(57)【要約】【課題】ディスプレイの能動素子への入射光の透過を防ぐための光シールド装置および形成方法を提供すること。【解決手段】一実施形態において、本発明は、複数の金属画素の隣接する画素が、その間に設けられたギャップ領域を有する、複数の金属画素を形成することを詳述する。本実施形態は、次に、ギャップ領域内に光吸収性の反射防止コーティング材料を析出させて、ギャップ領域を通って下層の能動素子へ向かう入射光の透過が低減するように、光シールドを形成することを詳述する。したがって、本実施形態は、液晶アライメントの問題およびパッシベーションの保全性に関連する問題（薄いパッシベーションの割れ）も軽減する。次に、本実施形態は、複数の金属画素および反射防止コーティング材料の上に薄い複合パッシベーション層を析出させる。結果として、ギャップ領域内に析出された反射防止コーティング材料は、金属画素間で、かつディスプレイの能動素子に向かう入射光の透過を低減し、金属画素間の過度の段高さに関連する問題を軽減する。【選択図】      図２Ａ
2004251920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法であって、
ａ）複数の金属画素を形成するステップであって、前記複数の金属画素のうちの隣接する画素が、その間に設けられたギャップ領域を有するところのステップと、
ｂ）前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内に裏当て材料の層を析出させるステップと、
ｃ）前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内に反射防止コーティング材料の層を析出させるステップと、
ｄ）前記反射防止コーティング材料の前記層を前記複数の金属画素の少なくとも一部の上から実質的に除去し、もって、前記反射防止コーティング材料が主として前記ギャップ領域内に残って、前記マイクロディスプレイに対する光シールドを形成するステップであって、前記光シールドは、前記ギャップ領域を通って下層の能動素子へ入射する光の透過を低減させ、主として前記ギャップ領域内に残る前記反射防止コーティング材料は、前記複数の金属画素のうちの前記隣接する画素間の段高さの差を補正し、そして、その後析出される上層のパッシベーション層の接着性が改善されるように、十分な厚さを有しているところのステップと、
ｅ）前記パッシベーション層を、前記複数の金属画素および前記反射防止コーティング材料の上に析出させるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記ステップｃ）は、
ｃ１）前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内に前記反射防止コーティング材料の層を析出させること、
ｃ２）前記複数の金属画素の反射を著しく強くするために、前記複数の金属画素の上方から前記反射防止コーティング材料をパターニングし、そして、これを除去すること、及び、
ｃ３）前記反射防止コーティング材料が主として前記ギャップ領域内に残るように前記ステップｃ２）を実施すること
を含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項３】
前記ステップｃ）は、前記複数の金属画素のうちの前記隣接する画素間の段高さの差を補正し、そして、前記パッシベーション層の接着性および保全性が改善されるように、十分な厚さで、前記ギャップ領域内で前記反射防止コーティング材料を析出することを含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項４】
前記ステップｃ）は、有機反射防止コーティング材料を前記ギャップ領域内で析出させることを含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項５】
前記ステップｃ）は、有機底部反射防止コーティングから成る有機反射防止コーティング材料を前記ギャップ領域内で析出させることを含む、請求項４に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項６】
前記ステップｃ）は、無機反射防止コーティング材料を前記ギャップ領域内で析出させることを含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項７】
前記ステップｃ）は、ＴｉＮまたはＳｉＯＮから成る無機反射防止コーティング材料を前記ギャップ領域内で析出させることを含む、請求項６に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項８】
前記ステップｃ）を実施するに先立って、
前記ステップｃ）で析出される前記反射防止コーティング材料が導電性を有している場合において、前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内にＳｉ３Ｎ４裏当て材料の層を析出させることを
さらに含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項９】
前記ステップｂ）は、前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内に、Ｓｉ３Ｎ４から成る群から選択された裏当て材料の層を析出させることを含む、請求項１に記載のマイクロディスプレイ装置用の光シールドを形成する方法。
