(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれのレベルに設けられた複数の導電部品を有している薄膜電子式作像装置であって、第１のレベルに設けられている損傷を受けた第１の導電部品であって、該第１の導電部品は、内部に欠陥を有しているそれぞれの導電材料で構成されており、前記欠陥は、前記第１の部品の導電材料に開路の不連続性を形成している、損傷を受けた第１の導電部品と、第２のレベルに設けられており、それぞれの導電材料で構成されている第２の導電部品と、前記損傷を受けた第１の導電部品にある前記欠陥を電気的に架橋するように前記損傷を受けた第１の導電部品と電気的に接触して設けられており、前記第２の部品の導電材料で構成されている修理分路とを備えた薄膜電子式作像装置。
【請求項２】
前記修理分路は、前記欠陥に隣接している領域で前記第１の導電部品の上面と電気的に接触するように設けられている前記第２の部品の導電材料の実質的に平面状の層を含んでいる請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記欠陥と向かい合っている前記第１の導電部品の縁の間で前記欠陥内に設けられている非導電材料を更に含んでおり、前記欠陥内の前記非導電材料の上面は、前記第１の導電部品の隣接した上面と実質的に平面状になっている請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記修理分路を構成している前記第２の部品の導電材料は、前記欠陥と向かい合っている前記第１の部品の縁の間に挟み込んで設けられている請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記第１の部品の導電材料と、前記第２の部品の導電材料とは、同じである請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の部品の導電材料と、前記第２の部品の導電材料とは、相異なっている請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記第１の導電部品は、アドレス線を含んでいる請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記第１の部品の導電材料は、モリブデンと、チタンと、アルミニウムと、クロムとから成っている群から選択されている請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第２の導電部品は、前記作像装置の上に設けられている共通電極を含んでいる請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の部品の導電材料は、酸化インジウム錫と、アルミニウムと、クロムとから成っている群から選択された材料を含んでいる請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記修理分路の厚さは、前記第２の導電部品の厚さに対応している請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記欠陥内に設けられている前記非導電材料は、無機誘電体材料を含んでいる請求項３に記載の装置。
【請求項１３】
薄膜電子式作像装置内の欠陥を修理する方法であって、前記装置は、該装置内のそれぞれのレベルに設けられた複数の導電部品を有しており、前記装置上に選択された修理区域を形成する工程であって、前記選択された修理区域は、損傷を受けた第１の導電部品内の開路欠陥、及び前記第１の導電部品の選択された隣接部分を露出するように設けられている、前記装置上に選択された修理区域を形成する工程と、導電材料を沈積して、第２の導電部品を形成すると共に、前記損傷を受けた第１の導電部品内の欠陥を電気的に架橋するように、前記損傷を受けた第１の導電部品と電気的に接触するように設けられた前記選択された修理区域に修理分路を同時に形成する工程とを備えた薄膜電子式作像装置内の欠陥を修理する方法。
【請求項１４】
