(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜トランジスタマトリクスの周辺部に、ゲートバスライン及びドレインバスラインの少なくとも一方のバスラインと絶縁膜を介して交差する少なくとも一対の予備線を設け、前記予備線と交差するバスラインと前記予備線とを前記絶縁膜に設けた開口部を介して接続電極で接続し、断線の同定手段によって前記少なくとも一方のバスラインの内の断線しているバスラインを同定したのち、前記断線しているバスラインに接続している接続電極以外の接続電極を切断する薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法において、前記接続電極に所定の定電流により溶融切断するフューズ機能を持たせると共に、前記一対の予備線の一方に接続する接続電極と前記一対の予備線の他方に接続する接続電極の溶融電流が異なるように設定し、前記一対の予備線の間に電圧を印加して溶融電流の低い接続電極の内、前記断線しているバスライン以外のバスラインに接続している接続電極を溶融切断したのち、前記予備線との接続状態を電気的に測定することによって前記断線しているバスラインを同定することを特徴とする薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法。
【請求項２】
上記断線しているバスラインに接続している接続電極以外の接続電極を切断したのち、上記一対の予備線の端部を薄膜トランジスタマトリクス基板の外部に引出して電気的に接続することを特徴とする請求項１記載の薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法。
【請求項３】
上記一対の予備線の他方に接続している接続電極の切断を、前記接続電極の内、上記断線しているバスライン以外のバスラインに接続している接続電極に溶融電流以上の電流が流れる電圧を印加することにより行うことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法に関するものであり、ゲートバスライン及びドレインバスライン等のバスラインと予備線とを結ぶ接続電極を設けることにより、レーザウエルディング法を用いることなくバスラインの断線箇所の修正を行う薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置等の駆動には薄膜トランジスタマトリクスが用いられているが、このような薄膜トランジスタマトリクスにおいて、ドレインバスライン或いはゲートバスラインの断線が一本でもあると不良品となってしまうため、断線箇所の有無がその製造歩留りを大きく左右する要因となっていた。
【０００３】
この様に、ドレインバスライン或いはゲートバスラインに断線がある場合にも、不良品を良品にするために断線箇所を修正することが提案されており、例えば、液晶表示パネルの周囲にドレインバスラインやゲートバスラインとは層間絶縁膜を介して異なる層水準に予備のライン、即ち、予備線を設けておき、断線バスラインと予備線の交差点にレーザ光を照射して、交差点の電極を絶縁膜ごと溶融して断線バスラインと予備線とを接続するレーザウエルディング法が一般的に採用されている。
【０００４】
この従来のレーザウエルディング法を、図４及び図５を参照して説明する。
図４参照
マトリクス状の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を駆動するためのゲートバスライン１２、ドレインバスライン１３、及び、画素電極１６を設けたマトリクス基板１１上の周囲に一対の予備線１７，１８を形成する。
【０００５】
なお、図４においては、図を簡単にするために３×２のマトリクスにしており、また、予備線１７，１８をドレインバスライン１３と交差するように一対設けているが、実際には、ゲートバスライン１２と交差するようにも設けても良いものであり、さらに、設ける予備線の数も一対に限られるものではない。
【０００６】
そして、ドレインバスライン１３の一つに断線箇所１９がある場合、断線箇所１９のあるドレインバスライン１３と予備線１７，１８との交点にレーザ光を照射して配線層を形成する金属膜と層間絶縁膜とを溶解させることにより溶融接続部３１，３２とし、断線箇所１９のあるドレインバスライン１３と予備線１７，１８とを電気的に接続する。
【０００７】
そして、予備線１７，１８を、予備線の端部２５，２６を介してＴＡＢ電極２７により電気的に接続することにより断線箇所１９の修正が可能となる。
【０００８】
ここで、この溶融接続部３１，３２を図５を参照して説明する。
図５参照
図５は、図４の一点鎖線Ａ−Ｂに沿った要部断面図であり、マトリクス基板１１上に設けられたドレインバスライン１３上に第１層間絶縁膜２８及び第２層間絶縁膜２９を介して設けられた予備線１７の上からレーザ光を照射することによって、第１層間絶縁膜２８及び第２層間絶縁膜２９と予備線１７及びドレインバスライン１３を構成する金属膜を溶融し、溶融に伴ってできる開口部の側壁に溶融金属が付着して接続導体３３になることによって溶融接続部３１が形成され、ドレインバスライン１３と予備線１７とが電気的に接続される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のレーザウエルディング法を用いた修正方法では、溶融接続部３１において絶縁膜と金属膜とを熱的に破壊して上下の電気化学的に性質の異なる金属膜１３，１７を接続しており、溶融接続部３１が外気雰囲気に曝されるため、電気的な接続の信頼性に問題があった。
