專利名稱：激光輻照裝置、激光輻照方法、以及半導(dǎo)體器件制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到用激光束對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行退火的激光輻照方法以及用來執(zhí)行激光 退火的激光輻照裝置(包含激光器和用來將激光器輸出的激光束引導(dǎo)到被加工的元件的 光學(xué)系統(tǒng)的裝置)。本發(fā)明還涉及到用包括激光退火步驟的各個(gè)步驟制造的半導(dǎo)體器件以 及半導(dǎo)體器件的制造方法。注意，本說明書指出的半導(dǎo)體器件包括諸如液晶顯示器件或發(fā) 光器件之類的電光器件以及包括電光器件作為其組成部分的電子器件。
背景技術(shù)：
近年來，在對(duì)制作于諸如玻璃襯底之類的絕緣襯底上的半導(dǎo)體膜進(jìn)行激光退火， 以便對(duì)半導(dǎo)體膜進(jìn)行晶化或改善其結(jié)晶性的技術(shù)方面，已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究。硅被廣泛 地用作這種半導(dǎo)體膜。在本說明書中，利用激光束來晶化半導(dǎo)體膜以獲得結(jié)晶半導(dǎo)體膜的 方法，被稱為激光晶化。與已經(jīng)被廣泛地使用的合成石英玻璃襯底相比，玻璃襯底的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)廉和富有可 加工性，并容易制造大面積的襯底。這就是已經(jīng)進(jìn)行了廣泛研究的理由。激光器被擇優(yōu)用 于晶化的理由是玻璃襯底的熔點(diǎn)低。激光器能夠?qū)⒏叩哪芰刻峁┙o半導(dǎo)體膜而不會(huì)大幅度 提高襯底的溫度。此外，與采用電爐的加熱方法相比，激光器的產(chǎn)率明顯地高。結(jié)晶半導(dǎo)體由多個(gè)晶粒組成，也被稱為多晶半導(dǎo)體膜。由于利用激光退火形成的 結(jié)晶半導(dǎo)體膜具有高的遷移率，故結(jié)晶的硅膜被用來制作薄膜晶體管(TFT)。例如，薄膜晶 體管被廣泛地用于有源矩陣型液晶顯示器件，其中的象素驅(qū)動(dòng)TFT和驅(qū)動(dòng)電路TFT被制造 在一個(gè)玻璃襯底上。然而，用激光退火方法制造的結(jié)晶半導(dǎo)體膜由多個(gè)晶粒組成，且各個(gè)晶粒的位置 和尺寸是隨機(jī)的。借助于用小島狀圖形化將結(jié)晶半導(dǎo)體膜分隔開，而形成制造在玻璃襯底 上的TFT，以便實(shí)現(xiàn)元件隔離。在此情況下，無法按規(guī)定的晶粒位置和尺寸來形成結(jié)晶半導(dǎo) 體膜。存在著大量來自非晶結(jié)構(gòu)的復(fù)合中心和捕獲中心和與晶粒內(nèi)部相比存在于晶粒界面 (晶粒邊界)處的晶體缺陷等。眾所周知，當(dāng)載流子被捕獲在捕獲中心中時(shí)，晶粒邊界的電 位上升，成為載流子的勢(shì)壘，從而降低載流子的輸運(yùn)性質(zhì)。溝道形成區(qū)中的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶 性對(duì)TFT的特性具有很大的影響。但由沒有晶粒邊界影響的單晶硅膜來形成溝道形成區(qū)是 不太可能的。為了用沒有晶粒邊界影響的單晶硅膜來形成溝道形成區(qū)，在激光退火方法中進(jìn)行 了各種嘗試來形成位置受到控制的大晶粒。首先來解釋接受激光束輻照的半導(dǎo)體膜的結(jié)晶 過程。在已經(jīng)被激光束輻照完全熔化了的液體半導(dǎo)體膜中發(fā)生固相成核，需要一些時(shí) 間。在完全被熔化的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)并生長(zhǎng)無數(shù)均勻(或不均勻)的成核，從而完成液體半導(dǎo)體膜的結(jié)晶過程。這種情況下得到的晶粒在位置和尺寸上是隨機(jī)的。而且，在半導(dǎo)體膜不被激光束輻照完全熔化而仍然部分保持固相半導(dǎo)體區(qū)的情況 下，激光束輻照之后立即在固相半導(dǎo)體區(qū)處開始晶體生長(zhǎng)。如上所述，在完全被熔化的區(qū)域 中出現(xiàn)成核之前需要一些時(shí)間。于是，是為晶體生長(zhǎng)前鋒的固液界面就沿水平方向(以下 稱為橫向)移動(dòng)到達(dá)半導(dǎo)體膜表面，直至在完全被熔化的區(qū)域中出現(xiàn)成核，生長(zhǎng)的晶粒從 而為膜厚度的幾十倍。當(dāng)在完全倍熔化的區(qū)域中出現(xiàn)無數(shù)均勻(或不均勻)的成核時(shí)，這 一生長(zhǎng)就結(jié)束。這種現(xiàn)象以下被稱為超橫向生長(zhǎng)。在非晶半導(dǎo)體膜或多晶半導(dǎo)體膜中，存在著實(shí)現(xiàn)超橫向生長(zhǎng)的激光束能量區(qū)。但 上述的能量區(qū)非常窄，且無法控制得到大晶粒的位置。而且，大晶粒區(qū)域以外的區(qū)域是出現(xiàn) 大量成核的微晶區(qū)或非晶區(qū)。如上所述，若能夠在半導(dǎo)體膜被完全熔化的激光束能量區(qū)中控制橫向溫度梯度 (使沿橫向出現(xiàn)熱流)，則能夠控制晶粒的生長(zhǎng)位置和生長(zhǎng)方向。為了實(shí)現(xiàn)此方法，進(jìn)行了 各種各樣的嘗試。例如，R.Ishihara 和 A. Burtsev (見 AM-LCD，98，pp. 153-156,1998)報(bào)道了一種激 光退火方法，其中他們制作了襯底與氧化硅基底膜之間的高熔點(diǎn)金屬膜，并在此高熔點(diǎn)金 屬膜上制作了非晶硅膜，然后從襯底的頂部表面?zhèn)?在本說明書中定義為其上制作薄膜的 表面)和從襯底的底部表面?zhèn)?在本說明書中定義為其上制作薄膜的表面的反側(cè)表面)輻 照準(zhǔn)分子激光束。從襯底頂部表面輻照的激光束被硅膜吸收，其能量被轉(zhuǎn)變成熱。另一方 面，從底部表面輻照的激光束被高熔點(diǎn)金屬膜吸收，其能量被轉(zhuǎn)變成熱；高熔點(diǎn)金屬膜被加 熱到高溫。被加熱的高熔點(diǎn)金屬膜與硅膜之間的氧化硅膜起熱積累層的作用，從而能夠降 低被熔化的硅膜的冷卻速度。根據(jù)報(bào)道，借助于在任何位置形成高熔點(diǎn)金屬膜，最大直徑為 6. 4 μ m的晶粒能夠處于任何位置。哥倫比亞大學(xué)的James S. Im等人提出了一種連續(xù)橫向結(jié)晶方法(以下稱為SLS 方法)，其中能夠在任何位置得到超橫向生長(zhǎng)。SLS方法是一種借助于在一定距離內(nèi)移動(dòng)縫 隙狀掩模以便每次輻照發(fā)生超橫向生長(zhǎng)(大約0. 75 μ m)來進(jìn)行晶化的方法。另一方面，大面積襯底的使用不斷進(jìn)展。用大面積襯底來制造諸如多個(gè)液晶顯示 屏之類的半導(dǎo)體器件的理由是能夠獲得高產(chǎn)率并能夠?qū)崿F(xiàn)成本降低。例如，600mmX720mm 的襯底、320mmX400mm的襯底、12英寸的圓片(直徑約為300mm)等被用作大面積襯底。此 外，認(rèn)為將來要使用ImX Im或更大的襯底。例如，有一種利用電流鏡對(duì)大面積襯底進(jìn)行激光束輻照的方法。用圖5來對(duì)其進(jìn) 行解釋。激光束201通過電流鏡202和f θ透鏡203到達(dá)襯底204。借助于振動(dòng)電流鏡202 而及時(shí)改變電流鏡的角度，使激光束在襯底上的位置沿參考號(hào)206所示箭頭的方向移動(dòng)。 當(dāng)在半周期內(nèi)振動(dòng)時(shí)，激光束被調(diào)整，使激光束從襯底寬度的一端移動(dòng)到另一端。此時(shí)，即 使當(dāng)襯底上激光束的位置被移動(dòng)，f θ透鏡203也被調(diào)整成使襯底上的激光束能量密度在 任何時(shí)間都恒定。當(dāng)電流鏡在半個(gè)周期中振動(dòng)時(shí)，激光束從襯底寬度的一端移動(dòng)到另一端。激光束 輻照的部分于是被激光退火。電流鏡的振動(dòng)速度被調(diào)整成激光束輻照的區(qū)域不間斷。然后 沿垂直于參考號(hào)206所示箭頭的方向移動(dòng)平臺(tái)，激光束開始再次在襯底上沿參考號(hào)206所示的方向移動(dòng)。借助于重復(fù)這些操作，激光束能夠輻照到整個(gè)襯底表面上。亦即，借助于用 電流鏡的旋轉(zhuǎn)來重復(fù)移動(dòng)輻照位置和移動(dòng)平臺(tái)，激光束被輻照到整個(gè)襯底表面。然而，當(dāng)電流鏡的角度被改變時(shí)，激光束對(duì)襯底的入射角被改變，如圖5中參考號(hào) α、β和Y所示。當(dāng)激光束被特別輻照到大面積襯底時(shí)，入射角的變化變得明顯。激光束 對(duì)輻照表面的入射角變化意味著上述激光束在輻照表面上的能量分布被改變。在圖16中， 波長(zhǎng)為532nm的激光束通過厚度為700 μ m且折射率為1. 5的襯底透射，并計(jì)算此襯底背面 上的反射率。橫軸示出了入射角，而總軸示出了反射率。當(dāng)入射角被改變時(shí)，眾所周知反射 率也被大幅度改變。當(dāng)這種激光束被采用并輻照到半導(dǎo)體膜等時(shí)，難以均勻地輻照激光束， 成為薄膜質(zhì)量降低的一個(gè)原因。當(dāng)用這種半導(dǎo)體膜來制造半導(dǎo)體器件時(shí)，就成為工作特性 和可靠性降低的原因。還有一種遠(yuǎn)心f θ透鏡，其中即使當(dāng)電流鏡的角度改變時(shí)，激光束對(duì)襯底的入射 角也不改變。但這種遠(yuǎn)心f θ透鏡的尺寸要求大約等于襯底尺寸。因此，在加工大面積襯 底時(shí)不實(shí)際。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法和裝置，用來恒定地建立激光束在輻照面上 的能量分布，并將均勻的激光束輻照到上述整個(gè)輻照表面。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一 種激光輻照方法和激光輻照裝置，用來在甚至大面積襯底上有效地形成晶體性質(zhì)接近單晶 的結(jié)晶半導(dǎo)體膜。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括工藝中的 上述激光輻照方法。本說明書中公開的有關(guān)激光輻照裝置的本發(fā)明的構(gòu)造的特征是，激光輻照裝置具 有多個(gè)激光器、用來在輻照表面上形成多個(gè)橢圓形狀或矩形形狀的激光束的第一裝置、以 及用來沿第一方向和與第一方向相反的方向移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置并 沿第二方向移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置的第二裝置。另一種有關(guān)激光輻照裝置的本發(fā)明的構(gòu)造的特征是，激光輻照裝置具有多個(gè)激光 器、相對(duì)于多個(gè)激光束比較傾斜地安置的輻照表面、用來在輻照表面上形成多個(gè)橢圓形狀 或矩形形狀的激光束的第一裝置、以及用來沿第一方向和與第一方向相反的方向移動(dòng)多個(gè) 激光束在輻照表面上的輻照位置并沿第二方向移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置 的第二裝置。在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是各個(gè)多個(gè)激光器由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的固體激光 器構(gòu)成。例如，YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激 光器、變藍(lán)寶石激光器、摻Ti的藍(lán)寶石激光器等，被用作這種固體激光器。而且，在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是所述多個(gè)激光器是選自Ar激光器和Kr激光器 的一種或多種。而且，在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是裝置1具有柱面透鏡。不然，其特征就是第一 裝置具有凸透鏡、柱面透鏡和光柵。激光束在輻照表面上的形狀被形成為橢圓形或矩形，第 一裝置能有效地輻射激光束。而且，在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是裝置2是平臺(tái)。此平臺(tái)至少沿第一方向、與第 一方向相反的方向、以及第二方向被移動(dòng)。例如采用X-Y平臺(tái)等。
