专利名称：硅基液晶显示装置的金属反射层的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，具体地说是一种硅基液晶显示装置的金属反射层的利记博彩app。
背景技术：
硅基液晶(Liquid Crystal on Silicon，LCOS)是一种新型的反射式液晶显示装置，与普通液晶不同的是，LCOS结合CMOS工艺在硅片上直接实现驱动电路，并采用CMOS技术将有源像素矩阵制作在硅衬底上，因而具有尺寸小和高分辨率的特性。LCOS显示装置由很多个像素(pixel)单元组成，如图1所示是现有技术的LCOS显示装置中的一个LCOS像素单元的主要结构首先是硅衬底层101；硅衬底层101上面是驱动电路层102，因本发明不涉及驱动电路的内部结构，故对这一层不再赘述；再上面一层为金属反射层103，其中的金属通常采用铝；金属反射层上部存在着一个空间，内部填充有液晶物质111，因此这一层被称为液晶填充层104；最上面是玻璃封装层105。
理想的LCOS应该平坦、光滑并有很高的反射率，这样才能够保证很好的液晶排列和液晶层厚度的一致性，并不扭曲光线，这就需要其中的金属反射层必须相当的平整，才能够精确地控制反射光路，这对于投影电视等高端应用是一个十分关键的因素。
在美国专利US 6,437,839中公开了一种具有多个电容器的LCOS的结构及其利记博彩app。如图2所示其中制作铝反射层的步骤大体包括首先在驱动电路层上沉积一层用作金属反射层的铝；然后在该金属铝层上蚀刻出所需的图案；再沉积一层金属间介电层(Inter Metal Dielectric，IMD)将蚀刻出的沟槽填满；通过化学机械抛光(Chemical Mechanical Polishing，CMP)，对所沉积的IMD层进行平面化处理，露出最初沉积的金属反射层，这样就去除了金属层以上的IMD材料，只在金属铝层的沟槽中保留有足够厚度的IMD材料，从而完成了反射层的制作。
但是，上述的工艺中，若通过CMP去除金属层上的IMD材料，当研磨到金属层表面时，将会在金属层表面上造成划痕，导致反射率降低；有些现有技术也在金属铝层上加有一层氧化硅保护层，但是当CMP处理步骤研磨到位于金属层之上的氧化硅保护层时，因氧化硅材料较软，所以由CMP造成的球状凹陷(global dishing)将透过氧化硅保护层而反映在金属反射层上，进而造成金属反射层表面不平整的问题，使得氧化硅保护层不能真正起到保护作用；总之，现有技术的工艺采用CMP直接去除IMD材料或只采用单层氧化硅保护层，都会对金属反射层的质量产生不利的影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明特提供一种硅基液晶显示装置的利记博彩app，目的在于在LCOS工艺中制作出高质量的金属反射层。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是一种硅基液晶显示装置的金属反射层的利记博彩app，首先在硅晶片基底上完成内部驱动电路、并在驱动电路层上完成绝缘层的制作，然后该方法还包括如下步骤a、在所述绝缘层上沉积用作金属反射层的金属；b、在所述金属层上沉积复合阻挡保护层；c、对所述复合阻挡保护层、金属反射层及绝缘层进行蚀刻，实现图案化，并露出驱动电路层的上表面；d、在所述复合阻挡保护层上沉积金属间介电层，并填充蚀刻出的沟槽；e、对所述金属间介电层进行化学机械抛光，并停止于所述复合阻挡保护层的上表面；f、通过蚀刻的方法去除所述复合阻挡保护层，露出金属反射层的上表面。
由于本发明在金属反射层上沉积了复合阻挡保护层，该复合阻挡保护层为上硬下软的双层结构，在对晶片进行CMP时，当遇到上层较硬的阻挡层时CMP就停止，而下层较软的保护层则可对金属反射层起到保护作用；然后再采用蚀刻的方法去除阻挡层，从而避免了CMP对金属反射层的不良影响，保证了金属反射层的表面平整，从而能够制作出具有高质量的金属反射层的LCOS。
