[發(fā)明專利]改善微反射鏡間介質(zhì)層缺陷及制作硅基液晶顯示器的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710041356.X
• 申請日: 2007-05-28
• 公開（公告）號: CN101315502A
• 公開（公告）日: 2008-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向陽輝;曾賢成
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: G02F1/1362
• 分類號: G02F1/1362;C23C16/513;C23C16/52;C23C16/448
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硅基液晶(LCOS)顯示器的制作方法，特別涉及改善微反射鏡間介質(zhì)層缺陷的方法。

背景技術(shù)

近幾年來，在液晶(LCD)業(yè)界出現(xiàn)了許多新技術(shù)，其中較熱門的技術(shù)是硅基液晶顯示器(LCOS，Liquid?Crystal?on?Silicon)技術(shù)。LCOS(LiquidCrystal?on?Silicon)屬于新型的反射式micro?LCD投影技術(shù)，其結(jié)構(gòu)是在硅基片上長電晶體，利用半導(dǎo)體工藝制作驅(qū)動面板(又稱為CMOS-LCD)，然后在電晶體上透過研磨技術(shù)磨平，并鍍上鋁當(dāng)作微反射鏡，形成CMOS基板，然后將CMOS基板與含有透明電極之上玻璃基板貼合，再抽入液晶，進(jìn)行封裝測試。

與傳統(tǒng)的LCD及數(shù)字光學(xué)工藝(DLP，Digital?Light?Processing)技術(shù)相比，LCOS具有下列技術(shù)優(yōu)勢：a.光利用效率高：LCOS與LCD技術(shù)類似，主要的差別就是LCOS屬反射式成像，所以光利用效率可達(dá)40％以上，與DLP相當(dāng)，而穿透式LCD僅有3％左右；b.體積小：LCOS可將驅(qū)動IC等外圍線路完全整合至CMOS基板上，減少外圍IC的數(shù)目及封裝成本，并使體積縮小；c.分辨率高：由于LCOS的晶體管及驅(qū)動線路都制作于硅基片內(nèi)，位于反射面之下，不占表面面積，所以僅有像素間隙占用開口面積，不像穿透式LCD的薄膜晶體管(TFT，Thin?Film?Transistor)及導(dǎo)線皆占用開口面積，故LCOS不論分辨率或開口率都會比穿透式LCD高；d.制造技術(shù)較成熟：LCOS的制作可分為前道的半導(dǎo)體CMOS制造及后道的液晶面板貼合封裝制造。前道的半導(dǎo)體CMOS制造已有成熟的設(shè)計(jì)、仿真、制作及測試技術(shù)，所以目前良率已可達(dá)90％以上，成本極為低廉；至于后道的液晶面板貼合封裝制造，雖然目前的良率只有30％，但由于液晶面板制造已發(fā)展得相當(dāng)成熟，理論上其良率提升速率應(yīng)遠(yuǎn)高于數(shù)字微鏡芯片(DMD，Digital?Micromirror?Device)，所以LCOS應(yīng)比DLP更有機(jī)會成為技術(shù)的主流。因此LCOS技術(shù)在數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)、投影機(jī)外、監(jiān)視器、大尺寸電視、移動電話等應(yīng)用市場，都深具發(fā)展?jié)摿Α?/p>

現(xiàn)有硅基液晶顯示器微反射鏡的制作方法，如圖1所示，在包含驅(qū)動電路等結(jié)構(gòu)的硅基底101上用濺射方法形成金屬層102，其中金屬層的材料為鋁銅合金(銅含量為0.5％)；在金屬層102上涂覆光阻層104，對光阻層104進(jìn)行曝光及顯影處理，形成開口圖形107。

如圖2所示，以光阻層104為掩膜，蝕刻金屬層102，形成溝槽105。

如圖3所示，先對光阻層104進(jìn)行灰化處理；再用堿性溶液進(jìn)一步去除灰化后殘留的光阻層104；用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法在金屬層102上形成介質(zhì)層106，用于器件間的隔離，并且將介質(zhì)層106填滿溝槽105，由于介質(zhì)層106沉積于金屬層102上和填滿溝槽105后的高度不一致，因此介質(zhì)層106在溝槽105處有開口110，由于高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法的偏壓強(qiáng)為2200W～2800W，使開口110的高寬比也不夠大，即開口110寬度不夠大，為10000埃～13000埃，同時；用旋涂法在介質(zhì)層106上形成光阻層111，由于光阻層111的流動性能要比介質(zhì)層106好，從而在溝槽105內(nèi)形成光阻層要比介質(zhì)層上形成的厚，同時由于蝕刻介質(zhì)層106和蝕刻光阻層111的選擇比不同，這樣在后續(xù)蝕刻工藝中，溝槽105與介質(zhì)層106界面處，不會因?yàn)楸煌耆g刻而造成凹陷。

如圖4所示，對光阻層111和介質(zhì)層106進(jìn)行等離子體化學(xué)蝕刻，形成微反射鏡108陣列，由于蝕刻介質(zhì)層106速率和蝕刻光阻層111的蝕刻速率不同，同時開口110寬度不夠大，蝕刻后使與溝槽105相鄰的金屬層102上殘留介質(zhì)層側(cè)墻109。

在如下中國專利申請200310122960還可以發(fā)現(xiàn)更多與上述技術(shù)方案相關(guān)的信息，用高密度等離子體化學(xué)氣相沉積絕緣介層填充滿溝槽。

如圖5所示，用電子掃描顯微鏡(SEM)在放大倍數(shù)為100000倍時觀察微反射鏡面，由于蝕刻介質(zhì)層的速率和蝕刻光阻層的速率不同，同時沉積介質(zhì)層時，溝槽內(nèi)的介質(zhì)層比金屬層上的介質(zhì)層低，因此在溝槽上出現(xiàn)開口，由于高密度等離子體化學(xué)氣相沉積法的偏壓為2200W～2800W時，在溝槽內(nèi)沉積介質(zhì)層形成的開口高寬比不夠大，即開口寬度不夠大，蝕刻后使與溝槽相接的金屬層上殘留介質(zhì)層側(cè)墻(橢圓內(nèi)所示)。

現(xiàn)有技術(shù)由于與溝槽相接的金屬層上殘留介質(zhì)層側(cè)墻，使微反射鏡面產(chǎn)生漫反射，降低了微反射鏡的反射率，進(jìn)而影響微反射鏡的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容