專利名稱：噴墨打印頭芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種噴墨打印頭芯片，且特別是涉及一種含晶體管驅(qū)動器的噴墨打印頭芯片。
背景技術：
近年來在高科技產(chǎn)業(yè)的帶動發(fā)展之下，所有電子相關產(chǎn)業(yè)無不突飛猛進。就打印機而言，在短短幾年的時間之內(nèi)，打印技術已經(jīng)從早期的撞針式打印及單色激光打印，一直進步到目前的彩色噴墨打印及彩色激光打印，甚至出現(xiàn)熱轉(zhuǎn)印打印等打印技術。就常見的噴墨打印機而言，目前出現(xiàn)在市面上的噴墨打印機所應用的打印技術不外乎壓電式(piezoelectric)或熱泡式(thermal bubble)的噴墨技術，其技術特征在于將墨水噴至記錄媒介，例如紙張等，因而形成文字或圖案于記錄媒介的表面。其中，壓電式的打印技術是利用因施加電壓而產(chǎn)生形變的壓電材料來制作致動器(actuator)，故可施加電壓至致動器來擠壓位于墨水腔(ink chamber)內(nèi)的墨水，再將墨水通過噴口射出而形成墨滴。氣泡式的打印技術則是利用加熱裝置(heater；heating device)將墨水瞬間氣化(vapor)，因而產(chǎn)生高壓氣泡來推動墨水，再將墨水通過噴口射出而形成墨滴(ink droplet)。
圖1是一種公知的噴墨打印頭的平面俯視示意圖。請參閱圖1，公知的噴墨打印頭主要是由具有一個墨水供給口1O2的噴墨打印頭芯片100、墨腔層(chamber layer，亦可稱為干膜層(dry film layer)104、加熱裝置106以及具有噴口(nozzle)108的噴口片(nozzle plate)110所構(gòu)成。噴墨打印頭芯片100的墨水供給口102是狹長狀且貫穿整個噴墨打印頭芯片100，而加熱裝置106與墨腔層104皆設置于噴墨打印頭芯片100上。墨腔層104一般具有多個墨水流道112與墨水腔(ink chamber，或稱為墨水室)120(在本圖僅表示其一)，其中墨水腔120暴露出加熱裝置106，且墨水腔120可通過分隔島114隔開的墨水流道112與墨水供給口102連通。噴口片110則是設置于墨腔層104之上，噴口片110的噴口108是整個貫穿噴口片110，且噴口108的位置是對應于加熱裝置106上方。
此外，有些噴墨打印產(chǎn)品將驅(qū)動器(driver)連同加熱裝置形成于噴墨芯片上，只是如何在縮小芯片使用面積時仍能維持其功效，已成為各界關注的議題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種噴墨打印頭芯片，以加大驅(qū)動電流并減少芯片使用面積。
本發(fā)明的另一目的是提供一種噴墨打印頭芯片，以減少成本并可防止芯片的操作發(fā)生失誤。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點可以從本發(fā)明所披露的技術特征中得到近一步的了解。
基于上述中之一個或部份或全部目的或其它目的，本發(fā)明提出一種噴墨打印頭芯片，包括基底、數(shù)個晶體管(transistor)、隔離結(jié)構(gòu)、介質(zhì)層(dielectric layer)、電阻層以及數(shù)個導體部分。而每個晶體管包括位于基底上的柵極(gate)、分別位于柵極兩側(cè)的基底內(nèi)的源極(source)與漏極(drain)以及位于柵極與基底之間的柵氧化層(gate oxide layer)，其中柵氧化層的厚度小于800埃()。隔離結(jié)構(gòu)則是位于基底表面并隔離各個晶體管，而介質(zhì)層是覆蓋前述晶體管與隔離結(jié)構(gòu)，其中介質(zhì)層具有數(shù)個開口，這些開口暴露出各晶體管的源極與漏極。再者，電阻層是位于介質(zhì)層上，并具有數(shù)個加熱區(qū)域。第一導體部分是位于電阻層上且暴露出其中的加熱區(qū)域，以使加熱區(qū)域成為加熱裝置(heater；heating device)，其中各加熱裝置的電阻值小于95歐姆(ohm)且功率密度小于2GW/m2(gigawatt/m2)；第二導體部分是位于介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至漏極，且第二導體部分與第一導體部分是電連接的；而第三導體部分則是位于介質(zhì)層上并通過開口電連接至源極。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述柵氧化層的厚度約50?！?50埃。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述加熱裝置的電阻值約在28ohm～32ohm之間。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，還包括覆蓋電阻層與導體層的鈍化層(passivation layer)；以及位于加熱區(qū)域上方的鈍化層上的空穴層(cavitation layer)。而鈍化層包括SiN層、SiC層或SiN與SiC的疊層，空穴層的材質(zhì)則可包括Ta、W或Mo。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述電阻層還包括延伸至第二導體部分與介質(zhì)層的各開口表面之間。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述電阻層還包括位于第三導體部分與介質(zhì)層的各開口表面之間。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述加熱裝置的長寬比在0.8～3.0之間，且各加熱裝置的尺寸是長度在20um～70um(micrometer)以及寬度在20um～70um之間。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述導體層的材質(zhì)包括AlCu或Au，而電阻層的材質(zhì)包括TaAl、TaN或摻雜多晶硅。此外，隔離結(jié)構(gòu)包括場氧化層。