本說明書中公開的有關(guān)激光輻照方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征是，輻照表面上的多 個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在輻照表面沿第一方向移動(dòng)的同 時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；輻照表面沿第二方向移動(dòng)；以及在輻照表面沿與第一方向相反的方 向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。另一種有關(guān)激光輻照方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征是，相對(duì)于多個(gè)激光束傾斜地安 置的輻照表面上的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在輻照表面 沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；輻照表面沿第二方向移動(dòng)；以及在輻照表面沿 與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。另一種有關(guān)激光輻照方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征也是，輻照表面上的多個(gè)激光束 的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在輻照表面沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射 多個(gè)激光束；在輻照表面沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；以及輻 照表面沿第二方向移動(dòng)。另一種有關(guān)激光輻照方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征也是，相對(duì)于多個(gè)激光束傾斜地 安置的輻照表面上的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在輻照表 面沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；在輻照表面沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的 同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；以及輻照表面沿第二方向移動(dòng)。在各個(gè)上述構(gòu)造中，激光退火方法的特征是各個(gè)激光束由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的 固體激光器來振蕩。例如，由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、 YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變藍(lán)寶石激光器、摻Ti的藍(lán)寶石激光器等構(gòu)成固 體激光器。在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是激光束由選自Ar激光器和Kr激光器的一種或多種 來振蕩。在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是柱面透鏡被用作光學(xué)系統(tǒng)。不然，其特征就是凸透鏡 和柱面透鏡被用作光學(xué)系統(tǒng)。本說明書中公開的有關(guān)半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征是，半導(dǎo)體 膜被制作在絕緣表面上；半導(dǎo)體膜中的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩 形形狀；在半導(dǎo)體膜沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；半導(dǎo)體膜沿第二方向移動(dòng)； 以及在半導(dǎo)體膜沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。另一種有關(guān)半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征也是，半導(dǎo)體膜被制作 在絕緣表面上；相對(duì)于多個(gè)激光束傾斜地安置的半導(dǎo)體膜中的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系 統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在半導(dǎo)體膜沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；半 導(dǎo)體膜沿第二方向移動(dòng)；以及在半導(dǎo)體膜沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè) 激光束。另一種有關(guān)半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征也是，半導(dǎo)體膜被制作 在絕緣表面上；半導(dǎo)體膜中的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀； 在半導(dǎo)體膜沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；在半導(dǎo)體膜沿與第一方向相反的方 向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；以及半導(dǎo)體膜沿第二方向移動(dòng)。另一種有關(guān)半導(dǎo)體器件的制造方法的本發(fā)明的構(gòu)造的特征也是，半導(dǎo)體膜被制作 在絕緣表面上；相對(duì)于多個(gè)激光束傾斜地安置的半導(dǎo)體膜中的多個(gè)激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)形成為橢圓形狀或矩形形狀；在半導(dǎo)體膜沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；在 半導(dǎo)體膜沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束；以及半導(dǎo)體膜沿第二方 向移動(dòng)。在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是各個(gè)激光束由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的固體激光器來 振蕩。例如，固體激光器由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、 YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變藍(lán)寶石激光器、摻Ti的藍(lán)寶石激光器等構(gòu)成。在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是激光束由選自Ar激光器和Kr激光器的一種或多種 來振蕩。而且，在各個(gè)上述構(gòu)造中，其特征是柱面透鏡被用作光學(xué)系統(tǒng)。不然，其特征就是 凸透鏡和柱面透鏡被用作光學(xué)系統(tǒng)。


圖1示出了激光輻照裝置的構(gòu)造例子。圖2A和2B示出了輻照表面上的激光輻照方法的例子。圖3示出了激光輻照裝置的構(gòu)造例子。圖4示出了激光輻照裝置的構(gòu)造例子。圖5示出了激光輻照裝置的構(gòu)造例子。圖6A-6C是剖面圖，示出了象素TFT和驅(qū)動(dòng)電路TFT的制造工藝。圖7A-7C是剖面圖，示出了象素TFT和驅(qū)動(dòng)電路TFT的制造工藝。圖8是剖面圖，示出了象素TFT和驅(qū)動(dòng)電路TFT的制造工藝。圖9是平面圖，示出了象素TFT的構(gòu)造。圖10是剖面圖，示出了有源矩陣型液晶顯示器件的制造工藝。圖11是發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)的剖面結(jié)構(gòu)圖。圖12A是發(fā)光器件的平面圖，而圖12B是發(fā)光器件的驅(qū)動(dòng)電路和象素區(qū)的剖面結(jié) 構(gòu)圖。圖13A-13F示出了半導(dǎo)體器件的例子。圖14A-14D示出了半導(dǎo)體器件的例子。圖15A-15C示出了半導(dǎo)體器件的例子。圖16示出了相對(duì)于激光束入射角的反射率例子。圖17示出了激光束入射角與干涉的關(guān)系的例子。圖18示出了激光輻照裝置構(gòu)造的例子。圖19示出了激光輻照裝置構(gòu)造的例子。圖20示出了激光輻照裝置構(gòu)造的例子。圖21示出了激光輻照裝置構(gòu)造的例子。
