JP2010191107A - Liquid crystal display device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a liquid crystal display device, the method completely repairing a display defect without lowering an aperture ratio. <P>SOLUTION: The liquid crystal display device includes a main TFT (thin film transistor) and a redundant TFT having a source region and a drain region of an amorphous oxide containing In, Ga and Zn made to have high electric conductivity by the application of ultraviolet rays. A transparent drain region of the redundant TFT is formed extending to a repair region provided at a signal line so as to overlap with a pixel electrode. The repair region and the end of the drain region of the redundant TFT are insulated by an insulating layer. The main TFT is separated from the pixel electrode with respect to a pixel part in which a display defect has occurred, and the end of the drain region of the redundant TFT and the signal line are welded in the repair region. The redundant TFT thereby functions as a switching element to completely repair the display defect. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、金属酸化物系のアモルファス半導体薄膜を用いた液晶表示装置及びその製造方法における画素部のリペア技術に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a liquid crystal display device using a metal oxide amorphous semiconductor thin film and a repair technique for a pixel portion in the manufacturing method thereof.

近年、金属酸化物系半導体薄膜を用いた半導体素子が注目されている。この薄膜は、低温で成膜することができ、また、可視光に対して透明な膜を形成できること等の特徴を有しており、プラスチック基板やフィルムなどの透明性基板上にフレキシブルで透明な薄膜トランジスタ(以下、薄膜トランジスタを「TFT」という)を形成することが可能である(特許文献1)。   In recent years, semiconductor elements using metal oxide semiconductor thin films have attracted attention. This thin film can be formed at a low temperature and has a feature that a film transparent to visible light can be formed. It is flexible and transparent on a transparent substrate such as a plastic substrate or a film. A thin film transistor (hereinafter referred to as a “TFT”) can be formed (Patent Document 1).

また、TFTの活性層に用いる酸化物半導体膜として、In、Ga及びZnを含む酸化物から構成される半絶縁性の透明なアモルファス薄膜が知られており、これをチャネル層に用いるとともに、電気伝導度の大きなInGaZnO(ZnO)の層にAu膜を積層したものをソース電極及びドレイン電極として用いたトップゲート型TFTの構造が開示されており、さらに、アモルファスInGaZnO TFTはアモルファスシリコンTFTに比べて格段に大きな移動度を有することが開示されている(特許文献2)。 A semi-insulating transparent amorphous thin film made of an oxide containing In, Ga and Zn is known as an oxide semiconductor film used for an active layer of a TFT. A structure of a top gate type TFT using an Au film laminated on a layer of InGaZnO 3 (ZnO) 4 having a high conductivity as a source electrode and a drain electrode is disclosed. Further, an amorphous InGaZnO 4 TFT is an amorphous silicon TFT. It has been disclosed that it has a significantly higher mobility than that of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-259542 (Patent Document 2).

そして、このような優れた特性を備えるIn、Ga及びZnを含む酸化物を半導体層とするTFTを、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータ用モニタ、携帯端末などの表示装置、特に、アクティブマトリックス型の液晶表示装置におけるスイッチング素子として利用すべく、現在も活発な研究開発が続けられている。   A TFT having an oxide containing In, Ga and Zn having such excellent characteristics as a semiconductor layer is used for a display device such as a television receiver, a monitor for a personal computer, a portable terminal, particularly an active matrix type. Active research and development continues to be used as a switching element in liquid crystal display devices.

一方、液晶表示装置の製造歩留まりを向上させコストを低減させるために、液晶表示パネルの製造工程において画素の点欠陥(滅点欠陥や輝点欠陥等)や線欠陥等の表示欠陥の発生を少なくする製造技術とともに、これらの欠陥をリペアする技術がその重要性を増してきている(特許文献3)。   On the other hand, in order to improve the manufacturing yield of liquid crystal display devices and reduce costs, the occurrence of display defects such as pixel point defects (dark spot defects, bright spot defects, etc.) and line defects is reduced in the liquid crystal display panel manufacturing process. In addition to the manufacturing technology, the technology for repairing these defects has become increasingly important (Patent Document 3).

特開2000−150900号公報JP 2000-150900 A 特開2006−165529号公報JP 2006-165529 A 特開平9−127549号公報JP-A-9-127549

以下、便宜上、本明細書においてはTFTのソース及びドレインのうち、負荷(液晶)を接続する側をソースと呼び、他方をドレインと呼ぶこととするが、本発明は、ソースをドレインと呼び、またドレインをソースと呼んでもその作用及び効果は同じである。   Hereinafter, for convenience, in this specification, among the source and drain of a TFT, the side to which a load (liquid crystal) is connected is referred to as a source, and the other is referred to as a drain. Even if the drain is called the source, the operation and effect are the same.

アクティブマトリクス型液晶表示装置においては、複数の走査線と複数の信号線のそれぞれの交差部の近傍にスイッチング素子がマトリックス状に配置されるとともに、それぞれのスイッチング素子に画素電極が接続されている。このような構成をもつ液晶表示装置においては、特に大画面の液晶表示装置の場合には、その製造工程において、画素の輝点欠陥又は滅点欠陥のような点欠陥及び線欠陥等の表示欠陥が生じ得る。   In an active matrix liquid crystal display device, switching elements are arranged in a matrix in the vicinity of the intersections of a plurality of scanning lines and a plurality of signal lines, and pixel electrodes are connected to the respective switching elements. In the liquid crystal display device having such a configuration, particularly in the case of a large-screen liquid crystal display device, in the manufacturing process, display defects such as point defects and line defects such as bright spot defects or dark spot defects of pixels. Can occur.

例えば、スイッチング素子として用いたTFTの形成不良により、ソース領域又はソース電極がゲート電極又は走査線と短絡して画素電極の電位が常に走査線の電位と同じになってしまうような欠陥が生じ、このような欠陥が生じた画素は、表示装置として表示したときに、暗表示となってしまういわゆる滅点欠陥又は明表示となってしまういわゆる輝点欠陥をもつ画素となる。そして、滅点欠陥の場合には周囲の画素が明表示のときに、輝点欠陥の場合には周囲の画素が暗表示のときに、このような欠陥が視認されやすいことになる。また、このような短絡に至らないまでもリークしている場合も、画素電極には正常な画像信号が供給されずその画素の表示の階調は画像信号とは無関係な異常なものとなる。なお、輝点欠陥となるか滅点欠陥となるかは、欠陥の態様や偏光板の透過軸の設定等によって異なる。   For example, a defect in which a source region or a source electrode is short-circuited with a gate electrode or a scanning line due to a defective formation of a TFT used as a switching element, and the potential of the pixel electrode is always the same as the scanning line potential A pixel having such a defect becomes a pixel having a so-called dark spot defect or a so-called bright spot defect that becomes a dark display when displayed as a display device. In the case of a dark spot defect, such a defect is likely to be visually recognized when the surrounding pixels are brightly displayed, and in the case of a bright spot defect, such a defect is easily visible when the surrounding pixels are darkly displayed. Further, even when the leak does not occur until such a short circuit occurs, a normal image signal is not supplied to the pixel electrode, and the display gradation of the pixel becomes abnormal regardless of the image signal. Whether it becomes a bright spot defect or a dark spot defect depends on the defect mode, the setting of the transmission axis of the polarizing plate, and the like.

このような輝点欠陥や滅点欠陥のような点欠陥に対処すべく、各種のリペア方法が提案されている。例えば、画素電極から延びたパッドを信号線と重畳するようにあらかじめ設けておき、パッドに対してレーザーを照射して信号線と画素電極とを溶着することにより両者を接続する方法がある(特許文献3)。しかし、このリペア方法は、信号線からの画像信号が、選択期間又は非選択期間を問わず、常に画素電極に供給されるようにして疑似的な表示を行うことにより欠陥を目立たなくさせるものにすぎない。そのため、点欠陥が完全にリペアされた表示装置を実現できるわけではなく、表示品質上の問題がある。   Various repair methods have been proposed to deal with point defects such as bright spot defects and dark spot defects. For example, there is a method in which a pad extending from a pixel electrode is provided in advance so as to overlap with a signal line, and the signal line and the pixel electrode are welded by irradiating the pad with laser (patent) Reference 3). However, this repair method makes the defect inconspicuous by performing a pseudo display so that the image signal from the signal line is always supplied to the pixel electrode regardless of the selection period or the non-selection period. Only. Therefore, a display device in which point defects are completely repaired cannot be realized, and there is a problem in display quality.

点欠陥を完全にリペアするために、スイッチング素子として本来設けられているTFT(「主TFT」という)に加えて、冗長なTFT(「冗長TFT」という)をあらかじめ画素部内に形成しておき、主TFTの形成不良により点欠陥が生じた場合には、主TFTを画素電極から切り離すとともに、主TFTに替えて冗長TFTを画素電極に接続し直すことによってスイッチング素子として機能させるというリペア方法も知られている。この方法によれば、選択期間又は非選択期間に応じて冗長TFTが正常に動作するため、上記のように疑似的な表示するものではなく、表示品質は向上する。しかし、この方法では、従来から用いられているアモルファスシリコンTFTやポリシリコンTFTによって冗長TFTを形成する場合には、冗長TFTと信号線との間に遮光性のある金属等からなる接続パターンをあらかじめ配線しておくことになるが、このような遮光性の接続パターンは画素電極と平面視で重なり合うことが多く、その結果、画素部の開口率が低下してしまい、好ましくない。   In order to completely repair point defects, in addition to TFTs originally provided as switching elements (referred to as “main TFTs”), redundant TFTs (referred to as “redundant TFTs”) are formed in the pixel portion in advance. There is also a repair method in which when a point defect occurs due to a defective formation of the main TFT, the main TFT is separated from the pixel electrode, and a redundant TFT is connected to the pixel electrode instead of the main TFT to function as a switching element. It has been. According to this method, since the redundant TFT operates normally according to the selection period or the non-selection period, the pseudo display is not performed as described above, and the display quality is improved. However, in this method, when a redundant TFT is formed by a conventionally used amorphous silicon TFT or polysilicon TFT, a connection pattern made of a light-shielding metal or the like is previously provided between the redundant TFT and the signal line. Such a light-shielding connection pattern often overlaps the pixel electrode in plan view, and as a result, the aperture ratio of the pixel portion is lowered, which is not preferable.

このような開口率の低下を避けるために、冗長TFTと信号線との間を透明導電体であるITO(インジウムスズ酸化物:Indium Tin Oxide)等からなる接続パターンによって接続することが考えられる。しかし、この方法では、このような接続パターンを画素電極が形成される層と同一の層に形成することにすれば画素電極の面積が縮小され開口率が低下することになる。また、画素電極が形成される層と異なる層に形成するとすれば、画素電極形成工程とは別の成膜及びパターニング工程が必要となりPEP(Photo Engraving Process)が増加し生産性が低下するという欠点がある。   In order to avoid such a decrease in the aperture ratio, it is conceivable to connect the redundant TFT and the signal line with a connection pattern made of ITO (Indium Tin Oxide), which is a transparent conductor. However, in this method, if such a connection pattern is formed in the same layer as the layer on which the pixel electrode is formed, the area of the pixel electrode is reduced and the aperture ratio is reduced. Further, if it is formed in a layer different from the layer on which the pixel electrode is formed, a film forming and patterning process different from the pixel electrode forming process is required, so that PEP (Photo Engraving Process) increases and productivity decreases. There is.

また、開口率の低下を避ける別の方法として、信号線と冗長TFTとの接続パターンを信号線から冗長TFTにまで枝状に延ばし、延ばした接続パターンの先端と冗長TFTとを接続するとともに、開口率の低下を避けるためにこのような接続パターンを走査線の上層に絶縁層を介して走査線と平面視で重なり合うように配設するという方法がある。この方法は、接続パターンを信号線の材質と同じ金属等の遮光性の材質で形成することができ、また、開口率の低下も生じないが、このような接続パターンと走査線との間に生ずる寄生容量が増加し、走査線によって供給される走査信号の波形の時定数も増大し、画像表示における表示品質の劣化を招き、好ましくない。   As another method for avoiding a decrease in the aperture ratio, the connection pattern between the signal line and the redundant TFT is extended in a branch shape from the signal line to the redundant TFT, and the tip of the extended connection pattern is connected to the redundant TFT, In order to avoid a decrease in the aperture ratio, there is a method in which such a connection pattern is disposed above the scanning line via an insulating layer so as to overlap the scanning line in plan view. In this method, the connection pattern can be formed of the same light-shielding material as the material of the signal line, and the aperture ratio does not decrease. The parasitic capacitance generated increases, the time constant of the waveform of the scanning signal supplied by the scanning line also increases, and this causes deterioration in display quality in image display, which is not preferable.

本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、本発明は、冗長TFTを用いることにより、画素部に生じた点欠陥等の表示欠陥をリペア可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、開口率を低下させることなく、かつ、リペアを可能とする液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、余分なPEPを追加することなく、また、表示品質の高い、リペアが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and the present invention provides a liquid crystal display device capable of repairing display defects such as point defects generated in a pixel portion by using redundant TFTs, and a method for manufacturing the same. The purpose is to do. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can be repaired without decreasing the aperture ratio and a method for manufacturing the same. It is another object of the present invention to provide a repairable liquid crystal display device having a high display quality without adding an extra PEP and a method for manufacturing the same.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、対向する基板間に液晶を挟持し、一方の該基板の上に、互いに交差する複数の信号線と複数の走査線とそれぞれの該交差に対応する画素電極とを備える液晶表示装置の製造方法であって、第1ソース領域及び第1ドレイン領域を備える第1薄膜トランジスタの第1半導体層と、第2ソース領域及び該画素電極と平面視で重なり合うようにしてリペア領域に至るまで延び端部が該リペア領域と絶縁層を挟んで平面視で重なり合うように成形された第2ドレイン領域を備える第2薄膜トランジスタの第2半導体層とを、In、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物から形成する第1工程と、該走査線に接続され遮光性を有するゲート電極の側から該第1半導体層及び該第2半導体層に向けて紫外線を照射することにより該第1半導体層及び該第2半導体層を照射前よりも高導電率化する第2工程と、該第1半導体層及び該第2半導体層の上に該絶縁層を形成する第3工程と、該第1ドレイン領域に接続されるとともに、該第2ドレイン領域と短絡することにより該第2ドレイン領域との接続がなされる該リペア領域を備える該信号線を該絶縁層の上に形成する第4工程と、該画素電極を形成するとともに該画素電極を該第1ソース領域と該第2ソース領域とに接続する第5工程と、該第1薄膜トランジスタを該画素電極から切り離すとともに、該第2ドレイン領域と該信号線とを該リペア領域において短絡させることにより表示欠陥をリペアする第6工程と含むことを特徴とする。   In the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal is sandwiched between opposing substrates, and a plurality of signal lines and a plurality of scanning lines intersecting each other on one of the substrates, and pixels corresponding to the intersections. A method of manufacturing a liquid crystal display device including an electrode, wherein the first semiconductor layer of the first thin film transistor including the first source region and the first drain region overlaps the second source region and the pixel electrode in plan view. A second semiconductor layer of a second thin film transistor including a second drain region formed so that an end thereof extends to the repair region and the repair region and the insulating layer are sandwiched to overlap each other in plan view, and includes In, Ga, and Zn Irradiating the first semiconductor layer and the second semiconductor layer with ultraviolet rays from a first step of forming from an amorphous oxide containing oxygen and a light-shielding gate electrode connected to the scanning line A second step of increasing the conductivity of the first semiconductor layer and the second semiconductor layer as compared with before irradiation, and a third step of forming the insulating layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. A signal line including the repair region connected to the second drain region by being short-circuited to the second drain region and connected to the first drain region on the insulating layer; A fourth step of forming, a fifth step of forming the pixel electrode and connecting the pixel electrode to the first source region and the second source region, separating the first thin film transistor from the pixel electrode, And a sixth step of repairing the display defect by short-circuiting the second drain region and the signal line in the repair region.

本発明は、かかる構成をとることにより、走査線と信号線とによって区画される画素部毎に、主薄膜トランジスタである第1薄膜トランジスタと、冗長薄膜トランジスタである第2薄膜トランジスタと、これら両方の薄膜トランジスタに接続されている画素電極とが形成される。そして、第1薄膜トランジスタ及び第2薄膜トランジスタは、いずれもIn、Ga及びZnを含む透明なアモルファス酸化物を半導体層とするものであるため、これに紫外線を照射することにより、半導体層の導電率を導電材料に近い程度にまで高導電率化することができる。そして、このような紫外線を半導体層の一部の領域に選択的に照射することにより、その照射された領域のみ導電率を高めることができる。従って、第1薄膜トランジスタ及び第2薄膜トランジスタの半導体層のうちソース領域及びドレイン領域となるべき領域に紫外線を選択的に照射することにより、透明な電極又は導電体として使用できる程度の高い導電率を備えたソース領域及びドレイン領域を構成することができる。一方、半導体層のうち紫外線の照射がされなかった領域の導電率は、照射前の導電率がそのまま維持されることになるため、第1薄膜トランジスタのチャネル領域及び第2薄膜トランジスタのチャネル領域となるべき領域に対しては遮光性のあるゲート電極をシャドーマスクとして紫外線が照射されないようにすることにより、その領域を薄膜トランジスタのチャネルとして使用できる導電率を備える領域とすることができる。   By adopting such a configuration, the present invention connects the first thin film transistor, which is a main thin film transistor, the second thin film transistor, which is a redundant thin film transistor, and both of these thin film transistors, for each pixel portion partitioned by a scanning line and a signal line. Formed pixel electrodes are formed. Each of the first thin film transistor and the second thin film transistor uses a transparent amorphous oxide containing In, Ga, and Zn as a semiconductor layer. By irradiating this with ultraviolet light, the conductivity of the semiconductor layer is increased. The conductivity can be increased to a level close to that of a conductive material. Then, by selectively irradiating a part of the semiconductor layer with such ultraviolet rays, the conductivity can be increased only in the irradiated region. Therefore, by selectively irradiating the regions to be the source region and the drain region among the semiconductor layers of the first thin film transistor and the second thin film transistor, the semiconductor device has high conductivity enough to be used as a transparent electrode or a conductor. A source region and a drain region can be formed. On the other hand, the conductivity of the region of the semiconductor layer that has not been irradiated with ultraviolet rays is maintained as it was before the irradiation, and therefore should be the channel region of the first thin film transistor and the channel region of the second thin film transistor. By preventing the region from being irradiated with ultraviolet rays using a light-shielding gate electrode as a shadow mask, the region can be a region having conductivity that can be used as a channel of a thin film transistor.

そして、信号線にはリペア領域が備えられており、第2薄膜トランジスタの第2ドレイン領域は、画素電極と平面視で重なり合うようにして第2薄膜トランジスタのチャネル領域との接合部からリペア領域に至るまで延ばしたような形状に成形され、しかも、第2ドレイン領域の端部がリペア領域と絶縁層を挟んで平面視で重なり合うように形成されるため、透明な第2ドレイン領域が透明な画素電極の下をリペア領域の下に到達するまで延びて形成されることになる。そして、リペア領域は信号線に備えられており信号線の一部であり、また、第2ドレイン領域は第2半導体層の一部であり、信号線と第2半導体層との間には絶縁層が形成されるため、第2ドレイン領域はリペア前においてはリペア領域即ち信号線とは絶縁されている。   The signal line is provided with a repair region, and the second drain region of the second thin film transistor extends from the junction with the channel region of the second thin film transistor so as to overlap with the pixel electrode in plan view. Since the end of the second drain region is formed to overlap the repair region and the insulating layer in plan view, the transparent second drain region is formed of the transparent pixel electrode. The lower portion extends to reach the lower portion of the repair area. The repair region is provided in the signal line and is a part of the signal line, and the second drain region is a part of the second semiconductor layer, and the signal line and the second semiconductor layer are insulated from each other. Since the layer is formed, the second drain region is insulated from the repair region, that is, the signal line, before repair.

そして、第1薄膜トランジスタのソース領域及び第2薄膜トランジスタのソース領域の両方に接続する画素電極を形成した後、検査工程において、走査線が第1薄膜トランジスタを介して画素電極と短絡することにより生ずる滅点欠陥等の表示欠陥が発見されたときは、画素電極を第1薄膜トランジスタから切り離すとともに、絶縁層によって絶縁されている第2ドレイン領域とリペア領域との間をレーザー光等により短絡させるリペアを施すことによって、第2薄膜トランジスタの第2ドレイン領域を信号線と接続することができる。その結果、第1薄膜トランジスタに替わって第2薄膜トランジスタがスイッチング素子として機能し、滅点欠陥等の表示欠陥がリペアされ正常な表示をする液晶表示装置を製造することができる。   Then, after forming the pixel electrode connected to both the source region of the first thin film transistor and the source region of the second thin film transistor, the dark spot generated by the scanning line being short-circuited with the pixel electrode through the first thin film transistor in the inspection process. When a display defect such as a defect is found, the pixel electrode is separated from the first thin film transistor, and repair is performed to short-circuit the second drain region and the repair region insulated by the insulating layer with a laser beam or the like. Thus, the second drain region of the second thin film transistor can be connected to the signal line. As a result, a liquid crystal display device in which the second thin film transistor functions as a switching element instead of the first thin film transistor and a display defect such as a dark spot defect is repaired and a normal display can be produced can be manufactured.