依照本發(fā)明的一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述加熱裝置的數(shù)量是至少50個。
本發(fā)明另一實施例再提出一種噴墨打印頭芯片，包括基底、數(shù)個晶體管、隔離結(jié)構(gòu)、多層疊合結(jié)構(gòu)(sandwich structure)介質(zhì)層、電阻層以及數(shù)個導體部分。而每個晶體管包括位于基底上的柵極、分別位于柵極兩側(cè)的基底內(nèi)的源極與漏極以及位于柵極與基底之間的柵氧化層，其中柵氧化層的厚度小于800埃。隔離結(jié)構(gòu)則是位于基底表面并隔離各個晶體管，而多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層是由兩層阻擋層以及位于阻擋層之間的平坦層所構(gòu)成，并覆蓋晶體管與隔離結(jié)構(gòu)，其中多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層具有數(shù)個開口，這些開口暴露出各晶體管的源極與漏極。再者，電阻層具有數(shù)個加熱區(qū)域，其位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上。第一導體部分是位于電阻層上且暴露出其中的加熱區(qū)域，以使加熱區(qū)域成為加熱裝置；第二導體部分是位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至漏極，且第二導體部分與第一導體部分是電連接的；而第三導體部分則是位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上并通過開口電連接至源極。
依照本發(fā)明的另一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃(phosphosilicate glass，PSG)或硼磷硅玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)，且其厚度約為0.09um-1.4um。
依照本發(fā)明的另一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層可包括材質(zhì)例如是等離子增強式氧化層(plasma-enhanced oxide，PEOX)或低壓成形氧化層(low pressure oxide，LPOX)的阻擋層以及材質(zhì)例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃的平坦層，且平坦層的厚度約為0.09um-1.4um，而各個阻擋層的厚度約為0.09um-0.33um。而此一實施例中的其余例子請參照前一實施例。
本發(fā)明另一實施例又提出一種噴墨打印頭芯片，包括基底、數(shù)個晶體管電路以及數(shù)個薄膜層。晶體管電路是位于基底上，各晶體管電路包含厚度小于800埃的柵氧化層。薄膜層則形成于晶體管電路上，其中薄膜層包含有電阻層，這個電阻層形成數(shù)個加熱裝置，而加熱裝置與其對應的晶體管電路電連接，可通過提供電流至每一加熱裝置，于該加熱裝置上產(chǎn)生小于2GW/m2的功率密度，其中各該加熱裝置的電阻值小于約95ohm。
依照本發(fā)明的又一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述薄膜層包含有多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層，這個多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層由兩層阻擋層以及位于阻擋層之間的平坦層所構(gòu)成。
依照本發(fā)明的又一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，且其厚度約為0.09um-1.4um。
依照本發(fā)明的又一實施例所述噴墨打印頭芯片，上述多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層可包括材質(zhì)例如是等離子增強式氧化層或低壓成形氧化層的阻擋層以及材質(zhì)例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃的平坦層，且平坦層的厚度約為0.09um-1.4um，而各個阻擋層的厚度約為0.09um-0.33um。
本發(fā)明因為將柵氧化層的厚度控制在小于800?；蚋〉暮穸龋栽谙嗤┘与妷旱那樾蜗履軌虍a(chǎn)生比公知的噴墨打印頭芯片大的電場。因此，本發(fā)明的噴墨打印頭芯片的飽和電流(Isat)也較大，所以可驅(qū)動較大的電流；同時，因為在相同信道長度(channel length)下，其導通的單位面積電阻較小，所以可使用較小的晶體管布局面積來達到相同的驅(qū)動能力，因而能夠減少噴墨打印頭芯片的使用面積，進而降低芯片的成本。此外，本發(fā)明一實施例中采用多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層，所以能在維持裝置表面平坦的同時，防止平坦層中的雜質(zhì)影響位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層底下及上方的結(jié)構(gòu)。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。