具體實(shí)施例方式用圖2來解釋本發(fā)明的實(shí)施方案模式。首先，各個(gè)多個(gè)激光束被光學(xué)系統(tǒng)設(shè)定為輻照表面上的橢圓形狀或矩形形狀的激 光束103a、103b、103c。由于激光束被有效地輻照到整個(gè)表面，故激光束的形狀被形成為上述輻照表面上的矩形形狀或橢圓形狀。從激光器發(fā)射的激光束的形狀根據(jù)激光器的種類 而不同。例如，Lamda公司制造的XeCl準(zhǔn)分子激光器(波長(zhǎng)為308nm，而脈沖寬度為30ns) L3308的激光束尺寸為IOmmX 30mm(均為束分布的半寬度)。在YAG激光器中，若棒的形狀 為圓柱形，則激光束的形狀為圓形，而若YAG激光器是平板形，則激光束的形狀為矩形。上 部輻照表面上的激光束的形狀被光學(xué)系統(tǒng)設(shè)定為矩形或橢圓形。各個(gè)激光束對(duì)上部輻照表面的入射角被設(shè)定為相同。各個(gè)激光束103在上部輻照 表面上的能量分布于是被設(shè)定為相同。對(duì)于在整個(gè)襯底表面上輻照均勻的激光器來說，這 是非常重要的。當(dāng)上述激光束103輻照時(shí)，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的方向被移動(dòng)。隨 后，在上述激光束103輻照的情況下，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)107所示的方向被移動(dòng)，還 沿參考號(hào)108所示的方向被移動(dòng)。于是，若在激光束的入射位置和入射角被固定的情況下 重復(fù)移動(dòng)平臺(tái)(或襯底)，則激光束能夠輻照到整個(gè)襯底表面而無須改變激光束在輻照表 面上的能量分布。此情況被示于圖2A。借助于在沿參考號(hào)106所示方向移動(dòng)平臺(tái)(或襯底)并隨后在上述激光束輻照的 情況下沿參考號(hào)108所示的方向移動(dòng)平臺(tái)(或襯底)，同一個(gè)區(qū)域被多次輻照。但在同一個(gè) 區(qū)域被多次輻照之后，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)107所示的方向被移動(dòng)，激光束能夠再次輻 照。此情況被示于圖2B。若各個(gè)入射角相同，則多個(gè)激光束103也能夠被傾斜地輻照到襯底104。但如圖 16所示，相對(duì)于激光束入射角的改變，反射率被大幅度改變。因此，希望將各個(gè)多個(gè)激光束 的入射角設(shè)定為相同，或處于反射率改變?cè)?%以內(nèi)的角度之內(nèi)。如圖17所示，激光束以束 寬度W入射到輻照表面。除非入射光與襯底背面的反射光重疊，否則不引起干涉。亦即，當(dāng) 襯底的厚度被設(shè)定為d，且由于半導(dǎo)體膜的厚度小于上述襯底的厚度而忽略半導(dǎo)體膜的厚 度時(shí)，若入射角大于滿足sin Φ = ff/2d.·. φ = arcsin(ff/2d)的入射角Φ，則不引起干涉。亦即，當(dāng)φ ^ arcsin(ff/2d)時(shí)，不引起干涉。因此，當(dāng)激光束以大于入射角Φ的角度被入射時(shí)，不必嚴(yán)格使多個(gè)激光束的入射
角一致。產(chǎn)生干涉的條件由激光束的波長(zhǎng)、諸如半導(dǎo)體膜的被輻照物體的相干長(zhǎng)度、吸收 系數(shù)、以及膜厚度等改變。因此，必須考慮光學(xué)系統(tǒng)和被輻照物體的安排。在本實(shí)施方案模式中，采用了多個(gè)激光束，但也可以利用多個(gè)激光器來振蕩，并還 可以借助于對(duì)一個(gè)激光器振蕩的激光束進(jìn)行分割而形成。而且，若此數(shù)目是等于或大于2 的多數(shù)，則激光束的數(shù)目不局限于3，而是沒有特殊的限制。此處將解釋用這一輻照方法晶化半導(dǎo)體膜的情況。當(dāng)激光束輻照到半導(dǎo)體膜時(shí)， 被輻照的區(qū)域達(dá)到熔化狀態(tài)，并隨時(shí)間被冷卻并固化。若在激光束移動(dòng)的同時(shí)輻照激光束， 則連續(xù)形成處于熔化狀態(tài)的區(qū)域，也存在隨時(shí)間冷卻和固化的區(qū)域。亦即在半導(dǎo)體膜中形 成了溫度梯度，且晶粒沿激光束的移動(dòng)方向生長(zhǎng)，因而形成大直徑的晶粒。利用溝道形成區(qū)中的這種晶粒制造的TFT的電學(xué)特性得到了改善，半導(dǎo)體器件的工作特性和可靠性也能夠 被改善。由于特別是沿激光束的移動(dòng)方向幾乎不存在晶粒邊界，故最好是制造溝道形成區(qū) 平行于此方向的TFT。若采用這種輻照方法，則激光束也能夠被有效地輻照到大面積的襯底。而且，當(dāng)借 助于輻照這種激光束來晶化半導(dǎo)體膜時(shí)，有可能形成具有大直徑晶粒接近單晶顆粒的半導(dǎo) 體膜。而且用上述半導(dǎo)體膜制造的TFT的電學(xué)特性得到了改善，半導(dǎo)體器件的工作特性和 可靠性也能夠被改善。以下用下列實(shí)施方案來更詳細(xì)地解釋具有上述構(gòu)造的本發(fā)明「實(shí)施方案1「實(shí)施方案11在本實(shí)施方案中，用圖1、2A、2B、18、和19來解釋將多個(gè)激光束傾斜輻照到襯底的方法。各個(gè)多個(gè)激光束101a、101b、IOlc被柱面透鏡102a、102b、102c沿短邊方向縮短， 成為在輻照表面上具有橢圓形狀或矩形形狀的激光束103a、103b、103c。為了在輻照表面上 形成橢圓形或矩形的激光束，可以使用光柵。若平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的方向 被移動(dòng)，則激光束能夠沿參考號(hào)108所示的方向輻照而不改變激光束對(duì)襯底的入射角。當(dāng) 沿參考號(hào)108所示方向的激光束輻照被終止時(shí)，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)107所示的方向 被移動(dòng)。若在激光束輻照的同時(shí)，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)108所示的方向被移動(dòng)，則激光 束能夠沿參考號(hào)106所示的方向輻照。借助于重復(fù)這些移動(dòng)，激光束被輻照到整個(gè)襯底表 面。圖2A示出了此時(shí)激光束被輻照到整個(gè)襯底表面的情況。在平臺(tái)(或襯底)的另一種移動(dòng)方法中，在平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的 方向移動(dòng)和沿參考號(hào)108所示的方向移動(dòng)之后，平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示 的方向移動(dòng)。在平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的方向移動(dòng)和沿參考號(hào)108所示的方向 移動(dòng)被重復(fù)之后，平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示的方向移動(dòng)。圖2B示出了此時(shí) 激光束被輻照到整個(gè)襯底表面的情況。另一方面，在輻照的同時(shí)，多個(gè)激光束本身可以被移 動(dòng)，且多個(gè)激光束和平臺(tái)(或襯底)二者可以被移動(dòng)。入射到襯底上的激光束，在襯底表面上被反射。但由于激光束是方向性和能量密 度很高的光，故最好借助于安排衰減器109來防止反射光輻照到不適當(dāng)?shù)牟糠?。雖然圖中 未示出冷卻水，但冷卻水在衰減器109中循環(huán)。冷卻水防止了衰減器109的溫度由于吸收 反射光而上升。在圖1中，衰減器109僅僅相對(duì)于激光束IOla被示出，但最好對(duì)其它激光 束IOlb和IOlc也安排。如圖16所示，當(dāng)激光束的入射角被改變時(shí)，反射率被大幅度改變。因此，將多個(gè)激 光束的入射角設(shè)定為相同是非常重要的。最可取的是將多個(gè)激光束的入射角設(shè)定為提供最 小反射率的角度。最好還將入射角設(shè)定為使反射率的變化在5%以內(nèi)。由于反射率被襯底 的厚度和折射率以及波長(zhǎng)改變，故操作人員可以適當(dāng)?shù)卮_定入射角。于是，若激光束被輻照到襯底，則具有相同的能量分布的激光束被輻照到襯底，致 使激光束能夠均勻地輻照。還有可能獲得晶粒接近單晶顆粒的半導(dǎo)體膜。而且，由于采用 了多個(gè)激光束，故產(chǎn)率得到了改善，且激光束能夠有效地輻照。在本實(shí)施方案中，采用了多個(gè)激光束。然而，如圖18所示，多個(gè)激光器100可以相對(duì)于襯底104傾斜地安置，且多個(gè)激光束也可以利用這些多個(gè)激光器100來振蕩。如圖19 所示，由激光器150振蕩的激光束被光束分裂器151a和151b等分割，也可以被設(shè)定為多個(gè) 激光束101。而且，若數(shù)目等于或大于2，則激光束的數(shù)目不局限于3，而是不受特別的限制。在本實(shí)施方案中，襯底被水平安置，且激光束的入射角相對(duì)于襯底被傾斜一個(gè)角 度θ。但上述激光束對(duì)上述襯底的入射角也可以借助于傾斜地安置襯底而相對(duì)于水平方向 傾斜一個(gè)角度θ。[實(shí)施方案2]在本實(shí)施方案中，用圖3來解釋從垂直于襯底的方向發(fā)射多個(gè)激光束的方法。由激光器振蕩的各個(gè)激光束110a、110b、110c，被柱面透鏡112a、112b、112c沿 短邊方向縮短，被改變成為在輻照表面上具有橢圓形狀或矩形形狀的激光束113a、113b、 113c。為了在輻照表面上形成橢圓形或矩形的激光束，可以使用光柵。若平臺(tái)(或襯底)沿 參考號(hào)106所示的方向被移動(dòng)，則激光束能夠沿參考號(hào)108所示的方向輻照而不改變激光 束對(duì)襯底的入射角。當(dāng)沿參考號(hào)108所示方向的激光束輻照被終止時(shí)，平臺(tái)(或襯底)沿 參考號(hào)107所示的方向被移動(dòng)。若在激光束輻照的同時(shí)，平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)108所 示的方向被移動(dòng)，則激光束能夠沿參考號(hào)106所示的方向輻照。借助于重復(fù)這些移動(dòng)，激光 束被輻照到整個(gè)襯底表面。在平臺(tái)(或襯底)的另一種移動(dòng)方法中，在平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的 方向移動(dòng)和沿參考號(hào)108所示的方向移動(dòng)之后，平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示 的方向移動(dòng)。而且，在沿參考號(hào)106所示方向的移動(dòng)和沿參考號(hào)108所示方向的移動(dòng)被重 復(fù)之后，平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示的方向移動(dòng)。另一方面，在輻照的同時(shí)， 多個(gè)激光束本身可以移動(dòng)，且多個(gè)激光束和平臺(tái)(或襯底)二者可以移動(dòng)。入射到襯底上的激光束，在襯底表面上被反射，并成為沿與入射時(shí)相同的光路返 回的所謂返回光。此返回光對(duì)激光器的輸出有不良影響，改變頻率，破壞激光棒等。因此， 最好安置隔離體111來清除此返回光并穩(wěn)定激光器的振蕩。于是，若激光束輻照到襯底，則具有相同能量分布的激光束輻照到襯底，致使激光 束能夠均勻地輻照。還有可能獲得晶粒接近單晶的半導(dǎo)體膜。而且，由于采用了多個(gè)激光 束，故產(chǎn)率得到了改善，且激光束能夠有效地輻照。在本實(shí)施方案中，采用了多個(gè)激光束。但 也可以利用多個(gè)激光器來振蕩，也可以借助于分割由一個(gè)激光器振蕩的激光束而形成。而 且，若數(shù)目等于或大于2，則激光束的數(shù)目不局限于3，而是不受特別的限制。[實(shí)施方案3]在本實(shí)施方案中，用圖4來解釋利用多個(gè)棒狀的板型激光器從垂直于襯底的方向 輻照激光束的方法。由激光器振蕩的各個(gè)激光束120a、120b、120c，被凸透鏡122a、122b、122c沿縱向 和橫向縮短。