JP2004251921A - マイクロディスプレイ用バックプレーンを形成するための埋め込み型光シールド構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】入射光がディスプレイの能動デバイスに透過するのを防止する光シールド装置および形成方法。
【解決手段】一実施形態では、本発明は第２の金属層をパターン形成して複数の第２の金属構造を形成することを記載している。本発明の実施形態ではさらに、層間絶縁層を複数の第２の金属構造の上に析出することを記載している。その後、本発明の実施形態では、光吸収反射防止コーティング材料を層間絶縁層の上に析出し、光シールドを形成し、それに他のプレーナ処理したＩＭＤ層が続き、下に存在する能動デバイスに向かう入射光の透過を低減するようにする。本発明の実施形態ではさらに、複数の金属ピクセルを反射防止コーティング材料の上に形成し、複数の金属ピクセルの隣接するピクセルの間にギャップ領域を配置するステップを実行する。その結果、本発明の実施形態の反射防止コーティング材料により、入射光が複数の金属ピクセルの間のギャップ領域を通過しディスプレイの能動デバイスに向かって透過することが低減される。
【選択図】 図１
【解決手段】一実施形態では、本発明は第２の金属層をパターン形成して複数の第２の金属構造を形成することを記載している。本発明の実施形態ではさらに、層間絶縁層を複数の第２の金属構造の上に析出することを記載している。その後、本発明の実施形態では、光吸収反射防止コーティング材料を層間絶縁層の上に析出し、光シールドを形成し、それに他のプレーナ処理したＩＭＤ層が続き、下に存在する能動デバイスに向かう入射光の透過を低減するようにする。本発明の実施形態ではさらに、複数の金属ピクセルを反射防止コーティング材料の上に形成し、複数の金属ピクセルの隣接するピクセルの間にギャップ領域を配置するステップを実行する。その結果、本発明の実施形態の反射防止コーティング材料により、入射光が複数の金属ピクセルの間のギャップ領域を通過しディスプレイの能動デバイスに向かって透過することが低減される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイデバイス技術の分野に関する。より詳細には、本発明はディスプレイデバイスへの周辺光貫通を低減するディスプレイデバイス形成の方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（ＬＣＤ）は当技術分野では公知である。特に、マイクロディスプレイは、低電力、高解像度およびより多くの機能集積を提供する最も微細なパネルディスプレイである。多くのマイクロディスプレイの概念に共通するものは、光変調層が配置されるＣＭＯＳ（相補的金属酸化物シリコン）バックプレーンの使用である。通常、マイクロディスプレイにおいて、底部基板（往々にして、「バックプレーン」と呼ばれる）上に形成される最上面は、下層のトランジスタに接続される金属画素のアレイである。液晶材料の層は、金属画素の上に配置される。下層のトランジスタを選択的に制御することによって、金属画素のアレイに電界を生成することができる。次に、この電界によって、液晶材料が液晶を通る光の透過を選択的に可能にする。その時、ディスプレイが制御されて、画像が生成される。液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）技術に基づくマイクロディスプレイにとって、バックプレーンは、生成された画像を焦点面に投影するために、強い入射光にさらされる。
【０００３】
残念ながら、ＬＣＯＳマイクロディスプレイが強い入射光にさらされることによって、有害な結果がもたらされる可能性がある。特に、こうした強い入射光は、光電子生成および干渉によって素子動作に潜在的な脅威を提示する。すなわち、いくつかの従来のディスプレイにおいて、入射光は、バックプレーンの上部を透過して、下層の能動素子の動作に悪い影響を与える。
【０００４】
そこで入射光がバックプレーンに貫通するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、入射光がバックプレーンに透過するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施形態では、本発明は、第２の金属層をパターン形成して、複数の第２の金属構造を形成するステップを述べている。本実施形態はさらに、複数の第２の金属構造の上に層間絶縁層を析出し、その後に化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施することを述べている。その後、本発明の実施形態では光吸収反射防止コーティング材料をプレーナ処理した層間絶縁層の上に析出し、光シールドを形成し、その後に別のプレーナ処理されたＩＭＤ層を形成し、入射光が下に存在する能動デバイスに透過するのを低減する。本発明の実施形態ではさらに、複数の金属ピクセルを反射防止コーティング材料の上に形成し、複数の金属ピクセルの隣接するピクセル同士の間にギャップ領域が設けられるようにするステップを実施する。その結果、本発明の実施形態の反射防止コーティング材料により、入射光が複数の金属ピクセルの間にあるギャップ領域を通りディスプレイの能動デバイスへ透過するのが低減される。
【０００７】
他の実施形態では、本発明は、上述の実施形態の特徴を含み、さらに反射防止コーティング材料の複数の領域が層間絶縁層の上に形成されるように、反射防止材料コーティング材料の層をパターン形成することを記載している。一実施形態では反射防止コーティング材料の複数の領域の少なくとも１つを、複数の金属ピクセルの隣接するピクセル間のギャップ領域の下に配置する。そうしたとき、そのギャップ領域を通過する入射光は、反射防止コーティング材料の複数の領域の少なくとも１つにより、下に存在する能動デバイスへ妨げられることなく向かうことが防止される。
【０００８】
本発明のこれらの目的、その他の目的、および利点は、さまざまな図面に示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば，当業者であれば疑いなく明らかになるであろう。
【０００９】
この説明内で参照されている図面は、具体的に指摘されている場合を除き、原寸に比例して示されていないものと理解されたい。
【００１０】
本明細書に取り込まれ、その一部を形成する付属の図面は、本発明の実施形態を示し、その説明と合わせて、本発明の原理を説明するために使用される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を詳細に参照し、その例を付属の図面に示す。本発明を、好ましい実施形態とともに説明するが、本発明をこれらの実施形態に制限する意図はないことを理解されたい。その反対に、本発明は、変更、修正、および均等物をカバーするものとし、これらは、付属の請求項に定義されているとおり本発明の精神と範囲の中に含まれる。さらに、本発明の以下の詳細な説明では、本発明を完全に理解できるように多数の特定の詳細を述べている。しかし、当業者であれば、こうした具体的詳細がなくても本発明を実践できることは明らかであろう。他の例では、周知の方法、手順、コンポーネント、および回路については、本発明の態様を不必要に理解し難くしないために、詳しくは説明していない。
【００１２】
図２Ａ〜２Ｕは、図３の流れ図に示されているように、本発明の方法の実施形態により作成された構造の側面図を示している。明確にするために、以下の説明では、図３の流れ図とともに図２Ａ〜２Ｕの側面図を利用し、本発明の実施形態を明確に説明する。以下に詳細に説明するように、本発明の実施形態は、複数の上部金属的ピクセルの隣接するピクセルの間に配置されているキャップ領域を入射光が透過するのを低減し、キャップ領域を通る入射光が下に存在する能動デバイスに向かって透過するのを低減する光シールド構造を提示する。
【００１３】