【請求項１０】
前記ステップｃ）は、前記反射防止コーティング材料を、前記ギャップ領域内で、約６０００〜８０００オングストロームの厚さに析出させることを含む、請求項１または９に記載のマイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法。
【請求項１１】
ディスプレイ装置において、複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造であって、
主として前記ギャップ領域内で析出されて、光シールドを形成し、もって、前記ギャップ領域を通って下層の能動素子に向かう入射光の透過を低減する反射防止コーティング材料と、
前記複数の金属画素および前記反射防止コーティング材料の上に配置された複合パッシベーション層と
を含む光シールド構造。
【請求項１２】
前記ギャップ領域内の前記反射防止コーティング材料は、約６０００〜８０００オングストロームの厚さを有する、請求項１１に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１３】
前記反射防止コーティング材料は有機材料で構成される、請求項１１に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１４】
前記反射防止コーティング材料は無機材料で構成される、請求項１１に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１５】
前記反射防止コーティング材料は有機底部反射防止コーティングで構成される、請求項１３に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１６】
前記反射防止コーティング材料はＴｉＮまたはＳｉＯＮで構成される、請求項１４に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１７】
前記複数の金属画素の上で、かつ前記ギャップ領域内に析出された裏当て材料の層をさらに有する、請求項１１に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１８】
前記裏当て材料の層は、Ｓｉ３Ｎ４から成る群から選択される、請求項１７に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項１９】
前記反射防止コーティング材料は、前記複数の金属画素のうちの前記隣接する画素間の段高さの差を補正し、そして、前記複合パッシベーション層の接着性および保全性を改善し、ＬＣアラインメント工程を容易にするように、十分な厚さで、前記ギャップ領域内で析出される、請求項１７に記載の複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減するための光シールド構造。
【請求項２０】
前記ステップｃ）において、前記コーティング材料の前記層は、光吸収性を有する反射防止コーティング材料からなっており、そして、前記ステップｄ）において、前記パッシベーション層は、薄く、そして、前記反射防止コーティング材料の前記層は、その後析出される上層の薄いパッシベーション層の保全性を改善するのに十分な厚さを有している、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
マイクロディスプレイ装置用光シールドを形成する方法であって、
複数の金属画素のうちの隣接する画素間に位置するギャップ領域内で、反射防止コーティング材料を析出させて、光シールドを形成するステップと、
前記複数の金属画素及び前記反射防止コーティング材料の上に、複合パッシベーション層を設けるステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の請求項に記載された開示内容は、ディスプレイ装置の技術分野に関する。より詳細には、本発明の開示内容は、周囲光のディスプレイ装置への透過を低減するためのディスプレイ装置形成方法および装置に関する。本明細書は、マイクロディスプレイ装置用光シールドについて記載する。
【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】
いくつかの従来のマイクロディスプレイ装置に対するさらに別の欠点として、最適な反射率およびパッシベーション層間の低い電圧降下を達成するために、金属画素の上部には薄いパッシベーション層が必要とされる。
【０００５】
