BRPI0515713B1 - Estrutura de semicondutor, método para formar um dispositivo semicondutor e dispositivo de ejeção de fluido - Google Patents
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Abstract
"estrutura de semicondutor, método para formar um dispositivo semicondutor e dispositivo de ejeção de fluido". uma estrutura de semicondutor (5), dispositivo de ejeção de fluido, e métodos para fabricar os mesmos são providos, tais que um contato com um substrato (10) seja formado a partir de uma camada condutiva (30).
Description
(54) Título: ESTRUTURA DE SEMICONDUTOR, MÉTODO PARA FORMAR UM DISPOSITIVO SEMICONDUTOR E DISPOSITIVO DE EJEÇÃO DE FLUIDO (51) Int.CI.: H01L 23/31; H01L 21/00; B41J 2/14 (30) Prioridade Unionista: 28/09/2004 US 60/613,871, 29/10/2004 US 10/977,091 (73) Titular(es): HEWLETT-PACKARD DEVELOPMENT COMPANY, L.P.
(72) Inventor(es): SIMON DODD; JONATHAN S. WANG; DENNIS W. TOM; FRANK R. BRYANT; TERRY E. MCMAHON; RICHARD TODD MILLER; GREGORY T. HINDMAN / 15
ESTRUTURA DE SEMICONDUTOR, MÉTODO PARA FORMAR UM DISPOSITIVO SEMICONDUTOR E DISPOSITIVO DE EJEÇÃO DE FLUIDO
Antecedentes [001] O mercado para dispositivos eletrônicos continuamente demanda performance aumentada em custos reduzidos. Para atender estes requisitos os componentes que compreendem vários dispositivos eletrônicos são desejados a serem produzidos mais eficientemente e para especificações mais exigentes.
[002] Um tipo de dispositivos eletrônicos é um dispositivo transistor de silício-óxido metálico. Estes dispositivos transistores de silício-óxido são formados em grandes números sobre um único substrato, tal como um substrato de silício. Um problema na operação de tais dispositivos em altas voltagens é que a operação contínua pode provocar a formação de um número de pares elétron-buraco nas junções do transistor, p.ex., junção de dreno-porta. Os pares elétron-buraco, se eles formarem concentrações de carga suficientemente grandes, podem diminuir a voltagem limite dos transistores ou podem levar a uma virada do transistor bipolar lateral parasítico formado no substrato.
[003] Dois fatores de compensação no design e fabricação de dispositivos eletrônicos são performance melhorada e custo reduzido. Frequentemente estes dois fatores estão em oposição direta, uma vez que a formação de geometrias mais precisas e estruturas adicionais requerem processamento adicional e máscaras que aumentam o custo de dispositivos. Por outro lado, reduzir processamento e máscaras pode levar a problemas de performance ou à incapacidade de prover operação dentro de especificações de performance, uma vez que estruturas podem ter que ser omitidas do dispositivo eletrônico.
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Descrição resumida dos desenhos [004] Características da invenção serão prontamente apreciadas por pessoas experientes na técnica a partir da seguinte descrição detalhada de configurações exemplares da mesma, como ilustradas nos desenhos anexos, nos quais:
[005] A fig. 1 ilustra uma vista de seção transversal de um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma configuração.
[006] A fig. 2 ilustra uma vista de seção transversal de um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração.
[007] A fig. 3 ilustra uma vista de seção transversal explodida de uma porção do dispositivo de ejeção de fluido da fig. 1 de acordo com uma configuração.
[008] A fig. 4 ilustra um esquema de um circuito usado para controlar seletivamente a ejeção de fluido de acordo com uma configuração.
[009] A fig. 5 ilustra um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma configuração.
[010] A fig. 6 ilustra um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração.
[011] A fig. 7 ilustra um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração.
[012] A fig. 8 ilustra uma vista de topo de um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma configuração.
[013] A fig. 9 ilustra um conjunto de ejeção de fluido de acordo com uma configuração.
Descrição detalhada dos desenhos
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 6/49 / 15 [014] Referindo-se à fig. 1, uma vista de seção transversal de um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma configuração é ilustrada. Um dispositivo semicondutor 5 é formado sobre e/ou no substrato 10, o qual é preferivelmente silício embora outros substratos conhecidos por aqueles experientes na técnica possam ser usados. O substrato 10 é processado usando técnicas convencionais de processamento de semicondutor para formar uma ou mais áreas 12 e 14 tendo diferentes concentrações de impurezas, p. ex, regiões ativas que formam um transistor ou diodo. Nesta configuração, onde o dispositivo semicondutor 5 inclui Transistores de Efeito de Campo de Óxido Metálico Semicondutor (MOSFETs) áreas ativas podem incluir regiões de dreno e de fonte formadas no substrato 10.
