CN1853933A - 喷墨打印头芯片 - Google Patents

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CN1853933A CN 200510066518 CN200510066518A CN1853933A CN 1853933 A CN1853933 A CN 1853933A CN 200510066518 CN200510066518 CN 200510066518 CN 200510066518 A CN200510066518 A CN 200510066518A CN 1853933 A CN1853933 A CN 1853933A
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Abstract

一种喷墨打印头芯片包含基底、晶体管、隔离结构、介质层、电阻层以及数个导体部分。每个晶体管包括栅极、源极、漏极以及位于栅极与基底间的栅氧化层,其中栅氧化层的厚度小于800埃()。隔离结构则在基底表面并隔离各晶体管,介质层则覆盖晶体管与隔离结构,其中介质层具有暴露出源极与漏极的开口。电阻层有数个加热区域并位于介质层上。导体部分中的第一导体部分是位于电阻层上且暴露出加热区域以使其成为加热装置,其中各加热装置的电阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m2;第二导体部分与第三导体部分则通过介质层的开口分别电连接至漏极与源极。

Description

喷墨打印头芯片
技术领域
本发明涉及一种喷墨打印头芯片,且特别是涉及一种含晶体管驱动器的喷墨打印头芯片。
背景技术
近年来在高科技产业的带动发展之下,所有电子相关产业无不突飞猛进。就打印机而言,在短短几年的时间之内,打印技术已经从早期的撞针式打印及单色激光打印,一直进步到目前的彩色喷墨打印及彩色激光打印,甚至出现热转印打印等打印技术。就常见的喷墨打印机而言,目前出现在市面上的喷墨打印机所应用的打印技术不外乎压电式(piezoelectric)或热泡式(thermal bubble)的喷墨技术,其技术特征在于将墨水喷至记录媒介,例如纸张等,因而形成文字或图案于记录媒介的表面。其中,压电式的打印技术是利用因施加电压而产生形变的压电材料来制作致动器(actuator),故可施加电压至致动器来挤压位于墨水腔(ink chamber)内的墨水,再将墨水通过喷口射出而形成墨滴。气泡式的打印技术则是利用加热装置(heater;heating device)将墨水瞬间气化(vapor),因而产生高压气泡来推动墨水,再将墨水通过喷口射出而形成墨滴(ink droplet)。
图1是一种公知的喷墨打印头的平面俯视示意图。请参阅图1,公知的喷墨打印头主要是由具有一个墨水供给口1O2的喷墨打印头芯片100、墨腔层(chamber layer,亦可称为干膜层(dry film layer)104、加热装置106以及具有喷口(nozzle)108的喷口片(nozzle plate)110所构成。喷墨打印头芯片100的墨水供给口102是狭长状且贯穿整个喷墨打印头芯片100,而加热装置106与墨腔层104皆设置于喷墨打印头芯片100上。墨腔层104一般具有多个墨水流道112与墨水腔(ink chamber,或称为墨水室)120(在本图仅表示其一),其中墨水腔120暴露出加热装置106,且墨水腔120可通过分隔岛114隔开的墨水流道112与墨水供给口102连通。喷口片110则是设置于墨腔层104之上,喷口片110的喷口108是整个贯穿喷口片110,且喷口108的位置是对应于加热装置106上方。
此外,有些喷墨打印产品将驱动器(driver)连同加热装置形成于喷墨芯片上,只是如何在缩小芯片使用面积时仍能维持其功效,已成为各界关注的议题。
发明内容
本发明的目的就是提供一种喷墨打印头芯片,以加大驱动电流并减少芯片使用面积。
本发明的另一目的是提供一种喷墨打印头芯片,以减少成本并可防止芯片的操作发生失误。
本发明的其它目的和优点可以从本发明所披露的技术特征中得到近一步的了解。
基于上述中之一个或部份或全部目的或其它目的,本发明提出一种喷墨打印头芯片,包括基底、数个晶体管(transistor)、隔离结构、介质层(dielectric layer)、电阻层以及数个导体部分。而每个晶体管包括位于基底上的栅极(gate)、分别位于栅极两侧的基底内的源极(source)与漏极(drain)以及位于栅极与基底之间的栅氧化层(gate oxide layer),其中栅氧化层的厚度小于800埃()。隔离结构则是位于基底表面并隔离各个晶体管,而介质层是覆盖前述晶体管与隔离结构,其中介质层具有数个开口,这些开口暴露出各晶体管的源极与漏极。再者,电阻层是位于介质层上,并具有数个加热区域。