專利名稱：具有降低的噪聲的納米硅基液晶芯片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)，尤其涉及硅基液晶(LCoS)元件的設(shè)計(jì)。交叉引用的相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求以下兩項(xiàng)優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)?zhí)枮?0/710, 993、發(fā)明名稱為"具有 降低的噪聲的納米硅基液晶(LCoS)芯片"、申請(qǐng)日為2005年8月23日的美 國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)；以及發(fā)明名稱為"具有降低的噪聲的納米硅基液晶(LCoS)芯 片"、申請(qǐng)日為2006年8月15日的美國(guó)專利申請(qǐng)，這些申請(qǐng)通過(guò)參考整體地 結(jié)合在本發(fā)明之中。
背景技術(shù)：
具有硅基液晶(LCoS, Liquid Crystal on Silicon)結(jié)構(gòu)的微型顯示器件(或 等效的LCoS器件)在許多微型顯示領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普遍，比如，大屏幕電 視、計(jì)算機(jī)監(jiān)控器、投影機(jī)等。LCoS器件通常具有半導(dǎo)體襯底以及位于半導(dǎo) 體襯底上的液晶，穿過(guò)液晶的光由適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)系統(tǒng)放大，以將在液晶上形成的 圖像顯示給肉眼。一般而言，生成良好的LCoS圖像的最主要因素是對(duì)比度、亮度和分辨率。 分辨率可由圖像內(nèi)的像素?cái)?shù)目確定。目前有限定用于各種電子用途的多種分辨 率標(biāo)準(zhǔn)。例如，常規(guī)的高清電視(HDTV)屏幕在水平和垂直方向上的掃描線 分別為1920和1080。通常，較高的分辨率可以產(chǎn)生較好的圖像質(zhì)量。亮度是 指LCoS圖像的背光發(fā)光。對(duì)于給定的對(duì)比度和分辨率而言，可以通過(guò)提高圖 像亮度來(lái)提高圖像的清晰度。對(duì)比度或?qū)Ρ嚷适侵缚僧a(chǎn)生的最亮的白色和可產(chǎn) 生的最暗的黑色之間的發(fā)光度之比。對(duì)比率是所感知的圖像質(zhì)量的決定性因素如果圖像有高的對(duì)比率，觀察人員就會(huì)判斷該圖像比具有較低對(duì)比率的圖像清晰，盡管該較低對(duì)比率的圖像具有相當(dāng)高的分辨率。因此，改善LCoS器件的圖像質(zhì)量的一種方法可以是提高分辨率，即提高 用于在液晶上顯示圖像的像素?cái)?shù)目。 一般而言，當(dāng)分辨率提高時(shí)，每個(gè)像素的 尺寸會(huì)減小，從而提高兩個(gè)相鄰像素以及LCoS器件芯片中的電路元件之間的 空間接近度?？臻g接近度的提高可能會(huì)導(dǎo)致由元件之間串音或電路元件之間的 耦合效應(yīng)滋生的電噪聲。通常，常規(guī)的非LCoS半導(dǎo)體芯片不采用高壓信號(hào)， 這樣電噪聲較小。然而，典型的LCoS微型顯示器件芯片可要求高壓信號(hào)以在 液晶中形成圖像。當(dāng)高壓信號(hào)穿過(guò)電路元件傳輸時(shí)，電串音或耦合效應(yīng)可能達(dá) 到很高的水平。因此，這種方法的主要技術(shù)挑戰(zhàn)在于如何抑制電串音和/或耦合 效應(yīng)。改善圖l象質(zhì)量的另 一種方法可以是提高對(duì)比率和/或用精確的方式控制對(duì) 比灰度等級(jí)。典型的液晶顯示(LCD, Liquid Crystal Display )器顯示圖^f象時(shí)， 可將時(shí)域劈裂成多個(gè)幀或區(qū)間。然后，幀中加載在每個(gè)像素的電壓極性可能會(huì) 交替，其中，電壓的數(shù)量級(jí)確定像素的圖像的灰度級(jí)。例如，可以在峰間電壓 Vpp為IO伏特時(shí)以10比特的分辨率顯示紅色。這樣，在灰度等級(jí)中，加載到 像素的電壓為0.0049 ( = 10/21G)伏特。因此，如果電路元件具有幾毫伏的電 壓泄露，就可能不會(huì)產(chǎn)生預(yù)期的紅色，即顯示出來(lái)的可能是不合格的白色。由 于電壓泄漏的 一個(gè)主要來(lái)源可能是兩個(gè)相鄰電路元件間的串音和/或元件間的 串音，因此這種方法的主要挑戰(zhàn)也是如何減少電串音和/或耦合效應(yīng)。LCoS器件的半導(dǎo)體芯片部分可具有電噪聲的另一個(gè)來(lái)源漫射光。漫射 光噪聲可由無(wú)意間進(jìn)入芯片的光導(dǎo)致。