前記選択された修理区域を形成する工程は、前記選択された修理区域にある前記第１の導電部品の上に設けられている非導電材料をレーザを用いて削摩する工程を含んでいる請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記レーザは、エキシマ・レーザを含んでいる請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記選択された修理区域の非導電材料を削摩する工程は、前記選択された修理区域に実質的に平面状の面を形成するように材料を削摩する工程を含んでいる請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記選択された修理区域を削摩する工程は、前記第１の導電部品の前記欠陥に隣接した部分の間に設けられている非導電材料を除去する工程を含んでいる請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記選択された修理区域を削摩する工程は更に、前記選択された修理区域の外側の非導電材料を所定位置に残す工程を含んでいる請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の導電部品と前記修理分路との間に設けられている導電材料を除去する工程を更に含んでいる請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
導電材料を沈積して前記修理分路を形成する前記工程は、前記選択された修理区域の上に導電材料の実質的に平面状の層を設ける工程を含んでいる請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の導電部品は、アドレス線を含んでいる請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記アドレス線は、モリブデンと、チタンと、アルミニウムと、クロムとから成っている群から選択された材料を含んでいる請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の導電部品は、前記作像装置の上に設けられた共通電極を含んでいる請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記共通電極は、酸化インジウム錫と、アルミニウムと、クロムとから成っている群から選択された材料を含んでいる請求項２３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、全般的には薄膜電子式作像装置に関し、更に具体的に言えば、装置の能動部品を制御するために導電性アドレス線のマトリクス（行列）を有している固体放射作像装置のような装置に含まれているアドレス線構造に関する。
表示装置又は作像装置内の能動部品との間で電気信号をやり取りするためのアドレス線は、固体作像装置の構造の一体の一部として形成されている。これらのアドレス線は通常、マトリクスを形成しており、一方の方向に伸びている線を走査線と呼び、実質的に直交する方向に配設されている線をデータ線と呼ぶ。走査線の電気信号（例えば電圧）が典型的には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、これは薄膜トランジスタ又はＴＦＴとも呼ばれる。）のようなスイッチング装置を制御し、このトランジスタが光センサのような能動部品をデータ線に結合して、光センサからの電気信号を読み出すことができるようにする。光センサ配列の上に共通電極が配設されており、配列内の各々の光センサ画素に対する共通接点を形成している。読み出される電気信号は、配列に入射して検出された光子の数に対応しており、それぞれの光センサからの信号を用いて、光センサの配列によって検出された光子の像を電子的に再現する。
データ線に欠陥があると、薄膜作像装置の全体的な性能に悪影響があることがある。このことは、雑音レベルを低減させるために、配列の中央でデータ線が切断されているような作像装置では特に問題である。このような構成では、配列の各々の側（又は縁）からデータ線を読み取ることができることが必要であり、開路状態により、この開路が存在している点より先のアドレス線に接続されたすべての画素は実質的に不作動になる。読み出し回路の適当なソフトウェアの変更により、作用する画素の数の若干の劣化は許容することができる。しかしながら、（作像装置の寿命の間に予想される）画素配列の交換は、必然的に読み出しソフトウェアの改訂を必要とし、作像装置の手入れにかかる時間及び費用を増大させる。更に、十分な数の不良なアドレス線を有している作像装置は、作用しない画素から生ずる表示装置の解像度の劣化に応じて、廃棄しなければならないことがある。
薄膜電子式作像装置の製造費が決まっている場合には、修理可能な装置にすることが望ましい。特に、製造の際に、相当の余分の処理時間をかけずに容易に修理できる装置にすることが望ましい。
