[实用新型]LCOS像素单元器件结构

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，特别是涉及一种硅基液晶显示器像素单元器件结构领域。

背景技术

硅基液晶显示器(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)技术是液晶显示(LCD，LiquidCrystal Display)技术与互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal OxideSemiconductor)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”《InformationDisplay》，2000年9，P18)。它首先在单晶硅片上运用CMOS工艺制作LCOS驱动硅基板，然后镀上表面光洁的金属层当作反射镜，最后将LCOS驱动硅基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，并灌入液晶材料形成反射式液晶屏，通过调制LCOS驱动硅基板上每个像素电极对入射光的反射程度实现(灰度)图像显示。

通常LCOS像素单元电路由1个N型沟道金属氧化物半导体(NMOS，N-channelMetal Oxide Semiconductor)晶体管和1个存贮电容器串联构成(R.Ishii，S.Katayama，H.Oka，S.yamazaki，S.lino“U.Efron，I.David，V.Sinelnikov，B.Apter“A CMOS/LCOSImage Transceiver Chip for Smart Goggle Applications”《IEEE TRANSACTIONS ONCIRCUITS AND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY》，14卷，第2期，2004年2月，P269)。LCOS驱动硅基板通过NMOS晶体管定期(帧周期)向存贮电容器输入数据电荷，为了保持每帧周期内电容上的电荷泄漏小于5％(日本学术振兴会第142委员会编，黄锡珉，黄辉光，李之熔译，《液晶器件手册》，航空工业出版社，1992，P442)，需要用高密度存储电容；另一方面，为了保持写周期内数据能够把99％(日本学术振兴会第142委员会编，黄锡珉，黄辉光，李之熔译，《液晶器件手册》，航空工业出版社，1992，P441)的图像信号输入像素存储电容器，NMOS晶体管的开态电阻要尽可能小。

单个NMOS管结构在传输高电平时不仅存在阈值电压损失，而且传输过程的瞬态特性也不理想(陈贵灿等编著，《CMOS集成电路设计》，西安交通大学出版社，1999.9，P110)。因此如何建立合理的像素单元器件结构，减小开关管的开态电阻，增大存贮电容器的单位电容值，是目前LCOS显示技术的重要研究课题。

发明内容

本实用新型提供一种新的LCOS像素单元器件结构。

本实用新型发明的目的是这样实现的：

LCOS像素单元器件结构，包括一个N型阱(4)、一个NMOS管和一个电容器，其特征在于，还包括一个P型沟道金属氧化物半导体(PMOS，P-channel Metal OxideSemiconductor)管，所述的N型阱(4)、NMOS管和PMOS管置于P型硅衬底(13)上，P型硅衬底(13)之上覆盖第1层绝缘层(16)，第2层绝缘层(18)设置在第1层绝缘层(16)之上，第3层绝缘层(19)设置在第2层绝缘层(18)之上，电容器设置在第3层绝缘层(19)之上。

本实用新型的有益效果：

本实用新型把电容器布置在半导体器件顶部具备以下2个优点：

(1)可以通过合理减薄电容器的绝缘层(23)厚度(50纳米～100纳米)，从而有效提高电容器的单位电容值。

(2)使得P型硅衬底(13)有足够的空间放置NMOS晶体管和PMOS晶体管，形成互补的MOS传输门，可以降低像素输入数据的损耗。

附图说明