一種增大lcos像素單元電路存儲電容的器件結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于信息科學技術學科的微電子應用技術領域，特別是涉及一種硅基液晶顯示器像素單元器件結構領域。
【背景技術】
[0002]娃基液晶顯示器(LCOS，Liquid Crystal on Silicon)技術是液晶顯示(IXD，Liquid Crystal Display)技術與互補金屬氧化物半導體(CMOS，Complementary MetalOxide Semiconductor)集成電路技術有機結合的反射型新型顯示技術。
[0003]通常LCOS像素單元電路由一個N型溝道金屬氧化物半導體(NM0S，N-channelMetal Oxide Semiconductor)晶體管和 I 個存IC電容器串聯構成(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 驅動硅基板通過NMOS存取晶體管定期(幀周期)向存貯電容器輸入數據電荷，為了保持每幀周期內電容上的電荷泄露小于5%，需要高密度存儲電容(日本學術振興會第142委員會編，黃錫珉，黃輝光，李之熔譯，《液晶器件手冊》，航空工業出版社，1992，P442)。在CMOS半導體工藝中，存儲電容通常采用PIP結構及MOS結構實現，這些存儲電容布局于與晶體管相同的平面上，當像素裝置的布局面積縮小時，存儲電容的電容量便會急劇下降。
[0004]因此如何建立合理的像素單元器件結構，充分有效利用像素裝置在布局上的空間，制備合乎要求的高密度存儲電容器，是目前LCOS顯示技術的重要研宄課題。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型目的是解決如何充分有效利用像素裝置在布局上的空間，制備合乎要求的高密度存儲電容器的問題。
[0006]本實用新型的目的是這樣實現的:
[0007]一種增大硅基液晶顯示面板LCOS像素單元電路存儲電容的器件結構，包括PMOS存取晶體管(1)、NM0S存取晶體管(2)、N型阱(3)、第一像素電容(4)、第一疊層式金屬電容
(5)、第一窄型深P+注入電容(6)、第二像素電容(7)、第二疊層式金屬電容(8)、第二窄型深P+注入電容(9)和P型硅襯底(10);所述的N型阱(3)、NM0S存取晶體管(2)、第一窄型深P+注入電容(6)和第二窄型深P+注入電容(9)放置于P型硅襯底(10)上，PMOS存取晶體管⑴放置于N型阱(3)內；NM0S存取晶體管⑵的柵極G連接至第一尋址信號線SCAN上，漏極D連接至第一像素電容(4) ;PM0S存取晶體管(I)的柵極G連接至第二尋址信號線SCAN上，漏極D連接至第二像素電容(7) ;PM0S存取晶體管⑴的漏極和NMOS存取晶體管
(2)的漏極相連，PMOS存取晶體管⑴的源極和NMOS存取晶體管⑵的源極S均連接至同一列數據輸入線DATA以接收圖像信息；NM0S存取晶體管⑵和PMOS存取晶體管⑴形成互補的MOS傳輸門；覆蓋在第一像素電容(4)之上的第一層金屬M1、第二層金屬M2、第三層金屬M3和第四層金屬M4形成第一疊層式金屬電容(5)，第一像素電容(4)、第一疊層式金屬電容(5)和第一窄型深P+注入電容(7)具有公共端即并聯；與NMOS存取晶體管⑵相連接的第一疊層式金屬電容(5)的第一層金屬Ml連接至地信號線GND。覆蓋在第二像素電容(7)之上的第一層金屬M1、第二層金屬M2、第三層金屬M3和第四層金屬M4形成第二疊層式金屬電容(8)，第二像素電容(7)、第二疊層式金屬電容(8)和第二窄型深P+注入電容
(9)具有公共端即并聯；與PMOS存取晶體管(I)相連接的第二疊層式金屬電容(8)中的第一層金屬Ml連接至電源信號線VCC。NMOS存取晶體管(2)和PMOS存取晶體管(I)形成互補的MOS傳輸門，有效降低了像素輸入數據的損耗。像素電容、疊層式金屬電容和窄型深P+注入電容具有公共端，由此得以增大存儲電容器的單位電容值，并增進LCOS的效能。
[0008]所述的像素電容為晶體管電容，晶體管源極及漏極連接至該晶體管的本體，像素電容的柵極即為像素上極板，像素上極板下方為像素下極板，像素下極板在技術領域通常又稱為OD層。