图1为现有技术的LCOS显示装置中的一个像素的内部结构示意图；图2为现有技术制作金属反射层的步骤；图3为本发明制作金属反射层的步骤；图4a～4f为通过本发明方法制作的LCOS显示装置的剖面示意图。
具体实施例方式
下面结合图3和图4，对本发明的实施例进行详细地说明。
请看图4a所示，在制备硅基液晶显示装置的过程中，首先要在硅晶片基底上完成内部驱动电路等结构，图4a中的401层就包括硅基底及驱动电路，402层为绝缘层，之后才开始制备金属反射层403。
请同时参见图3的步骤示意图，然首先是步骤A，在绝缘层402之上沉积一层用作金属反射层403的金属，优选的金属材料是铝(Al)，但是并不限于铝。
然后为步骤B，这一步骤是本发明的关键所在，即在金属反射层403上再沉积一层复合阻挡保护层。该复合阻挡保护层包括保护层404和阻挡层405，为双层复合结构，首先是在金属层上沉积一层保护层404，材料为二氧化硅(SiO2)，厚度为500～2000埃；然后在SiO2层上，沉积一层阻挡层405，材料为氮化硅(Si3N4)，其厚度通常是100～4000埃。氮化硅层的厚度应该能够满足在该LCOS结构中的导电玻璃和金属反射层之间形成隔离物(spacer)的要求。
因为上层的氮化硅层较下层的氧化硅层硬，所以，在CMP过程中上层可起到停止CMP步骤的作用，而上层可起到缓冲的作用，以更好地保护下面金属反射层；这样才使得复合阻挡保护层既能有阻挡CMP的作用又有保护金属反射层的作用，不至于象传统技术那样，将CMP过程中形成的球状凹陷透过氧化硅保护层而造成金属反射层表面不平整的问题。
接着为步骤C，如图4b所示，为了得到用于各个像素的金属反射层图案，正如本领域技术人员作熟知的，需在氮化硅层上涂覆光刻胶，进行显影、曝光，然后利用干法或湿法蚀刻方法，实现图案化，该图案所蚀刻出的沟槽底部将露出驱动电路层401的上表面。
此后是步骤D，如图4c所示，在复合阻挡保护层上沉积一层较厚的金属间介电(IMD)层406，其目的是对金属反射层403上的图案之间的空隙进行填充。该IMD层的材料通常是氧化硅，可以使用高密度等离子体(HDP)进行沉积得到，并应确保金属反射层图案间的空隙被充分地填充，即，其中既不允许有空洞等缺陷并且还要保证IMD材料有足够的厚度。
步骤E，如图4d所示，通过现有技术的CMP工艺，将位于氮化硅层405之上的IMD研磨掉，只保留图案之间的空隙中的IMD，并对研磨表面进行抛光平整，在抛光过程中，当遇到复合阻挡保护层中较硬的氮化硅层405时，CMP工艺停止。
然后是步骤F，此步骤的目的是将金属反射层403以上的CMP复合阻挡保护层全部蚀刻掉，最后露出金属反射层403。该步骤具体为首先通过湿法或干法蚀刻去除复合阻挡保护层中上层的氮化硅层405，如图4e所示。当采用湿法蚀刻时，通常所使用的腐蚀剂是沸腾的磷酸溶液，例如180℃下浓度为85％的磷酸可以用作氮化硅相对氧化硅的选择性腐蚀剂；也可采用干法蚀刻。然后如图4f所示去除保护层即氧化硅层404，同样可以使用湿法或干法腐蚀；当采用湿法蚀刻时，所使用的腐蚀剂可以是稀释的氢氟酸(HF)，其中还可以加入氟化铵(NH4F)，即得到缓冲氢氟酸。由于该保护层404与空隙中IMD层的材料同为SiO2，为了确保金属反射层间空隙中IMD材料的厚度，可以通过控制蚀刻时间的方式防止由于过度腐蚀而使在金属反射层图案间空隙中的IMD层过薄甚或穿透，因为在蚀刻条件维持恒定的情况下，SiO2的蚀刻速率也保持不变，所以可以通过控制蚀刻时间的长短，来控制空隙中IMD材料被蚀刻的深度，以确保既能露出金属反射层，而又不会对金属反射层图案间的IMD材料过度腐蚀。例如，在本实施例中，若采用湿法蚀刻的腐蚀剂是稀释的氢氟酸(HF)，其中还可以加入氟化铵(NH4F)，即得到缓冲氢氟酸。
另外，本发明在CMP后、SiN层去除之前即步骤E、F之间还设计有一个可选择的SiO2干法蚀刻步骤，在完成了步骤E的CMP抛光后，可以先采用干法蚀刻的方法对剩余IMD进行腐蚀，然后再选择性地去除复合阻挡保护层。与前述同理，为了防止出现IMD过度腐蚀，还需采用蚀刻时间控制的方式。
