CN1498408A - 具有电荷泵像素单元的空间光调制器 - Google Patents

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Abstract

一种电压存储单元电路，包括存取晶体管和存储电容，其中所述存取晶体管的源极连接到位线，所述存取晶体管的栅极连接到字线，且其中所述存取晶体管的漏极连接到所述存储电容的第一板而形成存储节点，而且其中所述存储电容的第二板接到一泵信号。这种方案允许进行新颖的像素电路设计，其面积需要可与1T1C DRAM类的像素单元的面积需要相比，而具有在通路晶体管的击穿电压所允许的整个范围输出电压摆动的优点。例如微镜阵列的空间光调制器可以包含这种电压存储单元。

Description

具有电荷泵像素单元的空间光调制器
发明技术领域
本发明一般地涉及用于显示系统的空间光调制器，尤其涉及向这种显示系统的像素提供驱动电压和方法和设备。
发明背景
公知的阴极射线管(CRT)广泛地用于电视(TV)和计算机显示器。其它显示技术例如透射式(transmissive)液晶显示(LCD)板广泛用在某些特定的应用中，例如用于便携式计算机和视频投影仪的显示器。
市场对于具有较高分辨率、较强亮度、较低功率、较轻重量和较紧凑尺寸的视频显示器的需求连续的增加。但是，随着这些需求变得越来越苛刻，常规CRT和LCD的限制变得明显。微型显示器硅芯片的尺寸在分辨率、亮度、功率和尺寸上优于常规技术。这种微型显示器常常是指空间光调制器(SLM)。因为在许多应用中(例如视频投影仪)它们不能直接产生光，而是作为替代通过调制入射光源产生图像。在投影仪应用中，SLM调制明亮的光源例如弧光灯，在屏幕上形成投影图像。在其它应用例如超小型或头戴式显示器中，其实可以直接通过用户或通过放大光学装置观察到在SLM表面上的图像。
目前CRT占据桌面监控器和消费TV的市场。但是大型CRT非常庞大和昂贵。LCD板远比CRT要轻和薄，然而在与大型CRT竞争的尺寸上看，制造过于昂贵。SLM微型显示器实现了有效成本和紧凑的投影显示器，降低了大型计算机监控器和TV的体积和成本。
透射式LCD微型显示器是目前选择用于视频投影仪系统的技术。但是，LCD的一个缺点是它们需要偏振光源。因此LCD光效率低。没有昂贵的偏振转换光学装置，LCD就局限在对非偏振光源的少于50％的有效利用系数。与LCD不同，基于微镜的SLM显示器可以使用非偏振光。使用非偏振光使得采用微镜(micromirror)SLM的投影显示器可以获得比具有相同光源的基于LCD的投影仪更亮的亮度，或者用较小、较低功率、较廉价的光源获得等同的亮度。
SLM和基于SLM的显示器的一般工作方式和构造在工业上是公知的，例如在美国专利第6046840号、美国专利第5835256号、美国专利第5311360号、美国专利第4566935号和美国专利第4367924号中所示，在此将它们的所有公开内容引以为参考。
图1示出一种典型的微镜基于SLM的投影显示系统的光学设计。光源20和相关光学系统，包括光学元件2a、2b和2c，将光束6聚焦到SLM4上。SLM的像素可单独控制，并且通过在每个像素将入射光束6调制为所需要的光束来形成图像。基于微镜的投影显示器典型地调制入射光的方向。例如，为了在投影图像中产生亮像素，可设置SLM像素的状态而使得光从该像素直接指向投影镜头8。为了在投影图像中产生暗像素，可设置SLM的状态而使得光远离投影镜头8。其它技术，例如反射式和透射式LCD，则使用其它调制技术例如调制光的偏振和强度的技术。
来自每个SLM像素的调制光通过投影镜头8并被投影到观看屏幕10上，观看屏幕10就显示出由亮和暗像素构成的图像，该图像相应于载入SLM4中的图像数据。
通过短暂地使独立图像在不同颜色中交替，可以产生“场序彩色”(FSC)，其中不同颜色典型是合成性的红、绿和蓝原色——不过也常常增加白色图像以提高图像的亮度。这可以如图1所示使用滤色轮12的现有技术中所描述的那样实现。随着色轮12飞快地旋转，投影图像的颜色在所需颜色之间快速循环。在SLM上的图像与轮同步，从而顺序地显示全色图像的不同彩色场。当光源的颜色改变得足够快时，人眼察觉连续彩色场为单纯的全色图像。通过脉冲宽度调制可以获得图像中的灰度，例如在Richards的WO 01/84531中阐释的，在此将其引以为参考。
可以使用其它照明方法来产生场序彩色显示。例如，在超小型显示器中，可以使用彩色LED用作光源。可以仅如所需要的那样接通和关断LED以替代使用色轮。
另一种彩色技术是使用多于一个SLM，典型地每个颜色一个，并光学上结合它们的图像。这种解决方案较为粗放并且比单SLM分辨率昂贵，但是可给予数字电影和高端视频投影仪最高亮度。
