[發明專利]電容器、硅基液晶顯示器及制作方法

有效

• 申請號: 200710046497.0
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101398578A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 劉偉;傅靜;毛劍宏;韓軼男
• 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: G02F1/1362
• 分類號: G02F1/1362;H01L21/02
• 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

本發明涉及硅基液晶(LCOS，Liquid?Crystal?On?Silicon)顯示器及其制作方法，特別涉及在制作硅基液晶顯示器的過程中，電容器及其制作方法。

背景技術

近幾年來，在液晶(LC)業界出現了許多新技術，其中較熱門的技術是硅基液晶顯示器技術。LCOS屬于新型的反射式micro?LCD投影技術，其結構是在硅基片上長電晶體，利用半導體工藝制作驅動面板(又稱為CMOS-LCD)，然后在電晶體上透過研磨技術磨平，并鍍上鋁當作微反射鏡，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，進行封裝測試。

與傳統的液晶顯示器(LCD)及數字光學工藝(DLP，Digital?LightProcessing)技術相比，LCOS具有下列技術優勢：a.光利用效率高：LCOS與LCD技術類似，主要的差別就是LCOS屬反射式成像，所以光利用效率可達40％以上，與DLP相當，而穿透式LCD僅有3％左右；b.體積小：LCOS可將驅動IC等外圍線路完全整合至CMOS基板上，減少外圍IC的數目及封裝成本，并使體積縮小；c.分辨率高：由于LCOS的晶體管及驅動線路都制作于半導體基底內，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.制造技術較成熟：LCOS的制作可分為前道的半導體CMOS制造及后道的液晶面板貼合封裝制造。前道的半導體CMOS制造已有成熟的設計、仿真、制作及測試技術，所以目前良率已可達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展得相當成熟，理論上其良率提升速率應遠高于數字微鏡芯片(DMD，digitalmicromirror?device)，所以LCOS應比DLP更有機會成為技術的主流。因此LCOS技術在數碼相機、數碼攝像機、投影機外、監視器、大尺寸電視、移動電話等應用市場，都深具發展潛力。

LCOS技術中每個像素開關電路由一個MOSFET和一個電容組成，在常規工藝中，電容占整個像素面積的一半，但是隨著電路面積的減小，電容面積縮小，這在實際使用中會增加刷新頻率。為了增大電容，專利號為6437839的美國專利公開了一種具有多個電容的LCOS像素。其中硅基液晶顯示器中金屬-絕緣層-金屬電容器的制作方法，如圖1所示，在包含像素開關層等結構的半導體基底100上形成第一金屬層；在第一金屬層上采用光刻技術形成圖案化第一光阻層(圖未示)；以第一光阻層為掩膜，采用蝕刻技術在第一金屬層中形成島狀的連接鏡面墊層103和光屏蔽層102a，形成所述光屏蔽層102a的目的是防止漏光進入半導體基底100中的電路器件，則影響電路性能以及壽命，因此需要專門用一層金屬來遮光。所述連接鏡面墊層103和光屏蔽層102a之間的填充間隙103a使得連接鏡面墊層103和光屏蔽層102a相互絕緣隔離，所述連接鏡面墊層103通過導電插塞與半導體基底100的像素開關層連接。

如圖2所示，去除第一光阻層；在光屏蔽層102a、連接鏡面墊層103上以及間隙103a內采用高密度等離子體化學氣相沉積技術形成氧化硅層104；用化學機械研磨法平坦化氧化硅層104至露出光屏蔽層102a、連接鏡面墊層103，氧化硅層104用于光屏蔽層102a和連接鏡面墊層103之間的隔離；在光屏蔽層102a、連接鏡面墊層102和填充在間隙103a內的氧化硅層104的表面上形成絕緣層106；在絕緣層106上形成圖案化第二光阻層(圖未示)；以第二光阻層為掩膜，用等離子蝕刻法蝕刻絕緣層106，形成開口107，所述開口107暴露出部分連接鏡面墊層103。

如圖3所示，在絕緣層106以及開口107內形成第二金屬層，所述開口107內填充的金屬材料把第二金屬層和連接鏡面墊層103相電連接，所述第二金屬層采用反射率比較大的金屬材料，可以為鋁、銅以及它們形成的合金；平坦化第二金屬層，形成微反射鏡面108a，其中光屏蔽層102a、絕緣層106與微反反射鏡面108a構成了金屬-絕緣層-金屬電容器，光屏蔽層102a為電容器第一電極，微反射鏡面108a為電容器第二電極。

在如下中國專利申請200310122960還可以發現更多與上述技術方案相關的信息，由光屏蔽層、絕緣層與微反射鏡面構成了金屬-絕緣層-金屬電容器。