CN102221761A - 硅基液晶器件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种硅基液晶器件及其制作方法。所述硅基液晶器件包括：半导体衬底，自下而上依次位于半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用MOS晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中：所述第二极板与反射电极为同一极板，与开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。本发明的硅基液晶器件的存储电容器上极板同作为反射电极使用，这有效简化了器件结构，降低了工艺复杂度。

Description

硅基液晶器件及其制作方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体而言，本发明涉及一种硅基液晶器件及其制作方法。
背景技术
近年来，电子显示技术得到了迅速的发展，传统技术的阴极射线管显示器已逐渐被例如液晶显示器(LCD)的新型显示设备所取代。许多计算机终端以及小型的便携数码产品均依赖于液晶显示器来输出视频、文本等内容。但遗憾的是，液晶面板的成品率较低，特别是大尺寸的液晶面板制作仍较为困难，生产成本较高。
除了液晶显示器，其他形式的显示技术也得到了长足的发展，例如投影显示设备。这种投影显示设备内置有液晶显示模块，其通过透镜将液晶显示模块中的特定像素单元投影到较大的显示屏上，进而显示运动画面、文本等内容。
此外，还有一种称为“数字光处理”(DLP)的显示技术也得到了广泛的应用。所述DLP显示技术又被称为“微镜”技术，其核心器件是一个包含有由几十万个微镜组成的微镜阵列，所述微镜阵列以固定数目的行、列排列，例如800行、600列的微镜阵列。所述微镜阵列中的每个微镜单元都连接有铰链结构，以及对应的驱动器。在与所述铰链结构连接的执行器的静电驱动作用下，对应的微镜以较高频率进行倾斜运动。而所述微镜的倾斜运动可以调节透过透镜的光线，最终影响显示屏上的光强变化。尽管DLP技术相当成功，但其仍存在成品率较低等诸多问题。
与此同时，另一种新型液晶显示技术硅基液晶(LCOS，Liquid Cristal onSilicon)器件则由于生产成本及工艺的优势，得到了较为广泛的研究。所述硅基液晶器件是一种反射式液晶显示装置，其采用与常规集成电路相同的硅基衬底来制作液晶面板，并利用类似CMOS工艺的技术制作具体的器件结构，这一方面降低了生产成本，另一方面还可以实现显示器件与驱动电路的集成，从而实现高密度及高分辨率的显示面板。
现有技术的硅基液晶显示芯片像素单元由开关晶体管、存储电容器及反射电极构成。其中，所述存储电容器的两个极板分别由半导体衬底中的有源区及半导体衬底上的多晶硅层构成，而反射电极由沉积在所述存储电容器上的金属薄膜构成。这种存储电容器与反射电极分开制作的结构工艺复杂。
发明内容
本发明解决的问题是提供一种硅基液晶器件及其制作方法，所述硅基液晶器件中，存储电容器上极板同时作为反射电极使用，这有效简化了器件结构，降低了制作工艺的复杂度。
为解决上述问题，本发明提供了一种硅基液晶器件，包括：半导体衬底，自下而上依次位于所述半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用MOS晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中：所述第二极板与反射电极为同一极板，并与所述开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。
相应的，本发明还提供了一种硅基液晶器件的制作方法，包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成开关晶体管，所述开关晶体管包括栅极、栅极两侧半导体衬底中的源极与漏极；
在所述开关晶体管上形成存储电容器，所述存储电容器自下而上依次包括第一极板、第三介电层以及第二极板，所述第二极板与源极相连，所述第二极板上表面为反射镜面结构；
在所述第二极板上依次形成液晶薄膜与透明电极。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.存储电容器与反射电极共用同一金属极板，有效简化了器件结构；
2.采用互连结构的制作工艺制作所述硅基液晶器件的存储电容器及反射电极，利于与现有工艺集成。
附图说明
图1是本发明的硅基液晶器件一个实施例的剖面结构示意图。
图2是本发明的硅基液晶器件一个实施例的等效电路示意图。
图3是本发明的硅基液晶器件制作方法一个实施例的流程图。
图4至图13是本发明的硅基液晶器件制作方法一个实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，现有技术硅基液晶器件的存储电容器采用多晶硅层作为导电极板，所述多晶硅层的反射率较低，不能作为反射电极使用，必须在所述多晶硅层上继续淀积金属材料，以所述金属材料作为反射外界光线的反射电极使用。这种存储电容器与反射电极分开制作的结构复杂，不利于工艺集成。
本发明的发明人发现，对于所述存储电容器，如果采用反射率较高的金属材料而非多晶硅层作为该存储电容器的上极板，那么，这种反射率较高的金属极板可以同时作为反射电极使用，这大大简化了器件结构。而对于所述金属极板，可以采用类似集成电路互连结构制作工艺中金属层的制作方法来进行加工，从而实现了与现有工艺的兼容，降低了制作成本。
图1是本发明的硅基液晶器件一个实施例的剖面结构示意图。
如图1所示，本发明的硅基液晶器件一个实施例包括：
