硅基液晶显示器件及其制造和检测方法技术

本发明专利技术公开了一种硅基液晶显示器件及其制造和检测方法，该器件在ＣＭＯＳ基板内部对应每一像素单元增加了一ＭＯＳ晶体管（４０１）以输出测试信号，并通过在工艺制造过程中在晶片表面覆盖一层辅助金属层（５０２），再对该金属层与表面的反射电极（１１１）间形成的电容进行充、放电测试，实现了对ＣＭＯＳ基板整体结构的检测，提高了生产效率，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
，特别涉及一种。
技术介绍
近年来，液晶显示技术在显示质量、大尺寸和高解析度方面都得到了迅速的发展。其中，硅基液晶(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)是一种新型的反射式液晶显示装置，作为传统的LCD技术的延伸，它将LCD显示板的底板变成了和通常集成电路使用的基板一样的硅材料，并采用CMOS工艺制造，一方面极大地降低了生产成本，另一方面可实现将驱动晶体管线路制作的非常纤细，发展空间也非常大。同时因其采用反射式设计，可实现高密度、高分辨率、高亮度显示。LCOS技术结合了CMOS工艺，其将有源像素矩阵直接制作在硅衬底上，因而具有尺寸小和高分辨率的特性，并在驱动电路制成后，再镀上一层金属层制为反射电极就形成了CMOS基板，然后将该CMOS基板与含有透明电极的玻璃基板贴合，灌入液晶，进行封装，就形成了反射式液晶显示装置。LCOS的CMOS基板由多个像素单元组成，图1A和1B所示是现有技术中单个LCOS像素单元的结构剖面图及等效电路图。如图1A所示，LCOS像素单元的结构可以分为驱动电路部分100和反射电极部分110。结合图1B的等效电路图所示，驱动电路部分100包括硅衬底130、CMOS开关101、102和存储器103；在其上形成的反射电极部分110可分为具有反射功能的金属电极层111、为防止强光照射沟道而设置的金属挡光层113，以及金属间介质层(IMD，Inter MetalDielectric)112，另外，还可以通过在各层之间设置通孔120对各层结构进行连接。图中所示的驱动电路100是静态SRAM驱动电路。图2所示为现有技术中LCOS显示器件的示意图，如图2所示，其包括位于器件中部的多个像素单元201；数据电路202；在各个像素单元与数据电路间相联的多条数据线203；控制电路204；在各个像素单元与控制电路间相联的多条扫描控制线205。通过扫描控制线和数据线，可以在各像素单元的SRAM存储电路中依次写入数据，实现对各像素单元的驱动。对于液晶显示，显示器件的成品率要求很高，要求每一像素单元均能正常工作，才能成为合格产品。而CMOS基板在其制造过程中可能会有缺陷产生，如驱动电路的短路、数据线或控制线的短路或断路、反射电极的缺陷等等，这些都将导致最终液晶的不正常显示。如果这些缺陷是在CMOS基板与玻璃基板相贴合，并灌入液晶，进行封装的后续工艺完成后，才通过对液晶显示图像的检查发现的，则只能对该产品进行报废处理，这就大大地增加了生产成本，降低了生产效率。而且，当封装后的样品工作不正常时，其原因既可能是在前面的CMOS工艺中产生了缺陷，也可能是在后步工艺中出现了问题，若只对封装后的产品进行测试，则通过测试结果确定工艺问题的难度较大，这不利于工艺问题的快速解决，降低了验证工艺的效率。因而从生产成本和效率两个角度来看，在进入后步工艺之前，最好加入对CMOS基板质量进行检测的步骤。公开号为US6795046B2的美国专利公开了一种可对LCD或LCOS像素单元驱动电路的缺陷进行测试的器件结构，图3所示为采用该方法的显示器件结构示意图。如图3所示，该方法通过在CMOS基板上嵌入专门的测试电路301，实现了对CMOS基板驱动电路部分的缺陷检测。但是采用该方法只能实现对如图1A和1B中所示的驱动电路部分100进行检测，对于反射电极部分110中的缺陷则无法检测。也就是说，实际上该技术中只能对CMOS基板上50％的电路部分进行检测，这样是无法保证进入后步工艺中的所有基板都是可用的，因而时常会出现像素单元通过了对其驱动电路部分的检测，但因其反射电极及连接部分存在缺陷，仍然导致了其所在的LCOS显示器件在封装后无法正常显示而报废的情况。