JPH09252104A - 薄膜撮像装置のアドレス線の修理方法 - Google Patents

薄膜撮像装置のアドレス線の修理方法

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JPH09252104A
JPH09252104A JP8328977A JP32897796A JPH09252104A JP H09252104 A JPH09252104 A JP H09252104A JP 8328977 A JP8328977 A JP 8328977A JP 32897796 A JP32897796 A JP 32897796A JP H09252104 A JPH09252104 A JP H09252104A
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protective layer
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array
conductive
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Roger S Salisbury
ロジャー・スティーブン・ソールズベリ
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 薄膜電子撮像装置アレイ内の欠陥のあるアド
レス線における断線欠陥部を修理する方法を提供する。 【解決手段】 アドレス線の断線欠陥部および該欠陥部
に隣接する部分を露出させる修理領域を、撮像装置アレ
イの上の第１の保護層１５０で取り囲まれるように形成
し、アレイの上に導電性修理材料層１６０を堆積して、
修理領域に配設された導電性修理材料の部分によって、
欠陥部に隣接するアドレス線の部分間を電気的に接続す
る修理分路１６５を形成し、アレイの上に平坦化された
第２の保護層を形成し、その一部を除去して、修理領域
にある第２の保護層の栓部分１７５の下の修理分路を除
いて導電性修理材料を露出させ、栓部分の下の修理分路
を除いて、アレイの表面から導電性修理材料を除去し、
第１の保護層の残りの部分及び第２の保護層の栓部分を
修理領域から除去するステップを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に薄膜電子
式撮像装置に関し、更に詳しくは、ソリッドステート放
射線撮像装置のような装置内の能動部品を制御するため
のマトリクス配列の導電性アドレス線を有する前記装置
内のアドレス線構造の修理に関する。
【０００２】
【従来の技術】表示装置または撮像装置の能動部品に対
する電気信号を伝導するアドレス線は、ソリッドステー
ト撮像装置の構造の一体的部分として形成されている。
これらのアドレス線は通常マトリックスを形成し、その
内の一方向に走るアドレス線は「走査線」と呼ばれ、そ
れとほぼ直交する方向に走るアドレス線は「データ線」
と呼ばれる。走査線の電気信号（例えば、電圧）は、典
型的には電界効果トランジスタ（ＦＥＴ、また薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）とも呼ばれる）のようなスイッチン
グ素子を制御することによって、光センサのような能動
部品をデータ線に結合させて、光センサから電気信号を
読み出すことができる。共通電極が光センサ・アレイの
上に設けられて、アレイの各光センサ画素に対する共通
のコンタクト（接触部）を構成する。読み出される電気
信号は、検出のためにアレイに入射する光子の数に対応
する。それぞれの光センサからの信号は、光センサ・ア
レイによって検出された光子の画像を電子的に再生する
ために使用される。
【０００３】データ線の欠陥は薄膜撮像装置の全体の性
能に悪影響を与える。このような状況はノイズ・レベル
を低減するためにアレイの中央でデータ線が切断されて
いる撮像装置においては特に問題である（このような切
断された線はアレイの１つの側部で読出し電子回路に必
ず接続されるので、「単一コンタクト」データ線と呼ば
れている）。この構成においては、アレイの各側部（ま
たは縁部）からデータ線を読み出し可能であることが必
要であり、開路すなわち断線状態が存在する場合には、
断線が存在する点を超えた先のアドレス線に接続された
すべての画素は完全に無効になる。動作画素の数の低下
は読出し回路における適当なソフトウェアの変更で許容
することができる。しかしながら、画素アレイの取り替
え（これは撮像装置の寿命の間に予想されることである
が）は、読み出しソフトウェアの改訂を必ず必要とし、