このように本発明にかかる液晶表示装置の製造方法は、第2薄膜トランジスタを介して画素電極を信号線と接続するものであり、画素電極と信号線とを溶着等によって直接に接続することにより疑似的な表示を行って欠陥を目立たなくするにすぎない従来例とは異なるものであるため、画素の表示欠陥が完全にリペアされ、表示品質が向上する。   As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present invention is such that the pixel electrode is connected to the signal line through the second thin film transistor, and the pixel electrode and the signal line are directly connected by welding or the like. Since this is different from the conventional example in which the defect is not noticeable by performing a typical display, the display defect of the pixel is completely repaired and the display quality is improved.

また、リペア領域に至るまでの第2ドレイン領域の半導体層として、紫外線照射により高導電率化され、かつ透明なIn、Ga、及びZnを含む酸化物を用いており、従来例のようにアモルファスシリコンやポリシリコンを用いていないため、第2薄膜トランジスタと信号線との間に遮光性のある金属等からなる接続パターンをあらかじめ配線しておく必要がない。従って、第2ドレイン領域が画素電極と平面視で重なり合うに形成されていても、画素部の開口率は低下しない。   Further, as the semiconductor layer of the second drain region up to the repair region, an oxide containing In, Ga, and Zn, which is made highly transparent by ultraviolet irradiation and is transparent, is used as in the conventional example. Since silicon or polysilicon is not used, it is not necessary to previously wire a connection pattern made of a light-shielding metal or the like between the second thin film transistor and the signal line. Therefore, even if the second drain region is formed so as to overlap with the pixel electrode in plan view, the aperture ratio of the pixel portion does not decrease.

さらに、第2ドレイン領域は画素電極とは異なる層に形成されるため、従来例のように画素電極の面積を縮小する必要がなく、開口率は低下しない。また、画素電極とは異なる層にITOのような透明導電層からなる接続パターンを形成するためにPEPを追加するという必要性も生じず、生産性が低下することもない。   Furthermore, since the second drain region is formed in a layer different from the pixel electrode, it is not necessary to reduce the area of the pixel electrode as in the conventional example, and the aperture ratio does not decrease. Further, there is no need to add PEP in order to form a connection pattern made of a transparent conductive layer such as ITO in a layer different from the pixel electrode, and productivity does not decrease.

また、上述の紫外線照射によるドレイン領域等の高導電率化を行う必要性があることから、本発明は、第2ドレイン領域を遮光性のある走査線と重なるように形成することはなく、第2ドレイン領域を画素電極と平面視で重なるように形成している。従って、走査線との間の寄生容量の増加は生じず、走査信号の波形の時定数が増大し、これによって表示品質が劣化するという不都合は生じない。   In addition, since it is necessary to increase the conductivity of the drain region or the like by the above-described ultraviolet irradiation, the present invention does not form the second drain region so as to overlap the light-shielding scanning line. The two drain regions are formed so as to overlap the pixel electrode in plan view. Therefore, there is no increase in parasitic capacitance with the scanning line, the time constant of the waveform of the scanning signal is increased, and there is no inconvenience that the display quality is deteriorated.

このように、本発明にかかる液晶表示装置の製造方法によれば、第2薄膜トランジスタを用いることにより画素部に生じた点欠陥等の表示欠陥をリペアすることができ、しかも、開口率を低下させることがない。また、余分なPEPを追加することなく、表示品質の高い液晶表示装置を製造することができる。   Thus, according to the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, display defects such as point defects generated in the pixel portion can be repaired by using the second thin film transistor, and the aperture ratio is reduced. There is nothing. In addition, a liquid crystal display device with high display quality can be manufactured without adding extra PEP.

なお、本発明における第2工程は、遮光性のあるゲート電極をシャドーマスクとしてゲート電極側から半導体層に向けて紫外線を照射するものであるため、トップゲート型及びボトムゲート型の両方の薄膜トランジスタに適用することができる。即ち、第1工程の前にゲート電極形成工程及びゲート絶縁膜形成工程を行うことにより、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、ボトムゲート型薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置に適用することができる。同様に、第1工程の後であって第2工程の前においてゲート絶縁膜形成工程及びゲート電極形成工程を行うことにより、トップゲート型薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置にも適用できる。   Note that the second step in the present invention is to irradiate ultraviolet rays from the gate electrode side toward the semiconductor layer using a light-shielding gate electrode as a shadow mask, so that both top-gate and bottom-gate thin film transistors are applied. Can be applied. That is, by performing the gate electrode forming step and the gate insulating film forming step before the first step, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present invention can be applied to a liquid crystal display device using a bottom gate thin film transistor. it can. Similarly, by performing the gate insulating film formation step and the gate electrode formation step after the first step and before the second step, the present invention can be applied to a liquid crystal display device using a top-gate thin film transistor.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第6工程は、前記第1薄膜トランジスタを前記信号線から切り離すことによりリペアする工程を含むことを特徴とする。かかる構成をとることにより、第1薄膜トランジスタを介して走査線と画素電極とが短絡しているだけでなく、走査線がさらに第1薄膜トランジスタのチャネル領域等を介して信号線とも短絡しているような場合に、第1薄膜トランジスタを信号線から切り離すことができる。これにより、上記作用及び効果に加え、このような走査線と信号線との短絡に起因する線欠陥をもリペアすることができる。   In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the sixth step includes a step of repairing the first thin film transistor by separating it from the signal line. With this configuration, not only the scanning line and the pixel electrode are short-circuited via the first thin film transistor, but also the scanning line is further short-circuited to the signal line via the channel region of the first thin film transistor. In this case, the first thin film transistor can be separated from the signal line. Thereby, in addition to the above operations and effects, it is possible to repair a line defect caused by such a short circuit between the scanning line and the signal line.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第6工程のリペアは、レーザー光の照射によって行われることを特徴とする。かかる構成をとることにより、画素電極が形成された段階だけでなく、対向基板を貼り合わせ液晶を封じた後でも、溶着及び切断の両方のリペアが可能となる。   In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the repair in the sixth step is performed by laser light irradiation. By adopting such a configuration, it is possible to repair both welding and cutting not only at the stage where the pixel electrode is formed but also after the counter substrate is bonded and the liquid crystal is sealed.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第1ドレイン領域及び前記第2ドレイン領域の前記紫外線の照射後の抵抗は、それぞれ、前記第1薄膜トランジスタ及び前記第2薄膜トランジスタのオン抵抗よりも低いことを特徴とする。かかる構成をとることにより、ドレイン領域全体の抵抗による画像信号等の信号レベルの低下を小さくすることができる。   In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the resistances of the first drain region and the second drain region after irradiation with the ultraviolet light are lower than the on-resistances of the first thin film transistor and the second thin film transistor, respectively. It is characterized by. By adopting such a configuration, it is possible to reduce a decrease in signal level such as an image signal due to the resistance of the entire drain region.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第1薄膜トランジスタ及び前記第2薄膜トランジスタのチャネル領域の不純物濃度は、前記第1ソース領域、前記第1ドレイン領域、前記第2ソース領域及び前記第2ドレイン領域の不純物濃度と同じであることを特徴とする。かかる構成をとることにより、従来のように、チャネル領域よりも導電率の高いソース領域又はドレイン領域を形成するにあたってイオンドーピング等の処理をする必要がないため、製造設備の合理化に寄与する。また、イオンドーピングによるダメージを回避することができるため、薄膜トランジスタの信頼性の向上につながる。   In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the impurity concentration of the channel region of the first thin film transistor and the second thin film transistor is set such that the first source region, the first drain region, the second source region, and the second drain. The impurity concentration of the region is the same. By adopting such a configuration, it is not necessary to perform treatment such as ion doping when forming a source region or a drain region having higher conductivity than the channel region as in the conventional case, which contributes to rationalization of manufacturing equipment. In addition, since damage due to ion doping can be avoided, the reliability of the thin film transistor is improved.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記紫外線を照射する光源は、面光源であることを特徴とする。本発明は、かかる構成をとるため、基板全体をカバーするような広い照射面積に対して一度に紫外線を一様に照射することができる。また、面光源を使用するため、光線スポットの狭小なレーザー光源の場合のように基板をスキャンする必要がなく、スキャンによる半導体層の二重照射も生じない。そのため、均一な照射エネルギーでもって紫外線を照射することができ、その結果、大面積の表示画面全体にわたって多数の薄膜トランジスタを形成する場合に、工程の簡素化、量産性の向上のみならず、薄膜トランジスタの特性のばらつきを抑えて均一なものとすることができ、輝度ばらつきや輝度むらがなく表示品質の高い表示装置を得ることができる。   In the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the light source for irradiating the ultraviolet rays is a surface light source. Since this invention takes such a structure, it can irradiate an ultraviolet-ray uniformly at once to the wide irradiation area which covers the whole board | substrate. Further, since a surface light source is used, it is not necessary to scan the substrate as in the case of a laser light source with a narrow beam spot, and double irradiation of the semiconductor layer by scanning does not occur. Therefore, it is possible to irradiate ultraviolet rays with uniform irradiation energy, and as a result, in the case of forming a large number of thin film transistors over the entire display screen of a large area, not only simplification of the process and improvement of mass productivity but also the thin film transistor A variation in characteristics can be suppressed and uniform, and a display device with high display quality can be obtained without luminance variation and luminance unevenness.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記紫外線を照射する光源は、水銀ランプであることを特徴とする。本発明は、かかる構成をとるため、レーザー光源ではなく、特定の範囲の波長の紫外線を照射するランプを用いることができる。従って、レーザー光による基板の発熱等による不具合を回避することができ、また、プラスチックフィルム基板を使用することが可能となる。また、レーザー光照射装置に比べて安価な紫外線照射装置を使用できる。   In the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, the light source for irradiating the ultraviolet rays is a mercury lamp. Since the present invention adopts such a configuration, a lamp that irradiates ultraviolet rays having a specific range of wavelengths can be used instead of a laser light source. Therefore, it is possible to avoid problems due to heat generation of the substrate by the laser light, and it is possible to use a plastic film substrate. Further, an ultraviolet irradiation device that is less expensive than a laser beam irradiation device can be used.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記紫外線の波長は、270nmから450nmまでの範囲にわたることを特徴とする。このような波長の範囲の紫外線を照射することで、紫外線が照射されたソース領域及びドレイン領域の導電率を適正な程度まで向上することができる。本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第2工程における紫外線の積算照射エネルギー密度は、導電率を10倍(但し、0<n≦6)に増加させる場合に、(309・n)ないし(392・n)J/cmとすることを特徴とする。本発明は、かかる構成をとるため、目的導電率を設定すれば紫外線の積算照射エネルギー密度、照射時間等をあらかじめ計算することができる。 In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the wavelength of the ultraviolet ray ranges from 270 nm to 450 nm. By irradiating ultraviolet rays in such a wavelength range, the conductivity of the source region and drain region irradiated with the ultraviolet rays can be improved to an appropriate level. In the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, the cumulative irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is (309 · n) when the conductivity is increased to 10 n times (where 0 <n ≦ 6). Or (392 · n) J / cm 2 . Since the present invention has such a configuration, if the target conductivity is set, the cumulative irradiation energy density of ultraviolet rays, the irradiation time, and the like can be calculated in advance.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第2工程における紫外線の積算照射エネルギー密度は、1620J/cm以上であることを特徴とする。本発明は、かかる構成をとるため、ソース領域又はドレイン領域の導電率を電極又は導電体として機能するのに十分な導電率(約10−1S/m以上)にまで高めることができる。 The method for producing a liquid crystal display device of the present invention is characterized in that an integrated irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is 1620 J / cm 2 or more. The present invention is, to take such a configuration, it is possible to increase to a sufficient conductivity to function the conductivity of the source region and the drain region as electrodes or conductors (about 10 -1 S / m or higher).

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第2工程における紫外線の照射エネルギー密度は、100mJ/sec・cmであることを特徴とする。本発明は、かかる構成をとるため、この照射エネルギー密度であれば、他の用途に用いられているような一般的な紫外線照射装置を使用して照射を行うことができるため、製造設備の合理化を図ることができる。 The method for producing a liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is 100 mJ / sec · cm 2 . Since the present invention adopts such a configuration, the irradiation energy density can be used for irradiation using a general ultraviolet irradiation device used for other applications, and thus the manufacturing equipment can be rationalized. Can be achieved.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記第1工程と前記第2工程との間に、さらに、前記第1半導体層及び前記第2半導体層に紫外線を照射して該紫外線の照射前よりも導電率の高いアモルファスの該第1半導体層及び該第2半導体層を構成するプレ紫外線照射工程を含むことを特徴とする。この工程を追加することにより、半導体層の成膜後の導電率が低いためにそのままでは薄膜トランジスタのチャネル領域の導電率としては好ましくないような場合でも、このようなプレ紫外線照射工程によってその導電率をチャネル領域として適切な導電率にまで向上させることができ、歩留まりの向上を図ることができる。   In the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are further irradiated with ultraviolet rays between the first step and the second step, and before the irradiation with the ultraviolet rays. Includes a pre-ultraviolet irradiation step for forming the amorphous first semiconductor layer and the second semiconductor layer having high conductivity. By adding this step, even if the conductivity of the channel region of the thin film transistor is not preferable as it is because the conductivity after the formation of the semiconductor layer is low, the conductivity is improved by such a pre-ultraviolet irradiation step. As a channel region, the conductivity can be improved to an appropriate level, and the yield can be improved.

本発明の液晶表示装置の製造方法は、前記プレ紫外線照射工程における紫外線の積算照射エネルギー密度を148ないし1012J/cmとすることを特徴とする。このような積算照射エネルギー密度をえらぶことにより、チャネル領域の導電率を適切なもの(約10−4ないし10−3S/m)にすることができる。 The method for producing a liquid crystal display device of the present invention is characterized in that an integrated irradiation energy density of ultraviolet rays in the pre-ultraviolet irradiation step is 148 to 1012 J / cm 2 . By selecting such integrated irradiation energy density, the conductivity of the channel region can be made appropriate (about 10 −4 to 10 −3 S / m).

本発明の液晶表示装置は、対向する基板間に液晶を挟持し、一方の該基板の上に、互いに交差する複数の信号線と複数の走査線とそれぞれの該交差に対応する画素電極とを備える液晶表示装置であって、該走査線に接続された第1ゲート電極と、紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化された第1ドレイン領域と該画素電極に接続された第1ソース領域とを含みIn、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物からなる第1半導体層とから構成される第1薄膜トランジスタと、該走査線に接続された第2ゲート電極と、該紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化され該画素電極と平面視で重なり合うようにしてリペア領域に至るまで延び端部が該リペア領域と絶縁層を挟んで平面視で重なり合うように成形された第2ドレイン領域と該紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化され該画素電極に接続された第2ソース領域とを含みIn、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物からなる第2半導体層とから構成される第2薄膜トランジスタと、該第1ドレイン領域に接続するとともに、該第2ドレイン領域と短絡させるようなリペアをすることにより該第2ドレイン領域との接続がなされる該リペア領域を備える該信号線とを備えることを特徴とする。本発明の液晶表示装置は、前記信号線が前記第2ドレイン領域と前記リペアにより接続されてなり、かつ、前記第1薄膜トランジスタと前記画素電極とを切り離すようなリペアがなされてなることを特徴とする。   In the liquid crystal display device of the present invention, a liquid crystal is sandwiched between opposing substrates, and a plurality of signal lines intersecting each other, a plurality of scanning lines, and a pixel electrode corresponding to each intersection are disposed on one of the substrates. A first gate electrode connected to the scanning line, a first drain region having a higher conductivity than before irradiation by ultraviolet irradiation, and a first source connected to the pixel electrode. A first thin film transistor including a first semiconductor layer including an amorphous oxide including In, Ga, and Zn, a second gate electrode connected to the scanning line, and before irradiation by the ultraviolet irradiation. A second drain region having a higher conductivity and extending to reach the repair region in a plan view so as to overlap with the pixel electrode so that the end portion overlaps the repair region and the insulating layer in a plan view A second semiconductor layer made of an amorphous oxide containing In, Ga, and Zn, including a second source region connected to the pixel electrode and having a higher conductivity than that before irradiation by the ultraviolet irradiation. Two thin film transistors and the signal line including the repair region connected to the second drain region by being connected to the first drain region and being short-circuited to the second drain region. It is characterized by providing. The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that the signal line is connected to the second drain region by the repair, and the first thin film transistor and the pixel electrode are separated from each other. To do.

かかる構成を備えるため、本発明は、冗長TFTを用いることにより、画素部に生じた点欠陥等の表示欠陥をリペア可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。また、本発明は、開口率を低下させることなく、かつ、リペアを可能とする液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。さらに、本発明は、余分なPEPを追加することなく、また、表示品質の高い、リペアが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供することができる。   With such a configuration, the present invention can provide a liquid crystal display device capable of repairing display defects such as point defects generated in the pixel portion by using redundant TFTs, and a manufacturing method thereof. Further, the present invention can provide a liquid crystal display device that can be repaired without reducing the aperture ratio and a method for manufacturing the same. Furthermore, the present invention can provide a repairable liquid crystal display device having a high display quality without adding an extra PEP and a method for manufacturing the same.

本発明の一実施形態である液晶表示装置の概略の構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態である画素部の概略の平面図である。1 is a schematic plan view of a pixel unit that is an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態であるトップゲート型の主TFTを含む画素部の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the pixel part containing the top gate type main TFT which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態であるトップゲート型の冗長TFTを含む画素部の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the pixel part containing the top gate type redundant TFT which is one Embodiment of this invention. 本発明のIn、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物半導体層の導電率と紫外線照射時間との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electrical conductivity of the amorphous oxide semiconductor layer containing In, Ga, and Zn of this invention, and ultraviolet irradiation time. 本発明の一実施形態であるボトムゲート型の主TFTを含む画素部の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the pixel part containing the bottom gate type main TFT which is one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態であるボトムゲート型の冗長TFTを含む画素部の製造工程の説明図である。It is explanatory drawing of the manufacturing process of the pixel part containing the bottom gate type redundant TFT which is one Embodiment of this invention.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書においては、In、Ga及びZnを含む酸化物を「IGZO」と呼ぶこととする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in this specification, an oxide containing In, Ga, and Zn is referred to as “IGZO”.

[全体構成]
本実施の形態にかかる液晶表示装置は、セル・アレイ基板と対向基板との間に液晶を挟持した液晶パネルを含んで構成される。図1は、本実施の形態にかかるアクティブマトリックス型の液晶表示装置の液晶パネル部の模式的な概略の構成図である。図1(a)はセル・アレイ基板101の模式的な平面図であり、図1(b)は画素部10及びその周辺の各部材の機能を説明するための等価回路図であり、後述するリペアをする前における図である。なお、本明細書において説明に用いる各図面では、便宜上、縮尺又は縦横比等を適宜変更している。
[overall structure]
The liquid crystal display device according to the present embodiment includes a liquid crystal panel in which liquid crystal is sandwiched between a cell array substrate and a counter substrate. FIG. 1 is a schematic schematic configuration diagram of a liquid crystal panel portion of an active matrix type liquid crystal display device according to the present embodiment. FIG. 1A is a schematic plan view of the cell array substrate 101, and FIG. 1B is an equivalent circuit diagram for explaining the functions of the pixel unit 10 and its peripheral members, which will be described later. It is a figure before repairing. Note that in each drawing used for description in this specification, the scale or aspect ratio is appropriately changed for convenience.

セル・アレイ基板101には、X(行)方向に延び走査線外部端子74と画素部10内のスイッチング素子である複数のTFTのゲート電極とに接続された複数本の走査線72が形成されている。走査線72を介して、TFTを行単位で選択的にスイッチングするための信号である走査信号がTFTに供給される。なお、複数本の走査線72に対応する複数の走査線外部端子74がセル・アレイ基板101の端部近くにY方向に沿って設けられている。走査線外部端子74は、図示しないACF(異方性導電体)等を介して走査線ドライバーIC等の走査線駆動装置70の図示しない所定の端子に接続される。   The cell array substrate 101 is formed with a plurality of scanning lines 72 extending in the X (row) direction and connected to the scanning line external terminals 74 and gate electrodes of a plurality of TFTs as switching elements in the pixel unit 10. ing. A scanning signal that is a signal for selectively switching the TFTs in units of rows is supplied to the TFTs via the scanning lines 72. A plurality of scanning line external terminals 74 corresponding to the plurality of scanning lines 72 are provided in the Y direction near the end of the cell array substrate 101. The scanning line external terminal 74 is connected to a predetermined terminal (not shown) of the scanning line driving device 70 such as a scanning line driver IC via an ACF (anisotropic conductor) (not shown).

また、セル・アレイ基板101には、Y(列)方向に延び信号線外部端子84と画素部10内の複数のTFTのドレイン電極とに接続された複数本の信号線82が形成されている。信号線82を介して、走査信号によって選択されたTFTに画像信号が供給される。なお、複数本の信号線82に対応する複数の信号線外部端子84がセル・アレイ基板101の端部近くにX方向に沿って設けられている。信号線外部端子84は、図示しないACF等を介して信号線ドライバーIC等の信号線駆動装置80の図示しない所定の端子に接続される。なお、上記走査線駆動装置70や信号線駆動装置80は、セル・アレイ基板101上に配設されていてもよい。   In addition, a plurality of signal lines 82 extending in the Y (column) direction and connected to the signal line external terminals 84 and the drain electrodes of the plurality of TFTs in the pixel unit 10 are formed on the cell array substrate 101. . An image signal is supplied to the TFT selected by the scanning signal via the signal line 82. A plurality of signal line external terminals 84 corresponding to the plurality of signal lines 82 are provided along the X direction near the end of the cell array substrate 101. The signal line external terminal 84 is connected to a predetermined terminal (not shown) of the signal line driver 80 such as a signal line driver IC via an ACF (not shown). The scanning line driving device 70 and the signal line driving device 80 may be disposed on the cell array substrate 101.

