６を有するＴＦＴが形成される。また、第２のＴＦＴ部５２０
には、チャネル形成領域の両側に低濃度不純物領域５２６ａ、５２６ｂを有するＴＦＴが
作製される（図４（Ｃ）参照。）。また、配線部５４０には、端面の位置が一致している
積層、即ち、第１の配線層５４１と第２の配線層５４２の積層が得られる。
【０１２０】
加えて、同じレジストパターンを利用して、第１のＴＦＴ部５３０と同じ構造を形成し
て、同一基板上に容量とＴＦＴとを形成することができる。ゲート絶縁層５０４を誘電体
とし、低濃度不純物領域５３６と、第１のゲート電極層５３１及び第２のゲート電極層５
３２とを一対の電極とする容量を形成することもできる。
【０１２１】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合
わせることができる。
【０１２２】
（実施の形態５）
本実施の形態では、アクティブマトリクス型の発光装置の構造について、図５、及び図６
を用いて作製方法とともに、以下に説明する。
【０１２３】
まず、絶縁表面を有する基板６１０上に下地絶縁膜を形成する。基板６１０側を表示面と
して発光を取り出す場合、基板６１０としては、光透過性を有するガラス基板や石英基板
を用いればよい。また、処理温度に耐えうる耐熱性を有する光透過性のプラスチック基板
を用いてもよい。また、基板６１０側とは逆の面を表示面として発光を取り出す場合、前
述の基板の他にシリコン基板、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。ここでは基板６１０としてガラス基板を用いる。なお、ガラス基板
の屈折率は１．５５前後である。
【０１２４】
下地絶縁膜６１１としては、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜または酸化窒化シリコン膜
などの絶縁膜から成る下地膜を形成する。ここでは下地膜として単層構造を用いた例を示
すが、前記絶縁膜を２層以上積層させた構造を用いても良い。なお、基板の凹凸や、基板
からの不純物拡散が問題にならないのであれば、特に下地絶縁膜を形成しなくてもよい。
【０１２５】
次いで、下地絶縁膜上に半導体層を形成する。半導体層は、非晶質構造を有する半導体
膜を公知の手段（スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等）により成膜し
た後、公知の結晶化処理（レーザー結晶化法、熱結晶化法、またはニッケルなどの触媒を
用いた熱結晶化法等）を行って得られた結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所
望の形状にパターニングして、半導体層を形成する。なお、プラズマＣＶＤ法を用いれば
、下地絶縁膜と、非晶質構造を有する半導体膜とを大気に触れることなく連続的に積層す
ることができる。この半導体膜の厚さは２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜７０ｎｍ）の
厚さで形成する。結晶質半導体膜の材料に限定はないが、好ましくはシリコンまたはシリ
コンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金などで形成すると良い。
【０１２６】
ここでは、非晶質構造を有する半導体膜を結晶化させる技術として、特開平８−７８３
２９号公報記載の技術を用いて結晶化させる。同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜（
アモルファスシリコン膜とも呼ばれる）に対して結晶化を助長する金属元素を選択的に添
加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶構造を有する半導体膜を形
成するものである。
【０１２７】
以下に結晶質半導体膜の形成方法の一例を詳細に説明する。
【０１２８】
まず、非晶質構造を有す半導体膜の表面に、結晶化を促進する触媒作用のある金属元素（
ここでは、ニッケル）を重量換算で１〜１００ｐｐｍ含む酢酸ニッケル溶液をスピナーで
塗布してニッケル含有層を形成する。塗布によるニッケル含有層の形成方法以外の他の手
段として、スパッタ法、蒸着法、またはプラズマ処理により極薄い膜を形成する手段を用
いてもよい。また、ここでは、全面に塗布する例を示したが、マスクを形成して選択的に
ニッケル含有層を形成してもよい。
【０１２９】
次いで、加熱処理を行い、結晶化を行う。この場合、結晶化は半導体の結晶化を助長す
る金属元素が接した半導体膜の部分でシリサイドが形成され、それを核として結晶化が進
行する。こうして、結晶構造を有す半導体膜が形成される。なお、結晶化後での半導体膜
に含まれる酸素濃度は、５×１０１８／ｃｍ３以下とすることが望ましい。ここでは、脱
水素化のための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６
５０℃で４〜２４時間）を行う。また、強光の照射により結晶化を行う場合は、赤外光、
可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能である
。なお、必要であれば、強光を照射する前に非晶質構造を有する半導体膜に含有する水素
を放出させる熱処理を行ってもよい。また、熱処理と強光の照射とを同時に行って結晶化
を行ってもよい。生産性を考慮すると、結晶化は強光の照射により結晶化を行うことが望
ましい。
【０１３０】
このようにして得られる結晶質半導体膜には、金属元素（ここではニッケル）が残存して
いる。それは膜中において一様に分布していないにしろ、平均的な濃度とすれば、１×１
０１９／ｃｍ３を越える濃度で残存している。勿論、このような状態でもＴＦＴをはじめ
各種半導体素子を形成することが可能であるが、以降に示すゲッタリング方法で当該元素
を除去する。
【０１３１】
ここで、レーザ光の照射を行う前に結晶化工程で形成される自然酸化膜を除去する。こ
の自然酸化膜にはニッケルが高濃度に含まれているため、除去することが好ましい。
【０１３２】
次いで、結晶化率（膜の全体積における結晶成分の割合）を高め、結晶粒内に残される
欠陥を補修するために、結晶質半導体膜に対してレーザ光を照射する。レーザ光を照射し
た場合、半導体膜に歪みやリッジが形成され、表面に薄い表面酸化膜（図示しない）が形
成される。このレーザ光としてはパルス発振であるレーザ光源から射出される波長４００
ｎｍ以下のエキシマレーザ光や、ＹＡＧレーザの第２高調波、第３高調波を用いればよい
。また、レーザ光としては連続発振が可能な固体レーザを用い、基本波の第２高調波〜第
４高調波を用いてもよい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザ（基本波１０６４ｎｍ）の
第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。
【０１３３】
次いで、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理（半導体膜が瞬間的に４
００〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行い、平坦な半導体膜
を得る。瞬間的に加熱する熱処理としては、強光を照射する熱処理、または加熱されたガ
ス中に基板を投入し、数分放置した後に基板を取りだす熱処理によって加熱を行えばよい
。また、この熱処理の条件によっては、歪みを低減すると同時に結晶粒内に残される欠陥
を補修する、即ち結晶性の改善を行うことができる。また、この熱処理により、歪みを低
減してニッケルが後のゲッタリング工程でゲッタリングされやすくなる。なお、この熱処
理における温度が結晶化での温度よりも低い場合、シリコン膜が固相状態のまま、膜中に
ニッケルが移動することになる。
【０１３４】
次いで、結晶質半導体膜上方に希ガス元素を含む半導体膜を形成する。希ガス元素を含
む半導体膜を形成する前にエッチングストッパーとなる酸化膜（バリア層と呼ばれる）を