在CRT或常规LCD板中，任何像素的亮度都是模拟值，其在亮和暗之间连续地改变。在快速SLM中，例如基于微镜的那些SLM、其它MEMS结构、或LCD的某些类型，人们可通过数字方式操作像素。即，将这些器件的像素驱动到以下两个状态之一：全接通(亮)或全关断(暗)。
为了使用诸如数字SLM产生灰度或全色图像的感觉，必须在接通和关断状态之间快速地调制显示像素，以使得每个像素的调制亮度波形的平均值相应于该像素所需的“模拟”亮度。这种技术一般被称为脉冲宽度调制(PWM)。在一定调制频率上，人眼和脑结合像素的快速改变的亮度(和在场序彩色显示器中的颜色)，并感知在视频帧上由像素平均所照明确定的有效“模拟”亮度(和颜色)。
一般来说，以尽可能大的电压来驱动数字SLM的像素是有利的。例如，在基于MEMS的微型显示器中，例如在美国专利5835256和6046840中公开的微型显示器中(两个专利均授予Huibers并在此引以为参考)，大激励电压增加了可用静电力，可利用静电力来移动微观像素元件。较大的静电力提供了对于微观元件的更大操作余地、增加了产出、并激励它们对于工艺和外界环境的改变更为可靠和鲁棒。较大的静电力还使MEMS结构的铰链(hinge)能够制造得相对坚硬；因为用于制造它们的材料膜可以制得较厚，较硬的铰链是有利的，因此对于工艺的改变较不敏感，提高了产量。较大静电力和较硬微型机械铰链的另一个好处是可用更多的力来克服存在于相接触的MEMS结构之间的静摩擦力。通过提高对于像素的驱动电压还可以改善像素转换速度，使得可以获得较高的帧频或较大的颜色位深度。
对于其它类型的SLM，较高的激励电压也会是有利的。例如，用较大驱动电压可以使许多LCD材料更快地转换状态，从而有更大的帧频和/或颜色位深度。
设计高电压电路以单独地控制SLM的像素是一个挑战。因基于半导体物理的基本原理，承受较高电压的晶体管一定是物理上大于承受较低电压的晶体管。而可承受较高电压的较大晶体管可能会不可接受地减少可用于其它重要单元部件(例如在DRAM型元件中的电容)的元件区域，或者根本不适合用在元件中。另一方面，出于成本缘故，希望使微型显示器像素的物理尺寸最小化。因此非常需要提高SLM像素电路的最大驱动电压，同时维持小像素尺寸。
如图2所示的1晶体管、1电容(1T1C)DRAM电荷存储单元是一种公知的在许多应用中存储数据电压的电路。这种1T1C电路在商用DRAM和其它集成电路应用中广泛用于储存普通数据。该1T1C电路结构还用在显示器应用中，如基于相同原理工作的TFT有源矩阵LCD板，并且上述概念还用于如美国专利5671083所述的微型显示器。
1T1C DRAM的一个公知缺点是通路晶体管(pass transistor)的不理想工作。理想的晶体管应起到完美开关的作用：当激活字线100时，位线101上的电压应能够通过而不对存储节点102造成改变。实际的NMOS通路晶体管可以将存储单元电压102一直拉低到最小位线101电压Vbmin。但是，可以驱动到单元存储节点102的最高电压受限于通路晶体管104的阈值电压。该晶体管仅可以将在单元存储节点102上的电压VC向上拉到不高于Vg-Vt，其中Vg是施加到通路晶体管栅极上的字线“接通”电压，Vt是晶体管的阈值电压。为使Vc达到最大，典型地会将Vg驱动到Vdd，即制造电路的IC工艺的击穿界限所允许的最大工作电压。在这种情况下，最终的单元电压将是Vdd-Vt，而位线电压被驱动到Vdd。因此，单元晶体管自身能够承受Vc＝Vdd，而由于1T1C单元电路的固有特性，最大的实际Vc被限制到仅为Vdd-Vt。
与上述问题结合的是公知的MOSFET“体效应”。在单元充电到Vdd-Vt时，这引起通路晶体管的有效Vt随着晶体管的源极节点(存储节点102)电压升高变得甚至更大。这进一步降低了最大可用输出Vc。
电路设计技术领域的技术人员将可以理解上述讨论同样适用于PMOS晶体管，当存储电压降低时，其将经受相似的电压降。
显然，能够在Vc上存储Vdd的整个工作电压的电路将是更为理想的。由于小像素单元尺寸，许多候选电路设计在微型显示器中都是不切实际的。例如，可使用2晶体管(PMOS+NMOS)通路栅获得在存储节点上摆动的整个工作电压。但是，在PMOS和NMOS器件之间作适当间隔所需的大结构规则及其相应的阱对于小像素尺寸是不切实际的。此外，可以使用SRAM像素单元，但这需要6个晶体管，在可用的像素区中那也可能是不合适的。此外，可将PMOS晶体管或二极管附加到单元，以便在将像素单元写到低值之前将其“预充电”为高，但是由于它们相应的阱注入(well implant)，高电压PMOS器件或二极管还占据着对于小微型显示器像素而言不可接受的大量区域。还有一种可选方式是通过最大单元电压上的Vt而增加对字线的栅极电压。但是，在单元中这将需要比高电压晶体管甚至更高电压的晶体管。制造两种类型的高电压(HV)晶体管将增加成本，并且单元仍将不能使用可利用的最高电压晶体管。
