硅基液晶器件及其制作方法技术

一种硅基液晶器件及其制作方法。所述硅基液晶器件包括：半导体衬底，自下而上依次位于半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用MOS晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中：所述第二极板与反射电极为同一极板，与开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。本发明专利技术的硅基液晶器件的存储电容器上极板同作为反射电极使用，这有效简化了器件结构，降低了工艺复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体
，具体而言，本专利技术涉及一种。
技术介绍
近年来，电子显示技术得到了迅速的发展，传统技术的阴极射线管显示器已逐渐被例如液晶显示器(LCD)的新型显示设备所取代。许多计算机终端以及小型的便携数码产品均依赖于液晶显示器来输出视频、文本等内容。但遗憾的是，液晶面板的成品率较低，特别是大尺寸的液晶面板制作仍较为困难，生产成本较高。除了液晶显示器，其他形式的显示技术也得到了长足的发展，例如投影显示设备。 这种投影显示设备内置有液晶显示模块，其通过透镜将液晶显示模块中的特定像素单元投影到较大的显示屏上，进而显示运动画面、文本等内容。此外，还有一种称为“数字光处理”(DLP)的显示技术也得到了广泛的应用。所述 DLP显示技术又被称为“微镜”技术，其核心器件是一个包含有由几十万个微镜组成的微镜阵列，所述微镜阵列以固定数目的行、列排列，例如800行、600列的微镜阵列。所述微镜阵列中的每个微镜单元都连接有铰链结构，以及对应的驱动器。在与所述铰链结构连接的执行器的静电驱动作用下，对应的微镜以较高频率进行倾斜运动。而所述微镜的倾斜运动可以调节透过透镜的光线，最终影响显示屏上的光强变化。尽管DLP技术相当成功，但其仍存在成品率较低等诸多问题。与此同时，另一种新型液晶显示技术硅基液晶(LCOS，Liquid Cristal onSilicon)器件则由于生产成本及工艺的优势，得到了较为广泛的研究。所述硅基液晶器件是一种反射式液晶显示装置，其采用与常规集成电路相同的硅基衬底来制作液晶面板， 并利用类似CMOS工艺的技术制作具体的器件结构，这一方面降低了生产成本，另一方面还可以实现显示器件与驱动电路的集成，从而实现高密度及高分辨率的显示面板。现有技术的硅基液晶显示芯片像素单元由开关晶体管、存储电容器及反射电极构成。其中，所述存储电容器的两个极板分别由半导体衬底中的有源区及半导体衬底上的多晶硅层构成，而反射电极由沉积在所述存储电容器上的金属薄膜构成。这种存储电容器与反射电极分开制作的结构工艺复杂。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种，所述硅基液晶器件中，存储电容器上极板同时作为反射电极使用，这有效简化了器件结构，降低了制作工艺的复杂度。为解决上述问题，本专利技术提供了一种硅基液晶器件，包括半导体衬底，自下而上依次位于所述半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用MOS晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中所述第二极板与反射电极为同一极板，并与所述开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。相应的，本专利技术还提供了一种硅基液晶器件的制作方法，包括提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成开关晶体管，所述开关晶体管包括栅极、栅极两侧半导体衬底中的源极与漏极；在所述开关晶体管上形成存储电容器，所述存储电容器自下而上依次包括第一极板、第三介电层以及第二极板，所述第二极板与源极相连，所述第二极板上表面为反射镜面结构；在所述第二极板上依次形成液晶薄膜与透明电极。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点1.存储电容器与反射电极共用同一金属极板，有效简化了器件结构；2.采用互连结构的制作工艺制作所述硅基液晶器件的存储电容器及反射电极，利于与现有工艺集成。附图说明图1是本专利技术的硅基液晶器件一个实施例的剖面结构示意图。图2是本专利技术的硅基液晶器件一个实施例的等效电路示意图。图3是本专利技术的硅基液晶器件制作方法一个实施例的流程图。图4至图13是本专利技术的硅基液晶器件制作方法一个实施例的剖面结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。正如
技术介绍
部分所述，现有技术硅基液晶器件的存储电容器采用多晶硅层作为导电极板，所述多晶硅层的反射率较低，不能作为反射电极使用，必须在所述多晶硅层上继续淀积金属材料，以所述金属材料作为反射外界光线的反射电极使用。这种存储电容器与反射电极分开制作的结构复杂，不利于工艺集成。本专利技术的专利技术人发现，对于所述存储电容器，如果采用反射率较高的金属材料而非多晶硅层作为该存储电容器的上极板，那么，这种反射率较高的金属极板可以同时作为反射电极使用，这大大简化了器件结构。而对于所述金属极板，可以采用类似集成电路互连结构制作工艺中金属层的制作方法来进行加工，从而实现了与现有工艺的兼容，降低了制作成本。图1是本专利技术的硅基液晶器件一个实施例的剖面结构示意图。如图1所示，本专利技术的硅基液晶器件一个实施例包括半导体衬底101，半导体衬底101上的栅极102，所述栅极102两侧半导体衬底101中的漏极103及源极105，所述漏极103、源极105以及栅极102共同构成了开关晶体管，所述开关晶体管用于控制硅基液晶器件的数据输入状态。所述半导体衬底101及栅极102上形成有第一介电层111，所述第一介电层111上形成有位线108，所述位线108位于漏极103上方，通过第一介电层111中的第一插塞107 与漏极103相连。所述位线108作为硅基液晶器件的数据输入端，用于接收数据信号。所述第一介电层111及位线108上依次形成有第二介电层113、第一极板117、第三介电层114以及第二极板115。其中，所述第一极板117、第二极板115以及其间的第三介电层114共同构成了存储电容器，所述第一极板117与公共电压端相连，例如所述公共电压端为地电位(图中未示出)。在具体实施例中，所述存储电容器的电容值为50飞法至90 飞法(Fempto Farads)。所述第一介电层111、第二介电层113以及第三介电层114中形成有第二插塞 109，所述第二插塞109的一端与源极105相连，另一端与第二极板115的下表面相连，同时，所述第二插塞109与第一极板117通过第三介电层114隔离。所述第二插塞109将开关晶体管接收的数据信号提供给存储电容器。所述第二极板115的上表面为光滑的反射镜面116，所述反射镜面116不包含有化学机械抛光工艺形成的下陷及划痕，具备较高的反射率，用于反射入射光线。在具体实施例中，所述第二极板115采用金属材料构成，包括铝、银等，厚度为2000埃至4000埃。在所述第二极板115上还依次形成有液晶薄膜119、透明电极121以及玻璃极板 123。所述透明电极121、液晶薄膜119与第二极板115共同构成了反射控制结构，其中，所述透明电极121与公共电压端相连。所述玻璃极板123用于封闭并保护所述硅基液晶器件的内部结构。图2是本专利技术的硅基液晶器件一个实施例的等效电路示意图。如图2所示，所述硅基液晶器件的等效电路包括开关晶体管201、存储电容器203 以及反射控制结构205。其中，所述开关晶体管201的栅极与字线207相连，所述字线207的信号用于确定开关晶体管201的开关状态；所述开关晶体管201的漏极与位线209相连，用于接收数据信号。所述存储电容器20本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种硅基液晶器件，其特征在于，包括：半导体衬底，自下而上依次位于所述半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用ＭＯＳ晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中：所述第二极板与反射电极为同一极板，并与所述开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，李卫民，
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