漫射光可以產(chǎn)生通常轉(zhuǎn)變?yōu)殡娫肼暤碾?子空穴對(duì)，這些電子空穴對(duì)產(chǎn)生與串音和/或耦合效應(yīng)類似的效應(yīng)。出于上述原因，往往希望設(shè)計(jì)一種降低的電噪聲的電路。而且，由于商業(yè) 顯示器像素存儲(chǔ)容量的快速發(fā)展并因此而導(dǎo)致每個(gè)像素尺寸可大大減小，所以 抑制電噪聲將成為L(zhǎng)CoS芯片布局的迫切需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種LCoS芯片，這種LCoS芯片設(shè)計(jì)用于抑制芯片的電子元 件之間的串音以及進(jìn)入芯片的漫射光滋生的電噪聲。這種LCoS芯片包括多個(gè) 多晶層和金屬層，這些多晶層和金屬層設(shè)置在硅襯底上并構(gòu)造成減少噪聲，其 中，在這些層之間插入村層。在本發(fā)明的一個(gè)方面， 一種硅基液晶(LCoS)芯片包括硅襯底，所述 硅村底具有在所述硅襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列；第一多晶硅層，所述第一多 晶硅層設(shè)置在硅襯底上，且形成平行延伸并穿越存儲(chǔ)單元的字線；金屬層，所 述金屬層設(shè)置在所述第一多晶硅層上，且形成平行延伸并穿越存儲(chǔ)單元的位 線，位線與字線相互正交；以及第二多晶硅層，所述第二多晶硅層設(shè)置在所述 第一多晶硅層與金屬層之間，且在位線和字線的交叉點(diǎn)之間具有屏蔽部分，這 樣，屏蔽部分就降低字線與位線之間的串音。在本發(fā)明的另一個(gè)方面， 一種硅基液晶(LCoS)芯片包括硅襯底，所 述硅襯底具有在所述石圭襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列；以及金屬層，所述金屬層 淀積在硅襯底上，且包括位線和位線屏蔽，每個(gè)位線屏蔽降低相鄰的兩條位線 之間的串音。在本發(fā)明的再另一個(gè)方面， 一種硅基液晶(LCoS)芯片包括硅襯底， 所述硅襯底具有在所述硅襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列，每個(gè)存儲(chǔ)單元包括N活 性區(qū)和P活性區(qū)；第一多晶硅層，所述第一多晶硅層設(shè)置在硅襯底上，并形成 多條平行延伸并穿越存儲(chǔ)單元的字線；第二多晶硅層，所述第二多晶硅層設(shè)置 在第一多晶硅層上，且形成設(shè)置在襯底上沒(méi)有被字線覆蓋的區(qū)域之上的多個(gè)第 一電容器極板；第三多晶硅層，所述第三多晶硅層設(shè)置在第二多晶硅層上，且 包括設(shè)置在第一電容器極板上的多個(gè)第二電容器極板，第一和第二電容器極板 形成存儲(chǔ)單元的電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)；第一金屬層，所述第一金屬層設(shè)置在第三多 晶硅層上，且形成多條平行延伸并穿越存儲(chǔ)單元的位線，位線與字線相互正交，第一金屬層包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽以及耦合到第二多晶硅層和N活性區(qū)的多個(gè)第 一連接節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽圍繞在一個(gè)第一連接節(jié)點(diǎn)周圍，以降低位線與電容 存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)之間的串音，第 一金屬層還包括用于降低位線之間的串音的多個(gè)位 線屏蔽；第三多晶硅層包括位于位線和字線的交叉點(diǎn)之間的屏蔽部分，從而降 低位線和字線之間的串音；第二金屬層，所述第二金屬層用于阻擋進(jìn)入存儲(chǔ)單 元的漫射光，且包括多個(gè)第二連接節(jié)點(diǎn)，將每個(gè)第二連接節(jié)點(diǎn)耦合到一個(gè)第一 連接節(jié)點(diǎn)；以及第三金屬層，所述第三金屬層用于向位于存儲(chǔ)單元上的液晶加 載電壓，從而在液晶中形成圖像，第三金屬層包括多個(gè)觸點(diǎn)，這些觸點(diǎn)用于將 第三金屬層連接到第二連接節(jié)點(diǎn)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的納米LCoS芯片的分解透視圖；圖2為圖1所示的納米LCoS芯片的硅部分的俯視圖；圖3為圖1所示的硅片中包括的納米LCoS元件的等效電路圖；圖4A為包括四個(gè)納米LCoS元件的納米LCoS元件單元的俯^見(jiàn)圖，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的單元的N活性層和P活性層；圖4B為才艮據(jù)本發(fā)明在示于圖4A中的N活性層和P活性層上形成的第一多晶(Poly - 1)層的俯一見(jiàn)圖；圖4C為根據(jù)本發(fā)明在示于圖4B中的Poly - 1層上形成的第二多晶(Poly-2)層的俯視圖；圖4D為根據(jù)本發(fā)明在示于圖4C中的Poly - 2層上形成的第三多晶(Poly -3)層的俯視圖；圖4E為根據(jù)本發(fā)明在示于圖4D中的Poly - 3層上形成的第一金屬(Metal -1)層的俯^L圖；圖4F為根據(jù)本發(fā)明在示于圖4E中的Metal - 1層上形成的第二金屬(Metal -2)層的俯^L圖；圖4G為根據(jù)本發(fā)明在示于圖4F中的Metal - 2層上形成的第三金屬(Metal -3)層的俯^L圖；以及圖4H為分別示于圖4B、 4D和4E中的Poly - 1層、Poly - 3層和Metal-1層的俯視圖。
具體實(shí)施方式
參看圖1,圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種納米LCoS芯片的分解透視圖，用100 表示。如圖所示，納米LCoS芯片可包括玻璃部分(或等效的玻璃側(cè)面)102 和石圭部分104。玻璃部分102可包括玻璃108,優(yōu)選用石英、熔融石英或高 溫玻璃制成；抗反射(AR)層106,用于保護(hù)玻璃108免受機(jī)械損傷并減少來(lái) 自玻璃108的頂部表面的入射光132a的反射；氧化銦錫(ITO)層110;頂部 無(wú)才幾調(diào)整層112，優(yōu)選用二氧化硅制成，并與液晶130接觸且防止ITO層110 與液晶層130發(fā)生反應(yīng)；以及石友納米管(CNT)支柱(pillar)或柱(column) 116，生長(zhǎng)在金屬種層(metal seed layer) 114上。在替代實(shí)施例中，可采用具 有高透射度的CNT薄層代替ITO層110。 CNT薄層可以與CNT支柱116緊密 黏著，因此能夠?yàn)镃NT支柱116提供增強(qiáng)的機(jī)械結(jié)合強(qiáng)度。CNT支柱116可以生長(zhǎng)在預(yù)先形成于玻璃108上的金屬種層114上。然后， ITO層110和無(wú)機(jī)調(diào)整層112可以淀積在玻璃108的整個(gè)表面上。硅部分104可包括包括具有多晶層和金屬層(將參考圖4A至4H對(duì)這 些層進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明)的電i 各的硅片120; CNT對(duì)應(yīng)部分(counterpart)或凹入 部分(female) 122，用于容納CNT支柱116;墊片126,用于輸^/輸出硅片 120中的電路的電信號(hào)；鈍化層(為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，未在圖1中示出)，形成于硅片 120的表面上；以及底部無(wú)機(jī)調(diào)整層117，形成于鈍化層上。液晶130可以包 含在由液晶膠層128、頂部無(wú)機(jī)調(diào)整層112以及底部無(wú)機(jī)調(diào)整層117限定的空 間內(nèi)?？蛇x地，硅片120可以安裝在提供額外機(jī)械強(qiáng)度的襯底118上。納米 LCoS芯片IOO的詳細(xì)描述見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?1/224, 912、發(fā)明名稱為"珪基液晶微型顯示中的碳納米管技術(shù)"、申請(qǐng)日為2005年9月12日的美國(guó)專利申請(qǐng)，該 申請(qǐng)通過(guò)參考整體地結(jié)合在本發(fā)明之中。
如圖1所示，入射光132a可以穿過(guò)玻璃部分102中的各層以及液晶130。 液晶130的一部分可以位于像素區(qū)202 (如圖2所示)上方，像素區(qū)202包括 像素陣列，優(yōu)選地，該像素陣列包括1920 x 1080個(gè)像素，并在ITO層110和 像素區(qū)202之間存在電壓差的條件下形成圖像。入射光132a可以穿過(guò)該圖像， 然后從硅片120的頂部表面反射并再次穿過(guò)該圖像。然后，載有該圖像信息的 光132b可再次穿過(guò)玻璃部分102并離開(kāi)納米LCoS芯片100。
圖2為圖1所示的石圭部分104的俯一見(jiàn)圖。如圖所示，CNT對(duì)應(yīng)部分或CNT 支柱凹入部分122可以通過(guò)連4妄^/L構(gòu)204電連4^到ITO電壓(VITO)墊片126a 和126n， Vnx)墊片126a和126n可以連接到能夠提供電壓VITO的電源。每個(gè) CNT支柱116都是良好的電導(dǎo)體，且可以形成從Vrro墊片126a和126n至ITO 層110的電連接的一部分。Vnx)可用于控制加載到ITO層110的電壓，從而控 制加載到液晶頂部表面的電壓。