此激光束120被柱面透鏡123a、123b、123c沿縱向聚焦，然后被放大，成為在 輻照表面上具有矩形形狀的激光束124a、124b、124c。為了在輻照表面上形成橢圓形或矩 形的激光束，可以使用光柵。若平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的方向被移動(dòng)，則激光束 能夠沿參考號(hào)108所示的方向輻照而不改變激光束對(duì)襯底的入射角。當(dāng)沿參考號(hào)108所示 方向的激光束輻照被終止時(shí)，若平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)107所示的方向被移動(dòng)并在激光 束輻照的同時(shí)，沿參考號(hào)108所示的方向被移動(dòng)，則激光束能夠沿參考號(hào)106所示的方向輻照。借助于重復(fù)這些移動(dòng)，激光束被輻照到整個(gè)襯底表面。在平臺(tái)(或襯底)的移動(dòng)方法中，在平臺(tái)(或襯底)沿參考號(hào)106所示的方向移 動(dòng)和沿參考號(hào)108所示的方向移動(dòng)之后，平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示的方向 移動(dòng)。而且，在沿參考號(hào)106所示方向的移動(dòng)和沿參考號(hào)108所示方向的移動(dòng)被重復(fù)之后， 平臺(tái)(或襯底)也可以沿參考號(hào)107所示的方向移動(dòng)。另一方面，在輻照的同時(shí)，多個(gè)激光 束本身可以移動(dòng)，且多個(gè)激光束和平臺(tái)(或襯底)二者可以移動(dòng)。入射到襯底上的激光束，在襯底表面上被反射，并成為沿與入射時(shí)相同的光路返 回的所謂返回光。此返回光對(duì)激光器的輸出有不良影響，改變頻率，破壞激光棒等。因此， 最好安置隔離體111來清除此返回光并穩(wěn)定激光器的振蕩。于是，若激光束輻照到襯底，則具有相同能量分布的激光束輻照到襯底，致使激光 束能夠均勻地輻照。還有可能獲得晶粒接近單晶的半導(dǎo)體膜。而且，由于采用了多個(gè)激光 束，故產(chǎn)率得到了改善，且激光束能夠有效地輻照。在本實(shí)施方案中，采用了多個(gè)激光束，但 也可以利用多個(gè)激光器來振蕩，也可以借助于分割由一個(gè)激光器振蕩的激光束而形成。而 且，若數(shù)目等于或大于2，則激光束的數(shù)目不局限于3，而是不受特別的限制。[實(shí)施方案4]在本實(shí)施方案中，參照?qǐng)D6-9來描述制造有源矩陣襯底的方法。為方便起見，其上 一起制作CMOS電路、驅(qū)動(dòng)電路、以及具有象素TFT和存儲(chǔ)電容器的象素部分的襯底，被稱為 有源矩陣襯底。首先，諸如鋇硼硅酸鹽玻璃和鋁硼硅酸鹽玻璃的玻璃組成的襯底400被用于本實(shí) 施方案。襯底400可以是表面上具有絕緣膜的石英襯底、硅襯底、金屬襯底、或不銹鋼襯底。 襯底400可以是具有承受本實(shí)施方案中的加工溫度的抗熱性的塑料襯底。接著，在襯底400上制作具有諸如氧化硅膜、氮化硅膜、和氮氧化硅膜之類的絕緣 膜的主膜401。在本實(shí)施方案中，二層結(jié)構(gòu)被用于主膜401。但可以采用本身是絕緣膜的單 層膜結(jié)構(gòu)或至少二個(gè)層被層疊的結(jié)構(gòu)。根據(jù)等離子體CVD方法，用SiH4、NH3, N2O作為反應(yīng) 氣體，制作厚度為10-200nm(最好是50-100nm)的氮氧化硅膜401a作為主膜401的第一層。 在本實(shí)施方案中，氮氧化硅膜401a(組分比為Si = 32%,0 = 27%,N = 24%,H= 17% ) 被制作成厚度為50nm。接著，根據(jù)等離子體CVD方法，用SiH4、N20作為反應(yīng)氣體，制作厚度 為50-200nm(最好是100-150nm)的氮氧化硅膜401b作為主膜401的第二層。在本實(shí)施方 案中，氮氧化硅膜401b (組分比為Si = 32%，0 = 59%，N = 7%，H = 2% )被制作成厚 度為lOOnm。接著，在主膜上制作半導(dǎo)體層402-406。首先，用公眾熟知的方法(諸如濺射方法、 LPCVD方法、以及等離子體CVD方法)制作厚度為25-80nm(最好是30-60nm)的半導(dǎo)體膜。 用激光晶化方法使半導(dǎo)體膜晶化。當(dāng)然，除了激光晶化方法之外，也能夠采用其它熟知的晶 化方法(利用RTA或爐子退火的熱晶化方法以及利用金屬元素促進(jìn)晶化的熱晶化方法)。 在得到的結(jié)晶半導(dǎo)體膜上執(zhí)行所需形狀的圖形化，以便形成半導(dǎo)體層402-406。半導(dǎo)體膜可 以是非晶半導(dǎo)體膜、微晶半導(dǎo)體膜、或結(jié)晶半導(dǎo)體膜。作為變通，半導(dǎo)體膜可以是具有諸如 非晶硅鍺膜那樣的非晶結(jié)構(gòu)的化合物半導(dǎo)體膜。當(dāng)根據(jù)激光晶化方法產(chǎn)生結(jié)晶半導(dǎo)體膜時(shí)，可以采用脈沖振蕩型或連續(xù)發(fā)光型的 準(zhǔn)分子激光器、Ar激光器、Kr激光器、YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變藍(lán)寶石激光器、摻Ti的藍(lán)寶石激光器等。當(dāng)采用這些類型的 激光器時(shí)，從激光器發(fā)射的激光最好被光學(xué)系統(tǒng)集中成矩形形狀或橢圓形形狀，并輻照到 半導(dǎo)體膜。晶化條件由執(zhí)行人員適當(dāng)?shù)剡x擇。在本實(shí)施方案中，用等離子體CVD方法制作厚度為55nm的非晶硅膜。利用連續(xù)發(fā) 光型YVO4激光器的二次諧波，用圖1、3或圖4所示的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行晶化，從而形成結(jié)晶硅 膜。根據(jù)結(jié)晶硅膜的采用光刻方法的圖形化工藝，來制作半導(dǎo)體層402-406。在制作半導(dǎo)體層402-406之后，可以摻入少量雜質(zhì)元素(硼或磷)，以便控制TFT 的閾值電壓。接著，制作覆蓋半導(dǎo)體層402-406的柵絕緣膜407。根據(jù)等離子體CVD方法或?yàn)R射 方法，用絕緣膜制作厚度為40-150nm的含硅的柵絕緣膜407。在本實(shí)施方案中，根據(jù)等離子 體CVD方法，制作厚度為IlOnm的氮氧化硅膜(組分比為Si = 32%，0 = 59%，N = 7%， H = 2% )。顯然，柵絕緣膜不局限于氮氧化硅膜，含硅的其它絕緣膜也可以被用作單層結(jié)構(gòu) 或疊層結(jié)構(gòu)。當(dāng)采用氧化硅膜時(shí)，用等離子體CVD方法，借助于混合原硅酸四乙酯(TEOS) 與02而形成，等離子體的放電條件為反應(yīng)壓力為40Pa，襯底溫度為300-400°C，高頻 (13. 56MHz)功率密度為0. 5-0. 8W/cm2。然后在400-500°C下的熱退火，能夠?yàn)檫@樣產(chǎn)生的 作為柵絕緣膜的氧化硅膜提供良好的特性。接著厚度為20-100nm的第一導(dǎo)電膜408與厚度為100-400nm的第二導(dǎo)電膜409， 被層疊在柵絕緣膜407上。在本實(shí)施方案中，用厚度為30nm的TaN膜制作的第一導(dǎo)電膜 408與用厚度為370nm的W膜制作的第二導(dǎo)電膜409被層疊。TaN膜是利用Ta靶在含氮的 氣氛中濺射形成的。W膜是利用W靶進(jìn)行濺射形成的。作為變通，可以利用六氟化鎢(WF6) 由熱CVD方法來形成。在二種情況下，柵電極的使用都需要低阻。因此，希望W膜的電阻率 為20μ Qcm或以下。借助于增大晶粒的尺寸，能夠得到W膜的低電阻。但當(dāng)W膜包含大量 諸如氧的雜質(zhì)時(shí)，晶化被抑制，提高了電阻。因此，在本實(shí)施方案中，用濺射方法，使用高純 (純度為99. 9999% ) W靶來制作W膜，并特別注意防止膜形成過程中雜質(zhì)從氣相進(jìn)入。由 此，可獲得電阻率為9-20 μ Ω cm。在本實(shí)施方案中，雖然第一導(dǎo)電膜408是TaN而第二導(dǎo)電膜409是W，但不局限于 此。二者都能夠由選自Ta、W、Ti、Mo、Al、Cu、Cr、Nd的元素或包含此元素作為其主要成分 的合金材料或化合物材料制作。作為變通，可以采用摻入了諸如磷的雜質(zhì)元素的多晶硅膜 之類的半導(dǎo)體膜?？梢圆捎肁gPdCu合金。鉭(Ta)膜組成的第一導(dǎo)電膜與W膜組成的第二 導(dǎo)電膜的組合、氮化鉭(TiN)組成的第一導(dǎo)電膜與W膜組成的第二導(dǎo)電膜的組合、氮化鉭 (TaN)組成的第一導(dǎo)電膜與Al膜組成的第二導(dǎo)電膜的組合、或氮化鉭(TaN)膜組成的第一 導(dǎo)電膜與Cu膜組成的第二導(dǎo)電膜的組合，是可能的。接著，用光刻方法制作抗蝕劑組成的掩模410-415，并在其上執(zhí)行第一腐蝕過程， 以便形成電極和布線。第一腐蝕過程在第一和第二腐蝕條件下進(jìn)行(圖6B)。在本實(shí)施方案 中，第一腐蝕條件是采用感應(yīng)耦合的等離子體(ICP)腐蝕，并使用CF4、C12* O2作為腐蝕氣 體，其氣體流量分別為25/25/10 (sccm)。用IPa的壓力將500W的RF (13. 56MHz)功率饋送 到線圈型電極，以便產(chǎn)生等離子體，然后執(zhí)行腐蝕。此處，采用了使用Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd 制造的 ICP (E645-□ ICP )的干法腐蝕裝置。150W 的 RF (13. 56MHz)功率也被饋送到襯底側(cè)(測(cè)試樣品平臺(tái))，并施加基本上負(fù)的自偏壓。W膜在第一腐蝕條件 下被腐蝕，以便得到第一導(dǎo)電層的錐形末端。然后，第一腐蝕條件被改變到第二腐蝕條件而不清除抗蝕劑組成的掩模410-415。 CF4和Cl2則被用作腐蝕氣體。氣體流量比為30/30 (sccm)。用IPa的壓力將500W的 RF(13. 56MHz)功率饋送到線圈型電極，以便產(chǎn)生等離子體，然后執(zhí)行30秒鐘腐蝕。20W的 RF (13. 56MHz)功率也被饋送到襯底側(cè)(測(cè)試樣品平臺(tái))，并施加基本上負(fù)的自偏壓。W膜 和TaN膜在CF4和Cl2被混合的第二腐蝕條件下被腐蝕相同的程度。為了腐蝕而不在柵絕 緣膜上留下殘留物，可以增加10-20%以上的腐蝕時(shí)間。在第一腐蝕過程中，當(dāng)抗蝕劑組成的掩模的形式適當(dāng)時(shí)，第一和第二導(dǎo)電層末端 的形式由于施加到襯底側(cè)的偏壓的作用而為錐形。錐形部分的角度為15-45度。于是，通 過第一腐蝕過程，形成第一形式的導(dǎo)電層417-422，包括第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層(第一導(dǎo) 電層417a-422a和第二導(dǎo)電層417b-422b)。參考號(hào)416是柵絕緣膜。在柵絕緣膜416中， 不被第一導(dǎo)電層417-422覆蓋的區(qū)域被腐蝕大約20-50nm，以致形成較薄的區(qū)域。接著，執(zhí)行第二腐蝕過程而不清除抗蝕劑組成的掩模(圖6C)。此處，CF4, Cl2和 O2被用來選擇性地腐蝕W膜。然后，用第二腐蝕過程來形成第二導(dǎo)電層428b-433b。