従って、本発明の目的は、薄膜固体作像装置のアドレス線を修理する方法として、製造過程の歩留りを高め、且つ修理を行うために追加する工程をわずかにして、製造過程に容易に一体的に取り入れることのできる方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、効果があって、その構造を用いることが、作像装置の製造過程に容易に一体化できるようにした薄膜固体作像装置のデータ線処理構造を提供することにある。
発明の要約
本発明によれば、装置内のそれぞれのレベルに配置された複数の導電部品を有している薄膜固体作像装置における欠陥を修理する方法が、損傷を受けた第１の導電部品にある開路欠陥、及び第１の導電部品の選択された隣接部分を露出するように、装置の選択された修理区域から材料を除去する工程と、第２の導電部品を形成すると共にそれと一致して前述の選択された修理区域に修理分路を形成するように、導電材料を沈積する工程とを含んでいる。修理分路は、損傷を受けた第１の導電部品の欠陥を電気的に架橋するように、第１の導電部品の露出した隣接部分と電気的に接触するように配設されている。選択された修理区域を形成し、こうして第１の導電部品の欠陥及び隣接部分を露出するように材料を除去する工程は、レーザを用いて、選択された修理区域内にある非導電材料を削摩する工程を含んでいる。このレーザは典型的には、第１の導電部品のうちの選択された修理区域の外側にある部分の上の非導電材料を残しながら、選択された修理区域内に実質的に平面状の面を削摩工程で残すことができるように、エキシマ・レーザを含んでいる。典型的な作像装置では、第１の導電部品は、モリブデン、チタン、アルミニウム、クロム等で構成されているデータ線であり、第２の導電部品は、酸化インジウム錫等で構成されている共通電極である。
本発明による作像装置は、損傷を受けた第１の導電部品を含んでおり、この第１の導電部品は、第１のレベルに配設されていると共に、導電部品を構成している導電材料の欠陥を有している。この欠陥は、第１の導電部品における開路の不連続性である。作像装置は更に、第２の導電部品と、修理分路とを含んでいる。第２の導電部品は、第２のレベルに配設されていると共にそれぞれの導電材料で構成されており、修理分路は、第１の導電部品にある開路の欠陥を電気的に架橋するように、損傷を受けた第１の導電部品と電気的に接触するように配設されている。修理分路は、第２の部品の導電材料で構成されている。典型的には、第１の導電部品は、作像装置の光センサ画素配列のデータ線を構成しており、第２の導電部品は、光センサ配列の共通電極を構成している。
【図面の簡単な説明】
本発明の新規と考えられる特徴は、特許請求の範囲に具体的に記載してあるが、本発明自体の構成及び作用、並びにその他の目的及び利点は、以下図面について説明するところから最もよく理解されよう。図面全体にわたり、同様な部分には同じ参照番号を用いている。
第１図は損傷を受けた第１の導電部品を有している作像装置の断面図であって、それと重なる第２の導電部品を沈積する前の製造過程中の時点を示す図である。
第２図は本発明に従って修理分路を沈積するように準備された作像装置の断面図である。
第３図は本発明に従って修理分路を沈積した後の作像装置の断面図である。
発明の詳しい説明
固体放射作像装置のような薄膜電子式作像装置１００が典型的には、第１図に示すように、基板１０５上に配設されている光センサ配列１１０を含んでいる。光センサ配列１１０は、入射する光子を感知する複数の光センサ画素（図面に示していない）を含んでおり、これらの光センサ画素は、光ダイオード等で構成されている。各々の画素は、画素に結合されているアドレス線のマトリクスによってそれぞれアドレスされる。アドレス線は、それぞれの画素をアクセスするためのスイッチング装置に結合されている走査線（図面に示していない）と、光ダイオードで収集された電荷を読み出し回路に通すデータ線とを含んでいる。走査線及びデータ線は典型的には、走査線とデータ線との間に配設されている絶縁体層によって互いに電気的に絶縁されている。
典型的な作像装置の光センサ配列を製造するとき、基板１０５の上に走査線を形成する。窒化シリコン、二酸化シリコン等で構成されている誘電体層１２０が、走査線配列の上に沈積される。シリコン等で構成されている半導体層１３２が、誘電体層１２０の上に沈積され、ｎ形の導電形を有するようにドープされたシリコン等で構成されているドープされた半導体層１３４が、半導体層の上に沈積される。半導体層１３２及びドープされた半導体層１３４をパターン決めして、各々の画素に関連する電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、薄膜トランジスタＴＦＴとも呼ばれる。）のようなスイッチング装置（図面に示していない）の本体を形成する。半導体層１３２及びドープされた半導体層１３４を組み合わせた層が典型的には、包括的にＦＥＴサンドウィッチ１３０と呼ばれる。モリブデン、チタン、アルミニウム、クロム等のような導電材料が沈積され且つパターン決めされて、各々のＴＦＴに対するソース電極及びドレイン電極（図面に示していない）を形成すると共に、典型的には、配列内のデータ線１４０（その代表的な１つを第１図に断面で示してある）を形成するようにもパターン決めされる。