そして、セル・アレイ基板上の走査線72と信号線82の各交差に対応して、走査線72と信号線82とによって区画された領域に画素部10がマトリクス状に配列されている。画素部10は、主TFT20a、冗長TFT20b及び画素電極32を含んで構成される(図1(b)参照)。主TFT20a及び冗長TFT20bのゲート電極12a及び12bは、いずれも同一の走査線72に接続され導通している。主TFT20aのドレイン領域16aはドレイン電極26aを介して信号線82に電気的に接続され導通している。主TFT20aのソース領域15aは、画素電極32と電気的に接続され導通している。   The pixel units 10 are arranged in a matrix in a region defined by the scanning lines 72 and the signal lines 82 corresponding to the intersections of the scanning lines 72 and the signal lines 82 on the cell array substrate. The pixel unit 10 includes a main TFT 20a, a redundant TFT 20b, and a pixel electrode 32 (see FIG. 1B). The gate electrodes 12a and 12b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are both connected to the same scanning line 72 and are conductive. The drain region 16a of the main TFT 20a is electrically connected to the signal line 82 through the drain electrode 26a and is conductive. The source region 15a of the main TFT 20a is electrically connected to the pixel electrode 32 and is conductive.

冗長TFT20bのドレイン領域16bは、その端部16beがリペア領域24にまで延びるようにして形成されており、リペア前においては、端部16beは、信号線82及びドレイン電極26bから絶縁されている。ドレイン電極26bは信号線82の一部であり、リペア領域24を含む。従って、リペア領域24は信号線の一部である。ドレイン電極26bはリペアによって冗長TFT20bのドレイン領域16bと接続され、これによって冗長TFT20bのドレイン電極としての機能を果たす。冗長TFT20bのソース領域15bは、画素電極32と電気的に接続され導通している。このように、主TFT20a及び冗長TFT20bのドレイン電極26a及び26bは、いずれも同一の信号線82に接続され導通している。主TFT20a及び冗長TFT20bのソース領域15a及び15bは、いずれも同一の画素電極32に接続され導通している。主TFT20a、冗長TFT20bの詳細及びリペアの詳細については後述する。   The drain region 16b of the redundant TFT 20b is formed so that the end portion 16be extends to the repair region 24. Before the repair, the end portion 16be is insulated from the signal line 82 and the drain electrode 26b. The drain electrode 26 b is a part of the signal line 82 and includes the repair region 24. Therefore, the repair area 24 is a part of the signal line. The drain electrode 26b is connected to the drain region 16b of the redundant TFT 20b by repair, and thereby functions as the drain electrode of the redundant TFT 20b. The source region 15b of the redundant TFT 20b is electrically connected to the pixel electrode 32 and is conductive. As described above, the drain electrodes 26a and 26b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are both connected to the same signal line 82 and are conductive. The source regions 15a and 15b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are both connected to the same pixel electrode 32 and are conductive. Details of the main TFT 20a and redundant TFT 20b and details of repair will be described later.

コモン電極(対向電極)34は、画素電極32と対向するように形成され、各画素に共通な透明電極である。コモン電極34は、一般に、TN(Twisted Nematic)型、VA(Vertical Alignment)型の液晶表示装置では図示しない対向基板に形成される。コモン電極34には共通電極線(コモン電極線)35を介して所定の電圧のコモン信号が印加される。画素電極32と対向電極34との間には電気光学部材である液晶99が配設され、セル・アレイ基板101と図示しない対向基板とが液晶99を挟持する構造をなしている。   The common electrode (counter electrode) 34 is formed so as to face the pixel electrode 32 and is a transparent electrode common to each pixel. The common electrode 34 is generally formed on a counter substrate (not shown) in a TN (Twisted Nematic) type or VA (Vertical Alignment) type liquid crystal display device. A common signal having a predetermined voltage is applied to the common electrode 34 via a common electrode line (common electrode line) 35. A liquid crystal 99, which is an electro-optic member, is disposed between the pixel electrode 32 and the counter electrode 34, and the cell array substrate 101 and a counter substrate (not shown) sandwich the liquid crystal 99.

このような画素部10を備える液晶表示装置100の動作は、例えば次のとおりである。走査線駆動装置70は、液晶表示装置100に入力される図示しない画像信号の同期信号その他の情報に基づいて、信号線82からの画像信号を書き込むべき画素部10を行単位で選択する走査信号を出力する。信号線駆動装置80は、同じく画像信号の輝度情報等に基づいて、走査信号に同期して動作し、走査期間に選択された画素部10に画像信号を供給する。そして、選択された画素部10内にある主TFT20aを介して、信号線駆動装置80からの画像信号に応じた電圧が画素電極32に印加される。即ち、主TFT20aのソース領域15aから液晶の光変調を制御する信号である画像信号が画素電極32に供給される。これによって、画素電極32とコモン電極34とからなる一対の電極の間に電界が生じ、この電界によって液晶99の分子の向き(液晶分子の配向)が制御される。そして、この配向変化を利用して液晶を透過する光を変調することで画像等の表示作用が行われる。このようにして液晶表示装置が構成されるが、点欠陥のない画素部においては、上述のように主TFT20aが画素部10のスイッチング素子として機能し、冗長TFT20bは液晶表示装置に何ら影響を与えない。点欠陥が生じている画素部においては後述のようにリペアによって冗長TFT20bが主TFT20aに替わってスイッチング素子としての役割を果たす。   The operation of the liquid crystal display device 100 including such a pixel unit 10 is, for example, as follows. The scanning line driving device 70 selects a pixel unit 10 to which the image signal from the signal line 82 should be written in units of rows based on a synchronization signal and other information of an image signal (not shown) input to the liquid crystal display device 100. Is output. Similarly, the signal line driving device 80 operates in synchronization with the scanning signal based on the luminance information of the image signal and supplies the image signal to the pixel unit 10 selected in the scanning period. Then, a voltage corresponding to the image signal from the signal line driving device 80 is applied to the pixel electrode 32 through the main TFT 20a in the selected pixel unit 10. That is, an image signal that is a signal for controlling light modulation of the liquid crystal is supplied to the pixel electrode 32 from the source region 15a of the main TFT 20a. As a result, an electric field is generated between a pair of electrodes including the pixel electrode 32 and the common electrode 34, and the orientation of the molecules of the liquid crystal 99 (the orientation of the liquid crystal molecules) is controlled by this electric field. Then, the display action of an image or the like is performed by modulating the light transmitted through the liquid crystal using this change in orientation. Although the liquid crystal display device is configured in this way, in the pixel portion without point defects, the main TFT 20a functions as a switching element of the pixel portion 10 as described above, and the redundant TFT 20b has no influence on the liquid crystal display device. Absent. In the pixel portion where the point defect occurs, the redundant TFT 20b functions as a switching element instead of the main TFT 20a by repair as will be described later.

[画素部及びその周辺]
次に、図2、図3(c)、及び図4(c)を参照しながら、スイッチング素子としてトップゲート型TFTを用いた画素部及びその周辺の構成を説明する。図2は、後述する切断箇所97及び98を除き、画素電極32の形成が終了した後リペアする前の段階における本実施の形態に係る画素部10及びその周辺を含む概略の平面図である。図3(c)は、主TFT20aにかかる図2のA−A’線における矢視方向の概略の断面構成図である。図4(c)は、冗長TFT20bにかかる図2のB−B’線における矢視方向の概略の断面構成図である。なお、図2においては、わかりやすく描くためにゲート絶縁膜13、層間絶縁膜18及びパッシベーション層19を取り除いて記載しており、また、見る層を適宜変更している。
[Pixel area and surrounding area]
Next, with reference to FIG. 2, FIG. 3C, and FIG. 4C, a configuration of a pixel portion using a top gate TFT as a switching element and its surroundings will be described. FIG. 2 is a schematic plan view including the pixel portion 10 and its periphery according to the present embodiment in a stage before the repair after the formation of the pixel electrode 32 is finished, except for the cut portions 97 and 98 described later. FIG. 3C is a schematic cross-sectional configuration diagram of the main TFT 20a in the arrow direction along the line AA ′ in FIG. FIG. 4C is a schematic cross-sectional configuration diagram of the redundant TFT 20b taken along the line BB ′ in FIG. In FIG. 2, the gate insulating film 13, the interlayer insulating film 18, and the passivation layer 19 are removed for easy understanding, and the viewing layer is appropriately changed.

画素部10における主TFT20aは、走査線72と信号線82との交差部の近傍に設けられる。主TFT20aは、図3(c)に示すように、基板11上に形成された半導体層14aと、半導体層14aの上に形成された第1絶縁層であるゲート絶縁膜13と、半導体層14aの一部であるチャネル領域17aの上にゲート絶縁膜13を介して形成されたゲート電極12aと、半導体層14aの一部でありチャネル領域17aを挟んで形成されているソース領域15a及びドレイン領域16aを含んで構成される。そして、ゲート電極12aの上には第2絶縁層である層間絶縁膜18が形成されている。また、層間絶縁膜18の上には、第2金属層からなる信号線82及びドレイン電極26aが形成されており、層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13を貫通しドレイン領域16aに到達するコンタクトホール23adを通じてドレイン電極26aとドレイン領域16aとが接続され導通している。また、第2金属層の上には第3絶縁層であるパッシベーション層19が形成され、パッシベーション層19の上には、パッシベーション層19、層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13を貫通しソース領域15aに到達するコンタクトホール23asを通じてソース領域15aと導通する画素電極32が形成されている。   The main TFT 20 a in the pixel portion 10 is provided in the vicinity of the intersection between the scanning line 72 and the signal line 82. As shown in FIG. 3C, the main TFT 20a includes a semiconductor layer 14a formed on the substrate 11, a gate insulating film 13 that is a first insulating layer formed on the semiconductor layer 14a, and a semiconductor layer 14a. A gate electrode 12a formed on the channel region 17a which is a part of the semiconductor layer 14a via the gate insulating film 13, and a source region 15a and a drain region which are part of the semiconductor layer 14a and which are formed with the channel region 17a interposed therebetween. 16a is comprised. An interlayer insulating film 18 as a second insulating layer is formed on the gate electrode 12a. Further, a signal line 82 and a drain electrode 26a made of a second metal layer are formed on the interlayer insulating film 18, and a contact hole that reaches the drain region 16a through the interlayer insulating film 18 and the gate insulating film 13 is formed. The drain electrode 26a and the drain region 16a are connected through 23ad and are conductive. Further, a passivation layer 19 that is a third insulating layer is formed on the second metal layer, and the passivation layer 19, the interlayer insulating film 18, and the gate insulating film 13 are penetrated on the passivation layer 19 to form the source region 15 a. A pixel electrode 32 is formed which is electrically connected to the source region 15a through a contact hole 23as that reaches.

冗長TFT20bは、図2に示すように、主TFT20aの近傍であって、例えば走査線72に沿った場所に設けられる。また、図4(c)に示すように、冗長TFT20bは、主TFT20aと同様な構造をとり、基板11上に形成された半導体層14bと、半導体層14bの上に形成された第1絶縁層であるゲート絶縁膜13と、半導体層14bの一部であるチャネル領域17bの上にゲート絶縁膜13を介して形成されたゲート電極12bと、半導体層14bの一部でありチャネル領域17bを挟んで形成されているソース領域15b及びドレイン領域16bを含んで構成される。そして、ゲート電極12bの上には第2絶縁層である層間絶縁膜18が形成されている。そして、層間絶縁膜18の上には、第2金属層からなる信号線82及びドレイン電極26bが形成されているが、主TFT20aとは異なり、層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13を貫通しドレイン領域に到達するコンタクトホールは形成されておらず、信号線82から枝状に延びて形成されたドレイン電極26bとドレイン領域16bとの間は絶縁層即ち層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13によって絶縁されている。なお、主TFT20aと同様、第2金属層の上には第3絶縁層であるパッシベーション層19が形成され、パッシベーション層19の上には画素電極32が形成されている。画素電極32は、パッシベーション層19、層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13を貫通しソース領域15bに到達するコンタクトホール23bsを通じてソース領域15bと接続し導通している。   As shown in FIG. 2, the redundant TFT 20 b is provided near the main TFT 20 a, for example, at a location along the scanning line 72. As shown in FIG. 4C, the redundant TFT 20b has a structure similar to that of the main TFT 20a, and a semiconductor layer 14b formed on the substrate 11 and a first insulating layer formed on the semiconductor layer 14b. And the gate electrode 12b formed on the channel region 17b which is a part of the semiconductor layer 14b via the gate insulating film 13 and the part of the semiconductor layer 14b which sandwiches the channel region 17b. The source region 15b and the drain region 16b are formed. An interlayer insulating film 18 as a second insulating layer is formed on the gate electrode 12b. A signal line 82 and a drain electrode 26b made of a second metal layer are formed on the interlayer insulating film 18. Unlike the main TFT 20a, the drain extends through the interlayer insulating film 18 and the gate insulating film 13. A contact hole reaching the region is not formed, and an insulating layer, that is, an interlayer insulating film 18 and a gate insulating film 13 are insulated between the drain electrode 26b formed to extend from the signal line 82 and the drain region 16b. Has been. Similar to the main TFT 20a, a passivation layer 19 as a third insulating layer is formed on the second metal layer, and a pixel electrode 32 is formed on the passivation layer 19. The pixel electrode 32 is connected to and conductive with the source region 15b through a contact hole 23bs that passes through the passivation layer 19, the interlayer insulating film 18, and the gate insulating film 13 and reaches the source region 15b.

主TFT20a及び冗長TFT20bの半導体層14a及び14bは、互いに離間されて形成されている。その材質としては、少なくとも冗長TFT20bの半導体層14bは、IGZOからなる透明なアモルファス半導体であることが望ましい。主TFT20aの半導体層14aの材質は、本発明においては、必ずしもIGZOに限定されることはなく、例えばシリコンを半導体層14aに使用しても本発明にかかるリペア及び開口率にかかる作用及び効果を奏することができるが、主TFT20aの半導体層にもIGZOを使用することがより望ましく、同一の材質の半導体を使用することにより、主TFT20aと冗長TFT20bの電気的特性が同一となり、また、製造工程も簡素化される。   The semiconductor layers 14a and 14b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are formed apart from each other. As for the material, it is desirable that at least the semiconductor layer 14b of the redundant TFT 20b is a transparent amorphous semiconductor made of IGZO. In the present invention, the material of the semiconductor layer 14a of the main TFT 20a is not necessarily limited to IGZO. For example, even if silicon is used for the semiconductor layer 14a, the operation and effect on the repair and the aperture ratio according to the present invention are achieved. However, it is more desirable to use IGZO for the semiconductor layer of the main TFT 20a. By using the same semiconductor material, the electrical characteristics of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are the same, and the manufacturing process Is also simplified.

半導体層14aは、ソース領域15a、ドレイン領域16a及びチャネル領域17aの3つの領域を含み、これらが一体に、即ち、これら3つの領域が互いに離間されることなく島状の一個の成形物として形成されている。半導体層14aの成膜時にはこれらの3つの領域のいずれにおいてもその導電率は同じであるが、後述するように半導体層の成膜後の所定の工程において紫外線を選択的に照射することにより、チャネル領域17aの導電率よりもドレイン領域16a及びソース領域15aの導電率が高くなるように構成される。半導体層14bについても同様である。紫外線照射と導電率との関係についても詳細は後述する。   The semiconductor layer 14a includes three regions, ie, a source region 15a, a drain region 16a, and a channel region 17a, which are formed as a single island-shaped molded product without being separated from each other. Has been. The conductivity is the same in any of these three regions when forming the semiconductor layer 14a, but by selectively irradiating with ultraviolet rays in a predetermined step after the formation of the semiconductor layer as described later, The drain region 16a and the source region 15a are configured to have higher conductivity than the channel region 17a. The same applies to the semiconductor layer 14b. Details of the relationship between ultraviolet irradiation and conductivity will be described later.

主TFT20aのゲート電極12aは、遮光性を備える金属層からなり、各画素部10において走査線72からチャネル領域17aに向けて枝状に分岐したような形状で、チャネル領域17aの上に形成されており、走査線72はゲート電極12aと導通している。冗長TFT20bのゲート電極12bについても同様である。主TFT20aのドレイン電極26aは、信号線82から各画素部10において枝状に分岐したような形状で形成されており、ドレイン領域16aはドレイン電極26a即ち信号線82と導通している。冗長TFT20bとリペア後に接続されることになるドレイン電極26bは、信号線82から各画素部10において枝状に分岐したような形状で形成されている。そして、ドレイン電極26bは一部にリペア領域24を含んで構成される。従って、リペア領域24は信号線82の一部でもある。リペア領域24は、ドレイン電極26b即ち信号線82とドレイン領域16bとが絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)を挟んで平面視で重なり合う領域である。リペア領域24は、画素電極32と平面視で重なり合わないように形成されている。   The gate electrode 12a of the main TFT 20a is made of a light-shielding metal layer and is formed on the channel region 17a in a shape that branches from the scanning line 72 toward the channel region 17a in each pixel unit 10. The scanning line 72 is electrically connected to the gate electrode 12a. The same applies to the gate electrode 12b of the redundant TFT 20b. The drain electrode 26a of the main TFT 20a is formed in a shape that branches from the signal line 82 in each pixel unit 10, and the drain region 16a is electrically connected to the drain electrode 26a, that is, the signal line 82. The drain electrode 26b to be connected to the redundant TFT 20b after repair is formed in a shape that branches from the signal line 82 in each pixel unit 10 into branches. The drain electrode 26b includes a repair region 24 in part. Therefore, the repair area 24 is also a part of the signal line 82. The repair region 24 is a region in which the drain electrode 26b, that is, the signal line 82 and the drain region 16b overlap in plan view with the insulating layer (the interlayer insulating film 18 and the gate insulating film 13) interposed therebetween. The repair region 24 is formed so as not to overlap the pixel electrode 32 in plan view.

そして、冗長TFT20bのドレイン領域16bは、画素電極32と平面視で重なり合うようにして冗長TFT20bのチャネル領域17bとの接合部からリペア領域24に至るまで延ばしたような形状に成形され、しかも、ドレイン領域16bの端部16beがリペア領域24と絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)を挟んで平面視で重なり合うように形成される。従って、透明なドレイン領域16bが透明な画素電極32の下をリペア領域24の下に到達するまで延びて形成されることになる。そして、リペア領域24は、信号線82に備えられており信号線82の一部であり、また、ドレイン領域16bは半導体層14bの一部であり、信号線82と半導体層14bとの間には絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)が形成されるため、ドレイン領域16bはリペア前においてはリペア領域24即ち信号線82とは絶縁されている。   The drain region 16b of the redundant TFT 20b is formed into a shape extending from the junction with the channel region 17b of the redundant TFT 20b to the repair region 24 so as to overlap with the pixel electrode 32 in plan view. The end portion 16be of the region 16b is formed to overlap the repair region 24 and the insulating layer (interlayer insulating film 18 and gate insulating film 13) in plan view. Accordingly, the transparent drain region 16b is formed so as to extend under the transparent pixel electrode 32 until it reaches under the repair region 24. The repair region 24 is provided in the signal line 82 and is a part of the signal line 82, and the drain region 16 b is a part of the semiconductor layer 14 b and is interposed between the signal line 82 and the semiconductor layer 14 b. Since an insulating layer (interlayer insulating film 18 and gate insulating film 13) is formed, the drain region 16b is insulated from the repair region 24, that is, the signal line 82 before repair.

なお、本実施の形態においては、ドレイン電極26a及び26bは、信号線82の画素電極32側の側端の一部を画素電極32側に枝状に長さLdだけ延ばして形成されている。ドレイン電極26a及び26bは、下層に形成されているドレイン領域16a及び16bとそれぞれ平面視で重なり合うように形成されるが、その重なり合いの広さは、ドレイン電極26aについてはコンタクトホール23adを形成できる程度、また、ドレイン電極26bについては後述のレーザー光によるリペアが十分に行うことができるようなリペア領域24を確保できる程度の広さを備えるものであればよい。また、ドレイン電極26a及び26bの枝状部の長さLdは、特に限定されないが、数μm、例えば5μm程度以下でもよい。枝状部の長さLdがこの程度であれば、図示しないブラックマトリクス(以下、「BM」という)の下に、即ちBMと重なり合う領域からはみ出すことなくBMの内側に枝状部を形成させることができるため、枝状をなすドレイン電極26a及び26bによって開口率が減少するということはない。なお、BMは、金属又は黒色の樹脂から形成された遮光層であり、例えば、カラーフィルター等とともに対向基板に形成される。BMは、走査線72及び信号線82形成領域、これらと画素電極32との間の領域、及び画素電極32の周縁部を覆うように格子状に形成される。なお、走査線72上にTFT20a、20bが形成されていない場合にはこのようなTFTをも覆うように形成される。   In the present embodiment, the drain electrodes 26a and 26b are formed by extending part of the side end of the signal line 82 on the pixel electrode 32 side in a branch shape to the pixel electrode 32 side by a length Ld. The drain electrodes 26a and 26b are formed so as to overlap with the drain regions 16a and 16b formed in the lower layer in plan view, respectively, but the extent of the overlap is such that the contact hole 23ad can be formed for the drain electrode 26a. In addition, the drain electrode 26b only needs to be wide enough to secure a repair region 24 that can be sufficiently repaired by laser light described later. Further, the length Ld of the branch portions of the drain electrodes 26a and 26b is not particularly limited, but may be several μm, for example, about 5 μm or less. If the length Ld of the branch portion is about this level, the branch portion is formed under a black matrix (hereinafter referred to as “BM”) (not shown), that is, inside the BM without protruding from the region overlapping with the BM. Therefore, the aperture ratio is not reduced by the branch drain electrodes 26a and 26b. Note that BM is a light shielding layer formed of metal or black resin, and is formed on the counter substrate together with a color filter, for example. The BM is formed in a lattice shape so as to cover the scanning line 72 and signal line 82 forming region, the region between them and the pixel electrode 32, and the peripheral edge of the pixel electrode 32. When the TFTs 20a and 20b are not formed on the scanning line 72, the TFTs are formed so as to cover such TFTs.

