专利名称：硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法
技术领域：
本发明涉及硅基液晶(LCOS)显示装置的制作方法，特别涉及在制作硅 基液晶装置的反射镜面过程中，改善硅基液晶显示装置的反射镜面缺陷。
背景技术：
硅基液晶(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，LC()S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，因而具有尺寸小和分辨率高的特性。理想的LC()S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，这就需要其中的反射镜面 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。现有硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，如图1A所示，在包含驱动 电路等结构的硅基底101上用溅射方法形成金属层102，其中金属层的材料为 铝铜合金(铜含量为0.5。/。)；在金属层102上涂覆抗反射层103，抗反射层103 在曝光时保护金属层102免受光的影响；在抗反射层103表面形成光阻层104， 对光阻层1()4进行曝光及显影处理，形成开口图形107。如图1B所示，以光阻 层104为掩膜，蚀刻抗反射层103和金属层102,形成沟槽105。如图1C所示， 先对光阻层104和抗反射层103进行灰化处理；再用碱性溶液进一步去除灰化 后残留的抗反射层103和光阻层104;用高密度等离子体化学气相沉积法在金 属层K)2上形成绝缘介质层106，用于器件间的隔离，并且将绝缘介质层106填 满沟槽105。如图1I)所示，对绝缘介质层106进行化学机械抛光使绝缘介质层106平坦，然后再对绝缘介质层106进行干法蚀刻至露出金属层102,形成反射 镜面1()S。现有硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法参考申请号为200310122960 的中国专利申请所公开的技术方案。图2是现有技术制作的硅基液晶显示装置的反射镜面产生凹陷示意图。在 用碱性溶液去除残留的光阻层和抗反射层的时候，金属层中的铝铜合金受到 碱性溶液的影响而发生电化学反应，铝被消耗，使金属层产生严重的凹陷现 象，进而导致后续形成的反射镜面产生很多凹陷。用光学显微镜(OM)在放 大倍数为500倍时观察反射镜面，能看到许多白色的小亮点，就是所述的凹陷， 这些凹陷的大小为lum至3um。现有技术制作的硅基液晶显示装置的反射镜面过程中，在用碱性溶液去 除残留的光阻层和抗反射层的时候，由于金属层的材料为铝铜合金，铝铜合 金受到碱性溶液的影响而发生电化学反应，铝被消耗，使金属层产生严重的 凹陷现象，进而导致后续形成的反射镜面产生很多凹陷，从而影响反射镜面 的质量。发明内容本发明解决的问题是提供一种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法， 防止在用碱性溶液去除残留的光阻层和抗反射层的时候，由于金属层的材料 为铝铜合金，铝铜合金受到碱性溶液的影响而发生电化学反应，铝被消耗， 致使反射镜面产生严重的凹陷现象，从而影响反射镜面的质量。为解决上述问题，本发明提供一种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方 法首先提供包含金属层的硅基液晶背板，所述金属层位于硅基底上，其特 征在于，还包括下列步骤在金属层上形成氧化铝层；在氧化铝层表面沉积 抗反射层；在抗反射层上形成图案化光阻层；以光阻层为掩膜，蚀刻穿透抗