撮像装置の修理の時間および費用を増大する。更に、多
数の欠陥アドレス線を有する撮像装置は動作しない画素
から生じる表示装置の解像度の劣化によって破棄しなけ
ればならない。
【０００４】薄膜電子式撮像装置を製造する費用が定め
られている場合、修理可能な装置を有することが好まし
い。特に、製造中に大きな処理時間を追加することなく
容易に修理しうる装置を有することが望ましい。断線欠
陥を持つデータ線の修理処理が、ロバスト（すなわち強
健性）である修理部を提供しながら導電線の電子ノイズ
値を有意に増大しないようなものであることが更に望ま
しい。
【０００５】
【発明の概要】本発明によれば、薄膜電子式撮像装置ア
レイ内の欠陥のあるアドレス線の断線欠陥部を修理する
方法が提供され、この方法は、製造処理の内、薄膜電界
効果トランジスタ（ＦＥＴ）および関連するデータ・ア
ドレス線を形成する材料が堆積されパターン形成された
（「ＦＥＴ完成」段階）後、且つそれぞれのＦＥＴに結
合される光センサの形成後に堆積される有機および無機
誘電体材料のような光センサ障壁層を撮像装置アレイの
上に堆積する段階より前の時点において実施される。
【０００６】本発明の方法は、欠陥のあるアドレス線の
中の断線欠陥部および該断線欠陥部に隣接する部分を露
出させる修理領域を形成するステップであって、該修理
領域が撮像装置アレイの上に配設された第１の保護層で
取り囲まれているステップと、撮像装置アレイの上に導
電性修理材料層を堆積するステップであって、前記修理
領域に配設される前記導電性修理材料層の部分により、
前記欠陥部を電気的に橋絡するように前記欠陥部に隣接
する前記アドレス線の部分と電気的に接触して配設され
た修理分路を形成するステップと、撮像装置アレイの上
に平坦化された第２の保護層を形成するステップと、前
記平坦化された第２の保護層の一部を除去して撮像装置
アレイ上に平坦面を形成することにより、前記修理領域
上に配設された前記第２の保護層の栓部分を除いて、前
記導電性修理材料を露出させるステップと、前記第２の
保護層の栓部分の下の修理分路を除いて、前記導電性修
理材料を撮像装置アレイの表面から除去するステップ
と、前記第１の保護層の残りの部分および前記第２の保
護層の栓部分を撮像装置アレイから除去するステップと
を有する。
【０００７】本発明の新規な特徴は特に特許請求の範囲
に記載されている。しかしながら、本発明自身は構成お
よび動作の方法について本発明の他の目的および利点と
ともに添付図面と協力した次の説明を参照することによ
り良く理解することができよう。添付図面において同じ
符号は同じ部品を示している。
【０００８】
【発明の実施の形態】ソリッドステート放射線撮像装置
アレイのような薄膜電子式撮像装置１００は、典型的に
は行および列のマトリックスに配列された複数の画素１
１０（図１では代表的な１つが示されている）を有す
る。撮像装置アレイ内の各画素は薄膜電界効果スイッチ
ング・トランジスタ１３０（ＴＦＴまたはＦＥＴと呼ば
れる）を介してアドレス線に結合されており、これによ
り各画素の光センサによって蓄積された電荷を撮像装置
の動作中に選択的に読み出すことができる。アドレス線
は走査線１１５の行とデータ線１２０の列を有する。各
スイッチング・トランジスタはそれぞれの走査線１１５
に接続されたゲート電極１３２、画素電極１１２に接続
されたドレイン電極１３４、それぞれのデータ線１２０
に接続されたソース電極１３６を有する（この構造で
は、ソースおよびドレイン電極１３４，１３６の命名に
重大な意味はなく、撮像装置アレイ１００の動作または
構造に影響を与えることなく、それぞれの電極１３４，
１３６の命名を逆にすることができる）。
【０００９】図１は、「ＦＥＴ完成」ステップとして知
られている製造処理の中間ステップにおける撮像装置ア
レイ１００を示している。製造処理におけるこの時点に
おいて、撮像装置アレイは導電体、半導体および誘電体
材料からなる複数の層を有し、これらの層は走査線１１
５、データ線１２０、ＦＥＴ１３０および画素電極１１
２を形成するように配列されている。典型的な製造処理
においては、次のステップで画素電極１１２の上にシリ
コン光センサ本体を形成し、有機および無機誘電体材料
の多数の層を堆積して、光センサを保護する障壁を形成
し、その後、共通電極を光センサの上に形成し、シンチ
レータ材料を撮像装置アレイ上の共通電極の上に設け
る。撮像装置の製造処理は、しばしば光センサおよび障
壁層の形成後までアドレス線の欠陥を修理するようにな
っていない。製造処理におけるこの段階での修理には、
欠陥を修理することができるようにアドレス線の欠陥部
の領域から障壁層の材料を除去することが必要である。
