專利名稱：制作硅晶液晶顯示背板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，提供一種制作硅晶液晶(liquid crystalon silicon，LCoS)顯示背板(backplane)的方法，尤指一種同時(shí)制作硅晶液晶顯示背板的間隔體(spacer)與跨接墊(crossover pad)的方法。
在LCD裝置中，為了要得到穩(wěn)定的顯示品質(zhì)，液晶層的厚度，或稱間隙(cell gap)(即透明導(dǎo)電基板與半導(dǎo)體基底間的間隔)必得要精準(zhǔn)地控制在一定值。而在習(xí)知的液晶顯示面板裝置的制程里，為了要維持間隙，通常會(huì)在兩基底間置入塑性珠(plastic bead)、玻璃珠，或是玻璃纖維以做為間隔體。因此，間隙大小就由間隔體的高度來(lái)定義。而在習(xí)知的LCD裝置的制程中，間隔體以噴灑(spray)的方式置入，因此，間隔體于液晶顯示基底間的位置并無(wú)法正確地控制。如此，則有可能因間隔體出現(xiàn)在光穿透區(qū)(light transmitting region)，而使得光遭間隔體散射，因而降低顯示品質(zhì)。并且，由于間隔體有呈現(xiàn)不均勻分布的可能，亦會(huì)造成在間隔體群聚的部份，其顯示品質(zhì)下降。同時(shí)，間隙大小的維持也會(huì)出現(xiàn)困難。更甚者，在同一批次(batch)或是不同批次間所生產(chǎn)的顯示器規(guī)格也會(huì)不一致，如此則會(huì)嚴(yán)重影響產(chǎn)品的良率，并提高生產(chǎn)的成本。
此外，受到微顯示器尺寸及成本的限制，通常會(huì)將集成電路中的驅(qū)動(dòng)電路(drive circuit)整合至具有像素晶體管(pixel transistor)的顯示背板上，亦即，該驅(qū)動(dòng)電路直接制造于基底上，而不是如傳統(tǒng)LCD的做法，設(shè)計(jì)成大型的外部驅(qū)動(dòng)電路。于習(xí)知技術(shù)中，此所述制程于置入間隔體后才實(shí)施，而后再于后段裝配制程(backend assembly process)中將上層的透明導(dǎo)電基板的電極焊接至該內(nèi)電路板上。
由于習(xí)知方法利用噴灑方式來(lái)置入珠狀間隔體，此法所形成的間隔體位置將不固定，并且其分布亦有不均勻的可能，同時(shí)，所制造出的產(chǎn)品規(guī)格將無(wú)法統(tǒng)一，因此，對(duì)于間隔體的置入方式或形態(tài)必須要謀求改善的方式始可大幅提高產(chǎn)品品質(zhì)。此外，若能于制程方面利用發(fā)展?jié)u趨成熟的CMOS技術(shù)，將LCoS顯示器的制程進(jìn)一步整合，則可有效提高產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，首先于一半導(dǎo)體基底上形成一反射鏡層(reflective mirror layer)，而后選擇性蝕刻該反射鏡層，以于該半導(dǎo)體基底上定義出一跨接墊區(qū)域、一像素陣列(pixel array)區(qū)域以及一焊墊(bonding pad)區(qū)域，其中該跨接墊區(qū)域包含有一由該反射鏡層所構(gòu)成的下導(dǎo)電板(bottom pad)，該像素陣列區(qū)域包含有復(fù)數(shù)個(gè)由該反射鏡層所構(gòu)成的反射單元以及復(fù)數(shù)條溝渠形成于該反射單元的間，而該焊墊區(qū)域則包含有至少一由該反射鏡層所構(gòu)成的焊墊。接著并于該復(fù)數(shù)條溝渠中填入一填充材料(gap filling material)，且于該跨接墊區(qū)域、該像素陣列區(qū)域以及該焊墊區(qū)域上沉積一介電層。隨后于該介電層上形成一第一光阻層，該第一光阻層于該跨接墊區(qū)域上方具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口以定義出一跨接墊介層洞(crossover pad via)區(qū)域，再進(jìn)行一蝕刻制程，經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口蝕刻該介電層，以于該跨接墊區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞，而后去除該第一光阻層，并于該復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞內(nèi)填入導(dǎo)電材質(zhì)，以形成復(fù)數(shù)個(gè)插塞。接著于該跨接墊區(qū)域上形成一上導(dǎo)電板，并經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)插塞與該下導(dǎo)電板電連接。最后于該半導(dǎo)體基底上方形成一第二光阻層，該第二光阻層遮蔽該跨接墊區(qū)域，并于該像素陣列區(qū)域的該介電層上方定義出復(fù)數(shù)個(gè)間隔體的位置，再蝕刻該介電層，以于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體，而完成硅晶液晶顯示背板的制作。