１〜１０ｎｍの膜厚で形成してもよい。バリア層は、半導体膜の歪みを低減するための熱
処理で同時に形成してもよい。
【０１３５】
希ガス元素を含む半導体膜は、プラズマＣＶＤ法、またはスパッタ法にて形成し、膜厚
１０ｎｍ〜３００ｎｍのゲッタリングサイトを形成する。希ガス元素としてはヘリウム（
Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）か
ら選ばれた一種または複数種を用いる。中でも安価なガスであるアルゴン（Ａｒ）が好ま
しい。
【０１３６】
ここではＰＣＶＤ法を用い、原料ガスとしてモノシランとアルゴンを用い、比率（モノ
シラン：アルゴン）を０．１：９９．９〜１：９、好ましくは、１：９９〜５：９５に制
御して成膜する。また、成膜時のＲＦパワー密度は、０．００１７Ｗ／ｃｍ２〜０．４８
Ｗ／ｃｍ２とすることが望ましい。ＲＦパワー密度は、高ければ高いほどゲッタリング効
果が得られる膜質となり、加えて成膜速度が向上するため好ましい。また、成膜時の圧力
は、１．３３３Ｐａ（０．０１Ｔｏｒｒ）〜１３３．３２２Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）とするこ
とが望ましい。圧力は、高ければ高いほど成膜速度が向上するため好ましい。また、成膜
温度は３００℃〜５００℃とすることが望ましい。こうして、膜中にアルゴンを１×１０
１８／ｃｍ３〜１×１０２２／ｃｍ３、好ましくは、１×１０２０／ｃｍ３〜１×１０２
１／ｃｍ３の濃度で含む半導体膜をプラズマＣＶＤ法で成膜することができる。上記半導
体膜の成膜条件を上記範囲内で調節することで、成膜の際、バリア層に与えるダメージを
低減することができ、半導体膜の膜厚のバラツキ発生や半導体膜に穴が形成されるという
不良の発生を防ぐことができる。
【０１３７】
膜中に不活性気体である希ガス元素イオンを含有させる意味は二つある。一つはダングリ
ングボンドを形成することであり、他の一つは半導体膜に歪みを与えることである。半導
体膜に歪みを与えるにはアルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）など
シリコンより原子半径の大きな元素を用いた時に顕著に得られる。また、膜中に希ガス元
素を含有させることにより、格子歪だけでなく、不対結合手も形成させてゲッタリング作
用に寄与する。
【０１３８】
次いで、加熱処理を行い、結晶質半導体膜中における金属元素（ニッケル）の濃度を低
減、あるいは除去するゲッタリングを行う。ゲッタリングを行う加熱処理としては、強光
を照射する処理、炉を用いた熱処理、または加熱されたガスに基板を投入し、数分放置し
た後取りだすことによって加熱を行えばよい。ここでは、ゲッタリングを行うための第２
の熱処理（半導体膜が瞬間的に４００〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素
雰囲気にて行う。
【０１３９】
この第２の熱処理により、金属元素が希ガス元素を含む半導体膜に移動し、バリア層で覆
われた結晶質半導体膜に含まれる金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われ
る。結晶質半導体膜に含まれる金属元素は、基板面と垂直な方向、且つ、希ガス元素を含
む半導体膜に向かって移動する。
【０１４０】
金属元素がゲッタリングの際に移動する距離は、結晶質半導体膜の厚さ程度の距離であれ
ばよく、比較的短時間でゲッタリングを完遂することができる。ここでは、ニッケルが結
晶質半導体膜に偏析しないよう希ガス元素を含む半導体膜に移動させ、結晶質半導体膜に
含まれるニッケルがほとんど存在しない、即ち膜中のニッケル濃度が１×１０１８／ｃｍ
３以下、望ましくは１×１０１７／ｃｍ３以下になるように十分ゲッタリングする。なお
、希ガス元素を含む半導体膜だけでなくバリア層もゲッタリングサイトとして機能する。
【０１４１】
次いで、バリア層をエッチングストッパーとして、希ガス元素を含む半導体膜のみを選択
的に除去する。希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的にエッチングする方法としては、
ＣｌＦ３によるプラズマを用いないドライエッチング、或いはヒドラジンや、テトラメチ
ルアンモニウムハイドロオキサイド（化学式 （ＣＨ３）４ＮＯＨ）（略称ＴＭＡＨ）を
含む水溶液などアルカリ溶液によるウエットエッチングで行うことができる。なお、ここ
でのエッチングで結晶質半導体膜にピンホールが形成されるのを防止するため、オーバー
エッチング時間を少なめにする。
【０１４２】
次いで、フッ酸を含むエッチャントによりバリア層を除去する。
【０１４３】
また、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理が終わった後、Ｆなどの不
純物を除去するため、フラッシュ物質を使用してフラッシングする処理を行ってもよい。
例えば、ＰＣＶＤ装置を用いて、モノシランをフラッシュ物質として用い、ガス流量８〜
１０ＳＬＭをチャンバーに５〜２０分間、好ましくは１０分〜１５分間導入し続けること
で基板表面のフラッシングする処理（シランフラッシュとも呼ぶ）を行う。なお、１ＳＬ
Ｍは１０００ｓｃｃｍ、即ち、０．０６ｍ３／ｈである。また、ＰＣＶＤ装置を用いれば
、フラッシングする処理と希ガス元素を含む半導体膜の形成を連続的に行えるため、好ま
しい。
【０１４４】
以上の工程で、良好な結晶質半導体膜を得ることができる。
【０１４５】
結晶質半導体膜を第１のフォトマスクを用いて所望の形状にパターニングした後、レジ
ストマスクを除去する。次いで、必要があれば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）のドーピングを半導体層に対して行う。ここでは、ジ
ボラン（Ｂ２Ｈ６）を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いる。
【０１４６】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体
層の表面を洗浄する。
【０１４７】
そして、半導体層を覆う絶縁膜を形成する。絶縁膜はプラズマＣＶＤ法またはスパッタ法
を用い、厚さを１〜２００ｎｍとする。好ましくは１０ｎｍ〜５０ｎｍと薄くしてシリコ
ンを含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後にマイクロ波によるプラズマを用いた
表面窒化処理を行う。絶縁膜は、後に形成されるＴＦＴのゲート絶縁膜として機能する。
【０１４８】
次いで、絶縁膜上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００ｎｍの
第２の導電膜とを積層形成する。本実施の形態では、絶縁膜６１３上に膜厚５０ｎｍの窒
化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、実施の形態１に示したパ
ターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。本実施の形態では、回折格子パ
ターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマス
クまたはレチクルを用いて、各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０１４９】
なお、ここでは導電膜をＴａＮ膜とＷ膜との積層としたが、特に限定されず、Ｔａ、Ｗ、
Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料若し
くは化合物材料の積層で形成してもよい。また、リン等の不純物元素をドーピングした多
結晶シリコン膜に代表される半導体膜を用いてもよい。また、２層構造に限定されず、例
えば、膜厚５０ｎｍのタングステン膜、膜厚５００ｎｍのアルミニウムとシリコンの合金