发明概述
本发明描述了一种新颖的像素电路设计，其面积需求与1T1CDRAM的类似像素单元的面积需求相当，而具有输出电压摆动于通路晶体管击穿电压所允许的整个范围的优点。
按照本发明的一个方面，单元的存储电容的第二板接到一“泵”信号，该“泵”信号在单元写入循环期间允许存储的单元电压增加。
按照本发明的另一个方面，在写入循环期间控制单元的位线和字线，以避免在写入循环期间增加单元电压的同时，存取晶体管(accesstransistor)的漏极结的正向偏置。
按照本发明的另一个方面，选择通路晶体管的类型(比较NMOS和PMOS)和字线、位线及“泵”信号的电压电平以使泄漏、光敏感度和使用高电压的其它不理想寄生效应达到最小化。
按照本发明的另一方面，在像素阵列的位线和字线上仅使用低电压的同时，在像素电极上可以获得高电压；高电压驱动器仅需用于阵列中每行的“泵”信号。
按照本发明的另一方面，在单元中可以使用不对称的(低电压源极和栅极)高电压MOS晶体管，降低单元的晶体管所需要的单元区域。
按照本发明的另一个方面，在像素单元的位线和字线上可以使用5伏或更小(例如3.3或5伏)的标准逻辑电压电平，但是通过提供泵信号，可以获得至少5伏的整个像素电压的摆动。
附图简要说明
图1示出典型的基于SLM的投影显示系统；
图2示出现有技术中公知的1T1C DRAM电路；
图3示出根据本发明一实施例的像素电路示意图；
图4是图3的像素电路的通路晶体管和电容的简化剖面图；而
图5是施加到图3的像素电路上的示例性电压波形图。
实施例说明
图2是现有技术DRAM单元电路的示意图，而图3是本发明单元电路的示意图。在两幅图中可以看出，每个像素包含通路晶体管104和存储电容103，以及用于向单元行存取的字线信号100和用入向单元列读出和写入数据的位线信号101。单元的状态作为高或低电压而存储在存储节点102上。在如图2所示的常规DRAM中，存储电容的第一板103a连接到通路晶体管的漏极。并且如图2所示，存储电容103的第二板节点连接到诸如Vdd的固定工作电压、接地或诸如Vdd/2的某些中间工作电压。在图3所示的本发明中，每行中的各像素的第二电容板都接到“泵”信号105。
图4示出在典型2多晶硅CMOS工艺中实现的电路的简化剖面图。当然，以下仅是示例性的，许多其它设计也是可能的。为了清楚起见，没有示出对于源/漏扩散区和多晶硅栅极的金属互连和触点。该结构的制造方法在产业上容易获得并且是公知的。在p型硅衬底200上制造所述电路。接着形成栅氧化膜204和场氧化膜202，并产生N+(重掺杂)扩散区201a、201b以形成通路晶体管104的源极和漏极。扩散区201a、201b可以是简单的扩散区或者本领域技术人员公知的任何其它源-漏区结构。例如，对于高电压工作，双扩散漏区(“DDD”)或浅掺杂漏区(“LDD”)型的扩散区是有利的。接着沉积多晶硅并构图以在薄栅氧化膜204的顶部形成晶体管栅极203，以及存储电容103的底板208。随后沉积电容电介质206并接着沉积和构图顶部多晶硅板207。此外可以首先形成底板208，随后可沉积和构图栅极203和顶板207。
使用金属互连和通孔(未示出)，多晶硅栅极203接到字线信号100。源扩散区201a接到位线信号101。漏扩散区201b优选连接到电容的顶板207，而“泵”信号105被接到电容的另一个板208。此外漏扩散区201b可以连接到底部电容板208，泵信号105被接到顶板207。连接晶体管漏极201b和电容板207形成单元的电荷存储节点102。
在典型的2多晶硅工艺中，通常由于阶梯叠盖的原因，设计常常规则不允许顶部多晶硅207与底部多晶硅208的边缘重叠。因为“泵”信号105对像素行是公共的，优选将泵信号接到底部多晶硅，通过邻接的底部多晶硅208接到邻近单元的泵信号105。泵信号105可以接到顶部多晶硅207，但是在这种情况下，因为顶部多晶硅不能横贯邻近单元之间的底部多晶硅208界面，为邻近单元的多晶硅层之间所需的间隙将减小可利用的电容面积。因为这个缘故，优选将泵信号接到底板208。
如本发明所述，通过将“泵”信号105与位线101和字线100结合，就可能在存储节点102上存储大于Vdd-Vt的电压范围。
根据本发明的一个实施例，通路晶体管104是NMOS晶体管。位线101和字线100具有逻辑“0”＝0V和逻辑“1”＝V1的逻辑电平，其中V1＞0。泵信号105具有逻辑“0”＝VPL和逻辑“1”＝VPH的逻辑电平，其中VPH＞VPL。
图5示出施加到像素上的电压波形。在单元的“保持”状态301，该单元在存储节点102上存储作为高电压或低电压的一个值。在“保持”状态之后，设置该单元的各控制信号(统称字线、位线和泵信号)。字线100保持为低，关断通路晶体管104。泵信号105保持在高状态。位线101可以处于高或低状态；因为通路晶体管104关断，所以位线状态是无关紧要的。在这种状态下，因为必须存取单元的其它行，故位线和其它行的字线和泵信号可以受到驱动，而所示的行则稳定地保留在其“保持”状态。