反射层、氧化铝层以及金属层，露出硅基底；去除光阻层和抗反射层；在沟 槽内及氧化铝层表面沉积绝缘介质层；平坦化绝缘介质层；去除金属层上的 绝缘介质层及氧化铝层，形成反射镜面。用等离子体氧化在金属层上形成氧化铝层，等离子体氧化的温度为240°C 至280"C ,所述氧化铝层的厚度为20埃至50埃。本发明提供一种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法首先提供包含 金属层的硅基液晶背板，所述金属层位于硅基底上，其特征在于，还包括下 列步骤在金属层上形成氧化铝层；在氧化铝层上沉积硅氧化物层；在硅氧 化物层表面沉积抗反射层；在抗反射层上形成图案化光阻层；以光阻层为掩 膜，蚀刻穿透抗反射层、硅氧化物层、氧化铝层以及金属层，露出硅基底； 去除光阻层和抗反射层；在沟槽内及硅氧化物层表面沉积绝缘介质层；平坦 化绝缘介质层；去除金属层上的绝缘介质层、硅氧化物层及氧化铝层，形成 反射镜面。用等离子体氧化在金属层上形成氧化铝层，等离子体氧化的温度为240°C 至280"C ，所述氧化铝层的厚度为20埃至50埃。用化学气相沉积法在氧化铝层上形成硅氧化物层，硅氧化物层的材料为 正硅酸乙酯，厚度为450埃至550埃。与现冇技术相比，本发明具有以下优点由于金属层的材料是铝铜合金， 在金厲层表面加上氧化铝层，在用碱性溶液去除光阻层和抗反射层时，由于 金属层得到氧化铝层的保护，使金属层中的铝铜合金与碱性溶液接触发生电 化学反应概率减小，在金属层上产生凹陷的情况减少，进而使后续形成的反 射镜面产生很少凹陷；在金属层表面加上氧化铝层和硅氧化物层，在用碱性 溶液去除光阻层和抗反射层时，由于金属层得到氧化铝层和硅氧化物层双重 保护，使金属层中的铝铜合金与碱性溶液接触而发生电化学反应概率更小， 在金属层上几乎不产生凹陷现象，进而使后续形成的反射镜面没有凹陷，使
反射锐面的质量得到了提高。
闺IA至图ll)是现有技术制作硅基液晶显示装置的反射镜面示意图。 l冬J 2是现有技术制作的硅基液晶显示装置的反射镜面产生凹陷示意图。 阁3是本发明第一实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面流程图。闺4A至图4D是本发明第一实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面示意闺 阁5是本发明第二实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面流程图。闺6A至图6D是本发明第二实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面示念图。i冬J 7A至图7B是本发明制作的硅基液晶显示装置的反射镜面表面形貌图。
具体实施方式
硅基液晶(LC()S )是一种新型的反射式液晶显示装置，与普通液晶不同的 是，LC()S结合CM()S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。本发 明在金属层表面加上氧化铝层，或同时加上氧化铝层和硅氧化物层，在用碱 性溶液去除光阻层和抗反射层时，金属层中的铝铜合金与碱性溶液接触发生 电化学反应的概率减小，进而在反射镜面产生很少凹陷，反射镜面的质量得 到了提3。为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结 合附l冬)对本发明的具体实施方式
做详细的说明。阁3是本发明第一实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面流程图。如 图3所示，执行步骤S101首先提供包含金属层的硅基液晶背板，所述金属层 位于硅基底上；S102在金属层上形成氧化铝层；S103在氧化铝层表面沉积抗
反射层；S104在抗反射层上形成图案化光阻层；S105以光阻层为掩膜，蚀刻 穿透抗反射层、氧化铝层以及金属层，露出硅基底；S106去除光阻层和抗反 射层；S107在沟槽内及氧化铝层表面沉积绝缘介质层；S108平坦化绝缘介质 层；Sl()9去除金属层上的绝缘介质层及氧化铝层，形成反射镜面。图4A至图4D是本发明第一实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面示 意图。