（Ａｌ−Ｓｉ）膜、膜厚３０ｎｍの窒化チタン膜を順次積層した３層構造としてもよい。
【０１５０】
上記第１の導電膜及び第２の導電膜のエッチング（第１のエッチング処理および第２の
エッチング処理）にはＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ
：誘導結合型プラズマ）エッチング法を用いると良い。ＩＣＰエッチング法を用い、エッ
チング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基
板側の電極温度等）を適宜調節することによって所望の形状に膜をエッチングすることが
できる。
【０１５１】
次いで、ｎ型を付与する不純物元素を半導体層に添加するため、ゲート電極をマスクと
して全面にドーピングする第１のドーピング処理を行う。第１のドーピング処理はイオン
ドープ法、も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．
５×１０１３ａｔｏｍｓ／ｃｍ２とし、加速電圧を５０〜１００ｋＶとして行う。ｎ型を
付与する不純物元素として、典型的にはリン（Ｐ）または砒素（Ａｓ）を用いる。
【０１５２】
次いで、レジストからなるマスクを形成した後、半導体にｎ型を付与する不純物元素を
高濃度にドープするための第２のドーピング工程を行う。マスクは、画素部のｐチャネル
型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成領域及びその周辺の領域と、画素部のｎチャ
ネル型ＴＦＴの一部と、駆動回路部のｐチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル
形成領域及びその周辺の領域と、を保護するために設ける。
【０１５３】
第２のドーピング工程におけるイオンドープ法の条件はドーズ量を１×１０１３〜５×
１０１５／ｃｍ２とし、加速電圧を６０〜１００ｋＶとして行う。
【０１５４】
次いで、マスクを除去した後、新たにレジストからなるマスクを形成し、半導体にｐ型を
付与する不純物元素（代表的にはボロン）を高濃度にドープするための第３のドーピング
工程を行う。マスクは、画素部のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャネル形成
領域及びその周辺の領域と、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴを形成する半導体層のチャ
ネル形成領域及びその周辺の領域と、を保護するために設ける。
【０１５５】
この後、レジストマスクを除去する。以上までの工程でそれぞれの半導体層にｎ型また
はｐ型の導電型を有する不純物領域が形成される。
【０１５６】
次いで、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて、水素を含む
絶縁膜を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化および水素化を行う。水
素を含む絶縁膜は、ＰＣＶＤ法により得られる窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ膜）を用いる。
ここでは、水素を含む絶縁膜の膜厚は、５０ｎｍ〜２００ｎｍとする。加えて、結晶化を
助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体膜を結晶化させている場合、活性
化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことが
できる。なお、水素を含む絶縁膜は、層間絶縁膜の１層目であり、酸化珪素を含んでいる
。
【０１５７】
次いで、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等を用いて層間絶縁膜の
２層目となる無機絶縁膜を形成する。無機絶縁膜としては、酸化シリコン膜、窒化シリコ
ン膜または酸化窒化シリコン膜などの絶縁膜の単層または積層を用いる。ここでは無機絶
縁膜の膜厚は６００ｎｍ〜８００ｎｍとする。
【０１５８】
次いで、フォトマスクを用いてレジストからなるマスクを形成し、絶縁膜を選択的にエッ
チングしてコンタクトホールを形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。
【０１５９】
次いで、スパッタ法により金属膜を積層した後、フォトマスクを用いてレジストからな
るマスクを形成し、選択的に金属積層膜をエッチングして、ＴＦＴのソース電極またはド
レイン電極として機能する電極を形成する。なお、金属積層膜は、同じメタルスパッタ装
置内で連続して形成する。そして、レジストからなるマスクを除去する。
【０１６０】
以上の工程で、同一基板上にポリシリコン膜を活性層とするトップゲート型のＴＦＴ６３
６、６３７、６３８、６３９が作製できる。
【０１６１】
なお、画素部に配置されるＴＦＴ６３８は、一つのＴＦＴに複数のチャネル形成領域を有
するｎチャネル型ＴＦＴである。ＴＦＴ６３８は、ダブルゲート型のＴＦＴである。また
、画素部には、後に形成される発光素子と電気的に接続するＴＦＴ６３９が設けられる。
ここでは、オフ電流低減のため、ＴＦＴ６３９として、ダブルゲート型のｐチャネル型Ｔ
ＦＴを示したが、特に限定されず、シングルゲート型のＴＦＴとしてもよい。
【０１６２】
また、駆動回路部に配置されるＴＦＴ６３６は、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域
（Ｌｏｖ領域とも呼ぶ）をドレイン側のみに備えたｎチャネル型ＴＦＴである。また、Ｔ
ＦＴ６３７は、ゲート電極と重なる低濃度不純物領域（Ｌｏｖ領域）をソース側とドレイ
ン側の両方に備えたｐチャネル型ＴＦＴである。いずれもシングルゲート構造のＴＦＴで
ある。駆動回路部においては、ＴＦＴ６３６とＴＦＴ６３７を相補的に接続することでＣ
ＭＯＳ回路を構成し、様々な種類の回路を実現することができる。また、必要であれば、
マルチゲート構造のＴＦＴとすることができる。
【０１６３】
次いで、第１の電極６２３、即ち、有機発光素子の陽極（或いは陰極）を形成する。第１
の電極６２３として、仕事関数の大きい材料、例えば、Ｎｉ、Ｗ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｓ
ｎ、ＩｎまたはＭｏから選ばれた元素、または前記元素を主成分とする合金材料、例えば
ＴｉＮ、ＴｉＳｉＸＮＹ、ＷＳｉＸ、ＷＮＸ、ＷＳｉＸＮＹ、ＮｂＮを用いて、単層膜ま
たはそれらの積層膜を総膜厚１００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲で用いればよい。
【０１６４】
具体的には第１の電極６２３として、透光性を有する導電性材料からなる透明導電膜を用
いればよく、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジ
ウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸
化物などを用いることができる。勿論、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛
酸化物（ＩＺＯ）、酸化ケイ素を添加したインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）なども用いる
ことができる。
【０１６５】
また、各透光性を有する導電性材料の、組成比例を述べる。酸化タングステンを含むイ
ンジウム酸化物の組成比は、酸化タングステン１．０ｗｔ％、インジウム酸化物９９．０
ｗｔ％とすればよい。酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物の組成比は、酸化タ
ングステン１．０ｗｔ％、酸化亜鉛０．５ｗｔ％、インジウム酸化物９８．５ｗｔ％とす
