半導体基板接続ビア
第１導電層（１０４）とシリケートガラス層（１０６）の縁部を互いに隣接させて、半導体基板（４１）まで延在するビア（１６４）に沿って延在させる。導電体（１１４／１１６）は、ビア（１６４）を通り延在して、半導体基板（４１）と接触する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
電気装置には、トランジスタ等の電気部品を形成するために半導体基板を含むことがある。高電圧や連続運転の結果、基板のトランジスタ付近で電荷が蓄積することがあり、それが原因でトランジスタの閾電圧が低下して、基板に寄生横バイポーラトランジスタを形成する可能性がある。蓄積した電荷を基板のトランジスタ付近から引抜くことで、そうした問題を軽減できる。しかしながら、基板と電気的に接続する構造では、製造が一層複雑になり、製造コストがかかり、貴重な空間を占領し、性能が不十分となる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】例示的な実施形態による流体吐出装置を概略的に示す回路図である。
【図２】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置の断面図である。
【図３】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図４】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図５】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図６】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図７】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置のサブタップの別の実施例の平面図である。
【図８】例示的な実施形態による図７の８‐８線に沿ったサブタップの断面図である。
【図９】例示的な実施形態による図７の９‐９線に沿ったサブタップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
図１及び図２では、例示的な実施形態による流体吐出装置２０を説明している。図１は、流体吐出装置２０の概略図である。以下で記載するように、流体吐出装置２０は、半導体基板からの電荷を引抜くためのサブタップ構造を含むが、このサブタップはそれ程複雑ではなく、製造コストが低く、十分な性能を提供できる。
【０００４】
図１で概略的に示すように、流体吐出装置２０には通常、発射回路２６と、発射室２８と、発射電圧源３０と、アドレス線３２と、グランド３６と、サブタップ３８とを、含む。発射回路２６には、基板４１で支持し、発射室２８に対向する抵抗器を選択的に加熱又は発射させ、それにより発射室２８内の流体を部分的に気化させ、強制的に残留流体を発射室２８から外に出すように構成した電気部品又は電気素子を備える。図１で概略的に示したように、発射回路２６には、薄膜トランジスタ４０と抵抗器４２とを含む。トランジスタ４０には、抵抗器４２に接続するドレイン４４と、グランド３６に接続するソース４６と、ゲート誘電体５０によってソース４６及びドレイン４４から離間し、アドレス線３２に電気的に接続するゲート４８とを、含む。抵抗器４２を、ドレイン４４と発射電圧源３０との間に電気的に接続する。運転中、特定の発射室２８から流体を吐出するために、アドレス線３２によりゲート４８に電荷を供給し、ドレイン４４をソース４６に電気的に接続する。その結果、発射電圧源３０から電流が、グランド３６に向けた抵抗器４２、即ち加熱抵抗器４２を通過して、発射室２８から流体を気化及び吐出するように、流れる。
【０００５】
サブタップ３８には、導電線と、ビアと、コンタクトとを備え、又は構造は、基板４１をグランド３６に電気的に接続している。サブタップ３８により、基板４１に蓄積された電荷、特にトランジスタ４０周囲に蓄積された電荷を、引抜く。その結果、寄生横バイポーラトランジスタ形成に繋がる可能性があるトランジスタの閾電圧低下を、抑制できる。
【０００６】
図２は、流体吐出装置２０の例示的な実構造を説明する断面図である。図２で示すように、流体吐出装置２０には、基板４１と、誘電層１００と、導電層１０２、１０４と、シリケートガラス層１０６と、電気抵抗層１０８と、導電層１１０と、誘電層１１２と、導電層１１４、１１６と、バリヤ層１１８と、オリフィス層１１９とを含む。加えて、概略的に示すように、流体吐出装置２０にはまた、発射電圧源３０と、アドレス線電圧源３２と、グランド３６とを含む。
【０００７】
基板４１は、発射回路２６と、発射室２８と、サブタップ３８とを支持するように構成する１層又は複数の層を備える。特に、基板４１には、発射回路２６用トランジスタを形成するために、基板４１の一部の導電性を高くする一方、他部分の抵抗率を高く保てるように、選択的にドープするよう構成した１つ又は複数の材料を備える。例示的な１実施形態によれば、基板４１にはシリコンを含み、シリコン基板全体が、低濃度にドープして、厳密に制御した仕様範囲内の適度な抵抗率を有するようにし、選択した領域を、導電性を高くするために高濃度にドープする（以下に記載する領域１２０及び１２２）。他の実施形態では、基板４１を他の半導体又は半導電性材料から形成してもよい。
【０００８】
図示した実施例では、基板４１には、導電性のドープ領域１２０、１２２と、ドープ領域１２０と１２２との間の低濃度ドープ領域１２４とを有する。ドープ領域１２０をソースとし、ドープ領域１２２（リング形状をした層１０２のゲート構造体で取囲んだ）をドレインとし、低濃度ドープ領域１２４を、関連する発射室２８に電力を供給するために使用するトランジスタのチャネルとする。
【０００９】
誘電層１００には、基板４１上にパターニングした１層又は複数層の誘電材料を含む。１実施形態では、層１００を２段階で形成する。第１段階では、層１００をパターニングするが、層１００で低濃度ドープ領域１２４を覆って画定するようにして、層１００の下位になる基板４１の領域をその後高濃度にドープするのを層１００でブロックするようにする。層１００のこれらの領域は更に、層１０２及び１０４を提供する単一層を次に形成する際に、この層を配置し、整列するのにも役立つ。第２段階では、層１０２及び１０４を形成した後、及びドープして領域１２０及び１２２を形成した後に、基板４１を酸化させて、領域１２０、１２２の表面をパッシベーションし、層１００の更なる部分を成長させる。
【００１０】
図示した実施例では、誘電層１００は、サブタップ３８及びよりドープした領域１２０、１２２に対応する場所を除いて、基板４１全体に亘り延在する。誘電層１００により、トランジスタチャネルとして機能する低濃度ドープ領域１２４を、導電層１０２で提供するトランジスタの上層ゲートから、電気的に分離する。誘電層１００を、層１０２が提供するゲートから発する電界により、低濃度ドープ領域１２４の導電性が高まるように、十分薄くする。図示した実施例では、誘電層１００には、基板４１の酸化表面を含む。基板４１がシリコンを含む図示した実施形態では、層１００にはＳｉＯ2を含む。別の実施形態では、層１００を別の方法で形成してもよい又は他の誘電材料から形成してもよい。
【００１１】
導電層１０２、１０４には、１層又は複数層の導電材料を含む。層１０２、１０４は、層１００の下位部分と自己整合し、次のエッチングが層１００の下位部分から離間するのを、妨げる又は防止する。層１０２は、誘電層１００及び低濃度ドープ領域１２４を被覆し、トランジスタのゲートとして機能する。図示した実施例では、層１０２、１０４には、ポリシリコン（多結晶シリコン、ポリシリコン（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、又はポリ（ｐｏｌｙ）としても知られる）を含む。層１０２及び１０４（誘電層１００上で自己整合した）を、接合領域１２２、１２４をドープするのと同じ処理工程で、低導電率にドープする一方で、層１０２及び１０４により、同時にドーパントがチャネル領域１２４とサブタップ領域３８に侵入するのを防ぐ。これにより、全ての回路部品を作製するのに使う処理工程数を減らせる。