为了准备将写入的单元，必须使“泵”信号电压为低。但是，如果在存储节点102上的电压已经为低，必须注意当泵信号105下降时，使得存储节点102的电压不被驱动到低于衬底200(通常接地)的电位。例如，假设在存储节点102上的存储电压Vq是0，并且字线维持在低状态，同时泵信号被驱动为低。因为通路晶体管是关断的，通过电容的耦合将驱动存储节点102的电压随着泵信号105而降低，直到存储节点102经过二极管压降而到接地电平之下为止，使得器件的漏极201b和衬底200之间的PN结正向偏置。而这种情况是非常不希望有的，因为这会使少数载流子电流进入衬底，很可能在附近电路中引起闩锁、噪音和/或泄漏。
减轻衬底电流问题的一个方法是将位线101设置为低而字线101为高，同时使泵信号105为低，通过由通路晶体管形成的接通“开关”有效地将存储节点连接到地。如果通路晶体管104作为理想开关工作，这将防止存储节点102被驱动到接地电平之下。但是，通路晶体管、位线和位线驱动器的有限导通电阻仍将随着泵信号降低而允许在接地电平之下的某种偏移。虽然通路晶体管的漏结在这种情况下不会完全正向偏置，但此情形仍属临界，且希望有更为鲁棒的解决方案。
对于衬底电流问题的优选解决方案是在使泵信号为低之前，将位线和字线驱动成为高。这样就将存储节点102上的最小电压偏移限制为Vdd-Vt，完全在接地电平之上并且对任何不期望的衬底注入效应是绝对安全的。由此，在对像素单元准备写入循环时，优选首先将位线、字线和泵信号设置成“预放电”状态302，在该状态中，位线、字线和泵信号都为高。如果像素最初存储低电压，它的电压将升到Vdd-Vt。如果像素最初存储高电压，则所存储的电压不受影响。
随后，在“放电”状态303中，将泵信号设置为低。如果像素最初存储高电压，存储的电压将降到Vdd-Vt。如果像素最初存储低电压，存储的电压随着泵信号降低被钳位到Vdd-Vt。
由于二次效应例如泄漏和电容电荷共享，“放电”状态之后的最终电压可能略微取决于最初的像素状态。为保证完全清除原先的像素状态，控制信号可以任选地设置为“清除”状态304，在该状态中，位线被设置为低，字线为高，而泵信号为低，由此迫使存储电压为零伏。
“放电”状态303和任选“清除”状态304之后，单元就准备好写入新的存储值。将控制信号设置为“写入”状态305，在该状态中，取决于所需的最终像素值而将像素的位线设置为高或低，使字线为高而泵信号为低。存储的像素电压将取决于位线为低或高而达到0或Vdd-Vt。随后，控制信号被设置为“充电”状态306，在该状态中，将泵信号设置为高，而使位线和字线由“写入”状态保留其先前的状态。如果位线为低，通路晶体管将接通，随着泵信号上升，像素的存储电压将被钳位在零伏。但如果位线为高，晶体管将被关断，通过经存储电容耦合的泵信号的上升沿将存储电压驱动到高于位线和字线电压。
最终，使字线为低，控制信号返回到“保持”状态301，而完成写入循环。在单元中即存储了所需的高电压或低电压。
理想地，在“充电”状态中，泵线(pumpline)的向上步幅Vph-Vpl伏将导致单元电压的向上步幅Vph-Vpl，使其从Vdd-Vt的原始值成为最终电压Vdd-Vt+Vph-Vpl。例如，若Vpl是0且Vph是过程中的最大额定电压，则最大的最终像素电压大约为Vdd-Vt+Vmax，其可能大于最大允许电压。因为必须使最大单元电压保持在可接受的限度内，同时提供在最大额定工作电压以下的基本余量，对于Vdd和/或Vph-Vpl的选择值可以降低。
在从Vph-Vpl到K(Vph-Vpl)的“充电”状态期间，其中K略微小于1，不理想的效应例如电荷共享(charge-sharing)降低了在存储的像素电压上的向上“步幅”的大小。通过略微增加Vdd或Vph-Vpl，这种效应就通常可以克服；在典型情况下，所需的这种增加仍处在用于Vph和Vpl的最大额定工作电压内。
本发明的另一优点是通路晶体管的源节点201a和栅极203不需要承受整个输出电压摆动。这就使得能够运用不对称的高电压晶体管，其中仅有漏极是高电压容限，从而导致更为紧凑的布局。而且因为字线电压为低，可以使用较薄的栅氧化膜，提高了通路晶体管的驱动特性。此外，由于在泵信号上仅需要减小的电压摆动、高压电平转换器和驱动器，驱动位线和字线的电路得到了简化。在位线上减小的电压摆动还显著地降低了器件的功率消耗。
如表1所示，通过适当改变控制信号的电压电平的极性，在n型衬底或阱中使用PMOS通路晶体管同样可以很好地实现等效电路。
                                            表1
