DE19926227A1

DE19926227A1 - Lichtabsorbierender Dünnfilmstapel

Info

Publication number: DE19926227A1
Application number: DE19926227A
Authority: DE
Inventors: Paul Moore
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1998-06-12
Filing date: 1999-06-10
Publication date: 1999-12-23
Anticipated expiration: 2019-06-11
Also published as: KR100311446B1; DE19926227B4; KR20000005740A; US6452652B1

Abstract

Ein lichtabsorbierender Dünnfilmstapel (451) ist auf einer oberen Zwischenverbindungsebene einer Pixelzelle (410a, 410b) eines LCD-Lichtventils angeordnet, um den Durchgang von Licht durch einen schmalen Spalt (430) zwischen benachbarten Pixelelektroden (412a, 412b) in ein darunterliegendes Siliciumsubstrat (405) zu verhindern. Der lichtabsorbierende Dünnfilmstapel (451) enthält eine Oberflächenschichtkombination (452), die auf einer hochgradig absorbierenden Rückkehrverhinderungsschicht (453) gebildet ist. Auftreffendes Licht wird durch die Rückkehrverhinderungsschicht (453) absorbiert. Das von der Oberflächenschichtkombination (452) und/oder von der Rückkehrverhinderungsschicht (453) reflektierte Licht wird durch destruktive Interferenz ausgelöscht. Diese destruktive Interferenz wird durch eine Änderung des Phasenwinkels erzeugt, die durch die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der verschiedenen Schichten des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels (451) hervorgerufen wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen lichtabsorbierenden Dünnfilm stapel nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Flüssigkristallanzeigen (LCDs) werden in Projektionsanzeige vorrichtungen mit hoher Dichte zunehmend wichtig. Diese herkömmlichen Projektions-Farbanzeigevorrichtungen mit hoher Dichte enthalten typischerweise eine Lichtquelle, die weißes Licht emittiert. Dichroitische Spiegel trennen das weiße Licht in die entsprechenden roten, grünen und blauen Bänder (RGB-Bänder) des Lichts. Jedes dieser Farbbänder des Lichts wird dann auf ein entsprechendes Flüssigkristall-Lichtventil gerichtet, das in Abhängigkeit von dem zu projizierenden Bild einen Lichtdurchgang entweder zuläßt oder verhindert. Die RGB-Lichtbänder, die durch die Lichtventile durchgelas sen werden, werden anschließend durch dichroitische Spiegel oder ein Prisma kombiniert. Anschließend vergrößert eine Projektionslinse das Bild und projiziert es auf einen Pro jektionsschirm.

Fig. 9 zeigt ein herkömmliches LCD-Abbildungssystem 100 des Projektionstyps, das eine Lichtquelle 101 enthält, die weißes Licht emittiert. Sobald das Licht auf ein Prisma 103 trifft, wird das Licht durch Beschichtungen, die dichroiti sche Filter bilden, in die roten, grünen und blauen Farbbän der des Lichts zerlegt. Das farbige Licht wird auf Flüssig kristallanzeige-Lichtventile (LCD-Lichtventile) 105 gerich tet. Wenn das farbige Licht vom Lichtventil 105 reflektiert wird, bewegen sich die Lichtwellen zurück durch das Prisma und durch die Projektionslinse 107. Die Linse 107 vergrößert das synthetisierte Farbbild und projiziert es auf einen Projektionsschirm 109.

Herkömmliche LCD-Lichtventile sind dadurch gebildet, daß eine dünne Schicht aus Flüssigkristallmaterial zwischen einer oberen Platte und einer unteren Platte eingeschlossen ist. Die obere Platte ist ein lichtdurchlässiges Substrat (typischerweise Glas), das auf einer an das Flüssigkri stallmaterial angrenzenden Oberfläche eine große Elektrode besitzt. Die untere Platte ist im allgemeinen eine Zwischen verbindung, die über einer Speicherkondensatorstruktur liegt, die in einem Siliciumsubstrat gebildet ist.

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht benachbarter Pixel zellenstrukturen, die keine Lichtabsorptionsschicht besitzen und die einen Abschnitt eines herkömmlichen Lichtventils bilden. Ein Abschnitt 200 des herkömmlichen Lichtventils enthält eine obere Glasplatte 202, die über ein (nicht gezeigtes) Dichtungselement mit einer Zwischenverbindung 204 verbunden ist. Das Dichtungselement dient dazu, einen Anzei gebereich einzuschließen und die Glasplatte 202 von der Zwischenverbindung 204 um eine vorgegebene geringe Strecke zu trennen. Somit besitzt das Lichtventil einen inneren Hohlraum 206, der durch die Glasplatte 202 und die Zwischen verbindung 204 definiert ist. In den inneren Hohlraum 206 ist ein Flüssigkristallmaterial 211 wie etwa ein auf ein Polymer dispergierter Flüssigkristall (PDLC) dicht einge schlossen.

Der Abschnitt 200 des in Fig. 10 gezeigten herkömmlichen Lichtventils zeigt benachbarte Pixelzellen 210a und 210b mit reflektierenden Pixelelektroden 212a bzw. 212b. Die reflek tierenden Pixelelektroden 212a und 212b sind als Teil einer dritten Metallisierungsschicht 214 der Zwischenverbindung 204 ausgebildet. Die Oberflächen benachbarter Pixelelektro den 212a und 212b sind mit einer reflektierenden Schicht 216 abgedeckt. Die reflektierende Schicht 216 dient dazu, weißes Licht, das auf die Pixelzelle wie oben in Verbindung mit Fig. 9 beschrieben auftrifft, wegzureflektieren. Benachbarte Pixelelektroden 212a und 212b sind mit entsprechenden Spei cherkondensatorstrukturen 218a und 218b, die in einem darun terliegenden Siliciumsubstrat 205 ausgebildet sind, elek trisch verbunden.