由于本發(fā)明的制作方法是利用微影(photolithography)以及蝕刻等方法于硅晶液晶顯示背板上制作出位置固定、高度固定的柱狀間隔體，因此可以避免習(xí)知方法中珠狀間隔體分布不均等問(wèn)題，而制造出間隙得以精確控制并維持的LCoS微顯示器。此外，由于本發(fā)明的制作方法于LCoS顯示背板上同時(shí)制作柱狀間隔體與提供內(nèi)電路的跨接墊，因此本發(fā)明不需再于后段裝配制程中將上層的透明導(dǎo)電基板的電極焊接至該內(nèi)電路板上，如此則可減少習(xí)知方法中的制程步驟，進(jìn)而提升產(chǎn)率，降低成本。
圖示的符號(hào)說(shuō)明10 硅晶液晶微顯示器后段產(chǎn)品結(jié)構(gòu)12 透明導(dǎo)電基板
14 半導(dǎo)體基底 16 像素陣列18 柱狀間隔體 22 焊墊24 跨接墊 26 反射鏡層28 介電層 30 跨接墊區(qū)域31 下導(dǎo)電板 32 開(kāi)口34 插塞 36 上導(dǎo)電板40 像素陣列區(qū)域 42 反射單元44 溝渠 46 第一光阻層48 第二光阻層 50 焊墊區(qū)域51 焊墊 52 開(kāi)口請(qǐng)參閱圖2A至圖2F，圖2A至圖2F為本發(fā)明于一半導(dǎo)體基底14表面制作一硅晶液晶顯示背板的方法示意圖。如圖2A所示，本方法先在一半導(dǎo)體基底14上形成一反射鏡層26。于本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，反射鏡層26為一反射鋁金屬層(reflective aluminum layer)，至于其他如金或是銀等能夠反射光以形成虛像(virtual image)能忠實(shí)地反映一真實(shí)影像的材料亦可使用。此外，在形成反射鏡層26之后，本發(fā)明可以于反射鏡層26上再形成一反射加強(qiáng)層(Reflectance Enhancement Passivationlayer)(未示出)，用以抵銷(counteract)由半導(dǎo)體基底14所產(chǎn)生的反射抑制效應(yīng)(inhibiting effects)。
接著，亦如圖2A中所示，選擇性蝕刻反射鏡層26，以于半導(dǎo)體基底14上定義出一跨接墊區(qū)域30、一像素陣列區(qū)域40以及一焊墊區(qū)域50。其中，跨接墊區(qū)域30包含有一由反射鏡層26所構(gòu)成的下導(dǎo)電板31，像素陣列區(qū)域40包含有復(fù)數(shù)個(gè)由反射鏡層26所構(gòu)成的反射單元42以及復(fù)數(shù)條溝渠44形成于反射單元42之間，而焊墊區(qū)域50則包含有至少一由反射鏡層26所構(gòu)成的焊墊51。隨后并于復(fù)數(shù)條溝渠44中填入一填充材料。
如圖2B所示，接著在跨接墊區(qū)域30、像素陣列區(qū)域40以及焊墊區(qū)域50上沉積一介電層28。于本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，介電層28由二氧化硅所構(gòu)成。隨后于介電層28上形成一第一光阻層46，第一光阻層46于跨接墊區(qū)域30上方具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口32以定義出一跨接墊介層洞區(qū)域。
如圖2C所示，接著進(jìn)行一蝕刻制程，經(jīng)由開(kāi)口32蝕刻介電層28，以于跨接墊區(qū)域30的介電層28中形成復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞，而后去除第一光阻層46，并于跨接墊介層洞內(nèi)填入導(dǎo)電材質(zhì)，以形成復(fù)數(shù)個(gè)插塞34。于本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，制作插塞34的導(dǎo)電材質(zhì)可使用鎢或其他金屬來(lái)形成鎢插塞或其他的金屬插塞。
如圖2D所示，接著于跨接墊區(qū)域30上形成一上導(dǎo)電板36，跨接墊區(qū)域30上的上導(dǎo)電板36具有一頂面略高于間隔體的頂面并經(jīng)由復(fù)數(shù)個(gè)插塞34與下導(dǎo)電板31電連接。由于跨接墊可視為一溝通半導(dǎo)體基底14與透明導(dǎo)電基板12間的電通路(electric path)(請(qǐng)參閱

圖1)，因此其頂面須略高于間隔體的頂面以確?？膳c透明導(dǎo)電基板12相接觸。此外，于本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，上導(dǎo)電板36可利用鋁或是其他導(dǎo)電材質(zhì)，如金屬等，濺鍍(sputtering)而成。