第一导体部分是位于电阻层上且暴露出其中的加热区域,以使加热区域成为加热装置(heater;heating device),其中各加热装置的电阻值小于95欧姆(ohm)且功率密度小于2GW/m2(gigawatt/m2);第二导体部分是位于介质层上并通过上述开口电连接至漏极,且第二导体部分与第一导体部分是电连接的;而第三导体部分则是位于介质层上并通过开口电连接至源极。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述栅氧化层的厚度约50埃~250埃。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述加热装置的电阻值约在28ohm~32ohm之间。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,还包括覆盖电阻层与导体层的钝化层(passivation layer);以及位于加热区域上方的钝化层上的空穴层(cavitation layer)。而钝化层包括SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层,空穴层的材质则可包括Ta、W或Mo。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述电阻层还包括延伸至第二导体部分与介质层的各开口表面之间。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述电阻层还包括位于第三导体部分与介质层的各开口表面之间。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述加热装置的长宽比在0.8~3.0之间,且各加热装置的尺寸是长度在20um~70um(micrometer)以及宽度在20um~70um之间。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述导体层的材质包括AlCu或Au,而电阻层的材质包括TaAl、TaN或掺杂多晶硅。此外,隔离结构包括场氧化层。
依照本发明的一实施例所述喷墨打印头芯片,上述加热装置的数量是至少50个。
本发明另一实施例再提出一种喷墨打印头芯片,包括基底、数个晶体管、隔离结构、多层叠合结构(sandwich structure)介质层、电阻层以及数个导体部分。而每个晶体管包括位于基底上的栅极、分别位于栅极两侧的基底内的源极与漏极以及位于栅极与基底之间的栅氧化层,其中栅氧化层的厚度小于800埃。隔离结构则是位于基底表面并隔离各个晶体管,而多层叠合结构介质层是由两层阻挡层以及位于阻挡层之间的平坦层所构成,并覆盖晶体管与隔离结构,其中多层叠合结构介质层具有数个开口,这些开口暴露出各晶体管的源极与漏极。再者,电阻层具有数个加热区域,其位于多层叠合结构介质层上。第一导体部分是位于电阻层上且暴露出其中的加热区域,以使加热区域成为加热装置;第二导体部分是位于多层叠合结构介质层上并通过上述开口电连接至漏极,且第二导体部分与第一导体部分是电连接的;而第三导体部分则是位于多层叠合结构介质层上并通过开口电连接至源极。
依照本发明的另一实施例所述喷墨打印头芯片,上述多层叠合结构介质层的平坦层的材质包括磷硅玻璃(phosphosilicate glass,PSG)或硼磷硅玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG),且其厚度约为0.09um-1.4um。
依照本发明的另一实施例所述喷墨打印头芯片,上述多层叠合结构介质层可包括材质例如是等离子增强式氧化层(plasma-enhanced oxide,PEOX)或低压成形氧化层(low pressure oxide,LPOX)的阻挡层以及材质例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃的平坦层,且平坦层的厚度约为0.09um-1.4um,而各个阻挡层的厚度约为0.09um-0.33um。而此一实施例中的其余例子请参照前一实施例。
本发明另一实施例又提出一种喷墨打印头芯片,包括基底、数个晶体管电路以及数个薄膜层。晶体管电路是位于基底上,各晶体管电路包含厚度小于800埃的栅氧化层。薄膜层则形成于晶体管电路上,其中薄膜层包含有电阻层,这个电阻层形成数个加热装置,而加热装置与其对应的晶体管电路电连接,可通过提供电流至每一加热装置,于该加热装置上产生小于2GW/m2的功率密度,其中各该加热装置的电阻值小于约95ohm。
依照本发明的又一实施例所述喷墨打印头芯片,上述薄膜层包含有多层叠合结构介质层,这个多层叠合结构介质层由两层阻挡层以及位于阻挡层之间的平坦层所构成。
依照本发明的又一实施例所述喷墨打印头芯片,上述多层叠合结构介质层的平坦层的材质包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃,且其厚度约为0.09um-1.4um。
