[发明专利]改善微反射镜间介质层缺陷及制作硅基液晶显示器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硅基液晶(LCOS)显示器的制作方法，特别涉及改善微反射镜间介质层缺陷的方法。

背景技术

近几年来，在液晶(LCD)业界出现了许多新技术，其中较热门的技术是硅基液晶显示器(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)技术。LCOS(LiquidCrystal on Silicon)属于新型的反射式micro LCD投影技术，其结构是在硅基片上长电晶体，利用半导体工艺制作驱动面板(又称为CMOS-LCD)，然后在电晶体上透过研磨技术磨平，并镀上铝当作微反射镜，形成CMOS基板，然后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再抽入液晶，进行封装测试。

与传统的LCD及数字光学工艺(DLP，Digital Light Processing)技术相比，LCOS具有下列技术优势：a.光利用效率高：LCOS与LCD技术类似，主要的差别就是LCOS属反射式成像，所以光利用效率可达40％以上，与DLP相当，而穿透式LCD仅有3％左右；b.体积小：LCOS可将驱动IC等外围线路完全整合至CMOS基板上，减少外围IC的数目及封装成本，并使体积缩小；c.分辨率高：由于LCOS的晶体管及驱动线路都制作于硅基片内，位于反射面之下，不占表面面积，所以仅有像素间隙占用开口面积，不像穿透式LCD的薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)及导线皆占用开口面积，故LCOS不论分辨率或开口率都会比穿透式LCD高；d.制造技术较成熟：LCOS的制作可分为前道的半导体CMOS制造及后道的液晶面板贴合封装制造。前道的半导体CMOS制造已有成熟的设计、仿真、制作及测试技术，所以目前良率已可达90％以上，成本极为低廉；至于后道的液晶面板贴合封装制造，虽然目前的良率只有30％，但由于液晶面板制造已发展得相当成熟，理论上其良率提升速率应远高于数字微镜芯片(DMD，Digital Micromirror Device)，所以LCOS应比DLP更有机会成为技术的主流。因此LCOS技术在数码相机、数码摄像机、投影机外、监视器、大尺寸电视、移动电话等应用市场，都深具发展潜力。

现有硅基液晶显示器微反射镜的制作方法，如图1所示，在包含驱动电路等结构的硅基底101上用溅射方法形成金属层102，其中金属层的材料为铝铜合金(铜含量为0.5％)；在金属层102上涂覆光阻层104，对光阻层104进行曝光及显影处理，形成开口图形107。

如图2所示，以光阻层104为掩膜，蚀刻金属层102，形成沟槽105。

如图3所示，先对光阻层104进行灰化处理；再用碱性溶液进一步去除灰化后残留的光阻层104；用高密度等离子体化学气相沉积法在金属层102上形成介质层106，用于器件间的隔离，并且将介质层106填满沟槽105，由于介质层106沉积于金属层102上和填满沟槽105后的高度不一致，因此介质层106在沟槽105处有开口110，由于高密度等离子体化学气相沉积法的偏压强为2200W～2800W，使开口110的高宽比也不够大，即开口110宽度不够大，为10000埃～13000埃，同时；用旋涂法在介质层106上形成光阻层111，由于光阻层111的流动性能要比介质层106好，从而在沟槽105内形成光阻层要比介质层上形成的厚，同时由于蚀刻介质层106和蚀刻光阻层111的选择比不同，这样在后续蚀刻工艺中，沟槽105与介质层106界面处，不会因为被完全蚀刻而造成凹陷。

如图4所示，对光阻层111和介质层106进行等离子体化学蚀刻，形成微反射镜108阵列，由于蚀刻介质层106速率和蚀刻光阻层111的蚀刻速率不同，同时开口110宽度不够大，蚀刻后使与沟槽105相邻的金属层102上残留介质层侧墙109。

在如下中国专利申请200310122960还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，用高密度等离子体化学气相沉积绝缘介层填充满沟槽。

如图5所示，用电子扫描显微镜(SEM)在放大倍数为100000倍时观察微反射镜面，由于蚀刻介质层的速率和蚀刻光阻层的速率不同，同时沉积介质层时，沟槽内的介质层比金属层上的介质层低，因此在沟槽上出现开口，由于高密度等离子体化学气相沉积法的偏压为2200W～2800W时，在沟槽内沉积介质层形成的开口高宽比不够大，即开口宽度不够大，蚀刻后使与沟槽相接的金属层上残留介质层侧墙(椭圆内所示)。

现有技术由于与沟槽相接的金属层上残留介质层侧墙，使微反射镜面产生漫反射，降低了微反射镜的反射率，进而影响微反射镜的质量。

发明内容