まず、背景情報について、従来技術の図１を簡単に参照すると、マイクロディスプレイの従来のＣＭＯＳバックプレーン構造の一部の側面図が示されている。従来技術の図１の構造は、ここでは、いくつかの従来のディスプレイデバイスの要素を説明するために取り上げられている。本発明の実施形態は、このような構造およびこのような要素でのみ使用することに限定されてはいない。特に、本発明の実施形態は、少数のまたは多数の、金属層からなるデバイス構造、追加素子を含むディスプレイデバイス構造、または含まれる素子が少ないディスプレイデバイス構造とともに使用するのに最適である。さらに、以下の説明の一部において、本発明のさまざまな実施形態をマイクロディスプレイとともに使用することを記載しているが、本発明はマイクロディスプレイ以外のさまざまな種類のディスプレイデバイスとともに使用するのにも最適である。再び従来技術の図１を参照すると、好ましくは単結晶シリコンで製造された半導体基板１０が示されている。組み合わせることでディスプレイデバイスの能動デバイスとなるポリシリコンゲート電極１４およびソースおよびドレーン領域１６を備えることができる半導体デバイス構造が示されている。半導体デバイス構造の上に絶縁層１８が形成される。ポリシリコンゲート電極と上部ミラー層の間に、相互接続のために層間絶縁層が間に入っている１つまたは複数の（最大５つまで）金属層を設けることができる。
【００１４】
バリア／接着層２０は、チタン／窒化チタンからなっており、コンタクトホール上に析出され、タングステン（Ｗ）が析出およびエッチバックまたは研磨され、Ｗプラグが形成されている。Ｔｉ／ＴｉＮなどの他のバリア／接着材料を、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの導体材料の層をバリア／接着層の上に析出し、パターン形成して金属線２２を形成する前に析出する。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２４を、パターン形成に先立って、金属層の上に析出することができる。二酸化ケイ素、非ドープケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）酸化物などの絶縁層２６を金属線の上に析出する。絶縁層２６を通して金属線へ開口部をエッチングし、バリア材料をヴァイア開口部に析出する。タングステン層を絶縁層の上に、また開口部内に析出して、エッチングバックし、タングステンプラグ２８を形成する。他のバリア層および金属層を絶縁層２６の上に析出する。上部金属層は、通常、アルミニウムまたはＡｌＣｕやＡｌＣｕＳｉなどのアルミニウム合金であり、ＴＥＯＳハードマスク層３４がある。
【００１５】
従来技術の図１を参照すると、酸化物／窒化物スタック酸化物の複合保護層３６（６層程度とすることができる）が上部金属ピクセル層の上に析出され、反射率が最適化されている。一実施形態では、酸化物／窒化物スタックは酸化物（Ｏ）、または酸化物／窒化物（ＯＮ）、または酸化物／窒化物／酸化物（ＯＮＯ）で構成される。他の実施形態では、酸化物／窒化物スタックは窒化物（Ｎ）、または窒化物／酸化物（ＮＯ）、または窒化物／酸化物／窒化物（ＮＯＮ）で構成される。一実施形態では、Ｏ、ＯＮ、ＯＮＯ、Ｎ、ＮＯ、またはＮＯＮ層はその全体の厚さが５００〜４０００オングストローム程度である。ＴＥＯＳキャップを含む薄い上部金属スタック（約２０００〜３０００オングストローム）は、パターン形成され、反射金属ピクセル３２を形成する。上述のように、従来技術の図１の構造は、ここでは、いくつかの従来のディスプレイデバイス特性を説明する目的で提示されており、本発明の実施形態は従来技術の図１に示されているのと正確に同じ構造および素子を有するディスプレイデバイスとともに使用することに限定されてはいない。
【００１６】
図２Ａを参照すると、ＬＣＤ構造のバックプレーンの一部の側面図が示されている。図２Ａの構造は、基盤の上に形成された複数の金属構造２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを示している。理解を容易にするために、下に存在する素子の多く（たとえば、図１に示されているものなど）は図２Ａには示されていない。さらに、理解を容易にするために、図２Ａまたは後の図には示されていないが、その後形成された金属ピクセルは、下に存在する構造に電気的に結合され、基板２００（たとえば、能動デバイス１４）内に伸びていることが理解されるであろう。さらに、本発明は、本願の図に示されている金属層以外の金属層に形成されている複数の金属ピクセルとともに使用するのに適している。つまり、本発明の実施形態は、従来のＬＣＤデバイスの形成で使用される多くの金属層のうちの特定のものを使用して形成される金属ピクセルとともに使用することに限定されない。さらに、理解を容易にするために、例えば、２つの金属ピクセル２１６ａと２１６ｂのみが図２Ｕに示されているが、このような限られた数の金属ピクセルが示されていることが理解されるであろう。
【００１７】
さらに図２Ａを参照すると、以下に詳述するように、従来のＬＣＤバックプレーン構造では、入射光は金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃを通り、最終的に下に存在する能動デバイス（たとえば、図１の能動デバイス１４）に当たると考えられる。入射光がこのように当たることで、光電子が発生／干渉してデバイスの動作が脅威にさらされる。後述のように、本発明は、前記の問題に対する解決策を示す。
【００１８】
図２Ａを参照し、さらに図３のステップ３０２をも参照すると、本発明の実施形態では、第２の金属層をパターン形成して、通常２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃとして示されている複数の第２の金属構造を形成するステップを実行する。
【００１９】
ステップ３０４で、また図２Ｂに示されているように、本発明の実施形態では、複数の第２の金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃの上に層間絶縁層２０４を析出する。一実施形態では、層間絶縁層２０４は、たとえば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ析出酸化物（ＨＤＰ）などの不導体材料で製造される。本発明の実施形態では、絶縁体材料の層２０４により、導電性のある後で析出される材料（後述する）と、たとえば、金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃなどの導電性素子との間に絶縁バリアを形成する。
【００２０】
図２Ｃを参照すると、本発明の一実施形態においては、層間絶縁層２０４にプレーナ処理が施される。一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを使用してプレーナ処理を実施する。このようなプレーナ処理は一実施形態で使用されているが、本発明は、ＣＭＰ以外の方法を使用して層間絶縁層２０４がプレーナ化される実施形態にも適している。
【００２１】
図２Ｄを参照し、図３のステップ３０６を参照すると、本発明の実施形態では、光吸収反射防止コーティング材料２０６を層間絶縁層２０４の上に析出して光シールドを形成し、下に存在する能動デバイスに入射光が透過するのを低減している。さらに具体的には、一実施形態では、反射防止コーティング材料２０６を１、２オングストロームから数オングストロームのオーダーの厚さに析出する。本発明の実施形態では反射防止コーティング材料２０６についてこのような厚さを記載しているが、本発明は、より深くまたは浅く析出される反射防止コーティング材料とともに使用するのに適している。さらに、一実施形態では、反射防止コーティング材料２０６は、たとえば有機ＢＡＲＣなどの有機反射防止コーティング材料で製造される。さらに他の実施形態では、反射防止コーティング材料２０８は、たとえばＴｉＮやＳｉＯＮなどの無機反射防止コーティング材料で製造される。このような材料を本発明の実施形態に記載しているが、本発明の実施形態は他のさまざまな反射防止コーティング材料の使用にも適している。
【００２２】