納米LCoS芯片100可以操作以形成單色圖像。通常需要三個(gè)納米LCoS 芯片來(lái)為肉眼顯現(xiàn)全色圖像。可以采用納米LCoS調(diào)整鍵123來(lái)調(diào)整三個(gè)納米 LCoS芯片之間的方位，可以將這些鍵123連接到Vrro墊片126a和126n。如 圖2所示，這些調(diào)整鍵123位于液晶130上方。通過(guò)在鍵123上加載VIT0 (更 明確地來(lái)講，通過(guò)在ITO層110和硅片120的頂部金屬層之間加載電壓差Vnx))， 液晶130的一部分可變?yōu)橥该鞯模垂庹{(diào)整鍵123變得可見(jiàn)。這些鍵123可在 硅片120上形成。每個(gè)CNT調(diào)整鍵125在玻璃部分102 (圖2中未標(biāo)出)和硅 片120上具有一對(duì)標(biāo)記，這些CNT調(diào)整鍵125可用于在玻璃部分102和硅片 120兩個(gè)部分結(jié)合或配對(duì)過(guò)程中調(diào)整它們之間的方位。硅片120可以包括外圍 區(qū)206和液晶填充區(qū)208。液晶填充區(qū)208可以包括"像素區(qū)202, ^象素陣列位 于像素區(qū)202下方。結(jié)合圖3至4H對(duì)像素布局進(jìn)行描述。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)相鄰的納米LCoS元件324a和324b的等效電路圖。在圖3中，實(shí)線用于表示兩個(gè)元件324a至324b中的電路元件，虛線用于 表示由每個(gè)LCoS元件控制的液晶322的一部分。兩個(gè)元件324a和324b的布 局可以相對(duì)于線325對(duì)稱。因此，為簡(jiǎn)《更起見(jiàn)，下文Y又對(duì)一個(gè)元件324a進(jìn)4亍 說(shuō)明。
元件324a可以用一對(duì)晶體管306a和電容器308a表示。Poly - 1層(或簡(jiǎn) 稱Poly- 1 ) 302可起到字線的作用，并連接到晶體管306a和306b的柵極。 Poly - 1層302還可以連接到其他晶體管。電容器308a可包括Poly - 2 (層) 310a和Poly-3(層)312a。 Poly - 1層302、 Poly - 2層310a和Poly - 3層312a 可以用常規(guī)的多晶硅制成。位線304a可包括在Metal - 1層413(如圖4E所示) 中，并耦合到晶體管306a。 Poly-2層310a也可以在節(jié)點(diǎn)314a處耦合到晶體 管306a。正如將結(jié)合圖4E說(shuō)明的那樣，節(jié)點(diǎn)314a可以以Metal - 1層413的 多邊形元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
液晶322a的一部分可以由元件324a控制以形成圖像的一部分，液晶322a 的該部分可等效于一對(duì)電阻器318a和電容器320a,并可由它們表示。元件324a 的Metal-3層316a (在下面參考圖4G進(jìn)行詳細(xì)描述)可以形成電容器320a的 底板，Metal-3層316a連接到節(jié)點(diǎn)314a。液晶322a可以在Metal-3層316a與 電壓為Vrro的ITO層110 (圖1 )之間存在電壓差的條件下形成圖像。可以采 用常規(guī)的半導(dǎo)體生長(zhǎng)技術(shù)制成元件324a和324b。將結(jié)合圖4A至4B對(duì)元件 324a中包含的電路元件的功能和形狀進(jìn)行說(shuō)明。
正如前面所提及的那樣，LCoS硅片120的噪聲源主要有兩個(gè)串音和漫 射光。串音和/或耦合均與相鄰元件之間的電耦合以及元件324中電^各元件之間 的電干擾有關(guān)。硅片120可要求高壓信號(hào)(VIT0)以在液晶130中形成圖像。 當(dāng)高壓信號(hào)通過(guò)硅片120的電路元件傳輸時(shí)，可引起串音和/或耦合。漫射光噪 聲可以由無(wú)意中進(jìn)入硅片120中的入射光132a (圖1 )的一部分引起。漫射光 可以產(chǎn)生電子空穴對(duì)，電子空穴對(duì)通常會(huì)被轉(zhuǎn)換成電噪聲。正如將結(jié)合圖4A 至4H所討論的那樣，可布置硅片120的多晶硅層即Poly-1， Poly-2和Poly-3層以及金屬層，以減小/抑制噪聲。在z軸方向(圖1),這些層中的每一層
都可由適當(dāng)?shù)奶畛洳牧吓c其相鄰的層隔離，并采用常規(guī)的半導(dǎo)體加工技術(shù)制成。