【００１２】
他の実施形態では、層１０２及び１０４を、導電性である基板４１の下位部分をドープできないように構成した他の材料から形成してもよい。更に別の実施形態では、層１０２だけを導電性としてもよく、誘電層１００を、領域１２０をドープする際に、基板４１をドープできないように構成する１層又は複数層から形成する。他の実施形態では、或は層１０４を、基板４１の下位部分をドープできないように構成する誘電材料を含むようにしてもよい。
【００１３】
シリケートガラス層１０６には、基板４１の領域１２０、層１０２、層１０４を被覆する誘電材料製の層を含む。層１０６は、比較的厚みを持たせ、層１０６により、基板４１の領域１２０を、層１０２から、及び抵抗層１０８と導電層１１０から電気的に絶縁する。層１０６はシリケートガラスであるため、層１０６は、基板４１と層１０２、１０４全体に容易に堆積、ブランケット被膜できる。特に、リンを添加すると、シリケートガラス形成層１０６の流動性が高まり、被覆率を向上できる。図示した例示的な実施形態では、シリケートガラス層１０６を、ポリシリケートガラス（ＰＳＧ）から形成する。別の実施形態では、層１０６を、ホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）等の他の形のシリケートガラスから形成してもよい。
【００１４】
抵抗層１０８には、層１０６上に堆積した電気抵抗材料の層を、少なくとも発射室２８の領域内に備える。層１０８は、発射電圧源３０から電流を伝送する際に熱を発する抵抗器４２として機能する。この発射室２８の領域内で層１０８が発した熱により、発射室２８内にある流体の一部を蒸発させ、強制的に発射室２８内にある残りの流体を吐出させる。図示した実施例では、層１０８には、タンタルアルミニウム（ＴａＡｌ）層、即ち共スパッタしたＴａ原子及びＡｌ原子の単層を備える。他の実施形態では、層１０８を、他の抵抗材料から形成してもよい。
【００１５】
導電層１１０（第１金属層（ｍｅｔａｌ １ ｌａｙｅｒ）又は第１金属バス（ｍｅｔａｌ １ ｂｕｓ）と呼ばれることもある）には、１層又は複数層の導電材料を含み、層には、層１０８の一部を発射電圧源３０に電気的に接続する第１部分１２６と、層１０８の第２離間部分をトランジスタ４０のドレインとして機能する領域１２２に電気的に接続する第２部分１２８と、層１０２と接触しており、層１０２をアドレス線電圧源３２に電気的に接続する第３部分１２９と、基板４１の領域１２０（トランジスタ４０の電源として機能する）に電気的に接続し、サブタップ３８周りに（頁に入る方向に）延在して、領域１２０を、グランド３６に接続するボンドパッド１３２に電気的に接続する第４部分１３０と、を含む。層１１０の領域１２８を、基板４１の領域１２２と、層１０８の隣接部分に亘り、層１０６及び１００を通り形成したビア１３４を通して、電気的接続状態にする。１実施形態では、ビア１３４を、層１０６及び１００を通して、掘り下げて形成する。図示した実施例では、層１１０を、アルミニウム層から形成する。１実施形態によれば、層１１０を、抵抗器４２の領域以外、層１０８と一緒にパターニングする。他の実施形態では、層１１０を、他の導電材料から形成してもよい。
【００１６】
誘電層１１２は、パッシベーション層と呼ばれることもあるが、この誘電層１１２には、層１１０上に延在し、層１１０の一部を電気的に絶縁又は隔離する誘電材料の層を１層又は複数層備える。図示した実施例では、層１１２には、領域１４０、１４２、１４４を含む。領域１４０は、層１１０を通り延在して、層１０８と接触し、層１１０の部分１２６と部分１２８とを電気的に分離している。領域１４２は、層１１０を通り層１０６まで延在して、層１１０の領域１２９から領域１２８を電気的に分離している。領域１４４は、層１１０を通り層１０６まで延在して、層１１０の領域１３０から領域１２９を分離している。例示的な１実施形態によれば、誘電層１１２は、ＳｉＣ及びＳｉＮの連続した層から成る。他の実施形態では、誘電層１１２には、他の材料を含んでもよく、誘電層を多く又は少なく有してもよい。
【００１７】
導電層１１４には、導電材料製のパターン層を備える。層１１４には、領域１４６及び１４８を含む。領域１４６（キャビテーション層と呼ばれることもある）は、発射室２８内で層１１２上で層１１２と接触し、抵抗器４２を形成する層１０８の部分と対向して、延在する。領域１４６により、層１０８及び層１１２の一部分で形成した抵抗器４２を、流体吐出後の発射室２８での気泡崩壊による損傷から、保護する。領域１４８は、層１１２のビア１３５を通り延在して、層１１０の領域１３０と接触し、層１１０の領域１３０とボンドパッド１３２の層１１６との間に電気的接続を提供する。図示した実施例では、領域１４８は更にビアを通り、層１１２、層１０６、層１０４内に延在して、基板４１の低濃度ドープ部分と接触して、サブタップ３８の一部を提供する。図示した実施例では、層１１４をタンタルから形成する。他の実施形態では、層１１４を、タングステン又はモリブデン等他の金属から形成してもよい。
【００１８】
層１１６は、層１１４の領域１４８上にパターニングした導電材料の層を備える。層１１６を、層１１４と比べて比較的抵抗を低くする。層１１６でボンドパッド１３２の表面を形成する。層１１６は更に、基板４１まで延在してサブタップ３８を提供する導電層の一部としても機能する。図示した実施例では、層１１６は金の層を備える。他の実施形態では、層１１６を、比較的電気抵抗が低い他の導電材料から形成してもよい。実施形態によっては、層１１６を領域１３０及び基板４１に直接接触させて堆積してもよく、その場合層１１４の領域１４８は省略する。
【００１９】
層１１８は、バリヤ層と呼ばれることがあり、層１１８には、層１１４の領域１４６周囲、及び抵抗器４２周囲に発射室２８を形成するようにパターニングした材料の、１層又は複数層を備える。層１１９はオリフィスプレートと呼ばれることもあり、層１１９は、層１１８上に延在し、発射室２８のノズル開口部１５０を画定するよう構成した１層又は複数層を備える。層１１８と層１１９とで一緒に、オリフィス構造１５２を形成する。オリフィス構造１５２について２層から形成したように図示したが、オリフィス構造１５２を代わりに単一層から又は３層以上から形成してもよい。オリフィス構造１５２を様々なポリマー、エポキシ材料、金属等から形成してもよい。
【００２０】
例示的な１実施形態によれば、流体吐出装置２８を以下のプロセスで形成してもよい。誘電層１００を初めにｐ型シリコン基板４１を含む基板４１上に形成する。１実施形態では、層１００を酸化成長により形成する。その後、ポリシリコンを含む層１０２及び１０４を、単一の連続した層として基板４１に亘り層１３１上に堆積する。１実施形態では、層１０２及び１０４を、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）で堆積する。その後、単一の連続した層をパターニング及びエッチングして、層１０２及び１０４を形成する。次に、層４１をドープして、領域１２０及び１２２を形成する。上述したように、層１０２により領域１２４のドープを阻止し、一方層１０４はサブタップ３８の下の基板４１部分のドープを阻止する。
【００２１】
こうしたドープ後、シリケートガラス層１０６を堆積し、次に固化又は高密度化を行う。１実施形態では、層１０６を、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）で堆積する。図２で示すように、層１０６の一部をパターニング及びエッチングして、ビア１３４を形成し、また層１０４の上面を露出させる。その後、層１０８及び１１０を堆積する。１実施形態では、層１０８及び１１０を、スパッタリングで堆積する。かかる堆積後、層１１０及び１０８の一部を、パターニング及びエッチングして、層１０６にまで延在して接触する開口部１５８及び１５９を形成し、また層１１０を通り延在し、更に層１０４を通り延在して基板４１に接触する開口部１６０を形成する。その後、層１１０の一部をパターニング及びエッチングして、層１０８にまで延在して接触する開口部１５６を（領域１２６と１２８との間に）形成する。