さらにステップ３０６を参照し、また本発明の一実施形態の図２Ｅ、２Ｆ、および２Ｇを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２０８が反射防止コーティング材料２０６の上に析出される。次いで、図２Ｆに示されているように、感光材料の層２０８をパターン形成して下に存在する反射防止コーティング材料２０６のマスクを形成する（たとえば、領域２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃを参照）。つまり、感光材料２０８の層は図２Ｇの領域２０９ａおよび２０９ｂから除去される。
【００２３】
ステップ３０６および図２Ｇを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２０８の層の領域２０８ａ、２０８ｂ、および２８ｃによって形成されるヴァイアマスクを使用して、その後、層間絶縁層の少なくとも一部の上から反射防止コーティング材料２０６の層の部分を実質的に除去し、反射コーティング材料（たとえば、領域２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃを参照）の部分が上の層間絶縁層２０４の上に残るようにする。つまり、感光材料２０８によって覆われていなかった反射防止コーティング材料２０６の層のそれらの部分が除去される。反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃは、入射光に対するバリアとして使用される。そこで、後述し、以下でさらに詳しく示すように、光吸収反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃにより、たとえば、図１の能動デバイス１４への入射光の透過が低減される。その結果、本発明では、入射光が当たるのを低減し、光電子発生／干渉により生じるデバイス動作への脅威を緩和する。
【００２４】
ステップ３０６を参照しながら、次いで図２Ｈを参照すると、感光材料の層の残り部分２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃがそこから除去された後の反射防止コーティング材料の層の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃが示されている。
【００２５】
ステップ３０８を参照すると、図２Ｉに示されているように、本発明の実施形態では、他の層間絶縁層２１０を反射防止コーティング材料の層の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの上に析出する。一実施形態では、層間絶縁層２１０は、たとえば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ析出酸化物（ＨＤＰ）などの不導体材料で製造される。本発明の一実施形態では層間絶縁層２１０にはプレーナ処理が施される。一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを使用してプレーナ処理を実施する。このようなプレーナ処理は一実施形態で使用されているが、本発明は、ＣＭＰ以外の方法を使用して層間絶縁層２１０がプレーナ化される実施形態にも適している。
【００２６】
さらにステップ３０８を参照し、また本発明の一実施形態の図２Ｊおよび２Ｋを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２１２が層間絶縁層２１０の上に析出される。次いで、図２Ｋに示されているように、感光材料の層２１２をパターン形成して下に存在する層間絶縁層２１０のヴァイアマスクを形成する（たとえば、領域２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃを参照）。
【００２７】
ステップ３０８および図２Ｌを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２１２の層の領域２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃによって形成されるマスクを使用し、ヴァイア２１３ａと２１３ｂを形成する。本発明の実施形態の図２Ｌに示されているように、ヴァイアス２１３ａと２１３ｂは反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの間の層間絶縁層２１０を通り、また層間絶縁層２０４を通って金属構造２０２ａおよび２０２ｃまで延びている。
【００２８】
ステップ３０８を参照しながら、次いで図２Ｍを参照すると、感光材料の層の残り部分２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃがそこから除去された後の層間絶縁層２１０の残り部分が示されている。
【００２９】
次いで、図２Ｎと２Ｏを参照すると、本発明の一実施形態では、導電性材料２１４（たとえば、Ｗ）が後に続くバリア金属（たとえば、Ｔｉ／ＴｉＮ）の層が層間絶縁層２１０の上に、またヴァイアス２１４ａと２１４ｂの中に析出される。本発明の一実施形態では、導電性材料の層はタングステンで製造される。このような材料を本発明に記載しているが、本発明は他のさまざまな材料を使用してヴァイアス２１４ａと２１４ｂを埋めるのにも適している。図２Ｏに示されているように、本発明の実施形態では、次いで、ヴァイアス２１４ａと２１４ｂ内を除く実質的にすべての場所から導電性材料の層を除去する。
【００３０】
ステップ３１０とステップ２Ｐを参照すると、本発明では、次いで、複数の上部金属ピクセルを、反射防止コーティング材料２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの上に形成するが、複数の金属ピクセルの隣接するものの間にギャップ領域が配置されている。より具体的には、本発明の一実施形態では、上部金属ピクセル層２１６（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳハードマスクからなる）を、層間絶縁層２１０、及び、埋められているヴァイアス２１４ａ、２１４ｂの上に析出する。
【００３１】
ステップ３１０を参照しながら、次いで、本発明の一実施形態の図２Ｑおよび２Ｒを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２１８が金属層２１６の上に析出される。次いで、図２Ｒに示されているように、感光材料の層２１８をパターン形成して金属層２１６のマスクを形成する（たとえば、領域２１８ａおよび２１８ｂを参照）。
【００３２】
ステップ３１０と図２Ｓを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２１８の層の領域２１８ａおよび２１８ｂにより形成されるマスクを使用して、露出している金属層２１６の露出部分を除去し、最終的に金属ピクセル２１６ａおよび２１６ｂを形成する。図２Ｓでは、金属ピクセル２１６ａと２１６ｂの間に形成されているキャップ領域２１９が示されている。図２Ｓに示されているように、本発明の実施形態では、複数の金属ピクセル２１６ａと２１６ｂが層間絶縁層２１０の上に形成され、キャップ領域２１９は反射防止コーティング材料２０６の上に配置される。より具体的には、本発明の実施形態では、ギャップ領域２１９は反射防止コーティング材料の残り部分２０６ｂの上に形成される。
【００３３】
ステップ３０８を参照しながら、次いで、図２Ｔを参照すると、感光材料の層の残り部分２１８ａおよび２１８ｂがそこから除去された後の金属ピクセル２１６ａおよび２１６ｂが示されている。
【００３４】
ステップ３１０を参照しながら、次いで、図２Ｕを参照すると、本発明では、薄い複合保護層２２０を図２Ｔの構造の上に析出する。一実施形態では、複合保護層２２０は、たとえば、窒化物（Ｎ）、窒化物／酸化物（ＮＯ）、または窒化物／酸化物／窒化物（ＮＯＮ）の層など（６層と同量とすることができる）で構成され、反射率に関して最適化されている。これは層３４（ＴＥＯＳおよびキャップ）とともに、反射金属ピクセル上に光学的界面および保護層を形成する。一実施形態では、このＮ、ＮＯ、またはＮＯＮなどの層は、その全体の厚さが５００〜４０００オングストローム程度である。このような材料および厚さを本発明の実施形態に記載しているが、本発明の実施形態は他のさまざまなそれぞれの厚さを持つ他のさまざまな材料の使用にも適している。重要なのは、本発明では、周囲光がバックプレーンに貫通するのが低減されるということである。