Während des Betriebs der Pixelzellen 210a und 210b sind (nicht gezeigte) Treiberschaltungen mit Speicherkondensato ren 218a und 218b über Zeilenwählleitungen 220a und 220b, die als Teil einer ersten Metallisierungsschicht 222 der Zwischenverbindung 204 ausgebildet sind, elektrisch verbun den. Die Speicherkondensatoren 218a und 218b übertragen ihrerseits Spannungen an die Pixelzellenelektroden 212a und 212b über Abschnitte der ersten, der zweiten und der dritten Metallisierungsschichten 222, 224 bzw. 214 der Zwischenver bindung 204.

Die erste Metallisierungsschicht 222 ist vom Silicium substrat 205 durch eine erste Zwischenmetall-Dielektrikum schicht 226 elektrisch isoliert. Die zweite Metallisierungs schicht 224 ist von der ersten Metallisierungsschicht 222 durch eine zweite Zwischenmetall-Dielektrikumschicht 225 elektrisch isoliert. Die dritte Metallisierungsschicht 214 ist von der zweiten Metallisierungsschicht 224 durch eine dritte Zwischenmetall-Dielektrikumschicht 228 elektrisch isoliert.

Das wahlweise Anlegen einer Spannung an die Pixelelektroden 212a und 212b schaltet die Pixelzellen 210a und 210b des Lichtventils 200 ein und aus. Genauer ändert eine an die Pixelelektrode angelegte Spannung die Richtung der Orientie rung des Flüssigkristallmaterials auf der Pixelelektrode. Eine Änderung der Richtung der Orientierung des Flüssigkri stallmaterials auf der Pixelelektrode ändert die optischen Eigenschaften des durch den Flüssigkristall hindurchgehenden Lichts. Falls das Lichtventil einen verdrehten nematischen Kristall enthält, geht das Licht durch das Lichtventil unverändert hindurch, wenn an der Pixelelektrode keine Spannung anliegt, während das Licht polarisiert wird, wenn an die Pixelelektrode eine Spannung angelegt wird. Falls das Lichtventil PDLC enthält, geht das Licht durch das Lichtven til unverändert hindurch, wenn an die Pixelelektrode eine Spannung angelegt wird, während das Licht gestreut wird, falls an der Pixelelektrode keine Spannung anliegt.

In dem in Fig. 10 gezeigten herkömmlichen Lichtventil kann auftreffendes weißes Licht in die Zwischenverbindung 204 durch einen schmalen Spalt 230 zwischen benachbarten Pixel elektroden 212a und 212b eindringen. Die auftreffende Licht welle 232 kann in den schmalen Spalt 230 eintreten, wird an den Ecken 234 der Pixelzellenelektroden 212a und 212b gebro chen und dann von der zweiten Schicht der Zwischenverbin dungsmetallisierung 224 auf mehreren verschiedenen Wegen reflektiert, bis sie schließlich in das Siliciumsubstrat 204 eindringt.

Das Eindringen des auftreffenden Lichts 232 in das Silicium substrat 204 kann unerwünschte Ströme induzieren, die die in den Speicherkondensatoren 218a und 218b vorhandene Ladung stören können. Als Ergebnis dieser Ladungsfluktuation kann sich die Helligkeit der Pixelzellen 210a und 210b zwischen aufeinanderfolgenden Schreibzuständen ändern, was ein Flackern des Bildes hervorruft. Das durch die eindringen den Lichtwellen erzeugte Flackern verringert die Bildquali tät und kann eine Belastung des Auges eines Beobachters hervorrufen.

Bei vorhandenen Vorrichtungen ist versucht worden, dieses Problem dadurch zu lösen, daß eine einfache Lichtabsorpti onsschicht in den Zwischenverbindungsbereich eingebaut wird. Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht benachbarter Pixelzellenstrukturen, die eine einfache Lichtabsorptions schicht enthalten und die einen Teil eines herkömmlichen Lichtventils bilden. Das in Fig. 11 gezeigte Lichtventil stimmt mit dem in Fig. 10 gezeigten Lichtventil überein, mit der Ausnahme, daß zwischen die zweite dielektrische Zwi schenmetallschicht 328 eine einfache lichtabsorbierende Schicht 350 eingesetzt worden ist. Die einfache lichtabsor bierende Schicht ist typischerweise aus einem optisch hoch gradig absorbierenden Material wie etwa TiN gebildet.

Fig. 11 zeigt, daß, während der größte Teil der auftreffen den Lichtwelle 332, die in den schmalen Spalt 330 eintritt, durch die einfache lichtabsorbierende Schicht 350 absorbiert wird, ein gewisser Anteil des auftreffenden Lichts von der Oberfläche der lichtabsorbierenden Schicht 350 reflektiert wird. Dieses reflektierte Licht kann durch die Zwischenver bindung 304 auf verschiedenen Wegen verlaufen, um anschlie ßend in das Siliciumsubstrat 305 einzudringen und Anlaß zu elektrischen Strömen im Siliciumsubstrat 305 zu geben, die die in den Speicherkondensatorstrukturen 318a und 318b gespeicherten Ladungen stören.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen lichtabsorbieren den Dünnfilmstapel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der nicht nur auftreffendes Licht absorbiert, sondern außerdem eine Reflexion des auftreffenden Lichts verhindert, das schließlich zu einem Eindringen von Licht in das darunterliegende Siliciumsubstrat der Pixelzelle führen könnte.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Ein derartiger lichtabsorbierender Dünnfilmstapel ist über dem Siliciumsubstrat einer integrierten Schaltung gebildet und so beschaffen, daß er das Eindringen von Licht in das darunterliegende Siliciumsubstrat verhindert.

In einer Ausführung eines Lichtventils ist der lichtabsor bierende Dünnfilmstapel in dem Zwischenmetalldielektrikum der höchsten Ebene der Zwischenverbindung ausgebildet.

Der lichtabsorbierende Dünnfilmstapel ist aus einer Oberflä chenschichtkombination und einer Rückkehrverhinderungs-Absorp tionsschicht gebildet. Jede der Schichten, die die Oberflächenschichtkombination bilden, ändert den Phasenwin kel der Lichtwellen gegenüber der direkt vorhergehenden Schicht. Die Dicken der Oberflächenschichtkombination sind so bemessen, daß eine destruktive Interferenz des reflek tierten Lichts erzeugt wird. Eine dicke Rückkehrverhinde rungs-Absorptionsschicht, die hinter der Oberflächenschicht kombination angeordnet ist, gewährleistet, daß der Anteil des auftreffenden Lichts, der von der Oberflächenschichtkom bination nicht reflektiert wird, durchgelassen wird.