圖4A為根據(jù)本發(fā)明包含于納米LCoS元件單元400內(nèi)的高壓N活性區(qū)404 和P活性區(qū)402的俯視圖，元件單元400具有四個(gè)相鄰的納米LCoS元件401a 至401d。 N活性區(qū)404和P活性區(qū)402可以設(shè)置在硅襯底上。如圖所示，兩條 線406和408限定了四個(gè)相鄰元件401a至401d,位于^象素區(qū)202 (圖2 )下方 的像素陣列可以包括多個(gè)以矩陣形式的元件單元400。高壓N活性區(qū)404可以 是晶體管306 (圖3 )的源極，P活性區(qū)402可起到P - sub分路器的作用。正 如將在后面說(shuō)明的那樣，高壓N活性區(qū)404和P活性區(qū)402可以在z軸方向(圖 1)用連接機(jī)構(gòu)連接到元件401a至401d的其他層。值得注意的是，每個(gè)P活 性區(qū)402可以位于四個(gè)相鄰元件的交角上方，而每個(gè)N活性區(qū)404可以位于兩 個(gè)相鄰元件上方，如401b和401d上方。
圖4B為示于圖4A中的P活性層和N活性層上形成的Poly - 1層(或簡(jiǎn) 稱Poly - 1 ) 302的俯視圖。Poly - 1層302可以對(duì)應(yīng)于晶體管306 (圖3 )的 柵極，并起到字線的作用。值得注意的是，在P活性層/N活性層與Poly - 1層 302之間可淀積填充材料，但為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，襯層未在圖4B中示出。
圖4C為Poly - 1層302上形成的Poly - 2層(或簡(jiǎn)稱為Poly - 2 )的俯視 圖。如圖所示，當(dāng)從上方看時(shí)，可確定Poly-1層302的形狀和位置，以避免 與Poly- 2層310的重疊，〃Mv而減少它們之間的串音所導(dǎo)致的電噪聲。
圖4D為示于圖4C中的Poly-2層310上形成的Poly - 3層(或筒稱為 Poly - 3 ) 312的俯視圖。每層Poly - 3層312可具有孔410,以形成用于Poly -2層310和圖4E中示出的節(jié)點(diǎn)314之間的連接的通道(更明確地來(lái)講，是 圖4E中的4妄點(diǎn)434)。如圖3所示，Poly-2層310和Poly-3層312可以形成
電容器308，其中Poly-2層310可起到電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)(電容器308的一個(gè) 電容器極板)的作用。圖4E示出了圖4D中Poly - 3層312上形成的Metal - 1層(或簡(jiǎn)稱為Metal -1)413。如圖所示，包含在納米LCoS元件單元400中的Meta卜1層413可 以包括兩條位線304;接地的位線屏蔽(bit line shield) 432，用于屏蔽兩條 位線304之間的串音；四個(gè)節(jié)點(diǎn)314,將每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)孔(Vias )或觸點(diǎn)434 和436分別連接到Poly - 2層310和N活性區(qū)404;以及兩個(gè)接地的節(jié)點(diǎn)屏蔽 430,用于屏蔽位線304和節(jié)點(diǎn)314之間的串音。觸點(diǎn)439可以將位線屏蔽432 連接到P活性區(qū)402 (圖4A)，從而向P活性區(qū)402提供接地。觸點(diǎn)或孔438 可以將位線304連接到圖4A中的N活性區(qū)404。
如上所述，每個(gè)節(jié)點(diǎn)314可以包"^舌兩個(gè)觸點(diǎn)434和436，分別用于連接到 Poly-2層310和N活性區(qū)404。當(dāng)節(jié)點(diǎn)314與位線304接近時(shí)，位線304可 與節(jié)點(diǎn)314相互作用而引起噪聲。這種噪聲可能通過(guò)觸點(diǎn)434傳遞到Poly-2 層310,從而干擾元件電容器308 (圖3)的電壓水平。每個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽430可以 接地并插在位線304和節(jié)點(diǎn)314之間，從而抑制位線304和節(jié)點(diǎn)314之間的耦 合或相互作用。值得注意的是，襯層可以淀積在Poly - 3層和Metal - 1層之間， 但為了簡(jiǎn)便起見(jiàn)，圖4E中未示出襯層。
