JPH02153753A - Thermal head - Google Patents

Thermal head

Info

Publication number
JPH02153753A
JPH02153753A JP30770488A JP30770488A JPH02153753A JP H02153753 A JPH02153753 A JP H02153753A JP 30770488 A JP30770488 A JP 30770488A JP 30770488 A JP30770488 A JP 30770488A JP H02153753 A JPH02153753 A JP H02153753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat generating
thermal head
film
layer
mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP30770488A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2591125B2 (en
Inventor
Tsuneo Ochi
越智 庸夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP63307704A priority Critical patent/JP2591125B2/en
Publication of JPH02153753A publication Critical patent/JPH02153753A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2591125B2 publication Critical patent/JP2591125B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a thermal head realizing clear thermal recording by forming each of many heat generating constitutional parts which are provided together with a driving thin film transistor on one substrate in a layered structure of a heat generating resistance layer and a rectifying semiconductor layer. CONSTITUTION:A single crystal N-type silicon substrate 10 is provided with many heat generating constitutional parts 5, N-MOS, C-MOS and a plurality of bump electrodes 11 in every block. One block forms one thermal head. Each heat generating constitutional part 5 is obtained by laminating a heat generating resistance element 6 and a rectifying diode 7. An insulating film 12 of SiO2 is formed on an upper surface of the substrate 1 through oxidizing treatment, and an insulating protective film 13 having high insulating property is further formed on the film 12 through CVD process. An anode electrode 14 made of such metal as Al, Al-Si, Cu or the like is patterned on the upper face of the film 13. Accordingly, the area occupied by one heat generating constitutional part 5 corresponding to one dot can be remarkably reduced and the resolving power of the thermal head can be enhanced, whereby considerably clear thermal printing can be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は感熱記録を行なうサーマルヘッドに関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a thermal head for performing thermosensitive recording.

[従来技術] 従来1発熱素子の選択的発熱により感熱記録を行なうサ
ーマルヘッドは、基板上に発熱素子部だけを有し、駆動
回路部とは別体になっている。そのため、印字ドツトが
ファインピッチになると、発熱素子部と駆動回路部との
接続が困難となる。
[Prior Art] A conventional thermal head that performs thermal recording by selectively generating heat from a heating element has only a heating element section on a substrate, and is separate from a drive circuit section. Therefore, when the printed dots have a fine pitch, it becomes difficult to connect the heating element section and the drive circuit section.

そこで、サーマルヘッドの配線を発熱素子部側から扇形
に広げて対処しているが、それでも生産性が悪く、装置
が大型化するという問題がある。
To solve this problem, the wires of the thermal head are spread out in a fan shape from the heat generating element side, but this still has the problem of poor productivity and an increase in the size of the device.

このようなことから、最近では、発熱素子部と駆動回路
部とを1枚の基板に設けることが検討されている。この
構造は、基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に発熱
素子部と駆動回路部とを形成するのであるが、発熱素子
部は複数の発熱抵抗素子と、この各発熱抵抗素子に対応
して設けられる整流用ダイオードとからなり、この整流
用ダイオードにより駆動回路部で指定された発熱抵抗素
子のみに電流を流して発熱させる。
For this reason, recently, it has been considered to provide the heating element section and the drive circuit section on one substrate. In this structure, an insulating film is formed on a substrate, and a heating element section and a drive circuit section are formed on this insulating film. The rectifying diode is provided in a corresponding manner, and the rectifying diode allows current to flow only through the heat generating resistor element specified in the drive circuit section to generate heat.

[発明が解決しようとする課ml しかしながら、このようなサーマルヘッドにおいては1
発熱部が複数の発熱抵抗素子と整流用ダイオードとから
なり、しかもこれらが平面的に配列されているので、発
熱抵抗素子と整流用ダイオードとからなる1つの発熱素
子、つまり1ドツトの面積が大きくなり、解像度が低下
するという問題がある。
[Problem to be solved by the invention]However, in such a thermal head, 1
Since the heat generating part consists of a plurality of heat generating resistor elements and rectifying diodes, and these are arranged in a plane, the area of one heat generating element, that is, one dot, consisting of a heat generating resistor element and a rectifying diode is large. There is a problem that the resolution decreases.