ればよい。酸化チタンを含むインジウム酸化物は、酸化チタン１．０ｗｔ％〜５．０ｗｔ
％、インジウム酸化物９９．０ｗｔ％〜９５．０ｗｔ％とすればよい。インジウム錫酸化
物（ＩＴＯ）の組成比は、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物９０．０ｗｔ％とす
ればよい。インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）の組成比は、酸化亜鉛１０．７ｗｔ％、イン
ジウム酸化物８９．３ｗｔ％とすればよい。酸化チタンを含むインジウム錫酸化物の組成
比は、酸化チタン５．０ｗｔ％、酸化錫１０．０ｗｔ％、インジウム酸化物８５．０ｗｔ
％とすればよい。上記組成比は例であり、適宜その組成比の割合は設定すればよい。
【０１６６】
次いで、塗布法により得られる絶縁膜（例えば、有機樹脂膜）をパターニングして、第１
の電極６２３の端部を覆う絶縁物６２９（バンク、隔壁、障壁、土手などと呼ばれる）を
形成する。なお、絶縁物６２９の形成は、マスクを用いるパターニングに限定されず、感
光性材料を用いて露光と現像のみで形成してもよい。
【０１６７】
次いで、有機化合物を含む層６２４を、蒸着法または塗布法を用いて形成する。
【０１６８】
有機化合物を含む層６２４は、積層であり、有機化合物を含む層６２４の一層としてバッ
ファ層を用いてもよい。バッファ層は、有機化合物と無機化合物とを含む複合材料であり
、前記無機化合物は、前記有機化合物に対して電子受容性を示す。前記無機化合物は、酸
化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タン
タル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、および酸化レニ
ウムからなる群より選ばれるいずれか一または複数である。バッファ層は、ホール輸送性
を有する有機化合物と、無機化合物とを含む複合材料である。
【０１６９】
例えば、第１の電極６２３と第２の電極の間には有機化合物を含む積層（バッファ層と
有機化合物層の積層）を設けることが好ましい。バッファ層は、金属酸化物（酸化モリブ
デン、酸化タングステン、酸化レニウムなど）と有機化合物（ホール輸送性を有する材料
（例えば４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニ
ル（略称：ＴＰＤ）、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビ
フェニル（略称：α−ＮＰＤ）、４，４’−ビス｛Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリル
アミノ）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）など））と
を含む複合層である。また、有機化合物層は、例えば、トリス（８−キノリノラト）アル
ミニウム（略称：Ａｌｑ３）や、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム
（略称：Ａｌｍｑ３）や、α−ＮＰＤなどを用いることができる。また、有機化合物層は
、ドーパント材料を含ませてもよく、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：
ＤＭＱｄ）や、クマリン６や、ルブレンなどを用いることができる。第１の電極と第２の
電極の間に設けられる有機化合物を含む積層は、抵抗加熱法などの蒸着法によって形成す
ればよい。
【０１７０】
バッファ層の膜厚を調節することによって、第１の電極と有機化合物層との距離を制御し
、発光効率を高めることができる。バッファ層の膜厚を調節することによって、各発光素
子からの発光色がきれいに表示された優れた映像を表示でき、低消費電力化された発光装
置を実現することができる。
【０１７１】
次いで、第２の電極６２５、即ち、有機発光素子の陰極（或いは陽極）を形成する。第２
の電極６２５としては、ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉなどの合金、または透明導電膜（
ＩＴＯなど）を用いる。
【０１７２】
次いで、蒸着法またはスパッタ法により保護層６２６を形成する。保護層６２６は、第２
の電極６２５を保護する。保護層６２６を通過させて発光素子の発光を取り出す場合、透
明な材料とすることが好ましい。なお、必要でなければ保護層６２６は設けなくともよい
。
【０１７３】
次いで、封止基板６３３をシール材６２８で貼り合わせて発光素子を封止する。即ち、
発光表示装置は、表示領域の外周をシール材で囲み、一対の基板で封止される。ＴＦＴの
層間絶縁膜は、基板全面に設けられているため、シール材のパターンが層間絶縁膜の外周
縁よりも内側に描画された場合、シール材のパターンの外側に位置する層間絶縁膜の一部
から水分や不純物が浸入する恐れがある。従って、ＴＦＴの層間絶縁膜として用いる絶縁
膜の外周は、シール材のパターンの内側、好ましくは、シール材パターンと重なるように
して絶縁膜の端部をシール材が覆うようにする。なお、シール材６２８で囲まれた領域に
は充填材６２７を充填する。或いは、シール材６２８で囲まれた領域には乾燥した不活性
ガスを充填する。
【０１７４】
最後にＦＰＣ６３２を異方性導電膜６３１により公知の方法で端子電極と貼りつける。
この段階での断面図を図５に示す。なお、端子電極は、第１の電極６２３と同じ工程で得
られる透明導電膜を最上層に用いることが好ましく、ゲート配線と同時に形成された端子
電極上に形成する。
【０１７５】
また、図６は、画素部の上面図を示しており、図６中の鎖線Ｅ−Ｆで切断した断面が、
図５における画素部のｐチャネル型ＴＦＴ６３９の断面構造に対応している。また、図６
中の鎖線Ｍ−Ｌで切断した断面が、図５における画素部のｎチャネル型ＴＦＴ６３８の断
面構造に対応している。なお、図６中の６８０で示した実線は、絶縁物６２９の周縁を示
している。ただし、図６においては、第２導電層のみを図示しており、第１導電層は図示
していない。
【０１７６】
以上の工程によって、画素部と駆動回路と端子部とを同一基板上に形成することができる
。
【０１７７】
本実施の形態において、オフ電流低減のために画素部のＴＦＴをダブルゲート構造とし、
駆動回路のｎチャネル型ＴＦＴに本実施の形態１のＴＦＴを用いている。
【０１７８】
また、発光装置において、発光装置の発光表示面は、一面または両面であってもよい。
第１の電極６２３と第２の電極６２５とを透明導電膜で形成した場合、発光素子の光は、
基板６１０及び封止基板６３３を通過して両側に取り出される。この場合、封止基板６３
３や充填材６２７は透明な材料を用いることが好ましい。
【０１７９】
また、第２の電極６２５を金属膜で形成し、第１の電極６２３を透明導電膜で形成した
場合、発光素子の光は、基板６１０のみを通過して一方に取り出される構造、即ちボトム
エミッション型となる。この場合、封止基板６３３や充填材６２７は透明な材料を用いな
くともよい。
【０１８０】
また、第１の電極６２３を金属膜で形成し、第２の電極６２５を透明導電膜で形成した
場合、発光素子の光は、封止基板６３３のみを通過して一方に取り出される構造、即ちト
ップエミッション型となる。この場合、基板６１０は透明な材料を用いなくともよい。
【０１８１】
また、第１の電極６２３及び第２の電極６２５は仕事関数を考慮して材料を選択する必要
がある。但し第１の電極及び第２の電極は、画素構成によりいずれも陽極、又は陰極とな
りうる。駆動用ＴＦＴの極性がｐチャネル型である場合、第１の電極を陽極、第２の電極
を陰極とするとよい。また、駆動用ＴＦＴの極性がＮチャネル型である場合、第１の電極
を陰極、第２の電極を陽極とすると好ましい。
【０１８２】
また、フルカラー表示する場合、本実施の形態の画素部における等価回路図を図７に示す
。図７中のＴＦＴ６３８が図５のスイッチングＴＦＴ６３８に対応しており、ＴＦＴ６３