【００２２】
このような開口部又は間隙部を形成した直後に、層１１２を堆積する。１実施形態では、層１１２をスパッタリングによって堆積する。図１で示すように、層１１２の一部を更にパターニング及びエッチングして、層１１２を通り延在して基板４１に接触するビア１６４を形成する。ビア１６４は前に形成した開口部１６０を被覆する。
【００２３】
ビア１６４を形成したら、層１１４及び１１６を堆積する。１実施形態では、かかる層をスパッタリングによって堆積する。その後、かかる層をパターニング及びエッチングして、領域１４０及び１４２を形成する。上記発射回路２６を形成した後に、オリフィス構造１５２を抵抗器４２周囲に形成して、発射室２８及びノズル開口部１５０を形成する。他の実施形態では、かかる層の１層又は複数層を省略或は、１層又は複数層の追加層を加えてもよい。他の実施形態では、このプロセスを変更してもよい。
【００２４】
図３〜図６では、サブタップ３８（図１で示した）の形成について更に詳細に説明する。図３では、層１０４を層１００上に堆積及びパターニングした後の図１のサブタップ３８の領域について、説明している。図３では更に、シリケートガラス層１０６を堆積及びパターニングして層１０６に開口部１７０を形成した後のサブタップ３８の領域についても、説明している。
【００２５】
図４では、層１１０を堆積して、層１１０の一部を除去した後のサブタップ３８の領域について説明している。図４で示すように、追加の更なるエッチング又はオーバーエッチング（層１１０を通る開口部１６０を形成した後に、追加エッチングを行う）により、層１０４の一部を更に除去して、開口部１７０を通して層１００を露出させる。かかるエッチング中、層１０６は、層１０４を通る開口部１７２の寸法及び位置を制御することで、ハードマスクとして機能し、該開口部１７２を開口部１７０と略整列する。かかるエッチング中に、開口部１７０の寸法も若干大きくしてもよい。層１０６はハードマスクとして機能するので、サブタップ３８を形成するフォトリソグラフィー工程数を減少できる。その結果、製造時間とコストを削減できる。更に、層１０６、層１０４、層１００を通る開口部の合わせずれリスクを軽減できる。
【００２６】
図４で更に示すように、層１１０にかかるエッチング（又は、他の除去プロセス）を施して開口部１６０を形成する間、層１１０の除去部分によって露出した層１０６の最上部も除去する。こうした層１１０のオーバーエッチングにより、層１０６の厚みを開口部１７０及び１７２周囲で減少させる。１実施形態では、かかるオーバーエッチングにより、層１０６の約１０００オングストロームを除去する。その結果、全体的な段差高さＨ（層１０６の最上部と基板４１との間の高さ）を減少させる。次に堆積する層１１４及び１１６の被覆性を向上させて、容易にサブタップ３８による電荷の引抜きを向上させ、次なる化学処理工程下で構造的完全性を向上させる。特に、層１１４及び１１６の被覆性を向上させることで、次なる化学処理工程で、層１１４／１１６が提供する「テント」下に存在するアルミニウム、ＰＳＧ及び／又はポリシリコン層を侵すのを阻止できる。また、こうして保護を向上することで、腐食性のインク蒸気が層１１４／１１６の亀裂やピンホールを通り、アルミニウムとＰＳＧを侵す可能性がある最終的な印字ヘッドに有益である。
【００２７】
図５では、層１１２を堆積して、（フォトリソグラフィーによるパターニング及びエッチング等で）一部を除去した後のサブタップ３８の領域について、更に説明している。図５で示すように、層１１２の一部を除去して、層１１２を通る開口部１７３を形成する。層１１２の露出部分をオーバーエッチングして、層１００の露出部分を更に除去して、層１００を通る開口部１７４を形成する。開口部１７４を、開口部１７２及び１７０と略整列させて、基板４１まで延在する全開口部１７６を完成する。ここでもまた、層１０６を、層１００の一部をエッチング及び除去するためのハードマスクとして機能させて、基板４１を露出するビア１７６を形成する。
【００２８】
図５で更に示すように、こうした層１１２の除去又はオーバーエッチング中に、層１０６の更なる厚みを除去する。１実施形態では、層１０６の約２０００オングストロームの更なる厚みを除去して、サブタップ３８を形成するビア１７６の段差高さＨを一層低くする。その結果、次に堆積する層１１４及び１１６の被覆性が一層向上して、容易にサブタップ３８による電荷の引抜きが向上する。
【００２９】
図６では、層１１４及び１１６（集合的に第２金属層（ｍｅｔａｌ ２ ｌａｙｅｒ）又は第２金属バス（ｍｅｔａｌ ２ ｂｕｓ）と呼ばれることもある）を堆積した後のサブタップ３８の領域について説明している。１実施形態では、層１１４、１１６をスパッタリングで堆積する。他の実施形態では、堆積を他の方法で達成してもよい。図６で示すように、例示的な１実施形態によれば、層１１２を通り層１１０と接触するビア１８０を、フォトリソグラフィー及びそれに続くプラズマエッチングにより形成する。その結果、層１１４、１１６を、層１１０に（図２でも示したように、ボンドパッド１３２下で）電気的に接続する。
【００３０】
図６で更に示すように、層１１４、１１６は、層１１２上に層１０６、１０４、１００の隣接する縁部に沿って延在して、基板４１と電気的に接触している。図６で示すように、層１１０及び層１１２をオーバーエッチングする間に、層１０６を除去することで、層１１４、１１６（第２金属層）の段差高さが減少する。図示した実施例では、層１１４／１１６の段を、少なくとも約３０００オングストロームの距離Ｄだけ層１１０（第１金属）段より実質的に低くしている。その結果、層１１４／１１６の段差被覆性が向上した。
【００３１】
全体的に見て、上述したサブタップ３８及びサブタップ３８を形成する上記プロセスにより、幾つかの利点を提供する。層１０６がサブタップビアの寸法及び位置を制御するハードマスクとして機能するため、このビアをフォトリソグラフィーで画定するソフトマスクを省略でき、製造コストを削減し時間を短縮できる。また、合わせずれリスクも軽減できる。合わせずれリスクが軽減することで、サブタップ３８の配置を一層正確に制御でき、サブタップ３８をトランジスタ４４に近接して配設できる。これにより、サブタップの有効性（性能）を向上できる一方で、サブタップ３８の全表面積も削減できる。
【００３２】
また、サブタップ３８のビア１７６周囲の層１０６部分の厚み（通常、基板４１上に形成した電気回路の層の中で最も厚くなる）を、層１１０及び１１２をオーバーエッチングする間に侵食するので、段差高さが減少し、接触角を層１１４、１１６のビア縁部に沿って減少できる。その結果、層１１４、１１６の被覆性が向上し、サブタップ３８が基板４１から電荷を引抜く能力が高まる。更に、続く化学処理工程下での構造的完全性が向上する。特に、層１１４及び１１６の被覆性が向上することで、続く化学処理工程で、層１１４／１１６で提供した「テント」下に存在するアルミニウム、ＰＳＧ及び／又はポリシリコン層を侵すのを阻止できる。また、こうして保護を向上することで、腐食性のインク蒸気が層１１４／１１６の亀裂やピンホールを通り、アルミニウムとＰＳＧを侵す可能性がある最終的な印字ヘッドに有益である。
【００３３】
図７〜図９では、図１及び図２で示したサブタップ３８とは別の実施形態の、流体吐出装置３２０のサブタップ３３８について説明している。流体吐出装置３２０は、流体吐出装置３２０にサブタップ３８の代わりにサブタップ３３８を含む以外は、流体吐出装置２０と略同じである。流体吐出装置３２０の他の要素は、図１で示したものである。図７は、層１１４／１１６無しのサブタップ３３８領域の平面図である。図８及び図９は、層１１４、１１６を含む領域の断面図である。
【００３４】