圖4F為圖4E中的Metal - 1層431上形成的Metal - 2層440的俯^L圖。 Metal-2層440可以阻擋漫射光進(jìn)入Metal - 2層440以下的各層中。漫射光 是入射光132a (圖1 )的一部分，入射光132a通過(guò)Metal-3層(如圖4G所示) 中的間隙進(jìn)入硅片120中。漫射光可以產(chǎn)生電子空穴對(duì)，電子空穴對(duì)通常會(huì)被 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娫肼?。如圖4F所示，納米LCoS元件單元400的大部分被Metal - 2 層440覆蓋，以^使大部分漫射光^皮阻擋。Metal-2層440可以通過(guò)Via-l 446 和Via - 2 448分別連接到Metal - 1層431的位線屏蔽432和節(jié)點(diǎn)屏蔽430。 Metal - 2層440還可以包括節(jié)點(diǎn)442,以容納將Metal - 1層431的節(jié)點(diǎn)314連 才妄到Metal - 3層316 (圖3和圖4G)的Via - 3 444。
圖4G是包括四個(gè)形成于圖4F中Metal - 2層440上的Metal-3層(或筒稱 為Metal-3 ) 316的金屬層452的俯視圖。每個(gè)Metal - 3層316可以與元件單元400中的四個(gè)納米LCoS元件401a至401d中的一個(gè)對(duì)應(yīng)。每個(gè)Metal - 3層 316和ITO層110 (圖1)之間的電壓差可以改變Meta卜3層316上的液晶柱 (liquid crystal column)的光學(xué)特性，從而形成像素區(qū)202上產(chǎn)生的圖像的像 素。每個(gè)Metal - 3層316可以包括連4妄到節(jié)點(diǎn)314(圖3和圖4E )的Via - 4 450。 值得注意的是，每個(gè)Metal - 3層316與其相鄰的Metal - 3層之間用間隙隔開(kāi)， 該間隙可以提供漫射光進(jìn)入圖4A-4F所示的各層中的通道。如前所述，漫射 光可以被Metal - 2層440 (圖4F )阻擋，其中，Metal - 2層440可覆蓋元件 單元400的大部分區(qū)域，從而阻擋漫射光，否則漫射光將進(jìn)入Metal- 1層413。圖4H是分別在圖4B、 4D和4E中示出的Poly - 1層302、 Poly - 3層312 和Metal - 1層431中的位線304的俯一見(jiàn)圖。位線304可以在字線302 (或者等 效的Poly-1 )的法線方向延伸，以減少它們之間的重疊，/人而減小串音噪聲。 如圖4H所示，區(qū)域460示出了位線304與字線302在z軸方向(或者等效地， 垂直方向)的重疊部分?？梢圆捎肞oly-3層312來(lái)進(jìn)一步屏蔽重疊區(qū)域460, 其中，Poly - 3層312可以插在Poly - 1層(字線)302和位線304之間。當(dāng)然，應(yīng)理解，前面所描述的內(nèi)容涉及本發(fā)明的示范性實(shí)施例，且在并不 脫離由下面的權(quán)利要求書所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明 進(jìn)行修改。
權(quán)利要求
1、一種硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，包括硅襯底，所述硅襯底具有在所述硅襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列；第一多晶硅層，所述第一多晶硅層設(shè)置在所述硅襯底之上且形成多條平行延伸并穿越所述存儲(chǔ)單元的字線；第一金屬層，所述第一金屬層設(shè)置在所述第一多晶硅層上，且形成多條平行延伸并穿越存儲(chǔ)單元的位線，所述位線與字線相互正交；以及第二多晶硅層，所述第二多晶硅層設(shè)置在所述第一多晶硅層與第一金屬層之間，且在所述位線和字線的交叉點(diǎn)之間具有屏蔽部分，這樣，所述屏蔽部分就降低所述字線與位線之間的串音。
2、 如權(quán)利要求1所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第二 多晶層包括第 一多個(gè)第 一 電容器極板，所述硅基液晶芯片還包括第三多晶硅層，所述第三多晶硅層設(shè)置在所述第一和第二多晶硅層之間， 并形成第二多個(gè)第二電容器極板，所述第二電容器極;fc沒(méi)置在所述第一電容器 極板下面以及所述襯底上未被所述字線覆蓋的區(qū)域上方，所述第 一和第二電容 器極板形成所述存儲(chǔ)單元的電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)。
3、 如權(quán)利要求2所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，每個(gè)所述 存儲(chǔ)單元包括形成于所述硅襯底上的N活性區(qū)和P活性區(qū)。
4、 如權(quán)利要求3所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第一 金屬層包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽，所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽用于降低所述位線和所述電M 儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)之間的串音。