なお、本実施の形態においては、ドレイン領域16bはゲート電極12bを迂回しながらリペア領域24に至るまで延びて形成されている。また、ドレイン領域16a及び16bは、それぞれIGZOからなる半導体層14a及び14bの一部でもあるため、いずれも可視光に対して透明である。従って、ドレイン領域16bが画素電極32の下を延びるように形成されていても開口率は低下しない。また、ドレイン領域16a及び16bは、後述のようにその導電率が紫外線の照射によってチャネル領域17の導電率よりも高くなるように形成されている。   In the present embodiment, the drain region 16b is formed to extend to the repair region 24 while bypassing the gate electrode 12b. Moreover, since the drain regions 16a and 16b are also part of the semiconductor layers 14a and 14b made of IGZO, both are transparent to visible light. Therefore, even if the drain region 16b is formed to extend under the pixel electrode 32, the aperture ratio does not decrease. Further, the drain regions 16a and 16b are formed so that the conductivity thereof becomes higher than the conductivity of the channel region 17 when irradiated with ultraviolet rays, as will be described later.

主TFT20a及び冗長TFT20bのソース領域15a及び15bも、ドレイン領域と同様、後述のようにその導電率が紫外線の照射によってチャネル領域17の導電率よりも高くなるように形成されている。そのため、ソース領域15a及び15bの抵抗は紫外線照射前に比べて小さく、電極として機能することができる。このように、高導電率化されたソース領域15a及び15bは、主TFT20a及び冗長TFT20bのキャリアの源としてのソース又はソース電極25a及び25bとしての機能を果たす。   Similarly to the drain region, the source regions 15a and 15b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are also formed so that the conductivity thereof becomes higher than the conductivity of the channel region 17 by irradiation with ultraviolet rays, as will be described later. Therefore, the resistance of the source regions 15a and 15b is smaller than before the ultraviolet irradiation, and can function as an electrode. As described above, the source regions 15a and 15b having high conductivity serve as the source or source electrodes 25a and 25b as the carrier sources of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b.

また、ソース領域15a及び15bは、それぞれIGZOからなる半導体層14a及び14bの一部でもあるため、いずれも可視光に対して透明である。そして画素電極32も透明であり、しかもソース領域が高導電率化されているため、従来のようにソース領域と画素電極との電気的な接続を行うために遮光性の金属パターンを形成する必要がなく、ITO等の透明導電層からなる画素電極32をコンタクトホール23as及び23bsを通じて直接にソース領域15a及び15bに接続させ導通をとることができる。従って、コンタクトホール23as又は23adの周辺においてもこのような金属パターンによって遮光されるということはなく、開口率の向上に寄与する。   Further, since the source regions 15a and 15b are also part of the semiconductor layers 14a and 14b made of IGZO, both are transparent to visible light. Since the pixel electrode 32 is also transparent and the source region has a high conductivity, it is necessary to form a light-shielding metal pattern for electrical connection between the source region and the pixel electrode as in the prior art. The pixel electrode 32 made of a transparent conductive layer such as ITO can be directly connected to the source regions 15a and 15b through the contact holes 23as and 23bs to be conductive. Therefore, the metal pattern does not block light around the contact hole 23as or 23ad, which contributes to the improvement of the aperture ratio.

主TFT20a及び冗長TFT20bのチャネル領域17a及び17bは、後述のようにゲート電極12a及び12bに対してそれぞれ自己整合的に、ソース領域とドレイン領域との間に挟まれるように形成されている。画素電極32は、ゲート電極、ドレイン電極、走査線及び信号線と平面視で重なり合わないような形状と大きさを備え、画素部10の内側におさまるように平面状に成形されている。   The channel regions 17a and 17b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are formed so as to be sandwiched between the source region and the drain region in a self-aligned manner with respect to the gate electrodes 12a and 12b, as will be described later. The pixel electrode 32 has a shape and a size that do not overlap with the gate electrode, the drain electrode, the scanning line, and the signal line in plan view, and is formed in a planar shape so as to fit inside the pixel portion 10.

次に、主TFT20a及び冗長TFT20b等の各部材について、より詳細に説明する。基板11としては、絶縁性及び透明性を備える基板であるガラス基板、石英基板等のほか、プラスチック系の基板を使用することができる。表示装置の表示の色を忠実に再現するためには、基板は可視光に対して透明であることがより望ましい。半導体層14a及び14bの厚さは、特に限定されないが、50nmから150nmが望ましく、より望ましくは100nm程度である。   Next, each member such as the main TFT 20a and the redundant TFT 20b will be described in more detail. As the substrate 11, a plastic substrate can be used in addition to a glass substrate, a quartz substrate, etc., which are substrates having insulation and transparency. In order to faithfully reproduce the display color of the display device, the substrate is more preferably transparent to visible light. The thickness of the semiconductor layers 14a and 14b is not particularly limited, but is preferably 50 nm to 150 nm, and more preferably about 100 nm.

第1絶縁層であるゲート絶縁膜13は、その材質として、酸化シリコン系や窒化シリコン系のSiNx、SiOx 又はSiOxNyの単層膜、あるいはこれらを組み合わせた積層膜を使用することができる。また、膜厚を薄く形成できる場合には液体性の酸化シリコンを用いることもできる。これにより、絶縁性と透明性のある層を形成することができる。ゲート絶縁膜13は、一般に、基板11全体を覆うように形成される。これにより、半導体層14a及び14bはゲート絶縁膜13によって覆われる。ゲート絶縁膜13の膜厚は、100nmから500nmが望ましく、より望ましくは250nmから300nmである。   As the material of the gate insulating film 13 which is the first insulating layer, a silicon oxide-based or silicon nitride-based SiNx, SiOx or SiOxNy single layer film, or a laminated film in which these are combined can be used. Further, when the film thickness can be reduced, liquid silicon oxide can be used. Thereby, an insulating and transparent layer can be formed. The gate insulating film 13 is generally formed so as to cover the entire substrate 11. As a result, the semiconductor layers 14 a and 14 b are covered with the gate insulating film 13. The thickness of the gate insulating film 13 is desirably 100 nm to 500 nm, and more desirably 250 nm to 300 nm.

ゲート電極12a、12b及び走査線72は、第1金属層をパターニングすることにより形成される。第1金属層は、例えば、AlNd、Al、又はMoの単層膜、あるいはAlNd、Al、Mo、及びCuから選択された任意の要素を組み合わせて形成された積層膜でもよい。例えば、形成しようとするこのような配線がAlを含み、しかも酸化物半導体やITO等の透明導電層と接続するような構造をとる可能性があるときには、第1金属層を積層構造とすることが望ましい。例えば、後工程においてITO等と接続される可能性のある上層はMoを含む金属とし、下層はAlNdのようなAlを含む金属層とすることが望ましい。このような材質や構造をとることにより、ITOとAlとの界面における電蝕を回避し、良好な電気的接続をとることができる。第1金属層の厚さは200nmから400nmが望ましく、より望ましくは300nmである。なお、TFT特性の外光による影響を防止する必要がある場合には、少なくともゲート電極には遮光性の高い材料を用いることが望ましい。   The gate electrodes 12a and 12b and the scanning line 72 are formed by patterning the first metal layer. The first metal layer may be, for example, a single layer film of AlNd, Al, or Mo, or a laminated film formed by combining arbitrary elements selected from AlNd, Al, Mo, and Cu. For example, when such a wiring to be formed contains Al and may be connected to a transparent conductive layer such as an oxide semiconductor or ITO, the first metal layer should be a laminated structure. Is desirable. For example, an upper layer that may be connected to ITO or the like in a later process is preferably a metal containing Mo, and a lower layer is a metal layer containing Al, such as AlNd. By adopting such a material and structure, it is possible to avoid electrical corrosion at the interface between ITO and Al and to achieve good electrical connection. The thickness of the first metal layer is desirably 200 nm to 400 nm, and more desirably 300 nm. Note that in the case where it is necessary to prevent the TFT characteristics from being affected by external light, it is desirable to use a material having a high light blocking property at least for the gate electrode.

第2絶縁層である層間絶縁膜18の材質は、特に限定されないが、絶縁性と透明性とを備える酸化シリコン系や窒化シリコン系を使用することができる。層間絶縁膜18は基板全面を覆うように形成される。これによって、半導体層14a及び14bが層間絶縁膜18によって覆われる。膜厚は300nmから400nmが望ましい。   The material of the interlayer insulating film 18 that is the second insulating layer is not particularly limited, but a silicon oxide system or a silicon nitride system having insulation and transparency can be used. The interlayer insulating film 18 is formed so as to cover the entire surface of the substrate. As a result, the semiconductor layers 14 a and 14 b are covered with the interlayer insulating film 18. The film thickness is desirably 300 nm to 400 nm.

ドレイン電極26a、26b及び信号線82は、第2金属層をパターニングすることにより形成される。第2金属層の材料又は構造は特に限定されず、AlやMoの単層膜でもよいが、上層にITO等の透明導電層が形成される可能性のあるときは、ITO等とAlとの間の電蝕を避けるために、積層構造とすることが望ましい。例えば、ITOと接する上層はMoとし下層はAlとするというような、AlとMoを組み合わせて形成された積層膜(積層配線)が望ましい。また、半導体層の材料として酸化物半導体を用いる場合には、特に半導体層としてIGZOを用いる場合には、IGZOはITOと化学的特性が似ていることから、IGZOとAlとの界面でも同様な電蝕の問題を避けるために、AlとITO又はIGZOとを接続するときには、Mo−Al−Moのような3層構造の金属層を用い、ITOやIGZOがMoを介してAlと接続されるような構造にすることが望ましい。このように最上層及び最下層がMoを含む金属で構成される第2金属層を用いることにより、Moがいわゆるカバーメタルとして機能して電蝕反応が防止され、第2金属層の下層が酸化物半導体に接続し上層がITO等の透明導電層に接続するような場合でも、Alと酸化物半導体層との間、及びAlとITO等の透明導電層との間で生じやすい電蝕を防止し、低抵抗で良好なオーミックコンタクトを得ることができ、信頼性の高い電気的接続をすることができる。第2金属層の厚さは200nmから400nmであり、より望ましくは300nmである。   The drain electrodes 26a and 26b and the signal line 82 are formed by patterning the second metal layer. The material or structure of the second metal layer is not particularly limited, and may be a single layer film of Al or Mo, but when a transparent conductive layer such as ITO may be formed on the upper layer, the ITO or the like and Al In order to avoid electric corrosion between them, it is desirable to have a laminated structure. For example, it is desirable to use a laminated film (laminated wiring) formed by combining Al and Mo, such that the upper layer in contact with ITO is Mo and the lower layer is Al. In addition, when an oxide semiconductor is used as the material of the semiconductor layer, particularly when IGZO is used as the semiconductor layer, IGZO has similar chemical characteristics to ITO, so that the same is true at the interface between IGZO and Al. In order to avoid the problem of electric corrosion, when connecting Al and ITO or IGZO, a metal layer having a three-layer structure such as Mo-Al-Mo is used, and ITO or IGZO is connected to Al via Mo. Such a structure is desirable. As described above, by using the second metal layer in which the uppermost layer and the lowermost layer are made of a metal containing Mo, Mo functions as a so-called cover metal to prevent the electrolytic corrosion reaction, and the lower layer of the second metal layer is oxidized. Prevents galvanic corrosion between Al and oxide semiconductor layers and between Al and ITO and other transparent conductive layers even when connected to a physical semiconductor and the upper layer is connected to a transparent conductive layer such as ITO. In addition, a good ohmic contact can be obtained with a low resistance, and a highly reliable electrical connection can be achieved. The thickness of the second metal layer is 200 nm to 400 nm, more preferably 300 nm.

第3絶縁層であるパッシベーション層19の材質は、特に限定されないが、絶縁性と透明性とを備える窒化シリコン等を用いることができる。パッシベーション層19の膜厚は200nmから500nmである。パッシベーション層19は、基板全面を覆うように形成される。これにより第2金属層から形成されたドレイン電極26a、26b及び信号線82等がパッシベーション層19によって覆われる。画素電極32の材質は特に限定されないが、例えば、ITO等の透明導電材料が用いられる。   The material of the passivation layer 19 that is the third insulating layer is not particularly limited, and silicon nitride or the like having insulation and transparency can be used. The thickness of the passivation layer 19 is 200 nm to 500 nm. The passivation layer 19 is formed so as to cover the entire surface of the substrate. As a result, the drain electrodes 26 a and 26 b and the signal line 82 formed from the second metal layer are covered with the passivation layer 19. The material of the pixel electrode 32 is not particularly limited. For example, a transparent conductive material such as ITO is used.

[リペア]
表示欠陥のリペアについて、本実施の形態にかかるトップゲート型のTFTを例として、図3(c)、(d)、及び図4(c)、(d)を参照しながら説明する。図3(c)及び(d)は、それぞれ、主TFT20aのリペア前及びリペア後の図2のA−A’線における矢視方向の概略の断面構成図である。同様に、図4(c)及び(d)は、それぞれ、冗長TFT20bのリペア前及びリペア後の図2のB−B’線における矢視方向の概略の断面図である。
[repair]
Display defect repair will be described with reference to FIGS. 3C and 3D and FIGS. 4C and 4D, taking the top-gate TFT according to this embodiment as an example. FIGS. 3C and 3D are schematic cross-sectional configuration diagrams in the direction of the arrows in the line AA ′ in FIG. 2 before and after the repair of the main TFT 20a, respectively. Similarly, FIGS. 4C and 4D are schematic cross-sectional views in the direction of the arrows in the line BB ′ of FIG. 2 before and after repair of the redundant TFT 20b, respectively.

まず、表示欠陥を有する液晶表示装置の一例として、主TFT20aの製造不良により画素電極32が走査線72と短絡することによって生ずる点欠陥をもつTN型ノーマルホワイトモード液晶表示装置の場合を説明する。2枚の偏光板をその透過軸の方向が互いに直交するように配置し、これら2枚の偏光板の間にねじれ角が90度のTN型液晶を挟んだ液晶表示装置では、液晶に電界がかからないときはバックライトからの光を透過して白の表示(明表示)となり、液晶に黒表示に対応する電界がかかるときはバックライトからの光が吸収されて黒の表示(暗表示)となるいわゆるノーマルホワイトモードの液晶表示がなされる。   First, as an example of a liquid crystal display device having a display defect, a case of a TN type normal white mode liquid crystal display device having a point defect caused when the pixel electrode 32 is short-circuited with the scanning line 72 due to a manufacturing defect of the main TFT 20a will be described. In a liquid crystal display device in which two polarizing plates are arranged so that their transmission axes are orthogonal to each other, and a TN liquid crystal having a twist angle of 90 degrees is sandwiched between these two polarizing plates, no electric field is applied to the liquid crystal Is a white display (bright display) that transmits light from the backlight. When an electric field corresponding to black display is applied to the liquid crystal, the light from the backlight is absorbed to display black (dark display). Normal white mode LCD is displayed.

そして、このようなTN型ノーマルホワイトモード液晶表示装置において主TFT20aの製造不良により画素電極32が走査線72と短絡しているような欠陥が生じた場合には、画素電極32には画像信号に基づく正常な電圧が供給されず、画素電極32の電位は走査線の72の電位とほぼ同じになる。走査線72に供給される走査信号の電圧レベルは、一般にコモン電極34に印加されるコモン信号の電圧レベルとは異なり、また両者の電位差も比較的大きいため、このような短絡欠陥を有する画素部の画素電極32とコモン電極34との間には、走査信号の電位とコモン電極の電位の差に応じた電界が印加された状態となる。そのため、このような液晶表示装置に画像を表示した場合、このような短絡欠陥を有する画素部は暗表示となり、周辺の画素部が明表示をしているときは、いわゆる滅点欠陥として視認される。   In such a TN type normal white mode liquid crystal display device, when a defect such that the pixel electrode 32 is short-circuited with the scanning line 72 due to a manufacturing defect of the main TFT 20a occurs, an image signal is displayed on the pixel electrode 32. The normal voltage based thereon is not supplied, and the potential of the pixel electrode 32 becomes almost the same as the potential of 72 of the scanning line. Since the voltage level of the scanning signal supplied to the scanning line 72 is generally different from the voltage level of the common signal applied to the common electrode 34 and the potential difference between the two is relatively large, the pixel portion having such a short-circuit defect. An electric field corresponding to the difference between the scanning signal potential and the common electrode potential is applied between the pixel electrode 32 and the common electrode 34. Therefore, when an image is displayed on such a liquid crystal display device, the pixel portion having such a short-circuit defect is darkly displayed, and when the peripheral pixel portion is brightly displayed, it is visually recognized as a so-called dark spot defect. The

次に、このようなTN型ノーマルホワイトモード液晶の滅点欠陥を例にとって本実施の形態にかかるリペア方法を説明する。まず、セル・アレイ基板101の形成後、検査工程において、滅点欠陥の有無及び欠陥位置等の情報を取得する。次に、主TFT20aの製造不良により画素電極32と走査線72とが短絡する滅点欠陥が存在する場合には、図3(d)に示すように、リペアによって主TFT20aと画素電極32との接続を切り離す。具体的には、例えば図2に示すようなパターンレイアウトである場合には、主TFT20aのソース領域15aの切断箇所97にレーザー光を照射してソース領域15aを切断するようなリペアを行う。これにより画素電極32は、主TFT20aから切り離されて主TFT20aから解放される。   Next, the repair method according to the present embodiment will be described taking the dark spot defect of such a TN type normal white mode liquid crystal as an example. First, after the cell array substrate 101 is formed, information such as the presence / absence of a dark spot defect and a defect position is acquired in an inspection process. Next, when there is a dark spot defect in which the pixel electrode 32 and the scanning line 72 are short-circuited due to a manufacturing defect of the main TFT 20a, as shown in FIG. 3D, the main TFT 20a and the pixel electrode 32 are repaired. Disconnect the connection. Specifically, for example, in the case of a pattern layout as shown in FIG. 2, repair is performed such that the source region 15a is cut by irradiating a laser beam to the cut portion 97 of the source region 15a of the main TFT 20a. Thereby, the pixel electrode 32 is separated from the main TFT 20a and released from the main TFT 20a.

なお、切断箇所97は、主TFT、冗長TFT、走査線又は画素電極のパターンレイアウトにもよるが、少なくとも画素電極32を短絡箇所から切り離すことができる箇所であれば、本発明の趣旨を逸脱しない限り、特に限定されない。例えば、走査線72が、画素電極32だけでなく、主TFT20aのチャネル領域17aを介して信号線82とも短絡している場合には、切断箇所97に加えてドレイン領域16aをも切断箇所98において切断する必要があり、これにより信号線82と走査線72とが切り離される。主TFT20aの半導体層14aとしてIGZOを用いた場合にはIGZOの移動度が大きいため、走査線72とチャネル領域17aとが短絡したときは信号線82と走査線72との間もチャネル領域17aを介して短絡状態となりやすい。従って、このような移動度の大きい半導体をTFTの半導体層として用いた場合には、上述のように短絡を生じさせているTFTに対してそのソース領域だけでなくドレイン領域をも切断することが望ましく、このような切断をすることにより、走査線と信号線との短絡に起因する線欠陥をもリペアすることができる。なお、移動度の高いIGZOのような半導体をTFTの半導体層として用いた場合には、移動度が大きいためチャネル幅Wを小さくすることが可能であり、そのため、ソース領域15a及びドレイン領域16aの少なくとも一部を幅細にパターニングすることができる。従って、レーザー光による切断も容易である。   Note that the cut portion 97 depends on the pattern layout of the main TFT, redundant TFT, scanning line, or pixel electrode, but does not depart from the spirit of the present invention as long as at least the pixel electrode 32 can be separated from the short-circuited portion. As long as it is not particularly limited. For example, when the scanning line 72 is short-circuited not only with the pixel electrode 32 but also with the signal line 82 via the channel region 17a of the main TFT 20a, the drain region 16a is also cut at the cutting point 98 in addition to the cutting point 97. The signal line 82 and the scanning line 72 are separated from each other. When IGZO is used as the semiconductor layer 14a of the main TFT 20a, the mobility of IGZO is large. Therefore, when the scanning line 72 and the channel region 17a are short-circuited, the channel region 17a is also formed between the signal line 82 and the scanning line 72. It is easy to be in a short circuit state. Therefore, when such a high mobility semiconductor is used as the semiconductor layer of the TFT, it is possible to cut not only the source region but also the drain region of the TFT causing the short circuit as described above. Desirably, the line defect caused by the short circuit between the scanning line and the signal line can be repaired by performing such cutting. Note that when a semiconductor such as IGZO with high mobility is used as the semiconductor layer of the TFT, the channel width W can be reduced because of the large mobility. Therefore, the source region 15a and the drain region 16a At least a portion can be patterned narrowly. Therefore, cutting with a laser beam is easy.