９が電流制御用ＴＦＴ６３９に対応している。赤色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴ
６３９のドレイン領域に赤色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｒが接続され、ソース領域にはア
ノード側電源線（Ｒ）７０６Ｒが設けられている。また、ＯＬＥＤ７０３Ｒには、カソー
ド側電源線７００が設けられている。また、緑色を表示する画素は、電流制御用ＴＦＴの
ドレイン領域に緑色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｇが接続され、ソース領域にはアノード側
電源線（Ｇ）７０６Ｇが設けられている。また、青色を表示する画素は、電流制御用ＴＦ
Ｔのドレイン領域に青色を発光するＯＬＥＤ７０３Ｂが接続され、ソース領域にはアノー
ド側電源線（Ｂ）７０６Ｂが設けられている。それぞれ色の異なる画素にはＥＬ材料に応
じて異なる電圧をそれぞれ印加する。
【０１８３】
また、発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方
法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法
とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソ
ース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であっても
よく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。
【０１８４】
さらに、ビデオ信号がデジタルの発光装置において、画素に入力されるビデオ信号が定電
圧（ＣＶ）のものと、定電流（ＣＣ）のものとがある。ビデオ信号が定電圧のもの（ＣＶ
）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＶＣＶ）と、発光素子に印加
される信号の電流が一定のもの（ＣＶＣＣ）とがある。また、ビデオ信号が定電流のもの
（ＣＣ）には、発光素子に印加される信号の電圧が一定のもの（ＣＣＣＶ）と、発光素子
に印加される信号の電流が一定のもの（ＣＣＣＣ）とがある。
【０１８５】
また、発光装置において、静電破壊防止のための保護回路（保護ダイオードなど）を設
けてもよい。
【０１８６】
また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、ア
クティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できる。
【０１８７】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４
と自由に組み合わせることができる。
【０１８８】
（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５と結晶質半導体膜の形成方法が一部異なる例を示す。
また、マルチゲート構造のＴＦＴの作製を例に用いて図８に説明する。
【０１８９】
まず、実施の形態５と同様に絶縁表面を有する基板上に下地絶縁膜、非晶質構造を有する
半導体膜を形成する。
【０１９０】
次いで、実施の形態５と同様に非晶質構造を有す半導体膜の表面に、結晶化を促進する
触媒作用のある金属元素（ここでは、ニッケル）を重量換算で１〜１００ｐｐｍ含む酢酸
ニッケル溶液をスピナーで塗布してニッケル含有層を形成する。
【０１９１】
次いで、実施の形態５と同様に加熱処理を行い、結晶化を行う。ここでは、脱水素化の
ための熱処理（４５０℃、１時間）の後、結晶化のための熱処理（５５０℃〜６５０℃で
４〜２４時間）を行って結晶質半導体膜を得る。
【０１９２】
次いで、実施の形態５と同様に、結晶化率を高め、結晶粒内に残される欠陥を補修する
ために、結晶質半導体膜に対してレーザ光を照射する。
【０１９３】
次いで、フォトマスクを用いて結晶質半導体膜のパターニングを行う。ここでは、島状
の半導体層８０１を形成するとともに、その島状の半導体層に開口８０３を数カ所形成す
る。
【０１９４】
次いで、結晶質半導体膜の歪みを低減するための第１の熱処理（半導体膜が瞬間的に４０
０〜１０００℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行い、平坦な半導体膜を
得る。なお、この第１の熱処理は結晶質半導体膜のパターニング工程の前に行ってもよい
。
【０１９５】
次いで、Ｆなどの不純物を除去するため、フラッシュ物質を使用してフラッシングする処
理を行った後、結晶質半導体膜上方に希ガス元素を含む半導体膜８０２の形成を行う。こ
こでは、２０個のチャンバーを内蔵しているＰＣＶＤ装置を用いて、モノシランガスをフ
ラッシュ物質として用い、ガス流量８〜１０ＳＬＭをチャンバーに５〜２０分間導入し続
けることで基板表面のフラッシングする処理を行った後、連続的に希ガス元素を含む半導
体膜の形成を行う。なお、１０ＳＬＭのガス流量とした場合、１チャンバー当たりの流量
は、０．５ＳＬＭ、即ち１．２×１０−７ｍ３／ｈである。
【０１９６】
次いで、ゲッタリングを行うための第２の熱処理（半導体膜が瞬間的に４００〜１０００
℃程度にまで加熱される熱処理）を窒素雰囲気にて行う。この第２の熱処理により、金属
元素が希ガス元素を含む半導体膜に移動し、バリア層で覆われた結晶質半導体膜に含まれ
る金属元素の除去、または金属元素の濃度の低減が行われる。
【０１９７】
また、ゲッタリングを行う前に結晶質半導体膜はパターニングされており、結晶質半導
体膜からなる島状の半導体層８０１の端面も希ガス元素を含む半導体膜８０２に覆われて
いる。従って、図８（Ａ）に示すように、結晶質半導体膜に含まれる金属元素は、希ガス
元素を含む半導体膜８０２に向かって移動、即ち基板面と垂直な方向に移動するだけでな
く、端面付近においては基板面と平行な方向に金属元素が移動する。図８（Ａ）に示す矢
印は、第２の熱処理によって金属元素が移動する方向を模式的に表したものである。また
、図８（Ｂ）は上面図であり、鎖線Ａ−Ｂで切断した断面が図８（Ａ）に相当する。
【０１９８】
また、結晶質半導体膜からなる島状の半導体層８０１のパターン内部に開口８０３を有
しているため、開口８０３付近においても基板面と平行な方向に金属元素が移動する。図
８（Ｂ）では結晶質半導体膜のパターンが、３箇所の開口を有している例を示したが、開
口の個数は特に限定されず、２箇所、１箇所、または４箇所以上でもよい。
【０１９９】
結晶質半導体膜からなる島状の半導体層８０１のパターン内部に開口８０３を設けるこ
とによって、島状の半導体層８０１における金属元素を効率的に除去することができる。
【０２００】
次いで、希ガス元素を含む半導体膜のみを選択的に除去する。
【０２０１】
次いで、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体
層の表面を洗浄する。
【０２０２】
そして、半導体層を覆う絶縁膜８０６を形成する。絶縁膜８０６は、後に形成されるＴＦ
Ｔのゲート絶縁膜として機能する。
【０２０３】
次いで、絶縁膜８０６上に膜厚２０〜１００ｎｍの第１の導電膜と、膜厚１００〜４００
ｎｍの第２の導電膜とを積層形成する。本実施の形態では、絶縁膜上に膜厚５０ｎｍの窒
化タンタル膜、膜厚３７０ｎｍのタングステン膜を順次積層し、実施の形態１に示したパ
ターニングを行って各ゲート電極及び各配線を形成する。本実施の形態では、回折格子パ
ターン或いは半透膜からなる光強度低減機能を有する補助パターンを設置したフォトマス
クまたはレチクルを用いて、各ゲート電極及び各配線を形成する。
【０２０４】
以降の工程は、実施の形態１または実施の形態５に従って、半導体層に不純物元素を添
加する処理、添加した不純物元素の活性化処理、層間絶縁膜８０８の形成、ソース配線８
０９またはドレイン配線８１０の形成を行って図８（Ｃ）、図８（Ｄ）、図８（Ｅ）に示