圖1是一種公知的噴墨打印頭平面俯視圖。
圖2是依照本發(fā)明第一實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。
圖3是依照本發(fā)明第二實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。
圖4是圖3的第IV部位的放大示意圖。
圖5是依照本發(fā)明第三實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。
100噴墨芯片102墨水供給口104墨腔層106、226、327、530加熱裝置108噴口
110噴口片112墨水流道114分隔島120墨水腔200、300、500基底202、302隔離結(jié)構(gòu)204、304柵氧化層206、306柵極208a、308a源極208b、308b漏極210、310晶體管212a、212b、312a、312b開口214氧化層216、316鈍化層218、318空穴層220介質(zhì)層222、322電阻層224、324加熱區(qū)域230a、230b、230c、330a、330b、330c導體部分320多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層325、326阻擋層328平坦層510晶體管電路520薄膜層
540導線具體實施方式

圖2是依照本發(fā)明第一實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。
請參照圖2，本實施例的噴墨打印頭芯片包括基底200、晶體管210、隔離結(jié)構(gòu)202、介質(zhì)層220、電阻層222以及數(shù)個導體部分230a、230b與230c。而晶體管210包括位于基底200上的柵極206、分別位于柵極206兩側(cè)的基底200內(nèi)的源極208a與漏極208b以及位于柵極206與基底200之間的柵氧化層204，其中柵氧化層204的厚度小于800埃，較佳的厚度是約50埃～250埃，更佳的厚度范圍則是約在100?！?00埃之間，以便在相同施加電壓的情形下產(chǎn)生比公知技術大的電場。在此情形下，其飽和電流(Isat)也較大，所以可驅(qū)動較大的電流；同時，因為在相同信道長度(channel length)下，其導通的單位面積電阻較小，所以可使用較小的晶體管210布局面積來達到相同的驅(qū)動能力，故可減少噴墨打印頭芯片的使用面積，進而降低芯片的成本。而前述柵氧化層204可用熱爐管的方式制作或是以化學氣相沉積工藝制作，再者柵氧化層204也可采用高介電系數(shù)(high k)的材質(zhì)。
請繼續(xù)參照圖2，本實施例中的隔離結(jié)構(gòu)202如場氧化層，是位于基底200表面并隔離晶體管210，而介質(zhì)層220是覆蓋前述晶體管210與隔離結(jié)構(gòu)202，其中介質(zhì)層220具有數(shù)個開口212a與212b，這些開口212a與212b暴露出晶體管210的源極208a與漏極208b。另外，在介質(zhì)層220與晶體管210(包含柵極206、源極208a與漏極208b)之間可加一層氧化層214。而電阻層222是位于介質(zhì)層220上，其中具有數(shù)個加熱區(qū)域224。而電阻層222的材質(zhì)譬如包括TaAl、TaN或摻雜多晶硅，或其它本發(fā)明所屬技術領域中的技術人員所知可用于噴墨打印頭加熱裝置的材料。
請再參照圖2，其中包括有三個導體部分230a、230b與230c，且其材質(zhì)例如包括AlCu或Au。第一導體部分230a是位于隔離結(jié)構(gòu)202上方的電阻層222上且暴露出其中的加熱區(qū)域224，以使加熱區(qū)域224成為加熱裝置226，其中各加熱裝置226的電阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m2，較佳的電阻值是約在28ohm～32ohm之間，較佳的功率密度則是小于等于約1.85GW/m2(本發(fā)明所稱的功率密度是指，從打印機或打印設備開始供應電壓予加熱裝置，以加熱墨水使墨水汽化后從墨腔室噴出墨滴，至打印機或打印設備停止供應該加熱裝置電壓的這段時間內(nèi)，該加熱裝置表面積上所接受的平均功率)。加熱裝置226長寬比(aspect ratio)例如在0.8～3.0之間，較佳為0.8～2.5之間，且各加熱裝置226的尺寸例如是長度在約20um～70um以及寬度在約20um～70um之間，較佳為長度在30um～50um以及寬度在30um～50um之間。雖然圖2中僅僅表示一個晶體管210與一個加熱裝置226，但是在一個噴墨打印頭芯片上，加熱裝置226的數(shù)量通常是至少50個，例如是192～208個左右，但本發(fā)明并非限定于這個數(shù)目，只要是晶體管210與加熱裝置226之間有特定相對應的關系即可，如本圖所示的1∶1。
此外，請繼續(xù)參照圖2，第二導體部分230b是位于介質(zhì)層220上并通過上述開口212b電連接至漏極208b，且第二導體部分230b與第一導體部分230a是電連接的，而且上述電阻層222還可延伸至導體層的第二導體部分230b與介質(zhì)層220的開口212b表面之間。而第三導體部分230c同樣位于介質(zhì)層220上并通過開口212a電連接至源極208a，且電阻層222也可包括位于第三導體部分230c與介質(zhì)層220的開口212a表面之間。前述第一導體部分230a和第二導體部分230b可以屬于同一導體層，而第三導體部分230c則為另一導體層；另一方面，第二導體部分230b和第三導體部分230c可屬于同一導體層，但第一導體部分230a為另一導體層；或者，第一導體部分230a和第三導體部分230c屬于同一導體層，而第二導體部分230b是另一導體層。此外，第一導體部分230a、第二導體部分230b和第三導體部分230c亦可為互不相同的導體層。當然，第一導體部分230a、第二導體部分230b和第三導體部分230c可以是同一層導體層所定義出來的三個部分。
