[發明專利]硅基液晶器件及其制造方法

有效

• 申請號: 200810040294.5
• 申請日: 2008-07-03
• 公開（公告）號: CN101620347A
• 公開（公告）日: 2010-01-06
• 發明（設計）人: 黃河;李衛民;李海艇;任自如;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;H01L21/84
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 徐 謙;楊紅梅

技術領域

本發明涉及用于電子器件制造的集成電路及其加工。特別地，本發明提供了一種用于制造硅基液晶(LCOS)顯示器件的電容器結構的方法。但是應該認識到，本發明的適用范圍要廣泛得多。

背景技術

近年來，電子顯示技術得到了迅速發展。從初期開始，陰極射線管技術，通常稱為CRT，將選定的像素單元輸出到傳統電視機的玻璃屏上。這些電視機最初輸出黑白的運動圖像。彩色電視機很快就取代了如果不是全部也是大多數的黑白電視機。盡管CRT非常成功，但是它通常體積龐大，難以做得更大，并且還有其他局限性。

液晶面板顯示器很快至少是部分地取代了CRT。這些通常稱為LCD的液晶面板顯示器采用耦合于液晶材料的晶體管單元陣列和濾色器，從而輸出彩色的運動圖像。許多計算機終端和小型的顯示設備通常依賴于LCD來輸出視頻、文本和其他可視特征。遺憾的是，液晶面板的成品率通常比較低，且難以擴大到較大的尺寸。這些LCD通常不適用于電視機等所需要的大型顯示器。

因此，投影顯示設備得到了發展。除了別的以外，這些投影顯示設備包括對應的液晶顯示器，其將光從選定的像素單元通過透鏡輸出到較大的顯示器上，從而產生運動畫面、文本和其他可視圖像。另一種技術稱為“數字光處理”(DLP)，其是來自Texas?Instruments?Incorporated(TI)，Texas，USA的商業名稱。DLP通常稱作“微鏡”使用。DLP依賴于幾十萬個微小的鏡子，這些鏡子排成800行，每行600個。每個鏡子都裝有鉸鏈。每個鉸鏈都附連有致動器。致動器通常為能夠以高頻使每個鏡子傾斜的靜電能量。運動的鏡子可以調節可透過透鏡然后顯示在屏上的光。盡管DLP非常成功，但是它通常難以制造且成品率低，等等。

還有另外一種技術稱為LCOS，其采用鏡子和液晶。LCOS采用施加于反射鏡襯底的液晶。隨著液晶的“打開”或“關閉”，光被反射或被阻擋，這樣就可以調節光，從而產生顯示圖像。通常，至少有三個LCOS芯片，每個芯片對應于紅色、綠色和藍色通道中的光。然而，LCOS有很多局限性。僅僅作為一個示例，LOCS通常很難制造。另外，LCOS至少需要三個芯片，這會使得投影儀體積龐大且笨重，并且導致成本較高。所以，LCOS不適用于便攜式投影儀。

從上可以看出，需要一種改進的技術來加工器件。

發明內容

根據本發明，提供了用于電子器件制造的集成電路加工技術。特別地，本發明提供了一種用于制造硅基液晶(LCOS)顯示器件的電容器結構的方法。但是應該認識到，本發明的適用范圍要廣泛得多。

作為附加的背景信息，我們發現傳統的LCOS背板COMS驅動器通常在單位顯示像素中采用至少以下元件(見圖1)：1)高壓(HV)MOS選擇晶體管101，其包括行105、列103和輸出107；2)多晶硅-絕緣體-多晶硅(PIP)電容器，其包括電極112、115，耦合于地117和線111；3)鋁頂部金屬電極109，也作為入射光的反射器；以及4)頂部金屬電極(TM)的后續金屬光屏蔽物；這些元件中的每個結合光/蝕刻加工的一個或兩個掩膜層單獨操作，以獲得其被賦予的但是有限的功能性。同時，因為為了獲得更佳的反射性，鋁(Al)頂部金屬變得甚至更薄，但是也使得將頂部金屬用作焊盤(bonding?pad)變得更不可行，所以通常需要額外的鈍化蝕刻，將焊盤開放下至較厚的后續金屬層來進行芯片焊接。應該有余地來提高全面利用有限的層堆疊的效率，同時提高甚至最大化LCOS背板驅動器芯片的性能從而進一步提高性價比。本發明已經克服了這些及其他局限性中的至少一部分和/或全部。

在一個具體的實施例中，本發明提供了一種LCOS器件。所述器件具有半導體襯底，例如硅襯底。所述器件具有在所述半導體襯底內形成的晶體管。所述晶體管具有第一節點、第二節點和行節點。第一電容器結構耦合于所述晶體管。所述第一電容器結構包括耦合于所述晶體管的第二節點的第一多晶硅層。所述第一電容器結構還具有覆蓋在所述第一多晶硅層上的第一電容器絕緣層和覆蓋在所述絕緣層上的第二多晶硅層。所述第二多晶硅層耦合于參考電勢，例如地。所述器件具有耦合于所述晶體管的第二電容器結構。所述第二電容器結構具有耦合于所述參考電勢的第一金屬層、第二電容器絕緣層以及耦合于所述晶體管的第二節點的第二金屬層。像素電極包括所述第二金屬層。所述像素電極耦合于所述晶體管的第二節點。鏡面位于所述像素電極上。所述器件具有由所述第一金屬層的一部分形成的光屏蔽層。