サブタップ３３８は、該サブタップ３３８では２つのビアの代わりに１つの長いビアで全構造をカバーして、サブタップ３３８をよりコンパクトにできる点以外は、サブタップ３８と同様である。その代わり、層１１０の内縁部に沿って、開口部１７０、１７２、１７４で形成するビア１７６周囲で延在する層１１２の一部１８３（図６で示す）を省略して、層１１４、１１６が層１１０の上縁及び側縁部分とビア１７６周囲で接触するようにする。特に、図７で示したように、層１１２を通る開口部１７３（図６で示す）を拡幅して、開口部３７３を形成する。１実施形態では、開口部３７３の縁部３７５を、図６に示したサブタップ３８のビア１８０の外縁１８１と対応させてもよい。その結果、サブタップ３３８が占領する表面積又は実質的な空間は、さらに小さくなる。
【００３５】
例示的な１実施形態によれば、層１１０を通る開口部１６０を、約６(ｍＸ８(ｍとする。層１１２を通る開口部３７３を、約６(ｍＸ２０(ｍとする。その結果、層１１０と層１１４、１１６が互いに、開口部１６０の各側に関して面積６(ｍＸ６(ｍ上で重なる。サブタップ３３８の幅は９(ｍ未満に減少しており、名目上約８(ｍなので、層１１０の導電性のバスラインの幅も減少でき、貴重な実質的空間を節約できる。
【００３６】
図８及び図９で更に示すように、層１１０及び層１１２のオーバーエッチング中に、層１０６の側縁部を拡幅して先細にする。その結果、形状角又は接触角Ａを、約９０度にするのではなく、７５度未満まで減少させる。１実施形態では、接触角を約７０度まで減少させる。こうして接触角を減少することで、層１０４及び１０６の縁部上への層１１４、１１６の被覆性が更に向上して、サブタップ３３８が基板４１から電荷を引抜く能力が向上する。また、図１に示したサブタップ３８の接触角は、７５度未満で、名目上は約７０度である。サブタップ３８と同様に、サブタップ３３８により、位置合わせを向上させ、合わせずれリスクを減少させ、緩やかな段差高さにして、サブタップ３８領域に必要な全面積を減少できる。
【００３７】
本開示について例示的な実施形態を参照して記述したが、当業者は、請求項に記載した対象の精神及び範囲から逸脱することなく、形状及び詳細について変更を行えるものと理解するであろう。例えば、異なる例示的な実施形態を、１つ又は複数の利益を提供する１つ又は複数の特徴を含むように記述したかも知れないが、記述した特徴は互いに交換できる、或は記述した例示的な実施形態又は他の別の実施形態において、互いに組合せてもよいと、考えられる。本開示の技術は比較的複雑であるため、本技術に関する全ての変更を予見できるというわけではない。例示的な実施形態を参照して記載し、以下の請求項で明記する本開示は、明らかに出来る限り広範なものとする。例えば、具体的に言及しない限り、単一の特定要素を引用する請求項には、複数のかかる特定要素も包含する。
【背景技術】
【０００１】
電気装置には、トランジスタ等の電気部品を形成するために半導体基板を含むことがある。高電圧や連続運転の結果、基板のトランジスタ付近で電荷が蓄積することがあり、それが原因でトランジスタの閾電圧が低下して、基板に寄生横バイポーラトランジスタを形成する可能性がある。蓄積した電荷を基板のトランジスタ付近から引抜くことで、そうした問題を軽減できる。しかしながら、基板と電気的に接続する構造では、製造が一層複雑になり、製造コストがかかり、貴重な空間を占領し、性能が不十分となる可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】例示的な実施形態による流体吐出装置を概略的に示す回路図である。
【図２】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置の断面図である。
【図３】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図４】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図５】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図６】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置においてサブタップを形成するところを概略的に説明する断面図である。
【図７】例示的な実施形態による図１の流体吐出装置のサブタップの別の実施例の平面図である。
【図８】例示的な実施形態による図７の８‐８線に沿ったサブタップの断面図である。
【図９】例示的な実施形態による図７の９‐９線に沿ったサブタップの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
図１及び図２では、例示的な実施形態による流体吐出装置２０を説明している。図１は、流体吐出装置２０の概略図である。以下で記載するように、流体吐出装置２０は、半導体基板からの電荷を引抜くためのサブタップ構造を含むが、このサブタップはそれ程複雑ではなく、製造コストが低く、十分な性能を提供できる。
【０００４】
図１で概略的に示すように、流体吐出装置２０には通常、発射回路２６と、発射室２８と、発射電圧源３０と、アドレス線３２と、グランド３６と、サブタップ３８とを、含む。発射回路２６には、基板４１で支持し、発射室２８に対向する抵抗器を選択的に加熱又は発射させ、それにより発射室２８内の流体を部分的に気化させ、強制的に残留流体を発射室２８から外に出すように構成した電気部品又は電気素子を備える。図１で概略的に示したように、発射回路２６には、薄膜トランジスタ４０と抵抗器４２とを含む。トランジスタ４０には、抵抗器４２に接続するドレイン４４と、グランド３６に接続するソース４６と、ゲート誘電体５０によってソース４６及びドレイン４４から離間し、アドレス線３２に電気的に接続するゲート４８とを、含む。抵抗器４２を、ドレイン４４と発射電圧源３０との間に電気的に接続する。運転中、特定の発射室２８から流体を吐出するために、アドレス線３２によりゲート４８に電荷を供給し、ドレイン４４をソース４６に電気的に接続する。その結果、発射電圧源３０から電流が、グランド３６に向けた抵抗器４２、即ち加熱抵抗器４２を通過して、発射室２８から流体を気化及び吐出するように、流れる。
【０００５】
サブタップ３８には、導電線と、ビアと、コンタクトとを備え、又は構造は、基板４１をグランド３６に電気的に接続している。サブタップ３８により、基板４１に蓄積された電荷、特にトランジスタ４０周囲に蓄積された電荷を、引抜く。その結果、寄生横バイポーラトランジスタ形成に繋がる可能性があるトランジスタの閾電圧低下を、抑制できる。
【０００６】
図２は、流体吐出装置２０の例示的な実構造を説明する断面図である。図２で示すように、流体吐出装置２０には、基板４１と、誘電層１００と、導電層１０２、１０４と、シリケートガラス層１０６と、電気抵抗層１０８と、導電層１１０と、誘電層１１２と、導電層１１４、１１６と、バリヤ層１１８と、オリフィス層１１９とを含む。加えて、概略的に示すように、流体吐出装置２０にはまた、発射電圧源３０と、アドレス線電圧源３２と、グランド３６とを含む。
【０００７】
基板４１は、発射回路２６と、発射室２８と、サブタップ３８とを支持するように構成する１層又は複数の層を備える。特に、基板４１には、発射回路２６用トランジスタを形成するために、基板４１の一部の導電性を高くする一方、他部分の抵抗率を高く保てるように、選択的にドープするよう構成した１つ又は複数の材料を備える。例示的な１実施形態によれば、基板４１にはシリコンを含み、シリコン基板全体が、低濃度にドープして、厳密に制御した仕様範囲内の適度な抵抗率を有するようにし、選択した領域を、導電性を高くするために高濃度にドープする（以下に記載する領域１２０及び１２２）。他の実施形態では、基板４１を他の半導体又は半導電性材料から形成してもよい。
【０００８】
図示した実施例では、基板４１には、導電性のドープ領域１２０、１２２と、ドープ領域１２０と１２２との間の低濃度ドープ領域１２４とを有する。ドープ領域１２０をソースとし、ドープ領域１２２（リング形状をした層１０２のゲート構造体で取囲んだ）をドレインとし、低濃度ドープ領域１２４を、関連する発射室２８に電力を供給するために使用するトランジスタのチャネルとする。
【０００９】
