硅基液晶显示芯片基板的制造及检测方法技术

一种硅基液晶显示芯片基板的制造及晶圆级检测方法，包括：首先，形成一辅助金属层；然后，形成像素辅助电容；随后，获得检测数据并分析检测数据，检测出ＬＣＯＳ基板缺陷；最后，移除所述辅助金属层。所述辅助金属层涵盖ＬＣＯＳ基板内全部像素单元基板。利用本发明专利技术方法可检测ＬＣＯＳ基板缺陷，且不改变ＬＣＯＳ结构及性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，特别涉及一种硅基液晶显示芯片基板的制 造及检测方法。
技术介绍
硅基液晶显示芯片(liquid crystal on s i 1 icon, LC0S )由于具有体积 小、开口率高以及光利用效率高等传统液晶显示器(liquid crystal display, LCD)无法比拟的优点，而逐渐引起业界的重视。LCOS作为一种反射式矩阵液晶显示器件，通过利用反射光，并在一个信 号扫描周期内顺序驱动其所包含的呈矩阵排列的复数个独立显示单元而实现 液晶显示；通常，其独立显示单元称为像素单元。图1为LC0S像素单元结构示意图，如图1所示，LCOS像素单元IOO包含像素 驱动单元lll，其中包括一存储电容器(以下简称像素电容)和一个起开关作 用的晶体管(MOSFET,以下筒称像素开关)。在像素驱动单元lll上形成有像 素驱动电极113。像素驱动电极113与像素驱动单元111之间具有介电层112; 利用通孔117顺序连接像素驱动单元111、介电层112及像素驱动电极113形成 像素单元基板11Q。复数个像素单元基板11G呈矩阵排列构成LC0S基板；将LCOS 基板与导电玻璃基板130贴合，形成腔体并在腔体内灌注液晶120后，形成 LCOS。图2为现有技术中LC0S基板检测原理示意图。如图2所示，图中虚线框部 分为图1中所示的LCOS像素单元基板110的等效电路(以下简称像素单元驱动 电路114)。像素单元驱动电路114包括像素开关115、像素电容116及像素驱动 电极113 。像素开关115为金属-氧化物-半导体场效应晶体管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET);其具有 与像素电容116的 一个极板连接的源极，以及连接行扫描电3各2 00的行扫描线 201的栅极和连接列扫描电路210的列扫描线211的漏极。像素电容116的另一 个极板同公共电极连接或接地。像素开关115经由源极与像素电容116和像素 驱动电极113相连。LCOS通过行扫描电路200及行扫描线201对像素开关115的 栅极施加电压，使连接于行扫描线201的成行设置的像素开关115均处于导通 状态；在行扫描周期内，列扫描电路210顺序施加电压信号于列扫描线211,即将数据顺序写入系列像素单元基板110中，进而在像素电容116与像素开关图1所示，此时，像素驱动电极113响应电势与对应的导电玻璃基板处具有的 电势之间形成电势差，进而激活对应位置处的液晶。从而在一组行扫描线周期内对LCOS各像素单元写入数据，驱动相应像素单元，实现LCOS的显示。对LC0S基板的一企测通过4全测单元进行，此4企测单元与#皮测LC0S基板通过 列扫描线211连接。此检测单元包含顺序相连的检测开关2 30 、检测电容24 0及 检测器220。 LCOS基板性能正常时，列扫描线211应具有与写入数据对应电平 的电势，但当LCOS基板存在缺陷时，例如存在短路或绝缘性能下降时，同缺 陷处LCOS像素单元基板110相连的列扫描线211对应的电势电平将不再是标准 值，因此，通过检测器220检测列扫描线的电势电平，并同检测器220内预设 的标准电势电平比较，可对LCOS基板进行缺陷检测。图3为现有测试方法中LCOS像素单元基板检测范围示意图，如图3所示， LCOS像素单元基板110包括顺序连接的像素驱动单元111 、介电层112以及像素 驱动电极113;像素驱动单元111包括像素开关115、像素电容116及中间材料 层140;像素开关115经由介电层内通孔117与像素驱动电极113相连，通过连 接线118与像素电容116相连。