最后，如圖2E所示，于半導(dǎo)體基底14上方形成一第二光阻層48，第二光阻層48遮蔽跨接墊區(qū)域30，并于像素陣列區(qū)域40的介電層28上方定義出復(fù)數(shù)個(gè)間隔體的位置，再蝕刻介電層28，如圖2F所示，以于像素陣列區(qū)域40的介電層28中形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀間隔體18。并且，于像素陣列區(qū)域40的介電層28中形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀間隔體18時(shí)，亦可以視實(shí)際需要，例如，是否要加保護(hù)層(passivation layer)等等，而同時(shí)于焊墊區(qū)域50的介電層28中蝕刻出復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口52，通達(dá)下方的焊墊而用以焊接。此外，在形成復(fù)數(shù)個(gè)柱狀間隔體18之后，于半導(dǎo)體基底14上覆蓋一透明導(dǎo)電基板12，且透明導(dǎo)電基板12與跨接墊區(qū)域30上的上導(dǎo)電板36電連接，如此則完成硅晶液晶顯示背板的制作。
在一般LCD裝置中，間隔體是以噴灑方式隨意散置于半導(dǎo)體基底上，若其置入的位置是在顯示器的顯影區(qū)域(viewing area)，則會(huì)因間隔體的出現(xiàn)而降低該顯示器的對(duì)比(contrast)，進(jìn)而使得顯示品質(zhì)下降。而本發(fā)明所制作的硅晶液晶顯示背板中，利用一般的半導(dǎo)體制程即可將柱狀間隔體形成于理想的位置上，而不會(huì)影響到顯示器的品質(zhì)，并且又能控制間隙的大小而使得隨后置入的液晶得以有效的發(fā)揮。
相較于習(xí)知硅晶液晶顯示背板的制作方法，本發(fā)明的制作方法是利用微影以及蝕刻等半導(dǎo)體制程于硅晶液晶顯示背板上制作出位置固定、高度固定的柱狀間隔體，因此可以避免習(xí)知方法中珠狀間隔體分布不均等問(wèn)題，而制造出間隙得以精確控制并維持的LCoS微顯示器。此外，由于本發(fā)明的制作方法于LCoS顯示背板上同時(shí)制作柱狀間隔體與提供內(nèi)電路的跨接墊，因此本發(fā)明不需再于后段裝配制程中將上層的透明導(dǎo)電基板的電極焊接至該內(nèi)電路板上，如此則可減少習(xí)知方法中的制程步驟，進(jìn)而提升產(chǎn)率，降低成本。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明專利的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種制作硅晶液晶(LCoS)顯示背板的方法，其特征是該方法包含有下列步驟提供一半導(dǎo)體基底；于該半導(dǎo)體基底上形成一反射鏡層；選擇性蝕刻該反射鏡層，以于該半導(dǎo)體基底上定義出一跨接墊區(qū)域、一像素陣列區(qū)域以及一焊墊區(qū)域，其中該跨接墊區(qū)域包含有一由該反射鏡層所構(gòu)成的下導(dǎo)電板，該像素陣列區(qū)域包含有復(fù)數(shù)個(gè)由該反射鏡層所構(gòu)成的反射單元以及復(fù)數(shù)條溝渠形成于該反射單元之間，該焊墊區(qū)域包含有至少一由該反射鏡層所構(gòu)成的焊墊；于該復(fù)數(shù)條溝渠中填入一填充材料；于該跨接墊區(qū)域、該像素陣列區(qū)域以及該焊墊區(qū)域上沉積一介電層；于該介電層上形成一第一光阻層，該第一光阻層于該跨接墊區(qū)域上方具有復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口；進(jìn)行一蝕刻制程，經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口蝕刻該介電層，以于該跨接墊區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞；去除該第一光阻層；于該復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞內(nèi)填入導(dǎo)電材質(zhì)，以形成復(fù)數(shù)個(gè)插塞；于該跨接墊區(qū)域上形成一上導(dǎo)電板，并經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)插塞與該下導(dǎo)電板電連接；于該半導(dǎo)體基底上方形成一第二光阻層，該第二光阻層于該像素陣列區(qū)域的該介電層上方定義出復(fù)數(shù)個(gè)間隔體的位置；以及蝕刻該介電層，以于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該反射鏡層為一反射鋁金屬層。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在形成該反射鏡層之后，該方法尚包含有于該反射鏡層上形成一反射加強(qiáng)層，用以抵銷由該半導(dǎo)體基底所產(chǎn)生的反射抑制效應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是在形成該復(fù)數(shù)個(gè)間隔體之后，該方法尚包含有于該半導(dǎo)體基底上覆蓋一透明導(dǎo)電基板，且該透明導(dǎo)電基板與該跨接墊區(qū)域上的該上導(dǎo)電板電連接。