次に、図4(d)に示すように、冗長TFT20bのドレイン領域16bの端部16beとドレイン電極26bとが重なり合う領域であるリペア領域24にレーザー光を照射することにより、リペア領域24とドレイン領域16bとを絶縁している絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)を突き破り、ドレイン電極26bとドレイン領域16bとを溶着し、溶着部24eを形成する。これにより、信号線82とドレイン領域16bとの電気的な接続がなされ両者は導通する。その結果、画素電極32には信号線82に供給される画像信号が冗長TFT20bを介して供給されることになり、冗長TFT20bは主TFT20aに替わってスイッチング素子として動作し画素電極32を駆動することができる。そして、画素電極32の電位は冗長TFT20bのスイッチング動作に応じた正常な電位となる。そのため、このような液晶表示装置に画像を表示した場合には、滅点欠陥がリペアされ点欠陥のない正常な表示が行われる。   Next, as shown in FIG. 4D, the repair region 24 and the drain are irradiated by irradiating the repair region 24 where the end portion 16be of the drain region 16b of the redundant TFT 20b and the drain electrode 26b overlap with each other. The insulating layer (interlayer insulating film 18 and gate insulating film 13) that insulates the region 16b is pierced, and the drain electrode 26b and the drain region 16b are welded to form a welded portion 24e. As a result, the signal line 82 and the drain region 16b are electrically connected, and the two are made conductive. As a result, the image signal supplied to the signal line 82 is supplied to the pixel electrode 32 via the redundant TFT 20b, and the redundant TFT 20b operates as a switching element instead of the main TFT 20a to drive the pixel electrode 32. Can do. The potential of the pixel electrode 32 becomes a normal potential corresponding to the switching operation of the redundant TFT 20b. Therefore, when an image is displayed on such a liquid crystal display device, the dark spot defect is repaired and normal display without the point defect is performed.

なお、本実施の形態においては、主TFT20aと冗長TFT20bは、いずれもIGZOを半導体層とするTFTであり、チャネル長やチャネル幅等のサイズが同一に形成されており、しかも、主TFT20aと冗長TFT20bとは距離的に近い位置に設けられている。従って、これら2つのTFTの電気的特性はほとんど同じであり、リペアの前後において画素電極32を駆動するTFTが主TFT20aから冗長TFT20bに替わっても、画素に表示される階調が両者のTFTの電気的特性の違いによって変化するようなことは極めて少なく、その差が視認されることは少ない。   In the present embodiment, the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are both TFTs having IGZO as a semiconductor layer, and are formed to have the same channel length, channel width, and the like, and are redundant with the main TFT 20a. It is provided at a position close to the TFT 20b. Therefore, the electrical characteristics of these two TFTs are almost the same. Even if the TFT that drives the pixel electrode 32 before and after the repair is changed from the main TFT 20a to the redundant TFT 20b, the gradation displayed on the pixel is the same as that of both TFTs. There is very little change due to the difference in electrical characteristics, and the difference is rarely seen.

また、本実施の形態においては、主TFT20a及び冗長TFT20bは、いずれも単独で画素電極を駆動する能力をもつようなチャネル長やチャネル幅等のサイズで、即ち正規のサイズで形成されることが望ましい。また、本実施の形態の係る液晶表示装置は、画素電極駆動能力が半分しか有しない2つのTFTをあらかじめ並列接続してなるものではなく、リペア前においては主TFT20aのみで画素電極を単独で駆動できるものであり、しかも、冗長TFT20bは信号線82に接続されていない。このような構成をとることにより、冗長TFT20bを設けておいても信号線82に生ずる寄生容量を増加させることはなく、表示品質が劣化することはない。また、上述のように主TFT20aと冗長TFT20bはいずれも単独で画素電極を駆動できる能力をもつようにチャネル長やチャネル幅等が正規のサイズで形成されているため、リペアによって主TFT20aを切り離しても、駆動能力が半分に低下して画素の階調に影響を与えるというような不都合も生じない。   In the present embodiment, the main TFT 20a and the redundant TFT 20b may be formed in a size such as a channel length and a channel width that have the ability to drive the pixel electrode independently, that is, in a regular size. desirable. In addition, the liquid crystal display device according to the present embodiment is not formed by connecting in parallel two TFTs each having only half the pixel electrode driving capability, and the pixel electrode is driven solely by the main TFT 20a before repair. In addition, the redundant TFT 20 b is not connected to the signal line 82. By adopting such a configuration, even if the redundant TFT 20b is provided, the parasitic capacitance generated in the signal line 82 is not increased, and the display quality is not deteriorated. In addition, as described above, the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are formed in regular sizes such as the channel length and the channel width so that the pixel electrode can be driven independently, so that the main TFT 20a is separated by repair. However, there is no inconvenience that the driving ability is reduced by half and affects the gradation of the pixel.

なお、これまでノーマルホワイトモードの例で説明をしてきたが、2枚の偏光板の透過軸を平行に設けたノーマルブラックモードの液晶表示装置においても本発明を適用することができる。ノーマルブラックモードの液晶表示装置では、液晶に電界がかからないときはバックライトからの光が吸収されて黒の表示(暗表示)となり、液晶に白表示に対応する電界がかかるときはバックライトからの光が透過して白の表示(明表示)となる。従って、輝点欠陥、滅点欠陥の欠陥メカニズムもノーマルホワイトモードの液晶表示装置と逆になるが、本実施の形態で説明したリペア方法は輝点欠陥を有するノーマルブラックモードの液晶表示装置にも適用することができる。   Although the description has been made with the example of the normal white mode so far, the present invention can also be applied to a normal black mode liquid crystal display device in which the transmission axes of two polarizing plates are provided in parallel. In a normal black mode liquid crystal display device, when no electric field is applied to the liquid crystal, light from the backlight is absorbed to display black (dark display), and when an electric field corresponding to white display is applied to the liquid crystal, the backlight emits light. Light is transmitted and white display (bright display) is obtained. Accordingly, the defect mechanism of the bright spot defect and the dark spot defect is also opposite to that of the normal white mode liquid crystal display device. However, the repair method described in this embodiment also applies to the normal black mode liquid crystal display device having the bright spot defect. Can be applied.

[製造方法]
次に、本実施の形態にかかるトップゲート型のTFTを備える画素部及びその周辺の製造方法を工程順に説明する。図3は、主TFT20aのリペア工程終了までの図2のA−A’線における矢視方向の概略の断面図である。同様に、図4は、冗長TFT20bのリペア工程終了までの図2のB−B’線における矢視方向の概略の断面図である。まず、図3(a)及び図4(a)に示すように、基板11上に主TFT20aの半導体層14a及び冗長TFT20bの半導体層14bを形成する(第1ステップ)。半導体層の形成方法は、特に限定されないが、スパッタリング方式が望ましい。IGZOの半導体層の形成にスパッタリング方式を用いることにより、成膜時のガス流量や成膜雰囲気中の酸素分圧を制御することで導電率やキャリア濃度、移動度等をある程度制御することが可能となり、より安定した組成の成膜をすることができる。また、プラスチック基板にアモルファスIGZO半導体層を形成する場合には、基板の耐熱性を考慮し、また基板に対するダメージを少なくするために、スパッタリング法が好ましい。
[Production method]
Next, a pixel portion including a top gate type TFT according to this embodiment and a method for manufacturing the periphery thereof will be described in the order of steps. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view in the direction of the arrow along the line AA ′ in FIG. 2 until the repair process of the main TFT 20a is completed. Similarly, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view in the direction of the arrow in the line BB ′ of FIG. 2 until the repair process of the redundant TFT 20b is completed. First, as shown in FIGS. 3A and 4A, the semiconductor layer 14a of the main TFT 20a and the semiconductor layer 14b of the redundant TFT 20b are formed on the substrate 11 (first step). A method for forming the semiconductor layer is not particularly limited, but a sputtering method is desirable. By using the sputtering method to form the IGZO semiconductor layer, it is possible to control the conductivity, carrier concentration, mobility, etc. to some extent by controlling the gas flow rate during film formation and the partial pressure of oxygen in the film formation atmosphere. Thus, it is possible to form a film with a more stable composition. In addition, when an amorphous IGZO semiconductor layer is formed on a plastic substrate, a sputtering method is preferable in consideration of the heat resistance of the substrate and reducing damage to the substrate.

スパッタのターゲットとしては、In、Ga、Zn及びO(酸素)を含む固体のInGaZnOを用いる。InGaZnOの分子式で表されている組成比(化学量論比)はIn:Ga:Zn:O=1:1:1:4であるが、これに比べてZnや酸素がプア(poor)であるような、例えばIn:Ga:Zn:Oが1:1:0.5:3.5であるような酸化物を成膜前のターゲットとして使用することもできる。成膜後の半導体層は透明なアモルファス半導体層であり、In、Ga、Zn及びOの各成分の組成比は、1:1:1:4に限られず、略1:1:0.5:2のようにZnや酸素がプアなものでもよい。なお、本発明において、「アモルファス」とは、完全にアモルファス状態をもつものだけをいうのではなく、本発明の趣旨を損なわない限り、微結晶を含むものも含まれる。 As a sputtering target, solid InGaZnO 4 containing In, Ga, Zn, and O (oxygen) is used. The composition ratio (stoichiometry) represented by the molecular formula of InGaZnO 4 is In: Ga: Zn: O = 1: 1: 1: 4, but Zn and oxygen are poorer than this. For example, an oxide in which In: Ga: Zn: O is 1: 1: 0.5: 3.5 can also be used as a target before film formation. The semiconductor layer after film formation is a transparent amorphous semiconductor layer, and the composition ratio of each component of In, Ga, Zn, and O is not limited to 1: 1: 1: 4, but is approximately 1: 1: 0.5: As in 2, Zn or oxygen may be poor. In the present invention, the term “amorphous” does not mean only a completely amorphous state, but also includes those containing microcrystals as long as the gist of the present invention is not impaired.

形成されたアモルファスIGZO半導体層をフォトリソグラフィー法やエッチング法によってパターニングする。これにより、アモルファスIGZOからなる主TFT20aの半導体層14a及び冗長TFT20bの半導体層14bが形成される。半導体層14a及び14bのエッチャントは、特に限定されないが、IGZOの化学的性質がITOの化学的性質に似ていることから、紫外線の照射の前後にかかわらず、蓚酸等のITOのエッチャントを使用することができる。蓚酸はAlをエッチングしないがITOやIGZOをエッチングすることができる。IGZOのエッチャントとしてITOのエッチャントを兼用することができるため、TFT製造工程の簡素化を図ることができる。エッチングの温度は常温付近でよい。   The formed amorphous IGZO semiconductor layer is patterned by a photolithography method or an etching method. As a result, the semiconductor layer 14a of the main TFT 20a and the semiconductor layer 14b of the redundant TFT 20b made of amorphous IGZO are formed. The etchant of the semiconductor layers 14a and 14b is not particularly limited. However, since the chemical property of IGZO is similar to that of ITO, an etchant of ITO such as oxalic acid is used regardless of before and after irradiation with ultraviolet rays. be able to. Succinic acid does not etch Al, but can etch ITO and IGZO. Since the ITO etchant can also be used as the IGZO etchant, the TFT manufacturing process can be simplified. The etching temperature may be around room temperature.

次に、ゲート絶縁膜13をCVD法等により基板全面に形成する(第2ステップ)。これにより、半導体層14a及び14bはゲート絶縁膜13により覆われる。形成方法としては、CVD法が望ましく、熱CVD法やプラズマCVD法等を使用することができる。基板温度の上昇を抑えたい場合、例えば、プラスチック系の基板を用いている場合には、ゲート絶縁膜形成時の基板温度は250℃程度以下にすることが望ましく、プラズマCVD法によって形成することができる。次に、第1金属層を形成し、これをパターニングし、ゲート電極12a、12b及び図示しない走査線72を形成する(第3ステップ)。第1金属層の形成方法は、特に限定されないが、スパッタリング方式を使用してもよい。なお、第1金属層の材質や構造は前述のとおりである。   Next, the gate insulating film 13 is formed on the entire surface of the substrate by a CVD method or the like (second step). As a result, the semiconductor layers 14 a and 14 b are covered with the gate insulating film 13. As a formation method, a CVD method is desirable, and a thermal CVD method, a plasma CVD method, or the like can be used. When it is desired to suppress an increase in the substrate temperature, for example, when a plastic substrate is used, the substrate temperature at the time of forming the gate insulating film is desirably about 250 ° C. or less, and it may be formed by a plasma CVD method. it can. Next, a first metal layer is formed and patterned to form gate electrodes 12a and 12b and a scanning line 72 (not shown) (third step). A method for forming the first metal layer is not particularly limited, but a sputtering method may be used. The material and structure of the first metal layer are as described above.

次に、図3(b)及び図4(b)に示すように、紫外線22を照射する(第4ステップ)。照射の方法としては、例えば、遮光性のあるゲート電極12a及び12bをシャドーマスクとして、ゲート電極の側から半導体層に向けて、即ち基板11の表面からゲート電極12a、12b、半導体層14a及び14bに向けて紫外線22を照射する(表面照射)。   Next, as shown in FIGS. 3B and 4B, the ultraviolet rays 22 are irradiated (fourth step). As an irradiation method, for example, the light-shielding gate electrodes 12a and 12b are used as shadow masks, from the gate electrode side toward the semiconductor layer, that is, from the surface of the substrate 11, the gate electrodes 12a and 12b, and the semiconductor layers 14a and 14b. Irradiate ultraviolet rays 22 toward the surface (surface irradiation).

このようにゲート電極をシャドーマスクとして半導体層に向けて紫外線を照射することにより、半導体層に対して選択的に紫外線を照射することができる。本実施の形態においては、主TFT20a及び冗長TFT20bの半導体層の材料としていずれもIGZOからなる透明なアモルファス酸化物を用いているため、これに紫外線22を照射することにより、半導体層の導電率を導電材料並みに高めることができる。そして、このような紫外線を半導体層の一部の領域に選択的に照射することにより、その照射された領域のみ導電率を高めることができる。従って、主TFT20a及び冗長TFT20bの半導体層14a及び14bのうちソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bとなるべき領域に紫外線を選択的に照射することにより、電極又は導電体として使用できる程度の導電率を備えるソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bを構成することができる。   In this way, by irradiating the semiconductor layer with ultraviolet rays using the gate electrode as a shadow mask, the semiconductor layers can be selectively irradiated with ultraviolet rays. In this embodiment, since a transparent amorphous oxide made of IGZO is used as the material for the semiconductor layers of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b, the conductivity of the semiconductor layer can be increased by irradiating it with ultraviolet rays 22. It can be as high as the conductive material. Then, by selectively irradiating a part of the semiconductor layer with such ultraviolet rays, the conductivity can be increased only in the irradiated region. Accordingly, by selectively irradiating the regions that should become the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b in the semiconductor layers 14a and 14b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b, it can be used as an electrode or a conductor. Source regions 15a and 15b and drain regions 16a and 16b having conductivity can be formed.

そのため、例えばアモルファスシリコンTFTのように、金属からなるソース電極等と接続するためにn+アモルファスシリコン層のような低抵抗半導体層を別途形成する必要がない。一方、半導体層のうち紫外線の照射がされてなかった領域の導電率は、照射前の導電率がそのまま維持されることになるため、主TFT20a及び冗長TFT20bのチャネル領域17a及び17bとなるべき領域には遮光層等を用いて紫外線を照射しないようにすることにより、その領域はTFTのチャネルとして使用できる導電率を備える領域となる。紫外線照射と導電率との関係の詳細は後述する。このように本実施の形態においては、主TFT20a及び冗長TFT20bは、いずれも、ゲート電極をシャドーマスクとして紫外線を表面照射することにより、高導電率化されたソース領域、ドレイン領域及び紫外線照射前の導電率をもつチャネル領域の3領域が、ゲート電極に対して自己整合的に形成されることになる(セルフアライン)。   Therefore, it is not necessary to separately form a low-resistance semiconductor layer such as an n + amorphous silicon layer in order to connect to a source electrode made of a metal, for example, like an amorphous silicon TFT. On the other hand, the conductivity of the region of the semiconductor layer that has not been irradiated with ultraviolet rays is maintained as it was before the irradiation, so that the regions that should become the channel regions 17a and 17b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b. By using a light-shielding layer or the like so as not to irradiate ultraviolet rays, the region becomes a region having conductivity that can be used as a TFT channel. Details of the relationship between ultraviolet irradiation and conductivity will be described later. As described above, in the present embodiment, the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are both irradiated with ultraviolet rays by using the gate electrode as a shadow mask to irradiate the surface with ultraviolet rays, so that the source region, the drain region, and the ultraviolet rays before ultraviolet irradiation are increased. Three regions of the channel region having conductivity are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode (self-alignment).

次に、紫外線照射の条件をより詳しく説明する。まず、紫外線照射工程については、少なくとも半導体層14a及び14bが形成されており、ソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bとなるべき半導体層が遮光されておらず、かつ、シャドーマスクとなるゲート電極12a及び12bのような遮光層がそれぞれチャネル領域17a及び17bとなるべき位置に形成されていれば、本発明の趣旨を損なわない限り、これ以降の工程でなされてもよい。   Next, the conditions for ultraviolet irradiation will be described in more detail. First, in the ultraviolet irradiation process, at least the semiconductor layers 14a and 14b are formed, the semiconductor layers to be the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b are not shielded, and serve as a shadow mask. As long as the light shielding layers such as the electrodes 12a and 12b are formed at positions where the channel regions 17a and 17b are to be formed, respectively, the subsequent steps may be performed as long as the gist of the present invention is not impaired.

次に、紫外線照射工程における紫外線の光源、波長、照射エネルギー密度や照射時間等の照射条件は、以下のとおりである。照射する紫外線光源は、面光源であることが望ましい。面光源を用いるため、基板全体をカバーするような広い照射面積に対して一度に紫外線を一様に照射することができる。また、面光源を使用するため、光線スポットの狭小なレーザー光源の場合のように基板をスキャンする必要がないため、スキャンによる半導体層への二重照射やそれに伴うTFTの特性の面内ばらつきも生じない。そのため、均一な照射エネルギーでもって紫外線を照射することができ、その結果、大面積の表示画面全体にわたって多数のTFTを形成する場合に、工程の簡素化、量産性の向上のみならず、TFTの特性のばらつきを抑えて均一なものとすることができ、表示品質の高い、輝度ばらつきや輝度むらのない表示装置を得ることができる。   Next, the irradiation conditions such as the ultraviolet light source, wavelength, irradiation energy density, and irradiation time in the ultraviolet irradiation step are as follows. The ultraviolet light source to be irradiated is preferably a surface light source. Since a surface light source is used, it is possible to uniformly irradiate ultraviolet rays at once over a wide irradiation area that covers the entire substrate. In addition, since a surface light source is used, it is not necessary to scan the substrate as in the case of a laser light source with a narrow beam spot, so double irradiation of the semiconductor layer due to scanning and accompanying in-plane variations in TFT characteristics are also caused. Does not occur. Therefore, it is possible to irradiate ultraviolet rays with uniform irradiation energy. As a result, when a large number of TFTs are formed over the entire display screen of a large area, not only simplification of the process and improvement of mass productivity, A variation in characteristics can be suppressed and uniform, and a display device with high display quality and free from variations in luminance and luminance can be obtained.

また、紫外線光源は、レーザー光源ではなく、特定の範囲の波長の紫外線を照射するランプを用いることができる。レーザー光源を用いないため、レーザー光による基板の発熱等による不具合を回避することができ、また、プラスチックフィルム基板を使用することが可能となる。また、レーザー光照射装置に比べて安価な紫外線照射装置を使用できる。紫外線光源として使用するランプの種類は、特に限定されないが、例えば、水銀ランプを使用することができる。照射する紫外線の波長は、約270nmから約450nmまでにわたる波長であることが望ましい。この波長の範囲の紫外線を照射することで、照射された領域の導電率を向上させることができる。紫外線照射時の基板の温度や照射雰囲気は、特に限定されないが、室温で大気中でも可能である。   The ultraviolet light source may be a lamp that irradiates ultraviolet rays having a specific range of wavelengths instead of a laser light source. Since a laser light source is not used, it is possible to avoid problems due to heat generation of the substrate due to the laser light, and it is possible to use a plastic film substrate. Further, an ultraviolet irradiation device that is less expensive than a laser beam irradiation device can be used. Although the kind of lamp | ramp used as an ultraviolet light source is not specifically limited, For example, a mercury lamp can be used. The wavelength of the ultraviolet light to be irradiated is desirably a wavelength ranging from about 270 nm to about 450 nm. By irradiating ultraviolet rays in this wavelength range, the conductivity of the irradiated region can be improved. The temperature and irradiation atmosphere of the substrate at the time of ultraviolet irradiation are not particularly limited, but can be performed in the air at room temperature.