【００１０】本発明によれば、アドレス・データ線１２
０における欠陥の修理は製造処理の「ＦＥＴ完成」段階
において達成される。製造処理のこの点において、アド
レス線の電気的連続性が測定され、欠陥が捜し出され
る。欠陥には、アドレス線を形成している導電性材料が
連続でなくなる断線と、短絡とがある。短絡の場合は、
線を切断して短絡部分を除去し、それから電気的分離を
適切に維持しながらそれぞれのアドレス線の切断部分を
再接続することが必要である。いずれの場合も、アドレ
ス線の断線状態を補正しなければならないことは珍しい
ことではない。データ線の断線は、特に単一コンタクト
・データ線の場合、すなわち読み出しにおけるノイズを
低減するためにデータ線が撮像装置アレイの中央で故意
に切断されて、各データ線セグメント（従ってそれに関
連する画素）が撮像装置アレイの１つの縁部のみにおい
て読出し電子回路に接続されるようになっている場合に
は、重大である。このため、製造処理のＦＥＴ完成段階
において、アドレス線の電気的連続性を測定して、欠陥
を見つけだすことができる。
【００１１】欠陥部１４０を持つアドレス線１２０の一
部が図２に断面で示されている。製造処理のＦＥＴ完成
段階において、ゲート誘電体層１１７が基板１０５上に
配設されている。ゲート誘電体層はシリコン酸化物（Ｓ
iＯx）またはシリコン窒化物（ＳiＮx）のような誘電体
材料で構成されていて、走査線１１５を電気的に絶縁
し、関連するゲート電極１３２をＴＦＴ１３０の半導体
材料および導電性材料の相次ぐ層（図示せず）から絶縁
するように撮像装置アレイ１００の上に配設されてい
る。データ線１２０がゲート誘電体層１１７上に配設さ
れ、典型的にはモリブデン、チタニウム、アルミニウム
およびクロミウムなどのような導電性材料で構成されて
いる。データ線１２０は典型的には約０．２μｍ〜１μ
ｍの範囲の厚さを有する。
【００１２】本発明によれば、欠陥部１４０の位置が
（例えば、電気的テストおよび目視検査により）識別さ
れると、欠陥部１４０の修理を開始することができる。
典型的には、撮像装置アレイ１００の露出面は、ホトレ
ジスト・ストリッパなどを撮像装置アレイに適用するこ
とにより清浄にされる（ここで使用される用語「露出
面」とは、製造処理のその点で基板１０５が存在する場
合には、基板１０５とは反対側の撮像装置アレイの表面
を意味する）。その後、第１の保護層１５０が撮像装置
アレイの表面上にスピン処理、メニスカス・コート処理
などにより堆積される。第１の保護層１５０は、典型的
にはレーザ・アブレーションで除去することができる絶
縁材料で構成される。例えば、第１の保護層はホトレジ
スト、ポリイミドまたは同様な材料で構成される。ここ
で使用されるように、撮像装置アレイ上の材料層の形成
に使用される「堆積」、「形成」などの用語は、撮像装
置アレイ上への材料の配置およびこのような材料の硬化
のようなその後の通常の材料の処理などの層形成に必要
なすべての処理を含んでいる。第１の保護層１５０の厚
さは典型的には約１μｍ〜４μｍの範囲であり、通常は
約２μｍである。
【００１３】次に、修理領域１４５（図２）が、欠陥部
１４０と、該欠陥部１４０に隣接する第１のアドレス線
部分１２１および第２のアドレス線部分１２２とを露出
させることにより、形成される。典型的には、修理領域
１４５に設けられている第１の保護層１５０の部分をレ
ーザ・アブレーションによって除去して、欠陥部１４０
と隣接するアドレス線部分１２１および１２２を露出さ
せる。例えば、商品名フロロッド（Ｆｌｏｒｏｄ）ＬＣ
Ｍ３０８型のエキシマーレーザを約７％の出力（全出力
は約３５０マイクロジュール）で使用して、非導電性材
を除去し、約１０μｍ×２０μｍ（幅、深さなど）の大
きさの修理領域１４５を形成する。第１および第２のア
ドレス線部分１２１および１２２は、集合的に断線欠陥
部１４５に隣接するデータ・アドレス線の各部分上の領
域で構成される。アドレス線部分１２１および１２２
は、次に堆積される導電性材料（以下に説明する）がデ
ータ線１２０に対して満足な電気的接触を行い且つ安定
な構造を形成することができるように十分大きくする。
例えば、アドレス線１２０が約７μｍの幅を有する典型
的な撮像装置では、アドレス線部分セグメント１２１お
よび１２２の各々は約１０μｍの長さである。更に、第
１の保護層１５０の側壁１５５は典型的にはほぼ平らで
ある（すなわち、選択された修理領域１４５の底面と第
１の保護層１５０の上面との間にほぼ垂直に伸びる比較
的滑らかな面である）。この処理が完了すると、修理領
域１４５が形成され、第１の保護層１５０が撮像装置ア
レイ１００の露出面上の修理領域を取り囲んでいる。
【００１４】次に、導電性修理材料層１６０が典型的に