晶体管类型    字线“现用的”    字线“待用的”    位线“现用的”    位线“待用的”   泵线“现用的”   泵线“待用的”
NMOS     高     低     高     低     高     低
PMOS     低     高     低     高     低     高
由于在场氧化膜和衬底上的底部电容板的“场阈值”，这种电路有一个潜在问题。当向该底板施加大电压时，衬底的表面可能倒置，产生不期望的寄生FET。与该寄生FET对应的少数载流子和耗尽区可以与单元的通路晶体管不利地相互作用，故希望避免这种效应。
上述问题的一种解决方法(在p衬底中NMOS通路晶体管的情况下)可以是偏移泵信号的电平。例如，可以使用Vpl＝-10V和Vph＝+10V等效地替代Vpl＝0V和Vph＝+20V。但是，在常规p衬底、n阱工艺的情况下，因为不能制造出NMOS器件以驱动低于接地电平的泵信号，负电压的Vpl实际上难以实现。
优选的一种替代方案是利用在偏置到Vdd的n阱中制造的PMOS通路晶体管，其中Vdd是在位线和字线上的最大正电压。在这种情况下，我们可以选择Vpl＝0V和Vph＝+20V，以在衬底中制造的NMOS器件将泵信号驱动为低，而以在偏置到Vph的电性隔离的n阱中制造的PMOS器件将该泵信号驱动为高。
这种设计将导致存储像素电压被驱动至低于接地电平，但这是可接受的，因为该电压仅出现于通路晶体管在n阱内的p+扩散区上。
在具有Vph和Vpl之间的偏置电压的阱中制造通路晶体管的优点是泵电压在衬底表面中产生较少危害的积聚而不是倒置。在p衬底工艺的情况下，这将需要选择PMOS器件和在最大泵信号电压Vph之下的n阱偏置。本领域技术人员将理解在衬底是n型时，相似但互补的电路可提供该优点；此时应该在p阱中使用NMOS器件，其中偏置电压高于最小泵信号电压。
在阱(与衬底相对)中制造通路晶体管的另一个优点是减小了光诱生泄漏电流。尽管来自投影系统的光源的某些入射光子将在阱中产生对单元泄漏有贡献的空穴-电子对，来自投影系统光源的入射光子的大部分将通过阱并在衬底中产生空穴-电子对，产生在阱和衬底之间的无危害的泄漏。
使用PMOS通路晶体管的一个优点是，它与NMOS晶体管相比，在高偏置电压下表现出减小的碰撞电离，而这在NMOS晶体管中可能引起漏电流增加以及与PMOS器件相比的增大的泄漏。
这种阱偏配置方案的另一个优点是减小了跨接存储电容的电压最大绝对值，使得能够以较薄的氧化膜用于较大的电容和更为稳定的工作。
本发明电路的另一个优点是电路的通路晶体管可以作为不对称的高电压晶体管工作。特别是漏极电压的绝对值可以大于源极电压的绝对值。而且，漏极的最大电压与最小电压之间差值的绝对值还可以大于源极的最大电压与最小电压之间差值的绝对值。
本发明所提供的电路的另一个优点是所述不对称的高电压通路晶体管允许有更多面积用于电容。而且，不对称的高电压通路晶体管能够使存储电容维持高电压。例如，电容可以维持至少10伏、15伏或20伏的电压。
本发明所提供的电路的另一个优点是在像素单元的位线和字线上可以使用5伏或更小(例如3.3或5伏)的标准逻辑电压电平。但是，通过提供泵信号，可以获得至少5伏的整个像素电压摆动。在本发明中可以实现10伏或更大(或甚至20伏或更大)的电压摆动。
如上所讨论的电路有许多种应用。例如，该电路可以用在空间光调制器中。在该应用中，在空间光调制器中可以使用存储节点(例如图3中的102)控制像素的光学状态，其中像素可以是液晶像素单元。
尽管通过实例且根据特定实施例的说明了本发明，应该明白本发明不限于所公开的实施例。相反，本发明应覆盖对本领域技术人员显而易见的各种修改和相似方案。尤其是，存储电容(图3中103)可以是任何类型的电容，例如典型的MOS型电容(MOS型电容是栅极用作第一板且源极和漏极连接到一起以形成第二板的MOS型晶体管)。因此，所附权利要求的范围应该与最广泛的解释一致，从而包括所有这些修改和相似的方案。

Claims (85)

1.一种电压存储单元，包括：
具有源极、栅极和漏极的晶体管；
具有第一板和第二板的存储电容；和
其中所述晶体管的源极连接到位线，所述晶体管的栅极连接到字线，且其中所述晶体管的漏极连接到所述存储电容的第一板而形成一存储节点，并且其中所述存储电容的第二板接到泵信号。
2.根据权利要求1的电路，进一步包括一控制电路，该控制电路可操作用以驱动包括位线信号、字线信号和所述泵信号的多个控制信号，其中按照预定的状态顺序，每个控制信号具有现用电压电平和待用电压电平。
3.根据权利要求2的电路，其中所述状态顺序包括：
放电状态，在此期间所述泵信号被驱动到待用电压电平；和
充电状态，在此期间所述泵信号被驱动到现用电压电平。
4.根据权利要求3的电路，其中在所述放电状态期间所述字线被驱动到现用电压电平。