さらに、画素間に過度の段高さの差が生ずる可能性がある。こうした段高さの差は、たとえば、金属画素のアレイを有する金属層をオーバエッチングする必要によって生ずる。薄いパッシベーション層と結合されたこうした過度の段高さは、側壁の有効範囲を低下させ、極端な場合には、パッシベーションの保全性を損なう虞がある。全てのＬＣ素子において、ＬＣ光学軸は一様に整列して、所望の光学性能を提供する必要がある。これは、通常、フィル後ＬＣを整列させる方向性アラインメント層（たとえば、ポリイミド）によって行なわれる。画素間の過度のえぐりは、スピンコーティングされたポリイミドの不均一性によって、ＬＣアライメント工程中に問題を生ずる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、入射周辺光のバックプレーンへの透過を低減する、ディスプレイ装置形成方法および装置に対する必要性が存在する。さらに、上述した必要性に対処し、また画素間の過度の段高さを減少し、したがって、液晶アライメントの問題を軽減し、またパッシベーションの保全性を改善する、ディスプレイ装置形成方法および装置に対する別の必要性が存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、入射周辺光のバックプレーンへの透過を低減する、ディスプレイ装置形成方法および装置を提供する。本発明はさらに、上述した成果を達成し、また画素間の過度の段高さを減少させ、したがって、液晶アライメントの問題を軽減し、またパッシベーションの保全性を改善するディスプレイ装置形成方法および装置を提供する。
【０００８】
一実施形態において、本発明は、複数の金属画素の隣接する画素が、その間に設けられたギャップ領域を有するような、複数の金属画素を形成するものとして記載されている。本実施形態においては、次に、ギャップ領域を通って下層の能動素子に向かう入射光の透過を低減するような、光を吸収する反射防止コーティング（ＡＲＣ）材料のギャップ領域内への析出、そして光シールドの形成について記載されている。次に、本実施形態においては、バックプレーンをパッシベートするために、複数の金属画素とＡＲＣ材料の上にパッシベーション層を析出する。結果として、ギャップ領域に析出されたＡＲＣ材料は、金属画素間の、ディスプレイの能動素子に向かう入射光の透過を低減する。
【０００９】
さらに別の実施形態において、本発明は、上述した実施形態のステップを含み、そしてさらに反射防止コーティング材料の伝導層を析出するに先立って、裏当て材料の層を析出することを含む。
【００１０】
本発明のこれらのまた他の目的および利点は、種々の図において例示されている、好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読めば、当業者であれば明らかに理解されるであろう。
【００１１】
本明細書に組み込まれており、また本明細書の一部を成す添付の図は、本発明の実施形態を例示し、また説明を伴って、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１２】
この説明において参照される図は、特に明記されている場合を除いて縮尺通りに書かれていないことを理解すべきである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
その実施例が添付の図で例示される、本発明の好ましい実施形態をここで詳細に参照する。本発明は、好ましい実施形態に関連して説明するが、本発明をこれら実施形態に限定する意図ではないことを理解すべきである。逆に、本発明は、併記する特許請求の範囲によって規定される、本発明の精神および範囲の中に含まれる、変形形態、変更形態および均等物を網羅することを意図する。さらに、本発明の以下の詳細な説明において、本発明の完璧な理解を提供するために、多くの事項について詳細に説明されている。しかし、本発明は、これらの特定の詳細なしで実施できることが、当業者には明らかであろう。他の実施例において、不必要に本発明の態様を曖昧にしないように、公知の方法、手順、構成要素および回路は、詳細には説明されていない。
【００１４】
図２Ａ〜２Ｈおよび３Ａ〜３Ｇは、図４および５のフローチャートで述べられているように、本発明の方法の実施形態に従って作られた構造の側部断面図である。明確にするために、以下の記述は、図４および５のフローチャートに関連して、図２Ａ〜２Ｈおよび３Ａ〜３Ｇの側断面図を利用して、本発明の実施形態を明確に説明する。以下で詳細に説明されるように、本実施形態は、ギャップ領域を通って、下層の能動素子に向かう入射光の透過が低減するように、複数の金属画素のうちの隣接する画素間に配置されたギャップ領域を通る入射光の透過を低減させるための光シールド構造を提供する。別の目的は、薄いパッシベーションの保全性およびＬＣアライメントの問題を改善するために、ギャップフィル材料の役目を果たすことである。
【００１５】
まず、背景情報として、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用の従来のＣＭＯＳバックプレーン構造の一部の側断面図が示されている。従来技術の図１の構造は、ある従来のディスプレイ装置の要素を例示する目的で本明細書に提示されている。本発明の実施形態は、こうした構造およびこうした要素に関してのみの使用に限定されない。特に、本発明の実施形態は、数がより少ないか、またはより多い金属層から成り、付加要素を含んでおり、またはより少ない要素を含んでいる、ディスプレイ装置構造とともに使用されるのに好適である。さらに、以下の記述の複数の部分は、マイクロディスプレイに関連して、本発明の種々の実施形態の使用を特に詳述するが、本発明は、マイクロディスプレイ以外の種々のタイプのディスプレイ装置とともに使用するのに好適である。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から成る半導体基板１０が示されている。ポリシリコンゲート電極１４およびソースおよびドレイン領域１６を含むことができる半導体素子構造が示されており、半導体構造は組み合わされて、ディスプレイ装置の能動素子を構成する。絶縁層１８は、半導体素子構造を覆うように形成される。ポリシリコンゲート電極と上部ミラー層の間には、内部接続の目的で、１層または複数の層（５層まで）の金属層が存在していてもよく、金属層は、その間に設けられた金属間誘電体層を有する。
