LCoS显示芯片的研制

　　3.4 版图验证

　　版图验证的任务是检查版图中可能存在的错误。因此,在完成LCoS显示芯片布局、布线后,笔者在Cadence平台上进行了版图验证,包括设计规则检查、电学规则检查以及版图与电路图的一致性检查,并在版图寄生参数提取的基础上再次进行电路分析(即后仿真)。在所有的检查都通过并被证明正确无误后,将布图结果转换为掩膜文件。然后由掩膜文件设法生成掩膜版,通常这可通过掩膜版发生器或电子束制版系统得到。

　　4 芯片实物显微图片

　　图4给出了研制的投影用单色LCoS显示芯片实物显微照片。这是采用国内某半导体生产线0.6μm-CMOS工艺在6英寸硅片上制作的,每枚芯片尺寸为17010μm×12420μm,其中显示矩阵尺寸为12800μm×9600μm,即对角线尺寸约为0.63英寸。在每片6英寸硅圆片的有效平面光刻范围内可制作60枚LCoS显示芯片。图4(b)是单枚LCoS显示芯片显微放大照片,其中特意放大了芯片名称:NKD-B5,以示该显示芯片为国内自主研制生产,具有中国的自主知识产权。

　　5 镜面电极光学性能测试结果

　　作为反射式调制光阀的LCoS显示器,其光通量是一个关键参数,而光通量依赖于像素电极反射镜面的尺寸、镜面的反射率及其平整度。在显示面积一定的情况下,像素电极反射镜面的尺寸直接与像素的开口率成线性关系。本文研制的LCoS芯片的像素截距是16μm,像素间距是0.54μm,可得到的像素开口率:

　　　　

　　图5是不同厚度纯Al(99.999%)薄膜的反射率测试结果,表明了纯Al镜面的反射率受其薄膜厚度的影响。实际上,纯Al膜如果沉积较厚(1μm以上)容易形成"铝丘"[6],即出现多晶态的Al分布,一方面使Al膜表面粗糙,降低其镜面反射率,另一方面将严重影响Al膜的电学性能。因此,根据上述实验结果,本篇论文采用3000.厚的纯Al膜制作LCoS显示芯片的镜面反射电极。

　　目前LCoS的发展业者集中在美英两地的Fabless公司[7],国内在LCoS投影机光学引擎、光源、整机设计及LCoS设计以及液晶板制造方面均有研发和向产业化方向转移的趋势。更令人振奋的是,我国在向LCoS技术领域的进军中,并没有停留在低技术含量的系统组装范畴。以南开大学等一批高等院校、科研机构为先驱,在不同渠道资金的支持下,奋先展开了研发具有中国自主知识产权(IP)的LCoS显示芯片[8]。可以预见,在中国以LCoS技术为核心的新型平板显示产业即将兴起。