[发明专利]带有IC器件的透明硅基基板的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于透射式硅基薄膜晶体管的基板的制作方法，尤其是一种微显示、光电探测学、光通信、消费类电子等领域中使用的透射式硅基透明基板的制造方法。具体地说是一种带有IC器件的透明硅基基板的制作方法。

背景技术

目前，一般硅基基板是不透明的，在显示领域主要是利用其反射式的用途，比如硅基液晶LCOS（Liquid Crystal on Silicon），就是属于反射式液晶器件，具有集成度高、分辨率高、器件本身开口率高的特点，广泛应用与微显示领域。但是反射式硅基液晶在光学系统中，需要增加一个额外的偏振分光棱镜PBS器件，用于将背光源的光照射到LCOS器件表面，反射回来的光也是经过PBS器件投射到屏幕或者观察着眼睛，造成整个光路的光利用率降低，光路结构复杂，而且整个模块的体积大，不符合头盔或者近眼显示等领域要求微显示器件体积小、重量轻的特殊要求。

而透明的硅基基板可以做出透射式硅基液晶显示器，背光源直接放置于液晶器件后面，不需要额外的PBS光学器件，具有光路简单、结构紧凑、体积小、重量轻等优势，同时也具有硅基液晶集成度高、分辨率高等优势特点。

透明的硅基基板还可以广泛应用于光通信、消费类电子等领域，用于全透明的场合，不但具有电学上面的高集成度和驱动特性，还具有视觉上面的艺术审美特性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的不透明的硅基基板需要PBS光学器件才能实现正常显示而造成整个光路的光利用率降低，光路结构复杂，而且整个模块的体积大，不符合头盔或者近眼显示等领域要求微显示器件体积小、重量轻的问题，发明一种无需PBS光学器件即可实现成像的带有IC器件的透明硅基基板的制作方法。

本发明的技术方案是：

一种带有IC器件的透明硅基基板的制作方法，其特征是它包括以下步骤：

1）选择绝缘硅片（SOI，SILICON ON INSULATOR）作为IC器件制作的基板，所述的绝缘硅片由衬底硅层3、二氧化硅绝缘层2和器件硅层1构成，器件硅层1位于顶层，二氧化硅绝缘层2位于衬底硅层3和器件硅层1之间；

2）在器件硅层1上制作IC器件；

3）采用高温氧化法将器件硅层1上未制作IC器件的部分进行氧化形成透明二氧化硅；

4）将IC器件上需要与外界电气连接的部分提前连接到二氧化硅绝缘层（2）的上面，以方便后续工艺将电极引出；

5）在IC器件上面做钝化层11和遮光层12，以保护IC器件在后续制作中不受损伤，以及器件在应用过程中，不受外界光的干扰，而引起器件性能的衰退和劣化；

6）将安装IC器件的器件硅层1通过光学胶与透明玻璃基板粘接；

7）先通过机械减薄再通过化学刻蚀将衬底硅层3去除掉；

8）在二氧化硅绝缘层2上打孔将电极引出，并且蒸镀透明的导电电极，光刻形成图形。

所述的二氧化硅绝缘层2的厚度为0.4~1μm，器件硅层1厚度为0.3~1.5μm。

所述的粘接是倒置式单次粘接。

所述的打孔是采用激光打孔的工艺实现硅片与外界的电气连接。

所述的IC器件包括薄膜晶体管阵列和周边驱动控制电路部分。

所述的化学刻蚀可为湿法刻蚀。

所述的湿法刻蚀是用35%的KOH饱和溶液，刻蚀温度控制在90℃左右，利用二氧化硅绝缘层作为蚀刻的阻挡层，反应自停止，刻蚀速率为3μm/min。

所述的化学刻蚀还可为等离子干法蚀刻。

所述的等离子干法蚀刻是采用ICP蚀刻机来蚀刻，并利用二氧化硅绝缘层作为硅蚀刻的阻挡层，完成衬底硅的去除。

本发明的有益效果是：

利用本发明的方法制作的透明硅基基板制作的器件，具有结构简单、可靠性高、开口率高等优点。

本发明有利于提高光利用率，减小显示器的尺寸。

利用本发明的基板制作显示器时不需要额外的PBS光学器件，具有光路简单、结构紧凑、体积小、重量轻等优势，同时也具有硅基液晶集成度高、分辨率高等优势特点。

本发明的应用范围广，它可以广泛应用于光通信、消费类电子等领域，用于全透明的场合，不但具有电学上面的高集成度和驱动特性，还具有视觉上面的艺术审美特性。

附图说明

图1是本发明采用的绝缘硅片（SOI）的剖面结构示意图。

图2是在SOI绝缘硅片上制作的薄膜晶体管CMOS开关剖面示意图。

图3是将CMOS开关的漏极电极转接到二氧化硅绝缘层上。