誘電層１００には、基板４１上にパターニングした１層又は複数層の誘電材料を含む。１実施形態では、層１００を２段階で形成する。第１段階では、層１００をパターニングするが、層１００で低濃度ドープ領域１２４を覆って画定するようにして、層１００の下位になる基板４１の領域をその後高濃度にドープするのを層１００でブロックするようにする。層１００のこれらの領域は更に、層１０２及び１０４を提供する単一層を次に形成する際に、この層を配置し、整列するのにも役立つ。第２段階では、層１０２及び１０４を形成した後、及びドープして領域１２０及び１２２を形成した後に、基板４１を酸化させて、領域１２０、１２２の表面をパッシベーションし、層１００の更なる部分を成長させる。
【００１０】
図示した実施例では、誘電層１００は、サブタップ３８及びよりドープした領域１２０、１２２に対応する場所を除いて、基板４１全体に亘り延在する。誘電層１００により、トランジスタチャネルとして機能する低濃度ドープ領域１２４を、導電層１０２で提供するトランジスタの上層ゲートから、電気的に分離する。誘電層１００を、層１０２が提供するゲートから発する電界により、低濃度ドープ領域１２４の導電性が高まるように、十分薄くする。図示した実施例では、誘電層１００には、基板４１の酸化表面を含む。基板４１がシリコンを含む図示した実施形態では、層１００にはＳｉＯ2を含む。別の実施形態では、層１００を別の方法で形成してもよい又は他の誘電材料から形成してもよい。
【００１１】
導電層１０２、１０４には、１層又は複数層の導電材料を含む。層１０２、１０４は、層１００の下位部分と自己整合し、次のエッチングが層１００の下位部分から離間するのを、妨げる又は防止する。層１０２は、誘電層１００及び低濃度ドープ領域１２４を被覆し、トランジスタのゲートとして機能する。図示した実施例では、層１０２、１０４には、ポリシリコン（多結晶シリコン、ポリシリコン（ｐｏｌｙ-Ｓｉ）、又はポリ（ｐｏｌｙ）としても知られる）を含む。層１０２及び１０４（誘電層１００上で自己整合した）を、接合領域１２２、１２４をドープするのと同じ処理工程で、低導電率にドープする一方で、層１０２及び１０４により、同時にドーパントがチャネル領域１２４とサブタップ領域３８に侵入するのを防ぐ。これにより、全ての回路部品を作製するのに使う処理工程数を減らせる。
【００１２】
他の実施形態では、層１０２及び１０４を、導電性である基板４１の下位部分をドープできないように構成した他の材料から形成してもよい。更に別の実施形態では、層１０２だけを導電性としてもよく、誘電層１００を、領域１２０をドープする際に、基板４１をドープできないように構成する１層又は複数層から形成する。他の実施形態では、或は層１０４を、基板４１の下位部分をドープできないように構成する誘電材料を含むようにしてもよい。
【００１３】
シリケートガラス層１０６には、基板４１の領域１２０、層１０２、層１０４を被覆する誘電材料製の層を含む。層１０６は、比較的厚みを持たせ、層１０６により、基板４１の領域１２０を、層１０２から、及び抵抗層１０８と導電層１１０から電気的に絶縁する。層１０６はシリケートガラスであるため、層１０６は、基板４１と層１０２、１０４全体に容易に堆積、ブランケット被膜できる。特に、リンを添加すると、シリケートガラス形成層１０６の流動性が高まり、被覆率を向上できる。図示した例示的な実施形態では、シリケートガラス層１０６を、ポリシリケートガラス（ＰＳＧ）から形成する。別の実施形態では、層１０６を、ホウ素リンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）等の他の形のシリケートガラスから形成してもよい。
【００１４】
抵抗層１０８には、層１０６上に堆積した電気抵抗材料の層を、少なくとも発射室２８の領域内に備える。層１０８は、発射電圧源３０から電流を伝送する際に熱を発する抵抗器４２として機能する。この発射室２８の領域内で層１０８が発した熱により、発射室２８内にある流体の一部を蒸発させ、強制的に発射室２８内にある残りの流体を吐出させる。図示した実施例では、層１０８には、タンタルアルミニウム（ＴａＡｌ）層、即ち共スパッタしたＴａ原子及びＡｌ原子の単層を備える。他の実施形態では、層１０８を、他の抵抗材料から形成してもよい。
【００１５】
導電層１１０（第１金属層（ｍｅｔａｌ １ ｌａｙｅｒ）又は第１金属バス（ｍｅｔａｌ １ ｂｕｓ）と呼ばれることもある）には、１層又は複数層の導電材料を含み、層には、層１０８の一部を発射電圧源３０に電気的に接続する第１部分１２６と、層１０８の第２離間部分をトランジスタ４０のドレインとして機能する領域１２２に電気的に接続する第２部分１２８と、層１０２と接触しており、層１０２をアドレス線電圧源３２に電気的に接続する第３部分１２９と、基板４１の領域１２０（トランジスタ４０の電源として機能する）に電気的に接続し、サブタップ３８周りに（頁に入る方向に）延在して、領域１２０を、グランド３６に接続するボンドパッド１３２に電気的に接続する第４部分１３０と、を含む。層１１０の領域１２８を、基板４１の領域１２２と、層１０８の隣接部分に亘り、層１０６及び１００を通り形成したビア１３４を通して、電気的接続状態にする。１実施形態では、ビア１３４を、層１０６及び１００を通して、掘り下げて形成する。図示した実施例では、層１１０を、アルミニウム層から形成する。１実施形態によれば、層１１０を、抵抗器４２の領域以外、層１０８と一緒にパターニングする。他の実施形態では、層１１０を、他の導電材料から形成してもよい。
【００１６】
誘電層１１２は、パッシベーション層と呼ばれることもあるが、この誘電層１１２には、層１１０上に延在し、層１１０の一部を電気的に絶縁又は隔離する誘電材料の層を１層又は複数層備える。図示した実施例では、層１１２には、領域１４０、１４２、１４４を含む。領域１４０は、層１１０を通り延在して、層１０８と接触し、層１１０の部分１２６と部分１２８とを電気的に分離している。領域１４２は、層１１０を通り層１０６まで延在して、層１１０の領域１２９から領域１２８を電気的に分離している。領域１４４は、層１１０を通り層１０６まで延在して、層１１０の領域１３０から領域１２９を分離している。例示的な１実施形態によれば、誘電層１１２は、ＳｉＣ及びＳｉＮの連続した層から成る。他の実施形態では、誘電層１１２には、他の材料を含んでもよく、誘電層を多く又は少なく有してもよい。
【００１７】
導電層１１４には、導電材料製のパターン層を備える。層１１４には、領域１４６及び１４８を含む。領域１４６（キャビテーション層と呼ばれることもある）は、発射室２８内で層１１２上で層１１２と接触し、抵抗器４２を形成する層１０８の部分と対向して、延在する。領域１４６により、層１０８及び層１１２の一部分で形成した抵抗器４２を、流体吐出後の発射室２８での気泡崩壊による損傷から、保護する。領域１４８は、層１１２のビア１３５を通り延在して、層１１０の領域１３０と接触し、層１１０の領域１３０とボンドパッド１３２の層１１６との間に電気的接続を提供する。図示した実施例では、領域１４８は更にビアを通り、層１１２、層１０６、層１０４内に延在して、基板４１の低濃度ドープ部分と接触して、サブタップ３８の一部を提供する。図示した実施例では、層１１４をタンタルから形成する。他の実施形態では、層１１４を、タングステン又はモリブデン等他の金属から形成してもよい。
【００１８】
層１１６は、層１１４の領域１４８上にパターニングした導電材料の層を備える。層１１６を、層１１４と比べて比較的抵抗を低くする。層１１６でボンドパッド１３２の表面を形成する。層１１６は更に、基板４１まで延在してサブタップ３８を提供する導電層の一部としても機能する。図示した実施例では、層１１６は金の層を備える。他の実施形態では、層１１６を、比較的電気抵抗が低い他の導電材料から形成してもよい。実施形態によっては、層１１６を領域１３０及び基板４１に直接接触させて堆積してもよく、その場合層１１４の領域１４８は省略する。
【００１９】
層１１８は、バリヤ層と呼ばれることがあり、層１１８には、層１１４の領域１４６周囲、及び抵抗器４２周囲に発射室２８を形成するようにパターニングした材料の、１層又は複数層を備える。層１１９はオリフィスプレートと呼ばれることもあり、層１１９は、層１１８上に延在し、発射室２８のノズル開口部１５０を画定するよう構成した１層又は複数層を備える。層１１８と層１１９とで一緒に、オリフィス構造１５２を形成する。オリフィス構造１５２について２層から形成したように図示したが、オリフィス構造１５２を代わりに単一層から又は３層以上から形成してもよい。オリフィス構造１５２を様々なポリマー、エポキシ材料、金属等から形成してもよい。