依照本发明的又一实施例所述喷墨打印头芯片,上述多层叠合结构介质层可包括材质例如是等离子增强式氧化层或低压成形氧化层的阻挡层以及材质例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃的平坦层,且平坦层的厚度约为0.09um-1.4um,而各个阻挡层的厚度约为0.09um-0.33um。
本发明因为将栅氧化层的厚度控制在小于800埃或更小的厚度,所以在相同施加电压的情形下能够产生比公知的喷墨打印头芯片大的电场。因此,本发明的喷墨打印头芯片的饱和电流(Isat)也较大,所以可驱动较大的电流;同时,因为在相同信道长度(channel length)下,其导通的单位面积电阻较小,所以可使用较小的晶体管布局面积来达到相同的驱动能力,因而能够减少喷墨打印头芯片的使用面积,进而降低芯片的成本。此外,本发明一实施例中采用多层叠合结构介质层,所以能在维持装置表面平坦的同时,防止平坦层中的杂质影响位于多层叠合结构介质层底下及上方的结构。
为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合附图,作详细说明如下。
附图说明
图1是一种公知的喷墨打印头平面俯视图。
图2是依照本发明第一实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。
图3是依照本发明第二实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。
图4是图3的第IV部位的放大示意图。
图5是依照本发明第三实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。
100:喷墨芯片
102:墨水供给口
104:墨腔层
106、226、327、530:加热装置
108:喷口
110:喷口片
112:墨水流道
114:分隔岛
120:墨水腔
200、300、500:基底
202、302:隔离结构
204、304:栅氧化层
206、306:栅极
208a、308a:源极
208b、308b:漏极
210、310:晶体管
212a、212b、312a、312b:开口
214:氧化层
216、316:钝化层
218、318:空穴层
220:介质层
222、322:电阻层
224、324:加热区域
230a、230b、230c、330a、330b、330c:导体部分
320:多层叠合结构介质层
325、326:阻挡层
328:平坦层
510:晶体管电路
520:薄膜层
540:导线
具体实施方式
图2是依照本发明第一实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。
请参照图2,本实施例的喷墨打印头芯片包括基底200、晶体管210、隔离结构202、介质层220、电阻层222以及数个导体部分230a、230b与230c。而晶体管210包括位于基底200上的栅极206、分别位于栅极206两侧的基底200内的源极208a与漏极208b以及位于栅极206与基底200之间的栅氧化层204,其中栅氧化层204的厚度小于800埃,较佳的厚度是约50埃~250埃,更佳的厚度范围则是约在100埃~200埃之间,以便在相同施加电压的情形下产生比公知技术大的电场。在此情形下,其饱和电流(Isat)也较大,所以可驱动较大的电流;同时,因为在相同信道长度(channel length)下,其导通的单位面积电阻较小,所以可使用较小的晶体管210布局面积来达到相同的驱动能力,故可减少喷墨打印头芯片的使用面积,进而降低芯片的成本。而前述栅氧化层204可用热炉管的方式制作或是以化学气相沉积工艺制作,再者栅氧化层204也可采用高介电系数(high k)的材质。
请继续参照图2,本实施例中的隔离结构202如场氧化层,是位于基底200表面并隔离晶体管210,而介质层220是覆盖前述晶体管210与隔离结构202,其中介质层220具有数个开口212a与212b,这些开口212a与212b暴露出晶体管210的源极208a与漏极208b。另外,在介质层220与晶体管210(包含栅极206、源极208a与漏极208b)之间可加一层氧化层214。而电阻层222是位于介质层220上,其中具有数个加热区域224。而电阻层222的材质譬如包括TaAl、TaN或掺杂多晶硅,或其它本发明所属技术领域中的技术人员所知可用于喷墨打印头加热装置的材料。
请再参照图2,其中包括有三个导体部分230a、230b与230c,且其材质例如包括AlCu或Au。第一导体部分230a是位于隔离结构202上方的电阻层222上且暴露出其中的加热区域224,以使加热区域224成为加热装置226,其中各加热装置226的电阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m2,较佳的电阻值是约在28ohm~32ohm之间,较佳的功率密度则是小于等于约1.85GW/m2(本发明所称的功率密度是指,从打印机或打印设备开始供应电压予加热装置,以加热墨水使墨水汽化后从墨腔室喷出墨滴,至打印机或打印设备停止供应该加热装置电压的这段时间内,该加热装置表面积上所接受的平均功率)。加热装置226长宽比(aspect ratio)例如在0.8~3.0之间,较佳为0.8~2.5之间,且各加热装置226的尺寸例如是长度在约20um~70um以及宽度在约20um~70um之间,较佳为长度在30um~50um以及宽度在30um~50um之间。虽然图2中仅仅表示一个晶体管210与一个加热装置226,但是在一个喷墨打印头芯片上,加热装置226的数量通常是至少50个,例如是192~208个左右,但本发明并非限定于这个数目,只要是晶体管210与加热装置226之间有特定相对应的关系即可,如本图所示的1∶1。