この発明の目的は、1ドツトに相当する1つの発熱素子
の占める面積を小さくでき、これにより解像度を高め、
鮮明な感熱記録ができるサーマルヘッドを提供すること
にある。
The purpose of this invention is to reduce the area occupied by one heating element corresponding to one dot, thereby increasing the resolution and
To provide a thermal head capable of clear thermal recording.

[課題を解決するための手段] この発明のサーマルヘッドは、−枚の基板に駆動用薄膜
トランジスタと共に設けられる多数の発熱構成部を各々
、発熱抵抗層と整流用半導体層との積層構造としたもの
である。
[Means for Solving the Problems] The thermal head of the present invention has a plurality of heat generating components provided on two substrates together with driving thin film transistors each having a laminated structure of a heat generating resistor layer and a rectifying semiconductor layer. It is.

[作 用] この発明のサーマルヘッドによれば、−枚の基板に駆動
用薄膜トランジスタと共に設けられる各発熱構成部を発
熱抵抗層と整流用半導体層との積層構造としたので、1
ドツトに相当する1つの発熱構成部の占める面積を小さ
くすることができる。そのため、サーマルヘッドの解像
度を大幅に高めることができ、鮮明な感熱記録を行なう
ことができる。
[Function] According to the thermal head of the present invention, each heat generating component provided on two substrates together with a drive thin film transistor has a laminated structure of a heat generating resistor layer and a rectifying semiconductor layer.
The area occupied by one heat generating component corresponding to a dot can be reduced. Therefore, the resolution of the thermal head can be greatly increased, and clear thermal recording can be performed.

[実施例] 以下、第1図および第2図を参照して、この発明の一実
施例を説明する。
[Embodiment] An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.

第2図はこの発明のサーマルヘッドの回路構成を示す、
この回路構成において、画信号はデータ信号としてシフ
トレジスタ回路lのD端子に入力される。クロック信号
はシフトレジスタ回路1の各01端子に入力される。シ
フトレジスタ回路lはクロック信号に従って1ライン分
のデータが入力される。このシフトレジスタ回路1に入
力された1ライン分の全データは、ラッチ回路2の各り
端子にラッチパルスとして入力されるストローブ信号に
より、シフトレジスタ回路、1のQ端子からラッチ回路
2のD端子に並列転送されて、ラッチ回路2に保持され
る。ラッチ回路2に保持されたデータは、印字タイミン
グ等を決定するイネーブル信号の指示に従ってラッチ回
路2のQ端子からアンド等のゲート回路3を介してトラ
ンジスタ素子4に入力される。トランジスタ素子4は入
力されたデータに基づいて駆動され、マトリクス状に配
列された発熱構成部5の各行ラインに選択的にローレベ
ル信号を出力する。この各発熱構成部5はそれぞれ発熱
抵抗素子6と整流用ダイオード7を直列に接続してなり
、マトリクス状の各列ごとに制御信号に基づいて列ライ
ン選択回路8から選択的にハイレベル信号が与えられる
と、トランジスタ素子4からのローレベル信号と交差す
る箇所のみの発熱抵抗素子6に電流が流れて発熱する。
FIG. 2 shows the circuit configuration of the thermal head of this invention.
In this circuit configuration, the image signal is input as a data signal to the D terminal of the shift register circuit l. A clock signal is input to each 01 terminal of the shift register circuit 1. Data for one line is input to the shift register circuit l in accordance with a clock signal. All data for one line inputted to the shift register circuit 1 is transferred from the Q terminal of the shift register circuit 1 to the D terminal of the latch circuit 2 by a strobe signal inputted as a latch pulse to each terminal of the latch circuit 2. are transferred in parallel and held in the latch circuit 2. The data held in the latch circuit 2 is inputted from the Q terminal of the latch circuit 2 to the transistor element 4 via a gate circuit 3 such as an AND circuit in accordance with instructions of an enable signal that determines printing timing and the like. The transistor element 4 is driven based on input data, and selectively outputs a low level signal to each row line of the heat generating components 5 arranged in a matrix. Each heat generating component 5 is formed by connecting a heat generating resistor element 6 and a rectifying diode 7 in series, and selectively receives a high level signal from a column line selection circuit 8 based on a control signal for each column in a matrix. When the low level signal from the transistor element 4 is applied, a current flows through the heat generating resistor element 6 only at the location where it intersects with the low level signal from the transistor element 4, thereby generating heat.