[015] Uma camada de óxido de porta 15 é disposta sobre uma superfície do substrato 10. Uma camada de semicondutor 20, p.ex., formada de poli-silício, é disposta sobre a camada de óxido de porta 15. Em algumas áreas, uma camada de passivação 25, p.ex., vidro de fosfosilicato, é disposta sobre a camada de semicondutor 20. Em outras áreas, uma camada condutiva 30 disposta sobre a camada de semicondutor 20. Entretanto, outras estruturas com somente uma camada condutiva podem ser utilizadas.
[016] Na configuração representada na fig. 1, a camada condutiva 30 compreende um material resistivo, p.ex. um material de tântalo-alumínio, que tem um material condutivo, p.ex. alumínio, disposto sobre ele. Também deve ser notado que a camada condutiva 30 é disposta sobre a camada de passivação 25 também. Adicionalmente, os materiais usados para formar o material
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 7/49 / 15 resistivo e/ou material condutivo podem variar e depender da aplicação e especificações.
[017] Uma camada de passivação 40 é disposta sobre a camada condutiva 30 para isolar e proteger a camada condutiva 30. A camada de passivação 40 pode ser formada de uma ou mais camadas de carbeto de silício e nitreto de silício, ou múltiplas camadas de cada um destes ou combinações dos mesmos. Adicionalmente, outros materiais ou combinações dos mesmos podem ser utilizados para a camada de passivação 40.
[018] Uma pluralidade de aberturas 45 são formadas na camada de óxido de porta 15, camada de semicondutor 20, camada de passivação 25, camada condutiva 30, e camada de passivação 40 para permitir a camada condutiva 50, que também é disposta sobre a camada de passivação 40 contatar a superfície, ou se a superfície for parcialmente removida, outras porções do substrato 10. Em uma configuração, a camada condutiva 50 contata regiões de corpo de um dispositivo transistor que são formadas no substrato 10. Nestas configurações, a região de corpo pode ser uma região dopada-p, entretanto, outras lubrificações podem ser utilizadas.
[019] Em uma configuração, as aberturas 45 e os contatos resultantes formados nelas são formados tão próximos das regiões ativas ou dispositivos formados no substrato quanto possível, sem afetar a operação dos dispositivos ou regiões ativas. O posicionamento exato pode ser dependente do tipo de substrato e concentração de dopação das regiões ativas. Em adição, o número de contatos é dependente do número de regiões ativas ou dispositivos formados no substrato. Em uma configuração, pode haver um contato para cada dispositivo formado no substrato. Em certas configurações, o número de contatos pode ser uma função
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 8/49 / 15 da potência dos dispositivos formados no substrato, da concentração de dopação de regiões ativas, e do material de substrato.
[020] A criação de um contato direto com o corpo de um MOSFET pode ser usada para impedir um aumento de pares de buracos em uma interface de dreno/porta, o que por sua vez pode reduzir a probabilidade que o MOSFET seja ligado devido a correntes de pequenos vazamentos providos em sua porta.
[021] Em certas configurações, o contato direto pode ser produzido entre um ou mais transistores formados no substrato 10. Nestas configurações, o contato pode ser produzido adjacente a uma região fonte de um ou mais dos transistores. Nestas configurações contatos para a região fonte e o corpo podem ser produzidos nos mesmos momentos ou em instantes diferentes. Em uma configuração onde o dispositivo semicondutor 5 é um dispositivo de ejeção de fluido, o contato direto pode ser entre um transistor lógico e um transistor de acionamento que opera elementos de ejeção.
[022] O resistor 60 e a camada de passivação 40 são protegidos de dano, devido a por exemplo colapso de bolhas, na câmara de fluido 75 após ejeção de fluido a partir do orifício 80 por uma camada de cavitação 85 que é disposta sobre a camada de passivação 40. Em certas configurações, a camada de cavitação compreende um metal selecionado do grupo consistindo de tântalo, tungstênio, e molibdênio.
[023] Uma camada de orifícios 70, mostrada como uma camada de barreira 72 e uma camada de bicos 74 são providas para criar uma câmara 75 e orifícios 80 através dos quais fluido pode ser ejetado. Geralmente, as outras camadas são dispostas sobre o substrato 10 antes de aplicar a camada de orifícios 70. A camada
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 9/49 / 15 de orifícios 70 pode ser uma camada simples ou múltipla de polímeros, materiais epóxi, metais, ou similares. Vários métodos, materiais, e estruturas para criar a camada de orifícios 70 são conhecidos e podem ser utilizados com a estrutura da fig. 1.