【００３５】
図２Ｕを参照すると、上述のように、本発明の実施形態では、ギャップ領域２１９は反射防止コーティング材料の残り部分２０６ｂの上に形成される。そうすると、代表的に矢印２２１で示されている入射光は、反射防止コーティング材料２０６の一部分２０６ｂによって、妨げられることなく下に存在する能動デバイスに向かうのが防止される。つまり、本発明の実施形態により、キャップ領域２１９を通り、下に存在する能動デバイスに向かう入射光の透過が低減される。
【００３６】
そこで本発明では、入射光がバックプレーンに貫通するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置を提示する。
【００３７】
本発明の特定の実施形態に基づく説明は、図の説明と解説を目的としている。これらが、すべてであることを意図するものではなく、また発明を開示されている正確な形態に限定することを意図するものでもない。上記の教示に照らして多くの修正および変更が可能である。実施形態は、発明の原理とその実用的な応用を最もよく説明できるように選択され、そして説明されており、したがって、当業者であれば本発明を最もよく利用することができ、さまざまな実施形態はさまざまな修正とともに考察されている特定の用途に適している。本発明の範囲を付属の請求項およびその均等物により定義することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方法に従って形成されたシリコン（ＬＣＯＳ）マイクロディスプレイ装置上に形成された液晶のＣＭＯＳバックプレーンの一部の側面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による金属構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＡＲＣ）がその上に形成されているマイクロディスプレイデバイスのＣＭＯＳバックプレーンの一部の側面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がそれを覆って配置されている図２Ａの構造の側面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がプレーナ処理されている図２Ｂの構造の側面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態により光吸収反射防止コーティング材料がそれを覆って析出されている図２Ｃの構造の側面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｄの構造の側面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｅの構造の側面図である。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態により反射防止コーティング材料がパターン形成されている図２Ｆの構造の側面図である。
【図２Ｈ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｇの構造の側面図である。
【図２Ｉ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がそれを覆って析出されプレーナ処理されている図２Ｈの構造の側面図である。
【図２Ｊ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｉの構造の側面図である。
【図２Ｋ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｊの構造の側面図である。
【図２Ｌ】本発明の一実施形態によりヴァイアスがその中に形成されている図２Ｋの構造の側面図である。
【図２Ｍ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｌの構造の側面図である。
【図２Ｎ】本発明の一実施形態により導体材料が後に続くバリア金属（たとえば、Ｔｉ／ＴｉＮ）の層がそれを覆って配置されまたヴァイアスの中に配置されている図２Ｍの構造の側面図である。
【図２Ｏ】本発明の一実施形態により導体材料の層がプレーナ処理またはエッチバックされ（Ｗ）プラグを形成する図２Ｎの構造の側面図である。
【図２Ｐ】本発明の一実施形態により上部金属ピクセル層（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳハードマスクによって構成される）がそれを覆って配置されている図２Ｏの構造の側面図である。
【図２Ｑ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｐの構造の側面図である。
【図２Ｒ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｑの構造の側面図である。
【図２Ｓ】本発明の一実施形態によりピクセル金属層（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳによって構成される）がパターン形成されている図２Ｒの構造の側面図である。
【図２Ｔ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｓの構造の側面図である。
【図２Ｕ】本発明の一実施形態により複合保護層（ＮＯＮ）が上に析出されている図２Ｔの構造の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態により実施されるステップの流れ図である。
【符号の説明】
１０ 半導体基板
１４ ポリシリコンゲート電極
１６ ソースおよびドレーン領域
１８ 絶縁層
２０ バリア／接着層
２２ 金属線
２４ 反射防止コーティング（ＡＲＣ）層
２６ 絶縁層
２８ タングステンプラグ
３４ ＴＥＯＳハードマスク層
３６ 複合保護層
３２ 反射金属ピクセル
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ 金属構造
２００ 基板
２０４ 層間絶縁層
２０６ 光吸収反射防止コーティング材料
２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃ 領域
２１０ 層間絶縁層
２１２ 感光材料の層
２１６ａと２１６ｂ 金属ピクセル
２１９ ギャップ領域
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスプレイデバイス技術の分野に関する。より詳細には、本発明はディスプレイデバイスへの周辺光貫通を低減するディスプレイデバイス形成の方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（ＬＣＤ）は当技術分野では公知である。特に、マイクロディスプレイは、低電力、高解像度およびより多くの機能集積を提供する最も微細なパネルディスプレイである。多くのマイクロディスプレイの概念に共通するものは、光変調層が配置されるＣＭＯＳ（相補的金属酸化物シリコン）バックプレーンの使用である。通常、マイクロディスプレイにおいて、底部基板（往々にして、「バックプレーン」と呼ばれる）上に形成される最上面は、下層のトランジスタに接続される金属画素のアレイである。液晶材料の層は、金属画素の上に配置される。下層のトランジスタを選択的に制御することによって、金属画素のアレイに電界を生成することができる。次に、この電界によって、液晶材料が液晶を通る光の透過を選択的に可能にする。その時、ディスプレイが制御されて、画像が生成される。液晶オンシリコン（ＬＣＯＳ）技術に基づくマイクロディスプレイにとって、バックプレーンは、生成された画像を焦点面に投影するために、強い入射光にさらされる。
【０００３】
残念ながら、ＬＣＯＳマイクロディスプレイが強い入射光にさらされることによって、有害な結果がもたらされる可能性がある。特に、こうした強い入射光は、光電子生成および干渉によって素子動作に潜在的な脅威を提示する。すなわち、いくつかの従来のディスプレイにおいて、入射光は、バックプレーンの上部を透過して、下層の能動素子の動作に悪い影響を与える。