此外,请继续参照图2,第二导体部分230b是位于介质层220上并通过上述开口212b电连接至漏极208b,且第二导体部分230b与第一导体部分230a是电连接的,而且上述电阻层222还可延伸至导体层的第二导体部分230b与介质层220的开口212b表面之间。而第三导体部分230c同样位于介质层220上并通过开口212a电连接至源极208a,且电阻层222也可包括位于第三导体部分230c与介质层220的开口212a表面之间。前述第一导体部分230a和第二导体部分230b可以属于同一导体层,而第三导体部分230c则为另一导体层;另一方面,第二导体部分230b和第三导体部分230c可属于同一导体层,但第一导体部分230a为另一导体层;或者,第一导体部分230a和第三导体部分230c属于同一导体层,而第二导体部分230b是另一导体层。此外,第一导体部分230a、第二导体部分230b和第三导体部分230c亦可为互不相同的导体层。当然,第一导体部分230a、第二导体部分230b和第三导体部分230c可以是同一层导体层所定义出来的三个部分。
另外,请再参照图2,本实施例的喷墨打印头芯片还包括一层覆盖电阻层222与导体部分230a、230b与230c的钝化层(passivation layer)216,用以防止墨水对其底下各层结构产生腐蚀反应。其中,钝化层216例如包括SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层。钝化层216厚度约3375埃~8250埃,较佳钝化层厚度约为6750埃~8250埃;钝化层如为SiN与SiC的叠层,则其中SiN层约为2250埃~5500埃,较佳SiN层厚度约为4500埃~5500埃,而SiC层厚度约为1125埃~2750埃,较佳SiC层厚度约为2250埃~2750埃。而且,在加热区域224上方的钝化层216上还可包括一层空穴层(cavitation layer)218,其材质例如是包括Ta、W或Mo,其厚度约2475埃~6050埃,较佳厚度约4950埃~6050埃。
图3是依照本发明的第二实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。图4是图3的第IV部位的放大示意图。
请参照图3与图4,本实施例的喷墨打印头芯片包括基底300、晶体管310、隔离结构302、多层叠合结构介质层320、电阻层322以及数个导体部分330a、330b与330c。而晶体管310包括位于基底300上的栅极306、分别位于栅极306两侧的基底300内的源极308a与漏极308b以及位于栅极306与基底300之间的栅氧化层304,其中栅氧化层304的厚度小于800埃,较佳是小于250埃,更佳的厚度范围则是约在150埃~200埃之间。此外,隔离结构302位于基底300表面并隔离晶体管310。而多层叠合结构介质层320是由两层阻挡层325、326以及位于其间的平坦层328所构成,并覆盖晶体管310与隔离结构302,其中多层叠合结构介质层320具有数个开口312a与312b,这些开口312a与312b暴露出晶体管310的源极308a与漏极308b。另外,于一个例子中,多层叠合结构介质层320的平坦层328的材质例如磷硅玻璃(phosphosilicate glass,PSG)或硼磷硅玻璃(borophosphosilicate glass,BPSG),且其厚度约为0.09um~1.4um,较佳为0.45um~0.55um。于另一个例子中,上述阻挡层325、326的材质例如包括等离子增强式氧化层(plasma-enhanced oxide,PEOX)或低压成形氧化层(low pressure oxide,LPOX)同时平坦层328的材质例如是磷硅玻璃或硼磷硅玻璃,其中阻挡层325、326的个别厚度约0.09um~0.33um,且较佳厚度约0.09um~0.11um,而平坦层328的厚度约0.09um~1.4um,较佳厚度为0.45um~0.55um。由于平坦层328中的杂质能够被其上、下层的阻挡层325、326挡住,所以不会被影响位于多层叠合结构介质层320底下的栅极306、源极308a与漏极308b,同时也不会对位于多层叠合结构介质层320上方如电阻层322的结构造成伤害。