Die optischen Eigenschaften dieser ersten Ausführung fördern eine ausreichende Absorption des auftreffenden Lichts und eine destruktive Interferenz des reflektierten Lichts, so daß ein Eindringen von Licht in das darunterliegende Silici umsubstrat beseitigt wird.

Genauer werden die Filme, aus denen die Oberflächenschicht kombination aufgebaut ist, in der Weise gewählt, daß die obere Schicht des Stapels einen höheren Brechungsindex als das über ihr liegende Material besitzt. Die mittlere Schicht besitzt ihrerseits einen niedrigeren Brechungsindex als die obere Schicht. Die untere Rückkehrverhinderungsschicht besitzt einen höheren Brechungsindex als die mittlere Schicht.

In einer ersten Ausführung eines lichtabsorbierenden Dünn filmstapels ist die Oberflächenschichtkombination aus zwei Schichten aufgebaut: aus einer dünnen Schicht (≈100 Å) aus TiN über einer dickeren Schicht (≈550 Å) aus Siliciumdi oxid. Die Rückkehrverhinderungs-Absorptionsschicht ist aus einer dicken Schicht (≈1700 Å) aus TiN aufgebaut.

Die Zusammensetzung und die Dicke der oberen und mittleren Schichten sind so zugeschnitten, daß sich wesentlich ver schiedene optische Dicken ergeben. Die verschiedenen opti schen Dicken zwingen jede der reflektierten Wellen zu einer destruktiven Interferenz. Diese destruktive Interferenz dämpft das Reflexionsvermögen von Licht in das Zwischenme talldielektrikum.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu tert.

Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht benachbarter Pixelzel lenstrukturen, die einen lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel enthalten.

Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht des lichtabsorbieren den Dünnfilmstapels nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt ein Reflexionsdiagramm des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels nach Fig. 1 und 2.

Fig. 4 zeigt die relative Verschiebung des Phasenwinkels zwischen den in Fig. 3 gezeigten reflektierenden Lichtwel len.

Die Fig. 5A bis 5D zeigen die Ergebnisse einer Computermo dellierung des Lichtreflexionsvermögens verschiedener licht absorbierender Dünnfilmstapel aus drei Schichten, die TiN für die obere Schicht und für die Rückkehrverhinderungs schicht verwenden.

Fig. 6 zeigt die Ergebnisse einer Computermodellierung des Reflexionsvermögens für Licht, das sich in Vorwärtsrichtung und Rückwärtsrichtung durch einen lichtabsorbierenden Stapel aus drei Schichten, in dem für die mittlere Schicht Silici umnitrid verwendet wird, bewegt.

Die Fig. 7A und 7B zeigen die Ergebnisse einer Computermo dellierung des Reflexionsvermögens verschiedener lichtabsor bierender Dünnfilmstapel aus fünf Schichten.

Die Fig. 8A bis 8C zeigen die Ergebnisse einer Computermo dellierung des Reflexionsvermögens verschiedener lichtabsor bierender Dünnfilmstapel aus drei Schichten, die TiW für die obere Schicht und für die Rückkehrverhinderungsschicht verwenden.

Fig. 9 zeigt ein herkömmliches LCD-Projektionssystem.

Fig. 10 zeigt eine Querschnittsansicht benachbarter Pixel zellenstrukturen, die keine Lichtabsorptionsschicht besitzen und die einen Teil eines herkömmlichen Lichtventils bilden.

Fig. 11 zeigt eine Querschnittsansicht benachbarter Pixel zellenstrukturen, die eine einfache Lichtabsorptionsschicht enthalten und die einen Teil eines herkömmlichen Lichtven tils eines weiteren Typs bilden.

Der in Fig. 1 dargestellte Querschnitt benachbarter Pixel zellenstrukturen enthält einen Abschnitt 400 eines Lichtven tils mit einer oberen Glasplatte 402, die mit einer Zwi schenverbindung 404 durch ein (nicht gezeigtes) Dichtungs element verbunden ist. Das Dichtungselement dient dazu, einen Anzeigebereich dicht einzuschließen und die Glasplatte 402 von der Zwischenverbindung 404 um eine vorgegebene geringe Strecke zu trennen. Daher besitzt das Lichtventil einen inneren Hohlraum 406, der durch die Glasplatte 402 und durch die Zwischenverbindung 404 definiert ist. Das Flüssig kristallmaterial 411 wie etwa ein auf ein Polymer disper gierter Flüssigkristall (PDLC) ist in den inneren Hohlraum 406 dicht eingeschlossen.

Der Abschnitt 400 zeigt benachbarte Pixelzellen 410a und 410b mit reflektierenden Pixelelektroden 412a bzw. 412b. Die reflektierenden Pixelelektroden 412a und 412b sind als Teil einer dritten Metallisierungsschicht 414 der Zwischenverbin dung 404 ausgebildet. Die Oberflächen der benachbarten Pixelelektroden 412a und 412b sind mit einer reflektierenden Schicht 416 bedeckt. Die reflektierende Schicht 416 dient dazu, weißes Licht, das auf die Pixelzelle auftrifft, wie oben in Verbindung mit Fig. 9 beschrieben wegzureflektieren. Die benachbarten Pixelelektroden 412a und 412b sind mit entsprechenden Speicherkondensatorstrukturen 418a und 418b, die in einem darunterliegenden Siliciumsubstrat 405 gebildet sind, elektrisch verbunden.

Während des Betriebs der Pixelzellen 410a und 410b sind (nicht gezeigte) Treiberschaltungen mit Speicherkondensato ren 418a und 418b über Zeilenwählleitungen 420a bzw. 420b, die als Teil einer ersten Metallisierungsschicht 422 der Zwischenverbindung 404 gebildet sind, elektrisch verbunden. Die Speicherkondensatoren 418a und 418b übertragen ihrer seits Spannungen an die Pixelelektroden 412a und 412b über Abschnitte der ersten, zweiten und dritten Metallisierungs schichten 422, 424 bzw. 414 der Zwischenverbindung 404.