【０００４】
そこで入射光がバックプレーンに貫通するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置が必要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、入射光がバックプレーンに透過するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一実施形態では、本発明は、第２の金属層をパターン形成して、複数の第２の金属構造を形成するステップを述べている。本実施形態はさらに、複数の第２の金属構造の上に層間絶縁層を析出し、その後に化学機械研磨（ＣＭＰ）を実施することを述べている。その後、本発明の実施形態では光吸収反射防止コーティング材料をプレーナ処理した層間絶縁層の上に析出し、光シールドを形成し、その後に別のプレーナ処理されたＩＭＤ層を形成し、入射光が下に存在する能動デバイスに透過するのを低減する。本発明の実施形態ではさらに、複数の金属ピクセルを反射防止コーティング材料の上に形成し、複数の金属ピクセルの隣接するピクセル同士の間にギャップ領域が設けられるようにするステップを実施する。その結果、本発明の実施形態の反射防止コーティング材料により、入射光が複数の金属ピクセルの間にあるギャップ領域を通りディスプレイの能動デバイスへ透過するのが低減される。
【０００７】
他の実施形態では、本発明は、上述の実施形態の特徴を含み、さらに反射防止コーティング材料の複数の領域が層間絶縁層の上に形成されるように、反射防止材料コーティング材料の層をパターン形成することを記載している。一実施形態では反射防止コーティング材料の複数の領域の少なくとも１つを、複数の金属ピクセルの隣接するピクセル間のギャップ領域の下に配置する。そうしたとき、そのギャップ領域を通過する入射光は、反射防止コーティング材料の複数の領域の少なくとも１つにより、下に存在する能動デバイスへ妨げられることなく向かうことが防止される。
【０００８】
本発明のこれらの目的、その他の目的、および利点は、さまざまな図面に示されている好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば，当業者であれば疑いなく明らかになるであろう。
【０００９】
この説明内で参照されている図面は、具体的に指摘されている場合を除き、原寸に比例して示されていないものと理解されたい。
【００１０】
本明細書に取り込まれ、その一部を形成する付属の図面は、本発明の実施形態を示し、その説明と合わせて、本発明の原理を説明するために使用される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施形態を詳細に参照し、その例を付属の図面に示す。本発明を、好ましい実施形態とともに説明するが、本発明をこれらの実施形態に制限する意図はないことを理解されたい。その反対に、本発明は、変更、修正、および均等物をカバーするものとし、これらは、付属の請求項に定義されているとおり本発明の精神と範囲の中に含まれる。さらに、本発明の以下の詳細な説明では、本発明を完全に理解できるように多数の特定の詳細を述べている。しかし、当業者であれば、こうした具体的詳細がなくても本発明を実践できることは明らかであろう。他の例では、周知の方法、手順、コンポーネント、および回路については、本発明の態様を不必要に理解し難くしないために、詳しくは説明していない。
【００１２】
図２Ａ〜２Ｕは、図３の流れ図に示されているように、本発明の方法の実施形態により作成された構造の側面図を示している。明確にするために、以下の説明では、図３の流れ図とともに図２Ａ〜２Ｕの側面図を利用し、本発明の実施形態を明確に説明する。以下に詳細に説明するように、本発明の実施形態は、複数の上部金属的ピクセルの隣接するピクセルの間に配置されているキャップ領域を入射光が透過するのを低減し、キャップ領域を通る入射光が下に存在する能動デバイスに向かって透過するのを低減する光シールド構造を提示する。
【００１３】
まず、背景情報について、従来技術の図１を簡単に参照すると、マイクロディスプレイの従来のＣＭＯＳバックプレーン構造の一部の側面図が示されている。従来技術の図１の構造は、ここでは、いくつかの従来のディスプレイデバイスの要素を説明するために取り上げられている。本発明の実施形態は、このような構造およびこのような要素でのみ使用することに限定されてはいない。特に、本発明の実施形態は、少数のまたは多数の、金属層からなるデバイス構造、追加素子を含むディスプレイデバイス構造、または含まれる素子が少ないディスプレイデバイス構造とともに使用するのに最適である。さらに、以下の説明の一部において、本発明のさまざまな実施形態をマイクロディスプレイとともに使用することを記載しているが、本発明はマイクロディスプレイ以外のさまざまな種類のディスプレイデバイスとともに使用するのにも最適である。再び従来技術の図１を参照すると、好ましくは単結晶シリコンで製造された半導体基板１０が示されている。組み合わせることでディスプレイデバイスの能動デバイスとなるポリシリコンゲート電極１４およびソースおよびドレーン領域１６を備えることができる半導体デバイス構造が示されている。半導体デバイス構造の上に絶縁層１８が形成される。ポリシリコンゲート電極と上部ミラー層の間に、相互接続のために層間絶縁層が間に入っている１つまたは複数の（最大５つまで）金属層を設けることができる。
【００１４】
バリア／接着層２０は、チタン／窒化チタンからなっており、コンタクトホール上に析出され、タングステン（Ｗ）が析出およびエッチバックまたは研磨され、Ｗプラグが形成されている。Ｔｉ／ＴｉＮなどの他のバリア／接着材料を、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの導体材料の層をバリア／接着層の上に析出し、パターン形成して金属線２２を形成する前に析出する。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２４を、パターン形成に先立って、金属層の上に析出することができる。二酸化ケイ素、非ドープケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）酸化物などの絶縁層２６を金属線の上に析出する。絶縁層２６を通して金属線へ開口部をエッチングし、バリア材料をヴァイア開口部に析出する。タングステン層を絶縁層の上に、また開口部内に析出して、エッチングバックし、タングステンプラグ２８を形成する。他のバリア層および金属層を絶縁層２６の上に析出する。上部金属層は、通常、アルミニウムまたはＡｌＣｕやＡｌＣｕＳｉなどのアルミニウム合金であり、ＴＥＯＳハードマスク層３４がある。
【００１５】
従来技術の図１を参照すると、酸化物／窒化物スタック酸化物の複合保護層３６（６層程度とすることができる）が上部金属ピクセル層の上に析出され、反射率が最適化されている。一実施形態では、酸化物／窒化物スタックは酸化物（Ｏ）、または酸化物／窒化物（ＯＮ）、または酸化物／窒化物／酸化物（ＯＮＯ）で構成される。他の実施形態では、酸化物／窒化物スタックは窒化物（Ｎ）、または窒化物／酸化物（ＮＯ）、または窒化物／酸化物／窒化物（ＮＯＮ）で構成される。一実施形態では、Ｏ、ＯＮ、ＯＮＯ、Ｎ、ＮＯ、またはＮＯＮ層はその全体の厚さが５００〜４０００オングストローム程度である。ＴＥＯＳキャップを含む薄い上部金属スタック（約２０００〜３０００オングストローム）は、パターン形成され、反射金属ピクセル３２を形成する。上述のように、従来技術の図１の構造は、ここでは、いくつかの従来のディスプレイデバイス特性を説明する目的で提示されており、本発明の実施形態は従来技術の図１に示されているのと正確に同じ構造および素子を有するディスプレイデバイスとともに使用することに限定されてはいない。
【００１６】