请再度参照图3与图4,电阻层322是位于多层叠合结构介质层320上,其中具有数个加热区域324。导体部分330a、330b与330c中的第一导体部分330a是位于隔离结构302上方的电阻层322上且暴露出其中的加热区域324,以使加热区域324成为加热装置327,且加热装置327的数量通常是至少50个,例如192~208个左右。此外,第二导体部分330b是位于多层叠合结构介质层320上并通过开口312b电连接至漏极308b,且第二导体部分330b与第一导体部分330a是电连接的,而第三导体部分330c同样位于多层叠合结构介质层320上并通过开口312a电连接至源极308a。与第一实施例相同,前述第一导体部分330a和第二导体部分330b可以属于同一导体层,而第三导体部分330c是另一导体层;或者,第二导体部分330b和第三导体部分330c可属于同一导体层,但第一导体部分330a是另一导体层;另外,第一导体部分330a和第三导体部分330c可以是同一导体层,而第二导体部分330b是另一导体层。此外,第一导体部分330a、第二导体部分330b和第三导体部分330c可为互不相同的导体层。当然,第一导体部分330a、第二导体部分330b和第三导体部分330c可以是同一层导体层所定义出来的三个部分。此外,本实施例的喷墨打印头芯片还包括一层覆盖电阻层322与导体层330a、330b与330c的钝化层316,以及在加热区域324上方的钝化层316上还可包括一层空穴层318。除此之外,本实施例与上一实施例相同的结构或膜层都可使用相同或类似的材质与尺寸大小,例如各加热装置327的电阻值小于95ohm且功率密度小于2GW/m2
图5是依照本发明的第三实施例的喷墨打印头芯片的剖面示意图。
请参照图5,这个实施例的喷墨打印头芯片包括基底500、数个晶体管电路510以及数个薄膜层520。晶体管电路510是位于基底500上,各晶体管电路510包含栅氧化层(如图2的204),这层栅氧化层的厚度小于800埃。而薄膜层520则形成于晶体管电路510上,其中薄膜层520包含有电阻层(如图2的222),这个电阻层会形成数个加热装置530,而加热装置530与其对应的晶体管电路510电连接;举例来说,加热装置530与晶体管电路510可通过一条导线540互相连接,且这条导线540也可以是像图2中连接漏极208b与加热装置226的第一导体部分230a。此外,于图5虽仅表示3个晶体管电路510以及3个加热装置530,但是实际上一个喷墨打印头芯片中可包括至少50个加热装置530,但本发明并非限定于这个数目。而通过提供电流至每一加热装置530,可于加热装置530上产生小于2GW/m2的功率密度,其中各加热装置530的电阻值小于约95ohm。在这个实施例中,上述薄膜层520可包含如图2所示的介质层220或如图4所示的多层叠合结构介质层320,其中多层叠合结构介质层是由两层阻挡层(如图4的325、326)以及位于阻挡层之间的平坦层(如图4的328)所构成,而其个别材质与厚度范围均可参照第二实施例的例子。综上所述,本发明的特点在于:
1.本发明的喷墨打印头芯片中的栅氧化层的厚度、电阻值与功率密度均有其限定的范围,所以获得较大的驱动电流。同时,因为前述限定可使用较小的晶体管布局面积来达到相同的驱动能力,所以能够减少喷墨打印头芯片的使用面积,进而降低芯片的成本。
2.本发明将栅氧化层的厚度变薄并在一实施中采用多层叠合结构介质层,所以能获得较大的驱动电流,并且在维持装置表面平坦的同时,防止平坦层中的杂质影响位于多层叠合结构介质层底下及上方的结构。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,然其并非用以限定本发明,例如供应墨水至加热装置不限于本发明图一所披露的以墨水供给口进行中央供应方式(center feed),亦可采用墨水流经喷墨芯片侧边方式再流入墨水腔的侧边供应方式(edge feed);此外本发明也不限于墨水流道路径上须设置分隔岛。此外,摘要部分仅是用来辅助专利文件搜寻之用,并非用来限制本发明的权利要求。任何本发明所属技术领域中的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的更动与改进,因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的范围为准。

Claims (47)

1.一种喷墨打印头芯片,其特征是包括:
基底;
多个晶体管,位于该基底上,其中各晶体管包括:
栅极,位于该基底上;
源极与漏极,分别位于该栅极两侧的该基底内;以及
栅氧化层,位于该栅极与该基底之间,其中该栅氧化层的厚度小于800埃;
多个隔离结构,位于该基底表面并隔离上述晶体管;
介质层,覆盖上述晶体管与上述隔离结构,其中该介质层具有多个开口,上述开口暴露出各该晶体管的该源极与该漏极;
电阻层,位于该介质层上,其中该电阻层具有多个加热区域;
第一导体部分,位于该电阻层上且暴露出上述加热区域,以使上述加热区域成为多个加热装置,其中各该加热装置的电阻值小于95ohm以及功率密度小于2GW/m2;