はプラズマ増強化学蒸着法等で撮像装置アレイ１００の
上に堆積され、その際、導電性修理材料の一部が修理領
域１４５内に配置されて、第１のアドレス線部分１２１
と第２のアドレス線部分１２２との間を電気的に結合す
る修理分路１６５を形成する。導電性修理材料層はデー
タ線１２０と同じ種類の導電性材料で構成するか或いは
異なる種類の導電性材料で構成する。例えば、導電性修
理材料はモリブデン、チタニウム、アルミニウム、クロ
ミウムなどのような金属で構成するか或いは酸化インジ
ウム錫などのような酸化金属の組合せで構成される。導
電性修理材料は、典型的には修理されたデータ線におけ
る電気的ノイズを低減するようにバルク抵抗が低く（例
えば、約１００オーム／スクエア以下）、且つ修理分路
１６５がロバスト、すなわち電気的および物理的に健全
で、撮像装置アレイを完成するためのその後の製造ステ
ップに耐える接続部を構成するように選択される。導電
性修理材料層１６０は典型的には約０．８μｍ〜１．２
μｍの範囲の厚さを有する。
【００１５】導電性修理材料層１６０の堆積に続いて、
平坦化された第２の保護層１７０が撮像装置アレイ１０
０の上に形成される。第２の保護層１７０はスピン処
理、メニスカス・コート処理等によって撮像装置アレイ
の表面上に堆積され、第２の保護層の上面は平坦化され
た面、すなわち基板１０５の面にほぼ平行な面を有す
る。第２の保護層１７０は、典型的にはレーザ・アブレ
ーションによって除去することができる（例えば、第１
の保護層１５０を構成する材料に類似した）絶縁材料で
構成される。例えば、第２の保護層はホトレジスト、ポ
リイミドまたは同様な材料で構成される。第２の保護層
１７０の厚さは典型的には約１μｍ〜４μｍの範囲の厚
さであり、通常は修理領域１４５の外側の領域で約２μ
ｍの厚さである（面が平坦化されているために、第２の
保護層の厚さは修理領域１４５において大きくなってい
る）。平坦化された第２の保護層１７０の形成が完了し
たとき、撮像装置アレイ１００は図３に示すようにな
る。
【００１６】次いで、第２の保護層１７０の一部が除去
されて、撮像装置アレイ１００上に、修理領域１４５に
配設された修理領域栓部分１７５を除いて導電性修理材
料層１６０を露出させる（すなわち、この処理段階で撮
像装置アレイ１００の上面を構成する）平坦化された中
間面１６８を形成する。平坦化された中間面１６８の形
成は、例えば平行板アッシャ（ａｓｈｅｒ）などのよう
な酸素プラズマ・エッチング装置のような平坦化エッチ
ング処理で達成される。エッチングは修理領域１４５を
除いて導電性修理材料１６０の面が露出するまで継続さ
れる。保護用の栓部分１７５は修理分路１６５上に配設
された状態に残っている。この処理段階が完了すると、
撮像装置アレイ１００は図４に示すようになる。
【００１７】次に、導電性修理材料層１６０の露出部分
が、例えばバッチ湿式エッチング法を用いたエッチング
により撮像装置アレイ１００から除去される。このエッ
チングは導電性修理材料層１６０のすべての露出部分が
撮像装置アレイから除去されるまで継続されるが、修理
分路１６５だけは保護用の栓部分１７５の下側に配設さ
れていて該栓部分によってエッチング処理から保護され
ているのでそのまま残る。導電性修理材料層１６０の露
出部分を除去した後、第１の保護層１５０（修理領域１
４５の外側部分）および保護用の栓部分１７５が撮像装
置アレイ上に残っていて、修理処理のこの点において撮
像装置アレイの上面を形成する。
【００１８】修理処理を完了するために、第１の保護層
１５０の残りの部分および保護用の栓部分１７５が、例
えば第２の保護層１７０の部分の除去について上述した
ような酸素プラズマ・エッチング処理により撮像装置ア
レイから除去される。修理済みの撮像装置アレイは図５
に示すようになり、動作データ・アドレス線１２０は修
理分路１６５を有することになる。この点において、テ
ストを行って撮像装置アレイの電気的完全性を確認し
（必要に応じて追加の修理を行い）、そして撮像装置ア
レイ１００の製造を続行して、光センサ、障壁層、共通
電極およびシンチレータ（図示せず）を形成することが
できる。
【００１９】本発明の修理処理は、データ線の修理を行
い、その際、低抵抗を示す導電性材料の選択が可能であ
る種々の導電性修理材料を使用でき、また低ノイズの修
理部を提供することができる。修理が何等かの理由のた
めに成功しなかった場合には、撮像装置アレイの他の部
分に対する悪影響なく、修理を容易に繰り返すことがで
き、データ線修理の歩留まりは本質的に１００％であ
る。更に、本発明の修理処理では、修理は撮像装置アレ
イ製造処理のＦＥＴ完成段階で行われるので、修理分路
