硅基液晶显示器单元及其形成方法技术

一种硅基液晶显示器单元，通过把位于像素开关电路层上的光屏蔽层接地，形成了由微反射微反射镜层－绝缘层－光屏蔽层所构成的金属－绝缘层－金属（ＭＩＭ）第二电容器，所述第二电容器和像素开关电路层的第一电容器相并联共同作为像素开关电路层的电容，本发明专利技术还提供了一种硅基液晶显示器单元的形成方法。本发明专利技术充分利用了整个像素的面积，增大了电容，降低了硅基液晶显示器单元的刷新频率。同时，本发明专利技术也增大了开关电路的设计面积，可以根据不同需求设计高性能开关电路，增大了开关电路的设计灵活性。本发明专利技术还简化了制作电容的工序，从而降低了总的芯片制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体领域，特别涉及一种。
技术介绍
近几年来，在液晶(LCD)业界出现了许多新技术，其中较热门的技术 是娃基液晶显示器(LCOS, Liquid Crystal on Silicon)技术。LCOS (Liquid Crystal on Silicon )属于新型的反射式micro LCD投影技术，其结构是在硅基 片上长电晶体，利用半导体工艺制作驱动面板(又称为CMOS-LCD),然后在 电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作微反射镜，形成CMOS基板，然 后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装 测试。与传统的LCD及数字光学工艺(DLP， Digital Light Processing )技术相 比，LCOS具有下列技术优势a.光利用效率高LCOS与LCD技术类似，主 要的差别就是LCOS属反射式成像，所以光利用效率可达40%以上，与DLP 相当，而穿透式LCD仅有3%左右；b.体积小LCOS可将驱动IC等外围线 路完全整合至CMOS基板上，减少外围IC的数目及封装成本，并使体积缩小； c.分辨率高由于LCOS的晶体管及驱动线路都制作于硅基片内，位于反射面 之下，不占表面面积，所以仅有像素间隙占用开口面积，不像穿透式LCD的 薄膜晶体管(TFT, Thin Film Transistor)及导线皆占用开口面积，故LCOS 不论分辨率或开口率都会比穿透式LCD高；d.制造技术较成熟LCOS的制 作可分为前道的半导体CMOS制造及后道的液晶面板贴合封装制造。前道的 半导体CMOS制造已有成熟的设计、仿真、制作及测试技术，所以目前良率已可达90%以上，成本才及为^f氐廉；至于后道的液晶面才反贴合封装制造，虽然 目前的良率只有30%,但由于液晶面板制造已发展得相当成熟，理论上其良 率提升速率应远高子数字微4免芯片(DMD， digital micromirror device )，所以 LCOS应比DLP更有机会成为技术的主流。因此LCOS技术在数码相机、数 码摄像机、投影机外、监视器、大尺寸电视、移动电话等应用市场，都深具 发展潜力。LCOS技术中每个像素开关电路由一个MOSFET和一个电容组成，在常 规工艺中，电容占整个像素面积的一半，但是随着电路面积的减小，电容面 积缩小，这在实际使用中会增加刷新频率，为了增大电容，专利号为6437839 的美国专利公开了一种具有多个电容的LCOS像素，结构参照图1,具体步骤 如下在衬底40上形成扩散区作为第一电容的顶电极，接着在扩散区上形成 氧化层，这层氧化层作为第一电容的介电层22b，然后在介电层22b上形成第 一多晶硅层26，第一多晶硅层26作为两个电容的共用电极，然后在第一多晶 硅层26上形成第二氧化层，这层氧化层作为第二电容的介电层24b,然后， 在第二氧化层上形成第二多晶硅层，形成第二电容的顶电极24a，然后在上述 结构上形成绝缘层42，最后在上述结构上形成互连结构和微反射镜层，由图 I中可以看出，改进后的结构中电容增大了，但是同时增加了工艺步骤，导致 工艺成本的增加。当前，基片表面每一个微反射镜为一个显示像素，每个显示像素带有一 个开关电路，在一个像素的面积内，必须设计一个像素开关(MOSFET)和 一个电容。为了降低显示的刷新频率，势必要求电容尽量大，但是受到像素 面积的限制，如果电容在整个像素内所占比例过高，必然影响开关电路性能， 比如由于减小了 MOS晶体管的设计面积，影响MOS晶体管的绝缘性能，容 易造成漏电。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是随着对显示器的高解析度的不断要求，每个像素面 积也逐步缩小，受面积限制，难以同时获得高性能像素开关电路和较大的电 容保持电位。为解决上述问题，本专利技术提供一种硅基液晶显示器单元，包括带有像素 开关电路层的硅基片，所述像素开关电路层包括一个金属-氧化物-半导体场效应管和与金属-氧化物-半导体场效应管的源端串联的第 一 电容器；位 于像素开关电路层上的光屏蔽层；位于光屏蔽层上的绝缘层；位于绝缘层上 的微反射镜层，所述微反射镜层、绝缘层和光屏蔽层构成第二电容器，所述 微反射镜层与金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接，所述光屏蔽 层接地。所述光屏蔽层中还形成有与光屏蔽层隔绝的连接镜面垫层，所述连接镜 面垫层和金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接。所述绝缘层还形成有开口，所述开口内填充有导电材料，所述开口内填 充的导电材料把微反射镜层和连接镜面垫层相电连接。所述光屏蔽层通过像素开关电路层的通孔和接地垫层相电连接，所述接 地垫层接地。所述绝缘层厚度范围为100至ioooA。所述绝缘层为所述绝缘层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化 铝、氧化锆或者它们的组合。