[024] Referindo-se à fig. 2, uma vista de seção transversal de um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração é ilustrada. O dispositivo de ejeção de fluido da fig. 2 é substancialmente similar à fig. 1. Entretanto, um óxido de campo 90 é disposto sobre algumas porções da superfície do substrato 10. O óxido de campo 90 é provido adjacente às regiões de contato 95 através das quais a camada condutiva 50 deve contatar o substrato 10. O óxido de campo 90 geralmente provê uma barreira maior para difusão do que o faz o óxido de porta 15.
[025] Embora as figs. 1 e 2 forneçam descrições de configurações de dispositivos de ejeção de fluido, entretanto, outros dispositivos semicondutores e estruturas podem ser utilizados tendo leiautes e designs similares. Por exemplo, tais estruturas teriam uma camada de orifícios 70 e uma camada de cavitação 85, e uma estrutura de passivação que é diferente em estrutura e/ou material da camada de passivação 40.
[026] Referindo-se à fig. 3, uma vista de seção transversal explodida de uma porção do dispositivo de ejeção de fluido da fig. 1 de acordo com uma configuração é ilustrada. A abertura 45 se estende de uma superfície superior da camada de passivação 40 até uma superfície do substrato 10. A camada condutiva 50, que compreende uma camada resistiva 115 e uma camada condutiva 120 disposta sobre a camada resistiva 115 está em contato com a superfície do substrato 10. Pode ser visto que algumas porções
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 10/49 / 15 da camada condutiva 50 que se sobrepõe à camada de passivação 25, camada condutiva 30, e camada de passivação 40 estão em contato elétrico com aquelas porções de camada condutiva 50 que estão em contato físico com uma superfície do substrato 10. Como tal um contato de substrato robusto pode ser criado o qual provê benefícios com relação à virada parasítica de dispositivos formados no substrato 10.
[027] Uma característica adicional de design da configuração representada na fig. 3 é que a camada resistiva 105, camada condutiva 110, e camada de passivação 40 formam um padrão escada-degrau quando vistos a partir de uma perspectiva de seção transversal. Isto permite a abricação mais simples. Outras configurações podem utilizar diferentes leiautes.
[028] Referindo-se à fig. 4, um esquema de um circuito 150 usado para controlar seletivamente a ejeção de fluido de acordo com uma configuração está ilustrado. O elemento de ejeção 100 está acoplado para receber energia 105 ao dreno do transistor 110. A fonte do transistor 110 está conectada ao terra 115. A porta do transistor 110 está conectada à fonte do transistor 122 e ao dreno do transistor 125. A fonte do transistor 125 está conectada ao terra 115. A porta do transistor 125 está acoplada para receber um primeiro sinal de controle 130. A porta do transistor 122 está acoplada para receber um segundo sinal de controle 135, enquanto sua porta está acoplada para receber um sinal de endereço 140.
[029] Em certas configurações, contatos com regiões de corpo podem ser formados entre uma região fonte do transistor
110 e a região fonte de quaisquer transistores 122 ou 125. Em algumas configurações, onde cada elemento de ejeção é operado usando o circuito 150 representado na fig. 4, um contato de
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 11/49 / 15 corpo pode ser produzido em cada circuito 150 ou alguns dos circuitos 150.
[030] Referindo-se à fig. 5, um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma configuração é ilustrado. Um substrato, p.ex., substrato 10, pode ser dopado com um plubrificante para um processo NMOS, bloco 100. Entretanto, o substrato também pode ser dopado com um dope-n para um processo PMOS. Um material de óxido de porta é então provido sobre uma superfície do substrato, bloco 205. Após o material de óxido de porta ser provido, um material semicondutor, tal como poli-silício, é provido sobre o material de óxido de porta, bloco 210. Um material isolante, tal como vidro de fosfosilicato, é provido sobre o material semicondutor, bloco 215.
[031] Após prover o material isolante, uma ou mais vias são formadas no material isolante, bloco 220. Por exemplo, a uma ou mais vias podem ser formadas em áreas onde um contato com um corpo de um transistor pode ser desejado a ser formado. As vias podem ser gravadas por ataque químico em uma superfície do material semicondutor provido no bloco 215. Após a formação da uma ou mais vias, uma primeira camada condutiva é provida sobre o material isolante dentro da uma ou mais vias, bloco 220. A uma ou mais vias passam então por ataque excessivo tal que não somente o material condutivo na uma ou mais vias, mas também o material semicondutor subjacente a uma ou mais vias sejam removidos, bloco 230. Nesta configuração, o óxido de porta formado ainda permanece nas vias. Em uma configuração, o processo de ataque excessivo é um processo reativo de ataque com íons.