すマルチゲート構造のＴＦＴを作製する。ここでは２つのチャネル形成領域を有するＴＦ
Ｔを示したが、３つ以上のチャネル形成領域を有するＴＦＴとしてもよい。
【０２０５】
なお、図８（Ｅ）は上面図であり、鎖線Ｃ−Ｄで切断した断面が図８（Ｃ）に相当し、鎖
線Ｇ―Ｈで切断した断面が図８（Ｄ）に相当する。
【０２０６】
図８（Ｃ）に示すＴＦＴは、ソース側の高濃度不純物領域８０７ａとドレイン側の高濃
度不純物領域８０７ｃの間に２つのチャネル形成領域を有するＴＦＴであり、２つのチャ
ネル形成領域の間には一つの低濃度不純物領域８００ａを有している。また、ドレイン側
のチャネル形成領域と高濃度不純物領域８０７ｃの間にもう一つの低濃度不純物領域８０
０ｂを有している。低濃度不純物領域８００ａと低濃度不純物領域８００ｂは分離されて
いる。また、低濃度不純物領域８００ａ、８００ｂは第１導電層８０４と重なっている。
また、２つのチャネル形成領域は、第２導電層８０５と重なっている。
【０２０７】
また、２つのチャネル形成領域の間の高濃度不純物領域８０７ｂには開口８０３が形成さ
れているため、図８（Ｃ）では分離されて示される。高濃度不純物領域８０７ｂにおいて
開口のない部分では、図８（Ｄ）に示すように繋がっており、このマルチゲート構造のＴ
ＦＴは、開口８０３があっても駆動動作上問題がない。
【０２０８】
本実施の形態において、ドレイン側のみに低濃度不純物領域８００ａ、８００ｂを設け
ることができるため、本実施の形態に示すＴＦＴを有する回路全体の信頼性が向上する。
また、ソース側とドレイン側の両方に低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実施
の形態に示すＴＦＴは、回路全体の占有面積を縮小することができる。また、ソース側と
ドレイン側の両方にゲート電極と重なる低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実
施の形態に示すＴＦＴは、寄生容量を小さくすることができる。
【０２０９】
また、ソース側とドレイン側の両方に低濃度不純物領域を形成する場合に比べて、本実施
の形態に示すＴＦＴは、寄生抵抗を小さくすることができる。ソース側とドレイン側の両
方に低濃度不純物領域を形成するＴＦＴである場合は、ソース側の抵抗が付加されるため
、寄生抵抗が大きくなる。
【０２１０】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、また
は実施の形態５と自由に組み合わせることができる。
【０２１１】
（実施の形態７）
ここでは、図９を用いて、発光表示パネルにＦＰＣや、駆動用の駆動ＩＣを実装する例に
ついて説明する。
【０２１２】
図９（Ａ）に示す図は、ＦＰＣ１２０９を４カ所の端子部１２０８に貼り付けた発光装置
の上面図の一例を示している。基板１２１０上には発光素子及びＴＦＴを含む画素部１２
０２と、ＴＦＴを含むゲート側駆動回路１２０３と、ＴＦＴを含むソース側駆動回路１２
０１とが形成されている。ＴＦＴの活性層が結晶構造を有する半導体膜で構成されており
、同一基板上にこれらの回路を形成している。従って、システムオンパネル化を実現した
ＥＬ表示パネルを作製することができる。
【０２１３】
なお、基板１２１０はコンタクト部以外において保護膜で覆われており、保護膜上に光触
媒機能を有する物質を含む下地層が設けられている。
【０２１４】
また、画素部を挟むように２カ所に設けられた接続領域１２０７は、発光素子の第２の
電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の第１の電極は
画素部に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２１５】
また、封止基板１２０４は、画素部および駆動回路を囲むシール材１２０５、およびシ
ール材に囲まれた充填材料によって基板１２１０と固定されている。また、透明な乾燥剤
を含む充填材料を充填する構成としてもよい。また、画素部と重ならない領域に乾燥剤を
配置してもよい。
【０２１６】
また、図９（Ａ）に示した構造は、ＸＧＡクラスの比較的大きなサイズ（例えば対角４
．３インチ）の発光装置で好適な例を示したが、図９（Ｂ）は、狭額縁化させた小型サイ
ズ（例えば対角１．５インチ）で好適なＣＯＧ方式を採用した例である。
【０２１７】
図９（Ｂ）において、基板１３１０上に駆動ＩＣ１３０１が実装され、駆動ＩＣの先に配
置された端子部１３０８にＦＰＣ１３０９を実装している。実装される駆動ＩＣ１３０１
は、生産性を向上させる観点から、一辺が３００ｍｍから１０００ｍｍ以上の矩形状の基
板上に複数個作り込むとよい。つまり、基板上に駆動回路部と入出力端子を一つのユニッ
トとする回路パターンを複数個形成し、最後に分割して駆動ＩＣを個別に取り出せばよい
。駆動ＩＣの長辺の長さは、画素部の一辺の長さや画素ピッチを考慮して、長辺が１５〜
８０ｍｍ、短辺が１〜６ｍｍの矩形状に形成してもよいし、画素領域の一辺、又は画素部
の一辺と各駆動回路の一辺とを足した長さに形成してもよい。
【０２１８】
駆動ＩＣのＩＣチップに対する外形寸法の優位性は長辺の長さにあり、長辺が１５〜８
０ｍｍで形成された駆動ＩＣを用いると、画素部に対応して実装するのに必要な数がＩＣ
チップを用いる場合よりも少なくて済み、製造上の歩留まりを向上させることができる。
また、ガラス基板上に駆動ＩＣを形成すると、母体として用いる基板の形状に限定されな
いので生産性を損なうことがない。これは、円形のシリコンウエハからＩＣチップを取り
出す場合と比較すると、大きな優位点である。
【０２１９】
また、ＴＡＢ方式を採用してもよく、その場合は、複数のテープを貼り付けて、該テー
プに駆動ＩＣを実装すればよい。ＣＯＧ方式の場合と同様に、単数のテープに単数の駆動
ＩＣを実装してもよく、この場合には、強度の問題から、駆動ＩＣを固定するための金属
片等を一緒に貼り付けるとよい。
【０２２０】
また、画素部１３０２と駆動ＩＣ１３０１の間に設けられた接続領域１３０７は、発光
素子の第２の電極を下層の配線とコンタクトさせるために設けている。なお、発光素子の
第１の電極は画素部に設けられたＴＦＴと電気的に接続している。
【０２２１】
また、封止基板１３０４は、画素部１３０２を囲むシール材１３０５、およびシール材
に囲まれた充填材料によって基板１３１０と固定されている。
【０２２２】
また、画素部のＴＦＴの活性層として非晶質半導体膜を用いる場合には、駆動回路を同
一基板上に形成することは困難であるため、大きなサイズであっても図９（Ｂ）の構成と
なる。
【０２２３】
また、ここでは表示装置としてアクティブマトリクス型の発光装置の例を示したが、ア
クティブマトリクス型の液晶表示装置にも適用できることはいうまでもない。アクティブ
マトリクス型の液晶表示装置においては、マトリクス状に配置された画素電極を駆動する
ことによって、画面上に表示パターンが形成される。詳しくは選択された画素電極と該画
素電極に対応する対向電極との間に電圧が印加されることによって、素子基板に設けられ
た画素電極と対向基板に設けられた対向電極との間に配置された液晶層の光学変調が行わ
れ、この光学変調が表示パターンとして観察者に認識される。対向基板と素子基板は、等
間隔で配置され、液晶材料が充填されている。液晶材料は、シール材を閉パターンとして
気泡が入らないように減圧下で液晶の滴下を行い、両方の基板を貼り合わせる方法を用い
てもよいし、開口部を有するシールパターンを設け、ＴＦＴ基板を貼りあわせた後に毛細
管現象を用いて液晶を注入するディップ式（汲み上げ式）を用いてもよい。
【０２２４】
また、カラーフィルタを用いずに、光シャッタを行い、ＲＧＢの３色のバックライト光
源を高速で点滅させるフィールドシーケンシャル方式の駆動方法を用いた液晶表示装置に
も本発明は、適用できる。
【０２２５】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至６のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【０２２６】