为此希望能够在进行后续工艺之前，实现对CMOS基板结构的100％缺陷检测。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种，该器件采用了新的器件结构，并通过对器件制造过程进行改进，实现了对CMOS基板整体结构的缺陷检测。为达到上述目的，本专利技术提供的一种硅基液晶显示器件，该器件的每一像素单元包括反射电极部分和与其相连的驱动电路部分，该显示器件的每一像素单元中具有一MOS晶体管，该MOS晶体管的栅极接至对应像素单元的反射电极处，漏极和源极分别接至所述电路部分的VDD信号端和输出信号端。其中，所述的MOS晶体管是NMOS晶体管或PMOS晶体管。其中，所述的MOS晶体管的漏极和源极分别接至所述电路部分的VDD信号端和输出信号端是利用器件电路设计中原有的线路实现。本专利技术还提供了具有相同或相应技术特征的一种硅基液晶显示器件的制造方法，包括在硅衬底上形成驱动电路部分，其中包括一MOS晶体管；在所述的驱动电路上沉积一金属层；刻蚀所述的金属层形成反射电极，并在所述反射电极上沉积介质层；在所述的介质层上沉积一辅助金属层，与所述的反射电极一起形成电容；刻蚀所述金属层和介质层以暴露下层电极接触点；检测显示器件；去除所述的辅助金属层；刻蚀剩余部分的介质层以露出所述反射电极。其中，所述的检测显示器件的步骤还进一步包括将所述的辅助金属层接至地，依次在各像素单元中写入数据，由反射电极处输出测试信号。其中，所述检测显示器件的步骤还进一步包括将所述的辅助金属层接至地，依次在各像素单元中写入数据，在所述的MOS晶体管的源极和漏极分别接入高电平信号或输出测试信号。该测试信号是对所述的电容的充、放电检测结果。其中，所述的MOS晶体管可以是NMOS晶体管或PMOS晶体管。另外，在所述的去除辅助金属层步骤之前，还进一步包括沉积一保护层；在所述的去除辅助金属层步骤之后，也还进一步包括去除残留的保护层。其中，所述保护层是光刻胶、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或多晶硅中的一种。其中，所述的辅助金属层是铝、铜、钛、银、金或铂等导电金属中的一种，其厚度在1000到10000之间。本专利技术还提供了具有相同或相应技术特征的一种硅基液晶显示器件的检测方法，包括沉积辅助金属层，与反射电极一起形成电容；将所述辅助金属层接地； 依次在各像素单元中写入数据；检测由反射电极处输出的测试信号。其中，所述的由反射电极输出测试信号是指由反射电极处，经过一MOS晶体管输出测试信号，所述MOS晶体管的栅极接到反射电极处，漏极和源极分别接至所述硅基液晶显示器件电路部分的VDD信号端和输出信号端其中，所述的测试信号为所述电容的充、放电检测信号。其中，所述的辅助金属层是铝、铜、钛、银、金或铂等导电金属中的一种，其厚度在1000到10000之间。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点采用本专利技术提供的，在原有LCOS的CMOS基板内增加测试用的MOS晶体管，并在工艺制造过程中，通过在晶片表面覆盖一层辅助金属层，对该金属层与表面反射电极间形成的电容进行充、放电测试，实现了对LCOS技术的CMOS基板的所有结构的检测。本专利技术提供的器件及其制造和检测方法，不仅结构简单，实现方便，还保证了到达后步工艺的CMOS基板的高合格率，降低了生产成本，提高了生产效率。另外，本专利技术提供的检验方法，也使得对工艺问题的分析更为方便可靠，提高了工艺验证的效率。附图说明图1A和1B为现有技术中单个LCOS像素单元的结构剖面图及等效电路图；图2为现有技术中LC本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硅基液晶显示器件，该器件的每一像素单元包括反射电极部分和与其相连的驱动电路部分，其特征在于：每一像素单元中具有一ＭＯＳ晶体管，该ＭＯＳ晶体管的栅极接至对应像素单元的反射电极处，漏极和源极分别接至所述电路部分的ＶＤＤ信号端和输出信号端。

【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]