[發明專利]硅基液晶顯示器件及其制造和檢測方法

有效

• 申請號: 200610027586.6
• 申請日: 2006-06-12
• 公開（公告）號: CN101089677A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 黃河;蒲賢勇;毛劍宏
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G02F1/13
• 分類號: G02F1/13;H01L21/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種硅基液晶顯示器件及其制造和檢測方法。

背景技術

近年來，液晶顯示技術在顯示質量、大尺寸和高解析度方面都得到了迅速的發展。其中，硅基液晶(LCOS，Liquid?Crystal?on?Silicon)是一種新型的反射式液晶顯示裝置，作為傳統的LCD技術的延伸，它將LCD顯示板的底板變成了和通常集成電路使用的基板一樣的硅材料，并采用CMOS工藝制造，一方面極大地降低了生產成本，另一方面可實現將驅動晶體管線路制作的非常纖細，發展空間也非常大。同時因其采用反射式設計，可實現高密度、高分辨率、高亮度顯示。

LCOS技術結合了CMOS工藝，其將有源像素矩陣直接制作在硅襯底上，因而具有尺寸小和高分辨率的特性，并在驅動電路制成后，再鍍上一層金屬層制為反射電極就形成了CMOS基板，然后將該CMOS基板與含有透明電極的玻璃基板貼合，灌入液晶，進行封裝，就形成了反射式液晶顯示裝置。LCOS的CMOS基板由多個像素單元組成，圖1A和1B所示是現有技術中單個LCOS像素單元的結構剖面圖及等效電路圖。如圖1A所示，LCOS像素單元的結構可以分為驅動電路部分100和反射電極部分110。結合圖1B的等效電路圖所示，驅動電路部分100包括硅襯底130、CMOS開關101、102和存儲器103；在其上形成的反射電極部分110可分為具有反射功能的金屬電極層111、為防止強光照射溝道而設置的金屬擋光層113，以及金屬間介質層(IMD，Inter?MetaiDielectric)112，另外，還可以通過在各層之間設置通孔120對各層結構進行連接。圖中所示的驅動電路100是靜態SRAM驅動電路。

圖2所示為現有技術中LCOS顯示器件的示意圖，如圖2所示，其包括：位于器件中部的多個像素單元201；數據電路202；在各個像素單元與數據電路間相聯的多條數據線203；控制電路204；在各個像素單元與控制電路間相聯的多條掃描控制線205。通過掃描控制線和數據線，可以在各像素單元的SRAM存儲電路中依次寫入數據，實現對各像素單元的驅動。

對于液晶顯示，顯示器件的成品率要求很高，要求每一像素單元均能正常工作，才能成為合格產品。而CMOS基板在其制造過程中可能會有缺陷產生，如驅動電路的短路、數據線或控制線的短路或斷路、反射電極的缺陷等等，這些都將導致最終液晶的不正常顯示。如果這些缺陷是在CMOS基板與玻璃基板相貼合，并灌入液晶，進行封裝的后續工藝完成后，才通過對液晶顯示圖像的檢查發現的，則只能對該產品進行報廢處理，這就大大地增加了生產成本，降低了生產效率。而且，當封裝后的樣品工作不正常時，其原因既可能是在前面的CMOS工藝中產生了缺陷，也可能是在后步工藝中出現了問題，若只對封裝后的產品進行測試，則通過測試結果確定工藝問題的難度較大，這不利于工藝問題的快速解決，降低了驗證工藝的效率。因而從生產成本和效率兩個角度來看，在進入后步工藝之前，最好加入對CMOS基板質量進行檢測的步驟。

公開號為US6795046B2的美國專利公開了一種可對LCD或LCOS像素單元驅動電路的缺陷進行測試的器件結構，圖3所示為采用該方法的顯示器件結構示意圖。如圖3所示，該方法通過在CMOS基板上嵌入專門的測試電路301，實現了對CMOS基板驅動電路部分的缺陷檢測。但是采用該方法只能實現對如圖1A和1B中所示的驅動電路部分100進行檢測，對于反射電極部分110中的缺陷則無法檢測。也就是說，實際上該技術中只能對CMOS基板上50％的電路部分進行檢測，這樣是無法保證進入后步工藝中的所有基板都是可用的，因而時常會出現像素單元通過了對其驅動電路部分的檢測，但因其反射電極及連接部分存在缺陷，仍然導致了其所在的LCOS顯示器件在封裝后無法正常顯示而報廢的情況。為此希望能夠在進行后續工藝之前，實現對CMOS基板結構的100％缺陷檢測。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種硅基液晶顯示器件及其制造和檢測方法，該器件采用了新的器件結構，并通過對器件制造過程進行改進，實現了對CMOS基板整體結構的缺陷檢測。

為達到上述目的，本發明提供的一種硅基液晶顯示器件，該器件的每一像素單元包括反射電極部分和與其相連的驅動電路部分，該顯示器件的每一像素單元中具有一MOS晶體管，該MOS晶體管的柵極接至對應像素單元的反射電極處，漏極和源極分別接至所述電路部分的VDD信號端和輸出信號端。其中，所述的MOS晶體管是NMOS晶體管或PMOS晶體管。