【００２０】
例示的な１実施形態によれば、流体吐出装置２８を以下のプロセスで形成してもよい。誘電層１００を初めにｐ型シリコン基板４１を含む基板４１上に形成する。１実施形態では、層１００を酸化成長により形成する。その後、ポリシリコンを含む層１０２及び１０４を、単一の連続した層として基板４１に亘り層１３１上に堆積する。１実施形態では、層１０２及び１０４を、低圧化学気相成長法（ＬＰＣＶＤ）で堆積する。その後、単一の連続した層をパターニング及びエッチングして、層１０２及び１０４を形成する。次に、層４１をドープして、領域１２０及び１２２を形成する。上述したように、層１０２により領域１２４のドープを阻止し、一方層１０４はサブタップ３８の下の基板４１部分のドープを阻止する。
【００２１】
こうしたドープ後、シリケートガラス層１０６を堆積し、次に固化又は高密度化を行う。１実施形態では、層１０６を、常圧化学気相成長法（ＡＰＣＶＤ）で堆積する。図２で示すように、層１０６の一部をパターニング及びエッチングして、ビア１３４を形成し、また層１０４の上面を露出させる。その後、層１０８及び１１０を堆積する。１実施形態では、層１０８及び１１０を、スパッタリングで堆積する。かかる堆積後、層１１０及び１０８の一部を、パターニング及びエッチングして、層１０６にまで延在して接触する開口部１５８及び１５９を形成し、また層１１０を通り延在し、更に層１０４を通り延在して基板４１に接触する開口部１６０を形成する。その後、層１１０の一部をパターニング及びエッチングして、層１０８にまで延在して接触する開口部１５６を（領域１２６と１２８との間に）形成する。
【００２２】
このような開口部又は間隙部を形成した直後に、層１１２を堆積する。１実施形態では、層１１２をスパッタリングによって堆積する。図１で示すように、層１１２の一部を更にパターニング及びエッチングして、層１１２を通り延在して基板４１に接触するビア１６４を形成する。ビア１６４は前に形成した開口部１６０を被覆する。
【００２３】
ビア１６４を形成したら、層１１４及び１１６を堆積する。１実施形態では、かかる層をスパッタリングによって堆積する。その後、かかる層をパターニング及びエッチングして、領域１４０及び１４２を形成する。上記発射回路２６を形成した後に、オリフィス構造１５２を抵抗器４２周囲に形成して、発射室２８及びノズル開口部１５０を形成する。他の実施形態では、かかる層の１層又は複数層を省略或は、１層又は複数層の追加層を加えてもよい。他の実施形態では、このプロセスを変更してもよい。
【００２４】
図３〜図６では、サブタップ３８（図１で示した）の形成について更に詳細に説明する。図３では、層１０４を層１００上に堆積及びパターニングした後の図１のサブタップ３８の領域について、説明している。図３では更に、シリケートガラス層１０６を堆積及びパターニングして層１０６に開口部１７０を形成した後のサブタップ３８の領域についても、説明している。
【００２５】
図４では、層１１０を堆積して、層１１０の一部を除去した後のサブタップ３８の領域について説明している。図４で示すように、追加の更なるエッチング又はオーバーエッチング（層１１０を通る開口部１６０を形成した後に、追加エッチングを行う）により、層１０４の一部を更に除去して、開口部１７０を通して層１００を露出させる。かかるエッチング中、層１０６は、層１０４を通る開口部１７２の寸法及び位置を制御することで、ハードマスクとして機能し、該開口部１７２を開口部１７０と略整列する。かかるエッチング中に、開口部１７０の寸法も若干大きくしてもよい。層１０６はハードマスクとして機能するので、サブタップ３８を形成するフォトリソグラフィー工程数を減少できる。その結果、製造時間とコストを削減できる。更に、層１０６、層１０４、層１００を通る開口部の合わせずれリスクを軽減できる。
【００２６】
図４で更に示すように、層１１０にかかるエッチング（又は、他の除去プロセス）を施して開口部１６０を形成する間、層１１０の除去部分によって露出した層１０６の最上部も除去する。こうした層１１０のオーバーエッチングにより、層１０６の厚みを開口部１７０及び１７２周囲で減少させる。１実施形態では、かかるオーバーエッチングにより、層１０６の約１０００オングストロームを除去する。その結果、全体的な段差高さＨ（層１０６の最上部と基板４１との間の高さ）を減少させる。次に堆積する層１１４及び１１６の被覆性を向上させて、容易にサブタップ３８による電荷の引抜きを向上させ、次なる化学処理工程下で構造的完全性を向上させる。特に、層１１４及び１１６の被覆性を向上させることで、次なる化学処理工程で、層１１４／１１６が提供する「テント」下に存在するアルミニウム、ＰＳＧ及び／又はポリシリコン層を侵すのを阻止できる。また、こうして保護を向上することで、腐食性のインク蒸気が層１１４／１１６の亀裂やピンホールを通り、アルミニウムとＰＳＧを侵す可能性がある最終的な印字ヘッドに有益である。
【００２７】
図５では、層１１２を堆積して、（フォトリソグラフィーによるパターニング及びエッチング等で）一部を除去した後のサブタップ３８の領域について、更に説明している。図５で示すように、層１１２の一部を除去して、層１１２を通る開口部１７３を形成する。層１１２の露出部分をオーバーエッチングして、層１００の露出部分を更に除去して、層１００を通る開口部１７４を形成する。開口部１７４を、開口部１７２及び１７０と略整列させて、基板４１まで延在する全開口部１７６を完成する。ここでもまた、層１０６を、層１００の一部をエッチング及び除去するためのハードマスクとして機能させて、基板４１を露出するビア１７６を形成する。
【００２８】
図５で更に示すように、こうした層１１２の除去又はオーバーエッチング中に、層１０６の更なる厚みを除去する。１実施形態では、層１０６の約２０００オングストロームの更なる厚みを除去して、サブタップ３８を形成するビア１７６の段差高さＨを一層低くする。その結果、次に堆積する層１１４及び１１６の被覆性が一層向上して、容易にサブタップ３８による電荷の引抜きが向上する。
【００２９】
図６では、層１１４及び１１６（集合的に第２金属層（ｍｅｔａｌ ２ ｌａｙｅｒ）又は第２金属バス（ｍｅｔａｌ ２ ｂｕｓ）と呼ばれることもある）を堆積した後のサブタップ３８の領域について説明している。１実施形態では、層１１４、１１６をスパッタリングで堆積する。他の実施形態では、堆積を他の方法で達成してもよい。図６で示すように、例示的な１実施形態によれば、層１１２を通り層１１０と接触するビア１８０を、フォトリソグラフィー及びそれに続くプラズマエッチングにより形成する。その結果、層１１４、１１６を、層１１０に（図２でも示したように、ボンドパッド１３２下で）電気的に接続する。
【００３０】
図６で更に示すように、層１１４、１１６は、層１１２上に層１０６、１０４、１００の隣接する縁部に沿って延在して、基板４１と電気的に接触している。図６で示すように、層１１０及び層１１２をオーバーエッチングする間に、層１０６を除去することで、層１１４、１１６（第２金属層）の段差高さが減少する。図示した実施例では、層１１４／１１６の段を、少なくとも約３０００オングストロームの距離Ｄだけ層１１０（第１金属）段より実質的に低くしている。その結果、層１１４／１１６の段差被覆性が向上した。
【００３１】
全体的に見て、上述したサブタップ３８及びサブタップ３８を形成する上記プロセスにより、幾つかの利点を提供する。層１０６がサブタップビアの寸法及び位置を制御するハードマスクとして機能するため、このビアをフォトリソグラフィーで画定するソフトマスクを省略でき、製造コストを削減し時間を短縮できる。また、合わせずれリスクも軽減できる。合わせずれリスクが軽減することで、サブタップ３８の配置を一層正確に制御でき、サブタップ３８をトランジスタ４４に近接して配設できる。これにより、サブタップの有効性（性能）を向上できる一方で、サブタップ３８の全表面積も削減できる。