図２Ａを参照すると、ＬＣＤ構造のバックプレーンの一部の側面図が示されている。図２Ａの構造は、基盤の上に形成された複数の金属構造２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃを示している。理解を容易にするために、下に存在する素子の多く（たとえば、図１に示されているものなど）は図２Ａには示されていない。さらに、理解を容易にするために、図２Ａまたは後の図には示されていないが、その後形成された金属ピクセルは、下に存在する構造に電気的に結合され、基板２００（たとえば、能動デバイス１４）内に伸びていることが理解されるであろう。さらに、本発明は、本願の図に示されている金属層以外の金属層に形成されている複数の金属ピクセルとともに使用するのに適している。つまり、本発明の実施形態は、従来のＬＣＤデバイスの形成で使用される多くの金属層のうちの特定のものを使用して形成される金属ピクセルとともに使用することに限定されない。さらに、理解を容易にするために、例えば、２つの金属ピクセル２１６ａと２１６ｂのみが図２Ｕに示されているが、このような限られた数の金属ピクセルが示されていることが理解されるであろう。
【００１７】
さらに図２Ａを参照すると、以下に詳述するように、従来のＬＣＤバックプレーン構造では、入射光は金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃを通り、最終的に下に存在する能動デバイス（たとえば、図１の能動デバイス１４）に当たると考えられる。入射光がこのように当たることで、光電子が発生／干渉してデバイスの動作が脅威にさらされる。後述のように、本発明は、前記の問題に対する解決策を示す。
【００１８】
図２Ａを参照し、さらに図３のステップ３０２をも参照すると、本発明の実施形態では、第２の金属層をパターン形成して、通常２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃとして示されている複数の第２の金属構造を形成するステップを実行する。
【００１９】
ステップ３０４で、また図２Ｂに示されているように、本発明の実施形態では、複数の第２の金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃの上に層間絶縁層２０４を析出する。一実施形態では、層間絶縁層２０４は、たとえば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ析出酸化物（ＨＤＰ）などの不導体材料で製造される。本発明の実施形態では、絶縁体材料の層２０４により、導電性のある後で析出される材料（後述する）と、たとえば、金属構造２０２ａ、２０２ｂ、および２０２ｃなどの導電性素子との間に絶縁バリアを形成する。
【００２０】
図２Ｃを参照すると、本発明の一実施形態においては、層間絶縁層２０４にプレーナ処理が施される。一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを使用してプレーナ処理を実施する。このようなプレーナ処理は一実施形態で使用されているが、本発明は、ＣＭＰ以外の方法を使用して層間絶縁層２０４がプレーナ化される実施形態にも適している。
【００２１】
図２Ｄを参照し、図３のステップ３０６を参照すると、本発明の実施形態では、光吸収反射防止コーティング材料２０６を層間絶縁層２０４の上に析出して光シールドを形成し、下に存在する能動デバイスに入射光が透過するのを低減している。さらに具体的には、一実施形態では、反射防止コーティング材料２０６を１、２オングストロームから数オングストロームのオーダーの厚さに析出する。本発明の実施形態では反射防止コーティング材料２０６についてこのような厚さを記載しているが、本発明は、より深くまたは浅く析出される反射防止コーティング材料とともに使用するのに適している。さらに、一実施形態では、反射防止コーティング材料２０６は、たとえば有機ＢＡＲＣなどの有機反射防止コーティング材料で製造される。さらに他の実施形態では、反射防止コーティング材料２０８は、たとえばＴｉＮやＳｉＯＮなどの無機反射防止コーティング材料で製造される。このような材料を本発明の実施形態に記載しているが、本発明の実施形態は他のさまざまな反射防止コーティング材料の使用にも適している。
【００２２】
さらにステップ３０６を参照し、また本発明の一実施形態の図２Ｅ、２Ｆ、および２Ｇを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２０８が反射防止コーティング材料２０６の上に析出される。次いで、図２Ｆに示されているように、感光材料の層２０８をパターン形成して下に存在する反射防止コーティング材料２０６のマスクを形成する（たとえば、領域２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃを参照）。つまり、感光材料２０８の層は図２Ｇの領域２０９ａおよび２０９ｂから除去される。
【００２３】
ステップ３０６および図２Ｇを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２０８の層の領域２０８ａ、２０８ｂ、および２８ｃによって形成されるヴァイアマスクを使用して、その後、層間絶縁層の少なくとも一部の上から反射防止コーティング材料２０６の層の部分を実質的に除去し、反射コーティング材料（たとえば、領域２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃを参照）の部分が上の層間絶縁層２０４の上に残るようにする。つまり、感光材料２０８によって覆われていなかった反射防止コーティング材料２０６の層のそれらの部分が除去される。反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃは、入射光に対するバリアとして使用される。そこで、後述し、以下でさらに詳しく示すように、光吸収反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃにより、たとえば、図１の能動デバイス１４への入射光の透過が低減される。その結果、本発明では、入射光が当たるのを低減し、光電子発生／干渉により生じるデバイス動作への脅威を緩和する。
【００２４】
ステップ３０６を参照しながら、次いで図２Ｈを参照すると、感光材料の層の残り部分２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃがそこから除去された後の反射防止コーティング材料の層の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃが示されている。
【００２５】
ステップ３０８を参照すると、図２Ｉに示されているように、本発明の実施形態では、他の層間絶縁層２１０を反射防止コーティング材料の層の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの上に析出する。一実施形態では、層間絶縁層２１０は、たとえば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、高密度プラズマ析出酸化物（ＨＤＰ）などの不導体材料で製造される。本発明の一実施形態では層間絶縁層２１０にはプレーナ処理が施される。一実施形態では、化学機械研磨（ＣＭＰ）プロセスを使用してプレーナ処理を実施する。このようなプレーナ処理は一実施形態で使用されているが、本発明は、ＣＭＰ以外の方法を使用して層間絶縁層２１０がプレーナ化される実施形態にも適している。
【００２６】
さらにステップ３０８を参照し、また本発明の一実施形態の図２Ｊおよび２Ｋを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２１２が層間絶縁層２１０の上に析出される。次いで、図２Ｋに示されているように、感光材料の層２１２をパターン形成して下に存在する層間絶縁層２１０のヴァイアマスクを形成する（たとえば、領域２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃを参照）。
【００２７】
ステップ３０８および図２Ｌを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２１２の層の領域２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃによって形成されるマスクを使用し、ヴァイア２１３ａと２１３ｂを形成する。本発明の実施形態の図２Ｌに示されているように、ヴァイアス２１３ａと２１３ｂは反射防止コーティング材料の残り部分２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの間の層間絶縁層２１０を通り、また層間絶縁層２０４を通って金属構造２０２ａおよび２０２ｃまで延びている。