半导体衬底101，半导体衬底101上的栅极102，所述栅极102两侧半导体衬底101中的漏极103及源极105，所述漏极103、源极105以及栅极102共同构成了开关晶体管，所述开关晶体管用于控制硅基液晶器件的数据输入状态。
所述半导体衬底101及栅极102上形成有第一介电层111，所述第一介电层111上形成有位线108，所述位线108位于漏极103上方，通过第一介电层111中的第一插塞107与漏极103相连。所述位线108作为硅基液晶器件的数据输入端，用于接收数据信号。
所述第一介电层111及位线108上依次形成有第二介电层113、第一极板117、第三介电层114以及第二极板115。其中，所述第一极板117、第二极板115以及其间的第三介电层114共同构成了存储电容器，所述第一极板117与公共电压端相连，例如所述公共电压端为地电位(图中未示出)。在具体实施例中，所述存储电容器的电容值为50飞法至90飞法(Fempto Farads)。
所述第一介电层111、第二介电层113以及第三介电层114中形成有第二插塞109，所述第二插塞109的一端与源极105相连，另一端与第二极板115的下表面相连，同时，所述第二插塞109与第一极板117通过第三介电层114隔离。所述第二插塞109将开关晶体管接收的数据信号提供给存储电容器。
所述第二极板115的上表面为光滑的反射镜面116，所述反射镜面116不包含有化学机械抛光工艺形成的下陷及划痕，具备较高的反射率，用于反射入射光线。在具体实施例中，所述第二极板115采用金属材料构成，包括铝、银等，厚度为2000埃至4000埃。
在所述第二极板115上还依次形成有液晶薄膜119、透明电极121以及玻璃极板123。所述透明电极121、液晶薄膜119与第二极板115共同构成了反射控制结构，其中，所述透明电极121与公共电压端相连。所述玻璃极板123用于封闭并保护所述硅基液晶器件的内部结构。
图2是本发明的硅基液晶器件一个实施例的等效电路示意图。
如图2所示，所述硅基液晶器件的等效电路包括开关晶体管201、存储电容器203以及反射控制结构205。
其中，所述开关晶体管201的栅极与字线207相连，所述字线207的信号用于确定开关晶体管201的开关状态；所述开关晶体管201的漏极与位线209相连，用于接收数据信号。
所述存储电容器203包括第一极板117及第二极板115，以及其间的第三介电层(图中未示出)。所述反射控制结构205包括第二极板115、透明电极121，以及第二极板115与透明电极121之间的液晶薄膜(图中未示出)；其中，所述存储电容器203与反射控制结构205共用第二极板115。所述第一极板117连接于公共电压端，所述第二极板115与开关晶体管201的源极相连。
本发明的硅基液晶器件的工作原理为：
所述开关晶体管201被字线207选择开启后，接收由位线209提供的数据信号，所述数据信号通过开关晶体管201对存储电容器203进行充电。所述存储电容器203中存储的电荷在第二极板115上形成一定的电压，并在第二极板115与透明电极121之间建立感应电场。在所述第二极板115与透明电极121之间的感应电场作用下，液晶薄膜中的液晶分子取向发生变化，不同的感应电场值对应于不同的分子取向，从而使得反射光线的强度不同，这就实现了被显示的图像的亮度变化。
图3是本发明的硅基液晶器件制作方法一个实施例的流程图。
如图3所示，本发明的硅基液晶器件制作方法一个实施例的流程包括：
执行步骤S302，提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有开关晶体管，所述开关晶体管包含有栅极、所述栅极两侧半导体衬底中的源极与漏极；
执行步骤S304，在所述半导体衬底及开关晶体管上形成第一介电层；
执行步骤S306，在所述第一介电层中分别形成第一插塞与第二插塞，所述第一插塞位于漏极上方，所述第二插塞位于源极上方；
执行步骤S308，在所述第一插塞上形成位线；
执行步骤S310，在所述第一介电层及位线上依次形成第二介电层与第一金属层；
执行步骤S312，图形化所述第一金属层，移除第二插塞上方的第一金属层，形成第一开口；
执行步骤S314，在所述第一金属层上形成第三介电层，图形化所述第三介电层及第二介电层，形成第二开口，露出第二插塞；
执行步骤S316，在所述第三介电层及第二插塞上形成第二金属层，所述第二金属层填充满所述第二开口；
执行步骤S318，对所述第二金属层进行化学机械抛光，在所述第二金属层的上表面形成反射镜面；
执行步骤S320，在所述第二金属层上依次形成液晶薄膜、透明电极及玻璃极板。
以下结合附图对本发明的硅基液晶器件的制作方法进行详细的说明。
图4至图13是本发明的硅基液晶器件制作方法一个实施例的剖面结构示意图。
如图4所示，提供半导体衬底401，所述半导体衬底401中形成有开关晶体管，所述开关晶体管包含有栅极402、所述栅极402两侧半导体衬底401中的漏极403与源极405。在具体实施例中，所述栅极402为掺杂的多晶硅。
如图5所示，在所述半导体衬底401及开关晶体管上形成第一介电层411。在具体实施例中，所述第一介电层411为磷硅玻璃(PSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)等介电材料。所述第一介电层411将半导体衬底401完全覆盖，这使得后续形成在所述开关晶体管上的存储电容器及反射电极可以具备较大的器件面积，以便提高芯片的集成度。
依据具体实施例的不同，在形成所述第一介电层411之后，可以对所述半导体衬底401进行刻蚀或回流工艺，所述刻蚀及回流工艺可以使得第一介电层411表面平坦化，以便后续器件结构的制作。
如图6所示，图形化所述第一介电层411，移除漏极403以及源极405上的第一介电层411，形成介电层开口。在所述介电层开口中填满导电材料，之后平坦化所述导电材料，在所述第一介电层411中分别形成第一插塞407与第二插塞409，所述第一插塞407位于漏极403上方，所述第二插塞409位于源极405上方。在具体实施例中，所述第一插塞407与第二插塞409可以由钨、铝或掺杂的多晶硅等导电材料构成。