【００１６】
チタン／窒化チタンを含む障壁／接着（ｇｌｕｅ）層２０は、コンタクトホールを覆って析出され、またタングステン（Ｗ）は析出されて、Ｗプラグが形成されるようにエッチバックされるか、または研磨除去（ｐｏｌｉｓｈ  ａｗａｙ）される。その後、Ｔｉ／ＴｉＮのような別の障壁／接着材料は、アルミニウムまたはアルミニウム合金のような導電性材料の層が障壁／接着層を覆って析出される前に、析出され、金属ライン２２を形成するためにパターニングされる。反射防止コーティング（ＡＲＣ）層２４は、パターニングの前に金属層を覆って析出されてもよい。二酸化シリコン、ドーピングされていないケイ酸塩ガラス（ＵＳＧ）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）酸化物などのような絶縁層２６は金属ラインを覆って析出される。開口は、絶縁層２６を通って金属ラインまでエッチングされ、また障壁材料は、ビア開口の中に析出される。タングステン層は、絶縁層を覆って、かつ開口内に析出され、その後、タングステンプラグ２８を形成するために、エッチバックされる。別の障壁層および金属層は、絶縁層２６を覆って析出される。上部金属層は、通常、ＴＥＯＳハードマスク層を有する、ＡｌＣｕまたはＡｌＣｕＳｉのようなアルミニウムまたはアルミニウム合金である。
【００１７】
再び、従来技術の図１を参照すると、酸化物／窒化物スタック（ｓｔａｃｋ）酸化物（最大６層が可能）の複合パッシベーション層は、反射率に対して最適化された上部金属画素層を覆って析出される。一実施形態において、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。別の実施形態においては、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。一実施形態において、Ｏ、ＯＮ、ＯＮＯ、Ｎ、ＮＯまたはＮＯＮ層は、約５００〜４０００オングストロームの間の合計さを有している。ＴＥＯＳキャップを含む、より薄い上部金属スタック（約２０００〜３０００オングストローム）は、パターニングされ、反射金属画素３２が形成される。上述したように、従来技術の図１の構造は、ある従来のディスプレイ装置の特徴を例示する目的で本明細書に提示されており、本発明の実施形態は、従来技術の図１に示した、全く同じ構造および要素を有するディスプレイ装置とともに使用することだけに限定されない。
【００１８】
図２Ａを参照すると、ＬＣＤ構造のバックプレーンの一部の側断面図が示される。図２Ａの構造は、基板上に形成された複数の金属画素を示す。明確にするために、下層の要素の多く（たとえば、従来技術の図１に示されるものなど）は、図２Ａに示されていない。さらに、図２Ａには示されていないが、明確にするために、金属画素２０２ａおよび２０２ｂは、基板２００に延びる、下層の構造（たとえば、能動素子１４）に電気的に接続されることが理解されるであろう。さらに、本実施形態は、図２Ａの金属層以外の金属層で形成される複数の金属画素とともに使用するのに好適である。すなわち、本実施形態は、従来のＬＣＤ素子の形成に使用される、多くの金属層の特定の１層を用いて形成される金属画素とともに使用することに限定されない。また、図２Ａにおいて、２つの金属画素２０２ａおよび２０２ｂのみが示されているが、明確にするために、制限された数の金属画素が示されていることが理解されるであろう。
【００１９】
再び、図２Ａを、また図４のステップ４０２を参照すると、本実施形態において、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂは、ギャップ領域２０４をその間に設けるようにして形成される。ある場合には、金属画素２０２ａおよび２０２ｂがそこから形成されるところの金属層をオーバエッチングすることによって、ギャップ領域２０４の深に悪影響を及ぼす場合がある。上述したように、このギャップの深さ（段の高さとも呼ぶが）は、側壁の有効範囲の低下をもたらし、終局的には、後で析出される、パッシベーションの薄い層の保全性を損なう場合がある。さらに、このことによってＬＣアライメントの問題につながる。図２Ａに示すように、矢印２０５で表される入射光は、金属画素２０２ａと２０２ｂとの間のギャップ領域２０４を通過し、何度か反射をした後、最後に、下層の能動素子（たとえば、従来技術の図１の能動素子１４）に衝突する場合がある。こうした入射光２０５による衝突は、光電子生成／干渉によって、素子の動作にとって脅威を提示する。以下で説明されるように、本発明は、上述した問題に対する解決策を提供する。一実施形態において、層３４（ＴＥＯＳキャップ）が、金属画素２０２ａと２０２ｂの上に形成される。
【００２０】