次に、紫外線の照射エネルギー密度と照射時間について説明する。図5は、アモルファスのIGZO半導体層に対して、照射エネルギー密度が100mJ/sec・cmの紫外線を照射したときの、アモルファスIGZO半導体層の導電率と紫外線照射時間との関係を示したグラフである。同図から、照射エネルギー密度100mJ/sec・cmで約6時間以上照射すると導電率の上昇が飽和する傾向が認められるが、それまでの間は、照射時間が6時間で、導電率が、サンプル#1では照射前の6×10−5S/mに比べて約3.33×10倍(=105.52倍)の2×10S/mに、サンプル#2では同じく照射前の4×10−7S/mに比べて約10倍の4S/mに、指数関数的に向上することが認められる。6時間の照射時間で導電率が約3.33×10倍(=105.52倍)ないし約10倍に指数関数的に向上するということは、言い換えれば、約0.86ないし約1.09時間ごとに導電率が約1桁増加することを意味する。 Next, the irradiation energy density of ultraviolet rays and the irradiation time will be described. FIG. 5 is a graph showing the relationship between the conductivity of the amorphous IGZO semiconductor layer and the ultraviolet irradiation time when the amorphous IGZO semiconductor layer is irradiated with ultraviolet rays having an irradiation energy density of 100 mJ / sec · cm 2. is there. From the figure, it is recognized that the increase in conductivity is saturated when irradiated at an irradiation energy density of 100 mJ / sec · cm 2 for about 6 hours or more. Until then, the irradiation time is 6 hours, and the conductivity is In sample # 1, 2 × 10 1 S / m, which is approximately 3.33 × 10 5 times (= 10 5.52 times), compared to 6 × 10 −5 S / m before irradiation, and in sample # 2 the same irradiation It is recognized that it is improved exponentially to 4 S / m, which is about 10 7 times that of the previous 4 × 10 −7 S / m. That the conductivity increases exponentially from about 3.33 × 10 5 times (= 10 5.52 times) to about 10 7 times in 6 hours of irradiation, in other words, about 0.86 to about This means that the conductivity increases about an order of magnitude every 1.09 hours.

紫外線の照射時間の目安としては、照射エネルギー密度を100mJ/sec・cmとした場合に、紫外線照射後の導電率(目的導電率)を紫外線照射前の導電率に対して10倍に向上させるときは、概ね、0.86・n時間ないし1.09・n時間(但し、0<n≦6)を目安に照射を行えばよい。これは積算照射エネルギー密度(=照射エネルギー密度×照射時間)でいえば、約(309・n)J/cmないし(392・n)J/cmに当たる。導電率は紫外線の積算照射エネルギー密度によるから、例えば、同じ導電率を得るのであれば、照射エネルギー密度を4倍にすれば照射時間は1/4でよい。従って、照射前の導電率を測定したうえで目的導電率を決めれば容易に照射エネルギー密度と照射時間とを設定することができ、紫外線の適切な照射によって所望の導電率をもつアモルファスIGZOからなる半導体層を得ることができる。 As a measure of the irradiation time of ultraviolet rays, when the irradiation energy density is 100 mJ / sec · cm 2 , the conductivity after ultraviolet irradiation (target conductivity) is improved to 10 n times the conductivity before ultraviolet irradiation. In general, the irradiation may be performed with 0.86 · n hours to 1.09 · n hours (provided that 0 <n ≦ 6) as a guide. This is equivalent to about (309 · n) J / cm 2 to (392 · n) J / cm 2 in terms of integrated irradiation energy density (= irradiation energy density × irradiation time). Since the conductivity depends on the cumulative irradiation energy density of ultraviolet rays, for example, if the same conductivity is obtained, the irradiation time may be ¼ if the irradiation energy density is quadrupled. Therefore, the irradiation energy density and the irradiation time can be easily set if the target conductivity is determined after measuring the conductivity before irradiation, and is made of amorphous IGZO having a desired conductivity by appropriate irradiation of ultraviolet rays. A semiconductor layer can be obtained.

例えば、同図によれば、4.5時間程度(積算照射エネルギー密度で1620J/cm程度)の紫外線照射をすることにより、その導電率は約10−1S/m程度以上に向上することが認められる。また、サンプル#1のように、紫外線照射前の導電率によっては、約3.52時間程度(積算照射エネルギー密度で1267J/cm程度)でもこの程度の導電率に達する。そして、この程度の高い導電率であれば、電極又は導電体として機能させることができる。 For example, according to the figure, the conductivity is improved to about 10 -1 S / m or more by irradiating with ultraviolet rays for about 4.5 hours (accumulated irradiation energy density of about 1620 J / cm 2 ). Is recognized. In addition, as in sample # 1, depending on the conductivity before ultraviolet irradiation, this level of conductivity is reached even in about 3.52 hours (accumulated irradiation energy density of about 1267 J / cm 2 ). And if it is such high conductivity, it can be functioned as an electrode or a conductor.

なお、ソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bに照射すべき紫外線の積算照射エネルギー密度は、一般的に、ソース領域15a全体、15b全体、ドレイン領域16a全体及び16b全体の抵抗は、それぞれ、主TFT20a及び冗長TFT20bのオン抵抗よりも低くなるような値とすることが望ましい。従って、このような観点から照射すべき積算照射エネルギー密度を設定してもよい。このようにすることにより、ソース領域全体又はドレイン領域全体の抵抗による画像信号等の信号レベルの低下を小さくすることができる。   Note that the integrated irradiation energy density of ultraviolet rays to be irradiated to the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b is generally the resistance of the entire source region 15a, the entire 15b, and the entire drain region 16a and 16b, respectively. It is desirable that the value be lower than the on-resistance of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b. Therefore, you may set the integrated irradiation energy density which should be irradiated from such a viewpoint. By doing in this way, the fall of signal levels, such as an image signal, by the resistance of the whole source region or the whole drain region can be made small.

このように、半導体層14a及び14bのソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bとすべき領域に選択的に紫外線を照射することにより、その導電率を所望の値に制御することができる。従って、チャネル領域17a及び17bよりも導電率の高いソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bを形成するために、従来のようにイオンドーピング等によって不純物注入を行う必要がなく、チャネル領域17a、17b、ドレイン領域16a、16b、ソース領域15a及び15bの不純物濃度は同じでよい。従って、高価なイオンドーピング装置等が不要となり製造工程の合理化を図ることができるだけでなく、イオンドーピングによる半導体層のダメージを回避することができる。なお、紫外線の積算照射エネルギー密度は、アモルファスIGZO半導体層の膜厚にも依存し、一般に、膜厚が厚ければより大きなエネルギー密度を必要とする。   As described above, by selectively irradiating the regions to be the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b of the semiconductor layers 14a and 14b with ultraviolet rays, the conductivity can be controlled to a desired value. Therefore, in order to form the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b having higher conductivity than the channel regions 17a and 17b, it is not necessary to perform impurity implantation by ion doping or the like as in the prior art. 17b, drain regions 16a and 16b, and source regions 15a and 15b may have the same impurity concentration. Therefore, an expensive ion doping apparatus or the like is not required, and the manufacturing process can be rationalized, and damage to the semiconductor layer due to ion doping can be avoided. The cumulative irradiation energy density of ultraviolet rays also depends on the film thickness of the amorphous IGZO semiconductor layer, and generally requires a larger energy density as the film thickness increases.

このように紫外線照射工程を経た後、図3(c)及び図4(c)に示すように、第2絶縁層である層間絶縁膜18を基板全面に形成し、さらに、主TFT20aのためのコンタクトホール23adを開口する(第5ステップ)。これにより、半導体層14a及び14bは層間絶縁膜18に覆われるとともに、主TFT20aのドレイン領域16aに接続するためのコンタクトホール23adを形成することができる。なお、冗長TFT20bのドレイン領域16bとドレイン電極26bとの間にはコンタクトホールを形成しない。これにより、リペア領域24はドレイン領域16bの端部16beとは絶縁層(ゲート絶縁膜13及び層間絶縁膜18)によって絶縁され、後工程においてリペアによって両者を接続することが可能な構造が形成される。また、層間絶縁膜18の形成方法は、特に限定されないが、CVD法を用いることができる。層間絶縁膜18の材質は、前述のとおりである。なお、このときのエッチング方法としては、プラズマを利用したドライエッチング法を用いることが望ましい。   After the ultraviolet irradiation process as described above, as shown in FIGS. 3C and 4C, an interlayer insulating film 18 as a second insulating layer is formed on the entire surface of the substrate, and further, for the main TFT 20a. Contact hole 23ad is opened (fifth step). Thus, the semiconductor layers 14a and 14b are covered with the interlayer insulating film 18, and a contact hole 23ad for connecting to the drain region 16a of the main TFT 20a can be formed. Note that no contact hole is formed between the drain region 16b of the redundant TFT 20b and the drain electrode 26b. As a result, the repair region 24 is insulated from the end portion 16be of the drain region 16b by an insulating layer (gate insulating film 13 and interlayer insulating film 18), and a structure is formed in which both can be connected by repair in a later step. The The method for forming the interlayer insulating film 18 is not particularly limited, but a CVD method can be used. The material of the interlayer insulating film 18 is as described above. As an etching method at this time, it is desirable to use a dry etching method using plasma.

次に、第2金属層を形成する(第6ステップ)。この第2金属層をパターニングすることにより、ドレイン電極26a、リペア領域24を含むドレイン電極26b及び信号線82等を形成する。これにより、ドレイン電極26aはコンタクトホール23adを介して主TFT20aのドレイン領域16aと接続される。ドレイン電極26bにはコンタクトホールを形成しないため、ドレイン領域16bとは絶縁されている。第2金属層の形成方法は、特に限定されないが、スパッタリング方式を使用してもよい。第2金属層の材質や構造は前述のとおりである。   Next, a second metal layer is formed (sixth step). By patterning the second metal layer, the drain electrode 26a, the drain electrode 26b including the repair region 24, the signal line 82, and the like are formed. Thereby, the drain electrode 26a is connected to the drain region 16a of the main TFT 20a through the contact hole 23ad. Since no contact hole is formed in the drain electrode 26b, it is insulated from the drain region 16b. Although the formation method of a 2nd metal layer is not specifically limited, You may use a sputtering system. The material and structure of the second metal layer are as described above.

次に、窒化シリコン等を用いてCVD法により第3絶縁層であるパッシベーション層19を基板全面に形成し、さらに、主TFT20aのためのコンタクトホール23as及び冗長TFT20bのためのコンタクトホール23bsを開口する(第7ステップ)。これにより、第2金属層からなるドレイン電極26a、26b及び信号線82等はパッシベーション層19に覆われるとともに、主TFT20aのソース領域15aに接続するためのコンタクトホール23as、及び冗長TFT20bのソース領域15bに接続するためのコンタクトホール23bsを形成することができる。パッシベーション層19の形成方法は、特に限定されないが、CVD法を用いることができる。パッシベーション層19の材質は、前述のとおりである。   Next, a passivation layer 19 as a third insulating layer is formed on the entire surface of the substrate by CVD using silicon nitride or the like, and further, a contact hole 23as for the main TFT 20a and a contact hole 23bs for the redundant TFT 20b are opened. (Seventh step). Thus, the drain electrodes 26a, 26b and the signal line 82 made of the second metal layer are covered with the passivation layer 19, and the contact hole 23as for connecting to the source region 15a of the main TFT 20a and the source region 15b of the redundant TFT 20b are covered. A contact hole 23bs for connecting to can be formed. A method for forming the passivation layer 19 is not particularly limited, but a CVD method can be used. The material of the passivation layer 19 is as described above.

次に、透明導電層をスパッタリング法等により基板全面に形成し、これをパターニングすることにより、画素電極32を形成する(第8ステップ)。そして、コンタクトホール23as及び23bsを介して、画素電極32は、主TFT20aのソース領域15a及び冗長TFT20bのソース領域15bに接続される。以上の工程により、IGZOを半導体層とするトップゲート型の主TFT20a、冗長TFT20b、画素電極32及び各種配線等が形成され、セル・アレイ基板101が形成される。   Next, a transparent conductive layer is formed on the entire surface of the substrate by sputtering or the like, and is patterned to form pixel electrodes 32 (eighth step). The pixel electrode 32 is connected to the source region 15a of the main TFT 20a and the source region 15b of the redundant TFT 20b through the contact holes 23as and 23bs. Through the above steps, the top gate type main TFT 20a, redundant TFT 20b, pixel electrode 32, various wirings and the like using IGZO as a semiconductor layer are formed, and the cell array substrate 101 is formed.

次に、このようにして形成されたセル・アレイ基板101の欠陥検査を行う(第9ステップ)。この段階においては、セル・アレイ基板101は、画素電極32までが形成された状態にあり、未だ対向基板とシールされておらず液晶も封止されていないが、いくつかの方法により欠陥のある画素部をその位置も含めて検出することができる。例えば、EBテスター(Electron Beam Tester)法では、画素電極32の下に絶縁層を介して蓄積容量線(図示せず)を形成して画素電極32と蓄積容量線との間に蓄積容量Cs(図示せず)をあらかじめ構成しておく。そして、蓄積容量線に所定の電圧を印加するとともに、走査線駆動装置70、信号線駆動装置80(図1参照)を用いてセル・アレイ基板101の画素電極32に電圧を印加して蓄積容量Csに電荷を保持させた後、各画素電極32に電子ビームを照射する。そして電子ビームによって各画素電極32から放出される二次電子の量を検出する。二次電子の量は画素電極に保持されている電荷の量によって異なるため、これにより正常画素と短絡や断線等によって電荷を保持できない欠陥画素との区別をすることができる。そして、欠陥が発見された場合には、リペア工程を実行する(第10ステップ)。リペアの方法は前述のリペアの欄で説明したとおりである。   Next, the cell array substrate 101 formed in this way is inspected for defects (9th step). At this stage, the cell array substrate 101 is in a state where up to the pixel electrode 32 is formed, and is not yet sealed with the counter substrate and the liquid crystal is not sealed, but is defective by several methods. The pixel portion can be detected including its position. For example, in the EB tester (Electron Beam Tester) method, a storage capacitor line (not shown) is formed below the pixel electrode 32 via an insulating layer, and the storage capacitor Cs ( (Not shown) is configured in advance. A predetermined voltage is applied to the storage capacitor line, and a voltage is applied to the pixel electrode 32 of the cell array substrate 101 using the scanning line driving device 70 and the signal line driving device 80 (see FIG. 1) to store the storage capacitor. After holding the charge in Cs, each pixel electrode 32 is irradiated with an electron beam. Then, the amount of secondary electrons emitted from each pixel electrode 32 by the electron beam is detected. Since the amount of secondary electrons varies depending on the amount of charge held in the pixel electrode, it is possible to distinguish between a normal pixel and a defective pixel that cannot hold charge due to a short circuit or disconnection. And when a defect is discovered, a repair process is performed (10th step). The repair method is as described in the above-mentioned repair column.

次に、このようにリペアされたセル・アレイ基板101とカラーフィルター等を設けた対向基板に対して配向処理等を行い、その後、両基板をシール材で貼り合わせる。シール材は、例えば光硬化型のアクリル樹脂のような、紫外線硬化型のシール材を用いる。このようにしてシールされた液晶基板の間に液晶を注入し、駆動回路や偏光板、バックライト等の光学部材などを取り付けることにより液晶表示装置100が完成する(第11ステップ)。   Next, an orientation process or the like is performed on the counter array substrate provided with the cell array substrate 101 and the color filter and the like thus repaired, and then both substrates are bonded together with a sealing material. As the sealing material, for example, an ultraviolet curable sealing material such as a photo-curing acrylic resin is used. Liquid crystal is injected between the liquid crystal substrates thus sealed, and an optical member such as a drive circuit, a polarizing plate, or a backlight is attached to complete the liquid crystal display device 100 (11th step).

本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法は、このような構成をとることにより、走査線72と信号線82とによって区画される画素部10毎に、主TFT20aと、冗長TFT20bと、これら両方のTFTに接続されている画素電極32とが形成される。そして、主TFT20a及び冗長TFT20bは、いずれも透明なアモルファスIGZOを半導体層とするものであり、紫外線の選択的な照射によって、両TFTのソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bは、透明な電極又は導電体として使用できる程度の高い導電率を備えている。一方、両TFTのチャネル領域17a及び17bは、遮光性のあるゲート電極がシャドーマスクとして働くため紫外線が照射されず、チャネルとして使用できる導電率が維持される。   The method of manufacturing the liquid crystal display device according to the present embodiment has such a configuration, so that the main TFT 20a, the redundant TFT 20b, and the like are provided for each pixel unit 10 partitioned by the scanning line 72 and the signal line 82. A pixel electrode 32 connected to both TFTs is formed. The main TFT 20a and the redundant TFT 20b both have transparent amorphous IGZO as a semiconductor layer, and the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b of both TFTs are transparent by selective irradiation with ultraviolet rays. It has high conductivity enough to be used as an electrode or a conductor. On the other hand, the channel regions 17a and 17b of both TFTs are not irradiated with ultraviolet rays because the light-shielding gate electrode functions as a shadow mask, and the conductivity that can be used as the channel is maintained.

そして、信号線82にはリペア領域24が備えられており、冗長TFT20bのドレイン領域16bは、画素電極32と平面視で重なり合うようにして冗長TFT20bのチャネル領域17bとの接合部からリペア領域24に至るまで延ばしたような形状に成形され、しかも、ドレイン領域16bの端部16beがリペア領域24と絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)を挟んで平面視で重なり合うように形成されるため、透明なドレイン領域16bが透明な画素電極32の下をリペア領域24の下に到達するまで延びて形成されることになる。そして、リペア領域24は、信号線82に備えられており信号線82の一部であり、また、ドレイン領域16bは半導体層14bの一部であり、信号線82と半導体層14bとの間には絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)が形成されるため、ドレイン領域16bはリペア前においてはリペア領域24即ち信号線82とは絶縁されている。   The signal line 82 is provided with a repair region 24. The drain region 16b of the redundant TFT 20b extends from the junction with the channel region 17b of the redundant TFT 20b so as to overlap the pixel electrode 32 in plan view. The drain region 16b is formed so that the end portion 16be of the drain region 16b overlaps the repair region 24 and the insulating layer (interlayer insulating film 18 and gate insulating film 13) in plan view. Therefore, the transparent drain region 16b is formed to extend under the transparent pixel electrode 32 until it reaches under the repair region 24. The repair region 24 is provided in the signal line 82 and is a part of the signal line 82, and the drain region 16 b is a part of the semiconductor layer 14 b and is interposed between the signal line 82 and the semiconductor layer 14 b. Since an insulating layer (interlayer insulating film 18 and gate insulating film 13) is formed, the drain region 16b is insulated from the repair region 24, that is, the signal line 82 before repair.

そして、検査工程において、走査線72が主TFT20a介して画素電極32と短絡することにより生ずる滅点欠陥等の表示欠陥が発見されたときは、画素電極32を主TFT20aから切り離すとともに、絶縁層(層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13)によって絶縁されているドレイン領域16bとリペア領域24との間をレーザー光等により短絡させるリペアを施すことによって、主TFT20aに替わって冗長TFT20bがスイッチング素子として機能し、滅点欠陥等の表示欠陥がリペアされ正常な表示をする液晶表示装置を製造することができる。   In the inspection process, when a display defect such as a dark spot defect caused by short-circuiting the scanning line 72 with the pixel electrode 32 via the main TFT 20a is found, the pixel electrode 32 is separated from the main TFT 20a and an insulating layer ( The redundant TFT 20b functions as a switching element in place of the main TFT 20a by performing repair that short-circuits the drain region 16b and the repair region 24 insulated by the interlayer insulating film 18 and the gate insulating film 13) with a laser beam or the like. In addition, it is possible to manufacture a liquid crystal display device in which display defects such as dark spot defects are repaired and normal display is performed.

このように本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法は、冗長TFT20bを介して画素電極32を信号線82と接続するものであり、画素電極32と信号線82とを溶着等によって直接に接続することにより疑似的な表示を行って欠陥を目立たなくするにすぎない従来例とは異なるものであるため、画素の表示欠陥が完全にリペアされ、表示品質が向上する。   As described above, the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present embodiment is such that the pixel electrode 32 is connected to the signal line 82 via the redundant TFT 20b, and the pixel electrode 32 and the signal line 82 are directly connected by welding or the like. This is different from the conventional example in which the pseudo display is performed by making the connection to make the defect inconspicuous, so that the display defect of the pixel is completely repaired and the display quality is improved.

また、リペア領域24に至るまでのドレイン領域16bの半導体層として、紫外線照射により高導電率化され、かつ透明なアモルファスIGZOを用いており、従来例のようにアモルファスシリコンやポリシリコンを用いていないため、冗長TFT20bと信号線82との間に遮光性のある金属等からなる接続パターンをあらかじめ配線しておく必要がない。従って、ドレイン領域16bが画素電極32と平面視で重なり合うに形成されていても、画素部の開口率は低下しない。   Further, as the semiconductor layer of the drain region 16b up to the repair region 24, a transparent amorphous IGZO that has been made highly conductive by ultraviolet irradiation and does not use amorphous silicon or polysilicon as in the conventional example. Therefore, there is no need to wire a connection pattern made of a light-shielding metal or the like between the redundant TFT 20b and the signal line 82 in advance. Therefore, even if the drain region 16b is formed so as to overlap the pixel electrode 32 in plan view, the aperture ratio of the pixel portion does not decrease.

さらに、ドレイン領域16bは画素電極32とは異なる層に形成されるため、従来例のように画素電極の面積を縮小する必要はなく、開口率は低下しない。また、画素電極とは異なる層にITOのような透明導電層からなる接続パターンを形成するためにPEPを追加するという必要性も生じず、生産性が低下することもない。また、上述の紫外線照射によるドレイン領域等の高導電率化を行う必要性があることから、本実施の形態は、ドレイン領域16bを遮光性のある走査線72と重なるように形成することはなく、画素電極32と平面視で重なるようにドレイン領域16bを形成している。従って、走査線との間の寄生容量の増加は生じず、走査信号の波形の時定数が増大し、これによって表示品質が劣化するという不都合は生じない。   Furthermore, since the drain region 16b is formed in a layer different from the pixel electrode 32, it is not necessary to reduce the area of the pixel electrode as in the conventional example, and the aperture ratio does not decrease. Further, there is no need to add PEP in order to form a connection pattern made of a transparent conductive layer such as ITO in a layer different from the pixel electrode, and productivity does not decrease. In addition, since it is necessary to increase the conductivity of the drain region and the like by the above-described ultraviolet irradiation, the present embodiment does not form the drain region 16b so as to overlap the light-shielding scanning line 72. The drain region 16b is formed so as to overlap the pixel electrode 32 in plan view. Therefore, there is no increase in parasitic capacitance with the scanning line, the time constant of the waveform of the scanning signal is increased, and there is no inconvenience that the display quality is deteriorated.