如图4A所示，在包含驱动电路等结构的硅基底201上用溅射方法形成 厚度为2900埃至3100埃，反射率在90%以上的金属层202,其中金属层202 的材料为铜铝合金(铜含量为0.5%);用等离子体氧化处理，使金属层202 中的铝与等离子态的氧反应形成氧化铝层203，保护金属层202不受后续清洗 溶液的影响；在氧化铝层203上用旋涂法形成厚度为800埃至1000埃的抗反 射层204,抗反射层204在曝光时保护金属层102免受光的影响；在抗反射层 204表面形成光阻层205,对光阻层205进行曝光及显影处理，形成开口图形 208。如图4B所示，以光阻层205为掩膜，用千法蚀刻法蚀刻抗反射层204、 氧化铝层203和金属层202,直至将金属层202穿透，形成沟槽206。如阁4C所示，用等离子体氧气在温度为240。C至280。C时对光阻层205 和抗反射层204进行灰化处理；用PH值为10至11的NEKC溶液清洗灰化 后残留的光阻层205和抗反射层204;用高密度等离子体化学气相沉积法在沟 槽206内及氧化铝层203上形成绝缘介质层207，所述绝缘介质层207的材料优选氣化硅。如图41)所示，对绝缘介质层207进行化学机械抛光使绝缘介质层207平 坦化，然后再对绝缘介质层207及氧化铝层203进行干法蚀刻，直至露出金 属层2()2,形成反射镜面209。本实施例中，用溅射法形成金属层202,其中溅射温度为160。C至20(TC，
具体温度例如160。C、70"C、 180°C、 190。C或200。C。本实施例中，金属层202的厚度范围是2900埃至3100埃，具体厚度例 如2卯()埃、3000埃或3100埃，其中优选为3000埃。金属层202的反射率最佳可达92%。本实施例中，用等离子体氧化处理，使金属层202中的铝与等离子态的 氧反应形成氧化铝层203，等离子体氧化处理的温度为240。C至280°C,具体 温度例如240"C、 250°C、 26CTC、 27(TC或280。C。所述氧化铝层的厚度为20 埃至5()埃，具体例如20埃、30埃、40埃或50埃。在氧化铝层203上形成 厚度为800埃至1000埃的抗反射层204，具体厚度例如800埃、900埃或1000 埃。实施例中，用等离子体氧气在温度为240。C至280。C下对光阻层205和抗 反射层204进行灰化处理，具体温度例如240°C 、250°C 、260°C 、27(TC或280°C 。 但是用等离子体氧气不能完全清除光阻层205和抗反射层204,因此需要用碱 性溶液去除残留的光阻层205和抗反射层204，实施例中用的碱性溶液为PH 值等于10至11的N1,:KC。本实施例中，在金属层202和抗反射层204之间加上一层氧化铝层203， 当用碱性溶液去除光阻层205和抗反射层204时，金属层202受到氧化铝层 203的保护，而使金属层202中的铝铜与碱性溶液发生电化学反应的概率减少， 使后续形成的反射镜面209上的凹陷数量减少，从而反射镜面209的质量得 以提高。i冬]5是本发明第二实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面流程图。如 图5所示，执行步骤S201提供包含金属层的硅基液晶背板，所述金属层位于 硅基底上；S202在金属层上形成氧化铝层；S203在氧化铝层上沉积硅氧化物 层；S204在硅氧化物层表面沉积抗反射层；S205在抗反射层上形成图案化光 阻层；S206以光阻层为掩膜，蚀刻穿透抗反射层、硅氧化物层、氧化铝层以
及金應层，露出硅基底；S207去除光阻层和抗反射层；S208在沟槽内及硅氧 化物层表面沉积绝缘介质层；S209平坦化绝缘介质层；S210去除金属层上的 绝缘介At层、硅氧化物层及氧化铝层，形成反射镜面。闺6A至图6D是本发明第二实施例制作硅基液晶显示装置的反射镜面示 意图。如闺6A所示，在包含驱动电路等结构的硅基底301上用溅射方法形成 厚度为2900埃至3100埃，反射率在90%以上的金属层302，其中金属层302 的材料为铜铝合金(铜含量为0.5% );通过氧气等离子法在金属层302上形成 氧化化层303，保护金属层302不受后续清洗溶液的影响；用化学气相沉积法 在氧化铝层303表面形成硅氧化物层304，进一步保护金属层302不受后续清 洗溶液的影响；用旋涂法在硅氧化物层304上形成厚度为800埃至1000埃的 抗反射层305，抗反射层305在曝光时保护金属层302免受光的影响；在抗反 射层305表面形成光阻层306,对光阻层306进行曝光及显影处理，形成开口 图形309。