次にステップ４０４および図２Ｂを参照すると、本実施形態においては、裏当て材料の層２０６を、金属画素２０２ａと２０２ｂの上でかつギャップ領域２０４内に析出させる。一実施形態において、裏当て材料の層２０６は、たとえば、Ｓｉ３Ｎ４のような非導電性材料から成る。本実施形態において、裏当て材料の層２０６は、後で析出される、ＴｉＮのような導電性のＡＲＣ材料（以下で詳細に説明される）と、たとえば、金属画素２０２ａおよび２０２ｂのような導電性の要素の間の絶縁障壁を提供する。しかし、本発明は、たとえ後で析出されるべき材料が導電性を有していなくても、裏当て材料の層が析出されるところの実施形態にも好適である。さらに、本発明の一実施形態において、裏当て材料の層２０６は、約５００オングストロームの厚さで析出される。本実施形態において、裏当て材料の層２０６に対してこうした厚さが詳述されるが、本発明は、より深いか、またはより浅い深さに析出される裏当て材料の層とともに使用するのに好適である。
【００２１】
図２Ｃおよびステップ４０６を参照すると、本実施形態においては、次いで、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの上でかつギャップ領域２０４内で、裏当て材料の層２０６の上に光を吸収する反射防止コーティング材料の層２０８を析出させる。一実施形態において、反射防止コーティング材料の層２０８は、ギャップ領域２０４内で約６０００〜８０００オングストロームの厚さに析出させる。本発明において、光を吸収する反射防止コーティング材料２０８にに関してこのような厚さを述べたが、本発明は、これよりも深いかまたは浅い深さに析出される、光を吸収する反射防止コーティング材料の層とともに使用する場合にも好適である。さらに、一実施形態において、光を吸収する反射防止コーティング材料２０８は、たとえば、有機底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）材料のような有機反射防止コーティング材料で構成される。別の実施形態においては、反射防止コーティング材料２０８は、たとえば、ＴｉＮまたはＳｉＯＮのような無機反射防止コーティング材料で構成される。本実施形態において、こうした材料が詳述されるが、本実施形態は、種々の他の反射防止コーティング材料を使用するのに好適である。
【００２２】
さらにステップ４０６および図２Ｄと図２Ｅを参照すると、本発明の一実施形態において、たとえば、フォトレジストのような感光性材料の層２１０が、反射防止コーティング材料２０８の上に析出される。図２Ｅに示すように、感光性材料の層２１０は、次いで、上部金属マスクの反転を用いて（たとえば、領域２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃを参照されたい）、下層の反射防止コーティング材料２０８がギャップ領域の上のみに配置されるようにパターニングされる。
【００２３】
ステップ４０８および図２Ｆを参照すると、感光性材料の層２１０の領域２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃによって形成されたマスクを用いて、本実施形態においては、反射防止コーティング材料（領域２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃを参照されたい）が主として複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの間のギャップ領域（たとえば、ギャップ領域２０４）内に残るように、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの広い部分の上から反射防止コーティング材料の層２０８を実質上除去する。すなわち、感光性材料によって覆われなかった反射防止コーティング材料のその部分は除去される。反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、図２Ａで示した入射光に対する障壁として役立つ。したがって、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、従来技術の図１のギャップ領域２０４を通りかつ能動素子１４へ向かう入射光２０５の透過を低減する。結果として、本発明は、入射光２０５による衝突を低減し、また光電子生成／干渉によって生ずる素子動作に対する脅威を軽減する。
【００２４】
図２Ｆに示すように、本発明の一実施形態において、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、反転上部金属マスクを僅かに過小露光するこことによって、金属画素２０２ａおよび２０２ｂの縁部を越えて少し延びるようにされる。すなわち、本発明の一実施形態において、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、ギャップ領域２０４の「周りを囲んで」、入射光に対する効果的な障壁を提供する。
【００２５】
ステップ４０８および図２Ｇを参照すると、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、感光性材料の層の残りの部分２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃがそこから除去された後の状態を示す。本発明によって実現される１つの大きな利点は、下層の素子を入射光から遮断することに加えて、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃのギャップフィルの態様である。すなわち、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、後で析出される、任意の上層のパッシベーション層が、従来のバックプレーン構造において見られる過度の段高さを生じないように、構造のトポグラフィを改善するのに役立つ。本発明は、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃの厚さを変えて、複数の金属画素の隣接する画素間の段高さの差を補正するように、またパッシベーション層の接着性が改善されるようにすることにも好適である。結果として、本実施形態は、後で析出される、薄い複合パッシベーション層の保全性を改善する。