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該跨接墊區(qū)域上的該上導(dǎo)電板具有一頂面略高于該間隔體的頂面。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該方法于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體時(shí)，亦同時(shí)于該焊墊區(qū)域的該介電層中蝕刻出復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口，通達(dá)下方的該焊墊。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是該方法于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體時(shí)，可不同時(shí)于該焊墊區(qū)域的該介電層中蝕刻出復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口，通達(dá)下方的該焊墊。
8.一種制作硅晶液晶(LCoS)顯示背板的方法，其特征是該方法包含有下列步驟提供一半導(dǎo)體基底；于該半導(dǎo)體基底上形成一反射鏡層；選擇性蝕刻該反射鏡層，以于該半導(dǎo)體基底上定義出一像素陣列區(qū)域包含有復(fù)數(shù)個(gè)由該反射鏡層所構(gòu)成的反射單元以及復(fù)數(shù)條溝渠形成于該反射單元之間；于該復(fù)數(shù)條溝渠中填入一填充材料；于該像素陣列區(qū)域上沉積一介電層；于該半導(dǎo)體基底上方形成一光阻層，該光阻層于該像素陣列區(qū)域的該介電層上方定義出復(fù)數(shù)個(gè)間隔體的位置；以及蝕刻該介電層，以于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是該反射鏡層為一反射鋁金屬層。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是在形成該反射鏡層之后，該方法尚包含有于該反射鏡層上形成一反射加強(qiáng)層，用以抵銷由該半導(dǎo)體基底所產(chǎn)生的反射抑制效應(yīng)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是該介電層由二氧化硅所構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是該方法于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體時(shí)，亦同時(shí)于該焊墊區(qū)域的該介電層中蝕刻出復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口，通達(dá)下方的該焊墊。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征是該方法于該像素陣列區(qū)域的該介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體時(shí)，可不同時(shí)于該焊墊區(qū)域的該介電層中蝕刻出復(fù)數(shù)個(gè)開(kāi)口，通達(dá)下方的該焊墊。
全文摘要
一種制作硅晶液晶顯示背板的方法，于半導(dǎo)體基底上形成反射鏡層，而后選擇性蝕刻該反射鏡層，以定義出一跨接墊區(qū)域、一像素陣列區(qū)域以及一焊墊區(qū)域；接著沉積一介電層，隨后于該跨接墊區(qū)域的介電層中形成復(fù)數(shù)個(gè)跨接墊介層洞，并于洞內(nèi)填入導(dǎo)電材質(zhì)，以形成復(fù)數(shù)個(gè)插塞；接著于該跨接墊區(qū)域上形成一上導(dǎo)電板，并經(jīng)由該復(fù)數(shù)個(gè)插塞與下導(dǎo)電板電連接；最后于該像素陣列區(qū)域的該介電層上方定義出復(fù)數(shù)個(gè)間隔體的位置，再蝕刻該介電層，以形成復(fù)數(shù)個(gè)間隔體，而完成硅晶液晶顯示背板的制作；本發(fā)明利用半導(dǎo)體制程制作出位置固定、高度固定的柱狀間隔體，因此可制造出間隙得以精確控制并維持的LCoS微顯示器，并可減少制程步驟，進(jìn)而提升產(chǎn)率，降低成本。
文檔編號(hào)G02F1/1339GK1427285SQ0215529
公開(kāi)日2003年7月2日 申請(qǐng)日期2002年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月17日
發(fā)明者陳天雄, 陳維孝 申請(qǐng)人:聯(lián)華電子股份有限公司