[发明专利]LCOS芯片像素器件结构及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于信息科学技术学科的微电子应用技术领域，特别是涉及一种LCOS芯片像素器件结构、平面布局及其制备方法的领域。

背景技术

LCOS(Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶)显示器技术是LCD(Liquid CrystalDisplay，液晶显示)技术与CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)集成电路技术有机结合的反射型新型显示技术(Chris Chinnock.“Microdisplays and Manufacturing Infrastructure Mature at SID2000”《Information Display》，2000年9，P18)。首先在单晶硅片上运用CMOS工艺制作每行或每列的像素均拥有反射电极的LCOS芯片，然后将LCOS芯片与拥有透明电极的玻璃基板保持适当距离贴合，且在LCOS芯片与拥有透明电极的玻璃基板之间灌入液晶材料，并用适量封结胶把液晶材料固定在LCOS芯片与拥有透明电极的玻璃基板之间形成反射式液晶屏，通过传输不同电压值于LCOS芯片上每行或每列的像素的反射电极，从而控制液晶材料导光强弱，实行对入射光的反射程度调制完成(灰度)图像显示。

图4是公知由数个LCOS芯片像素单元构成的像素电路原理图，即沿LCOS芯片的水平方向设置数条扫描线(31)，沿LCOS芯片的垂直方向设置数列信号线(32)，在扫描线(31)和信号线(32)的每个相交叉部分由1个NMOS管(12)和1个MOS型电容器(20)如图4所示地构成LCOS芯片像素单元(30)；各行LCOS芯片像素单元(30)中NMOS管(N-channel Metal Oxide Semiconductor Transistor，N型沟道金属氧化物半导体晶体管)的栅极(14)连接到各行中的同一扫描线(31)，各列像素单元中NMOS管的源极(11)连接到各列中的同一信号线(32)，各列像素单元中NMOS管的背电极(21)、MOS型电容器的源极(7)、MOS型电容器的漏极(3)、MOS型电容器的背电极(2)互相连接且接到地线(33)，在各个LCOS芯片像素单元(30)中，NMOS管的漏极(8)与MOS型电容器的栅极(19)相连通。

图5是公知LCOS芯片像素单元器件结构截面示意图；如图5所示，设置在P型硅衬底(1)上的1个NMOS管(12)和1个MOS型电容器(20)组成像素单元，其中，NMOS管的有源区(10)由NMOS管的源极(11)、NMOS管的漏极(8)以及NMOS管的源极(11)与NMOS管的源极(8)之间的P型硅衬底(1)部分组成；MOS型电容器的有源区(5)由MOS型电容器的源极(7)、MOS型电容器的漏极(3)以及MOS型电容器的源极(7)与MOS型电容器的漏极(3)之间的P型硅衬底(1)部分组成；并且NMOS管的有源区(10)、NMOS管的背电极(21)、MOS型电容器的有源区(5)、MOS型电容器的背电极(2)设置在P型硅衬底(1)上；NMOS管的源极(11)、NMOS管的漏极(8)、MOS型电容器的源极(7)、MOS型电容器的漏极(3)均为N型半导体，NMOS管的背电极(21)、MOS型电容器的背电极(2)均为P型半导体；NMOS管的栅极(14)设置在NMOS管的源极(11)和NMOS管的漏极(8)之间的区域上，薄膜绝缘层(6)夹置其中；MOS型电容器的栅极(19)设置在MOS型电容器的源极(7)、MOS型电容器的漏极(3)之间的区域上，薄膜绝缘层(6)夹置其中；连接塞17(17)的一端连接MOS型电容器的栅极(19)，连接塞15(15)的一端连接NMOS管的漏极(8)，漏-栅连线(16)连接连接塞15(15)与连接塞17(17)的另一端；连接塞18(18)把连接塞17(17)的另一端与反射电极(13)相连接。