如阁6B所示，以光阻层306为掩膜，用干法蚀刻法蚀刻抗反射层305、 硅氧化物层304、氧化铝层303和金属层302，形成沟槽307。如罔6C所示，用等离子体氧气在温度为240。C至280。C时对光阻层306 和抗反射层305进行灰化处理；用PH值为10至11的NEKC清洗灰化后残 留的光阻层306和抗反射层305;用高密度等离子体化学气相沉积法在沟槽 307及硅氧化物层304上形成绝缘介质层308,所述绝纟彖介质层308的材料优选氧化硅。如阁61)所示，对绝缘介质层308进行化学机械抛光使绝缘介质层308平 坦化，然后再对绝缘介质层308、硅氧化物层304及氧化铝层303进行干法蚀 刻，直至露出金属层302,形成反射镜面310。本实施例中，用溅射法形成金属层302,其中溅射温度为160。C至20(TC,
具体温度例如160。C、 170'C、 1S0。C、 190。C或200X:。本实施例中，金属层302的厚度范围是2900埃至3100埃，具体厚度例 如2900埃、3000埃或3100埃，其中优选为3000埃。金属层302的反射率最佳可达92%。本实施例中，用等离子体氧化处理，使金属层302中的铝与等离子态的 氧反应形成氧化铝层303,等离子体氧化处理的温度为240。C至280°C，具体 温度例如240"C、 250。C、 260°C、 270。C或280°C。所述氧化铝层的厚度为20 埃至5()埃，具体例如20埃、30埃、40埃或50埃。在氧化铝层203上形成 厚度为800埃至1000埃的抗反射层204,具体厚度例如800埃、900埃或1000 埃。本实施例中，在氧化铝层303上用化学气相沉积法形成厚度为450埃至 550埃的硅氧化物层304,具体厚度例如450埃、500埃或550埃；硅氧化物 层304的材料可以是正硅酸乙酯(TEOS)、等离子体增强二氧化硅(PEOX) 或富氣二氧化硅(SR())，本实施例优选正硅酸乙酯(TEOS)。实施例中，在硅氧化物层304上形成厚度为800埃至1000埃的抗反射层 3()4，貝-体例如,800埃、850埃、900埃、950埃或1000埃。实施例中，用等离子体氧气在温度为240。C至28(TC下对光阻层306和抗 反射层305进行灰化处理，具体温度例如240°C 、250°C 、260°C 、270。C或280°C。 但是用等离子体氧气不能完全清除光阻层306和抗反射层305，因此需要用碱 性溶液去除残留的光阻层306和抗反射层305，实施例中用的碱性溶液为PH 值等于10至11的NKKC。本实施例中，在金属层302和抗反射层305之间加上氧化铝层303和硅 氧化物层304,当在碱性溶液去除残留的光阻层306和抗反射层305时，金属 层302受到氧化铝层303和硅氧化物层304的保护，而不会4吏金属层302中 的铝铜与碱性溶液接触发生电化学反应，使后续形成的反射镜面310上几乎 不会出现的凹陷现象，从而反射镜面310的质量得以提高。问7A至图7B是本发明制作硅基液晶显示装置的反射镜面表面形貌图。 如图7A所示，由于金属层的材料为铝铜合金，在金属层和抗反射层之间加上 氧化化,层，当用碱性溶液去除光阻层和抗反射层时，金属层受到氧化铝层的 保护，而使金属层中的铝铜与碱性溶液接触发生电化学反应的概率减少，铝 消耗减少，这样使最后形成的反射镜面上的凹陷现象得以改善。用光学显微 镜(OM )在放大倍数为500倍时观察反射镜面，可以看到反射镜面上只有少 许几个白色小亮点出现，这些白色小亮点就是所述的凹陷，反射镜面上凹陷 的减少使反射镜面的质量有所提高。如阁7B所示，由于金属层的材料为铝铜合金，在金属层和抗反射层之间 加上氧化铝层和硅氧化物层，当在碱性溶液去除残留的光阻层和抗反射层时， 金属层'》到氧化铝层和硅氧化物层的双重保护，而使金属层中的铝铜与碱性 溶液接触发生电化学反应概率更小，铝消耗几乎不发生，这样也就使最后形 成的反射镜面上的凹陷现象完全改善。用光学显微镜(OM)在放大倍数为500 倍观察反射镜面，可以看到反射镜面上没有白色小亮点出现，也就是说反射 镜面没有任何凹陷出现，反射镜面上凹陷现象的完全改善使反射镜面的质量 得到很大提高。本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何 本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和 修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。