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 12/49 / 15 [032] Após o material condutivo e material semicondutor serem removidos, um material de passivação é provido sobre o material condutivo, bloco 235. Em algumas configurações o material de passivação não é provido dentro da uma ou mais vias. Em outras configurações, o material de passivação é aplicado nas vias e então removido. O óxido de porta remanescente nas vias é então removido por ataque tal que as vias sejam abertas para o substrato, bloco 240. Um segundo material condutivo é então provido o qual contata o substrato nas vias, bloco 245. Camadas adicionais que são requeridas para formar um dispositivo semicondutor são então providas, bloco 250.
[033] Referindo-se à fig. 6 um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração é ilustrado. Um substrato, p.ex., substrato 10, pode ser dopado com um dope-p para um processo NMOS, bloco 260. Entretanto, o substrato também pode ser dopado com um dope-n para um processo PMOS, como descrito com relação à fig. 5.
[034] Uma ou mais regiões de contato são formadas sobre o substrato, bloco 265. A uma ou mais regiões de contato podem ser formadas, por exemplo, dispondo um material semicondutor sobre um óxido de porta que é disposto sobre uma superfície do substrato. Um óxido de campo é então provido adjacente aos contatos, bloco 270.
[035] Alternativamente, óxido de campo pode ser provido, tal que aberturas permaneçam onde contatos podem ser formados.
[036] Um material isolante, tal como vidro de fosfosilicato, é provido sobre os contatos e óxido de campo, bloco 275. Uma ou mais vias são então formadas através do material isolante, bloco 280. As vias são formadas para cobrir
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 13/49 / 15 uma ou mais das áreas de contato. Deste modo, as vias podem corresponder a regiões onde contato deve ser produzido para o substrato ou para áreas onde contatos de porta de transistor devem ser formados.
[037] Após a formação das vias, um material condutivo é provido cobrindo o material isolante e as vias, bloco 285. O material condutivo nas vias, e outras regiões como desejado, é removido por ataque, bloco 290. Em uma configuração, o ataque químico do material condutivo nas vias também ataca pelo menos uma porção dos contatos. O ataque de pelo menos uma porção dos contatos pode ser realizado, por exemplo, por ataque excessivo utilizando um processo reativo de ataque com íons. Em algumas configurações, um processo de ataque secundário pode ser utilizado após o primeiro processo de ataque, para remover qualquer material de contato remanescente. Após atacar quimicamente o material condutivo, um segundo material isolante é provido sobre o primeiro material condutivo, bloco 295. Em uma configuração, o segundo material isolante é provido tal que ele não preencha ou entre dentro das vias. Em outras configurações, o segundo material isolante pode ser provido dentro das vias junto com ser provido sobre o primeiro material condutivo. O segundo material isolante que é provido dentro das vias pode então ser removido utilizando processos conhecidos. Após o segundo material isolante ser provido, um segundo material condutivo é provido cobrindo o segundo material isolante e dentro das vias, bloco 300. O segundo material condutivo é provido dentro das vias, tal que porções do segundo material condutivo provido dentro das vias estejam em contato com o substrato, e um contato elétrico com porções do segundo material condutivo cobrindo o segundo material isolante seja provido.
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Material adicional de passivação pode ser então provido sobre o segundo material condutivo e outras porções do dispositivo, bloco 305.
[038] A configuração representada na fig. 5, pode ser alterada omitindo o bloco 255 e utilizando somente óxido de campo. Nesta configuração o bloco 260 asseguraria prover óxido de campo sobre toda a área de um substrato onde estruturas devem ser formadas. Adicionalmente, o bloco 280 pode assegurar o ataque excessivo do primeiro material condutivo tal que o óxido de campo cobrindo as vias seja removido por ataque para permitir contato com o substrato. Alternativamente, um bloco de processo separado para remover o óxido antes de prover o primeiro material condutivo pode ser utilizado e um processo de ataque químico standard utilizado no bloco 160.
[039] Referindo-se à fig. 7, um diagrama de fluxo de um processo para formar um dispositivo de ejeção de fluido de acordo com uma outra configuração é ilustrado. Na configuração da fig. 7, os blocos 320-340 são substancialmente os mesmos que os blocos 200-215 e 225 como descrito com relação à fig. 5. Entretanto, ao invés de formar uma via no primeiro material isolante antes de prover a primeira camada condutiva, como na fig. 5, vias são formadas atacando quimicamente através da primeira camada condutiva e da primeira camada isolante em um bloco de processo, isto é bloco 345. Após a formação destas vias, os blocos 330340 são substancialmente os mesmos que os blocos 235-245 como descritos com relação à fig. 5.