5.根据权利要求4的电路，其中在所述放电状态期间所述位线被驱动到现用电压电平。
6.根据权利要求5的电路，其中所述状态顺序进一步包括：
保持状态，其中所述字线被驱动到待用电压电平，而所述泵信号被驱动到现用电压电平；
预放电状态，其中所述位线和字线被驱动到现用电压电平，同时所述泵信号保留在现用电压电平；
写入状态，其中所述字线保持在现用电压电平，所述泵信号保持在待用电压电平，且其中取决于所述存储节点的所需最终电压状态，所述位线被设置到现用或待用电压电平。
7.根据权利要求1的电路，其中所述晶体管是在n阱中制造的PMOS器件。
8.根据权利要求7的电路，其中所述n阱是在p型衬底中制造的。
9.根据权利要求8的电路，其中所述n阱接到比最大的所述泵信号电压低的电压。
10.根据权利要求8的电路，其中所述存储节点可以存储比所述p型衬底的电压低的电压。
11.根据权利要求1的电路，其中所述晶体管是在所述p阱中制造的NMOS器件。
12.根据权利要求11的电路，其中所述p阱是在n型衬底中制造的。
13.根据权利要求12的电路，其中所述p阱接到比最小的所述泵信号电压高的电压。
14.根据权利要求12的电路，其中所述存储节点存储比所述n型衬底的电压高的电压。
15.根据权利要求2的电路，其中所述位线和字线具有比所述泵信号的电压摆动低的电压摆动。
16.根据权利要求2的电路，其中所述单元的电压摆动大于所述位线的电压摆动。
17.根据权利要求2的电路，其中所述单元的电压摆动大于所述字线的电压摆动。
18.根据权利要求1的电路，其中所述晶体管是不对称晶体管，其具有高电压容限的漏极和低电压容限的源极和栅极。
19.根据权利要求1的电路，其中所述存储电容的第二板形成于多晶硅的第一层中。
20.根据权利要求19的电路，其中所述存储电容的第一板形成于多晶硅的第二层中。
21.根据权利要求20的电路，其中所述电路邻接第二电压存储单元电路，所述电路具有共用的泵信号，且所述共用的泵信号通过使所述单元之间的多晶硅的第一层相邻接而形成。
22.根据权利要求1的电路，其中所述存储节点控制在空间光调制器中的像素的光学状态。
23.根据权利要求22的电路，其中所述像素是可静电偏转的微镜。
24.根据权利要求22的电路，其中所述像素是液晶像素单元。
25.一种制造电压存储单元电路的方法，包括以任意顺序：
提供硅衬底；
在所述衬底上形成栅氧化膜区域和场氧化膜区域；
形成栅极，其相应于晶体管的栅极；
形成第一和第二板以及在它们之间的电介质，从而形成电容；
形成扩散区，其掺杂类型与所述衬底的掺杂类型相反，所述扩散区相应于所述晶体管的源极和漏极；
使所述栅极接到字线信号；
使所述源极接到位线信号；
使所述漏极连接到所述电容的第一板；并且
使所述电容的第二板接到泵信号。
26.一种包括晶体管和电容的电路，其中所述晶体管的源极连接到位线，所述晶体管的栅极连接到字线，且其中所述晶体管的漏极连接到所述电容的第一板，并且其中所述电容的第二板接到泵信号。
27.一种用于操作电压存储单元的方法，其中所述单元包括：衬底，具有源极、漏极和栅极的MOS型晶体管，具有第一和第二板的电容，其中所述源极连接到位线，所述栅极连接到字线，所述漏极连接到第一板，并且第二板接到泵信号，所述方法包括：
将所述字线设置到待用电压电平，且将所述泵信号设置到现用电压电平，用以保持在所述单元中存储的电压电平；
将所述字线设置到现用电压电平，且将所述泵信号设置到待用电压电平，用以使存储于所述单元中的电压电平放电；并且
根据所述位线的电压电平而设置存储于所述单元中的电压电平。
28.根据权利要求27的方法，进一步包括：
在将所述字线设置到待用电压电平、且将所述泵信号设置到现用电压电平以保持在所述单元中存储的电压电平之后，并且在将所述字线设置到现用电压电平、且将所述泵信号设置到待用电压电平以使存储于所述单元中的电压电平放电之前，将所述字线设置到现用电压电平以进行预放电。
29.根据权利要求27的方法，进一步包括：
在将所述字线设置到现用电压电平、且将所述泵信号设置到待用电压电平以使存储于所述单元中的电压电平放电之后，并且在根据所述位线的电压电平而设置存储于所述单元中的电压电平之前，
将所述位线设置到待用电压电平，从而使得存储于所述单元中的电压电平降到待用电压电平以清除在所述单元中所存储的电压电平。
30.根据权利要求27的方法，进一步包括：
在根据所述位线的电压电平而设置存储于所述单元中的电压电平的过程中，如果所述位线处于待用电压电平，
将所述泵信号设置到现用电压电平，从而使存储于所述单元中的电压电平上升到一高电压电平。
31.根据权利要求27的方法，其中所述电压存储单元是空间光调制器的一部分。
32.根据权利要求31的方法，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