【００３２】
また、サブタップ３８のビア１７６周囲の層１０６部分の厚み（通常、基板４１上に形成した電気回路の層の中で最も厚くなる）を、層１１０及び１１２をオーバーエッチングする間に侵食するので、段差高さが減少し、接触角を層１１４、１１６のビア縁部に沿って減少できる。その結果、層１１４、１１６の被覆性が向上し、サブタップ３８が基板４１から電荷を引抜く能力が高まる。更に、続く化学処理工程下での構造的完全性が向上する。特に、層１１４及び１１６の被覆性が向上することで、続く化学処理工程で、層１１４／１１６で提供した「テント」下に存在するアルミニウム、ＰＳＧ及び／又はポリシリコン層を侵すのを阻止できる。また、こうして保護を向上することで、腐食性のインク蒸気が層１１４／１１６の亀裂やピンホールを通り、アルミニウムとＰＳＧを侵す可能性がある最終的な印字ヘッドに有益である。
【００３３】
図７〜図９では、図１及び図２で示したサブタップ３８とは別の実施形態の、流体吐出装置３２０のサブタップ３３８について説明している。流体吐出装置３２０は、流体吐出装置３２０にサブタップ３８の代わりにサブタップ３３８を含む以外は、流体吐出装置２０と略同じである。流体吐出装置３２０の他の要素は、図１で示したものである。図７は、層１１４／１１６無しのサブタップ３３８領域の平面図である。図８及び図９は、層１１４、１１６を含む領域の断面図である。
【００３４】
サブタップ３３８は、該サブタップ３３８では２つのビアの代わりに１つの長いビアで全構造をカバーして、サブタップ３３８をよりコンパクトにできる点以外は、サブタップ３８と同様である。その代わり、層１１０の内縁部に沿って、開口部１７０、１７２、１７４で形成するビア１７６周囲で延在する層１１２の一部１８３（図６で示す）を省略して、層１１４、１１６が層１１０の上縁及び側縁部分とビア１７６周囲で接触するようにする。特に、図７で示したように、層１１２を通る開口部１７３（図６で示す）を拡幅して、開口部３７３を形成する。１実施形態では、開口部３７３の縁部３７５を、図６に示したサブタップ３８のビア１８０の外縁１８１と対応させてもよい。その結果、サブタップ３３８が占領する表面積又は実質的な空間は、さらに小さくなる。
【００３５】
例示的な１実施形態によれば、層１１０を通る開口部１６０を、約６(ｍＸ８(ｍとする。層１１２を通る開口部３７３を、約６(ｍＸ２０(ｍとする。その結果、層１１０と層１１４、１１６が互いに、開口部１６０の各側に関して面積６(ｍＸ６(ｍ上で重なる。サブタップ３３８の幅は９(ｍ未満に減少しており、名目上約８(ｍなので、層１１０の導電性のバスラインの幅も減少でき、貴重な実質的空間を節約できる。
【００３６】
図８及び図９で更に示すように、層１１０及び層１１２のオーバーエッチング中に、層１０６の側縁部を拡幅して先細にする。その結果、形状角又は接触角Ａを、約９０度にするのではなく、７５度未満まで減少させる。１実施形態では、接触角を約７０度まで減少させる。こうして接触角を減少することで、層１０４及び１０６の縁部上への層１１４、１１６の被覆性が更に向上して、サブタップ３３８が基板４１から電荷を引抜く能力が向上する。また、図１に示したサブタップ３８の接触角は、７５度未満で、名目上は約７０度である。サブタップ３８と同様に、サブタップ３３８により、位置合わせを向上させ、合わせずれリスクを減少させ、緩やかな段差高さにして、サブタップ３８領域に必要な全面積を減少できる。
【００３７】
本開示について例示的な実施形態を参照して記述したが、当業者は、請求項に記載した対象の精神及び範囲から逸脱することなく、形状及び詳細について変更を行えるものと理解するであろう。例えば、異なる例示的な実施形態を、１つ又は複数の利益を提供する１つ又は複数の特徴を含むように記述したかも知れないが、記述した特徴は互いに交換できる、或は記述した例示的な実施形態又は他の別の実施形態において、互いに組合せてもよいと、考えられる。本開示の技術は比較的複雑であるため、本技術に関する全ての変更を予見できるというわけではない。例示的な実施形態を参照して記載し、以下の請求項で明記する本開示は、明らかに出来る限り広範なものとする。例えば、具体的に言及しない限り、単一の特定要素を引用する請求項には、複数のかかる特定要素も包含する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（４１）と、
前記基板（４１）上の第１導電層（１０４）と、
前記第１導電層（１０４）上のシリケートガラス層（１０６）であって、前記シリケートガラス層（１０６）と前記第１導電層（１０４）は隣接する縁部を、前記基板（４１）まで延在するビア（１６４）に沿って有する、前記シリケートガラス層（１０６）と、
前記シリケートガラス層（１０６）上の第２導電層（１１０）と、
前記第２導電層（１１０）上の誘電層（１１２）と、
前記誘電層上の第３導電層（１１４／１１６）であって、前記第２導電層（１１０）と電気的に接触しており、前記ビア（１６４）を通り延在して前記基板（４１）と電気的に接触する前記第３導電層（１１４／１１６）と、
を備えることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記半導体基板（４１）にはシリコンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１導電層（１０４）にはポリシリコンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記縁部の形状角度を７０度以下とすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記シリケートガラス層（１０６）には、前記第２導電層（１１０）下にあり前記基板（４１）から第１距離だけ離間する第１表面と、前記第３導電層（１１４／１１６）下にあり前記基板（４１）からより短い第２距離だけ離間する第２表面と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１導電層（１０４）と前記シリコン層との間に第２誘電層（１１２）を更に備え、前記ビア（１６４）は前記第２誘電層（１１２）を通り延在すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
第２導電層（１１０）にはタンタルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記基板（４１）の一部分をドープし、この部分で少なくとも１つのトランジスタを形成することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第３導電層（１１４／１１６）には、抵抗部分及び前記抵抗部分上の導電部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記導電部分を通る前記抵抗部分への開口部（１５６）と、
前記開口部（１５６）に対向する流体キャビティ（２８）と、
前記流体キャビティ（２８）と連通するノズル開口（１５０）と、
を更に備えることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記誘電層（１１２）で、前記ビア（１６４）と近接する前記第２導電層（１１０）の縁部を被覆することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第３導電層（１１４／１１６）により、前記ビア（１６４）に近接する前記第２導電層（１１０）の縁部を被覆することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア周囲に、前記シリケートガラス層（１０６）の縁部から外側に離間する縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア（１６４）周囲に、前記第１導電層（１０４）の縁部から外側に離間する縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア（１６４）周囲に、約９平方ミクロン以下の幅を持つ縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