このときハイレベル信号が供給される発熱抵抗素子6は
各整流用ダイオード7により整流されるため発熱するこ
とはない0列ライン選択回路8は各列ラインに順次ハイ
レベル信号を供給し、これに伴なってラッチ回路2に保
持される画信号が更新されることにより1列ライン毎に
ローレベル信号が供給される発熱抵抗素子6が同一タイ
ミングで発熱する。
At this time, the heat generating resistor element 6 to which the high level signal is supplied is rectified by each rectifying diode 7, so it does not generate heat.The 0th column line selection circuit 8 sequentially supplies a high level signal to each column line. Accordingly, the image signal held in the latch circuit 2 is updated, so that the heat generating resistor elements 6 to which the low level signal is supplied for each column generate heat at the same timing.

このようなサーマルヘッドのトランジスタ素子4は、例
えばn −M OSであり、他の回路つまりシフトレジ
スタ回路1、ラッチ回路2.ゲート回路3、および列ラ
イン選択回路8は、C−MOS等であり、これらは後述
するシリコン基板10に発8構成部5と共に一括形成さ
れている。
The transistor element 4 of such a thermal head is, for example, an n-MOS, and is connected to other circuits such as a shift register circuit 1, a latch circuit 2. The gate circuit 3 and the column line selection circuit 8 are C-MOS, etc., and are collectively formed on a silicon substrate 10, which will be described later, together with the source 8 component 5.

第1図はこの発明のサーマルヘッドの構成を示す、rl
!J中lOは単結晶のn型シリコン基板(ウェハ)であ
る、このシリコン基板lOにハ各フロックごとに、多数
の発熱構成部5と共に、  n −MOS、C−MOS
 (一部のみを示す)、および複数のバンプ電極11が
形成され、各ブロックごとに切断されて1つのブロック
がサーマルヘッドをなす、以下、各素子の構成を順に説
明する。
FIG. 1 shows the configuration of the thermal head of the present invention, rl
! JO is a single-crystal n-type silicon substrate (wafer).On this silicon substrate LO, each flock has a large number of heat generating components 5, n-MOS, C-MOS, etc.
(only a portion is shown) and a plurality of bump electrodes 11 are formed and each block is cut so that one block forms a thermal head.Hereinafter, the structure of each element will be explained in order.