【００１０】
また、絶縁膜を熱的に破壊するため、絶縁膜のストレス制御が必要であり、さらに上下の金属膜も互いに融点の近い金属を使用する必要があるためプロセスが大きく制限されるという問題があった。
【００１１】
したがって、本発明は、絶縁膜の熱的破壊を伴うことなく、且つ、用いる絶縁膜及び金属膜に制限を受けることなく、信頼性の高いバスラインの修正方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明の原理的構成の説明図であり、この図１を参照して本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
（１）本発明は、薄膜トランジスタマトリクス４の周辺部に、ゲートバスライン及びドレインバスラインの少なくとも一方のバスライン１と絶縁膜を介して交差する少なくとも一対の予備線２，３を設け、この予備線２，３と交差するバスライン１と予備線２，３とを絶縁膜に設けた開口部を介して接続電極５，６で接続し、断線の同定手段によって一方のバスライン１の内の断線しているバスラインを同定したのち、断線しているバスラインに接続している接続電極以外の接続電極５，６を切断する薄膜トランジスタマトリクスの断線修正方法において、接続電極５，６に一定電流により溶融切断するフューズ機能を持たせると共に、一対の予備線の一方２に接続する接続電極５と一対の予備線の他方３に接続する接続電極６の溶融電流が異なるように設定し、一対の予備線２，３の間に電圧を印加して溶融電流の低い接続電極５の内、断線しているバスライン以外のバスラインに接続している接続電極を溶融切断したのち、予備線２との接続状態を電気的に測定することによって断線しているバスラインを同定することを特徴とする。
【００１３】
この様に、少なくとも一方のバスライン１と一対の予備線２，３との間を接続する接続電極５，６を設け、断線しているバスラインに接続している接続電極以外の接続電極５，６を切断することにより断線の修正を行うので、即ち、従来のように接続により修正を行うのではなく、切断によって修正を行うので接続箇所が外部雰囲気に曝されることがなく、信頼性の高い断線修正を行うことができる。
この場合、断線バスラインの同定を電気的に行うことによって、赤外線検出素子やパターン認識能力を備えた光学的測定装置が不要になるので、全体の断線修正のための装置が小型化し、また、断線箇所７或いは断線バスラインの同定に要する時間を短縮化することができる。
【００１４】
（２）また、本発明は、上記（１）において、断線しているバスラインに接続している接続電極以外の接続電極５，６を切断したのち、一対の予備線２，３の端部を薄膜トランジスタマトリクス基板の外部に引出して電気的に接続することを特徴とする。
【００１５】
この様に、断線修正後に、バスライン１と同様に予備線２，３を薄膜トランジスタマトリクス基板の外部回路に取り出し、バスラインと一緒にＴＡＢ電極等で電気的に接続するので、予備線２，３同士を接続するための特別の接続手段が不要になる。
【００２４】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、一対の予備線の他方３に接続している接続電極６の切断を、接続電極６の内、断線しているバスライン以外のバスラインに接続している接続電極に溶融電流以上の電流が流れる電圧を印加することにより行うことを特徴とする。
【００２５】
この様に、必要箇所の溶断を他の測定等のために元々備えている電気的手段のみによって行うことができるので、全体の断線修正のための装置を小型化することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
ここで、図２乃至図３を参照して、本発明の第１の実施の形態を説明する。
図２参照
まず、無アルカリガラス基板等からなるＴＦＴマトリクス基板１１上にＡｌ或いはＡｌ合金等の導電膜を堆積させてパターニングすることによってゲートバスライン１２を形成したのち、ゲート絶縁膜、アンドープアモルファスシリコン膜、及び、チャネル保護膜となる絶縁層を堆積させ、絶縁層をパターニングすることによってチャネル保護膜を形成する。
【００２７】
次いで、ソース・ドレインコンタクト領域となるｎ＋  型アモルファスシリコン膜、及び、ドレインバスライン１３及びソース電極１４となるＴｉ／Ａｌ等の導電膜を堆積させたのち、導電膜、ｎ＋  型アモルファスシリコン膜、及び、アンドープアモルファスシリコン膜を順次パターニングすることによって、ドレインバスライン１３、ソース電極１４、ソース・ドレインコンタクト領域、ＴＦＴに対応する島状アモルファスシリコン領域を形成する。
【００２８】
次いで、第１層間絶縁膜を堆積させ、ソース電極１４に対する開口部１５を形成したのち、ＩＴＯ（シンジウム・錫酸化物）等からなる透明導電膜を堆積させてパターニングすることによって、ソース電極１４に接続する画素電極１６を形成する。
【００２９】
次いで、第２層間絶縁膜を堆積させたのち、Ａｌ或いはＡｌ合金等の導電膜を堆積させてパターニングすることによってＴＦＴマトリクス基板１１の周囲に予備線１７，１８を形成し、次いで、新たに第３層間絶縁膜を堆積させ、開口部２２，２３を設けたのちＡｌ或いはＡｌ合金等の導電層を堆積させ、パターニングすることによってドレインバスライン１３と予備線１７，１８とに接続する接続電極２０，２１を形成する。