需要注意的是，本实施例中的复合阻挡保护层也可以是其他复合层结构，但是其中应该至少包括一硬质层。
进行完上述金属反射层的制作后，当然还要进行LCOS的其余制程，因与本发明的保护范围关系不大，故在此不再赘述。
由于本发明采用了复合阻挡保护层404和405，该复合阻挡保护层为上硬下软的双层结构，在对晶片进行CMP时，当遇到上层较硬的阻挡层405时就停止进行CMP，而下层较软的保护层404则可对金属反射层起到缓冲、保护作用；然后再采用蚀刻的方法去除复合阻挡保护层404和405，从而避免了传统技术中CMP对金属反射层403的不良影响，保证了金属反射层403的表面平整，提高了LCOS的整体质量。
尽管本发明是参照其特定的优选实施方式来描述的，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种修改。
权利要求
1.一种硅基液晶显示装置的金属反射层的利记博彩app，首先在硅晶片基底上完成内部驱动电路、并在驱动电路层上完成绝缘层的制作，其特征在于，该方法还包括如下步骤a、在所述绝缘层上沉积用作金属反射层的金属；b、在所述金属层上沉积复合阻挡保护层；c、对所述复合阻挡保护层、金属反射层及绝缘层进行蚀刻，实现图案化，并露出驱动电路层的上表面；d、在所述复合阻挡保护层上沉积金属间介电层，并填充蚀刻出的沟槽；e、对所述金属间介电层进行化学机械抛光，并停止于所述复合阻挡保护层的上表面；f、通过蚀刻的方法去除所述复合阻挡保护层，露出金属反射层的上表面。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤e、f之间还可加上一个干法蚀刻步骤。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述复合阻挡保护层为双层结构，其中上层为硬质层，下层为软质层。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硬质层为氮化硅层，所述软质层为二氧化硅层。
5.如权利要求的4所述的方法，其特征在于，所述硬质层的厚度为100到4000埃，所述软质层的厚度为500到2000埃。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属间介电层的材料为二氧化硅。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属反射层的金属为铝。
8.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对步骤f中的蚀刻时间进行控制，以控制沟槽中金属间介电层的高度。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当步骤f采用湿法蚀刻的腐蚀剂是缓冲氢氟酸时，其中包括稀释的氢氟酸(HF)和氟化铵(NH4F)。
全文摘要
一种硅基液晶显示装置的金属反射层的利记博彩app，在硅晶片基底上依次完成内部驱动电路、绝缘层，然后沉积金属反射层、复合阻挡保护层；并进行蚀刻图案化，露出驱动电路层的上表面；在复合阻挡保护层上沉积金属间介电层，填充蚀刻出的沟槽；进行CMP，停止于复合阻挡保护层的上表面；蚀刻去除复合阻挡保护层，露出金属反射层的上表面，因本发明具有上硬下软的双层结构的复合阻挡保护层，当遇到上层较硬的阻挡层时CMP就停止，而下层较软的保护层则可对金属反射层起到保护作用；避免了CMP对金属反射层的不良影响，保证了金属反射层的表面平整，从而能够制作出具有高质量的金属反射层的LCOS。
文档编号H01L21/00GK1635413SQ200310122960
公开日2005年7月6日 申请日期2003年12月30日 优先权日2003年12月30日
发明者李海艇, 黄河, 史望澄 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司