各発熱構成部5は発熱抵抗素子6と整流用ダイオード7
とを積層したものであり、シリコン基板10の左端側に
マトリクス状に配列形成されている。すなわち、シリコ
ン基板10の上面にはSi02の絶縁!112が酸化処
理により形成されているとともに、この絶縁[12上に
はリンシリケートガラス(PSG)よりなる絶縁性の高
い絶縁保護膜13がCV D (Ches+1cal 
Vapor Deposition)法により形成され
ている。そして、この絶縁保護膜13の上面にはA1.
Al−5i、Cu等の金属からなるアノード電極14が
パターン形成されている。この7ノード電極14は整流
用ダイオード7の一方の電極であり、各列ごとに上述し
た列ライン選択回路8に接続される。また、この7ノー
ド電極14の上面には多結晶シリコンに不純物をドープ
してなる発熱抵抗層15がマトリクス状に形成されてい
る。この発熱抵抗層15は、不純物として所定量のリン
(P)イオンをドープすることにより、所定のシート抵
抗(a十〇/口)を有する。すなわち、この発熱抵抗層
15の全抵抗値はPイオンの打ち込み濃度およびその面
積によって決定されるため、Pイオンの打ち込み量(例
えば。
Each heat generating component 5 includes a heat generating resistor element 6 and a rectifying diode 7.
are stacked, and are arranged in a matrix on the left end side of the silicon substrate 10. That is, the upper surface of the silicon substrate 10 is insulated with Si02! 112 is formed by oxidation treatment, and on this insulating layer 12, a highly insulating protective film 13 made of phosphosilicate glass (PSG) is formed by CV D (Ches+1cal).
It is formed by the Vapor Deposition method. A1.
An anode electrode 14 made of metal such as Al-5i or Cu is patterned. This seven-node electrode 14 is one electrode of the rectifying diode 7, and is connected to the above-mentioned column line selection circuit 8 for each column. Further, on the upper surface of the seven-node electrode 14, a heating resistance layer 15 made of polycrystalline silicon doped with impurities is formed in a matrix. This heating resistance layer 15 has a predetermined sheet resistance (a10/hole) by doping a predetermined amount of phosphorus (P) ions as an impurity. That is, since the total resistance value of this heating resistance layer 15 is determined by the implantation concentration of P ions and its area, the amount of implantation of P ions (for example,

IX 1015〜IX 1021at+s/cm3程度
)および非エツチングの量によって調節され、最終的に
は数十〜数百Ω程度に調整されている。そして、この発
熱抵抗層15の上面には多結晶シリコンに不純物をドー
プしてなるn型半導体層16が発熱抵抗層15と同一形
状でマトリクス状に積層形成されている。このn型半導
体層16は整流用ダイオード7に対応するものであり、
発熱抵抗層15よりも低い濃度でPイオンがドープされ
ている。さらに、このn型半導体層16の上面にはAI
、^IJi等の金属よりなるカソード電極17が蒸着、
スパッタリング等によりパターン形成されており、この
カソード電極17と上述したn型半導体層16とにより
整流用ダイオード7であるショットキ・バリア・ダイオ
ードを構成している。すなわち、n型半導体層16の上
面にカソード電極17が形成されると、その両者の界面
現象によりn型半導体層16内にバリアができ、これに
より整流用のダイオードとなる。なお、このカソード電
極17はその一端が後述するトランジスタ素子4のドレ
インの配線パターン24に接続される。そして、このよ
うに積層形成された各アノード電極14、発熱抵抗層1
5、n型半導体層16、およびカソード電極17は保!
I膜18により覆われている。この保護Wi18は耐酸
化性および耐摩耗性を有するもので、S +02、Si
N 、 5iON等からなる。なお、各発熱構成部5間
にも絶縁層が形成され、この絶縁層は、実際には保護膜
18とは重なる層として形成されるが、図面では単層構
造の保護膜18として図示している。
(about IX 1015 to IX 1021 at+s/cm3) and the amount of non-etching, and is finally adjusted to about several tens to hundreds of ohms. On the upper surface of the heat generating resistor layer 15, an n-type semiconductor layer 16 made of polycrystalline silicon doped with impurities is formed in a matrix in the same shape as the heat generating resistor layer 15. This n-type semiconductor layer 16 corresponds to the rectifying diode 7,
P ions are doped at a lower concentration than that of the heating resistance layer 15. Further, on the upper surface of this n-type semiconductor layer 16, an AI
A cathode electrode 17 made of metal such as , ^IJi is deposited,
A pattern is formed by sputtering or the like, and this cathode electrode 17 and the above-mentioned n-type semiconductor layer 16 constitute a Schottky barrier diode, which is the rectifying diode 7. That is, when the cathode electrode 17 is formed on the upper surface of the n-type semiconductor layer 16, a barrier is formed in the n-type semiconductor layer 16 due to an interface phenomenon between the two, thereby forming a rectifying diode. Note that one end of the cathode electrode 17 is connected to a wiring pattern 24 of the drain of the transistor element 4, which will be described later. Then, each of the anode electrodes 14 and the heating resistor layer 1 laminated in this way
5. The n-type semiconductor layer 16 and the cathode electrode 17 are maintained!
It is covered with an I film 18. This protective Wi18 has oxidation resistance and wear resistance, and is S +02, Si
It consists of N, 5iON, etc. Note that an insulating layer is also formed between each heating component 5, and although this insulating layer is actually formed as a layer overlapping with the protective film 18, it is illustrated as a single-layer protective film 18 in the drawing. There is.