[0009]所述的第一窄型深P+注入電容一端連接至NMOS存取晶體管的漏極，另一端連接至第一像素電容的下級板；所述的第二窄型深P+注入電容一端連接至PMOS存取晶體管的漏極，另一端連接至第二像素電容的下級板。
[0010]所述尋址信號線、地信號線以及電源信號線橫向布置，由疊層式金屬電容中的第二層金屬形成；列數據輸入信號線縱向布置，由疊層式金屬電容中的第一層金屬形成。
[0011]所述第一疊層式金屬電容以及第二疊層式金屬電容中的第一層金屬(Ml)通過第一通孔(Vl)和第二通孔(V2)與第三層金屬(M3)連接，第二層金屬(M2)通過第二通孔(V2)和第三通孔(V3)與第四層金屬(M4)連接。
[0012]本實用新型的優點和有益效果:
[0013]提供一種新的增大LCOS像素單元電路存儲電容的器件結構，在像素裝置有限的布局面積上，通過合理利用工藝現有金屬層來制造高密度疊層式金屬電容，通過深注入P+形成窄平板型電容器，并使上述兩種電容器與像素單元的像素電容并聯，由此得以增大存儲電容器的單位電容值。
【附圖說明】
[0014]圖1 LCOS像素單元器件結構原理圖。
[0015]圖2 NMOS存取晶體管與三并聯電容布局結構圖。
[0016]圖3顯不疊層式金屬電容布局的剖面圖。
[0017]圖中，1、PMOS存取晶體管，2、NMOS存取晶體管，4、第一像素電容，5、第一疊層式金屬電容，6、第一窄型深P+注入電容，7、第二像素電容，8、第二疊層式金屬電容，9、第二窄型深P+注入電容，10、P型硅襯底；
[0018]CT 接觸孔
[0019]Vl 第一通孔
[0020]V2 第二通孔
[0021]V3 第三通孔
[0022]Ml 第一層金屬
[0023]M2 第二層金屬
[0024]M3第三層金屬
[0025]M4第四層金屬
[0026]G柵極
[0027]S源極
[0028]D漏極
[0029]SCAN尋址信號線
[0030]DATA列數據輸入信號線
[0031]VCC電源信號線
[0032]GND地信號線。
【具體實施方式】
[0033]下面對本實用新型作進一步具體說明:
[0034]一種增大硅基液晶顯示面板LCOS像素單元電路存儲電容的器件結構，包括PMOS存取晶體管(1)、NM0S存取晶體管(2)、N型阱(3)、第一像素電容(4)、第一疊層式金屬電容
(5)、第一窄型深P+注入電容(6)、第二像素電容(7)、第二疊層式金屬電容(8)、第二窄型深P+注入電容(9)和P型硅襯底(10)。
[0035]位于上半部的PMOS存取晶體管(I)放置在N型阱區(3)中，其柵極G通過接觸孔CT連接至第一層金屬Ml，再通過第一通孔Vl連接至尋址信號線SCAN，而下半部的NMOS存取晶體管(2)放置在P型硅襯底(6)上，其柵極G通過接觸孔CT連接至第一層金屬M1，再通過第一通孔Vl連接至另一個尋址信號線SCAN。位于上半部PMOS存取晶體管(I)及下半部NMOS存取晶體管(2)的源極S與源極S相連、漏極D和漏極D相連；存取晶體管的源極S通過接觸孔CT連接至列數據輸入線DATA上，NMOS存取晶體管(2)的漏極D經由兩個接觸孔CT連接至第一層金屬Ml，再通過接觸孔CT連接至第一像素電容(4)的柵極G ；PM0S存取晶體管(I)的漏極D經由兩個接觸孔CT連接至第一層金屬M1，再通過接觸孔CT連接至第二像素電容(7)的柵極G
[0036]第一像素電容(4)和第二像素電容(7)為晶體管電容，晶體管源極S及漏極D連接至該晶體管的本體。像素電容的柵極G即為像素上極板，像素上極板下方為像素下極板，像素下極板在技術領域通常又稱為OD層，像素下極板和像素上極板之間有部分重疊，重疊區域的大小決定其有效電容值。
[0037]第一疊層式金屬電容(5)布局于第一像素電容(4)空間之上，第二疊層式金屬電容(8)布局于第二像素電容(7)空間之上，疊層式金屬電容由第一層金屬M1、第二層金屬M2、第三層金屬M3和第四層金屬M4構成。其中第一層金屬Ml通過第一通孔V1、第二通孔V2與第三層金屬M3相連，第二層金屬M2通過第二通孔V2、第三通孔V3連接至第四層金屬M4o
[0038]N型阱區(3)中的第二像素電容(J)下極板通過接觸孔CT連接至第一層金屬Ml，再通過第一通孔Vl連接至電源信號線V