（実施の形態８）
本発明の半導体装置、及び電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型
ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置
（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機
器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等）
、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄ
ｉｓｃ（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装
置）などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１０および図１１に示す。
【０２２７】
図１０（Ａ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、撮像部、操作キ
ー２１０４、シャッター２１０６等を含む。なお、図１０（Ａ）は表示部２１０２側から
の図であり、撮像部は示していない。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼
性の高いデジタルカメラが実現できる。
【０２２８】
図１０（Ｂ）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２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス
２２０６等を含む。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高いノート型
パーソナルコンピュータを実現することができる。
【０２２９】
図１０（Ｃ）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）読込部２４０５、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
により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い画像再生装置を実現することができ
る。
【０２３０】
また、図１０（Ｄ）は表示装置であり、筐体１９０１、支持台１９０２、表示部１９０３
、スピーカ１９０４、ビデオ入力端子１９０５などを含む。この表示装置は、上述した実
施の形態で示した作製方法により形成した薄膜トランジスタをその表示部１９０３および
駆動回路に用いることにより作製される。なお、表示装置には液晶表示装置、発光装置な
どがあり、具体的にはコンピュータ用、テレビ受信用、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。本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い表示
装置、特に２２インチ〜５０インチの大画面を有する大型の表示装置を実現することがで
きる。
【０２３１】
また、本発明のＴＦＴを有する薄膜集積回路に加えてアンテナなどを形成することによっ
て、非接触型薄膜集積回路装置（無線ＩＣタグ、ＲＦＩＤ（無線認証、Ｒａｄｉｏ Ｆｒ
ｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）とも呼ばれる）として用いることもで
きる。また、ＩＣタグを様々な電子機器に貼り付けることにより、電子機器の流通経路な
どを明確にすることができる。
【０２３２】
また、図１０（Ｅ）はパスポート１９４１に無線ＩＣタグ１９４２を付けている状態を示
している。また、パスポート１９４１に無線ＩＣタグを埋め込んでもよい。同様にして、
運転免許証、クレジットカード、紙幣、硬貨、証券、商品券、チケット、トラベラーズチ
ェック（Ｔ／Ｃ）、健康保険証、住民票、戸籍謄本などに無線ＩＣタグを付けたり埋め込
むことができる。この場合、本物であることを示す情報のみを無線ＩＣタグに入力してお
き、不正に情報を読み取ったり書き込んだりできないようにアクセス権を設定する。これ
は、上述した他の実施の形態で示したメモリを用いることにより実現できる。このように
タグとして利用することによって、偽造されたものと区別することが可能になる。このほ
かに、無線ＩＣタグをメモリとして用いることも可能である。また、無線ＩＣタグを包装
用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、電子機器等に設けること
により、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。
【０２３３】
また、図１１で示す携帯電話機は、操作スイッチ類９０４、マイクロフォン９０５などが
備えられた本体（Ａ）９０１と、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０９、ス
ピーカ９０６などが備えられた本体（Ｂ）９０２とが、蝶番９１０で開閉可能に連結され
ている。表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、回路基板９０７と共に本
体（Ｂ）９０２の筐体９０３の中に収納される。表示パネル（Ａ）９０８及び表示パネル
（Ｂ）９０９の画素部は筐体９０３に形成された開口窓から視認できるように配置される
。
【０２３４】
表示パネル（Ａ）９０８と表示パネル（Ｂ）９０９は、その携帯電話機９００の機能に
応じて画素数などの仕様を適宜設定することができる。例えば、表示パネル（Ａ）９０８
を主画面とし、表示パネル（Ｂ）９０９を副画面として組み合わせることができる。
【０２３５】
本発明により、高精細な表示部を有し、且つ、信頼性の高い携帯情報端末を実現するこ
とができる。
【０２３６】
本実施の形態に係る携帯電話機は、その機能や用途に応じてさまざまな態様に変容し得
る。例えば、蝶番９１０の部位に撮像素子を組み込んで、カメラ付きの携帯電話機として
も良い。また、操作スイッチ類９０４、表示パネル（Ａ）９０８、表示パネル（Ｂ）９０
９を一つの筐体内に納めた構成としても、上記した作用効果を奏することができる。また
、表示部を複数個そなえた情報表示端末に本実施の形態の構成を適用しても、同様な効果
を得ることができる。
【０２３７】
以上の様に、本発明を実施する、即ち実施の形態１乃至７のいずれか一の作製方法また
は構成を用いて、様々な電子機器を完成させることができる。
【産業上の利用可能性】
【０２３８】
本発明の構成、即ちゲート電極と重なるＬＤＤ領域をドレイン側のみに備えたＴＦＴは、
ドレイン近傍の電界強度を緩和でき、回路の劣化を抑えることができる。加えて、寄生容
量を低減できるため、回路の消費電力を低減することができる。
【符号の説明】
【０２３９】
１０１ 絶縁表面を有する基板
１０２ 第１絶縁膜
１０３ 半導体層
１０４ 第２絶縁膜
１０５ａ 第１導電層
１０５ｂ 第１導電層
１０６ａ 第２導電層
１０６ｂ 第２導電層
１０７ａ レジストパターン
１０７ｂ レジストパターン
１０９ 低濃度の一導電型不純物領域
１１０ 高濃度の一導電型不純物領域
１１１ 高濃度の一導電型不純物領域
１１２ 第３絶縁膜
１１３ 第４絶縁膜
１１４ ソース電極
１１５ ドレイン電極
２０１ レチクル
２０２ 遮光部
２０３ スリット部
２０４ 透光部
２０５ レチクル
２０６ 遮光部
２０７ スリット部
２０８ 透光部
２０９ 光強度分布
２１０ レチクル
２１１ 遮光部
２１２ 半透光部
２１３ 透光部
２１４ 光強度分布
３０１ 基板
３０２ 第１絶縁膜
３０３ 半導体層
３０４ 第２絶縁膜
３０５ａ 第１導電層
３０５ｂ 第１導電層
３０６ａ 第２導電層
３０６ｂ 第２導電層
３０７ａ レジストパターン
３０７ｂ レジストパターン