[040] Como pode ser visto a partir das figs. 4-6 o número de blocos de processamento não precisa ser aumentado, de fato o número de blocos é substancialmente o mesmo. Adicionalmente, uma vez que um processo de ataque excessivo pode ser utilizado, em
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 15/49 / 15 algumas configurações, os processos reais usados para formar uma estrutura com um contato de corpo são os mesmos que aqueles sem. Adicionalmente, uma vez que processamento adicional não é utilizado para formar a abertura, isto é outro então tacando a camada condutiva, não existe probabilidade que desalinhamento ou difusão para dentro do substrato ocorra então resulte se processamento adicional fosse usado para formar o contato com o substrato.
[041] Em algumas configurações dos métodos descritos com relação às figs. 4 e 6, ataque excessivo pode ser tal que porções do substrato sejam removidas junto com as camadas condutiva, de semicondutor, e de óxido de porta. Esta solução pode ser utilizada, por exemplo, onde um contato está sendo produzido em um corpo de um substrato através de uma região do dispositivo que tenha sido dopada como uma região fonte de um transistor. A segunda camada condutiva pode então ser provida tal que ela contate a região de corpo do substrato, onde o substrato sofreu ataque de remoção.
[042] A fig. 8 ilustra uma vista ampliada de uma configuração do cabeçote de impressão 500 em vista em perspectiva. O cabeçote de impressão 500 nesta configuração tem múltiplas características, incluindo um degrau de borda 505 para uma alimentação de fluido de borda para resistores (ou ejetores de fluido) 510. O cabeçote de impressão também pode ter um fosso 515 que é parcialmente formado na superfície do substrato. Uma fenda (ou canal) 520 para alimentar fluido para os resistores 510, e/ou uma série de furos 525 alimentando fluido para os resistores 510 também são mostrados neste cabeçote de impressão. Em uma configuração pode haver pelo menos duas das características descritas no cabeçote de impressão 500 da fig.
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1. Por exemplo, somente os furos de alimentação 525 e a fenda 520 são formados no cabeçote de impressão 500, enquanto o degrau de borda 505 e/ou o fosso 515 estão ausentes. Em uma outra configuração, o degrau de borda 505, e a fenda 520 são formados no cabeçote de impressão 520, enquanto o fosso 515 e/ou os furos de alimentação 525 estão ausentes. Diferentes combinações destas características, com outras características, ou características completamente diferentes também podem ser providas.
[043] A fig. 9 mostra uma representação diagramática de um cartucho de impressão exemplar 600 que pode ser utilizado em um dispositivo de impressão exemplar. O cartucho de impressão é compreendido de um cabeçote de impressão 602 e um corpo de cartucho 604 que suporta o cabeçote de impressão. Embora um único cabeçote de impressão 602 seja empregado neste cartucho de impressão 600 outras configurações podem empregar múltiplos cabeçotes de impressão em um único cartucho.
[044] O cartucho de impressão 600 está configurado para ter um fluido ou suprimento de tinta autocontido dentro do corpo de cartucho 604. Outras configurações de cartucho de impressão alternativamente ou adicionalmente podem ser configuradas para receber fluido de um suprimento externo. Outras configurações exemplares serão reconhecidas por aqueles experientes na técnica.
[045] As estruturas de dispositivo semicondutor descritas aqui são aplicáveis a uma ampla faixa de tecnologias de dispositivos semicondutores e podem ser fabricadas a partir de uma variedade de materiais semicondutores. Portanto, embora a descrição acima descreva várias configurações de dispositivos semicondutores implementados em substratos de silício, os métodos e estruturas descritos aqui e representados nos desenhos
Petição 870170089078, de 17/11/2017, pág. 17/49 / 15 também podem ser empregados em arseneto de gálio, germânio, e outros materiais semicondutores.
[046] Consequentemente, os métodos e estruturas descritos aqui e representados nos desenhos não são intencionados a estarem limitados àqueles dispositivos fabricados de materiais semicondutores de silício, mas incluirão aqueles dispositivos fabricados em um ou mais dos materiais semicondutores disponíveis e tecnologias disponíveis àqueles experientes na técnica.
[047] Adicionalmente, embora as configurações ilustradas tenham sido mostradas a incluir regiões específicas tipo p e n, deve ser claramente entendido que os ensinamentos aqui são igualmente aplicáveis a dispositivos semicondutores nos quais as condutividades das várias regiões tenham sido invertidas, por exemplo, para prover a duplicidade do dispositivo ilustrado.