如图7所示，在所述第一插塞407上形成位线408。在具体实施例中，所述位线408采用掺杂的多晶硅等导电材料构成。
如图8所示，在所述第一介电层411及位线408上形成第二介电层413以及第一金属层412。在具体实施例中，所述第二介电层413为磷硅玻璃(PSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)等介电材料，所述第一金属层412为钨、铝等金属材料。依据具体实施例的不同，所述第一金属层412及第二介电层413之间还形成有扩散阻挡层，所述扩散阻挡层可以采用氮化钛、氮化钛/钛复合层等结构，以防止第一金属层412中的金属原子扩散到第二介电层413中，影响第二介电层413的绝缘性能。
如图9所示，图形化所述第一金属层，移除第二插塞409上方的第一金属层，形成第一开口418，所述第一开口418与第二插塞409对准。所述剩余的第一金属层形成第一极板417。
如图10所示，在所述第一极板417上形成第三介电层414，图形化所述第三介电层414及第二介电层413，形成第二开口420，露出第二插塞409的上表面。在具体实施例中，所述第三介电层414可以为氧化铝、氧化硅、氮化硅或高k介电材料(例如氧化钽)。
如图11所示，在所述第三介电层414及第二插塞409上形成第二金属层422，所述第二金属层422填充满所述第二开口。所述第二开口中的第二金属层422与第二插塞409相连，共同连接源极405与第二介电层414上方的第二金属层422。
依据具体实施例的不同，在形成所述第二金属层422之前，可以在所述第二开口420中形成扩散阻挡层，所述扩散阻挡层可以防止第二金属层422的金属材料扩散到第三介电层414中。
如图12所示，对所述第二金属层进行化学机械抛光，形成第二极板415。所述第二极板415的上表面构成反射镜面416。在具体实施例中，经过所述化学机械抛光处理后，所述第二极板414的厚度为2000埃至4000埃。
如图13所示，在所述第二极板415上依次形成液晶薄膜419、透明电极421及玻璃极板423。在具体实施例中，所述透明电极421由氧化铟或氧化锡的透明导电薄膜构成。
所述硅基存储器件在工作时，液晶薄膜419的透射率随着所述透明电极421与第二极板415间电场强度的不同而发生变化，因此，所述透明电极421与第二极板415基于电势差的不同，对液晶薄膜419的投射率进行控制，从而构成了反射控制结构。而所述玻璃极板423用于封闭并保护所述硅基液晶器件的内部结构。
基于上述工艺步骤实施后，本发明的硅基存储器件制作形成。本发明的硅基存储器件的制作工艺与动态随机存储器的制作工艺有很多相似的工艺步骤，因此，特别适合将所述硅基存储器件与动态随机存储器集成于同一芯片中。
本发明的硅基存储器件的存储电容器与反射电极共用同一金属极板，有效简化了器件结构；同时，所述硅基存储器件的制作方法采用互连结构制作工艺形成存储电容器及反射电极，利于与现有工艺集成，特别可以将硅基存储器件与动态随机存储器集成在同一芯片上，这大大降低了生产成本。
应该理解，此处的例子和实施例仅是示例性的，本领域技术人员可以在不背离本申请和所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，做出各种修改和更正。

Claims (16)

1.一种硅基液晶器件，其特征在于，包括：半导体衬底，自下而上依次位于所述半导体衬底上的开关晶体管、存储电容器及反射控制结构；所述开关晶体管采用MOS晶体管结构，包括栅极、源极及漏极；所述存储电容器包括第一极板与第二极板，所述反射控制结构包括反射电极、透明电极以及所述反射电极与透明电极之间的液晶薄膜；其中：所述第二极板与反射电极为同一极板，并与所述开关晶体管的源极电连接，所述第二极板的上表面为反射镜面结构。
2.如权利要求1所述的硅基液晶器件，其特征在于，还包括：所述开关晶体管和存储电容器间的第一介电层及所述第一介电层上的位线，所述位线位于开关晶体管的漏极上方，并通过第一介电层中的第一插塞与所述漏极相连。
3.如权利要求1所述的硅基液晶器件，其特征在于，还包括：所述开关晶体管和存储电容器间的第一介电层、所述第一介电层上的第二介电层及第二介电层上的第三介电层，所述第一介电层中具有第二插塞，所述第二插塞的一端与源极相连，另一端与第二极板的下表面相连，通过所述第二插塞，第二极板与开关晶体管的源极电连接。
4.如权利要求1所述的硅基液晶器件，其特征在于，所述反射控制结构上形成有玻璃极板。
5.如权利要求1或3所述的硅基液晶器件，其特征在于，所述第二极板为铝或银。
6.如权利要求1或3所述的硅基液晶器件，其特征在于，所述第二极板的厚度为2000埃至4000埃。
7.如权利要求1所述的硅基液晶器件，其特征在于，所述存储电容器的电容值为50飞法至90飞法。
8.一种硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，包括：
提供半导体衬底，在所述半导体衬底上形成开关晶体管，所述开关晶体管包括栅极、栅极两侧半导体衬底中的源极与漏极；
在所述开关晶体管上形成存储电容器，所述存储电容器自下而上依次包括第一极板、第三介电层以及第二极板，所述第二极板与源极相连，所述第二极板上表面为反射镜面结构；
在所述第二极板上依次形成液晶薄膜与透明电极。
9.如权利要求8所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，还包括：在所述开关晶体管上形成存储电容器之前，在所述开关晶体管上形成与漏极相连的位线。