【００２６】
ステップ４１０および図２Ｈを参照すると、本発明は、次に、図２Ｇの構造（たとえば、複数の金属画素２０２ａと２０２ｂおよび反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃ）の上に薄い複合パッシベーション層２１０を析出させる。一実施形態においては、薄い複合パッシベーション層２１０は、たとえば、反射率を最適化された、酸化物（Ｏ）、酸化物／窒化物（ＯＮ）、酸化物／窒化物／酸化物（ＯＮＯ）または酸化物／窒化物／酸化物／窒化物）（ＯＮＯＮ）など（最大６層が可能）から成る。層３４（ＴＥＯＳおよびキャップ）とともに、これはまた、反射性金属画素上に光学的界面およびパッシベーション層を形成する。一実施形態においては、このＯ、ＯＮ、ＯＮＯまたはＯＮＯＮなどの層は、約５００〜１０，０００オングストロームの合計厚さを有する。本実施形態において、こうした材料および厚さが詳述されているが、本実施形態は、種々の他のそれぞれの厚さを有する種々の他の材料を使用するのに好適である。
【００２７】
図５を参照すると、現在請求項に記載されている本発明の別の実施形態に従って実行されるステップのフローチャート５００が示される。図３Ａを参照すると、マイクロディスプレイ構造のバックプレーンの一部の側断面図が示される。図３Ａの構造は、基板上に形成された複数の金属画素を示す。明確化するために、下層の要素（たとえば、従来技術の図１に示されるもののような）の多くは、図３Ａには示されない。さらに、図３Ａには示されないが、明確化するために、金属画素２０２ａおよび２０２ｂが基板２００に延びる、下層の構造（たとえば、能動素子１４）に電気的に接続されることが理解されるであろう。さらに、本実施形態は、図３Ａの金属層以外の金属層に形成される複数の金属画素とともに使用するのに好適である。すなわち、本実施形態は、従来のＬＣＤ素子の形成において使用される多くの金属層の特定の１層を用いて形成される金属画素とともに使用することに限定されるものではない。また、図３Ａにおいて、２つの金属画素２０２ａおよび２０２ｂのみが示されているが、金属画素のこうした制限された数は明確にするために示されていることが理解されるであろう。
【００２８】
図３Ａおよび図５のステップ５０２を参照すると、本実施形態において、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂは、ギャップ領域２０４をその間に設けるようにして形成される。いくつかの実施例において、ギャップ領域２０４の深さは、金属画素２０２ａおよび２０２ｂがそこから形成される金属層をオーバエッチングすることによって悪い状態になる虞がある。上述したように、このギャップ深さ（段高さとも呼ぶ）は、側壁有効範囲の低下をもたらし、また、終局的に、後に析出される、薄いパッシベーションの層の保全性を損なう虞がある。図３Ａに示されるように、矢印２０５で表される入射光は、金属画素２０２ａおよび２０２ｂの間のギャップ領域２０４を通過して、最後に、下層の能動素子（たとえば、従来技術の図１の能動素子１４）に衝突する。入射光２０５によるこうした衝突は、光電子生成／干渉によって素子動作に対する脅威を提示する。以下で説明するように、本発明は、上述した問題に対する解決策を提供する。
【００２９】
図３Ｂおよびステップ５０４を参照すると、本実施形態においては、次いで、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの上で、かつギャップ領域２０４内で、裏当て材料の層２０６の上に反射防止コーティング材料の層２０８を析出させる。一実施形態において、反射防止コーティング材料２０８は、ギャップ領域２０４内で約６０００〜８０００オングストロームの厚さに析出される。本実施形態において、反射防止コーティング材料２０８に対してこうした厚さが詳述されるが、本発明は、これより深いかまたはより浅い深さに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好適である。さらに、一実施形態において、反射防止コーティング材料２０８は、たとえば、有機ＢＡＲＣのような有機反射防止コーティング材料で構成される。さらに別の実施形態においては、反射防止コーティング材料２０８は、たとえば、ＳｉＯＮのような無機反射防止コーティング材料で構成される。本実施形態においては、このような材料について詳述しているが、本実施形態は、種々の他の反射防止コーティング材料を使用するのにも好適である。
【００３０】
