一种增大lcos像素单元电路存储电容的器件结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型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】
[0002]娃基液晶显示器(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)技术是液晶显示(IXD，Liquid Crystal Display)技术与互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary MetalOxide Semiconductor)集成电路技术有机结合的反射型新型显示技术。
[0003]通常LCOS像素单元电路由一个N型沟道金属氧化物半导体(NM0S，N-channelMetal Oxide Semiconductor)晶体管和 I 个存IC电容器串联构成(R.1shii，S.Katayama,H.0ka,S.yamazaki,S.lino^U.Efron,1.David,V.Sinelnikov,B.ApteraA CM0S/LC0S ImageTransceiver Chip for Smart Goggle Applicat1ns”《IEEE TRANSACT1NS ON CIRCUITSAND SYSTEMS FOR VIDEO TECHNOLOGY》，14 卷，第 2 期，2004 年 2 月，P269)。LCOS 驱动硅基板通过NMOS存取晶体管定期(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露小于5%，需要高密度存储电容(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)。在CMOS半导体工艺中，存储电容通常采用PIP结构及MOS结构实现，这些存储电容布局于与晶体管相同的平面上，当像素装置的布局面积缩小时，存储电容的电容量便会急剧下降。
[0004]因此如何建立合理的像素单元器件结构，充分有效利用像素装置在布局上的空间，制备合乎要求的高密度存储电容器，是目前LCOS显示技术的重要研宄课题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的是解决如何充分有效利用像素装置在布局上的空间，制备合乎要求的高密度存储电容器的问题。
[0006]本实用新型的目的是这样实现的:
[0007]一种增大硅基液晶显示面板LCOS像素单元电路存储电容的器件结构，包括PMOS存取晶体管(1)、NM0S存取晶体管(2)、N型阱(3)、第一像素电容(4)、第一叠层式金属电容
(5)、第一窄型深P+注入电容(6)、第二像素电容(7)、第二叠层式金属电容(8)、第二窄型深P+注入电容(9)和P型硅衬底(10);所述的N型阱(3)、NM0S存取晶体管(2)、第一窄型深P+注入电容(6)和第二窄型深P+注入电容(9)放置于P型硅衬底(10)上，PMOS存取晶体管⑴放置于N型阱(3)内；NM0S存取晶体管⑵的栅极G连接至第一寻址信号线SCAN上，漏极D连接至第一像素电容(4) ;PM0S存取晶体管(I)的栅极G连接至第二寻址信号线SCAN上，漏极D连接至第二像素电容(7) ;PM0S存取晶体管⑴的漏极和NMOS存取晶体管
(2)的漏极相连，PMOS存取晶体管⑴的源极和NMOS存取晶体管⑵的源极S均连接至同一列数据输入线DATA以接收图像信息；NM0S存取晶体管⑵和PMOS存取晶体管⑴形成互补的MOS传输门；覆盖在第一像素电容(4)之上的第一层金属M1、第二层金属M2、第三层金属M3和第四层金属M4形成第一叠层式金属电容(5)，第一像素电容(4)、第一叠层式金属电容(5)和第一窄型深P+注入电容(7)具有公共端即并联；与NMOS存取晶体管⑵相连接的第一叠层式金属电容(5)的第一层金属Ml连接至地信号线GND。覆盖在第二像素电容(7)之上的第一层金属M1、第二层金属M2、第三层金属M3和第四层金属M4形成第二叠层式金属电容(8)，第二像素电容(7)、第二叠层式金属电容(8)和第二窄型深P+注入电容
(9)具有公共端即并联；与PMOS存取晶体管(I)相连接的第二叠层式金属电容(8)中的第一层金属Ml连接至电源信号线VCC。NMOS存取晶体管(2)和PMOS存取晶体管(I)形成互补的MOS传输门，有效降低了像素输入数据的损耗。像素电容、叠层式金属电容和窄型深P+注入电容具有公共端，由此得以增大存储电容器的单位电容值，并增进LCOS的效能。