【００３０】
この場合、接続電極２０，２１に幅細部２４を設けてフューズ機能を持たせると共に、一方の予備線、例えば、予備線１７に接続する接続電極２０の溶融電流を、他方の予備線１８に接続する接続電極２１の溶融電流より小さくする。
ここでは、予備線１７に接続する接続電極２０の溶融電流を１Ａとし、他方の予備線１８に接続する接続電極２１の溶融電流を５Ａとする。
【００３１】
なお、この場合は、ゲートバスライン１２を形成してからドレインバスライン１３を形成する製造工程であり、平坦なＴＦＴマトリクス基板１１上に直接形成するゲートバスライン１２は断線が少ないので、その上、即ち、凹凸のある面上に設けるドレインバスライン１３に対してのみ一対の予備線１７，１８を設けているが、ゲートバスライン１２に対しても予備線を設けても良く、また、各バスラインに設ける予備線の数も一対に限られるものではなく、断線箇所１９の生ずる確率に応じて複数対の予備線を設けても良い。
【００３２】
図３参照
図３は、図２の一点鎖線Ａ−Ｂに沿った要部断面図であり、ＴＦＴマトリクス基板１１上に設けられたドレインバスライン１３上に、第１層間絶縁膜２８及び第２層間絶縁膜２９を介して予備線１７が設けられており、さらに、その上に設けた第３層間絶縁膜３０及び開口部２２，２３を介して接続電極２０を設けられており、開口部２２と開口部２３との間にフューズ機能を有する幅細部２４が形成される。
【００３３】
図２参照
このＴＦＴマトリクスの断線を修正する場合、まず、予備線１７と予備線１８との間に、予備線の端部２５，２６を介して、溶融電流の小さな接続電極２０が幅細部２４において溶融する電流が流れるだけの電圧を印加する。
この場合、断線箇所１９がない場合には全ての接続電極２０が溶融切断し、切断箇所１９があるドレインバスライン１３が存在する場合には、当該ドレインバスライン１３に接続する接続電極だけが溶融しないことになる。
【００３４】
次に、プローバを用いて、予備線の端部２５と各ドレインバスライン１３との間の電気抵抗を測定することによって、断線箇所１９の存在するドレインバスライン１３を特定（同定）する。
【００３５】
次いで、特定したドレインバスライン以外のドレインバスライン１３と予備線の端部２６との間に溶融電流の大きな接続電極２１が幅細部２４において溶融する電流が流れるだけの電圧を印加し、断線箇所１９の存在するドレインバスライン１３の接続電極２１のみが予備線１８に接続された状態となる。
【００３６】
次いで、ドレインバスライン１３等と同様に、予備線１７，１８を予備線の端部２５，２６を介して外部回路に取り出し、ＴＡＢ電極２７等によって電気的に接続することによって、断線の修正が可能となる。
【００３７】
この第１の実施の形態においては、試験測定等のために通常具備しているバイアス手段及びプローバ等の電気的手段のみによって断線バスラインの同定及び断線の修正を行うので、修正工程を短時間で行うことができるが、場合によっては、断線箇所１９の存在するバスラインを特定したのちの不要な接続電極２１の切断をレーザ光を照射することによって行っても良い。
【００５２】
なお、上記の第１の実施の形態の説明においては、ＴＦＴをアモルファスシリコンで構成しているが、多結晶シリコンを用いても良いものであり、また、その構成も最初にゲートバスラインを形成してからドレインバスラインを形成する工程に限定されるものではなく、本発明の技術思想は各種の構造のＴＦＴマトリクス及び各種の製造工程のＴＦＴマトリクスに適用されるものである。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、ＴＦＴマトリクスの断線の修正を、レーザウエルディング法による接続ではなく切断によって行っているので信頼性の高い断線修正が可能になり、したがって、製造歩留りを大幅に向上することができ、また、用いる電極材料及び絶縁膜材料に制限がないため製造プロセスの自由度を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理的構成の説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の説明図である。
【図３】図２の一点鎖線Ａ−Ｂに沿った要部断面図である。
【図４】従来の断線修正方法の説明図である。
【図５】図５の一点鎖線Ａ−Ｂに沿った要部断面図である。
【符号の説明】
１  バスライン
２  予備線
３  予備線
４  薄膜トランジスタマトリクス
５  接続電極
６  接続電極
７  断線箇所
１１  ＴＦＴマトリクス基板
１２  ゲートバスライン
１３  ドレインバスライン
１４  ソース電極
１５  開口部
１６  画素電極
１７  予備線
１８  予備線
１９  断線箇所
２０  接続電極
２１  接続電極
２２  開口部
２３  開口部
２４  幅細部
２５  予備線の端部
２６  予備線の端部
２７  ＴＡＢ電極
２８  第１層間絶縁膜
２９  第２層間絶縁膜
３０  第３層間絶縁膜
３１  溶融接続部
３２  溶融接続部
３３  接続導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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