另一 方面，第一導(dǎo)電層417a-422a不太被腐蝕，從而形成第二形式的導(dǎo)電層428-433。執(zhí)行第一摻雜過程而不清除由抗蝕劑組成的掩模，并加入為半導(dǎo)體層提供η型的 低濃度雜質(zhì)元素。可以根據(jù)離子摻雜方法或離子注入方法來執(zhí)行摻雜過程。此離子摻雜方 法在劑量為每平方厘米ι χ 1013-5X IO14而加速電壓為40-80keV的條件下被執(zhí)行。在本實(shí) 施方案中，離子摻雜方法在劑量為每平方厘米1. 5 X IO13而加速電壓為60keV的條件下被執(zhí) 行。η型摻雜的雜質(zhì)元素可以是V族元素，典型為磷(P)或砷(As)。此處采用磷(P)。在 此情況下，導(dǎo)電層428-433用作η型摻雜雜質(zhì)元素的掩模。因此，以自對(duì)準(zhǔn)方式形成了雜質(zhì) 區(qū)423-427。濃度范圍為每立方厘米1 X IO18-I X IO20的η型摻雜雜質(zhì)元素被加入到雜質(zhì)區(qū) 423-427。當(dāng)抗蝕劑組成的掩模被清除時(shí)，制作由抗蝕劑組成的新掩模434a_434c。然后用比 第一摻雜過程所用的更高的加速電壓執(zhí)行第二摻雜過程。此離子摻雜方法在劑量為每平方 厘米IX IO13-I X IO15而加速電壓為60-120keV的條件下被執(zhí)行。在摻雜過程中，第二導(dǎo)電 層428b-432b被用作雜質(zhì)元素的掩模。摻雜被如此執(zhí)行，使雜質(zhì)元素能夠被加入到第一導(dǎo) 電層錐形部分底部處的半導(dǎo)體層。然后，借助于使加速電壓低于第二摻雜過程中的加速電 壓，執(zhí)行第三摻雜過程，以便得到圖7A所示的情況。此離子摻雜方法在劑量為每平方厘米 1 X IO15-I X IO17而加速電壓為50-100keV的條件下被執(zhí)行。通過第二摻雜過程和第三摻雜 過程，濃度范圍為每立方厘米1 X 1018-5 X IO19的η型摻雜雜質(zhì)元素被加入到被第一導(dǎo)電層 覆蓋的低濃度雜質(zhì)區(qū)436、442和448。濃度范圍為每立方厘米1 X 1019_5X IO21的η型摻雜 雜質(zhì)元素被加入到高濃度雜質(zhì)區(qū)435、441、444和447。借助于以適當(dāng)?shù)募铀匐妷簣?zhí)行第二摻雜過程和第三摻雜過程，能夠形成低濃度雜 質(zhì)區(qū)和高濃度雜質(zhì)區(qū)。接著，在清除抗蝕劑組成的掩模之后，制作由抗蝕劑組成的新掩模450a-450c，以 便執(zhí)行第四摻雜過程。通過第四摻雜過程，半導(dǎo)體層中的加入了提供與一種導(dǎo)電類型相反 的雜質(zhì)元素的雜質(zhì)區(qū)453、454、459和460，是P溝道型TFT的有源層。第一導(dǎo)電層428a-432a被用作雜質(zhì)元素的掩模，且提供P型的雜質(zhì)元素被加入，以致以自對(duì)準(zhǔn)方式形成雜質(zhì)區(qū)。在 本實(shí)施方案中，利用離子摻雜方法，用雙硼烷(B2H6)形成雜質(zhì)區(qū)453、454、459和460 (圖 7B)。在第四摻雜過程中，形成η溝道TFT的半導(dǎo)體層被抗蝕劑組成的掩模450a-450c覆蓋。 通過第一到第三摻雜過程，不同濃度的磷被加入到各個(gè)雜質(zhì)區(qū)453和454。摻雜過程被如 此執(zhí)行，致使二個(gè)區(qū)域中的P型摻雜雜質(zhì)元素的濃度能夠是每立方厘米IX 1019-5 X IO21原 子。于是，當(dāng)它們用作P溝道TFT的源區(qū)和漏區(qū)時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)問題。通過上述工藝，雜質(zhì)區(qū)被分別形成在半導(dǎo)體層中。接著，清除抗蝕劑組成的掩模450a-450c，并在其上制作第一層間絕緣膜461。第 一層間絕緣膜461可以是用等離子體CVD方法或?yàn)R射方法制作的厚度為100-200nm的含硅 的絕緣膜。在本實(shí)施方案中，用等離子體CVD方法制作了厚度為150nm的氮氧化硅膜。第 一層間絕緣膜461不局限于氮氧化硅膜，而可以是單層或疊層結(jié)構(gòu)的含硅的其它絕緣膜。接著，如圖7C所示，執(zhí)行熱過程以恢復(fù)半導(dǎo)體層的結(jié)晶特性并激活加入到各個(gè)半 導(dǎo)體層的雜質(zhì)元素。利用退火爐子，用熱退火方法來執(zhí)行熱處理?？梢栽诰哂蠭ppm或更低 的，最好是0. Ippm或更低的氧濃度的氮?dú)夥罩?，?00-700°C，典型為500_550°C下執(zhí)行熱 退火方法。在本實(shí)施方案中，通過4小時(shí)的550°C熱處理來執(zhí)行激活處理。除了熱退火方法 之外，可以采用激光退火方法或快速熱退火方法(RTA方法)。作為變通，可以在制作第一層間絕緣膜之前進(jìn)行熱處理。但當(dāng)被采用的布線材料 對(duì)熱敏感時(shí)，為了保護(hù)像本實(shí)施方案中那樣的布線，最好在層間絕緣膜(諸如氮化硅膜之 類的包含硅作為其主要成分的絕緣膜)之后執(zhí)行激活處理。在執(zhí)行熱處理(300_550°C下熱處理1_12小時(shí))之后，可以執(zhí)行氫化。此工藝用包 含在第一層間絕緣膜461中的氫來終止半導(dǎo)體層的懸掛鍵。半導(dǎo)體層能夠被氫化而不管第 一層間絕緣膜的存在。作為變通，此氫化可以是等離子體氫化(采用等離子體激發(fā)的氫) 或在包含3-100%的氫的氣氛中于300-450°C下進(jìn)行1_12小時(shí)的熱處理。當(dāng)激光退火被用于激活處理時(shí)，希望在執(zhí)行氫化之后再輻照諸如準(zhǔn)分子激光器和 YAG激光器之類的激光。接著，在第一層間絕緣膜461上，制作由無機(jī)絕緣材料或有機(jī)絕緣材料組成的 第二層間絕緣膜462。在本實(shí)施方案中，制作厚度為1.6μπι的丙烯酸樹脂膜，其粘度為 10-1000Cp，最好是40-200cp，并具有形成在表面上的凹陷和突出。在本實(shí)施方案中，為了防止鏡面反射，制作表面上具有突出和凹陷(未示出)的第 二層間絕緣膜。于是，突出和凹陷被形成在象素電極的表面上。為了借助于在象素電極表 面上形成凹陷和突出而獲得光彌散的效果，突出部分可以被形成在象素電極下面。在此情 況下，可以利用相同于制作TFT用的掩模來形成突出部分。這樣，就能夠形成突出部分而不 增加步驟數(shù)目。突出部分可以按需要被提供在除了布線和TFT部分之外的象素區(qū)中的襯底 上。因此，突出和凹陷能夠沿著形成在覆蓋突出部分的絕緣膜表面上的突出和凹陷，被制作 在象素電極的表面上。作為變通，第二層間絕緣膜462可以是具有平坦表面的膜。在此情況下，在制作象 素電極之后，借助于執(zhí)行諸如公眾熟知的噴沙方法和腐蝕方法之類的外加工藝，突出和凹 陷被形成在表面上。最好借助于防止鏡面反射和借助于彌散反射光，來提高白度。在驅(qū)動(dòng)電路506中分別制作電連接各個(gè)雜質(zhì)區(qū)的布線463-467。借助于對(duì)厚度為50nm的Ti膜與厚度為500nm的合金膜(Al和Ti的合金膜)的疊層膜進(jìn)行圖形化來制作這 些布線。不局限于二層結(jié)構(gòu)，而可以是單層結(jié)構(gòu)或包括3層或更多層的層疊墊片。布線的 材料不局限于Al和Ti。例如，可以借助于在TaN膜上形成Al或Cu，然后對(duì)其中形成了 Ti 膜的疊層膜進(jìn)行圖形化來制作布線(圖8)。在象素部分507中，制作象素電極470、柵布線469和連接電極468。源布線(層 433a和433b的疊層)與象素TFT被連接電極468電連接。柵布線469與象素TFT的柵電 極被電連接。象素電極470與象素TFT的漏區(qū)被電連接。而且，象素電極470與用來形成 存儲(chǔ)電容器的一個(gè)電極的半導(dǎo)體層被電連接。希望諸如包含Al或Ag作為其主要成分的膜 或疊層膜之類的具有優(yōu)異反射性的材料被用于象素電極470。以這種方式，能夠在同一個(gè)襯底上制作具有包括η溝道TFT 501和ρ溝道TFT 502 的CMOS電路和η溝道TFT 503的驅(qū)動(dòng)電路506以及具有象素TFT 504和存儲(chǔ)電容器505 的象素部分507。這樣就完成了有源矩陣襯底。驅(qū)動(dòng)電路506的η溝道TFT 501具有溝道形成區(qū)437、與構(gòu)成柵電極一部分的第 一導(dǎo)電層428a重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)436 (GOLD區(qū))、以及用作源區(qū)或漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū) 452。被電極466連接的與η溝道TFT 501 —起組成CMOS電路的ρ溝道TFT 502，具有溝道形 成區(qū)440、用作源區(qū)或漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)453、以及低濃度雜質(zhì)區(qū)454。η溝道TFT 503具 有溝道形成區(qū)443、與構(gòu)成柵電極一部分的第一導(dǎo)電層430a重疊的低濃度雜質(zhì)區(qū)442 (GOLD 區(qū))、用作源區(qū)或漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)456。象素部分的象素TFT 504具有溝道形成區(qū)446、形成在柵電極外面的低濃度雜質(zhì) 區(qū)445 (LDD區(qū))、以及用作源區(qū)或漏區(qū)的高濃度雜質(zhì)區(qū)458。η型摻雜雜質(zhì)元素和ρ型摻雜 雜質(zhì)元素被加入到用作存儲(chǔ)電容器505的一個(gè)電極的半導(dǎo)體層。存儲(chǔ)電容器505用絕緣膜 416作為介質(zhì)，由電極(層432a和432b的疊層)和半導(dǎo)體層組成。本實(shí)施方案中的象素結(jié)構(gòu)被安排成使光能夠被阻擋在象素電極之間的空間內(nèi)，且 象素電極的末端能夠與源布線重疊而無須使用黑矩陣。圖9示出了本實(shí)施方案生產(chǎn)的有源矩陣襯底的象素部分的俯視圖。相同的參考號(hào) 被用于圖6A-9中的相應(yīng)部分。圖8中的虛線A-A’對(duì)應(yīng)于沿圖9中虛線A-A’的剖面圖。圖 8中的虛線B-B’對(duì)應(yīng)于沿圖9中虛線B-B’的剖面圖。應(yīng)該指出的是，本例子能夠與實(shí)施方案1-3中的任何一個(gè)自由組合。[實(shí)施方案5]下面用圖10來解釋從第四實(shí)施方案中制作的有源矩陣襯底制造反射型液晶顯示 器件的工藝。首先，在得到根據(jù)第四實(shí)施方案的圖8狀態(tài)的有源矩陣襯底之后，至少在圖8的有 源矩陣襯底的象素電極470上制作定向膜567，并對(duì)其執(zhí)行摩擦工藝。順便說一下，在本實(shí) 施方案中，在制作定向膜567之前，諸如丙烯樹脂膜的有機(jī)樹脂膜被圖形化，以便在所希望 的位置形成柱形間隔572來支持具有間隔的襯底。同時(shí)，在襯底的整個(gè)表面上可以分布球 形間隔來代替柱形間隔。然后制備反襯底569。再在反襯底569上制作彩色層570和571以及整平膜573。 借助于將紅色層570與藍(lán)色層571重疊在一起而形成遮光部分。同時(shí)，可以借助于部分地 重疊紅色層和綠色層來形成遮光部分。