另外，請再參照圖2，本實施例的噴墨打印頭芯片還包括一層覆蓋電阻層222與導體部分230a、230b與230c的鈍化層(passivation layer)216，用以防止墨水對其底下各層結(jié)構(gòu)產(chǎn)生腐蝕反應。其中，鈍化層216例如包括SiN層、SiC層或SiN與SiC的疊層。鈍化層216厚度約3375?！?250埃，較佳鈍化層厚度約為6750?！?250埃；鈍化層如為SiN與SiC的疊層，則其中SiN層約為2250?！?500埃，較佳SiN層厚度約為4500?！?500埃，而SiC層厚度約為1125?！?750埃，較佳SiC層厚度約為2250?！?750埃。而且，在加熱區(qū)域224上方的鈍化層216上還可包括一層空穴層(cavitation layer)218，其材質(zhì)例如是包括Ta、W或Mo，其厚度約2475?！?050埃，較佳厚度約4950埃～6050埃。
圖3是依照本發(fā)明的第二實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。圖4是圖3的第IV部位的放大示意圖。
請參照圖3與圖4，本實施例的噴墨打印頭芯片包括基底300、晶體管310、隔離結(jié)構(gòu)302、多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320、電阻層322以及數(shù)個導體部分330a、330b與330c。而晶體管310包括位于基底300上的柵極306、分別位于柵極306兩側(cè)的基底300內(nèi)的源極308a與漏極308b以及位于柵極306與基底300之間的柵氧化層304，其中柵氧化層304的厚度小于800埃，較佳是小于250埃，更佳的厚度范圍則是約在150?！?00埃之間。此外，隔離結(jié)構(gòu)302位于基底300表面并隔離晶體管310。而多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320是由兩層阻擋層325、326以及位于其間的平坦層328所構(gòu)成，并覆蓋晶體管310與隔離結(jié)構(gòu)302，其中多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320具有數(shù)個開口312a與312b，這些開口312a與312b暴露出晶體管310的源極308a與漏極308b。另外，于一個例子中，多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320的平坦層328的材質(zhì)例如磷硅玻璃(phosphosilicate glass，PSG)或硼磷硅玻璃(borophosphosilicate glass，BPSG)，且其厚度約為0.09um～1.4um，較佳為0.45um～0.55um。于另一個例子中，上述阻擋層325、326的材質(zhì)例如包括等離子增強式氧化層(plasma-enhanced oxide，PEOX)或低壓成形氧化層(low pressure oxide，LPOX)同時平坦層328的材質(zhì)例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃，其中阻擋層325、326的個別厚度約0.09um～0.33um，且較佳厚度約0.09um～0.11um，而平坦層328的厚度約0.09um～1.4um，較佳厚度為0.45um～0.55um。由于平坦層328中的雜質(zhì)能夠被其上、下層的阻擋層325、326擋住，所以不會被影響位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320底下的柵極306、源極308a與漏極308b，同時也不會對位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320上方如電阻層322的結(jié)構(gòu)造成傷害。
請再度參照圖3與圖4，電阻層322是位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320上，其中具有數(shù)個加熱區(qū)域324。導體部分330a、330b與330c中的第一導體部分330a是位于隔離結(jié)構(gòu)302上方的電阻層322上且暴露出其中的加熱區(qū)域324，以使加熱區(qū)域324成為加熱裝置327，且加熱裝置327的數(shù)量通常是至少50個，例如192～208個左右。此外，第二導體部分330b是位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320上并通過開口312b電連接至漏極308b，且第二導體部分330b與第一導體部分330a是電連接的，而第三導體部分330c同樣位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320上并通過開口312a電連接至源極308a。與第一實施例相同，前述第一導體部分330a和第二導體部分330b可以屬于同一導體層，而第三導體部分330c是另一導體層；或者，第二導體部分330b和第三導體部分330c可屬于同一導體層，但第一導體部分330a是另一導體層；另外，第一導體部分330a和第三導體部分330c可以是同一導體層，而第二導體部分330b是另一導體層。此外，第一導體部分330a、第二導體部分330b和第三導體部分330c可為互不相同的導體層。當然，第一導體部分330a、第二導體部分330b和第三導體部分330c可以是同一層導體層所定義出來的三個部分。此外，本實施例的噴墨打印頭芯片還包括一層覆蓋電阻層322與導體層330a、330b與330c的鈍化層316，以及在加熱區(qū)域324上方的鈍化層316上還可包括一層空穴層318。除此之外，本實施例與上一實施例相同的結(jié)構(gòu)或膜層都可使用相同或類似的材質(zhì)與尺寸大小，例如各加熱裝置327的電阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m2。
