半導體設備和制造半導體設備的方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]噴墨技術廣泛用于精確并快速地分散少量流體。噴墨打印機通過在發射室(firing chamber)內生成短高壓脈沖把流體液滴從噴嘴噴射出。在打印期間，這個噴射工藝可每秒重復數千次。噴墨打印設備使用半導體設備來實現，該半導體設備例如是熱噴墨(TIJ)設備或壓電式噴墨(PIJ)設備。例如，TIJ設備是包含發射室中的加熱元件(例如電阻器)以及其他集成電路的半導體設備。為了噴射液滴，電流通過加熱元件。當加熱元件產生熱時，發射室內的少部分流體被蒸發。蒸汽快速擴散，迫使小液滴離開發射室和噴嘴。然后關閉電流并且加熱元件冷卻。蒸汽泡迅速崩塌，從而吸入更多流體到發射室。
【附圖說明】
[0002]相對于下面的附圖描述本發明的一些實施例:
[0003]圖1是根據示例實施方式的噴墨打印機的框圖。
[0004]圖2A至2C顯示了根據示例實施方式的半導體設備的橫截面。
[0005]圖3A和3B顯示了根據示例實施方式的在部分柵蝕刻前的半導體設備的各個頂視圖和橫截面視圖。
[0006]圖4A和4B顯示了根據示例實施方式的在部分柵蝕刻后的半導體設備的各個頂視圖和橫截面視圖。
[0007]圖5A是顯示出根據示例實施方式的晶體管電路的示意圖。
[0008]圖5B是根據示例實施方式的在部分柵蝕刻前形成在襯底上的圖5的電路的頂視圖。
[0009]圖6是根據示例實施方式的形成半導體設備的方法的流程圖。
[0010]圖7是根據示例實施方式的在襯底中形成晶體管的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0011]圖1是根據示例實施方式的噴墨打印機102的框圖。噴墨打印機102包含打印控制器106和打印頭108。打印控制器106耦合到打印頭108。打印控制器106接收表示將被打印到介質(為了清楚沒有顯示介質)的圖像的打印數據。打印控制器106產生信號以用于激活打印頭108上的液滴噴射器，從而將墨液噴射到介質上并產生圖像。打印控制器106基于打印數據向打印頭108提供信號。
[0012]打印控制器106包含處理器120、存儲器122、輸入/輸出(1)電路116和各種支持電路118。處理器120可包含本領域已知的任何類型的微處理器。支持電路118可包含高速緩沖存儲器(cache)、電源供應器、時鐘電路、數據寄存器等等。存儲器122可包含隨機存取存儲器、只讀存儲器、高速緩沖存儲器、磁性讀/寫存儲器等或這種存儲器設備的任何組合。1電路116可耦合到打印頭108。1電路116還可耦合到外部設備，例如計算機104。例如，1電路116可從外部設備(例如計算機104)接收打印數據，并使用1電路116將信號提供給打印頭108。
[0013]打印頭108包含多個液滴噴射器110和相關聯的集成電路111。液滴噴射器110是與墨液源(未示出)流體連通以便接收墨液。例如，墨液可從容器被提供。在示例中，打印頭108是熱噴墨(TI J)設備。液滴噴射器110通常包含加熱元件、發射室和噴嘴。來自墨液源的墨液填充發射室。為了噴射液滴，電路111產生的電流通過臨近發射室放置的加熱器元件。加熱元件產生熱，熱蒸發發射室內的少部分流體。蒸汽迅速膨脹，迫使小液滴離開發射室和噴嘴。然后關閉電流并且電阻器冷卻。蒸汽泡迅速崩塌，從而從墨液源吸入更多流體到發射室。
[0014]電路111包含形成在打印頭108上的作為集成電路部分的導體和各種電路元件。具體來說，電路111包含用于各種目的的晶體管112，該目的例如是將信號提供給液滴噴射器或執行更高級電路，例如邏輯柵、移位寄存器、地址發生器、多路器/信號分離器、芯片上存儲器等等。在一些電路中，彼此靠近布置多個晶體管(例如級聯配置晶體管)。在標準互補金屬氧化物半導體(CMOS)工藝中，使用場氧化物(FOX)、淺槽隔離(STI)、深槽隔離(DTI)等彼此隔離晶體管。但是，為了降低成本，一些打印頭使用無場氧化物工藝來生產。由于沒有場氧化物(或類似特征)隔離單獨的晶體管，晶體管必須用封閉型柵結構來布置。
[0015]例如，在N型金屬氧化物半導體(NMOS)的無場氧化物工藝中，柵極在半導體襯底上形成為環。內部摻雜區域形成在襯底的環內而外部摻雜區域形成在環外，通過溝道與內部摻雜區域隔離。內部和外部摻雜區域作為晶體管的源極和漏極。如果兩個或更多個晶體管級聯并共享公共的源極/漏極，附加柵環就必須同心設置在襯底上。與具有FOX等的工業CMOS設計相比，在面積方面這個晶體管布局不是高效的。另外，布局變得更加復雜，要求更多的半導體面積并增加成本。下面討論的示例通過使用部分蝕刻柵NMOS晶體管工藝來形成晶體管提高無場氧化物工藝的晶體管布局的效率，該工藝需要更少的半導體面積以用于較高的組裝密度(packing density)并用于降低生產成本。另外，由于更小尺寸的電容，最終的設備表現出增加電氣速度。
[0016]圖2A至2C顯示了根據示例實施方式的半導體設備的橫截面。橫截面示出了在NMOS晶體管工藝的不同步驟后的設備。如圖2A所示，設備包含具有沉積于其上的柵氧化物(GOX)204的襯底202。多晶硅層206沉積在GOX層204上。多晶硅層206作為硬掩膜以在襯底202中產生N+摻雜區域210和212，并且多晶硅層206將被同位摻雜以便較低的電阻。介電層208沉積在多晶硅層206上。介電層208可是任何類型的絕緣體材料，例如磷硅酸鹽玻璃(PSG)或硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)。
[0017]如步驟圖2B所示，使用光刻技術(例如使用接觸掩膜)掩蔽介電層208，并對介電層208進行蝕刻以形成多晶硅層206的暴露部分214。可使用蝕刻控制和選擇性技術而將蝕刻設計成停止在多晶硅層206。
[0018]如圖2C所示，金屬層216使用覆蓋至少多晶硅層206的暴露部分214的掩膜而沉積在介電層上。因此，沒有金屬沉積在多晶硅層206的暴露部分214上。蝕刻金屬層216形成導體圖案。金屬層216的蝕刻工藝還將去除多晶硅