このように、本実施の形態にかかる液晶表示装置の製造方法によれば、冗長TFTを用いることにより画素部に生じた点欠陥等の表示欠陥をリペアすることができ、しかも、開口率を低下させることがない。また、余分なPEPを追加することなく、表示品質の高い液晶表示装置を製造することができる。また、かかる製造方法によって製造された液晶表示装置も同様の効果を奏する。   As described above, according to the manufacturing method of the liquid crystal display device according to the present embodiment, display defects such as point defects generated in the pixel portion can be repaired by using the redundant TFT, and the aperture ratio is reduced. I will not let you. In addition, a liquid crystal display device with high display quality can be manufactured without adding extra PEP. Moreover, the liquid crystal display device manufactured by this manufacturing method also has the same effect.

なお、本実施の形態においては、TN型の液晶表示装置について説明してきたが、本発明はTN型以外のVA型、IPS(In-Plane Switching)型、FFS(Fringe Field Switching)型の動作モードをもつ液晶表示装置に対しても適用できる。FFS型、IPS型の液晶表示装置の場合には、コモン電極(対向電極)がセル・アレイ基板に備えられる等の構造上の違いはあるが、本発明を適用することができる。また、FFS型やIPS型の液晶表示装置にはノーマルブラックモードが用いられることが多いことから、輝点欠陥のリペアに特に有益である。   In this embodiment, a TN liquid crystal display device has been described. However, the present invention is not limited to the TN type, but VA type, IPS (In-Plane Switching) type, and FFS (Fringe Field Switching) type operation modes. It can also be applied to a liquid crystal display device having In the case of FFS type and IPS type liquid crystal display devices, the present invention can be applied although there are structural differences such as the common electrode (counter electrode) provided on the cell array substrate. Further, since the normal black mode is often used in FFS type and IPS type liquid crystal display devices, it is particularly useful for repairing bright spot defects.

なお、本実施の形態においては、欠陥検査工程及びリペア工程は、画素電極32までが形成されたセル・アレイ基板101に対して行うものとして説明してきたが、欠陥検査工程及びリペア工程は、これに限られるものではなく、いずれの工程も対向基板を貼り合わせ液晶を封じた後でも可能である。このような場合には、欠陥検査は例えば実際に画像を表示させることにより行うことが可能であり、また、リペア工程でのレーザー光の照射による切断及び溶着も可能である。このような工程において欠陥検査及びリペアをすることにより、完成品に近い状態で検査及びリペアをすることができるため、EBテスターのような特殊な装置を必要とせず、コスト低減につながる。また、セル・アレイ基板形成直後に欠陥検査する方法に比べて、セル・アレイ基板形成後のパネル組み立て工程において生じた欠陥をも一括して検査しリペアできる。   In the present embodiment, the defect inspection process and the repair process have been described as being performed on the cell array substrate 101 on which the pixel electrodes 32 are formed. However, the defect inspection process and the repair process are performed in this manner. However, the present invention is not limited to this, and any process can be performed even after the counter substrate is bonded and the liquid crystal is sealed. In such a case, defect inspection can be performed, for example, by actually displaying an image, and cutting and welding can be performed by irradiating laser light in a repair process. By performing defect inspection and repair in such a process, it is possible to perform inspection and repair in a state close to a finished product, so that a special device such as an EB tester is not required, leading to cost reduction. Further, as compared with the method of inspecting defects immediately after the formation of the cell array substrate, defects generated in the panel assembling process after the formation of the cell array substrate can be collectively inspected and repaired.

[具体例]
以下、本発明の製造方法の具体例を説明する。基板11上に、まず、半導体層14a及び14bの形成にあたっては、スパッタリング法を用いた。ターゲットは、In、Ga、Zn、及びOの各成分の組成比を1:1:1:4とするインゴットを用いた。スパッタ装置の投入パワーは、0.5KWとした。成膜時の基板温度は室温とし、雰囲気は、全圧0.265Pa、酸素分圧は0.011Paとした。成膜時のガス流量は、キャリアガスとしてのArは67sccm、ホルダーガスとしてのArは22sccm、酸素は4sccmとした。なお、sccmとは、standard cc/minの略である。成膜レートは43.2nm/minである。これにより、膜厚100nmの透明なn型アモルファスIGZO半導体層を絶縁性及び透明性のあるガラス基板11上に形成することができた。
[Concrete example]
Hereinafter, specific examples of the production method of the present invention will be described. On the substrate 11, first, the semiconductor layers 14 a and 14 b were formed by using a sputtering method. As a target, an ingot in which the composition ratio of each component of In, Ga, Zn, and O was 1: 1: 1: 4 was used. The input power of the sputtering apparatus was 0.5 kW. The substrate temperature during film formation was room temperature, the atmosphere was a total pressure of 0.265 Pa, and the oxygen partial pressure was 0.011 Pa. The gas flow rate during film formation was 67 sccm for Ar as a carrier gas, 22 sccm for Ar as a holder gas, and 4 sccm for oxygen. Note that sccm is an abbreviation for standard cc / min. The film formation rate is 43.2 nm / min. As a result, a transparent n-type amorphous IGZO semiconductor layer having a thickness of 100 nm could be formed on the glass substrate 11 having insulation and transparency.

図5に示すとおり、この半導体層の導電率は、常温で、約6×10−5S/mないし4×10−7S/mであったため、TFTの半導体層として使用できる。なお、導電率の測定には2探針測定法を用いた。このように形成されたアモルファスIGZO半導体層を、フォトリソグラフィー法とエッチング法を用いることにより、適当な大きさと形状にパターニングして成形し、TFTのチャネル領域、ドレイン領域及びソース領域となるべき半導体層14a及び14bを成形した。エッチング液には濃度3.2%の蓚酸を用いた。エッチングの温度は30℃とした。 As shown in FIG. 5, the electrical conductivity of this semiconductor layer is about 6 × 10 −5 S / m to 4 × 10 −7 S / m at room temperature, so that it can be used as a semiconductor layer of a TFT. Note that a two-probe measurement method was used to measure the conductivity. The amorphous IGZO semiconductor layer formed in this way is patterned and formed into an appropriate size and shape by using a photolithography method and an etching method, and the semiconductor layer to be the channel region, drain region, and source region of the TFT 14a and 14b were molded. As the etchant, oxalic acid having a concentration of 3.2% was used. The etching temperature was 30 ° C.

次に、プラズマCVD法によりゲート絶縁膜13を形成した。ゲート絶縁膜13の形成時の基板温度は200℃とした。膜厚は300nmであった。次に、第1金属層を形成した。下層をAlNd層とし、上層をMoとする2層の積層された第1金属層をスパッタ法により形成し、これをパターニングしてゲート電極12a、12b及び走査線72を形成した。下層のAlNd層の組成はAlにNdを約2%含有させたものを使用した。第1金属層の厚さは300nmとした。この金属層は、遮光性を有する。   Next, the gate insulating film 13 was formed by plasma CVD. The substrate temperature during the formation of the gate insulating film 13 was set to 200.degree. The film thickness was 300 nm. Next, a first metal layer was formed. A two-layered first metal layer having an AlNd layer as a lower layer and Mo as an upper layer was formed by sputtering, and patterned to form gate electrodes 12a and 12b and a scanning line 72. The composition of the lower AlNd layer was Al containing about 2% Nd. The thickness of the first metal layer was 300 nm. This metal layer has light shielding properties.

次に、基板11の表面から、ゲート電極12a及び12bをシャドーマスクにして半導体層14a及び14bに向けて紫外線を照射した。光源装置として、HOYA CANDEO OPTRONICS社製のUV照射装置(型番UL750)を用いた。この装置は超高圧水銀ランプを光源とする装置であり、このランプは波長が約270nmから約450nmまでにわたる紫外線を放射する。紫外線照射時の基板11の温度は室温であり、照射雰囲気は大気中で行った。なお、成膜後、紫外線照射工程の前に、特殊な雰囲気で特殊な温度でのアニール処理は行わなかった。また、レーザー照射もイオンドーピングも行わなかった。   Next, ultraviolet rays were irradiated from the surface of the substrate 11 toward the semiconductor layers 14a and 14b using the gate electrodes 12a and 12b as shadow masks. As a light source device, a UV irradiation device (model number UL750) manufactured by HOYA CANDEO OPTRONICS was used. This apparatus uses an ultrahigh pressure mercury lamp as a light source, and this lamp emits ultraviolet rays having a wavelength ranging from about 270 nm to about 450 nm. The temperature of the substrate 11 at the time of ultraviolet irradiation was room temperature, and the irradiation atmosphere was performed in the air. Note that after the film formation and before the ultraviolet irradiation step, annealing treatment at a special temperature in a special atmosphere was not performed. Neither laser irradiation nor ion doping was performed.

紫外線照射エネルギー密度は100mJ/sec・cmとした。この照射エネルギー密度であれば、他の用途に用いられているような一般的な紫外線照射装置を使用して照射を行うことができるため、製造設備の合理化を図ることができる。そして、照射時間を約4.5時間(積算照射エネルギー密度で約1620J/cm)としたところ、主TFT20a及び冗長TFT20bのソース領域及びドレイン領域の導電率を約10−1S/mまで向上させることができた。 The ultraviolet irradiation energy density was 100 mJ / sec · cm 2 . If it is this irradiation energy density, since it can irradiate using the general ultraviolet irradiation device used for the other use, rationalization of a manufacturing facility can be aimed at. When the irradiation time is about 4.5 hours (accumulated irradiation energy density is about 1620 J / cm 2 ), the conductivity of the source region and the drain region of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b is improved to about 10 −1 S / m. I was able to.

なお、紫外線照射後のIGZO半導体層をSSI社製XPS(X線光電子分光)分析器XPS M−Probeを用いて化学量論比の解析を行ったところ、In、Ga、Zn、及びO(酸素)の各成分の組成比は略1:1:0.6:3であった。また、紫外線照射前後のIGZO半導体層は、いずれも透明であり、リガク社のX線回折装置RINT−2000を用いて入射角1度でX線回折を行ったところ、InGaZnO結晶に見られるような回折ピークは認められず、いずれもアモルファスIGZO半導体層であることが確認された。 In addition, when the stoichiometric analysis of the IGZO semiconductor layer after ultraviolet irradiation was performed using an XPS M-Probe analyzer (SPS) XPS (X-ray photoelectron spectroscopy), In, Ga, Zn, and O (oxygen) The composition ratio of each component was about 1: 1: 0.6: 3. Further, the IGZO semiconductor layers before and after the ultraviolet irradiation are both transparent, and when X-ray diffraction is performed at an incident angle of 1 degree using the Rigaku X-ray diffractometer RINT-2000, it can be seen in the InGaZnO 4 crystal. No diffraction peak was observed, confirming that all were amorphous IGZO semiconductor layers.

次に、酸化シリコンを用いてCVD法で層間絶縁膜18を形成し、所定のコンタクトホールを開口した。次に第2金属層を形成した。第2金属層はMo−Al−Moの3層構造の金属層を用いた。第2金属層の形成後、パターニングによりドレイン電極26a、26b及び信号線82を形成した。次に、窒化シリコンを用いてCVD法でパッシベーション層19を形成し、所定のコンタクトホールを開口し、次に、ITOを用いて画素電極32を形成して所定のパターニングを行った。これ以降の工程は、製造方法の欄で説明した第9ステップ以降と同様である。   Next, an interlayer insulating film 18 was formed by CVD using silicon oxide, and predetermined contact holes were opened. Next, a second metal layer was formed. As the second metal layer, a metal layer having a three-layer structure of Mo—Al—Mo was used. After the formation of the second metal layer, the drain electrodes 26a and 26b and the signal line 82 were formed by patterning. Next, a passivation layer 19 is formed by CVD using silicon nitride, a predetermined contact hole is opened, and then a pixel electrode 32 is formed using ITO to perform predetermined patterning. The subsequent steps are the same as those after the ninth step described in the column of the manufacturing method.

[応用例1]
本実施の形態においては、上述のとおり、ゲート電極12a及び12bをシャドーマスクとして紫外線22を照射することにより主TFT20a及び20bのソース領域、ドレイン領域及びチャネル領域を自己整合的に形成する工程を含む製造方法を説明してきたが、シャドーマスクとしては遮光性を備えるゲート電極に限られるものではなく、遮光性を備えるレジスト等のような遮光層でもよい。このような製造方法をとる場合には、主TFT20a及び冗長TFT20bのソース領域、ドレイン領域及びチャネル領域はゲート電極に対して自己整合的には形成されないが、ソース領域及びドレイン領域を紫外線により高導電率化した後、レジスト等の遮光層を除去し、次に第1金属層を成膜してゲート電極を形成することができる。これ以降の工程は前述の製造方法の欄に記載した第5ステップ以降と同様であり、このような製造方法をとっても本発明の作用、効果が損なわれるものではない。
[Application Example 1]
In the present embodiment, as described above, the process includes forming the source region, the drain region, and the channel region of the main TFTs 20a and 20b in a self-aligned manner by irradiating the ultraviolet rays 22 using the gate electrodes 12a and 12b as shadow masks. Although the manufacturing method has been described, the shadow mask is not limited to the gate electrode having light shielding properties, and may be a light shielding layer such as a resist having light shielding properties. In such a manufacturing method, the source region, the drain region and the channel region of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are not formed in a self-alignment with the gate electrode, but the source region and the drain region are highly conductive by ultraviolet rays. After the conversion, the light shielding layer such as a resist is removed, and then the first metal layer is formed to form the gate electrode. The subsequent steps are the same as those in the fifth and subsequent steps described in the column of the manufacturing method described above, and even if such a manufacturing method is employed, the function and effect of the present invention are not impaired.

[応用例2]
上記実施の形態における走査線、ゲート電極12a及び12bとなる第1金属層を成膜する前の工程において、さらに、紫外線を半導体層14a及び14bに照射する工程(「プレ紫外線照射工程」という)を加えてもよい。即ち、半導体層14a及び14bの形成後、第1金属層を成膜する前の工程において、半導体層14a及び14bに紫外線を照射することによりその導電率を向上させることができる。この工程を追加することにより、半導体層成膜時の導電率が低いためにそのままではTFTのチャネル領域17a及び17bとすることが好ましくないような場合でも、プレ紫外線照射工程によってその導電率をチャネル領域17a及び17bとして適切な導電率にまで向上させることができる。
[Application 2]
In the step before forming the first metal layer to be the scanning lines and the gate electrodes 12a and 12b in the above embodiment, a step of further irradiating the semiconductor layers 14a and 14b with ultraviolet rays (referred to as “pre-ultraviolet irradiation step”). May be added. That is, the conductivity of the semiconductor layers 14a and 14b can be improved by irradiating the semiconductor layers 14a and 14b with ultraviolet rays in the step after forming the semiconductor layers 14a and 14b and before forming the first metal layer. By adding this step, even if it is not preferable to use the channel regions 17a and 17b of the TFT as it is because the conductivity at the time of film formation of the semiconductor layer is low, the conductivity is reduced by the pre-ultraviolet irradiation step. The conductivity can be improved to an appropriate level for the regions 17a and 17b.

プレ紫外線照射工程は、半導体層の成膜後、半導体層14a及び14bをパターニングする前でもよいし、パターニングをした後でもよい。また、プレ紫外線照射は、ゲート絶縁膜13が透明であればゲート絶縁膜13の形成後でもよい。プレ紫外線照射の照射方向は、トップゲート型TFTの場合には裏面照射又は表面照射のいずれでも可能である。   The pre-ultraviolet irradiation process may be performed after the semiconductor layer is formed, before the semiconductor layers 14a and 14b are patterned, or after the patterning. The pre-ultraviolet irradiation may be performed after the gate insulating film 13 is formed as long as the gate insulating film 13 is transparent. The irradiation direction of pre-ultraviolet irradiation can be either back-surface irradiation or front-surface irradiation in the case of a top gate type TFT.

紫外線を照射する領域は、半導体層のパターニング前後を問わず半導体層全体でもよいし、選択的に照射してもよく、少なくとも、将来主TFT20a及び冗長TFT20bのチャネル領域17a及び17bとなるべき領域に照射する。なお、将来ソース領域15a及び15b又はドレイン領域16a及び16bとなるべき領域にも同時に又は異時に、同量又は異なる量の紫外線を照射してもよい。プレ紫外線照射工程は、半導体層14a及び14bのチャネル領域17a及び17bの導電率を制御する工程であるため、成膜後の半導体層の導電率がチャネル領域17a及び17bの導電率としてはじめから適切なものである場合には照射を行う必要はない。   The region to be irradiated with ultraviolet rays may be the entire semiconductor layer regardless of the patterning of the semiconductor layer, or may be selectively irradiated, and at least in regions to be channel regions 17a and 17b of the main TFT 20a and redundant TFT 20b in the future. Irradiate. It should be noted that the same or different amounts of ultraviolet rays may be irradiated simultaneously or at different times on the regions that will become the source regions 15a and 15b or the drain regions 16a and 16b in the future. Since the pre-ultraviolet irradiation process is a process of controlling the conductivity of the channel regions 17a and 17b of the semiconductor layers 14a and 14b, the conductivity of the semiconductor layer after film formation is appropriate from the beginning as the conductivity of the channel regions 17a and 17b. It is not necessary to irradiate the light if it is a problem.

本実施の形態においては、このプレ紫外線照射工程において半導体層14a及び14bの全面に紫外線を照射することにより、主TFT20a及び冗長TFT20bのチャネル領域、ドレイン領域及びソース領域は、いずれもその導電率が同じ目的導電率をもつ半導体層として形成される。プレ紫外線照射の照射時間は、図5に示すとおり、照射エネルギー密度が100mJ/sec・cmの場合には、約0.41時間ないし2時間以上(積算照射エネルギー密度でいえば約148ないし724J/cm以上)にすればその導電率を約10−4S/m(ジーメンス/m)程度にまで高くすることができる。また、約1.47時間ないし2.81時間以下(積算照射エネルギー密度でいえば約529ないし1012J/cm以下)にすればその導電率を約10−3S/m程度以下に留めることができる。このようにすることにより、約10−4ないし10−3S/mの導電率をもつチャネル領域17a及び17bを形成することができる。 In the present embodiment, by irradiating the entire surface of the semiconductor layers 14a and 14b with ultraviolet rays in this pre-ultraviolet irradiation step, the channel region, drain region and source region of the main TFT 20a and redundant TFT 20b all have conductivity. It is formed as a semiconductor layer having the same target conductivity. As shown in FIG. 5, when the irradiation energy density is 100 mJ / sec · cm 2 , the irradiation time of the pre-ultraviolet irradiation is about 0.41 hours to 2 hours or more (about 148 to 724 J in terms of the integrated irradiation energy density). / Cm 2 or more), the conductivity can be increased to about 10 −4 S / m (Siemens / m). In addition, if the time is about 1.47 hours to 2.81 hours or less (about 529 to 1012 J / cm 2 or less in terms of integrated irradiation energy density), the conductivity can be kept at about 10 −3 S / m or less. it can. By doing so, channel regions 17a and 17b having a conductivity of about 10 −4 to 10 −3 S / m can be formed.

なお、上記実施の形態で説明したようなゲート電極12a及び12bをパターニングした後の紫外線照射によってソース領域及びドレイン領域をゲート電極12a及び12bに対して自己整合的に形成する場合には、その積算照射エネルギー密度は、ソース領域及びドレイン領域の目的導電率と、すでにプレ紫外線照射によって高められたソース領域及びドレイン領域の導電率とを考慮して決定することができる。なお、プレ紫外線照射の照射条件は、照射時間や積算照射エネルギー密度以外の紫外線光源、光源装置等は、上記実施の形態で説明したものと同様であり、また、プレ紫外線照射後の工程は、上記実施の形態及びその具体例で説明したとおりである。   When the source region and the drain region are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrodes 12a and 12b by ultraviolet irradiation after patterning the gate electrodes 12a and 12b as described in the above embodiment, the integration is performed. The irradiation energy density can be determined in consideration of the target conductivity of the source region and the drain region and the conductivity of the source region and the drain region already increased by the pre-ultraviolet irradiation. The irradiation conditions for pre-ultraviolet irradiation are the same as those described in the above embodiment for the ultraviolet light source, the light source device, etc. other than the irradiation time and accumulated irradiation energy density, and the steps after pre-ultraviolet irradiation are as follows: This is as described in the above embodiment and its specific examples.