【００２８】
ステップ３０８を参照しながら、次いで図２Ｍを参照すると、感光材料の層の残り部分２１２ａ、２１２ｂ、および２１２ｃがそこから除去された後の層間絶縁層２１０の残り部分が示されている。
【００２９】
次いで、図２Ｎと２Ｏを参照すると、本発明の一実施形態では、導電性材料２１４（たとえば、Ｗ）が後に続くバリア金属（たとえば、Ｔｉ／ＴｉＮ）の層が層間絶縁層２１０の上に、またヴァイアス２１４ａと２１４ｂの中に析出される。本発明の一実施形態では、導電性材料の層はタングステンで製造される。このような材料を本発明に記載しているが、本発明は他のさまざまな材料を使用してヴァイアス２１４ａと２１４ｂを埋めるのにも適している。図２Ｏに示されているように、本発明の実施形態では、次いで、ヴァイアス２１４ａと２１４ｂ内を除く実質的にすべての場所から導電性材料の層を除去する。
【００３０】
ステップ３１０とステップ２Ｐを参照すると、本発明では、次いで、複数の上部金属ピクセルを、反射防止コーティング材料２０６ａ、２０６ｂ、および２０６ｃの上に形成するが、複数の金属ピクセルの隣接するものの間にギャップ領域が配置されている。より具体的には、本発明の一実施形態では、上部金属ピクセル層２１６（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳハードマスクからなる）を、層間絶縁層２１０、及び、埋められているヴァイアス２１４ａ、２１４ｂの上に析出する。
【００３１】
ステップ３１０を参照しながら、次いで、本発明の一実施形態の図２Ｑおよび２Ｒを参照すると、たとえば、フォトレジストなどの感光材料の層２１８が金属層２１６の上に析出される。次いで、図２Ｒに示されているように、感光材料の層２１８をパターン形成して金属層２１６のマスクを形成する（たとえば、領域２１８ａおよび２１８ｂを参照）。
【００３２】
ステップ３１０と図２Ｓを参照すると、本発明の実施形態では、感光材料２１８の層の領域２１８ａおよび２１８ｂにより形成されるマスクを使用して、露出している金属層２１６の露出部分を除去し、最終的に金属ピクセル２１６ａおよび２１６ｂを形成する。図２Ｓでは、金属ピクセル２１６ａと２１６ｂの間に形成されているキャップ領域２１９が示されている。図２Ｓに示されているように、本発明の実施形態では、複数の金属ピクセル２１６ａと２１６ｂが層間絶縁層２１０の上に形成され、キャップ領域２１９は反射防止コーティング材料２０６の上に配置される。より具体的には、本発明の実施形態では、ギャップ領域２１９は反射防止コーティング材料の残り部分２０６ｂの上に形成される。
【００３３】
ステップ３０８を参照しながら、次いで、図２Ｔを参照すると、感光材料の層の残り部分２１８ａおよび２１８ｂがそこから除去された後の金属ピクセル２１６ａおよび２１６ｂが示されている。
【００３４】
ステップ３１０を参照しながら、次いで、図２Ｕを参照すると、本発明では、薄い複合保護層２２０を図２Ｔの構造の上に析出する。一実施形態では、複合保護層２２０は、たとえば、窒化物（Ｎ）、窒化物／酸化物（ＮＯ）、または窒化物／酸化物／窒化物（ＮＯＮ）の層など（６層と同量とすることができる）で構成され、反射率に関して最適化されている。これは層３４（ＴＥＯＳおよびキャップ）とともに、反射金属ピクセル上に光学的界面および保護層を形成する。一実施形態では、このＮ、ＮＯ、またはＮＯＮなどの層は、その全体の厚さが５００〜４０００オングストローム程度である。このような材料および厚さを本発明の実施形態に記載しているが、本発明の実施形態は他のさまざまなそれぞれの厚さを持つ他のさまざまな材料の使用にも適している。重要なのは、本発明では、周囲光がバックプレーンに貫通するのが低減されるということである。
【００３５】
図２Ｕを参照すると、上述のように、本発明の実施形態では、ギャップ領域２１９は反射防止コーティング材料の残り部分２０６ｂの上に形成される。そうすると、代表的に矢印２２１で示されている入射光は、反射防止コーティング材料２０６の一部分２０６ｂによって、妨げられることなく下に存在する能動デバイスに向かうのが防止される。つまり、本発明の実施形態により、キャップ領域２１９を通り、下に存在する能動デバイスに向かう入射光の透過が低減される。
【００３６】
そこで本発明では、入射光がバックプレーンに貫通するのを低減するディスプレイデバイス形成方法および装置を提示する。
【００３７】
本発明の特定の実施形態に基づく説明は、図の説明と解説を目的としている。これらが、すべてであることを意図するものではなく、また発明を開示されている正確な形態に限定することを意図するものでもない。上記の教示に照らして多くの修正および変更が可能である。実施形態は、発明の原理とその実用的な応用を最もよく説明できるように選択され、そして説明されており、したがって、当業者であれば本発明を最もよく利用することができ、さまざまな実施形態はさまざまな修正とともに考察されている特定の用途に適している。本発明の範囲を付属の請求項およびその均等物により定義することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方法に従って形成されたシリコン（ＬＣＯＳ）マイクロディスプレイ装置上に形成された液晶のＣＭＯＳバックプレーンの一部の側面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による金属構造（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＡＲＣ）がその上に形成されているマイクロディスプレイデバイスのＣＭＯＳバックプレーンの一部の側面図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がそれを覆って配置されている図２Ａの構造の側面図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がプレーナ処理されている図２Ｂの構造の側面図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施形態により光吸収反射防止コーティング材料がそれを覆って析出されている図２Ｃの構造の側面図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｄの構造の側面図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｅの構造の側面図である。
【図２Ｇ】本発明の一実施形態により反射防止コーティング材料がパターン形成されている図２Ｆの構造の側面図である。
【図２Ｈ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｇの構造の側面図である。
【図２Ｉ】本発明の一実施形態により層間絶縁層がそれを覆って析出されプレーナ処理されている図２Ｈの構造の側面図である。
【図２Ｊ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｉの構造の側面図である。
【図２Ｋ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｊの構造の側面図である。
【図２Ｌ】本発明の一実施形態によりヴァイアスがその中に形成されている図２Ｋの構造の側面図である。
【図２Ｍ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｌの構造の側面図である。
【図２Ｎ】本発明の一実施形態により導体材料が後に続くバリア金属（たとえば、Ｔｉ／ＴｉＮ）の層がそれを覆って配置されまたヴァイアスの中に配置されている図２Ｍの構造の側面図である。
【図２Ｏ】本発明の一実施形態により導体材料の層がプレーナ処理またはエッチバックされ（Ｗ）プラグを形成する図２Ｎの構造の側面図である。