ステップ５０４および図３Ｃおよび３Ｄを参照すると、本発明の一実施形態において、たとえば、フォトレジストのような感光性材料の層２１０は、反射防止コーティング材料２０８の上に析出される。図３Ｄに示されるように、感光性材料の層２１０は、次に、上部金属マスクの反転を用いてパターニングされ、マスク（領域２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃを参照されたい）が形成されて、下層の反射防止コーティング材料２０８がギャップ領域の上にのみ配置される。
【００３１】
ステップ５０６および図３Ｅを参照すると、感光性材料の層２１０の領域２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃによって形成されたマスクを用いて、本実施形態は、反射防止コーティング材料（たとえば、領域２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃを参照されたい）が、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの間のギャップ領域（たとえば、ギャップ領域２０４）内に主として残るように、複数の金属画素２０２ａおよび２０２ｂの広い部分の上から反射防止コ−ティング材料の層２０８を実質的に除去する。すなわち、感光性材料によって覆われなかった反射防止コーティング材料のその部分は除去される。反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、図３Ａに示す入射光に対する障壁として役立つ。したがって、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、従来技術の図１のギャップ領域２０４を通りかつ能動素子１４へ向かう入射光２０５の透過を低減する。結果として、本発明は、入射光２０５による衝突を低減し、また光電子生成／干渉によって生ずる素子動作に対する脅威を軽減する。本実施形態において、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃを形成するためのこうした方法が詳述されるが、本発明は、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃが異なる方法を用いて形成される実施形態とともに使用するのに好適である。
【００３２】
図３Ｅに示すように、本発明の一実施形態において、反射防止コーティング材料の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、反転上部金属マスクをわずか過小に露光することによって、金属画素２０２ａおよび２０２ｂの縁部を少し超えて延びるようにされる。すなわち、本発明の一実施形態において、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、ギャップ領域２０４の「周りを囲んで」、入射光に対する効果的な障壁を提供する。
【００３３】
ステップ５０６および図３Ｆを再び参照すると、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、感光性材料の層の残りの部分２１０ａ、２１０ｂおよび２１０ｃがそこから除去された後の状態として示されている。本発明によって実現される１つの大きな利点は、下層の素子を入射光から遮断することに加えて、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃのギャップフィルに関する点である。すなわち、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃは、後で析出される、任意の上層のパッシベーション層が、従来のバックプレーン構造に見られる過度の段高さを生じないように、構造のトポグラフィを改善するのに役立つ。本発明は、複数の金属画素の隣接する画素間の段高さの差を補正し、そして、パッシベーション層の接着性を改善するために、反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃの厚さを変えるのにも好適である。結果として、本実施形態は、後で析出される、薄い複合パッシベーションの層の保全性を改善する。
【００３４】
ステップ５０８および図３Ｇを参照すると、本発明は、次に、図３Ｆの構造（たとえば、複数の金属画素２０２ａと２０２ｂおよび反射防止コーティング材料の層の残りの部分２０８ａ、２０８ｂおよび２０８ｃ）の上に薄い複合パッシベーション層２１０を析出させる。一実施形態において、複合パッシベーション層２１０は、反射率を最適化された、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）など（最大６層が可能）から成る。層３５（ＴＥＯＳキャップ）とともにこれは、光学的界面層およびパッシベーション層を形成するであろう。一実施形態において、このＮ、ＮＯまたはＮＯＮなどの層は、約５００〜４，０００オングストロームの間の合計厚さを有する。本実施形態において、こうした材料および厚さが詳述されるが、本実施形態は、種々の他のそれぞれの厚さを有する種々の他の材料を使用するのに好適である。
【００３５】
したがって、本発明は、入射周辺光のバックプレーンへの透過を低減する、ディスプレイ装置形成方法および装置を提供する。本発明はさらに、上述の成果を達成し、また画素間の過度の段高さを減少させ、それによって、液晶アライメントの問題を低減し、またパッシベーションの保全性を改善する、ディスプレイ装置形成方法および装置を提供する。