[048] Em adição, embora as configurações ilustradas aqui sejam mostradas em vistas bidimensionais com várias regiões tendo profundidade e largura, deve ficar claramente entendido que estas regiões são ilustrações de somente uma porção de uma única célula de um dispositivo, que pode incluir uma pluralidade de tais células arranjadas em uma estrutura tridimensional. Conseqüentemente, estas regiões terão três dimensões, incluindo comprimento, largura e profundidade, quando fabricadas no dispositivo real.
[049] Deve ser notado que os desenhos não estão em verdadeira escala. Além disso, nos desenhos, regiões fortemente dopadas (tipicamente concentrações de impurezas de pelo menos 1x1019 impurezas/cm3 de superfície) são designadas por um sinal mais (p.ex., n+ ou p+) e regiões levemente dopadas (tipicamente
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[050] O componente de área ativa, p.ex. a fonte e dreno, isolação de um MOSFET (transistor de efeito de campo de óxido metálico semicondutor) é convencionalmente realizado usando duas camadas de máscara, uma camada de ilha e uma camada de porta. A camada de ilha é usada para formar uma abertura dentro um ataque de óxido de campo espesso sobre um substrato. A camada de porta é usada para criar a porta do transistor e forma as áreas ativas auto-alinhadas e separadas (a fonte e dreno) do transistor dentro da abertura de ilha do óxido de campo espesso.
[051] Embora os conceitos inventivos tenham sido descritos em linguagem específica para características estruturais e etapas metodológicas, deve ser entendido que as reivindicações anexas não estão limitadas às características ou etapas específicas descritas. Ao contrário, as características e etapas específicas são divulgadas como formas preferidas para implementar os conceitos inventivos.
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Claims (5)
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1. Estrutura de semicondutor (5), compreendendo:
um substrato (10) compreendendo uma primeira superfície; um primeiro material isolante (25) disposto sobre pelo menos uma porção da primeira superfície, o primeiro material isolante (25) compreendendo uma pluralidade de aberturas (45) formando uma trajetória até a primeira superfície;
um primeiro material condutivo (30) disposto sobre o primeiro material isolante (25), o primeiro material condutivo (30) sendo disposto tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres do primeiro material condutivo (30);
um segundo material isolante (40) disposto sobre o primeiro material condutivo (30) e porções do primeiro material isolante (25), o segundo material isolante (40) sendo disposto tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres do segundo material isolante (40); e um segundo material condutivo (85) sendo disposto sobre o segundo material isolante (40), caracterizada pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) ser disposto dentro da pluralidade de aberturas (45) tal que parte do segundo material condutivo (85, 50) disposto sobre o segundo material isolante (40) esteja em contato elétrico com o substrato (10).
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V.
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2. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender um óxido de porta (15) e um material de poli-silício (20) subjacente ao primeiro material isolante (25), enquanto a pluralidade de aberturas (45) estão substancialmente livres do material de poli-silício (20) e do óxido de porta (15).
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3 / 11 condutivo (30) compreender uma porção resistiva (105) e uma porção condutiva (110) disposta sobre a porção resistiva (105).
11. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de a pluralidade de aberturas (45) formar uma trajetória até uma região abaixo da primeira superfície do substrato (10).
12. Método para formar um dispositivo semicondutor, caracterizado pelo fato de compreender:
formar um primeiro material isolante (25) sobre uma primeira superfície de um substrato (10);
formar pelo menos uma abertura no primeiro material isolante (25), a abertura formando uma trajetória até o substrato (10);
formar um primeiro material condutivo (30) sobre o primeiro material isolante (25);
atacar quimicamente o primeiro material condutivo (30) tal que a abertura formando a trajetória até o substrato (10) esteja substancialmente livre do primeiro material condutivo (30) e do primeiro material isolante (25);
formar um segundo material isolante (40) sobre o primeiro material condutivo (30); e formar um segundo material condutivo (85, 50) sobre o segundo material isolante (40) sendo que o segundo material condutivo (85, 50) é formado na abertura e está em contato com o substrato (10).
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender formar um terceiro material isolante (15) e um material de poli-silício (20) sobre o substrato (10) e abaixo do primeiro material isolante (25) antes de formar o primeiro material isolante (25) e sendo que a
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3. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender um óxido de campo (90) subjacente aos primeiros materiais isolantes (25) e sendo que a pluralidade de aberturas (45) estão livres do óxido de campo (90).
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FIG4
115 • ♦ • · • · · · • · · · · • · · · • · · · · ♦ • ··· · ·
4 / 11 formação da pelo menos uma abertura compreende formar a abertura através do material de poli-silício (20) até o terceiro material isolante (15).
