半导体设备和制造半导体设备的方法雷火竞技

　　[0001]喷墨技术广泛用于精确并快速地分散少量流体。喷墨打印机通过在发射室(firing chamber)内生成短高压脉冲把流体液滴从喷嘴喷射出。在打印期间，这个喷射工艺可每秒重复数千次。喷墨打印设备使用半导体设备来实现，该半导体设备例如是热喷墨(TIJ)设备或压电式喷墨(PIJ)设备。例如，TIJ设备是包含发射室中的加热元件(例如电阻器)以及其他集成电路的半导体设备。为了喷射液滴，电流通过加热元件。当加热元件产生热时，发射室内的少部分流体被蒸发。蒸汽快速扩散，迫使小液滴离开发射室和喷嘴。然后关闭电流并且加热元件冷却。蒸汽泡迅速崩塌，从而吸入更多流体到发射室。

　　[0005]图3A和3B显示了根据示例实施方式的在部分栅蚀刻前的半导体设备的各个顶视图和横截面视图。

　　[0006]图4A和4B显示了根据示例实施方式的在部分栅蚀刻后的半导体设备的各个顶视图和横截面视图。

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　　[0008]图5B是根据示例实施方式的在部分栅蚀刻前形成在衬底上的图5的电路的顶视图。

　　[0011]图1是根据示例实施方式的喷墨打印机102的框图。喷墨打印机102包含打印控制器106和打印头108。打印控制器106耦合到打印头108。打印控制器106接收表示将被打印到介质(为了清楚没有显示介质)的图像的打印数据。打印控制器106产生信号以用于激活打印头108上的液滴喷射器，从而将墨液喷射到介质上并产生图像。打印控制器106基于打印数据向打印头108提供信号。

　　[0012]打印控制器106包含处理器120、存储器122、输入/输出(1)电路116和各种支持电路118。处理器120可包含本领域已知的任何类型的微处理器雷火竞技。支持电路118可包含高速缓冲存储器(cache)、电源供应器、时钟电路、数据寄存器等等。存储器122可包含随机存取存储器、只读存储器、高速缓冲存储器、磁性读/写存储器等或这种存储器设备的任何组合。1电路116可耦合到打印头108。1电路116还可耦合到外部设备，例如计算机104。例如，1电路116可从外部设备(例如计算机104)接收打印数据，并使用1电路116将信号提供给打印头108。

　　[0013]打印头108包含多个液滴喷射器110和相关联的集成电路111。液滴喷射器110是与墨液源(未示出)流体连通以便接收墨液。例如，墨液可从容器被提供。在示例中，打印头108是热喷墨(TI J)设备。液滴喷射器110通常包含加热元件、发射室和喷嘴。来自墨液源的墨液填充发射室。为了喷射液滴，电路111产生的电流通过临近发射室放置的加热器元件。加热元件产生热，热蒸发发射室内的少部分流体。蒸汽迅速膨胀，迫使小液滴离开发射室和喷嘴。然后关闭电流并且电阻器冷却。蒸汽泡迅速崩塌半导体设备，从而从墨液源吸入更多流体到发射室。

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　　[0014]电路111包含形成在打印头108上的作为集成电路部分的导体和各种电路元件。具体来说，电路111包含用于各种目的的晶体管112，该目的例如是将信号提供给液滴喷射器或执行更高级电路，例如逻辑栅半导体、移位寄存器、地址发生器、多路器/信号分离器、芯片上存储器等等。在一些电路中，彼此靠近布置多个晶体管(例如级联配置晶体管)。在标准互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺中，使用场氧化物(FOX)、浅槽隔离(STI)、深槽隔离(DTI)等彼此隔离晶体管。但是，为了降低成本，一些打印头使用无场氧化物工艺来生产。由于没有场氧化物(或类似特征)隔离单独的晶体管，晶体管必须用封闭型栅结构来布置。

　　[0015]例如，在N型金属氧化物半导体(NMOS)的无场氧化物工艺中，栅极在半导体衬底上形成为环。内部掺杂区域形成在衬底的环内而外部掺杂区域形成在环外，通过沟道与内部掺杂区域隔离。内部和外部掺杂区域作为晶体管的源极和漏极。如果两个或更多个晶体管级联并共享公共的源极/漏极，附加栅环就必须同心设置在衬底上。与具有FOX等的工业CMOS设计相比，在面积方面这个晶体管布局不是高效的。另外，布局变得更加复杂，要求更多的半导体面积并增加成本。下面讨论的示例通过使用部分蚀刻栅NMOS晶体管工艺来形成晶体管提高无场氧化物工艺的晶体管布局的效率，该工艺需要更少的半导体面积以用于较高的组装密度(packing density)并用于降低生产成本。另外，由于更小尺寸的电容，最终的设备表现出增加电气速度雷火竞技。

　　[0016]图2A至2C显示了根据示例实施方式的半导体设备的横截面。横截面示出了在NMOS晶体管工艺的不同步骤后的设备。如图2A所示，设备包含具有沉积于其上的栅氧化物(GOX)204的衬底202。多晶硅层206沉积在GOX层204上。多晶硅层206作为硬掩膜以在衬底202中产生N+掺杂区域210和212，并且多晶硅层206将被同位掺杂以便较低的电阻。介电层208沉积在多晶硅层206上。介电层208可是任何类型的绝缘体材料，例如磷硅酸盐玻璃(PSG)或硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)。

　　[0017]如步骤图2B所示，使用光刻技术(例如使用接触掩膜)掩蔽介电层208，并对介电层208进行蚀刻以形成多晶硅层206的暴露部分214。可使用蚀刻控制和选择性技术而将蚀刻设计成停止在多晶硅层206。

　　[0018]如图2C所示，金属层216使用覆盖至少多晶硅层206的暴露部分214的掩膜而沉积在介电层上。因此，没有金属沉积在多晶硅层206的暴露部分214上。蚀刻金属层216形成导体图案。金属层216的蚀刻工艺还将去除多晶硅

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