由于工艺条件的限制，行、列扫描电路向像素 单元输入电压信号的行扫描线201和列扫描线211需经中间材料层中的连接孔 117接入像素驱动单元111,并通过中间材料层140和介电层中的连接孔117与 像素驱动电极113相连，而不能直接从像素驱动电极113处接入，致使利用现 有检测方法无法检测到包含像素驱动电极113和部分中间材料层140、介电层 112及其中的连接孔117部分存在的缺陷。若对具有缺陷的部分像素单元基板 进行灌注液晶操作，将导致生产成本的增加。公开号为"2003/0038651 Al"的美国专利申请中公开了 一种LCOS基板检 测方法，该方法在LCOS像素单元驱动电路的结构设计中加入一个像素驱动电 极数据读取晶体管(mirror read pass transistor, MRPT)，使得LCOS基板 检测可以检测到包括像素驱动电极在内的LCOS基板上层材料缺陷，但更改设计后的像素单元驱动电路结构复杂，易导致工艺的复杂化及生产成本的增加， 且复杂的像素单元驱动电路易使得具有相同功能的LCOS体积偏大，不符合器件小型化发展趋势的要求。因此，急需一种既可检测出LCOS基板缺陷又不改变基板结构的检测方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种硅基液晶显示芯片基板制造方法，包括形成硅基液晶显示芯片基板结构，其中，所述结构中包含复数个像素驱 动单元及其上介电层；在所述硅基液晶显示芯片基板结构上淀积一辅助金属层，形成具有复数 个像素辅助电容的硅基液晶显示芯片基板检测结构；刻蚀所述辅助金属层及复数个像素驱动单元上表面介电层，露出像素驱 动单元上表面；对刻蚀后的硅基液晶显示芯片基板检测结构进行测试；在测试后的硅基液晶显示芯片基板检测结构上沉积 一保护层；移除辅助金属层；移除驱动单元上表面介电层，形成硅基液晶显示芯片基板。所述辅助金属层材料可选用Al 、 Cu、 Ti等集成电路制造常用金属中的 一种；所述辅助金属层厚度为0. 1 ~ 1微米。本专利技术提供一种硅基液晶显示芯片基板检测方法，包括通过淀积一辅助金属层，形成具有复数个像素辅助电容的硅基液晶显示 芯片基板检测结构；；利用像素辅助电容，获得检测数据；分析检测数据，检测出硅基液晶显示芯片基板缺陷。所述辅助金属层覆盖硅基液晶显示芯片基板内全部像素单元基板；所述 辅助金属层材料为A1 、 Cu、 Ti等集成电路制造常用金属中的一种；所述辅助 金属层厚度为O. 1 ~ l微米；所述辅助金属层在完成检测后被移除；所述像素 辅助电容包含像素驱动电极和辅助金属层；所述像素辅助电容内像素驱动电 极存储正电荷；所述检测数据为像素驱动电极因存储正电荷而具有的高电势 在所述像素驱动单元内形成电势分布的变化规律；所述像素驱动电极存储的 正电荷经由向所述像素驱动单元施加扫描信号电压及向辅助金属层施加负高 压获得；所述扫描信号电压为零电压或任意合理低电压值；所述负高压值根 据待测像素单元具有的电容值及像素驱动单元内电势分布的峰值电压推算；所述像素单元具有的电容值为像素单元内的像素电容、像素单元内各组成部 分间的寄生电容和与待测像素单元相关的像素单元间的寄生电容的总和。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1. 首次实现可保持LCOS芯片原有结构及性能的整体电路电学测试，包括 外围控制电路及象素阵列的电学测试。2. 通过引入辅助金属层形成测试辅助结构改进测试的检测范围，可在 LCOS制造完成前检测出包括像素驱动电极等上层材料缺陷在内的LCOS基板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基液晶显示芯片基板制造方法，其特征在于，包括：形成硅基液晶显示芯片基板结构，其中，所述结构中包含复数个像素驱动单元及其上介电层；在所述硅基液晶显示芯片基板结构上淀积一辅助金属层，形成具有复数个像素辅助电容的硅基液晶显示 芯片基板检测结构；刻蚀所述辅助金属层及复数个像素驱动单元上表面介电层，露出像素驱动单元上表面；对刻蚀后的硅基液晶显示芯片基板检测结构进行测试；在测试后的硅基液晶显示芯片基板检测结构上沉积一保护层；移除辅助金属 层；移除驱动单元上表面介电层，形成硅基液晶显示芯片基板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，蒲贤勇，毛剑宏，
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]