所述微反射镜层为铝。所述光屏蔽层为金属钛、氮化钛、铝铜合金、氮化钛或它们的组合构成。 本专利技术还提供一种硅基液晶显示器单元的形成方法，包括形成在硅基片上的像素开关电路层，所述像素开关电路层包括一个金属-氧化物-半导体场效应管和与金属-氧化物-半导体场效应管的源端串联的第一电容器；在 像素开关电路层上形成光屏蔽层；在光屏蔽层上形成绝缘层；在绝缘层上形 成微反射镜层，所述微反射镜层、绝缘层和光屏蔽层构成第二电容器，所述 微反射镜层与金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接，所述光屏蔽 层接地。在所述光屏蔽层中形成与光屏蔽层隔绝的连接镜面垫层，所述连接镜面 垫层和金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接。在所述绝缘层中形成开口，在所述开口内填充导电材料，所述开口内填 充的导电材料把微反射镜层和连接镜面垫层相电连接。所述光屏蔽层通过像素开关电路层的通孔和接地垫层相电连接，所述接 地垫层接地。所述绝缘层厚度范围为100至1000 A。所述绝缘层为所述绝缘层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化 铝、氧化锆或者它们的组合。所述微反射镜层为铝。所述光屏蔽层为金属钛、氮化钛、AlCu合金、氮化钛或者它们的组合构成。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点本专利技术通过把位于像素开关电 路层上的光屏蔽层接地，形成了由微反射镜层-绝缘层-光屏蔽层所构成的 金属-绝缘层-金属第二电容器，所述第二电容器和像素开关电路层的第一 电容器相并联，增大了像素开关电路层的电容，降低了硅基液晶显示器单元 的刷新频率。附图说明图1是现有技术中硅基液晶显示器单元的电容结构示意图。图2A至2K是本专利技术形成硅基液晶显示器单元的结构示意图。 具体实施例方式以下通过依据附图详细地描述具体实施例，上述的目的和本专利技术的优点 将更加清楚首先给出一种硅基液晶显示器单元的形成方法，包括在硅基片上形成像 素开关电路层，所述像素开关电路层包括一个金属-氧化物-半导体场效应 管和与金属-氧化物-半导体场效应管的源端串联的第一电容器；在像素开 关电路层上形成光屏蔽层；在光屏蔽层上形成绝缘层；在绝缘层上形成微反 射镜层，所述微反射镜层、绝缘层和光屏蔽层构成电容器，所述微反射镜层 与金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接，所述光屏蔽层接地。图2A至2K给出本专利技术硅基液晶显示器单元制造方法的结构示意图，下 面结合附图对本专利技术的具体实施方式做一详细的说明。参考图2A所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基液晶显示器单元，包括带有像素开关电路层的硅基片，所述像素开关电路层包括一个金属－氧化物－半导体场效应管和与金属－氧化物－半导体场效应管的源端串联的第一电容器；位于像素开关电路层上的光屏蔽层；位于光屏蔽层上的绝缘层；位于绝缘层上的微反射镜层，所述微反射镜层、绝缘层和光屏蔽层构成第二电容器，所述微反射镜层与金属－氧化物－半导体场效应管的源端相电连接，其特征在于：所述光屏蔽层接地。

【技术特征摘要】
1.一种硅基液晶显示器单元，包括带有像素开关电路层的硅基片，所述像素开关电路层包括一个金属-氧化物-半导体场效应管和与金属-氧化物-半导体场效应管的源端串联的第一电容器；位于像素开关电路层上的光屏蔽层；位于光屏蔽层上的绝缘层；位于绝缘层上的微反射镜层，所述微反射镜层、绝缘层和光屏蔽层构成第二电容器，所述微反射镜层与金属-氧化物-半导体场效应管的源端相电连接，其特征在于所述光屏蔽层接地。2. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述光屏蔽层 中还形成有与光屏蔽层隔绝的连接镜面垫层，所述连接镜面塾层和金属-氧化物_半导体场效应管的源端相电连接。3. 根据权利要求1或2所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述绝缘 层还形成有开口，所述开口内填充有导电材料，所述开口内填充的导电材 料把微反射镜层和连接镜面垫层相电连接。4. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述光屏蔽层 通过像素开关电路层的通孔和接地垫层相电连接，所述接地垫层接地。5. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述绝缘层厚度范围为100至ioooA。6. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述绝缘层为 所述绝缘层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、氧化铪、氧化铝、氧化锆或者 它们的组合。7. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述微反射镜8. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示器单元，其特征在于所述光屏蔽层 为金属钛、氮化钛、铝铜合金、氮化钛或它们的组合构成。9. 一种硅基液晶显示器单元的形成方法，包括形成在硅基片上的像素...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，蒲贤勇，毛剑宏，陈轶群，傅静，洪中山，向阳辉，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]