Die erste Metallisierungsschicht 422 ist vom Silicium substrat 405 durch eine erste Zwischenmetall-Dielektrikum schicht 426 elektrisch isoliert. Die zweite Metallisierungs schicht 424 ist von der ersten Metallisierungsschicht 422 durch eine zweite Zwischenmetall-Dielektrikumschicht 425 elektrisch isoliert. Die dritte Metallisierungsschicht 414 ist von der zweiten Metallisierungsschicht 424 durch eine dritte Zwischenmetall-Dielektrikumschicht 428 elektrisch isoliert.

Das wahlweise Anlegen einer Spannung an die Pixelelektroden 412a und 412b schaltet die Pixelzellen 410a und 410b zwi schen den extremen Zuständen "ein" und "aus". Genauer ändert eine an die Pixelelektrode 412a, 412b angelegte Spannung die Richtung der Orientierung des Flüssigkristallmaterials auf der Pixelelektrode 412a, 412b. Eine Änderung der Richtung der Orientierung des Flüssigkristallmaterials 411 auf der Pixelelektrode 412a, 412b ändert die optischen Eigenschaften des durch das Flüssigkristallmaterial 411 verlaufenden Lichts.

Falls das Lichtventil einen verdrehten nematischen Kristall enthält, bewegt sich das Licht unverändert durch das Licht ventil, wenn an die Pixelelektrode 412a, 412b keine Spannung angelegt wird, während das Licht polarisiert wird, wenn an die Pixelelektrode 412a, 412b eine Spannung angelegt wird. Falls das Lichtventil PDLC enthält, bewegt sich das Licht unverändert durch das Lichtventil, wenn an die Pixelelek trode 412a, 412b eine Spannung angelegt wird, während das Licht gestreut wird, falls an die Pixelelektrode 412a, 412b keine Spannung angelegt wird.

In dem Lichtventil kann auftreffendes weißes Licht in den Innenraum der Pixelzellen 410a, 410b durch den kleinen Spalt 430 eindringen, der zwischen benachbarten Pixelelektroden 412a und 412b vorhanden ist. Das in den kleinen Spalt 430 eindringende Licht trifft jedoch auf den lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel 451 in der dritten Zwischenmetall-Dielektri kumschicht 428.

Gemäß Fig. 2 besteht der lichtabsorbierende Dünnfilmstapel 451 aus einer Oberflächenschichtkombination 452 über der Rückkehrverhinderungsabsorptionsschicht 453. In dieser Ausführung ist die Oberflächenschichtkombination 452 aus zwei Schichten aufgebaut: einer oberen TiN-Schicht 452a und aus einer mittleren Siliciumdioxidschicht 452b.

Jede der Schichten 452a, 452b und 453 besitzt eine unter schiedliche Dicke. Die obere TiN-Schicht 452a besitzt eine Dicke im Bereich von ungefähr 40 bis ungefähr 300 Å und eine bevorzugte Dicke von ungefähr 150 Å. Die mittlere SiO₂-Schicht 452b besitzt eine Dicke im Bereich von ungefähr 200 bis ungefähr 950 Å und eine bevorzugte Dicke von ungefähr 500 Å. Die Rückkehrverhinderungs-Absorptionsschicht 453 aus TiN besitzt eine Dicke im Bereich von ungefähr 300 bis ungefähr 2000 Å und eine bevorzugte Dicke von ungefähr 1750 Å.

Der lichtabsorbierende Dünnfilmstapel 451 arbeitet durch Erzeugen einer destruktiven Interferenz zwischen reflektier ten Lichtwellen und durch Absorption jeglichen Lichts, das weder reflektiert noch durchgelassen wird. Um das Refle xionsvermögen der Materialien, die die Absorptionsschicht bilden, minimal zu machen, ist es wünschenswert, Änderungen des Phasenwinkels der reflektierten Lichtwellen zu erzeugen, derart, daß die reflektierten Lichtwellen miteinander de struktiv interferieren. Diese erzeugte destruktive Interfe renz setzt das Reflexionsvermögen der Absorptionsschicht herab und verhindert somit, daß sich reflektiertes Licht zum Siliciumsubstrat bewegt.

Die Funktionsweise des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels wird im folgenden erläutert. Die erste Erläuterung verwendet eine vereinfachte mathematische Behandlung. Die zweite Erläuterung diskutiert den wirklichen Entwurf des lichtab sorbierenden Dünnfilmstapels unter Verwendung einer compu tergestützten Modellierung.

1. VEREINFACHTES REFLEXIONSMODELL

Die folgende Gleichung (1) beschreibt den Phasenwinkel der Lichtwellen, die durch die Schichten eines lichtabsorbieren den Dünnfilmstapels verlaufen:

wobei v die dielektrische Schicht ist, Φ_v der Phasenwinkel der Lichtwelle ist, n_v der Brechungsindex der Schicht ist, λ die Wellenlänge der Lichtwelle ist, d_v die Dicke der Schicht ist und θ_v der Brechungswinkel ist.

Der komplexe Brechungsindex n_v einer besonderen Schicht ist durch die folgende Gleichung gegeben:

n_v = n - j × k (1A)

wobei n der Realteil des Brechungsindexes ist, j die imagi näre Wurzel ist und k der Extinktionskoeffizient ist.

Der Phasenwinkel der reflektierten Welle ist durch die folgende Gleichung gegeben:

Der Brechungswinkel θ_v von Gleichung (1) kann unter Verwen dung des Snellschen Gesetzes bestimmt werden:

θ_n-1 × sin(θ_v-1) = θ_v × sin(θ_v) (3)

wobei θ_v-1 der Auftreffwinkel ist.