第二导体部分,位于该介质层上并通过上述开口电连接至该漏极,且该第二导体部分与该第一导体部分电连接;以及
第三导体部分,位于该介质层上并通过上述开口电连接至该源极。
2.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该栅氧化层的厚度是50埃~250埃。
3.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是各加热装置的电阻值在28ohm~32ohm之间。
4.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是还包括:
钝化层,覆盖该电阻层与该导体层;以及
空穴层,位于上述加热区域上方的该钝化层上。
5.根据权利要求4所述的喷墨打印头芯片,其特征是该钝化层包括SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层。
6.根据权利要求4所述的喷墨打印头芯片,其特征是该空穴层的材质包括Ta、W或Mo。
7.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分和该第二导体部分属于同一导体层,而该第三导体部分是另一导体层。
8.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第二导体部分和该第三导体部分属于同一导体层,而该第一导体部分是另一导体层。
9.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分和该第三导体部分属于同一导体层,而该第二导体部分是另一导体层。
10.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分、该第二导体部分和该第三导体部分是互不相同的导体层。
11.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分、该第二导体部分和该第三导体部分是同一层导体层所定义出来的三个部分。
12.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层还包括延伸至该导体层的该第二部分与该介质层的各该开口表面之间。
13.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层还包括位于该导体层的该第三部分与该介质层的各该开口表面之间。
14.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是各该加热装置的长宽比在0.8~3.0之间。
15.根据权利要求13所述的喷墨打印头芯片,其特征是各该加热装置的尺寸是长度在20um~70um以及宽度在20um~70um之间。
16.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该导体层的材质包括AlCu或Au。
17.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层的材质包括TaAl、TaN或掺杂多晶硅。
18.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是上述隔离结构包括场氧化层。
19.根据权利要求1所述的喷墨打印头芯片,其特征是上述加热装置的数量是至少50个。
20.一种喷墨打印头芯片,其特征是包括:
基底;
多个晶体管,位于该基底上,其中各晶体管包括:
栅极,位于该基底上;
源极与漏极,分别位于该栅极两侧的该基底内;以及
栅氧化层,位于该栅极与该基底之间,其中该栅氧化层的厚度小于800埃;
多个隔离结构,位于该基底表面并隔离上述晶体管;
多层叠合结构介质层,是由两层阻挡层以及位于上述阻挡层之间的平坦层所构成,而覆盖上述晶体管与上述隔离结构,其中该多层叠合结构介质层具有多个开口,上述开口暴露出各该晶体管的该源极与该漏极;
电阻层,位于该多层叠合结构介质层上,其中该电阻层具有多个加热区域;
第一导体部分,位于该电阻层上且暴露出上述加热区域,以使上述加热区域成为多个加热装置;
第二导体部分,位于该多层叠合结构介质层上并通过上述开口电连接至该漏极,且该第二导体部分与该第一导体部分电连接;以及
第三导体部分,位于该多层叠合结构介质层上并通过上述开口电连接至该源极。
21.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该栅氧化层的厚度小于250埃。
22.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该多层叠合结构介质层的该平坦层的材质包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
23.根据权利要求22所述的喷墨打印头芯片,其特征是该平坦层的厚度为0.09um-1.4um。