この他の製造工程としては、（第１図に示す作像装置の断面部分には示されていないが、）光ダイオード本体を形成するための、典型的にはシリコンであるが、半導体材料の沈積及びパターン決めと、二酸化シリコン、窒化シリコン等のような無機誘電体材料で構成されている第１の保護層とポリイミドのような有機誘電体材料で構成されている第２の保護層とを典型的には含んでいる障壁層１５０の沈積とを含んでいる光ダイオードの形成が含まれている。障壁層に開けられたバイアを介して各々の光センサ本体の一部と電気的に接触するように、障壁層の上に配設された共通電極（第１図に示していない）の沈積及びパターン決めにより、光センサ配列１１０の製造が完了する。
第１図は共通電極を沈積する直前の製造過程の段階における作像装置を示す。欠陥１４５がデータ線１４０にあって、データ線１４０の第１の部分１４１と第２の部分１４２との間に開路状態が存在している。欠陥１４５は、データ線１４０の導電材料の切れ目を含んでおり、この切れ目には、データ線のそれぞれの部分１４１及び１４２の間に非導電材料が配設されている。非導電材料は典型的には、障壁層１５０からの誘電体材料で構成されている。本明細書で用いる「非導電」とは、開路状態を形成するように、欠陥１４５内に配設されるおそれのある誘電体及び半導体材料の両方を指す（この用語は、欠陥領域内にとどまる固体又は流体のような非ガス材料をも意味する。）。欠陥１４５は、データ線１４０を構成している導電材料の沈積又はパターン決めに用いられるマスクの欠陥があるときに起こり得るような、データ線１４０に対する金属の損傷若しくは脱落か、又は処理の際の導電線の損傷によって起こる。この代わりに、２種類のアドレス線の間の交差点におけるように、データ線１４０の一部がその下方にある導電部品、例えば走査線に短絡したのを隔離するために、レーザを用いて線を切断するというように、欠陥をわざと作ることもある。データ線の開路状態は、データ線を形成した後に行われる作像装置の検査の際に決定されて記録されることが典型的である。
本発明によれば、データ線１４０の開路欠陥１４５は、装置の次のレベルに導電部品を形成するように沈積される導電材料を用いることによって修理される。本明細書で用いる「装置の次のレベル」とは、データ線１４０の形成に続いて製造過程で形成される導電部品を指す。従って、この導電部品は、作像装置に対する部品を作成するために沈積される材料のサンドウィッチの異なるレベルの上に配設されることが典型的である。部品のレベルに関連する用語によって、装置の向きに何ら制限を付すつもりはない。前に述べたように、データ線を修理するときに、製造過程で次に沈積される導電部品は典型的には、光センサ配列の共通電極である。
共通電極を形成するための導電材料の沈積の前に、欠陥１４５、及びデータ線１４０の欠陥に隣接する選択された部分を露出するように、材料を除去することにより、選択された修理区域１６０（第２図）が形成される。データ線１４０の選択された隣接部分は、データ線１４０の第１の部分１４１の第１のセグメント１４１′と、第２の部分１４２の第２のセグメント１４２′とを含んでおり、選択された隣接部分は包括的に、開路欠陥１４５によって繋がっているデータ線の各々の部分の区域を含んでいる。セグメント１４１′及び１４２′は、この後で沈積される導電材料がデータ線１４０と満足し得る電気的な接触を成して、安定な構造を形成することができるくらいに十分大きい。データ線１４０が約７μｍの幅を有している典型的な作像装置では、セグメント１４１′及び１４２′はいずれも、約１０μｍの長さを有している。第２図に示すように、欠陥１４５の周りの非導電材料を除去して、選択された修理区域に実質的に平面状の面を形成する（即ち、非導電材料の若干の部分が、欠陥１４５内に配置されたままに残っており、データ線１４０のそれぞれの露出部分１４１′及び１４２′の間に実質的に滑らかな平面状の面を形成するようにする。）。更に、非導電材料が除去された所では、障壁層１５０の側壁も典型的には実質的に平面状である（即ち、選択された修理区域１６０の下面と障壁層１５０の上面との間に典型的には実質的に垂直に配設されている比較的滑らかな面がある。）。この代わりに、非導電材料の全部又は一部を欠陥１４５から除去することができる。