Aus den Gleichungen (1), (2) und (3) geht hervor, daß die das Verhalten des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels gemäß der Erfindung bestimmenden Parameter 1) der Brechungsindex (n_v) und 2) die Dicke (d_v) des Dünnfilms sind. Somit können die Dicke und die Zusammensetzung der Schichten des lichtab sorbierenden Dünnfilmstapels so eingestellt werden, daß sich die optimale Verschiebung des Phasenwinkels des von den verschiedenen Schichten reflektierten bzw. durch diese verschiedenen Schichten durchgelassenen Lichts ergibt.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird eine vereinfachte Beschreibung der Funktionsweise des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels gegeben.

In Fig. 3 besitzt die obere TiN-Schicht 452a einen größeren Brechungsindex als die darüberliegende dritte Schicht 428 des Zwischenmetalldielektrikums. Die mittlere Siliciumdi oxidschicht 452b besitzt einen kleineren Brechungsindex als die obere TiN-Schicht 452a. Die Rückkehrverhinderungsabsorp tionsschicht 453 besitzt einen größeren Brechungsindex als die mittlere Siliciumdioxidschicht 450b.

Die auftreffende Lichtwelle 432 bewegt sich von der Zwi schenmetall-Dielektrikumschicht 428 zur Oberfläche der oberen TiN-Schicht 452a, wobei ein Teil der auftreffenden Lichtwelle 432 am Punkt A als Lichtwelle 434 reflektiert wird, während der Rest von TiN absorbiert oder zur mittleren Schicht 452b durchgelassen wird. Die einmal durchgelassene Lichtwelle 436 trifft dann auf die mittlere Schicht 452b, wo ein Teil am Punkt B als Lichtwelle 437 reflektiert wird, während der Rest in die mittlere Schicht 452b als zweimal durchgelassene Lichtwelle 438 durchgelassen wird. Die Licht welle 437 bewegt sich durch die mittlere Schicht 452b zurück und tritt von der oberen Schicht 452a am Punkt C als Licht welle 440 aus.

Wenn die zweimal durchgelassene Welle 438 auf die Rückkehr verhinderungs-Absorptionsschicht 453 auftrifft, wird ein Teil von ihr durch die Rückkehrverhinderungs-Absorptions schicht 453 als Welle 442 reflektiert, während die restliche Welle 438 in die Rückkehrverhinderungs-Absorptionsschicht 453 eintritt und von dieser absorbiert wird. Die reflek tierte Welle 442 bewegt sich dann durch die mittlere Schicht 452b zurück, um aus der oberen Schicht 452a auszutreten.

Sämtliche Lichtwellen 434, 440 und 442, die von dem lichtab sorbierenden Stapel 451 reflektiert werden, interferieren miteinander. Die aus der Oberfläche der oberen Schicht 452a am Punkt C austretende Lichtwelle 440 muß sich um die zu sätzliche Strecke ABC weiter als die Lichtwelle 434 bewegen, die am Punkt A der oberen Schicht 452 reflektiert wird. Diese durchlaufene Strecke bewirkt eine Phasenänderung der austretenden Wellen im Vergleich zur auftreffenden Welle.

In Fig. 3 ist ein Beispiel dieser destruktiven Interferenz dargestellt, wobei sich am Punkt Z' die reflektierte Licht welle 434 an einem Tiefpunkt befindet, während die reflek tierte Lichtwelle 440 eine Spitze besitzt. Am Punkt Z'' besitzt jedoch die reflektierte Lichtwelle 434 eine Spitze, während sich die reflektierte Lichtwelle 440 an einem Tief punkt befindet.

2. COMPUTERGESTÜTZTE MODELLIERUNG DES REFLEXIONSVERMÖGENS

Leider bestehen in dem oben diskutierten vereinfachten Reflexionsmodell zahlreiche Schwierigkeiten. Ein Problem besteht darin, daß die Ausführung der obenbeschriebenen mathematischen Berechnungen für lichtabsorbierende Stapel, die aus mehr als zwei Dünnfilmen bestehen, äußerst aufwendig wird.

Weiterhin zeigen Dünnfilme keinen konstanten Brechungsindex über das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts. Statt dessen ändert sich der Brechungsindex der Dünnfilme in Abhängigkeit von der Wellenlänge des auftreffenden Lichts. Im Ergebnis erfordert die Optimierung des Absorptionscharak ters des Dünnfilmstapels eine Optimierung über das gesamte sichtbare Spektrum. Die Forderung der Optimierung der Lei stung des Stapels über das gesamte Spektrum des sichtbaren Lichts macht die Berechnungen noch komplizierter.

Daher wurde der tatsächliche Entwurf des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels unter Ausnutzung der computergestützten Modellierung ausgeführt. Das gewöhnlich verwendete Matrix verfahren zur Lösung der Reflexions- und Durchlaßprobleme, das angegeben ist in Handbook of Optics (CD-ROM Ver.), J. A. Dobrowolski, BD. I, Teil 11, Kap. 42, S. 9-13 (McGraw-Hill, 1997), diente als theoretische Basis für diese Computermo dellierung.

Die Modellierung wurde auf einem Memorex Telex Celeria MT und auf einem NEC Versa 6030H unter Verwendung des Computer programms Mathcad Plus 6.0 Professional Edition, Mathsoft, Inc., 1986-1995, ausgeführt. Dieses Programm forderte den Anwender auf, Werte für die folgenden Parameter einzugeben: 1) Materialdispersion; 2) Filmdicke; und 3) Brechungsindex der Filme in Abhängigkeit von der Wellenlänge. Auf der Grundlage dieser Eingaben berechnete das Programm anschlie ßend den Gesamtreflexionswert für den Dünnfilmstapel.

Fig. 4 zeigt die relative Verschiebung des Phasenwinkels zwischen reflektierten Lichtwellen 432, 434, 440 und 442, die in Fig. 3 gezeigt sind. Fig. 4 ergibt, daß die Licht welle 434 vom lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel 451 unter einem Phasenwinkel von +139° relativ zur auftreffenden Lichtwelle 432 reflektiert wird. Die einmal durchgelassene Lichtwelle 440 wird vom lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel 451 unter einem Phasenwinkel von 0° relativ zur auftreffen den Lichtwelle 432 reflektiert. Die zweimal durchgelassene Lichtwelle 442 wird vom lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel 451 unter einem Phasenwinkel von +278° relativ zur auftref fenden Lichtwelle 432 absorbiert.