トランジスタ素子4は電界効果(FET)型のn−MO
5であり、シリコン基板lOにおける発熱構成部5の右
側に形成されている。すなわち。
The transistor element 4 is a field effect (FET) type n-MO
5, and is formed on the right side of the heat generating component 5 in the silicon substrate IO. Namely.

その部分のシリコン基板10の上面側内部にはBイオン
がドープされたp型領域19が形成されており、このp
型領域19の領域内にはPイオンがドープされた一対の
n型領域20.20が形成されている。この一対のn型
領域20.20はそれぞれソース、ドレインの電極をな
すものである。
A p-type region 19 doped with B ions is formed inside that portion of the upper surface of the silicon substrate 10, and this p-type region 19 is doped with B ions.
A pair of n-type regions 20.20 doped with P ions are formed within the type region 19. This pair of n-type regions 20 and 20 form source and drain electrodes, respectively.

このようにp型優城19内にn型領域20.20が形成
されたシリコン基板lOの上面には、一対のn型領域2
0.20を含む中央部分を除いて絶縁M12が形成され
ている。また、一対のn1fi域20.20の間に位置
する箇所には、5iOzよりなるゲート絶縁膜21を介
して多結晶シリコンよりなるゲート電極22が形成され
ている。さらに、一対のn型領域20.20と対応する
箇所には、ソース、ドレインの配線パターン23.24
が形成されている。この場合、中間のゲート電極22は
発熱抵抗層15と同様にPイオンをドープすることによ
り低抵抗に形成されており、このゲート電極22の全表
面は配線パターン23゜24と短絡しないように、リン
シリケートガラスよりなる保護1g11gで覆われてい
る。また、ソース、ドレインの各配線パターン23.2
4はAI、Al−5i、No、W等の低抵抗金属等から
なり、それぞれ一対のn型領域20.20に導通して接
続されており、ドレインの配線パターン24にはカソー
ド電極17が接続されている。
A pair of n-type regions 2 are formed on the upper surface of the silicon substrate IO in which the n-type regions 20 and 20 are formed in the p-type region 19 in this way.
An insulation M12 is formed except for the central portion including 0.20. Further, a gate electrode 22 made of polycrystalline silicon is formed at a location between the pair of n1fi regions 20 and 20 with a gate insulating film 21 made of 5iOz interposed therebetween. Further, source and drain wiring patterns 23 and 24 are located at locations corresponding to the pair of n-type regions 20 and 20.
is formed. In this case, the intermediate gate electrode 22 is formed to have a low resistance by doping with P ions in the same manner as the heating resistance layer 15, and the entire surface of the gate electrode 22 is formed so as not to be short-circuited with the wiring patterns 23 and 24. It is covered with 1 g and 11 g of protection made of phosphosilicate glass. In addition, source and drain wiring patterns 23.2
4 is made of a low resistance metal such as AI, Al-5i, No, W, etc., and is electrically connected to a pair of n-type regions 20 and 20, respectively, and a cathode electrode 17 is connected to the drain wiring pattern 24. has been done.