5、 如權(quán)利要求3所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第一 金屬層包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽和多個(gè)第一連接節(jié)點(diǎn)，所述第一連接節(jié)點(diǎn)分別耦合到 所述第三多晶硅層和所述N活性區(qū)，其中，每個(gè)所述節(jié)點(diǎn)屏蔽圍繞在一個(gè)第一 連接節(jié)點(diǎn)周圍，并因此而降低所述位線和所述電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)之間的串音。
6、 如權(quán)利要求3所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述N活性區(qū)耦合到 一條所述位線。
7、 如權(quán)利要求1所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第一 金屬層包括多個(gè)位線屏蔽，每個(gè)所述位線屏蔽設(shè)置在相鄰的兩條所述位線之 間，并因此而降低所述兩條所述位線之間的串音。
8、 如權(quán)利要求7所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，每個(gè)所述 存儲(chǔ)單元包括N活性區(qū)和P活性區(qū)，所述P活性區(qū)耦合到一個(gè)所述位線屏蔽。
9、 如權(quán)利要求5所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，還包括第 二金屬層，所述第二金屬層用于阻擋進(jìn)入所述存儲(chǔ)單元的漫射光。
10、 如權(quán)利要求9所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第 二金屬層包括多個(gè)第二連接節(jié)點(diǎn)，將每個(gè)所述第二連接節(jié)點(diǎn)耦合到 一個(gè)所述第 一連接節(jié)點(diǎn)。
11、 如權(quán)利要求9所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第一 金屬層包括多個(gè)位線屏蔽，所述多個(gè)位線屏蔽用于P爭(zhēng)低相鄰的兩條所述位線之 間的串音，所述第二金屬層包括多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)用于將所述第二金屬 層耦合到所述位線屏蔽。
12、 如權(quán)利要求10所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，還包括 第三金屬層，所述第三金屬層用于向位于存儲(chǔ)單元上的液晶加載電壓，從而在 液晶中形成圖像。
13、 如權(quán)利要求12所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第 三金屬層包括多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)用于將所述第三金屬層連"l妄到所述第二連接節(jié)點(diǎn)。
14、 一種硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，包括硅襯底，所述石圭襯底具有在所述硅襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列；以及 第一金屬層，所述第一金屬層淀積在所述硅襯底上，且包括多條位線和多 個(gè)位線屏蔽，每個(gè)所述位線屏蔽降低相鄰的兩條位線之間的串音并接地。
15、 如權(quán)利要求14所述的珪基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，還包括第一多晶硅層，所述第一多晶硅層設(shè)置在所述硅襯底和所述第一金屬層之 間，且形成多條平行延伸并穿越所述存儲(chǔ)單元的字線，所述字線與所述位線相互正交；第二多晶硅層，所述第二多晶硅層設(shè)置在所述第一多晶硅層與第一金屬層 之間，且在所述位線和字線的交叉點(diǎn)之間具有屏蔽部分，并具有多個(gè)第一電容 器極板；以及第三多晶硅層，所述第三多晶硅層設(shè)置在所述第一和第二多晶硅層之間， 并形成多個(gè)第二電容器極板，所述第二電容器極板設(shè)置在所述第一電容器極板 下面以及所述襯底上未被所述字線覆蓋的區(qū)域上方，所述第 一和第二電容器極 板形成存儲(chǔ)單元的電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)。