10.如权利要求9所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，在所述开关晶体管上形成与漏极相连的位线包括：
在所述开关晶体管上形成第一介电层；
图形化所述第一介电层，移除漏极上方的第一介电层，形成介电层开口，露出漏极表面；
在所述第一介电层上形成导电材料；
平坦化所述导电材料，露出第一介电层表面，所述第一介电层开口中的导电材料形成第一插塞；
在所述第一插塞上形成位线。
11.如权利要求8所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，在所述开关晶体管上形成存储电容器包括：
在所述开关晶体管上形成第一介电层；
在所述第一介电层中形成第二插塞，所述第二插塞位于源极上方；
在所述第一介电层上依次形成第二介电层与第一金属层；
图形化所述第一金属层，移除第二插塞上方的第一金属层，形成第一开口，所述第一开口与第二插塞对准，所述第一金属层用于形成第一极板；
在所述第一金属层上形成第三介电层，图形化所述第三介电层及第二介电层，形成贯穿第三介电层及第二介电层的第二开口，露出所述第二插塞；
在所述第三介电层上形成第二金属层，所述第二金属层填充满第二介电层及第三介电层的第二开口；
对所述第二金属层进行化学机械抛光，所述第二金属层的上表面形成反射镜面，所述第二金属层用于形成第二极板。
12.如权利要求11所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述第二金属层采用铝或银。
13.如权利要求11所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述第二金属层经过化学机械抛光后，厚度为2000埃至4000埃。
14.如权利要求11所属的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述第一金属层采用钨或铝。
15.如权利要求8所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，还包括：在所述第二极板上依次形成液晶薄膜与透明电极之后，在所述透明电极上形成玻璃极板。
16.如权利要求8所述的硅基液晶器件的制作方法，其特征在于，所述透明电极采用氧化铟或氧化锡。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103323989A (zh) * 2013-06-27 2013-09-25 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种显示器
CN103545246A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9958726B2 (en) 2015-02-25 2018-05-01 Omnivision Technologies, Inc. Highly-reflective liquid crystal on silicon panel comprising a continuous reflective coating covering pixel electrodes and an inter-pixel coating
JP6593416B2 (ja) * 2017-10-23 2019-10-23 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置および電子機器
US10761385B2 (en) 2017-12-22 2020-09-01 Omnivision Technologies, Inc. Liquid crystal on silicon panel having less diffraction
US10739646B1 (en) * 2019-04-30 2020-08-11 Omnivision Technologies, Inc. Liquid crystal on silicon device mirror metal process

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985004023A1 (en) * 1984-03-08 1985-09-12 Vidium, Inc. Light valve display device having integrated driving circuits
EP0763765A1 (en) * 1995-09-14 1997-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Display unit
CN1202682A (zh) * 1997-06-05 1998-12-23 精工爱普生株式会社 液晶屏用基板、液晶屏及使用它的电子装置
US5926240A (en) * 1996-01-29 1999-07-20 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display apparatus comprise a silicon nitride dielectric film with thickness in a range of 80mm-170mm and disposes between a reflective pixel elect and LC layer
EP1012660A1 (en) * 1997-08-12 2000-06-28 Thomson Consumer Electronics, Inc. High capacitance mirror driver cell