１６５は（通常のデータ線と同様に）次の製造ステップ
で撮像装置アレイ上に堆積される材料によって覆われ、
修理分路１６５を更に保護し、後の撮像装置アレイ製造
段階で達成される修理計画よりも修理部を更にロバスト
にする。また、この構造は修理線と撮像装置アレイの次
に堆積される導電性部分との間の電気的漏洩の可能性を
低減する。本発明の低ノイズのデータ・アドレス線修理
方法は、高歩留まりで高品質の薄膜電子撮像装置を提供
する。
【００２０】本発明のある特徴のみについて図示し説明
したが、多くの改変および変更が当業者に生じるであろ
う。従って、特許請求の範囲は本発明の真の精神内に入
るこのようなすべての改変および変更を含むものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】欠陥のあるアドレス線を有する薄膜電子式撮像
装置アレイの一部分の平面図である。
【図２】本発明に従って第１の保護層を堆積し且つアド
レス線の欠陥部の上に修理領域を形成した後の欠陥のあ
る撮像装置アレイの図１の線Ｉ−Ｉに沿って見た断面図
である。
【図３】本発明に従って導電性修理材料および第２の保
護層を堆積した後の欠陥のある撮像装置アレイの断面図
である。
【図４】本発明に従って修理領域を除いて導電性修理材
料を露出させた欠陥のある撮像装置アレイの断面図であ
る。
【図５】本発明に従ってアドレス線の修理を完了した後
の撮像装置アレイの断面図である。
【符号の説明】
１１５ 走査線 １１７ ゲート誘電体層 １２０ データ線 １３０ 薄膜電界効果スイッチング・トランジスタ １４０ 欠陥部 １４５ 修理領域 １５０ 第１の保護層 １６０ 導電性修理材料層 １６５ 修理分路 １７０ 第２の保護層 １７５ 保護栓部分

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 薄膜電子式撮像装置アレイ内の欠陥のあ
    るアドレス線における断線欠陥部を、光センサ障壁層の
    堆積前のアレイ製造段階で修理するアドレス線修理方法
    において、 前記アドレス線の断線欠陥部および該断線欠陥部に隣接
    する部分を露出させる修理領域を形成するステップであ
    って、該修理領域が前記撮像装置アレイの上に配設され
    た第１の保護層で取り囲まれているステップと、 前記撮像装置アレイの上に導電性修理材料層を堆積する
    ステップであって、前記修理領域に配設される前記導電
    性修理材料層の部分により、前記欠陥部を電気的に橋絡
    するように前記欠陥部に隣接する前記アドレス線の部分
    と電気的に接触して配設された修理分路を形成するステ
    ップと、 前記撮像装置アレイの上に平坦化された第２の保護層を
    形成するステップと、 前記平坦化された第２の保護層の一部を除去して前記撮
    像装置アレイ上に平坦面を形成することにより、前記修
    理領域上に配設された前記第２の保護層の栓部分を除い
    て、前記導電性修理材料を露出させるステップと、 前記第２の保護層の栓部分の下の修理分路を除いて、前
    記導電性修理材料を前記撮像装置アレイの表面から除去
    するステップと、 前記第１の保護層の残りの部分および前記第２の保護層
    の栓部分を前記撮像装置アレイから除去するステップと
    を有するアドレス線修理方法。
  2. 【請求項２】 前記修理領域を形成する前記ステップ
    は、前記撮像装置アレイの上に前記第１の保護層を堆積
    し、前記修理領域に配設された前記第１の保護層の部分
    を除去して、前記断線欠陥部および該断線欠陥部に隣接
    する前記アドレス線の部分を露出させることよりなる請
    求項１記載のアドレス線修理方法。
  3. 【請求項３】 前記平坦化された第２の保護層は、ホト
    レジスト材料およびポリイミド絶縁材料からなるグルー
    プから選択された絶縁材料で構成される請求項１記載の
    アドレス線修理方法。
  4. 【請求項４】 前記第２の保護層の一部を除去して前記
    撮像装置アレイ上に平坦面を形成することにより前記栓
    部分を除いて前記導電性修理材料を露出させる前記ステ
    ップは、前記第２の保護層を酸素プラズマ内でエッチン
    グするステップを有する請求項１記載のアドレス線修理
    方法。
JP8328977A 1995-12-18 1996-12-10 薄膜撮像装置のアドレス線の修理方法 Withdrawn JPH09252104A (ja)

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