在本實(shí)施方案中，采用了第四實(shí)施方案所示的襯底。因此，在示出了第四實(shí)施方案 的象素部分俯視圖的圖9中，需要至少對(duì)柵布線469與象素電極470之間的間隙、柵布線 469與連接電極468之間的間隙、以及連接電極468與象素電極470之間的間隙進(jìn)行遮光。 在本實(shí)施方案中，借助于安置彩色層而將各個(gè)襯底鍵合在一起，致使具有各個(gè)彩色層的疊 層的遮光部分與待要遮光的部分重疊。以這種方式，各個(gè)象素之間的間隙被具有各個(gè)彩色層的疊層的遮光部分遮光，而 無須制作諸如黑掩模之類的遮光層，從而能夠減少工藝數(shù)目。然后，在至少象素部分中的整平膜573上制作透明導(dǎo)電膜組成的反電極576。在反 電極的整個(gè)表面上制作定向膜574，并對(duì)其執(zhí)行摩擦工藝。然后，用密封元件568，將形成有象素部分和驅(qū)動(dòng)電路的有源矩陣襯底與反襯底鍵 合到一起。密封元件568與填充劑混合，致使填充劑與柱形間隔將二個(gè)襯底以均勻的間距 鍵合到一起。然后，將液晶材料575注入襯底之間，并用密封劑(未示出)完全封閉。液晶 材料575可以是熟知的液晶材料。以這種方式，就完成了圖10所示的反射型液晶顯示器件。 如有需要，有源矩陣襯底或反襯底可以被分割成所希望的形狀。而且，偏振片(未示出)僅 僅被鍵合在反襯底上。然后用熟知的技術(shù)鍵合FPC。如上所述制造的液晶顯示器件是利用具有大尺寸晶粒的半導(dǎo)體膜制造的。因此， 有可能得到足夠的工作特性和良好的可靠性。如上制造的液晶顯示器件能夠被用作各種領(lǐng) 域的電器的顯示部分。順便說一下，本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案1-4自由組合。[實(shí)施方案6]本實(shí)施方案解釋用本發(fā)明制造的發(fā)光器件的例子。在本說明書中，發(fā)光器件通常 指的是具有密封在襯底與覆蓋元件之間的制作在襯底上的發(fā)光元件的顯示屏以及在顯示 屏上安置有IC的顯示模塊。順便說一下，發(fā)光元件具有包括借助于施加電場(chǎng)而獲得電致發(fā) 光的有機(jī)化合物的層(發(fā)光層)、陽(yáng)極、以及陰極。同時(shí)，有機(jī)化合物中的電致發(fā)光包括從單 重態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的光發(fā)射(熒光)以及從三重態(tài)返回到基態(tài)時(shí)的光發(fā)射(磷光)，包括任 何一種或二種光發(fā)射。在本說明書中，所有提供在陽(yáng)極與陰極之間的層都被定義為有機(jī)發(fā)光層。具體地 說，有機(jī)發(fā)光層包括發(fā)光層、空穴注入層、電子注入層、空穴輸運(yùn)層、電子輸運(yùn)層等。發(fā)光元 件的基本結(jié)構(gòu)是由陽(yáng)極層、發(fā)光層、以及陰極層按此順序?qū)盈B的疊層，或陽(yáng)極層、空穴注入 層、發(fā)光層、電子輸運(yùn)層、以及陰極層按此順序?qū)盈B的疊層。圖11是本實(shí)施方案的發(fā)光器件的剖面圖。在圖11中，提供在襯底700上的開關(guān) TFT 603由圖8的η溝道TFT 503組成。因此，有關(guān)結(jié)構(gòu)的解釋可參照η溝道TFT 503的解釋。順便說一下，雖然本實(shí)施方案是以二個(gè)溝道區(qū)形成的雙柵結(jié)構(gòu)，但有可能采用以 一個(gè)溝道區(qū)形成的單柵結(jié)構(gòu)或以3個(gè)溝道區(qū)形成的三柵結(jié)構(gòu)。提供在襯底700上的驅(qū)動(dòng)電路是用圖8的CMOS電路形成的。因此，有關(guān)結(jié)構(gòu)的解 釋，可參照η溝道TFT 501和ρ溝道TFT 502的解釋。順便說一下，雖然本實(shí)施方案是單柵 結(jié)構(gòu)，但有可能采用雙柵結(jié)構(gòu)或三柵結(jié)構(gòu)。同時(shí)，布線701和703用作CMOS電路的源布線，而布線702用作漏布線。同時(shí)，布線704用作電連接開關(guān)TFT的源布線708與源區(qū)之間的布線，而布線705用作電連接開關(guān) TFT的漏布線709與漏區(qū)之間的布線。順便說一下，電流控制TFT 604由圖8的ρ溝道TFT 502組成。因此，有關(guān)結(jié)構(gòu)的 解釋，可參照有關(guān)ρ溝道TFT 502的解釋。順便說一下，雖然本實(shí)施方案是單柵結(jié)構(gòu)，但有 可能采用雙柵結(jié)構(gòu)或三柵結(jié)構(gòu)。同時(shí)，布線706是電流控制TFT的源布線(相當(dāng)于電流饋線)，而布線707是待要 借助于重疊電流控制TFT的象素電極而電連接到象素電極711的電極。同時(shí)，參考號(hào)711是由透明導(dǎo)電膜形成的象素電極(發(fā)光元件的陽(yáng)極)。氧化銦與 氧化錫的化合物、氧化銦與氧化鋅的化合物、氧化鋅、氧化錫或氧化銦，能夠被用作透明導(dǎo) 電膜，或者可以采用如上所述加入了鎵的透明導(dǎo)電膜。在制作布線之前，象素電極711被制 作在平整的層間絕緣膜710上。在本實(shí)施方案中，用樹脂組成的整平膜710來整平TFT造 成的臺(tái)階，是非常重要的。稍后要形成的發(fā)光層，由于厚度極小而可能由于臺(tái)階的存在引起 不良的光發(fā)射。因此，在制作象素電極之前，希望提供整平，使發(fā)光層能夠被制作得盡可能 平整。在形成布線701-707之后，如圖11所示形成提壩712?？梢越柚趯?duì)厚度為 100-400nm的含硅的絕緣膜或有機(jī)樹脂膜進(jìn)行圖形化來形成提壩712。順便說一下，由于提壩712是絕緣膜，故必須小心淀積過程中的元件靜電擊穿。 在本實(shí)施方案中，碳顆粒或金屬顆粒被加入到作為提壩712材料的絕緣膜，從而降低了電 阻率，并抑制了靜電的出現(xiàn)。在這種情況下，碳或金屬顆粒的加入量可以被調(diào)整，以提供 IX IO6-I X IO12 Ωm(最好是 IX IO8-I X IOiciQm)的電阻率。發(fā)光層713被制作在象素電極711上。順便說一下，雖然圖11僅僅示出了一個(gè)象 素，但本實(shí)施方案分別制作了對(duì)應(yīng)于顏色R(紅色)、G(綠色)、B(藍(lán)色)的各個(gè)發(fā)光層。同 時(shí)，在本實(shí)施方案中，用淀積工藝制作了低分子量有機(jī)電致發(fā)光材料。具體地說，這是一種 以厚度為20nm的酞菁銅(CuPc)膜作為空穴注入層而厚度為70nm的三-8-喹啉鋁絡(luò)合物 (Alq3)膜作為發(fā)光層的疊層結(jié)構(gòu)。借助于將諸如二氫喹吖啶二酮、二萘嵌苯或DCMl之類的 熒光顏料加入到Alq3中，能夠控制發(fā)射光的顏色。但上述例子是用作發(fā)光層的有機(jī)電致發(fā)光材料的例子，不必局限于此。借助于 自由組合發(fā)光層、電子輸運(yùn)層和電子注入層，可以形成發(fā)光層(用于發(fā)光和載流子運(yùn)動(dòng)的 層)。例如，雖然本實(shí)施方案被示為低分子量有機(jī)電致發(fā)光材料被用于發(fā)光層的例子，但有 可能采用中等分子量有機(jī)電致發(fā)光材料或高分子量有機(jī)電致發(fā)光材料。此外，不具有升華 性質(zhì)的有機(jī)化合物的聚合體，或分子性為20或更小的聚合體，或分子鏈長(zhǎng)度為10 μ m或更 小的有機(jī)電致發(fā)光材料，是本說明書中的中等分子量有機(jī)電致發(fā)光材料。作為采用高分子 量有機(jī)電致發(fā)光材料的例子，可以是以用甩涂方法提供的厚度為20nm的聚噻吩(PEDOT)膜 作為空穴注入層而其上提供的厚度約為IOOnm的聚亞苯基乙烯(PPV)膜作為發(fā)光層的疊層 結(jié)構(gòu)。順便說一下，若采用PPV的共軛聚合物材料，則能夠分別選擇從紅色到藍(lán)色的發(fā)射光 的波長(zhǎng)。同時(shí)，有可能采用諸如碳化硅的無機(jī)材料作為電子輸運(yùn)層或電子注入層。這些有 機(jī)電致發(fā)光材料或無機(jī)材料可以是熟知的材料。接著，在發(fā)光層713上提供導(dǎo)電膜組成的陰極714。在本實(shí)施方案中，鋁與鋰的合 金膜被用作導(dǎo)電膜。可以采用熟知的MgAg膜(錳與銀的合金膜)。屬于周期表I族或II族的元素導(dǎo)電膜，或加入有這種元素的導(dǎo)電膜，可以被用作陰極材料。在制作了陰極714時(shí)，就完成了發(fā)光元件715。順便說一下，此處的發(fā)光元件715 指的是制作有象素電極(陽(yáng)極)711、發(fā)光層713、以及陰極714的二極管?？梢蕴峁┾g化膜716來完全覆蓋發(fā)光元件715。鈍化膜716由包括碳膜、氮化硅 膜、或氮氧化硅膜的絕緣膜制作，而所用的是單層或組合疊層的絕緣膜。在此情況下，最好采用有利于覆蓋的膜作為鈍化膜?？梢圆捎锰寄ぃ貏e是 DLC(類金剛石碳)膜。能夠在室溫到100°C的溫度范圍內(nèi)淀積的DLC膜，能夠被容易地淀 積在抗熱性低的發(fā)光層713上。同時(shí)，對(duì)氧具有高阻擋作用的DLC膜能夠抑制發(fā)光層713 的氧化。因此，防止了發(fā)光層713在下面的密封工藝過程中的氧化問題。而且，密封元件717被提供在鈍化膜716上，以便鍵合覆蓋元件718。紫外線固化 樹脂可以被用作密封元件717?？梢栽谄渲刑峁┚哂形弊饔煤涂寡趸饔玫奈镔|(zhì)。同時(shí)， 在本實(shí)施方案中，其二個(gè)表面上形成有碳膜(最好是類金剛石碳膜)的玻璃襯底、石英襯 底、或塑料襯底(包括塑料膜)，被用作覆蓋元件718。這樣就完成了具有圖11所示結(jié)構(gòu)的發(fā)光器件。順便說一下，利用多工作室淀積裝 置方案(在線方案)，可以在形成提壩712之后連續(xù)地進(jìn)行制作鈍化膜716的工藝而不暴露 于空氣。此外，隨著進(jìn)一步發(fā)展，有可能連續(xù)地執(zhí)行工藝直至鍵合覆蓋元件718而不暴露于 空氣。以這種方式，在襯底700上完成了 η溝道TFT 601、ρ溝道TFT 602、開關(guān)TFT (η溝 道TFT) 603、以及電流控制TFT (ρ溝道TFT) 604。而且，如用圖11解釋的那樣，借助于提供通過絕緣膜與柵電極重疊的雜質(zhì)區(qū)，有 可能制作抗熱載流子效應(yīng)引起的退化的η溝道TFT。從而能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的發(fā)光器件。同時(shí)，本實(shí)施方案僅僅示出了象素部分和驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)造。但根據(jù)本實(shí)施方案的 制造工藝，有可能在同一個(gè)絕緣元件上制作諸如信號(hào)除法電路、D/A轉(zhuǎn)換器、運(yùn)算放大器、γ 修正電路之類的邏輯電路。而且，可以制作存儲(chǔ)器或微處理器。而且，用圖12解釋了一種直至完成用來保護(hù)發(fā)光元件的密封(或包封)工藝的發(fā) 光器件。順便說一下，圖11中所用的參考號(hào)如所要求被引用。圖12Α是俯視圖，示出了發(fā)光元件直至完成密封的狀態(tài)，而圖12Β是沿圖12Α的 C-C’線的剖面圖。虛線指定的參考號(hào)801是源驅(qū)動(dòng)電路，806是象素部分，而807是柵驅(qū)動(dòng) 電路。此外，參考號(hào)901是覆蓋元件，參考號(hào)902是第一密封元件，而參考號(hào)903是第二密 封元件。包封材料907被提供在密封元件902所包圍的內(nèi)部。順便說一下，參考號(hào)904是傳送待要輸入到源驅(qū)動(dòng)電路801和柵驅(qū)動(dòng)電路807的 信號(hào)以及接收來自作為外部輸入端子的FPC(柔性印刷電路)的視頻信號(hào)和時(shí)鐘信號(hào)的布 線。順便說一下，雖然此處僅僅示出了 FPC，但FPC可以附著有印刷布線板(PWB)。所描述 的發(fā)光器件不僅包括發(fā)光器件主體，還包括與FPC或PWB固定的這種裝置。接著，用圖12B對(duì)剖面結(jié)構(gòu)進(jìn)行解釋。象素部分806和柵驅(qū)動(dòng)電路807被制作在 襯底700上。象素部分806制作有各包括電流控制TFT604以及電連接到其漏的象素電極 的多個(gè)象素。同時(shí)，柵驅(qū)動(dòng)電路807由具有η溝道TFT 601和ρ溝道TFT 602的CMOS電路 組成。象素電極711用作發(fā)光元件的陽(yáng)極。同時(shí)，提壩712被制作在象素電極711的二