【００３６】
本発明の特定の実施形態の上述の説明は、例示および説明を目的として提示した。それらは、全てであることを意図するものではなく、また、本発明を、開示された正確な形態に限定することをも意図するものではない。上述の教示に照らして多くの変更形態および変形形態が可能であることは明らかである。実施形態は、本発明の原理およびその実用的な用途を最良に説明するために選択され、また説明されて、それによって、当業者が、考えられる特定の用途に適した種々の変更形態によって、本発明および種々の実施形態を最良に利用することができる。本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲およびその均等物によって特定されることを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の方法に従って形成されたＬＣＯＳマイクロディスプレイのＣＭＯＳバックプレーンの一部の側断面図である。
【図２Ａ】請求された本発明の一実施形態に従ってその上に形成された金属画素を有する、マイクロディスプレイのＣＭＯＳバックプレーンの一部の側断面図である。
【図２Ｂ】請求された本発明の一実施形態に従ってその上に析出されたＳｉ３Ｎ４裏当て層を有する図２Ａの構造の側断面図である。
【図２Ｃ】請求された本発明の一実施形態に従って、導電性及び光吸収性を有する反射防止コーティング材料がその上に析出されている、図２Ｂの構造の側断面図である。
【図２Ｄ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光性材料の層がその上に析出されている、図２Ｃの構造の側断面図である。
【図２Ｅ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光性材料の層がパターニングされた、図２Ｄの構造の側断面図である。
【図２Ｆ】請求された本発明の一実施形態に従って、反射防止コーティング材料がパターニングされた、図２Ｅの構造の側断面図である。
【図２Ｇ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光材料の層の残りの部分が除去された、図２Ｆの構造の側断面図である。
【図２Ｈ】請求された本発明の一実施形態に従って、薄い複合パッシベーション層（ＯＮ）が析出された、図２Ｇの構造の側断面図である。
【図３Ａ】請求された本発明の一実施形態に従って、その上に形成された金属画素を有するディスプレイ装置のバックプレーンの一部の側断面図である。
【図３Ｂ】請求された本発明の一実施形態に従って、非導電性を有し、光吸収性を有する反射防止コーティング材料がその上に析出されている、図３Ａの構造の側断面図である。
【図３Ｃ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光性材料の層がその上に析出されている、図３Ｂの構造の側断面図である。
【図３Ｄ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光性材料の層がパターニングされた、図３Ｃの構造の側断面図である。
【図３Ｅ】請求された本発明の一実施形態に従って、反射防止コーティング材料がパターニングされた、図３Ｄの構造の側断面図である。
【図３Ｆ】請求された本発明の一実施形態に従って、感光性材料の層の残りの部分が除去された、図３Ｅの構造の側断面図である。
【図３Ｇ】請求された本発明の一実施形態に従って、薄い複合窒化物／酸化物／窒化物（ＮＯＮ）パッシベーション層が析出された、図３Ｆの構造の側断面図である。
【図４】請求された本発明の一実施形態に従って、実行されるステップのフローチャートである。
【図５】請求された本発明の別の実施形態に従って、実行されるステップのフローチャートである。
【符号の説明】
１０  半導体基板
１４  ポリシリコンゲート電極（能動素子）
１６  ソースおよびドレイン領域
１８、２６  絶縁層
２０  障壁／接着層
２２  金属ライン
２４  反射防止コーティング層
２８  タングステンプラグ
３２、２０２ａ、２０２ｂ  金属画素
３４  ＴＥＯＳおよびキャップ
２００  基板
２０４  ギャップ領域
２０５  入射光
２０６  裏当て材料の層
２０８  光吸収性反射防止コーティング材料の層
２０８ａ、２０８ｂ、２０８ｃ  反射防止コーティング材料の層
残った部分
２１０  感光性材料の層（複合パッシベーション層）
２１０ａ、２１０ｂ、２１０ｃ  感光性材料の層の領域
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図２Ｇ】
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【図２Ｈ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図４】
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【図５】
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【外国語明細書】
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