４００ 基板
４０１ 遮光部
４０２ 半透膜が設けられた部分
４０３ａ 非露光領域
４０３ｂ 露光領域
５００ 基板
５０２ 半導体層
５０３ 半導体層
５０４ ゲート絶縁層
５０５ 第１の導電膜
５０６ 第２の導電膜
５０７ ゲート絶縁層
５０８ 絶縁層
５２０ 第２のＴＦＴ部
５２１ 第１のゲート電極層
５２２ 第２のゲート電極層
５２３ レジストパターン
５２４ａ 低濃度不純物領域
５２４ｂ 低濃度不純物領域
５２５ａ 高濃度不純物領域
５２５ｂ 高濃度不純物領域
５２６ａ 低濃度不純物領域
５２６ｂ 低濃度不純物領域
５２９ レジストパターン
５３０ 第１のＴＦＴ部
５３１ 第１のゲート電極層
５３２ 第２のゲート電極層
５３３ レジストパターン
５３４ａ 低濃度不純物領域
５３４ｂ 低濃度不純物領域
５３５ａ 高濃度不純物領域
５３５ｂ 高濃度不純物領域
５３６ 低濃度不純物領域
５３９ レジストパターン
５４０ 配線部
５４１ 第１の配線層
５４２ 第２の配線層
５４３ レジストパターン
５４９ レジストパターン
６１０ 基板
６１１ 下地絶縁膜
６１３ 絶縁膜
６２３ 第１の電極
６２４ 有機化合物を含む層
６２５ 第２の電極
６２６ 保護層
６２７ 充填材
６２８ シール材
６２９ 絶縁物
６３１ 異方性導電膜
６３２ ＦＰＣ
６３３ 封止基板
６３６ ｎチャネル型ＴＦＴ
６３７ ｐチャネル型ＴＦＴ
６３８ ｎチャネル型ＴＦＴ
６３９ ｐチャネル型ＴＦＴ
６８０ 絶縁物の周縁
７００ カソード側電源線
７０３Ｒ ＯＬＥＤ
７０３Ｇ ＯＬＥＤ
７０３Ｂ ＯＬＥＤ
７０４ ソース配線
７０５ ゲート配線
７０６Ｒ アノード側電源線
７０６Ｇ アノード側電源線
７０６Ｂ アノード側電源線
８０１ 島状の半導体層
８０２ 希ガス元素を含む半導体膜
８０３ 開口
８０５ 第２導電層
８０６ 絶縁膜
８０７ａ 高濃度不純物領域
８０７ｂ 高濃度不純物領域
８０７ｃ 高濃度不純物領域
８０８ 層間絶縁膜
８０９ ソース配線
８１０ ドレイン配線
９００ 携帯電話機
９０１ 本体（Ａ）
９０２ 本体（Ｂ）
９０３ 筐体
９０４ 操作スイッチ類
９０５ マイクロフォン
９０６ スピーカ
９０７ 回路基板
９０８ 表示パネル（Ａ）
９０９ 表示パネル（Ｂ）
９１０ 蝶番
１２０１ ソース側駆動回路
１２０２ 画素部
１２０３ ゲート側駆動回路
１２０４ 封止基板
１２０５ シール材
１２０７ 接続領域
１２０８ 端子部
１２０９ ＦＰＣ
１２１０ 基板
１３０１ 駆動ＩＣ
１３０２ 画素部
１３０４ 封止基板
１３０５ シール材
１３０７ 接続領域
１３０８ 端子部
１３０９ ＦＰＣ
１３１０ 基板
１９０１ 筐体
１９０２ 支持台
１９０３ 表示部
１９０４ スピーカ
１９０５ ビデオ入力端子
１９４１ パスポート
１９４２ 無線ＩＣタグ
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０４ 操作キー
２１０６ シャッター
２２０１ 本体
２２０２ 筐体
２２０３ 表示部
２２０４ キーボード
２２０５ 外部接続ポート
２２０６ ポインティングマウス
２４０１ 本体
２４０２ 筐体
２４０３ 表示部Ａ
２４０４ 表示部Ｂ
２４０５ 記録媒体読込部
２４０６ 操作キー
２４０７ スピーカー部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質構造を有する第１の半導体層を形成し、
非晶質構造を有する前記第１の半導体層に結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を導入し、第１の加熱処理を行うことによって前記第１の半導体層の結晶化率を高め、
前記第１の半導体層を島状にパターニングし、
パターニングした前記第１の半導体層上に希ガス元素を含む第２の半導体層を形成し、
第２の加熱処理を行うことによって、前記第１の半導体層に含まれる金属元素を前記第２の半導体層に移動させ、
前記第２の半導体層を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
非晶質構造を有する第１の半導体層を形成し、
非晶質構造を有する前記第１の半導体層に結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を導入し、第１の加熱処理を行うことによって前記第１の半導体層の結晶化率を高め、
前記第１の半導体層に複数の開口部を形成するとともに、島状にパターニングし、
パターニングした前記第１の半導体層上に希ガス元素を含む第２の半導体層を形成し、
第２の加熱処理を行うことによって、前記第１の半導体層に含まれる金属元素を前記第２の半導体層に移動させ、
前記第２の半導体層を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の加熱処理の後、前記第１の半導体層にレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の半導体層を島状にパターニングした後、前記第２の半導体層に対してエッチングストッパーとなるバリア層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
非晶質構造を有する第１の半導体層を形成し、
非晶質構造を有する前記第１の半導体層に結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を導入し、第１の加熱処理を行うことによって前記第１の半導体層の結晶化率を高め、
前記第１の半導体層を島状にパターニングし、
パターニングした前記第１の半導体層上に希ガス元素を含む第２の半導体層を形成し、
第２の加熱処理を行うことによって、前記第１の半導体層に含まれる金属元素を前記第２の半導体層に移動させ、
前記第２の半導体層を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
非晶質構造を有する第１の半導体層を形成し、
非晶質構造を有する前記第１の半導体層に結晶化を促進する触媒作用のある金属元素を導入し、第１の加熱処理を行うことによって前記第１の半導体層の結晶化率を高め、
前記第１の半導体層に複数の開口部を形成するとともに、島状にパターニングし、
パターニングした前記第１の半導体層上に希ガス元素を含む第２の半導体層を形成し、
第２の加熱処理を行うことによって、前記第１の半導体層に含まれる金属元素を前記第２の半導体層に移動させ、
前記第２の半導体層を除去することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１の加熱処理の後、前記第１の半導体層にレーザ光を照射することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の半導体層を島状にパターニングした後、前記第２の半導体層に対してエッチングストッパーとなるバリア層を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１８２４６６（Ｐ２０１２−１８２４６６Ａ）
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９１０１１（Ｐ２０１２−９１０１１）
【出願日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【分割の表示】特願２００６−１６００２７（Ｐ２００６−１６００２７）の分割
【原出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２０日（２０１２．９．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【分割の表示】特願２００６−１６００２７（Ｐ２００６−１６００２７）の分割
【原出願日】平成１８年６月８日（２００６．６．８）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]