16、 如權(quán)利要求15所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，所述第 一金屬層包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽和多個(gè)連接節(jié)點(diǎn)，所述連接節(jié)點(diǎn)耦合到所述第三多 晶硅層，其中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽圍繞在一個(gè)連接節(jié)點(diǎn)周圍，以降低所述位線和所 述電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)之間的串音。
17、 如權(quán)利要求16所述的硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，還包括 多個(gè)襯層，所述多個(gè)襯層分別插入所述硅襯底、第一多晶硅層、第二多晶硅層 和金屬層之間。
18、 一種硅基液晶(LCoS)芯片，其特征在于，包括硅襯底，所述硅襯底具有在所述硅襯底上形成的存儲(chǔ)單元陣列，每個(gè)所述 存儲(chǔ)單元包括N活性區(qū)和P活性區(qū)；第一多晶硅層，所述第一多晶硅層設(shè)置在所述硅襯底上，且形成多條平行 延伸并穿越所述存儲(chǔ)單元的字線；第二多晶硅層，所述第二多晶硅層設(shè)置在所述第一多晶硅層上，且形成多 個(gè)設(shè)置在所述襯底上沒(méi)有被所述字線覆蓋的區(qū)域上的第 一 電容器極板；第三多晶硅層，所述第三多晶硅層設(shè)置在所述第二多晶硅層上，且包括多 個(gè)設(shè)置在所述第一電容器極板上的第二電容器極板，所述第一和第二電容器極板形成所述存儲(chǔ)單元的電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)；第一金屬層，所述第一金屬層設(shè)置在所述第三多晶硅層上，且形成多條平 行延伸并穿越所述存儲(chǔ)單元的位線，所述位線與所述字線相互正交，所述第一 金屬層包括多個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽以及多個(gè)第一連接節(jié)點(diǎn)，所述第一連接節(jié)點(diǎn)耦合到所 述第二多晶硅層和所述N活性區(qū)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)屏蔽圍繞在一個(gè)第一連接節(jié)點(diǎn)周 圍，以降低所述位線與所述電容存儲(chǔ)器節(jié)點(diǎn)之間的串音，所述第一金屬層還包 括多個(gè)位線屏蔽，所述多個(gè)位線屏蔽用于降低所述位線之間的串音；所述第三多晶硅層包括位于所述位線和字線的交叉點(diǎn)之間的屏蔽部分，從 而降低所述位線和字線之間的串音；第二金屬層，所述第二金屬層用于阻擋進(jìn)入所述存儲(chǔ)單元的漫射光，并包 括多個(gè)第二連接節(jié)點(diǎn)，將每個(gè)所述第二連接節(jié)點(diǎn)耦合到一個(gè)所述第 一連接節(jié) 點(diǎn)；以及第三金屬層，所述第三金屬層用于向位于存儲(chǔ)單元上的液晶加載電壓，從 而在液晶中形成圖像，所述第三金屬層包括多個(gè)觸點(diǎn)，所述多個(gè)觸點(diǎn)用于將所 述第三金屬層連接到所述第二連接節(jié)點(diǎn)。
全文摘要
一種硅基液晶芯片(100)，該硅基液晶芯片(100)設(shè)計(jì)用于抑制芯片的電子元件之間的串音以及進(jìn)入芯片的漫射光產(chǎn)生的電噪聲。芯片(100)包括硅襯底(120)，硅襯底(120)具有在硅襯底(120)上形成的存儲(chǔ)單元陣列。芯片(100)包括形成字線的第一多晶硅層(302)和形成位線(304)的金屬層(413)，其中，位線(304)與字線相互正交。芯片(100)還包括由第二和第三多晶硅層(310，312)形成的電容存儲(chǔ)器(308)。第二多晶層(310)設(shè)置在第一多晶硅層(302)上，且在襯底(100)沒(méi)有被字線覆蓋的區(qū)域上。金屬層(413)包括屏蔽(432)，這種屏蔽(432)用于減小相鄰的位線(304)之間以及位線(304)與電容存儲(chǔ)器(308)之間的串音。
文檔編號(hào)G09G5/00GK101253546SQ200680030682
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2006年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者全泰秀, 金吉宏 申請(qǐng)人:弘景科技有限公司