Unter der Annahme, daß die reflektierten Lichtwellen die anfängliche beliebige Amplitude der auftreffenden Lichtwelle 432 beibehalten, geht aus Fig. 4 hervor, daß die reflektier ten Lichtwellen 434, 440 und 442 miteinander destruktiv interferieren. Diese destruktive Interferenz dämpft die Lichtmenge, die von dem lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel gemäß der Erfindung reflektiert wird.

Die Fig. 5A bis 5D zeigen die Ergebnisse einer Computermo dellierung des Reflexionsvermögens mehrerer verschiedener lichtabsorbierender Dünnfilmstapel aus drei Schichten, die für die obere Schicht und für die Rückkehrverhinderungs schicht TiN verwenden.

In Fig. 5A ist das Reflexionsvermögen für eine Menge lichtabsorbierender Dünnfilmstapel dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, eine Mittelschicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 400 Å und eine obere Schicht aus TiN mit Dicken von 100 Å, 150 Å oder 200 Å besitzen.

In Fig. 5B ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, einer Mittelschicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 500 Å und einer oberen Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, 150 Å oder 200 Å besitzen.

In Fig. 5C ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, eine Mittelschicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 550 Å und eine obere Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, 150 Å oder 200 Å besitzen.

In Fig. 5D ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, eine Mittelschicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 600 Å und eine obere Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, 150 Å oder 200 Å besitzen.

Die einfache visuelle Untersuchung der Fig. 5A bis 5D er gibt, daß die Wellenlänge, bei der das Reflexionsvermögen minimal ist, mit zunehmender Dicke der Mittelschicht an steigt. Das niedrigste Reflexionsvermögen ungefähr in der Mitte des sichtbaren Spektrums (570 nm) wurde bei Verwendung eines lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels mit einer Dicke von 150 Å/500 Å/1750 Å erzielt, wie in Fig. 5B gezeigt ist.

Selbstverständlich zeigen andere Kombinationen über anderen Abschnitten des Spektrums des sichtbaren Lichts ein besseres Reflexionsvermögen.

Fig. 6 zeigt das Ergebnis der Computermodellierung des Reflexionsvermögens für das in Vorwärts- und Rückwärtsrich tung durch einen lichtabsorbierenden Stapel mit drei Schich ten verlaufende Licht, für den als mittlere Schicht Silici umnitrid verwendet wird. Diese alternative Ausführung des Dünnfilmstapels stimmt mit der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten zweckmäßigen Ausführung nahezu vollkommen überein, mit der Ausnahme, daß er einen mittleren Si₃N₄-Film mit einer Dicke von 550 Å und einen unteren Film mit einer Dicke von 1700 Å enthält.

Fig. 6 zeigt, daß wegen des hohen Absorptionsvermögens von TiN und der Dicke der 1700 Å-Rückkehrverhinderungs-Absorpti onsschicht aus TiN kein Nettodurchlaß von auftreffendem sichtbaren Licht durch den lichtabsorbierenden Dünnfilmsta pel auftritt. Das bedeutet, daß das gesamte auftreffende Licht entweder reflektiert oder absorbiert wird.

Darüber hinaus ist bei der mittleren Wellenlänge des sicht baren Lichts (600 nm) das Nettoabsorptionsvermögen des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels 100%, ohne daß Licht reflektiert wird. Bei Wellenlängen des sichtbaren Lichts, die größer oder kleiner als 600 nm sind, wird ein bestimmter Prozentsatz des auftreffenden Lichts eher reflektiert als absorbiert. Für dieses reflektierte Licht ist die Eigen schaft der destruktiven Interferenz des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels geschaffen worden.

Fig. 6 zeigt außerdem die theoretischen optischen Eigen schaften des lichtabsorbierenden Dünnfilmstapels beim Durch gang des Lichts in Rückwärtsrichtung. Fig. 6 ergibt, daß ein Nettodurchlaß des auftreffenden sichtbaren Lichts durch den lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel auftritt, wenn das Licht zunächst auf die dicke Rückkehrverhinderungs-Schicht aus TiN (1700 Å), dann auf die mittlere Schicht aus Si₃N₄ (500 Å) und schließlich auf die obere dünne Schicht aus TiN (100 Å) trifft.

Die theoretische Modellierung des Rückwärtsdurchgangs des Lichts durch den lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel in Fig. 6 zeigt die Wichtigkeit der relativen Dicke und die Reihenfolge der Schichten, die der lichtabsorbierende Dünn filmstapel enthält. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, dringt wäh rend des Rückwärtsdurchgangs eine geringe Lichtmenge durch die dicke Rückkehrverhinderungs-TiN-Schicht ein, um in das Siliciumsubstrat einzutreten.

Der lichtabsorbierende Dünnfilmstapel ist nicht auf drei Schichten eingeschränkt. Statt dessen kann die Oberflächen schichtkombination aus mehr als zwei Schichten gebildet sein, solange jede Schicht ausreichend unterschiedliche optische Eigenschaften gegenüber den direkt angrenzenden Schichten besitzt, um die destruktive Interferenz sicherzu stellen. Die Fig. 7A und 7B zeigen die Ergebnisse der Compu termodellierung des Reflexionsvermögens mehrerer verschiede ner lichtabsorbierender Dünnfilmstapel aus fünf Schichten.

In Fig. 7A ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, eine zweite Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 400 Å, eine dritte Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, eine vierte Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 600 Å und eine obere TiN-Schicht mit einer Dicke von 100 Å, 120 Å oder 140 Å besitzen.

In Fig. 7B ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiN mit einer Dicke von 1750 Å, eine zweite Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 400 Å, eine dritte Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, eine vierte Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 700 Å und eine obere Schicht aus TiN mit einer Dicke von 100 Å, 120 Å oder 140 Å besitzen.