典型的にはレーザ削摩を用いて、選択された修理区域１６０から非導電材料を取り去る。特に、エキシマ・レーザが、データ線のセグメント１４１′及び１４２′のような他の部品を同時に削摩せずに、非導電材料を削摩するのに非常に有効な微細に集束されたビームを形成する。例えば、データ線が約２０００オングストロームと１００００オングストロームとの範囲内（典型的には、約４０００オングストローム）の厚さを有しているモリブデンで構成されており、第１の保護層１５２が約１０００オングストロームと１００００オングストロームとの間の範囲内（典型的には、約５０００オングストローム）の厚さを有している二酸化シリコンで構成されており、第２の保護層１５４が約０．８μｍと２．５μｍとの間の範囲内（典型的には、約１．２μｍ）の厚さを有しているポリイミドで構成されている典型的な作像装置構造では、フロロド・ブランドのモデルＬＣＭ３０８形エキシマ・レーザを１５％の出力（全出力は約３５０マイクロジュールである。）で用いて、非導電材料を削摩し、約１０μｍ×２０μｍ（幅、深さ等）の寸法を有している選択された修理区域を形成する。レーザ削摩工程が終わったときに、損傷を受けたデータ線１４０の部分は、第２図に示すようになる。
次に、装置の次のレベルに導電部品を形成するための導電材料を沈積する。例えば共通電極１７０（第３図）が、例えばスパッタリング過程を用いて、酸化インジウム錫等のような導電材料（作像装置では、この材料は光学的に略透明な層を形成するために沈積される。）を沈積することにより、作像装置１００内に形成される。この代わりに、アルミニウム、クロム等のような導電材料を用いて共通電極を形成する。しかしながら、このような光学的に透明でない材料を用いる場合には、光が光ダイオード面の大部分に到達するのを妨げないように、共通電極をパターン決めするための余分のプロセス工程が必要である。共通電極１７０の沈積と同時に、欠陥１４５の上に及びデータ線１４０のセグメント１４１′及び１４２′の上に、共通電極１７０を形成するのに用いたのと同じ導電材料として、修理分路１８０が選択された修理区域１６０に形成される。第２図に示すように、このため、修理分路１８０は、共通電極１７０と同じ導電材料で構成されていると共に、欠陥１４５を電気的に架橋するように配置されており、データ線１４０の第１の部分１４１及び第２の部分１４２は電気的に互いに結合されている。同様に、修理分路１８０の厚さは、同じ沈積過程で２つの部品が形成されているので、共通電極１７０の厚さと対応している。
第３図に示すように修理分路１８０は実質的に平面状であり、これは酸化インジウム錫等のような導電材料を用いるときに、構造的な健全性の観点から望ましい。この代わりに、データ線の第１の部分１４１と第２の部分１４２との間の開路を架橋するための適切な電気的接触が形成されている限り、セグメント１４１′及び１４２′の上面の上に配設される他に、又はその代わりに、データ線１４０の第１の部分１４１と第２の部分１４２との間に修理分路１８０を挟み込んで設けてもよい。
修理分路１８０の形成の後に、修理分路１８０を共通電極１７０に結合しているすべての導電材料を除去して、修理分路１８０を電気的に共通電極１７０から隔離する。（選択された修理区域１６０で障壁層１５０の側壁に付着しているかもしれないような）このような導電材料の除去は典型的には、レーザ削摩により、特に前に述べた理由で、エキシマ・レーザを用いて行われる。
修理が完了した後に、即ち、修理分路１８０を形成して、この修理分路を共通電極１７０から電気的に隔離した後に、例えば窒化シリコン、二酸化シリコン等で構成されている不活性化層（図面に示していない）が、共通電極１７０、修理分路１８０、及び選択された修理区域１６０にある保護層１５０の露出した側壁の上に沈積される。
こうして、本発明の手順は、何ら余分のマスク又は写真製版工程を必要としない手順を用いて、作像装置の製造過程の間にデータ線を容易に修理することができるようにすると共に、特定の線の多数の欠陥の修理、及び損傷を受けた多数のデータ線の修理に容易に適しており、作像装置の低雑音状態を保つのにアドレス線の抵抗値が小さいことが重要である作像装置でのアドレス線の修理に適切な、透明な導電酸化物材料の抵抗値が比較的低い修理分路構造を形成する（例えば、１００Ωから５００Ωまでの範囲内の抵抗値を有する分路を形成する。）。
本発明のある特徴のみを図面に示して説明したが、当業者には、種々の改変及び変更が考えられる。従って、請求の範囲には、本発明の要旨の範囲に属するこのようなすべての改変及び変更を包括するものであることを承知されたい。
【図１】
0003671056.tif 000002
【図２】
0003671056.tif 000003
【図３】
0003671056.tif 000004