第１導電層（１０４）を半導体基板（４１）上に形成すること、
前記第１導電層（１０４）上にシリケートガラス層（１０６）をパターニングすること、
前記第１導電層（１０４）を通るビアを、前記パターニングしたシリケートガラス層（１０６）をハードマスクとして使用して、エッチングすること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１７】
前記シリケートガラス層（１０６）上に第２導電層（１１０）をパターニングすること、を更に含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記導電層（１１０）をオーバーエッチングして、前記シリケートガラス層（１０６）の一部分を前記ビア（１６４）周囲でエッチングすること、を更に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２導電層（１１０）上にパッシベーション層（１１２）をパターニングすることを更に含み、前記パターニングには、前記パッシベーション層（１１２）をオーバーエッチングして、前記シリケートガラス層（１０６）を前記ビア（１６４）周囲でエッチングすることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１】
半導体基板（４１）と、
前記基板（４１）上の第１導電層（１０４）と、
前記第１導電層（１０４）上のシリケートガラス層（１０６）であって、前記シリケートガラス層（１０６）と前記第１導電層（１０４）は隣接する縁部を、前記基板（４１）まで延在するビア（１６４）に沿って有する、前記シリケートガラス層（１０６）と、
前記シリケートガラス層（１０６）上の第２導電層（１１０）と、
前記第２導電層（１１０）上の誘電層（１１２）と、
前記誘電層上の第３導電層（１１４／１１６）であって、前記第２導電層（１１０）と電気的に接触しており、前記ビア（１６４）を通り延在して前記基板（４１）と電気的に接触する前記第３導電層（１１４／１１６）と、
を備えることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記半導体基板（４１）にはシリコンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１導電層（１０４）にはポリシリコンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記縁部の形状角度を７０度以下とすることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記シリケートガラス層（１０６）には、前記第２導電層（１１０）下にあり前記基板（４１）から第１距離だけ離間する第１表面と、前記第３導電層（１１４／１１６）下にあり前記基板（４１）からより短い第２距離だけ離間する第２表面と、を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１導電層（１０４）と前記シリコン層との間に第２誘電層（１１２）を更に備え、前記ビア（１６４）は前記第２誘電層（１１２）を通り延在すること、を特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
第２導電層（１１０）にはタンタルを含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記基板（４１）の一部分をドープし、この部分で少なくとも１つのトランジスタを形成することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記第３導電層（１１４／１１６）には、抵抗部分及び前記抵抗部分上の導電部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記導電部分を通る前記抵抗部分への開口部（１５６）と、
前記開口部（１５６）に対向する流体キャビティ（２８）と、
前記流体キャビティ（２８）と連通するノズル開口（１５０）と、
を更に備えることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記誘電層（１１２）で、前記ビア（１６４）と近接する前記第２導電層（１１０）の縁部を被覆することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記第３導電層（１１４／１１６）により、前記ビア（１６４）に近接する前記第２導電層（１１０）の縁部を被覆することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア周囲に、前記シリケートガラス層（１０６）の縁部から外側に離間する縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア（１６４）周囲に、前記第１導電層（１０４）の縁部から外側に離間する縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記第２導電層（１１０）には、前記ビア（１６４）周囲に、約９平方ミクロン以下の幅を持つ縁部を有することを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
第１導電層（１０４）を半導体基板（４１）上に形成すること、
前記第１導電層（１０４）上にシリケートガラス層（１０６）をパターニングすること、
前記第１導電層（１０４）を通るビアを、前記パターニングしたシリケートガラス層（１０６）をハードマスクとして使用して、エッチングすること、
を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１７】
前記シリケートガラス層（１０６）上に第２導電層（１１０）をパターニングすること、を更に含むことを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記導電層（１１０）をオーバーエッチングして、前記シリケートガラス層（１０６）の一部分を前記ビア（１６４）周囲でエッチングすること、を更に含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２導電層（１１０）上にパッシベーション層（１１２）をパターニングすることを更に含み、前記パターニングには、前記パッシベーション層（１１２）をオーバーエッチングして、前記シリケートガラス層（１０６）を前記ビア（１６４）周囲でエッチングすることを特徴とする、請求項１６に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公表番号】特表２０１１−５１５０２４（Ｐ２０１１−５１５０２４Ａ）
【公表日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４８６５８（Ｐ２０１０−５４８６５８）
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５３９５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１０８２０１
【国際公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０５５３９５
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１０８２０１
【国際公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【出願人】（５０３００３８５４）ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル．ピー． (1,145)
【Ｆターム（参考）】
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