专利名称：硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种硅基液晶显示器，特别是一种硅基液晶显示器用高反射率薄型的镜面电极，属于信息科学技术学科的微电子应用技术领域。
背景技术：
近年来，液晶显示器在显示质量、大尺寸和高解析度方面都有了飞跃的发展，较热门的技术是硅基液晶显示器(Liquid Crystal on Silicon，简称LCoS，又称为CMOS-LCD)。LCoS属于新型的反射式微型LCD显示技术，它首先在单晶硅片上运用LVSI工艺制作驱动基板，其间在硅芯片上通过研磨技术整平，然后镀上金属层当作反射镜形成CMOS基板，最后将CMOS基板与含有透明电极之上玻璃基板贴合，再灌入液晶，封装成的液晶盒是一种“夹心结构”一单晶硅基底片和镀有ITO透明导电膜的玻璃片“夹”(封装)一层液晶材料。因此，LCoS设计成快速响应光阀，通过调制每个像素对入射光的反射程度实现(灰度)图像显示。(Chris Chinnock.“Microdisplays and Manufacturing Infrastructure Mature at SID2000”《Information Display》，2000年9，P18)。
显然，LCoS显示器是一类反射式LCD，在设计完成LCoS显示芯片电路的结构之后，必须考虑其光学性能。其中最重要的参数是亮度。亮度的极限值等于光源亮度，实际不可能无限提高光源亮度，则像素电极对光源的反射率变成重要参数。
研究工作表明LCoS显示器的光通量是一个关键参数，而光通量依赖于象素、电极反射镜面的尺寸、镜面的反射率及其平整度。现代CMOS工艺采用Al(Cu)合金作电极导线，由于在Al中掺杂Cu，一方面可以大幅度提高电导率，减小信号传输延迟，另一方面促使形成单晶态Al分布。然而，Al(Cu)合金制作的电极镜面，其反射率相对较低。图1给出了Al(Cu)合金镜面的反射率测试结果，在经过CMP处理的6英寸硅片上沉积400nm厚的Al(Cu含量5％)合金，用全波谱标准平行光照射Al(Cu)合金镜面，把反射光与入射光的能量之比归一化为反射率，因此得到图1的测试结果。
我们知道，通常纯Al薄膜的反射率为90％以上。图2是不同厚度纯Al薄膜的反射率测试结果。其测试过程与Al(Cu)合金镜面的一致，Al纯度99.999％。图2表明纯Al镜面的反射率受其薄膜厚度的影响，实际上，纯Al膜如果沉积较厚(1μm以上)容易形成“铝丘”，即出现多晶态的Al分布，一方面使Al膜表面粗糙，降低其镜面反射率，另一方面将严重影响Al膜的电学性能。图2正是反映了这个现象。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极，一方面解决镜面电极Al膜沉积较厚(1μm以上)形成“铝丘”，即出现多晶态的Al分布，使Al膜表面粗糙，降低其镜面反射率的问题；另一方面解决影响Al膜的电学性能的问题。图2正是反映了这个现象。
本实用新型采用的技术方案是这种硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极，它是由透明硬质平板玻璃、透明薄膜导电电极、TN型液晶材料、镜面电极、LCoS显示芯片依次叠加构成，透明薄膜导电电极和LCoS显示芯片之间是支撑垫。
镜面电极采用薄型纯铝膜制作厚度300nm，纯度铝含量大于99.99％。
在LCoS显示芯片制作工艺中引入整平工艺(IC工艺称形成平坦绝缘层的技术为整平工艺)。本实用新型的有益效果是实验表明，采用300nm厚的纯Al膜制作镜面电极，用300nm厚的纯铝(99.999％)膜作镜面电极层，在可见光范围内可得到不低于90％的反射率，获得了高反射率的镜面，效果很好。
图1Al(Cu)合金镜面的反射率测试结果图2不同厚度纯Al薄膜的反射率测试结果图3微型硅基液晶显示器结构框图图中1.透明硬质平板玻璃 2.透明薄膜导电电极 3.TN型液晶材料 4.支撑垫 5.镜面电极 6.LCoS显示芯片具体实施方式
(一)LCoS显示芯片制作工艺流程与标准CMOS器件工艺一致。
(二)显示芯片镜面电极制作与标准CMOS器件工艺中制作纯铝(Al，含量＞99.99％)电极的工艺要求一致，但所制作的铝金属膜厚仅300nm。
(三)后道工序与制作硅基液晶显示器件的工艺要求一致。
具体地说是，这种硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极，是由透明硬质平板玻璃(1)、透明薄膜导电电极(2)、TN型液晶材料(3)、镜面电极(5)、LCoS显示芯片(6)依次叠加构成，透明薄膜导电电极(2)和LCoS显示芯片(6)之间是支撑垫(4)；镜面电极(5)采用薄型纯铝膜制作厚度300nm纯度 铝含量大于99.99％。
权利要求1.一种硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极，其特征在于它是由透明硬质平板玻璃(1)、透明薄膜导电电极(2)、TN型液晶材料(3)、镜面电极(5)、LCoS显示芯片(6)依次叠加构成，透明薄膜导电电极(2)和LCoS显示芯片(6)之间是支撑垫(4)。
2.根据权利要求1所述的硅基液晶显示器用高反射率薄型镜面电极，其特征在于镜面电极(5)采用薄型纯铝膜制作厚度300nm纯度铝含量大于99.99％。
专利摘要本实用新型涉及一种硅基液晶显示器，特别是涉及一种硅基液晶显示器的镜面电极，属于信息科学技术学科的微电子应用技术领域。LCoS显示器是一类反射式LCD，在设计完成LCoS显示芯片电路的结构之后，必须考虑其光学性能。其中最重要的参数是亮度。研究工作表明在经过CMP处理的6英寸硅片上沉积400nm厚的Al(Cu含量5％)合金，用全波谱标准平行光照射Al(Cu)合金镜面，反射率比较低，本实用新型引入整平工艺(IC工艺称形成平坦绝缘层的技术为整平工艺)用300nm厚的纯Al膜制镜面电极，大大提高了反射率，在可见光范围内可得到不低于90％的反射率，得到了很好的有益效果。
文档编号G02F1/1343GK2636277SQ0325784
公开日2004年8月25日 申请日期2003年6月13日 优先权日2003年6月13日
发明者代永平, 耿卫东, 孙钟林 申请人:南开大学