Die lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel mit fünf Schichten, die in den Fig. 7A und 7B gezeigt sind, besitzen im unteren Bereich des sichtbaren Lichtspektrums eine besonders ausge prägte Absorptionseigenschaft. Diese Eigenschaft macht solche lichtabsorbierenden Strukturen besonders geeignet für Anwendungen, die die Absorption von Licht mit diesen Wellen längen erfordern.

Weiterhin könnte ein lichtabsorbierender Dünnfilmstapel auch aus Materialien gebildet sein, die von TiN und von Silicium dioxid wie oben beschrieben verschieden sind. Beispielsweise könnte das Siliciumdioxid durch Siliciumnitrid als im we sentlichen nicht absorbierende Mittelschicht ersetzt sein, wie weiter oben in Verbindung mit Fig. 6 diskutiert worden ist. Da Si₃N₄ und SiO₂ nicht genau die gleichen optischen Eigenschaften besitzen, würde die relative Dicke der Schich ten selbstverständlich eine Einstellung erfordern, um den gewünschten Grad an destruktiver Interferenz zu erzielen.

Für die im wesentlichen absorbierenden Schichten, die die obere Schicht und die Rückkehrverhinderungsschicht des Stapels bilden, ist irgendeine Anzahl von ausreichend absor bierenden Materialien geeignet. Materialien, die 1) einen Brechungsindex zwischen ungefähr 1,3 und 6 besitzen und 2) einen Extinktionskoeffizienten im Bereich von ungefähr 0,8 bis 7 besitzen, zeigen ein annehmbares Absorptionsvermögen Beispiele für solche Materialien enthalten amorphes Silicium und TiW, sie sind jedoch nicht darauf eingeschränkt. Die Fig. 8A bis 8C zeigen die Ergebnisse der Computermodellie rung des Reflexionsvermögens mehrerer verschiedener lichtab sorbierender Dünnfilmstapel aus drei Schichten, die für die obere Schicht und für die Rückkehrverhinderungsschicht TiW verwenden.

In Fig. 8A ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiW mit einer Dicke von 1500 Å, eine mittlere Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 400 Å und eine obere Schicht aus TiW mit einer Dicke von 40 Å, 50 Å oder 60 Å besitzen.

In Fig. 8B ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiW mit einer Dicke von 1500 Å, eine mittlere Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 500 Å und eine obere Schicht aus TiW mit einer Dicke von 40 Å, 50 Å oder 60 Å besitzen.

In Fig. 8C ist das Reflexionsvermögen für eine Menge von lichtabsorbierenden Dünnfilmstapeln dargestellt, die eine Rückkehrverhinderungsschicht aus TiW mit einer Dicke von 1750 Å, eine mittlere Schicht aus SiO₂ mit einer Dicke von 600 Å und eine obere Schicht aus TiW mit einer Dicke von 40 Å, 50 Å oder 60 Å besitzen.

Die Bildung einer lichtabsorbierenden Schicht muß in Verbin dung mit den Verarbeitungsschritten erfolgen, die für die Bildung der anderen Strukturen des Lichtventils verwendet werden. Das Siliciumdioxid wird daher gegenüber Siliciumni trid für die im wesentlichen nicht absorbierende mittlere Schicht bevorzugt, weil sie für eine Ätzung mit auf Chlor basierenden Systemen geeignet ist, die für die Fertigung der Schicht aus dem Zwischenmetalldielektrikum verwendet werden.

Obwohl darüber hinaus das in Fig. 1 dargestellte Lichtventil einen Dünnfilmstapel 451 in der höchsten Schicht 428 aus dem Zwischenmetalldielektrikum der Zwischenverbindung 404 ent hält, könnte der lichtabsorbierende Stapel auch an anderen Stellen in der Zwischenverbindung 404 angeordnet sein. Beispielsweise könnte der Stapel auf der Schicht aus dem Zwischenmetalldielektrikum oder auf der Zwischenverbin dungs-Metallisierungsschicht angeordnet sein.

Claims

1. Dünnfilmstapel zur Absorption von Licht, der eine Schichtkombination (451) aus mehreren Schichten (452a, 452b, 453) enthält,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Schicht (452a, 452b) andere optische Durch laßeigenschaften als unmittelbar über einer unteren Schicht (453) angrenzende Schichten (452a, 452b) besitzt, so daß die Oberflächenschichtkombination (451) das reflektierte Licht einer destruktiven Interferenz und einer Absorption unterwirft und
die untere Schicht (453) ein ausreichendes optisches Absorptionsvermögen aufweist, um durch die Oberflächen schichtkombination (451) durchgelassenes Licht zu absorbie ren

2. Dünnfilmstapel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Oberflächenschichtkombination eine im wesentli chen absorbierende Schicht, die sich mit einer im wesentli chen nicht absorbierenden Schicht abwechselt, aufweist, wobei die im wesentlichen absorbierende Schicht einen Bre chungsindex im Bereich von ungefähr 1,3 bis 6 und einen Extinktionskoeffizienten im Bereich von ungefähr 0,8 bis 7 besitzt.

3. Dünnfilmstapel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 40 bis 300 Å besitzt und die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 200 bis 950 Å besitzt und die untere Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 300 bis 2000 Å besitzt.

4. Dünnfilmstapel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN, amorphem Silicium oder TiW gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumnitrid oder Silici umdioxid gebildet ist und die untere Schicht aus TiN, amor phem Silicium oder TiW gebildet ist.

5. Dünnfilmstapel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Oberflächenschichtkombination aus zwei Schichten besteht.

6. Dünnfilmstapel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 150 Å gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 500 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1750 Å gebildet ist.

7. Dünnfilmstapel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 100 Å gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumnitrid mit einer Dicke von ungefähr 550 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1700 Å gebildet ist.

8. Dünnfilmstapel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiW mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 40 bis 60 Å gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 500 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiW mit einer Dicke von ungefähr 1500 Å gebildet ist.

9. Dünnfilmstapel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Oberflächenschichtkombination aus vier Schichten besteht.

10. Dünnfilmstapel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, daß eine erste im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å bis 150 Å gebildet ist, eine erste im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 500 Å bis 700 Å gebildet ist, eine zweite im we sentlichen absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 100 Å gebildet ist, eine zweite im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 400 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1750 Å gebildet ist.