圖5是依照本發(fā)明的第三實施例的噴墨打印頭芯片的剖面示意圖。
請參照圖5，這個實施例的噴墨打印頭芯片包括基底500、數(shù)個晶體管電路510以及數(shù)個薄膜層520。晶體管電路510是位于基底500上，各晶體管電路510包含柵氧化層(如圖2的204)，這層柵氧化層的厚度小于800埃。而薄膜層520則形成于晶體管電路510上，其中薄膜層520包含有電阻層(如圖2的222)，這個電阻層會形成數(shù)個加熱裝置530，而加熱裝置530與其對應的晶體管電路510電連接；舉例來說，加熱裝置530與晶體管電路510可通過一條導線540互相連接，且這條導線540也可以是像圖2中連接漏極208b與加熱裝置226的第一導體部分230a。此外，于圖5雖僅表示3個晶體管電路510以及3個加熱裝置530，但是實際上一個噴墨打印頭芯片中可包括至少50個加熱裝置530，但本發(fā)明并非限定于這個數(shù)目。而通過提供電流至每一加熱裝置530，可于加熱裝置530上產(chǎn)生小于2GW/m2的功率密度，其中各加熱裝置530的電阻值小于約95ohm。在這個實施例中，上述薄膜層520可包含如圖2所示的介質(zhì)層220或如圖4所示的多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層320，其中多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層是由兩層阻擋層(如圖4的325、326)以及位于阻擋層之間的平坦層(如圖4的328)所構(gòu)成，而其個別材質(zhì)與厚度范圍均可參照第二實施例的例子。綜上所述，本發(fā)明的特點在于1.本發(fā)明的噴墨打印頭芯片中的柵氧化層的厚度、電阻值與功率密度均有其限定的范圍，所以獲得較大的驅(qū)動電流。同時，因為前述限定可使用較小的晶體管布局面積來達到相同的驅(qū)動能力，所以能夠減少噴墨打印頭芯片的使用面積，進而降低芯片的成本。
2.本發(fā)明將柵氧化層的厚度變薄并在一實施中采用多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層，所以能獲得較大的驅(qū)動電流，并且在維持裝置表面平坦的同時，防止平坦層中的雜質(zhì)影響位于多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層底下及上方的結(jié)構(gòu)。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，例如供應墨水至加熱裝置不限于本發(fā)明圖一所披露的以墨水供給口進行中央供應方式(center feed)，亦可采用墨水流經(jīng)噴墨芯片側(cè)邊方式再流入墨水腔的側(cè)邊供應方式(edge feed)；此外本發(fā)明也不限于墨水流道路徑上須設置分隔島。此外，摘要部分僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明的權利要求。任何本發(fā)明所屬技術領域中的技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更動與改進，因此本發(fā)明的保護范圍當以權利要求所界定的范圍為準。
權利要求
1.一種噴墨打印頭芯片，其特征是包括基底；多個晶體管，位于該基底上，其中各晶體管包括柵極，位于該基底上；源極與漏極，分別位于該柵極兩側(cè)的該基底內(nèi)；以及柵氧化層，位于該柵極與該基底之間，其中該柵氧化層的厚度小于800埃；多個隔離結(jié)構(gòu)，位于該基底表面并隔離上述晶體管；介質(zhì)層，覆蓋上述晶體管與上述隔離結(jié)構(gòu)，其中該介質(zhì)層具有多個開口，上述開口暴露出各該晶體管的該源極與該漏極；電阻層，位于該介質(zhì)層上，其中該電阻層具有多個加熱區(qū)域；第一導體部分，位于該電阻層上且暴露出上述加熱區(qū)域，以使上述加熱區(qū)域成為多個加熱裝置，其中各該加熱裝置的電阻值小于95ohm以及功率密度小于2GW/m2；第二導體部分，位于該介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至該漏極，且該第二導體部分與該第一導體部分電連接；以及第三導體部分，位于該介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至該源極。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該柵氧化層的厚度是50埃～250埃。
3.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各加熱裝置的電阻值在28ohm～32ohm之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是還包括鈍化層，覆蓋該電阻層與該導體層；以及空穴層，位于上述加熱區(qū)域上方的該鈍化層上。
5.根據(jù)權利要求4所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該鈍化層包括SiN層、SiC層或SiN與SiC的疊層。