CN1435718A (zh) * 2002-01-30 2003-08-13 联华电子股份有限公司 反射式液晶背板的结构与制作方法
US20040169798A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-02 Takayuki Iwasa Reflective liquid crystal display
CN101196655A (zh) * 2006-12-04 2008-06-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 硅基液晶显示器单元及其形成方法
US7567308B2 (en) * 2004-11-30 2009-07-28 Victor Company Of Japan, Ltd. Reflective active matrix liquid crystal display and apparatus

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2814161B2 (ja) * 1992-04-28 1998-10-22 株式会社半導体エネルギー研究所 アクティブマトリクス表示装置およびその駆動方法
JPH08306926A (ja) * 1995-05-07 1996-11-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
JPH0926603A (ja) * 1995-05-08 1997-01-28 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 表示装置
JPH09281508A (ja) * 1996-04-12 1997-10-31 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置およびその作製方法
US7388633B2 (en) * 2002-12-13 2008-06-17 Victor Company Of Japan, Limited Reflective liquid crystal display

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1985004023A1 (en) * 1984-03-08 1985-09-12 Vidium, Inc. Light valve display device having integrated driving circuits
EP0763765A1 (en) * 1995-09-14 1997-03-19 Canon Kabushiki Kaisha Display unit
US5926240A (en) * 1996-01-29 1999-07-20 Hitachi, Ltd. Liquid crystal display apparatus comprise a silicon nitride dielectric film with thickness in a range of 80mm-170mm and disposes between a reflective pixel elect and LC layer
CN1202682A (zh) * 1997-06-05 1998-12-23 精工爱普生株式会社 液晶屏用基板、液晶屏及使用它的电子装置
EP1012660A1 (en) * 1997-08-12 2000-06-28 Thomson Consumer Electronics, Inc. High capacitance mirror driver cell
CN1435718A (zh) * 2002-01-30 2003-08-13 联华电子股份有限公司 反射式液晶背板的结构与制作方法
US20040169798A1 (en) * 2003-02-28 2004-09-02 Takayuki Iwasa Reflective liquid crystal display
US7567308B2 (en) * 2004-11-30 2009-07-28 Victor Company Of Japan, Ltd. Reflective active matrix liquid crystal display and apparatus
CN101196655A (zh) * 2006-12-04 2008-06-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 硅基液晶显示器单元及其形成方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103545246A (zh) * 2012-07-12 2014-01-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法
CN103545246B (zh) * 2012-07-12 2016-08-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体结构的形成方法
CN103323989A (zh) * 2013-06-27 2013-09-25 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种显示器
CN103323989B (zh) * 2013-06-27 2016-03-16 南京中电熊猫液晶显示科技有限公司 一种显示器

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