[応用例3]
本発明は、ボトムゲート型のTFTを用いた液晶表示装置にも適用することが可能であり、このようなボトムゲート型TFTの場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、ボトムゲート型TFTと上述のトップゲート型TFTとは、半導体層やゲート電極等の積層の順序、構造及び紫外線の照射方向等いくつかの点で相違するにすぎないため、本実施の形態においては、このような相違点を中心に説明するとともに、上記実施の形態で説明した構成要素と同一又は相当するものには同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。図6及び図7は、それぞれ、ボトムゲート型の主TFT20a及び冗長TFT20bのリペア工程終了までの概略の断面図であり、それぞれトップゲート型TFTの断面図である図3及び図4に対応する。
[Application Example 3]
The present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a bottom gate type TFT, and an embodiment in the case of such a bottom gate type TFT will be described with reference to the drawings. Note that the bottom gate TFT and the above-described top gate TFT are only different in several points such as the order of stacking of the semiconductor layers, the gate electrodes, and the like, the structure, and the irradiation direction of ultraviolet rays. In this example, the difference will be mainly described, and the same or equivalent components as those described in the above embodiment will be denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. 6 and 7 are schematic cross-sectional views of the bottom gate type main TFT 20a and the redundant TFT 20b until the end of the repair process, and correspond to FIGS. 3 and 4 which are cross-sectional views of the top gate type TFT, respectively.

ボトムゲート型のTFTの用いた場合の液晶表示装置の製造方法は、図6(a)及び図7(a)に示すように、まず基板11上に第1金属層からなる主TFT20a及び冗長TFT20bのゲート電極12a、12b及び図示しない走査線を形成し、第1絶縁層であるゲート絶縁膜13を介して半導体層14a及び14bを形成する。次に、図6(b)及び図7(b)に示すように、紫外線22を裏面照射する。これにより、高導電率化されたソース領域15a、15b、ドレイン領域16a及び16bが自己整合的に形成される。次に、図6(c)及び図7(c)に示すように、第2絶縁層であるチャネル保護膜18を形成し、コンタクトホール23adを開口した後、第2金属層からなるドレイン電極26a、26b及び信号線82を形成する。これにより、主TFT20aのドレイン領域16aはドレイン電極26aに接続されるとともに、冗長TFT20bのドレイン領域16bの端部16beとドレイン電極26bとの間はチャネル保護膜18を介して絶縁され、ドレイン電極26bの一部に本実施の形態で前述したのと同様にリペア領域24が構成される。そして、第3絶縁層であるパッシベーション層19を形成するとともにコンタクトホール23as及び23adを開口して、ITO等からなる画素電極32を形成する。これにより、主TFT20a及び冗長TFT20bのソース領域15a及び15bは、画素電極32と接続される。以降の工程は、リペア工程を含めてトップゲート型の場合と同様である。   As shown in FIGS. 6A and 7A, the manufacturing method of the liquid crystal display device using the bottom gate type TFT is as follows. First, the main TFT 20a made of the first metal layer and the redundant TFT 20b are formed on the substrate 11. The gate electrodes 12a and 12b and the scanning line (not shown) are formed, and the semiconductor layers 14a and 14b are formed through the gate insulating film 13 as the first insulating layer. Next, as shown in FIG. 6B and FIG. Thereby, the source regions 15a and 15b and the drain regions 16a and 16b having high conductivity are formed in a self-aligned manner. Next, as shown in FIG. 6C and FIG. 7C, after forming the channel protective film 18 as the second insulating layer, opening the contact hole 23ad, the drain electrode 26a made of the second metal layer. 26b and the signal line 82 are formed. Thereby, the drain region 16a of the main TFT 20a is connected to the drain electrode 26a, and the end portion 16be of the drain region 16b of the redundant TFT 20b and the drain electrode 26b are insulated via the channel protective film 18, and the drain electrode 26b. A repair region 24 is formed in a part of the same as described above in the present embodiment. Then, a passivation layer 19 which is a third insulating layer is formed, and contact holes 23as and 23ad are opened, and a pixel electrode 32 made of ITO or the like is formed. Thereby, the source regions 15a and 15b of the main TFT 20a and the redundant TFT 20b are connected to the pixel electrode 32. The subsequent steps are the same as those of the top gate type including the repair step.

このように、ボトムゲート型TFTの積層順序や断面構造は、基板上にゲート電極12a及び12bを形成した後、ゲート絶縁膜13を介してゲート絶縁膜の上に半導体層14a及び14bを形成する点で、基板上に半導体層14a及び14bを形成した後、ゲート絶縁膜13を介してゲート絶縁膜の上にゲート電極12a及び12bを形成するトップゲート型TFTの場合と異なる。   As described above, the stacking order and the cross-sectional structure of the bottom gate TFT are such that after the gate electrodes 12a and 12b are formed on the substrate, the semiconductor layers 14a and 14b are formed on the gate insulating film via the gate insulating film 13. This is different from the top gate type TFT in which the semiconductor layers 14 a and 14 b are formed on the substrate and then the gate electrodes 12 a and 12 b are formed on the gate insulating film via the gate insulating film 13.

また、ボトムゲート型TFTにおける図6及び図7における参照番号18は、チャネル保護膜と呼ばれる絶縁層であり、その材質としては絶縁性と透明性を備える酸化シリコン系が望ましい。チャネル保護膜18はIGZOと接するため、窒化シリコンをチャネル保護膜としてCVD法で形成する場合には、原料ガスの一つとして用いるアンモニアの窒素がIGZO中の酸素と結合してIGZO中の酸素を不足気味にする傾向があり、IGZOの特性が変化しやすい。酸化シリコン系であればこのような不都合は生じず、酸化シリコン系を使用することによりIGZOの組成を維持することができる。また、チャネル保護膜の膜厚は200nm又はこれ以下でよい。なお、ボトムゲート型TFTの場合には、ドレイン電極26bのリペア領域24とドレイン領域16bとはチャネル保護膜18によって絶縁される。   Further, reference numeral 18 in FIGS. 6 and 7 in the bottom gate type TFT is an insulating layer called a channel protective film, and the material thereof is preferably a silicon oxide system having insulation and transparency. Since the channel protective film 18 is in contact with IGZO, when silicon nitride is used as a channel protective film by the CVD method, nitrogen of ammonia used as one of the source gases is combined with oxygen in the IGZO to convert oxygen in the IGZO. It tends to be deficient, and the characteristics of IGZO tend to change. Such inconvenience does not occur if the silicon oxide system is used, and the composition of IGZO can be maintained by using the silicon oxide system. Further, the thickness of the channel protective film may be 200 nm or less. In the case of a bottom gate TFT, the repair region 24 and the drain region 16b of the drain electrode 26b are insulated by the channel protective film 18.

また、トップゲート型の場合の製造方法の欄で説明した第4ステップの紫外線照射工程については、その紫外線の照射方向は、ボトムゲート型TFTの場合には、図6(b)及び図7(b)に示すように、基板11側から半導体層14a及び14bに対して照射(裏面照射)する点で、図3(b)及び図4(b)に示すように、半導体層14a及び14bの側から基板11に対して照射(表面照射)するトップゲート型TFTとは異なる。しかし、トップゲート型及びボトムゲート型のいずれも、ゲート電極12a及び12bの側から半導体層14a及び14bに向けて紫外線を照射する点は同じであり、これにより自己整合型のTFTが形成される。   Further, regarding the ultraviolet irradiation process of the fourth step described in the column of the manufacturing method in the case of the top gate type, the irradiation direction of the ultraviolet ray is as shown in FIGS. 6B and 7B in the case of the bottom gate type TFT. As shown in FIG. 3 (b) and FIG. 4 (b), the semiconductor layers 14a and 14b are irradiated with the semiconductor layers 14a and 14b from the substrate 11 side as shown in FIG. It differs from the top gate type TFT which irradiates the substrate 11 from the side (surface irradiation). However, both the top gate type and the bottom gate type are the same in that ultraviolet rays are irradiated from the gate electrodes 12a and 12b toward the semiconductor layers 14a and 14b, thereby forming a self-aligned TFT. .

また、リペア工程においては、ボトムゲート型TFTの場合は、図7(d)に示すように、リペア領域24にレーザー光を照射することによってチャネル保護膜18を突き破ってドレイン電極26bとドレイン領域16bとを溶着する点で、図4(d)に示すように、リペア領域24にレーザー光を照射することによって層間絶縁膜18及びゲート絶縁膜13を突き破ってドレイン電極26bとドレイン領域16bとを溶着するトップゲート型TFTとは異なる。   In the repair process, in the case of a bottom gate type TFT, as shown in FIG. 7D, the repair region 24 is irradiated with laser light to break through the channel protective film 18 and drain electrode 26b and drain region 16b. As shown in FIG. 4D, the repair region 24 is irradiated with laser light to break through the interlayer insulating film 18 and the gate insulating film 13, thereby welding the drain electrode 26b and the drain region 16b. This is different from the top gate type TFT.

なお、ボトムゲート型TFTを用いた場合においてプレ紫外線照射を行うときは、半導体層の成膜後に、表面照射により行うことが望ましい。これにより、ゲート電極12a及び12bによって遮光されることなく半導体層全体を高導電率化することができる。プレ紫外線照射の工程については、半導体層のパターニングの前後を問わない。以上の数点を除いて、ボトムゲート型TFTとトップゲートTFTとは、画素部及びその周辺の平面構造、積層順序、断面構造及び製造方法はほぼ同様であり、本発明の趣旨から鑑みて、上記相違点は本発明がボトムゲート型TFTを用いた画素部やその周辺部に対しても適用されることを妨げるものではない。従って、本発明はボトムゲート型TFTを用いた液晶表示装置にも使用することができる。   Note that in the case of using a bottom gate TFT, when pre-ultraviolet irradiation is performed, it is preferable to perform surface irradiation after forming the semiconductor layer. Thereby, the whole semiconductor layer can be made highly conductive without being shielded by the gate electrodes 12a and 12b. About the process of pre-ultraviolet irradiation, it does not ask before and after patterning of a semiconductor layer. Except for the above several points, the bottom gate TFT and the top gate TFT have substantially the same planar structure, stacking order, cross-sectional structure, and manufacturing method of the pixel portion and its periphery, and in view of the gist of the present invention, The above differences do not prevent the present invention from being applied to a pixel portion using a bottom gate TFT and its peripheral portion. Therefore, the present invention can also be used for a liquid crystal display device using a bottom gate type TFT.

以上のようにして製造された液晶表示装置は、テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ用のモニタ、携帯電話、車載用モニタ、及びゲーム機その他のフラットパネルディスプレーとして使用することができる。なお、図1ないし図7は本実施の形態を説明するために、本実施の形態に関連する主要な部材や部材間の関係を簡略化して記載したにすぎないものである。ここまでの説明で言及した以外にも、TFTや表示装置を構成するには多くの部材が使われる。しかしそれらは当業者には周知であるので、ここでは詳しく言及しない。また、本実施の形態で説明した表示装置はあくまで一例にすぎず、それら以外の表示装置であっても、当業者が任意に選択することができる範囲においては本発明の範囲に含まれる。   The liquid crystal display device manufactured as described above can be used as a television receiver, a monitor for a personal computer, a mobile phone, an in-vehicle monitor, a game machine, and other flat panel displays. Note that FIGS. 1 to 7 simply describe the main members and the relationships between the members related to the present embodiment in a simplified manner in order to explain the present embodiment. In addition to those mentioned in the above description, many members are used to configure the TFT and the display device. However, they are well known to those skilled in the art and will not be described in detail here. The display device described in this embodiment mode is merely an example, and other display devices are included in the scope of the present invention as long as those skilled in the art can arbitrarily select them.

そして、これまで本発明について図面に示した特定の実施の形態をもって説明してきたが、本発明は図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の効果を奏する限り、これまで知られたいかなる構成であっても採用することができることはいうまでもないことである。   The present invention has been described with reference to the specific embodiments shown in the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments shown in the drawings, and so far as long as the effects of the present invention are exhibited. It goes without saying that any known configuration can be employed.

10…画素部
11…基板
12a、12b…ゲート電極
13…ゲート絶縁膜(第1絶縁層)
14a、14b…半導体層
15a、15b…ソース領域
16a、16b…ドレイン領域
16be…端部
17a、17b…チャネル領域
18…層間絶縁膜又はチャネル保護膜(第2絶縁層)
19…パッシベーション層(第3絶縁層)
20a…主TFT
20b…冗長TFT
22…紫外線
23ad、23as、23bs…コンタクトホール
24…リペア領域
24e…溶着部
25a、25b…ソース電極
26a、26b…ドレイン電極
32…画素電極
72…走査線
82…信号線
97、98…切断箇所
99…液晶
100…液晶表示装置
101…セル・アレイ基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Pixel part 11 ... Substrate 12a, 12b ... Gate electrode 13 ... Gate insulating film (1st insulating layer)
14a, 14b ... Semiconductor layer 15a, 15b ... Source region 16a, 16b ... Drain region 16be ... End 17a, 17b ... Channel region 18 ... Interlayer insulating film or channel protective film (second insulating layer)
19: Passivation layer (third insulating layer)
20a ... Main TFT
20b ... Redundant TFT
22 ... UV 23ad, 23as, 23bs ... Contact hole 24 ... Repair area 24e ... Welding portion 25a, 25b ... Source electrode 26a, 26b ... Drain electrode 32 ... Pixel electrode 72 ... Scan line 82 ... Signal line 97, 98 ... Cut 99 ... Liquid crystal 100 ... Liquid crystal display device 101 ... Cell array substrate

Claims (15)

対向する基板間に液晶を挟持し、一方の該基板の上に、互いに交差する複数の信号線と複数の走査線とそれぞれの該交差に対応する画素電極とを備える液晶表示装置の製造方法であって、
第1ソース領域及び第1ドレイン領域を備える第1薄膜トランジスタの第1半導体層と、第2ソース領域及び該画素電極と平面視で重なり合うようにしてリペア領域に至るまで延び端部が該リペア領域と絶縁層を挟んで平面視で重なり合うように成形された第2ドレイン領域を備える第2薄膜トランジスタの第2半導体層とを、In、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物から形成する第1工程と、
該走査線に接続され遮光性を有するゲート電極の側から該第1半導体層及び該第2半導体層に向けて紫外線を照射することにより該第1半導体層及び該第2半導体層を照射前よりも高導電率化する第2工程と、
該第1半導体層及び該第2半導体層の上に該絶縁層を形成する第3工程と、
該第1ドレイン領域に接続されるとともに、該第2ドレイン領域と短絡することにより該第2ドレイン領域との接続がなされる該リペア領域を備える該信号線を該絶縁層の上に形成する第4工程と、
該画素電極を形成するとともに該画素電極を該第1ソース領域と該第2ソース領域とに接続する第5工程と、
該第1薄膜トランジスタを該画素電極から切り離すとともに、該第2ドレイン領域と該信号線とを該リペア領域において短絡させることにより表示欠陥をリペアする第6工程と
含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
In a method for manufacturing a liquid crystal display device, a liquid crystal is sandwiched between opposing substrates, and a plurality of signal lines intersecting each other, a plurality of scanning lines, and pixel electrodes corresponding to the intersections are provided on one of the substrates. There,
The first semiconductor layer of the first thin film transistor including the first source region and the first drain region, and the end portion extending to the repair region so as to overlap the second source region and the pixel electrode in plan view, Forming a second semiconductor layer of a second thin film transistor having a second drain region formed so as to overlap in plan view across an insulating layer, from an amorphous oxide containing In, Ga and Zn;
By irradiating the first semiconductor layer and the second semiconductor layer with ultraviolet rays from the side of the gate electrode connected to the scanning line and having a light shielding property, the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are irradiated before irradiation. A second step of increasing the conductivity,
A third step of forming the insulating layer on the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
The signal line including the repair region connected to the first drain region and connected to the second drain region by short-circuiting with the second drain region is formed on the insulating layer. 4 steps,
A fifth step of forming the pixel electrode and connecting the pixel electrode to the first source region and the second source region;
And a sixth step of repairing a display defect by separating the first thin film transistor from the pixel electrode and short-circuiting the second drain region and the signal line in the repair region. Production method.
前記第6工程は、前記第1薄膜トランジスタを前記信号線から切り離すことによりリペアする工程を含むことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置の製造方法。 The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the sixth step includes a step of repairing the first thin film transistor by separating the first thin film transistor from the signal line. 前記第6工程のリペアは、レーザー光の照射によって行われることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の液晶表示装置の製造方法。 3. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the repair in the sixth step is performed by laser light irradiation. 前記第1ドレイン領域及び前記第2ドレイン領域の前記紫外線の照射後の抵抗は、それぞれ、前記第1薄膜トランジスタ及び前記第2薄膜トランジスタのオン抵抗よりも低いことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 4. The resistances of the first drain region and the second drain region after irradiation with the ultraviolet light are lower than on-resistances of the first thin film transistor and the second thin film transistor, respectively. A method for producing a liquid crystal display device according to any one of the above. 前記第1薄膜トランジスタ及び前記第2薄膜トランジスタのチャネル領域の不純物濃度は、前記第1ソース領域、前記第1ドレイン領域、前記第2ソース領域及び前記第2ドレイン領域の不純物濃度と同じであることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 The impurity concentration of the channel region of the first thin film transistor and the second thin film transistor is the same as the impurity concentration of the first source region, the first drain region, the second source region, and the second drain region. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to any one of claims 1 to 4. 前記紫外線を照射する光源は、面光源であることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 6. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light source for irradiating the ultraviolet light is a surface light source. 前記紫外線を照射する光源は、水銀ランプであることを特徴とする請求項1ないし請求項6いずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light source for irradiating the ultraviolet rays is a mercury lamp. 前記紫外線の波長は、270nmから450nmまでの範囲にわたることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 8. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the wavelength of the ultraviolet ray ranges from 270 nm to 450 nm. 前記第2工程における紫外線の積算照射エネルギー密度は、導電率を10倍(但し、0<n≦6)に増加させる場合に、(309・n)ないし(392・n)J/cmとすることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 The cumulative irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is (309 · n) to (392 · n) J / cm 2 when the conductivity is increased 10 n times (where 0 <n ≦ 6). A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein: 前記第2工程における紫外線の積算照射エネルギー密度は、1620J/cm以上であることを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 10. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein an integrated irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is 1620 J / cm 2 or more. 11. 前記第2工程における紫外線の照射エネルギー密度は、100mJ/sec・cmであることを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 11. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein an irradiation energy density of ultraviolet rays in the second step is 100 mJ / sec · cm 2 . 前記第1工程と前記第2工程との間に、さらに、前記第1半導体層及び前記第2半導体層に紫外線を照射して該紫外線の照射前よりも導電率の高いアモルファスの該第1半導体層及び該第2半導体層を構成するプレ紫外線照射工程を含むことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の液晶表示装置の製造方法。 Between the first step and the second step, the amorphous first semiconductor having higher conductivity than before the ultraviolet irradiation by irradiating the first semiconductor layer and the second semiconductor layer with ultraviolet rays. The method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, further comprising a pre-ultraviolet irradiation step for forming the layer and the second semiconductor layer. 前記プレ紫外線照射工程における紫外線の積算照射エネルギー密度を148ないし1012J/cmとすることを特徴とする請求項12記載の液晶表示装置の製造方法。 13. The method of manufacturing a liquid crystal display device according to claim 12, wherein an integrated irradiation energy density of ultraviolet rays in the pre-ultraviolet irradiation step is 148 to 1012 J / cm < 2 >. 対向する基板間に液晶を挟持し、一方の該基板の上に互いに交差する複数の信号線と複数の走査線とそれぞれの該交差に対応する画素電極とを備える液晶表示装置であって、
該走査線に接続された第1ゲート電極と、紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化された第1ドレイン領域と該画素電極に接続された第1ソース領域とを含みIn、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物からなる第1半導体層とから構成される第1薄膜トランジスタと、
該走査線に接続された第2ゲート電極と、該紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化され該画素電極と平面視で重なり合うようにしてリペア領域に至るまで延び端部が該リペア領域と絶縁層を挟んで平面視で重なり合うように成形された第2ドレイン領域と該紫外線の照射によって照射前よりも高導電率化され該画素電極に接続された第2ソース領域とを含みIn、Ga及びZnを含むアモルファス酸化物からなる第2半導体層とから構成される第2薄膜トランジスタと、
該第1ドレイン領域に接続するとともに、該第2ドレイン領域と短絡させるようなリペアをすることにより該第2ドレイン領域との接続がなされる該リペア領域を備える該信号線と
を備えることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal display device comprising a plurality of signal lines, a plurality of scanning lines, and a pixel electrode corresponding to each of the intersections sandwiching liquid crystal between opposing substrates and intersecting each other on one of the substrates,
A first gate electrode connected to the scanning line, a first drain region having a higher conductivity than before irradiation by irradiation of ultraviolet rays, and a first source region connected to the pixel electrode. A first thin film transistor composed of a first semiconductor layer made of an amorphous oxide containing Zn;
A second gate electrode connected to the scanning line and an end portion extending to the repair region so as to be higher in conductivity than before irradiation by the irradiation of the ultraviolet rays and to overlap with the pixel electrode in plan view And a second drain region formed so as to overlap in a plan view across an insulating layer, and a second source region connected to the pixel electrode and having a higher conductivity than before irradiation by irradiation of the ultraviolet light, In, A second thin film transistor composed of a second semiconductor layer made of an amorphous oxide containing Ga and Zn;
The signal line including the repair region connected to the second drain region by being connected to the first drain region and being short-circuited to the second drain region. A liquid crystal display device.
前記信号線が前記第2ドレイン領域と前記リペアにより接続されてなり、かつ、前記第1薄膜トランジスタと前記画素電極とを切り離すようなリペアがなされてなることを特徴とする請求項14記載の液晶表示装置。 15. The liquid crystal display according to claim 14, wherein the signal line is connected to the second drain region by the repair, and repair is performed so as to separate the first thin film transistor from the pixel electrode. apparatus.
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