6.根據(jù)權利要求4所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該空穴層的材質(zhì)包括Ta、W或Mo。
7.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分和該第二導體部分屬于同一導體層，而該第三導體部分是另一導體層。
8.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第二導體部分和該第三導體部分屬于同一導體層，而該第一導體部分是另一導體層。
9.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分和該第三導體部分屬于同一導體層，而該第二導體部分是另一導體層。
10.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分、該第二導體部分和該第三導體部分是互不相同的導體層。
11.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分、該第二導體部分和該第三導體部分是同一層導體層所定義出來的三個部分。
12.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層還包括延伸至該導體層的該第二部分與該介質(zhì)層的各該開口表面之間。
13.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層還包括位于該導體層的該第三部分與該介質(zhì)層的各該開口表面之間。
14.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各該加熱裝置的長寬比在0.8～3.0之間。
15.根據(jù)權利要求13所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各該加熱裝置的尺寸是長度在20um～70um以及寬度在20um～70um之間。
16.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該導體層的材質(zhì)包括AlCu或Au。
17.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層的材質(zhì)包括TaAl、TaN或摻雜多晶硅。
18.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是上述隔離結(jié)構(gòu)包括場氧化層。
19.根據(jù)權利要求1所述的噴墨打印頭芯片，其特征是上述加熱裝置的數(shù)量是至少50個。
20.一種噴墨打印頭芯片，其特征是包括基底；多個晶體管，位于該基底上，其中各晶體管包括柵極，位于該基底上；源極與漏極，分別位于該柵極兩側(cè)的該基底內(nèi)；以及柵氧化層，位于該柵極與該基底之間，其中該柵氧化層的厚度小于800埃；多個隔離結(jié)構(gòu)，位于該基底表面并隔離上述晶體管；多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層，是由兩層阻擋層以及位于上述阻擋層之間的平坦層所構(gòu)成，而覆蓋上述晶體管與上述隔離結(jié)構(gòu)，其中該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層具有多個開口，上述開口暴露出各該晶體管的該源極與該漏極；電阻層，位于該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上，其中該電阻層具有多個加熱區(qū)域；第一導體部分，位于該電阻層上且暴露出上述加熱區(qū)域，以使上述加熱區(qū)域成為多個加熱裝置；第二導體部分，位于該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至該漏極，且該第二導體部分與該第一導體部分電連接；以及第三導體部分，位于該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層上并通過上述開口電連接至該源極。
21.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該柵氧化層的厚度小于250埃。
22.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的該平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
23.根據(jù)權利要求22所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該平坦層的厚度為0.09um-1.4um。
24.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的上述阻擋層的材質(zhì)包括等離子增強式氧化層或低壓成形氧化層以及該平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
25.根據(jù)權利要求24所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各該阻擋層的厚度為0.09um-0.33um，而該平坦層的厚度為0.09um-1.4um。
26.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是還包括鈍化層，覆蓋該電阻層與該導體層；以及空穴層，位于上述加熱區(qū)域上方的該鈍化層上。
27.根據(jù)權利要求26所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該鈍化層包括SiN層、SiC層或SiN與SiC的疊層。