33.一种具有至少一个像素单元的空间光调制器，包括：
可静电偏转的微镜；
用于电性控制所述微镜的旋转的电极；和
存储现用或待用电压电平以向所述电极施加电压的存储单元，该单元进一步包括：
具有连接到位线的源极、连接到字线的漏极和栅极的MOS晶体管；和
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极且第二板接到泵信号。
34.根据权利要求33的空间光调制器，其中所述存储单元能够维持：
保持状态，用以保持存储于所述单元中的电压电平；
放电状态，用以将所述单元中存储的电压设置到待用电压电平；和
写入状态，用以根据所述位线的电压电平而设置存储于所述单元中的电压电平。
35.根据权利要求34的空间光调制器，其中所述存储单元能够维持：
预放电状态，用以准备将在所述单元中存储的电压设置到待用电压电平。
36.根据权利要求34的空间光调制器，其中所述存储单元能够维持：
清除状态，用以将所存储的电压电平设置到一低电压电平。
37.根据权利要求34的空间光调制器，其中所述保持状态规定为：
所述字线具有待用电压电平；而且
所述泵信号具有现用电压电平。
38.根据权利要求34的空间光调制器，其中所述放电状态规定为：
所述位线具有现用电压电平；
所述字线具有现用电压电平；而且
所述泵信号具有待用电压电平。
39.根据权利要求34的空间光调制器，其中所述写入状态规定为：
所述字线具有现用电压电平；和
所述泵信号具有待用电压电平。
40.根据权利要求35的空间光调制器，其中所述预放电状态规定为：
所述位线具有现用电压电平；
所述字线具有现用电压电平；而且
所述泵信号具有现用电压电平。
41.根据权利要求36的空间光调制器，其中所述清除状态规定为：
所述位线具有待用电压电平；
所述字线具有待用电压电平；而且
所述泵信号具有待用电压电平。
42.根据权利要求33的空间光调制器，其中所述晶体管是在p型衬底中形成的n型阱内制造的PMOS晶体管。
43.根据权利要求33的空间光调制器，其中所述晶体管是在n型衬底中形成的p型阱内制造的NMOS晶体管。
44.根据权利要求42的空间光调制器，其中所述衬底是硅衬底。
45.根据权利要求43的空间光调制器，其中所述衬底是硅衬底。
46.一种具有至少一个像素单元的空间光调制器，所述像素单元包括：
可静电偏转的微镜；和
可操作用以存储激励电压的存储单元，其中存储在所述存储单元中的电压确定所述微镜偏转的旋转角，且其中所述存储单元包括PMOS晶体管，所述PMOS晶体管是在p型衬底中形成的n型阱内制造的。
47.一种具有至少一个像素单元的空间光调制器，所述像素单元包括：
可静电偏转的微镜；
可操作用以存储激励电压的存储单元；而且
其中存储在所述存储单元中的电压确定所述微镜偏转的角度，且其中所述存储单元包括NMOS晶体管，所述NMOS晶体管是在n型衬底中形成的p型阱内制造的。
48.一种投影仪，包括：
光源；和
具有至少一个像素单元的空间光调制器，其包括：
可静电偏转的微镜；
用于电性控制所述微镜的旋转的电极；和
存储现用或待用电压电平以向所述电极施加电压的存储单元，
该单元进一步包括：
具有连接到位线的源极、连接到字线的漏极和栅极的MOS晶
体管，和
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏
极且第二板接到泵信号。
49.一种存储单元，包括：
具有源极、栅极和漏极的MOS型晶体管；
具有第一板和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极；
连接到所述晶体管的栅极的字线，其用于定址所述单元；
具有最大电压的位线，其连接到所述晶体管的源极，用以写入所述单元；和
连接到所述电容的第二板的泵线，其使得所述电容的第一板的电压的绝对值大于所述位线的电压的绝对值。
50.根据权利要求49的存储单元，其中所述MOS型晶体管是PMOS晶体管，并且所述电容的第一板所具有的电压小于所述位线的最大电压。
51.根据权利要求49的存储单元，其中所述MOS型晶体管是NMOS晶体管，并且所述电容的第一板所具有的电压大于所述位线的最小电压。
52.根据权利要求49的存储单元，其中所述存储单元是空间光调制器的一部分。
53.根据权利要求49的存储单元，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
54.一种存储单元，包括：
具有源极、栅极和漏极的MOS型晶体管；
具有第一板和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极；
连接到所述晶体管的栅极的字线，其用于定址所述单元；
具有最大电压的位线，其连接到所述晶体管的源极，用以写入所述单元；