24.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该多层叠合结构介质层的上述阻挡层的材质包括等离子增强式氧化层或低压成形氧化层以及该平坦层的材质包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
25.根据权利要求24所述的喷墨打印头芯片,其特征是各该阻挡层的厚度为0.09um-0.33um,而该平坦层的厚度为0.09um-1.4um。
26.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是还包括:
钝化层,覆盖该电阻层与该导体层;以及
空穴层,位于上述加热区域上方的该钝化层上。
27.根据权利要求26所述的喷墨打印头芯片,其特征是该钝化层包括SiN层、SiC层或SiN与SiC的叠层。
28.根据权利要求26所述的喷墨打印头芯片,其特征是该空穴层的材质包括Ta、W或Mo。
29.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分和该第二导体部分属于同一导体层,而该第三导体部分是另一导体层。
30.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第二导体部分和该第三导体部分属于同一导体层,而该第一导体部分是另一导体层。
31.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分和该第三导体部分属于同一导体层,而该第二导体部分是另一导体层。
32.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分、该第二导体部分和该第三导体部分是互不相同的导体层。
33.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该第一导体部分、该第二导体部分和该第三导体部分是同一层导体层所定义出来的三个部分。
34.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层还包括延伸至该导体层的该第二部分与该多层叠合结构介质层的各该开口表面之间。
35.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层还包括位于该导体层的该第三部分与该多层叠合结构介质层的各该开口表面之间。
36.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是各加热装置的长宽比在0.8~3.0之间。
37.根据权利要求36所述的喷墨打印头芯片,其特征是各加热装置的尺寸是长度在20um~70um以及宽度在20um~70um之间。
38.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该导体层的材质包括AlCu或Au。
39.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是该电阻层的材质包括TaAl、TaN或掺杂多晶硅。
40.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是上述隔离结构包括场氧化层。
41.根据权利要求20所述的喷墨打印头芯片,其特征是上述加热装置的数量是至少50个。
42.一种喷墨打印头芯片,其特征是包括:
基底;
多个晶体管电路,位于该基底上,各该晶体管电路包含栅氧化层,该栅氧化层的厚度小于800埃;
多个薄膜层,形成于上述晶体管电路上,上述薄膜层包含有电阻层,该电阻层形成多个加热装置,上述加热装置与其对应的上述晶体管电路电连接,可通过提供电流至每一加热装置,于该加热装置上产生小于2GW/m2的功率密度,其中各该加热装置的电阻值小于95ohm。
43.根据权利要求42所述的喷墨打印头芯片,其特征是上述薄膜层包含有多层叠合结构介质层,该多层叠合结构介质层由两层阻挡层以及位于上述阻挡层之间的平坦层所构成。
44.根据权利要求43所述的喷墨打印头芯片,其特征是该多层叠合结构介质层的平坦层的材质包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
45.根据权利要求44所述的喷墨打印头芯片,其特征是该平坦层的厚度为0.09um-1.4um。
46.根据权利要求43所述的喷墨打印头芯片,其特征是该多层叠合结构介质层的上述阻挡层的材质包括等离子增强式氧化层或低压成形氧化层以及该平坦层的材质包括磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。
47.根据权利要求46所述的喷墨打印头芯片,其特征是各阻挡层的厚度为0.09um-0.33um,而该平坦层的厚度为0.09um-1.4um。
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