【図２Ｐ】本発明の一実施形態により上部金属ピクセル層（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳハードマスクによって構成される）がそれを覆って配置されている図２Ｏの構造の側面図である。
【図２Ｑ】本発明の一実施形態により感光材料の層がそれを覆って配置されている図２Ｐの構造の側面図である。
【図２Ｒ】本発明の一実施形態により感光材料の層がパターン形成されている図２Ｑの構造の側面図である。
【図２Ｓ】本発明の一実施形態によりピクセル金属層（Ｔｉ／ＴｉＮ／ＡｌＣｕ／ＴＥＯＳによって構成される）がパターン形成されている図２Ｒの構造の側面図である。
【図２Ｔ】本発明の一実施形態により感光材料の層の残り部分が除去されている図２Ｓの構造の側面図である。
【図２Ｕ】本発明の一実施形態により複合保護層（ＮＯＮ）が上に析出されている図２Ｔの構造の側面図である。
【図３】本発明の一実施形態により実施されるステップの流れ図である。
【符号の説明】
１０ 半導体基板
１４ ポリシリコンゲート電極
１６ ソースおよびドレーン領域
１８ 絶縁層
２０ バリア／接着層
２２ 金属線
２４ 反射防止コーティング（ＡＲＣ）層
２６ 絶縁層
２８ タングステンプラグ
３４ ＴＥＯＳハードマスク層
３６ 複合保護層
３２ 反射金属ピクセル
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ 金属構造
２００ 基板
２０４ 層間絶縁層
２０６ 光吸収反射防止コーティング材料
２０８ａ、２０８ｂ、および２０８ｃ 領域
２１０ 層間絶縁層
２１２ 感光材料の層
２１６ａと２１６ｂ 金属ピクセル
２１９ ギャップ領域
Claims (17)
- マイクロディスプレイ用バックプレーンの光シールドを形成する方法であって、
ａ）第２の金属層をパターン形成して、複数の第２の金属構造を形成するステップと、
ｂ）前記複数の第２の金属構造の上に、層間絶縁層を析出するステップと、
ｃ）光吸収反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出して、光シールドを形成し、もって、その下に存在する能動デバイスに向かって入射光が透過するのを低減するステップと、
ｄ）複数の金属ピクセルを前記反射防止コーティング材料の上に形成するステップであって、前記複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間にギャップ領域を設けるところのステップと
を含む方法。 - 前記ステップｃ）が
ｃ１）前記光吸収反射防止コーティング材料の層を前記複数の第１の金属構造の上に析出するステップと、
ｃ２）前記反射防止コーティング材料の前記層をパターン形成し、もって、前記反射防止コーティング材料の複数の領域を前記金属間化合物誘導体層の上に形成するステップと、
ｃ３）層間絶縁層の他の層を析出し、次いで、プレーナ処理を行うステップとを含む、請求項１に記載の方法。 - 前記ステップｄ）が
前記ギャップ領域を前記反射防止コーティング材料の上に設けるように、前記複数の前記金属ピクセルを前記反射防止コーティング材料の上に形成し、もって、前記ギャップ領域を通過する前記入射光が、前記反射防止コーティング材料により、前記下に存在する能動デバイスに向かって、妨げられることなく通過することを防止するステップ
を含む、請求項１に記載の方法。 - 前記ステップｃ）が、有機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、有機底部反射防止コーティングからなる有機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項４に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、無機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、ＴｉＮまたはＳｉＯＮからなる無機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項６に記載の方法。
- ディスプレイ装置において、複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間に位置するギャップ領域を通り、下に存在する能動デバイスに向かって入射光が透過するのを低減する光シールド構造であって、
前の金属層と複数の上部金属ピクセルとの間に配置された光吸収反射防止コーティング材料であって、前記反射防止コーティング材料が、前記ギャップ領域を通過する前記入射光が前記下に存在する能動デバイスに直接的に進行するのを防止するように配置されているところの光吸収反射防止コーティング材料
を含む、光シールド構造。 - 複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間に位置するギャップ領域を通って入射光が透過するのを低減する光シールド構造であって、前記反射防止コーティング材料が有機材料からなる、請求項８に記載の光シールド構造。
- 複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間に位置するギャップ領域を通って入射光が透過するのを低減する光シールド構造であって、前記反射防止コーティング材料が無機材料からなる、請求項８に記載の光シールド構造。
- 複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間に位置するギャップ領域を通って入射光が透過するのを低減する光シールド構造であって、前記反射防止コーティング材料が有機底部反射防止コーティングからなる、請求項９に記載の光シールド構造。
- 複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルの間に位置するギャップ領域を通って入射光が透過するのを低減する光シールド構造であって、前記反射防止コーティング材料がＴｉＮまたはＳｉＯＮからなる、請求項１０に記載の光シールド構造。
- ディスプレイ装置用光シールドを形成する方法であり、
ａ）第２の金属層をパターン形成して、複数の第２の金属構造を形成するステップと、
ｂ）層間絶縁層を、前記複数の第２の金属構造の上に析出するステップと、
ｃ）光吸収反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出して、光シールドを形成し、もって、下に存在する能動デバイスに向かって入射光が透過するのを低減するステップであって、前記反射防止コーティング材料を析出する前記ステップがさらに、
ｃ１）前記反射防止コーティング材料の層を、前記複数の第２の金属構造の上に析出するステップと、
ｃ２）前記反射防止コーティング材料の前記層をパターン形成し、もって、前記反射防止コーティング材料の複数の領域が、前記層間絶縁層の上に形成され、次いで、他のプレーナ処理されたＩＭＤ層が設けられるところのステップと
を含むところのステップと、そして、
ｄ）複数の金属ピクセルを前記反射防止コーティング材料の上に形成するステップであって、前記複数の金属ピクセルのうちの隣接するピクセルが、その間に設けられたギャップ領域を有しており、前記ギャップ領域を前記反射防止コーティング材料の上に配置し、もって、前記ギャップ領域を通過する前記入射光が、前記反射防止コーティング材料により、前記下に存在する能動デバイスに向かって妨げられることなく通過するのを防止するところのステップと
を含む方法。 - 前記ステップｃ）が、有機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、有機底部反射防止コーティングからなる有機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、無機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
- 前記ステップｃ）が、Ｔｉ又はＳｉＯＮからなる無機反射防止コーティング材料を前記層間絶縁層の上に析出するステップを含む、請求項１６に記載の方法。
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