28.根據(jù)權利要求26所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該空穴層的材質(zhì)包括Ta、W或Mo。
29.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分和該第二導體部分屬于同一導體層，而該第三導體部分是另一導體層。
30.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第二導體部分和該第三導體部分屬于同一導體層，而該第一導體部分是另一導體層。
31.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分和該第三導體部分屬于同一導體層，而該第二導體部分是另一導體層。
32.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分、該第二導體部分和該第三導體部分是互不相同的導體層。
33.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該第一導體部分、該第二導體部分和該第三導體部分是同一層導體層所定義出來的三個部分。
34.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層還包括延伸至該導體層的該第二部分與該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的各該開口表面之間。
35.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層還包括位于該導體層的該第三部分與該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的各該開口表面之間。
36.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各加熱裝置的長寬比在0.8～3.0之間。
37.根據(jù)權利要求36所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各加熱裝置的尺寸是長度在20um～70um以及寬度在20um～70um之間。
38.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該導體層的材質(zhì)包括AlCu或Au。
39.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該電阻層的材質(zhì)包括TaAl、TaN或摻雜多晶硅。
40.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是上述隔離結(jié)構(gòu)包括場氧化層。
41.根據(jù)權利要求20所述的噴墨打印頭芯片，其特征是上述加熱裝置的數(shù)量是至少50個。
42.一種噴墨打印頭芯片，其特征是包括基底；多個晶體管電路，位于該基底上，各該晶體管電路包含柵氧化層，該柵氧化層的厚度小于800埃；多個薄膜層，形成于上述晶體管電路上，上述薄膜層包含有電阻層，該電阻層形成多個加熱裝置，上述加熱裝置與其對應的上述晶體管電路電連接，可通過提供電流至每一加熱裝置，于該加熱裝置上產(chǎn)生小于2GW/m2的功率密度，其中各該加熱裝置的電阻值小于95ohm。
43.根據(jù)權利要求42所述的噴墨打印頭芯片，其特征是上述薄膜層包含有多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層，該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層由兩層阻擋層以及位于上述阻擋層之間的平坦層所構(gòu)成。
44.根據(jù)權利要求43所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
45.根據(jù)權利要求44所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該平坦層的厚度為0.09um-1.4um。
46.根據(jù)權利要求43所述的噴墨打印頭芯片，其特征是該多層疊合結(jié)構(gòu)介質(zhì)層的上述阻擋層的材質(zhì)包括等離子增強式氧化層或低壓成形氧化層以及該平坦層的材質(zhì)包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
47.根據(jù)權利要求46所述的噴墨打印頭芯片，其特征是各阻擋層的厚度為0.09um-0.33um，而該平坦層的厚度為0.09um-1.4um。
全文摘要
一種噴墨打印頭芯片包含基底、晶體管、隔離結(jié)構(gòu)、介質(zhì)層、電阻層以及數(shù)個導體部分。每個晶體管包括柵極、源極、漏極以及位于柵極與基底間的柵氧化層，其中柵氧化層的厚度小于800埃()。隔離結(jié)構(gòu)則在基底表面并隔離各晶體管，介質(zhì)層則覆蓋晶體管與隔離結(jié)構(gòu)，其中介質(zhì)層具有暴露出源極與漏極的開口。電阻層有數(shù)個加熱區(qū)域并位于介質(zhì)層上。導體部分中的第一導體部分是位于電阻層上且暴露出加熱區(qū)域以使其成為加熱裝置，其中各加熱裝置的電阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m
文檔編號B41J2/16GK1853933SQ200510066518
公開日2006年11月1日 申請日期2005年4月27日 優(yōu)先權日2005年4月27日
發(fā)明者李致淳, 胡瑞華, 陳佳麟, 賴偉夫 申請人:國際聯(lián)合科技股份有限公司