连接到所述电容的第二板的泵线，其使得所述电容的第一板的电压的绝对值大于所述位线的最大电压的绝对值；而且
其中所述电容的第一板的最大和最小电压之间差值的绝对值大于所述位线的最大和最小电压之间差值的绝对值。
55.根据权利要求54的存储单元，其中所述存储单元是空间光调制器的一部分。
56.根据权利要求54的存储单元，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
57.一种存储单元，包括：
衬底；
在所述衬底中n型掺杂的第一区；
在所述衬底中p型掺杂的第二区；
接到第一区的第一供电电位；
接到第二区的第二供电电位；
电路，其进一步包括：
具有源极和漏极的晶体管，其中所述漏极的电压可以高于两个
供电电位或低于两个供电电位。
58.根据权利要求57的存储单元，其中所述电路进一步包括：
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极，而第二板接到泵信号。
59.根据权利要求57的存储单元，其中所述存储单元是空间光调制器的一部分。
60.根据权利要求59的存储单元，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
61.一种存储单元，包括：
衬底；
在所述衬底中n型掺杂的第一区；
在所述衬底中p型掺杂的第二区；
连接到第一区的第一供电电位；
连接到第二区的第二供电电位；
电路，其进一步包括：
具有源极和漏极的晶体管，其中所述漏极的最大电压和最小电
压之间差值的绝对值高于所述供电电位之间的差值。
62.根据权利要求61的存储单元，其中所述存储单元是空间光调制器的一部分。
63.根据权利要求61的存储单元，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
64.一种空间光调制器，包括：
用于反射入射光的反射性的微镜；
用于控制所述微镜板的旋转的电路，该电路进一步包括：
具有源极和漏极的晶体管，其中所述漏极的最大电压和最小电
压之间差值的绝对值高于供电电位之间的差值。
65.根据权利要求64的空间光调制器，进一步包括：
连接到所述电路的电极，其用于电性控制所述微镜的旋转。
66.根据权利要求64的空间光调制器，其中所述电路进一步包括：
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极，而第二板接到泵信号。
67.根据权利要求66的空间光调制器，进一步包括：
连接到所述晶体管的栅极的字线，其用于定址存储单元；和
连接到所述晶体管的源极的位线。
68.一种存储单元，包括：
具有源极、栅极和漏极的晶体管；和
具有第一和第二板的电容，其用于存储电压，其中所存储的电压至少是10伏。
69.根据权利要求68的存储单元，其中所存储的电压至少是15伏。
70.根据权利要求68的存储单元，其中所存储的电压至少是20伏。
71.根据权利要求68的存储单元，其为空间光调制器的一部分。
72.根据权利要求71的存储单元，其中所述空间光调制器进一步包括用于反射入射光的微镜。
73.根据权利要求68的存储单元，其中所述晶体管是在多晶硅衬底中制造的。
74.根据权利要求68的存储单元，其中所述存储单元是空间光调制器的一部分。
75.根据权利要求74的存储单元，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
76.一种电路，包括：
具有高电压容限漏极和低电压容限源极和栅极的不对称高电压晶体管。
77.根据权利要求76的电路，进一步包括：
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极，而第二板接到泵信号。
78.根据权利要求76的电路，进一步包括：
有机发光二极管。
79.根据权利要求76的电路，其中所述晶体管是在硅衬底上形成的PMOS晶体管。
80.根据权利要求76的电路，其中所述晶体管是在硅衬底上形成的NMOS晶体管。
81.根据权利要求76的电路，其中所述电路是空间光调制器的一部分。
82.根据权利要求76的电路，其中所述空间光调制器是具有一个或多个微镜的微镜阵列。
83.一种电路，包括：
具有源极、栅极和漏极的晶体管；
连接到所述栅极的字线；
连接到所述源极的位线；
具有第一和第二板的电容，其中第一板连接到所述晶体管的漏极，而第二板接到泵信号；而且
其中所述字线维持现用电压电平，同时所述泵信号在现用电压电平和待用电压电平之间变化。
84.根据权利要求83的电路，其中所述电路是空间光调制器的一部分。
85.根据权利要求83的电路，其中所述空间光调制器是微镜阵列。
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