[发明专利]用于半导体器件的消反射涂层及其方法

说明书

技术领域

【0001】本发明通常涉及半导体器件，并且更具体地涉及用于半导体器件的消反射涂层及其方法。

背景技术

【0002】半导体器件可能被设计用以与入射到该器件的特定区域上的电磁辐射相互作用。一种此类半导体器件是空间光调制器，其通过一个或更多个公认的光学原理比如反射、折射或衍射的作用，用来重定向入射辐射的路径。遗憾的是，在许多这些器件中，由于物理间隙、不需要的衍射、散射效应或者其它现象，一些入射辐射可能不以期望的方式被重定向。这种辐射可以被认为是“杂散辐射”。如果没有吸收该辐射的机制，该杂散辐射可能降低整个系统的性能。

【0003】其性能可能由杂散辐射降低的空间光调制器的例子是数字微镜器件(DMD)。可用于各种光通讯和/或投影显示系统的DMD包括一排微镜，其通过在有效“开”和“关”状态之间绕枢轴旋转来选择性地传送光信号或光束的至少一部分。为了允许微镜绕枢轴转动，每个微镜附着于连到CMOS(互补金属氧化物半导体)衬底的铰链，该铰链控制微镜的运动。遗憾的是，当微镜处于“关”状态时，CMOS衬底(其可能是光学反射的)被暴露。当光在DMD的微镜之间传送时，该光可能被衬底的表面反射，引起杂散辐射，该杂散辐射限制了基于DMD的显示系统中可获得的对比度。

【0004】各种方法已经用来尝试减小构成DMD的子结构以及其它空间光调制器的CMOS衬底的反射率。一种已经采用的此类方法是将消反射涂层和/或吸收涂层施加到半导体器件的特定区域上，所述区域物理上位于与造成重定向效应的(多个)表面不同的平面。然而，这些涂层受到限制，因为它们可能要求复杂的材料并且可能在提供最佳的可能系统性能所关心的频率范围内不充分吸收。另外，由于光学或电学性能问题，这些涂层中的一些涂层需要图案化在衬底上。

发明内容

【0005】根据本发明的一个实施例，半导体器件包括设置在半导体器件的衬底的上表面上的第一介电材料层和设置在介电材料的上表面上的第一绝缘或非导电(non-conductive)金属层。所述第一介电材料层和所述第一非导电金属层作为入射到所述第一非导电金属层上的电磁辐射的光阱。在具体实施例中，半导体器件可进一步包括设置在第一非导电金属层的上表面上的第二介电材料层和设置在所述第二介电材料层的上表面上的第二非导电金属层。

【0006】本发明的一些实施例的技术优势包括具有从底层所反射的较低电磁辐射水平的半导体器件。当与用常规半导体器件制备的系统相比时，如此构造的空间光调制器可以形成具有提高的对比度的系统。和常规的半导体器件不同，根据本发明一实施例的半导体器件利用包含薄介电材料层和很薄的金属层的光阱(optical trap)，以减小器件衬底的反射率。因此，当电磁辐射被器件的衬底接收时，该辐射被薄的介电材料和金属层至少部分捕获，而不是引起不需要的反射，所述不需要的反射在由器件产生的光信号或光束中可能是可见的。

【0007】本发明的一些实施例的另一技术优势包括用于半导体器件的消反射涂层，其可以利用常见的半导体制造材料和技术来施加。关于特殊处理方面，这些材料要求很少，并有助于减少合成半导体器件的成本。在具体的实施例中，电介质和金属薄膜可能甚至被沉积而不需要电介质和薄金属组合的图案化。这些材料还可能不会造成环境问题。而且，这些材料在本领域中是熟知的，并且在最后得到的器件中它们的性能是很好理解的。

【0008】本发明的一些实施例的又一技术优势包括为电磁频谱不同区域调整本发明的消反射涂层的响应的能力。给定所关心的一个电磁频率范围，具体的实施例可以利用自相一致的迭代光学干涉模型来优化电介质和金属薄膜的厚度，从而选择性地吸收所期望的频率范围。

【0009】通过以下的附图、说明书和权利要求，本发明的其它技术优势对于本领域的技术人员可能是明显的。此外，虽然上面列举了详细的优点，但各个实施例可以包括所列举优点中的所有优点、一些优点或一个也没有。

附图说明

【0010】图1图解说明了根据本发明具体实施例的示例性半导体器件的一部分的透视图。

【0011】图2图解说明了根据本发明的具体实施例、图1的半导体器件的一部分的横截面图。

【0012】图3图解说明了根据本发明具体实施例的一种形成半导体器件衬底的方法的流程图。

具体实施方式