20端。發(fā)光元件的發(fā)光層713和陰極714被制作在象素電極711上。陰極714還用作所有象素的公共布線，并被連接布線904電連接到FPC 905。而 且，包括在象素部分806和柵驅(qū)動(dòng)電路807中的所有元件，都被鈍化膜716覆蓋。同時(shí)，覆蓋元件901被第一密封元件902鍵合。順便說一下，為了固定覆蓋元件 901與發(fā)光元件之間的間距，可以提供樹脂膜間隔。包封材料717被填充在第一密封元件 902內(nèi)部。順便說一下，第一密封元件902和包封材料717最好采用環(huán)氧樹脂。同時(shí)，第一 密封元件902最好由透水和氧盡可能少的材料組成。而且，包封材料717可以包含具有吸 潮作用和抗氧化作用的物質(zhì)。覆蓋發(fā)光元件的包封材料717還用作粘合劑來鍵合覆蓋元件901。同時(shí)，在本實(shí)施 方案中，F(xiàn)RP(玻璃纖維加固的塑料)、PVF(聚氟乙烯)、Myler、聚酯、或丙烯酸，能夠被用作 形成覆蓋元件901的塑料襯底材料901a。同時(shí)，在用包封材料717鍵合覆蓋元件901之后，提供第二密封元件903，以便覆蓋 包封材料717的側(cè)面(暴露的表面)。與第一密封元件902相同的材料可以被用于第二密 封元件903。利用上述結(jié)構(gòu)，借助于將發(fā)光元件包封在包封材料717中，發(fā)光元件能夠被完全 隔離于外部。有可能防止加速發(fā)光層退化的諸如水或氧之類的物質(zhì)從外部進(jìn)入。于是能夠 獲得可靠的發(fā)光器件。如上所述制造的發(fā)光器件是用具有大尺寸晶粒的半導(dǎo)體膜制造的。因此，有可能 得到足夠的工作特性和良好的可靠性。如上制造的液晶顯示器件能夠被用作各種領(lǐng)域的電 器的顯示部分。順便說一下，本實(shí)施方案能夠與實(shí)施方案1-4自由組合。[實(shí)施方案7]本發(fā)明能夠被用于各種電光器件(有源矩陣型液晶顯示器件、有源矩陣型發(fā)光器 件、有源矩陣型EC顯示器件)中。亦即，本發(fā)明能夠在所有在其顯示部分集成有電光顯示 器件的電子設(shè)備中被執(zhí)行。如圖13A-13F、14A-14D、以及15A-15C所示，作為這種電子設(shè)備，指出了攝象機(jī)、數(shù) 碼相機(jī)、投影儀、頭戴式顯示器(風(fēng)鏡式顯示器)、車輛導(dǎo)航系統(tǒng)、汽車立體聲、個(gè)人計(jì)算機(jī)、 便攜式信息終端(移動(dòng)計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、電子記事本等)等。圖13A是一種個(gè)人計(jì)算機(jī)，它包含主體3001、圖象輸入部分3002、顯示部分3003、 鍵盤3004等。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于顯示部分3003。圖13B是一種攝象機(jī)，它包括主體3101、顯示部分3102、聲音輸入部分3103、操作 開關(guān)3104、電池3105、圖象接收部分3106等。本發(fā)明可應(yīng)用于顯示部分3102。圖13C示出了一種移動(dòng)計(jì)算機(jī)，它包括主體3201、照相機(jī)部分3202、圖象接收部分 3203、操作開關(guān)3204、顯示部分3205等。本發(fā)明能夠被用于顯示部分3205。圖13D示出了一種風(fēng)鏡式顯示器，它包括主體3301、顯示部分3302、鏡臂部分3303 等。本發(fā)明能夠被用于顯示部分3302。圖13E示出了一種使用記錄了程序的記錄媒質(zhì)(以下稱為記錄媒質(zhì))的游戲機(jī)， 它包含主體3401、顯示部分3402、揚(yáng)聲器部分3403、記錄媒質(zhì)3404、操作開關(guān)3405等。此游 戲機(jī)采用DVD(數(shù)字萬能碟盤)、CD等作為記錄媒質(zhì)，并能夠欣賞音樂、欣賞電影和玩游戲、
21或上網(wǎng)。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于顯示部分3402。圖13F示出了一種數(shù)碼相機(jī)，它包含主體3501、顯示部分3502、眼睛接觸部分 3503、操作開關(guān)3504、圖象接收單元(未示出)等。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于顯示部分3502。圖14A示出了一種正投式投影儀，它包含投影裝置3601和屏幕3602等。本發(fā)明 可應(yīng)用于液晶顯示器件和組成部分投影裝置3601的其它電路。圖14B示出了一種背投式投影儀，它包含主體3701、投影裝置3702、平面鏡3703、 屏幕3704等。本發(fā)明可應(yīng)用于液晶顯示器件和組成部分投影裝置3702的其它電路。而且，圖14C示出了圖14A和圖14B中的投影裝置3601和3702的結(jié)構(gòu)的例子。投 影裝置3601或3702包含光源光學(xué)系統(tǒng)3801、平面鏡3802和3804-3806、分色鏡3803、棱鏡 3807、液晶顯示器件3808、相位差片3809、以及投影光學(xué)系統(tǒng)3810。投影光學(xué)系統(tǒng)3810由 包括投影透鏡的光學(xué)系統(tǒng)組成。雖然本實(shí)施方案示出了三片式的例子，但本實(shí)施方案不特 別局限于此，而是例如可以是單片式。而且，在圖14C的箭頭所示的光路中，實(shí)施本發(fā)明的 人員可以適當(dāng)?shù)靥峁┲T如光學(xué)透鏡、具有偏振功能的膜、用來調(diào)整相位差的膜、或紅外膜之 類的光學(xué)系統(tǒng)。而且，圖14D示出了圖14C中的光源光學(xué)系統(tǒng)3801的結(jié)構(gòu)例子。根據(jù)本實(shí)施方 案，光源光學(xué)系統(tǒng)3801包含反射器3811、光源3812、透鏡陣列3813和3814、偏振轉(zhuǎn)換元件 3815、以及會(huì)聚透鏡3816。而且，圖14D所示的光源光學(xué)系統(tǒng)僅僅是一個(gè)例子，且此例子不 特別局限于此。例如，實(shí)施本實(shí)施方案的人員可以適當(dāng)?shù)貙⒅T如光學(xué)透鏡、具有偏振功能的 膜、用來調(diào)整相位差的膜、或紅外膜之類的光學(xué)系統(tǒng)提供到光源光學(xué)系統(tǒng)中。然而，根據(jù)圖14所示的投影儀，示出了采用透射型電光器件的情況，而未示出應(yīng) 用反射型電光器件和發(fā)光器件的例子。圖15A示出了一種蜂窩電話，它包括主體3901、聲音輸出部分3902、聲音輸入部分 3903、顯示部分3904、操作開關(guān)3905、天線3906等。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于顯示部分3904。圖15B示出了一種便攜式記事本(電子記事本)，它包括主體4001、顯示部分4002 和4003、記錄媒質(zhì)4004、操作開關(guān)4005、天線4006等。本發(fā)明能夠被應(yīng)用于顯示部分4002 和 4003。圖15C示出了一種顯示器，它包括主體4101、底座4102、顯示部分4103等。本發(fā) 明能夠被應(yīng)用于顯示部分4103。根據(jù)本發(fā)明的顯示器在大屏幕情況下特別優(yōu)越，并在對(duì)角 線長(zhǎng)度為10英寸或以上(特別是30英寸或以上)的顯示器中是有優(yōu)點(diǎn)的。如已經(jīng)描述的那樣，本發(fā)明的應(yīng)用范圍極為廣闊，并可應(yīng)用于所有領(lǐng)域的電子設(shè) 備。根據(jù)與實(shí)施方案1-5中的結(jié)構(gòu)自由組合，能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的電子設(shè)備。[實(shí)施方案8]在本實(shí)施方案中，用圖20來解釋利用反射板來反射輻照到襯底的激光束并再次 將激光束輻射到襯底的方法。在圖20中，示出了襯底200、激光束220a和220b、反射光230a和230b、第一反射 板240、以及第二反射板250。而且，參考號(hào)106、107、108表示襯底的移動(dòng)方向。激光束220a被入射到襯底，然后透射通過襯底，在第一反射板240上被反射，并再 次入射到襯底。此激光束被描述為反射光230a。反射光230a被第二反射板襯底方向反射。 同樣激光束220b被入射到襯底，然后透射通過襯底，并被第一反射板240向襯底方向反射。此激光束被描述為反射光230b。如在實(shí)施方案1-3中那樣，此激光束被柱形透鏡、隔離體等 適當(dāng)?shù)靥幚?。相似于?shí)施方案1，襯底被移動(dòng)，激光束從而能夠輻照到整個(gè)襯底表面。于是，若利用反射板將多個(gè)激光束輻照到襯底，則激光束的反射光也能夠被有效 地利用。因此，產(chǎn)率得到改善，從而能夠有效地輻照激光束。而且，在本實(shí)施方案的構(gòu)造中， 利用多個(gè)激光器光源，還能夠防止干涉。但當(dāng)在被輻照的襯底中沒有激光束重疊時(shí)，也可以 采用同一個(gè)激光器光源。在本實(shí)施方案中，反射板被安排成平行于襯底，但也可以相對(duì)于襯底傾斜地安排。本實(shí)施方案能夠被用于實(shí)施方案1-7。但當(dāng)從一個(gè)激光器光源振蕩的激光束被分 割并被用作多個(gè)激光束時(shí)，為了防止干涉，襯底到反射板的距離必須等于或大于激光束的 相干長(zhǎng)度的一半。但當(dāng)沒有激光束在被輻照的襯底中被重疊時(shí)，也可以采用同一個(gè)激光器 光源。[實(shí)施方案9]在本實(shí)施方案中，用圖21來解釋利用反射板來反射輻照到襯底的激光束并再次 將激光束輻射到襯底的方法。在圖21 中，示出 了襯底 212、激光束 211a、211b、211c、211d、反射光 214a,214b, 214c、214d、以及反射板213。參考號(hào)106、107、108表示襯底的移動(dòng)方向。激光束211a被入射到襯底，然后透射通過襯底，并在反射板213上被發(fā)射，并再次 入射到襯底。此激光束被描述為反射光214a。激光束211b被入射到襯底，然后透射通過襯 底，并在反射板213上被反射，且再次入射到襯底。此激光束被描述為反射光214b。激光束 211c被入射到襯底，然后透射通過襯底，并在反射板213上被反射，并再次入射到襯底。此 激光束被描述為反射光214c。激光束211d被入射到襯底，然后透射通過襯底，并在反射板 213上被反射，且再次入射到襯底。此激光束被描述為反射光214d。如在實(shí)施方案1-3中 那樣，此激光束被柱形透鏡、隔離器等適當(dāng)?shù)靥幚?。相似于?shí)施方案1，襯底被移動(dòng)，激光束 從而能夠輻照到整個(gè)襯底表面。于是，若利用反射板將多個(gè)激光束輻照到襯底，則激光束的反射光也能夠被有效 地利用。因此，產(chǎn)率得到改善，從而能夠有效地輻照激光束。而且，在本實(shí)施方案的構(gòu)造中， 利用多個(gè)激光器光源，還能夠防止干涉。但當(dāng)在被輻照的襯底中沒有激光束重疊時(shí)，也可以 采用同一個(gè)激光器光源。在本實(shí)施方案中，反射板被安排成平行于襯底，但也可以相對(duì)于襯底傾斜地安排。本實(shí)施方案能夠被用于實(shí)施方案1-7。但當(dāng)從一個(gè)激光器光源振蕩的激光束被分 割并被用作多個(gè)激光束時(shí)，為了防止干涉，襯底到反射板的距離必須等于或大于激光束的 相干長(zhǎng)度的一半。但當(dāng)沒有激光束在被輻照的襯底中被重疊時(shí)，也可以采用同一個(gè)激光器 光源。[本發(fā)明的效果]采用本發(fā)明的構(gòu)造，能夠獲得下列基本的有意義的性質(zhì)。(a)這是一種符合TFT常規(guī)制造工藝的簡(jiǎn)單方法。(b)有可能發(fā)射在輻照表面上具有相同能量分布的激光束。(c)產(chǎn)率能夠得到改善。這在大面積襯底的情況下是特別有效的。(d)有可能形成晶粒接近單晶顆粒的半導(dǎo)體膜。