[0008]所述的像素电容为晶体管电容，晶体管源极及漏极连接至该晶体管的本体，像素电容的栅极即为像素上极板，像素上极板下方为像素下极板，像素下极板在技术领域通常又称为OD层。
[0009]所述的第一窄型深P+注入电容一端连接至NMOS存取晶体管的漏极，另一端连接至第一像素电容的下级板；所述的第二窄型深P+注入电容一端连接至PMOS存取晶体管的漏极，另一端连接至第二像素电容的下级板。
[0010]所述寻址信号线、地信号线以及电源信号线横向布置，由叠层式金属电容中的第二层金属形成；列数据输入信号线纵向布置，由叠层式金属电容中的第一层金属形成。
[0011]所述第一叠层式金属电容以及第二叠层式金属电容中的第一层金属(Ml)通过第一通孔(Vl)和第二通孔(V2)与第三层金属(M3)连接，第二层金属(M2)通过第二通孔(V2)和第三通孔(V3)与第四层金属(M4)连接。
[0012]本实用新型的优点和有益效果:
[0013]提供一种新的增大LCOS像素单元电路存储电容的器件结构，在像素装置有限的布局面积上，通过合理利用工艺现有金属层来制造高密度叠层式金属电容，通过深注入P+形成窄平板型电容器，并使上述两种电容器与像素单元的像素电容并联，由此得以增大存储电容器的单位电容值。
【附图说明】
[0014]图1 LCOS像素单元器件结构原理图。
[0015]图2 NMOS存取晶体管与三并联电容布局结构图。
[0016]图3显不叠层式金属电容布局的剖面图。
[0017]图中，1、PMOS存取晶体管，2、NMOS存取晶体管，4、第一像素电容，5、第一叠层式金属电容，6、第一窄型深P+注入电容，7、第二像素电容，8、第二叠层式金属电容，9、第二窄型深P+注入电容，10、P型硅衬底；
[0018]CT 接触孔
[0019]Vl 第一通孔
[0020]V2 第二通孔
[0021]V3 第三通孔
[0022]Ml 第一层金属
[0023]M2 第二层金属
[0024]M3第三层金属
[0025]M4第四层金属
[0026]G栅极
[0027]S源极
[0028]D漏极
[0029]SCAN寻址信号线
[0030]DATA列数据输入信号线
[0031]VCC电源信号线
[0032]GND地信号线。
【具体实施方式】
[0033]下面对本实用新型作进一步具体说明:
[0034]一种增大硅基液晶显示面板LCOS像素单元电路存储电容的器件结构，包括PMOS存取晶体管(1)、NM0S存取晶体管(2)、N型阱(3)、第一像素电容(4)、第一叠层式金属电容
(5)、第一窄型深P+注入电容(6)、第二像素电容(7)、第二叠层式金属电容(8)、第二窄型深P+注入电容(9)和P型硅衬底(10)。
[0035]位于上半部的PMOS存取晶体管(I)放置在N型阱区(3)中，其栅极G通过接触孔CT连接至第一层金属Ml，再通过第一通孔Vl连接至寻址信号线SCAN，而下半部的NMOS存取晶体管(2)放置在P型硅衬底(6)上，其栅极G通过接触孔CT连接至第一层金属M1，再通过第一通孔Vl连接至另一个寻址信号线SCAN。位于上半部PMOS存取晶体管(I)及下半部NMOS存取晶体管(2)的源极S与源极S相连、漏极D和漏极D相连；存取晶体管的源极S通过接触孔CT连接至列数据输入线DATA上，NMOS存取晶体管(2)的漏极D经由两个接触孔CT连接至第一层金属Ml，再通过接触孔CT连接至第一像素电容(4)的栅极G ；PM0S存取晶体管(I)的漏极D经由两个接触孔CT连接至第一层金属M1，再通过接触孔CT连接至第二像素电容(7)的栅极G
[0036]第一像素电容(4)和第二像素电容(7)为晶体管电容，晶体管源极S及漏极D连接至该晶体管的本体。像素电容的栅极G即为像素上极板，像素上极板下方为像素下极板，像素下极板在技术领域通常又称为OD层，像素下极板和像素上极板之间有部分重叠，重叠区域的大小决定其有效电容值。
[0037]第一叠层式金属电容(5)布局于第一像素电容(4)空间之上，第二叠层式金属电容(8)布局于第二像素电容(7)空间之上，叠层式金属电容由第一层金属M1、第二层金属M2、第三层金属M3和第四层金属M4构成。其中第一层金属Ml通过第一通孔V1、第二通孔V2与第三层金属M3相连，第二层金属M2通过第二通孔V2、第三通孔V3连接至第四层金属M4o
[0038]N型阱区(3)中的第二像素电容(J)下极板通过接触孔CT连接至第一层金属Ml，再通过第一通孔Vl连接至电源信号线V