权利要求
1.一种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法首先提供包含金属层的硅基液晶背板，所述金属层位于硅基底上，其特征在于，还包括下列步骤在金属层上形成氧化铝层；在氧化铝层表面沉积抗反射层；在抗反射层上形成图案化光阻层；以光阻层为掩膜，蚀刻穿透抗反射层、氧化铝层以及金属层，露出硅基底；去除光阻层和抗反射层；在沟槽内及氧化铝层表面沉积绝缘介质层；平坦化绝缘介质层；去除金属层上的绝缘介质层及氧化铝层，形成反射镜面。
2. 根据权利要求1所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于用等离子体氧化在金属层上形成氧化铝层。
3. 根据权利要求2所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于等离子体氧化的温度为240。C至280。C。
4. 根据权利要求2所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于所述氧化铝层的厚度为20埃至50埃。
5. —种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法首先提供包含金属层的硅基 液晶背板，所述金属层位于硅基底上，其特征在于，还包括下列步骤 在金属层上形成氧化铝层；在氧化铝层上沉积硅氧化物层；在硅氧化物层表面沉积抗反射层；在抗反射层上形成图案化光阻层；以光阻层为掩膜，蚀刻穿透抗反射层、硅氧化物层、氧化铝层以及金属层露出硅基底； 去除光阻层和抗反射层；在沟槽内及硅氧化物层表面沉积绝缘介质层；平坦化绝缘介质层；去除金属层上的绝缘介质层、硅氧化物层及氧化铝层，形成反射镜面。
6. 根据权利要求5所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于用等离子体氧化在金属层上形成氧化铝层。
7. 根据权利要求6所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于等离子体氧化的温度为240。C至28(TC。
8. 根据权利要求6所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于所述氧化铝层的厚度为20埃至50埃。
9. 根据权利要求5所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于用化学气相沉积法在氧化铝层上形成硅氧化物层。
10.根据权利要求13所述的硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法，其特征在 于硅氣化物层的材料为正硅酸乙酯，厚度为450埃至550埃。
全文摘要
一种硅基液晶显示装置反射镜面的制作方法在金属层上形成氧化铝层；在氧化铝层上沉积硅氧化物层；在硅氧化物层表面沉积抗反射层；在抗反射层上形成图案化光阻层；以光阻层为掩膜，蚀刻穿透抗反射层、硅氧化物层、氧化铅层以及金属层，露出硅基底；去除光阻层和抗反射层；在沟槽内及硅氧化物层表面沉积绝缘介质层；平坦化绝缘介质层；去除金属层上的绝缘介质层、硅氧化物层及氧化铝层，形成反射镜面。由于在金属层表面加上氧化铝层和硅氧化物层，用碱性溶液去除光阻层和抗反射层时，由于氧化铝层和硅氧化物层对金属层保护，使金属层不发生电化学反应，在反射镜面不会产生凹陷，反射镜面的质量得到提高。
文档编号G02F1/13GK101153969SQ20061011688
公开日2008年4月2日 申请日期2006年9月30日 优先权日2006年9月30日
发明者静 傅, 蒲贤勇 申请人:中芯国际集成电路制造(上海)有限公司