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o ataque químico do primeiro material condutivo (30) compreender atacar quimicamente o terceiro material isolante (15).
15. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender atacar quimicamente o primeiro material condutivo (30) e compreender atacar quimicamente o terceiro material isolante (15) após atacar quimicamente o primeiro material condutivo (30).
16. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender formar um terceiro material isolante (15) e um material de poli-silício (20) sobre o substrato (10) e abaixo do primeiro material isolante (25), sendo que a formação da abertura compreende formar a abertura tal que a trajetória esteja entre o terceiro material isolante (15) e a superfície superior do primeiro material isolante (25).
17. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a formação do segundo material condutivo (85, 50) compreender formar uma porção resistiva (115) e uma porção condutiva (120) disposta sobre a porção resistiva (115).
18. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender formar um óxido de campo (90) sobre o substrato (10) antes de formar a primeira camada isolante (25).
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19. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o ataque químico do primeiro material condutivo (30) compreender atacar reativamente com íons o primeiro material condutivo (30).
20. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o substrato (10) compreender uma pluralidade de transistores (110) formados nele e sendo que a formação de pelo menos uma abertura no primeiro material isolante (25) compreende formar a pelo menos uma abertura entre dois da pluralidade de transistores (110).
21. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o substrato (10) compreender uma região que tem uma primeira concentração de dopação e uma outra região subjacente à região, a uma outra região tendo uma segunda concentração diferente de dopação, sendo que o ataque químico do primeiro material condutivo (30) tal que a abertura formando a trajetória até o substrato (10) compreende atacar quimicamente a região tal que a trajetória seja formada até a uma outra região.
22. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de o ataque químico do material condutivo compreende atacar quimicamente o primeiro material condutivo (30) tal que a trajetória seja formada até uma região do substrato (10) abaixo da primeira superfície.
23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 22, caracterizado pelo fato de compreender:
formar uma pluralidade de regiões de contato sobre uma superfície de substrato (10);
formar um primeiro material isolante (25) sobre a pluralidade de regiões de contato;
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6 / 11 formar pelo menos uma abertura através do primeiro material isolante (25) e uma porção de pelo menos um contato da pluralidade de regiões de contato;
formar um primeiro material condutivo (30) sobre o primeiro material isolante (25), tal que a pelo menos uma abertura esteja substancialmente livre do primeiro material condutivo (30).
24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de a formação da pelo menos uma abertura compreender formar a pelo menos uma abertura após formar o
caracterizado pelo fato de a formação do segundo material condutivo (50) compreender formar uma porção resistiva (115) e uma terceira porção condutiva (120) disposta sobre a porção resistiva (115).
26. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de a formação das regiões de contato compreender formar um terceiro material isolante (15) e um material de poli-silício (20) sobre o substrato (10).
27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de a formação do material isolante e do material de poli-silício (20) compreender formar o material isolante e o material de poli-silício (20) em substancialmente toda a superfície do substrato (10).
28. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o substrato (10) compreender uma pluralidade de transistores (110) formados nele e sendo que a formação da pelo menos uma abertura no primeiro material
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7 / 11 isolante (25) compreende formar a pelo menos uma abertura entre dois da pluralidade de transistores (110).
29. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de a formação das regiões de contato compreender formar um terceiro material isolante (15) e um material de poli-silício (20) em áreas onde a pelo menos uma abertura deve ser formada e formar óxido de campo (90) em áreas adjacentes ao terceiro material isolante (15) e ao material de poli-silício (20).
30. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o substrato (10) compreender uma região que tem uma primeira concentração de dopação e uma outra região subjacente à região, a uma outra região tendo uma segunda concentração diferente de dopação, sendo que a formação da pelo menos uma abertura compreende remover material da região tal que uma trajetória seja formada até a uma outra região a partir de uma superfície superior do material isolante.
31. Dispositivo de ejeção de fluido (600), compreendendo: um substrato (10) compreendendo uma primeira superfície; um primeiro material isolante (25) disposto sobre pelo menos uma porção da primeira superfície, o primeiro material isolante (25) compreendendo uma pluralidade de aberturas (45) formadas na primeira superfície;
um primeiro material condutivo (30) disposto sobre o primeiro material isolante (25), o primeiro material condutivo (30) sendo disposto tal que a pluralidade de aberturas (45) esteja substancialmente livre do primeiro material condutivo (30);
um segundo material isolante (40) disposto sobre o primeiro material condutivo (30) e porções do primeiro material isolante
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8 / 11 (25), o segundo material isolante (40) sendo disposto tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres do segundo material isolante (40); e um segundo material condutivo (85, 50) sendo disposto sobre o segundo material isolante (40) , caracterizado pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) ser disposto dentro da pluralidade de aberturas (45) tal que parte do segundo material condutivo (85, 50) disposto sobre o segundo material isolante (40) esteja em contato elétrico com o substrato (10);
uma pluralidade de câmaras (75) formadas em um material sobre a superfície do substrato (10); e uma pluralidade de aberturas (80) formadas para permitir a passagem de fluido a partir das câmaras para fora através da pluralidade de aberturas (80).
32. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o primeiro material isolante (25) compreender um óxido de porta (15) e a estrutura adicionalmente compreender um material de poli-silício (20) disposto sobre o material óxido de porta (15), o material de poli-silício (20) sendo disposto tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres de material de poli-silício (20).
33. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o primeiro material isolante (25) compreender um óxido de campo (90) e porções do primeiro isolante, onde cada abertura da pluralidade de aberturas (45) é formada, compreenderem um óxido de porta (15).
34. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) compreender tântalo.
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35. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) compreender uma porção resistiva (115) e uma porção condutiva (120) disposta sobre a porção resistiva (115).
36. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma pluralidade de regiões dopadas formadas dentro do substrato (10) e sendo que cada uma da pluralidade de aberturas (45) ser formada adjacente à pluralidade de regiões dopadas.
37. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma fenda de manuseio de fluido (520) que está fluidicamente acoplada à pluralidade de câmaras (75).
38. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o segundo material isolante (40) compreender vidro de fosfosilicato.
39. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de o primeiro material condutivo (30) compreender uma porção resistiva (105) e uma porção condutiva (110) disposta sobre a porção resistiva (105).
40. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo fato de a pluralidade de aberturas (45) formarem uma trajetória até uma região abaixo da primeira superfície do substrato (10).
41. Dispositivo de ejeção de fluido (600), compreendendo: um substrato (10);
um primeiro material isolante (25) cobrindo pelo menos uma porção de uma primeira superfície, o primeiro material isolante (25) disposto para incluir uma pluralidade de aberturas (45) entre porções que permitem contato com o substrato (10);
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10 / 11 um primeiro material condutivo (30) cobrindo pelo menos uma porção do primeiro material isolante (25), o primeiro material condutivo (30) sendo posicionado tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres do primeiro material condutivo (30);
um segundo material isolante (40) cobrindo pelo menos uma porção do primeiro material condutivo (30) e porções do primeiro material isolante (25), o segundo material isolante (40) posicionado tal que a pluralidade de aberturas (45) estejam substancialmente livres do segundo material isolante (40);
um segundo material condutivo (85, 50) cobrindo pelo menos uma porção do segundo material isolante (40), caracterizado pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) ser disposto dentro da pluralidade de aberturas (45) tal que parte do segundo material condutivo (85, 50) disposto sobre o segundo material isolante (40) esteja em contato elétrico com o substrato (10); e uma pluralidade de elementos resistores (60, 510) configurados para aquecer fluido em resposta a uma corrente, a pluralidade de resistores (60, 510) estando acoplados ao primeiro material condutivo (30) tal que a corrente seja conduzida pelo primeiro material condutivo (30).
42. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender um óxido de porta (15) e um material de poli-silício (20) subjacente ao primeiro material isolante (25), a pluralidade de aberturas (45) estarem substancialmente livres do material de poli-silício (20) e do óxido de porta (15).
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43. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de a pluralidade de regiões dopadas formarem transistores (110).
44. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 41, caracterizado pelo fato de adicionalmente compreender uma pluralidade de câmaras (75) de fluido cada uma disposta sobre um resistor da pluralidade de resistores (60, 510) e um orifício (80) posicionado para permitir a ejeção de fluido a partir da câmara de fluido (75) via o orifício (80).
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4. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o segundo material condutivo (85, 50) compreender tântalo.
5. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o segundo material condutivo (50) compreender uma porção resistiva (115) e uma porção condutiva (120) disposta sobre a porção resistiva (115).
6. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender uma pluralidade de regiões dopadas formadas dentro do substrato (10) e sendo que cada uma da pluralidade de aberturas (45) ser formada adjacente a uma da pluralidade de regiões dopadas.
7. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de a pluralidade de regiões dopadas serem transistores (110).
8. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de adicionalmente compreender uma fenda de manuseio de fluido (520) entre a primeira superfície e a segunda superfície do substrato (10).
9. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o segundo material isolante (40) compreender vidro de fosfosilicato.
10. Estrutura de semicondutor (5), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o primeiro material
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