(e)除了滿足上述優(yōu)點(diǎn)之外，在以有源矩陣型液晶形式器件為代表的半導(dǎo)體器件 中，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體器件工作特性和可靠性的改善。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)半導(dǎo)體器件制造成本的 降低。
權(quán)利要求
一種激光輻照裝置，它包含多個(gè)激光器；隔離器；用來將多個(gè)激光束在輻照表面上的形狀形成為橢圓形或矩形的裝置；以及用來沿第一方向和與第一方向相反的方向移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置，并沿第二方向移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的激光輻照裝置，其中用來將多個(gè)激光束在輻照表面上的形狀形成 為橢圓形或矩形的裝置具有凸透鏡、柱形透鏡、或光柵。
3.一種激光輻照裝置，它包含 激光器；用來將激光器發(fā)射的激光束分割成多個(gè)激光束的光束分裂器； 相對(duì)多個(gè)激光束傾斜地安置的輻照表面；用來將多個(gè)激光束在輻照表面上的形狀形成為橢圓形或矩形的多個(gè)透鏡；以及 用來移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置的平臺(tái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的激光輻照裝置，其中激光器是連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的固體激光ο
5.根據(jù)權(quán)利要求3的激光輻照裝置，其中激光器是選自連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的YAG激 光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變藍(lán)寶石激光器 和摻Ti的藍(lán)寶石激光器的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的激光輻照裝置，其中激光器是選自Ar激光器和Kr激光器的一種 或多種。
7.一種激光輻照裝置，它包含 多個(gè)激光器；相對(duì)于多個(gè)激光束傾斜地安置的襯底的輻照表面；與輻照表面相對(duì)地提供的板；以及用來移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻照位置的裝置，其中多個(gè)激光束的每一個(gè)都入射到襯底，然后通過襯底傳輸，并在板上被反射，且再次 入射到襯底。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的激光輻照裝置，其中板是反射板。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或7的激光輻照裝置，其中用來移動(dòng)多個(gè)激光束在輻照表面上的輻 照位置的裝置是平臺(tái)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或7的激光輻照裝置，其中多個(gè)激光器的每一個(gè)是連續(xù)振蕩或脈沖 振蕩的固體激光器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或7的激光輻照裝置，其中多個(gè)激光器的每一個(gè)是選自連續(xù)振蕩 或脈沖振蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光 器、變藍(lán)寶石激光器和摻Ti的藍(lán)寶石激光器的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或7的激光輻照裝置，其中多個(gè)激光器的每一個(gè)是選自Ar激光器 和Kr激光器的一種或多種。
13.—種激光輻照方法，它包含用光學(xué)系統(tǒng)將多個(gè)激光束在相對(duì)于該多個(gè)激光束傾斜地安置的輻照表面上的形狀形 成為橢圓形或矩形；在輻照表面移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。
14.一種激光輻照方法，它包含用光學(xué)系統(tǒng)將多個(gè)激光束在相對(duì)于該多個(gè)激光束傾斜地安置的輻照表面上的形狀形 成為橢圓形或矩形；在移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14的激光輻照方法，其中凸透鏡、柱形透鏡或光柵被用作光學(xué) 系統(tǒng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13或14的激光輻照方法，其中多個(gè)激光束由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的 固體激光器來振蕩。
17.根據(jù)權(quán)利要求13或14的激光輻照方法，其中多個(gè)激光束由選自連續(xù)振蕩或脈沖振 蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、變藍(lán) 寶石激光器和摻Ti的藍(lán)寶石激光器的一種或多種來振蕩。
18.根據(jù)權(quán)利要求13或14的激光輻照方法，其中多個(gè)激光束由選自Ar激光器和Kr激 光器的一種或多種來振蕩。
19.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括 在襯底上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜移動(dòng)時(shí)通過光學(xué)系統(tǒng)用激光束照射所述半導(dǎo)體膜； 其中所述激光束在半導(dǎo)體膜上的形狀是橢圓形的或矩形的；以及 其中所述激光束相對(duì)于所述半導(dǎo)體膜是傾斜照射的。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中凸透鏡、柱形透鏡或光柵用作所 述光學(xué)系統(tǒng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中激光束由連續(xù)振蕩或脈沖振蕩的 固體激光器來振蕩。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中所述激光束由選自連續(xù)振蕩或脈 沖振蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石激光器、 變藍(lán)寶石激光器和摻Ti的藍(lán)寶石激光器的一種或多種來振蕩。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中激光束由選自Ar激光器和Kr激 光器的一種或多種來振蕩。
24.一種半導(dǎo)體器件的制造方法，包括 在襯底上形成半導(dǎo)體膜；在半導(dǎo)體膜移動(dòng)時(shí)通過多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)用多個(gè)激光束照射所述半導(dǎo)體膜； 其中所述多個(gè)激光束在半導(dǎo)體膜上的形狀是橢圓形的或矩形的；以及 其中所述多個(gè)激光束相對(duì)于所述半導(dǎo)體膜是傾斜照射的。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中凸透鏡、柱形透鏡或光柵用作所 述多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中多個(gè)激光束的每一個(gè)由連續(xù)振蕩 或脈沖振蕩的固體激光器來振蕩。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中多個(gè)激光束的每一個(gè)由選自連續(xù) 振蕩或脈沖振蕩的YAG激光器、YVO4激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、玻璃激光器、紅寶石 激光器、變藍(lán)寶石激光器和摻Ti的藍(lán)寶石激光器的一種或多種來振蕩。
28.根據(jù)權(quán)利要求24的半導(dǎo)體器件的制造方法，其中多個(gè)激光束的每一個(gè)由選自Ar激 光器和Kr激光器的一種或多種來振蕩。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是“激光輻照裝置、激光輻照方法、以及半導(dǎo)體器件制造方法”。提供一種方法和裝置，用來在輻照表面上恒定地建立激光束的能量分布，將激光束均勻地輻照到整個(gè)輻照表面。本發(fā)明還提供在工藝中包括該激光輻照方法的半導(dǎo)體器件的制造方法。本發(fā)明的特征是用光學(xué)系統(tǒng)將多個(gè)激光束在輻照表面上的形狀形成為橢圓形或矩形，在輻照表面沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束，且輻照表面沿第二方向移動(dòng)，以及輻照表面在沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，發(fā)射多個(gè)激光束。在輻照表面沿第一方向移動(dòng)的同時(shí)可以發(fā)射多個(gè)激光束，并在輻照表面沿與第一方向相反的方向移動(dòng)的同時(shí)，可以發(fā)射多個(gè)激光束，以及輻照表面也可以沿第二方向移動(dòng)。
文檔編號(hào)H01S5/06GK101879658SQ201010201368
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2002年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月3日
發(fā)明者田中幸一郎 申請(qǐng)人:株式會(huì)社半導(dǎo)體能源研究所