11. Flüssigkristall-Lichtventil, mit
einem lichtdurchlässigen Substrat (402), das mit einem Siliciumsubstrat (405) durch ein Dichtungselement verbunden ist, um einen inneren Hohlraum (406) zu definie ren,
einem Flüssigkristallmaterial (411), das in dem inneren Hohlraum (406) vorhanden ist,
mehreren Pixelzellen (410a, 410b), die im Silicium substrat (405) gebildet sind, wobei jede Pixelzelle (410a, 410b) einen Speicherkondensator (418a, 418b) enthält, der mit einer Pixelzellenelektrode (412a, 412b) elektrisch verbunden ist, und
einem lichtabsorbierenden Dünnfilmstapel (451), der zwischen dem Siliciumsubstrat (405) und der Pixelelektrode (412a, 412b) gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Dünnfilmstapel (451) enthält:

- eine Oberflächenschichtkombination (452) in der Nähe der Pixelelektrode (412a, 412b), die mehrere Schichten (452a, 452b) mit verschiedenen Durchlaßeigenschaften ent hält, derart, daß die Oberflächenschichtkombination (452) das reflektierte Licht einer destruktiven Interferenz unter wirft, und
- eine untere Schicht (453) in der Nähe der inte grierten Schaltung, wobei die untere Schicht (453) das durch die Oberflächenschichtkombination (452) durchgelassene Licht absorbiert.

12. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 11, da durch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichtkombination (452) eine im wesentlichen absorbierende Schicht, die sich mit einer im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht abwechselt, ent hält, wobei die im wesentlichen absorbierende Schicht einen Brechungsindex im Bereich von ungefähr 1,3 bis 6 und eine Extinktionskoeffizienten im Bereich von ungefähr 0,8 bis 7 besitzt.

13. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 12, da durch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 40 bis 300 Å besitzt und die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 200 bis 950 Å besitzt und die untere Schicht eine Dicke im Bereich von ungefähr 300 bis 2000 Å besitzt.

14. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 13, da durch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN, amorphem Silicium oder TiW gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumnitrid oder Silici umdioxid gebildet ist und die untere Schicht aus TiN, amor phem Silicium oder TiW gebildet ist.

15. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 14, da durch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichtkombination (452) aus zwei Schichten besteht.

16. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 15, da durch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 100 Å gebildet ist, die im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 550 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1700 Å gebildet ist.

17. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 14, da durch gekennzeichnet, daß die Oberflächenschichtkombination aus vier Schichten besteht.

18. Flüssigkristall-Lichtventil nach Anspruch 17, da durch gekennzeichnet, daß eine erste absorbierende Schicht aus TiN mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å bis 150 Å gebildet ist, eine erste im wesentlichen nicht absorbierende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 500 Å. bis 700 Å gebildet ist, eine zweite im wesentlichen absor bierende Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 100 Å gebildet ist, eine zweite im wesentlichen nicht absorbie rende Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von unge fähr 400 Å gebildet ist und die untere Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 150 Å gebildet ist.

19. Verfahren zum Verhindern des Eindringens von auf eine Pixelzelle (410a, 410b) auftreffendem Licht in ein darunterliegendes Siliciumsubstrat (405), wobei das Verfah ren die folgenden Schritte enthält:
Bilden einer unteren absorbierenden Schicht (453) in der Nähe des Siliciumsubstrats (405) und
Bilden einer Oberflächenschichtkombination (452) auf der unteren absorbierenden Schicht (453).

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens einer Oberflächenschichtkom bination (452) das Bilden einer im wesentlichen absorbieren den Schicht, die sich mit einer im wesentlichen nicht absor bierenden Schicht abwechselt, enthält, wobei die im wesent lichen absorbierende Schicht einen Brechungsindex im Bereich von ungefähr 1,3 bis 6 und einen Extinktionskoeffizienten im Bereich von ungefähr 0,8 bis 7 besitzt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Bildens einer Oberflächenschichtkom bination (452) das Bilden einer im wesentlichen absorbieren den Schicht mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 40 bis 300 Å und einer im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 200 bis 950 Å ent hält, und
der Schritt des Bildens einer unteren Schicht das Bilden einer unteren Schicht (453) mit einer Dicke im Be reich von ungefähr 300 bis 2000 Å enthält.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Bildens einer im wesentlichen absor bierenden Schicht das Bilden einer im wesentlichen absorbie renden Schicht enthält, die aus der Gruppe gewählt ist, die aus TiN, amorphem Silicium und TiW besteht,
der Schritt des Bildens einer im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht das Bilden einer im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht aus der Gruppe enthält, die aus Siliciumnitrid und Siliciumdioxid besteht, und
der Schritt des Bildens der unteren Schicht das Bilden einer unteren Schicht aus der Gruppe enthält, die aus TiN, amorphem Silicium und TiW besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Oberflächenschichtkombi nation (452) das Bilden zweier Schichten enthält.

24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Bildens der im wesentlichen absor bierenden Schicht das Bilden der im wesentlichen absorbie renden Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 150 Å enthält,
der Schritt des Bildens der im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht das Bilden der im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 500 Å enthält und
der Schritt des Bildens der unteren Schicht das Bilden der unteren Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1750 Å enthält.

25. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens der Oberflächenschichtkombi nation (452) die Bildung von vier Schichten enthält.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt des Bildens der Oberflächenschichtkombi nation (452) das Bilden einer ersten im wesentlichen absor bierenden Schicht aus TiN mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 100 Å bis 150 Å, das Bilden einer ersten im wesent lichen nicht absorbierenden Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 500 Å bis 700 Å, das Bilden einer zweiten im wesentlichen absorbierenden Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 100 Å und das Bilden einer zweiten im wesentlichen nicht absorbierenden Schicht aus Siliciumdioxid mit einer Dicke von ungefähr 400 Å ent hält und
der Schritt des Bildens der unteren Schicht das Bilden der unteren Schicht aus TiN mit einer Dicke von ungefähr 1750 Å enthält.