シフトレジスタ回路l、ラッチ回路2、およびゲート回
路3を構成するC−MOSは、FET型のもノテあり、
n−MOS 、  p−MOS等からなリ、上述したト
ランジスタ素子4の右側に形成されている。この場合、
n−MO3は上述したトランジスタ素子4と全く同じ構
成となっており、p −MOSはシリコン基板lOの上
面側内部に一対のp型領域(図示せず)を形成した以外
は上述したn−MO5と全く同じ構成となっている。
The C-MOS that constitutes the shift register circuit 1, latch circuit 2, and gate circuit 3 may also be of FET type.
The transistor element 4 is formed on the right side of the transistor element 4 described above, and is made of an n-MOS, a p-MOS, or the like. in this case,
The n-MO3 has exactly the same configuration as the transistor element 4 described above, and the p-MOS has the same structure as the n-MO5 described above except that a pair of p-type regions (not shown) are formed inside the upper surface side of the silicon substrate IO. It has exactly the same configuration.

バンプ電極11はC−MOSに各種の信号を堆り入れる
電極であり、シリコン基板IOの右端に複数(この実施
例では画信号用、クロック信号用、ストローブ信号用、
イネーブル信号用、および2つの制御信号用の6つ)設
けられている。すなわち、シリコン基板10上の絶縁g
12および配線パターン25の上面には、所定箇所がエ
ツチングされた保護ataが形成されている。このニー
2チングされた部分には、バリアメタルとしてTi−W
合金、および密着用メタルとしてAuを蒸着やスパッタ
リング等により積層形成してなるパッド部26が配線パ
ターン25に導通して形成されている。このパッド部2
6上にはAuメツキによりバンプ電極11が形成されて
いる。この場合、パッド部26のバリアメタルとしては
Ti−W合金の他に、 Ti、Cu、Ti−N、WJ−
5i等の単層構造または積層構造のものでもよく、また
密着用メタルとしてはCr、Pb、Sn等の単層構造ま
たは8を層構造のものでもよく、さらにバンプ電極11
としては半田系合金を用いてもよい。
The bump electrode 11 is an electrode for depositing various signals into the C-MOS, and a plurality of bump electrodes (in this embodiment, for image signals, clock signals, strobe signals,
6) for the enable signal and two for the control signals. That is, the insulation g on the silicon substrate 10
12 and the upper surfaces of the wiring pattern 25, a protective ata is formed by etching at predetermined locations. Ti-W is used as a barrier metal in this knee-chipped area.
A pad portion 26 is formed by laminating an alloy and Au as an adhesion metal by vapor deposition, sputtering, etc. and is electrically connected to the wiring pattern 25 . This pad part 2
A bump electrode 11 is formed on 6 by Au plating. In this case, the barrier metal of the pad portion 26 may be Ti, Cu, Ti-N, WJ-in addition to Ti-W alloy.
The bump electrode 11 may have a single layer structure or a laminated structure such as 5i, and the adhesion metal may have a single layer structure or a layer structure such as Cr, Pb, Sn, etc.
A solder alloy may also be used.

次に、上述したようなサーマルヘッドを製造する場合に
ついて説明する。この場合、各サーマルヘッドは、1枚
のシリコン基板lOを多数のブロックに区分し、各ブロ
ックごとの所要の素子を同時に形成した上、最後に各ブ
ロックごとに切断して得られるものであり、以下の説明
は、上記シリコン基板10の1ブロツクについてのみ説
明する。
Next, a case of manufacturing a thermal head as described above will be described. In this case, each thermal head is obtained by dividing one silicon substrate IO into a large number of blocks, forming the required elements for each block at the same time, and finally cutting each block. In the following explanation, only one block of the silicon substrate 10 will be explained.

まず、単結晶のn型シリコン基板(ウェハ)10を用意
し、このシリコン基板lOを1000℃程度に加熱して
酸化処理(熱酸化処理)を行ない、シリコン基板lOの
表面にS i02膜を形成する。そして、フォトリング
ラフィ法により5i02膜上にフォトレジスト膜をパタ
ーン形成し、このフォトレジスト膜をマスクとしてS 
i02膜をエツチングし、トランジスタ素子4およびC
−MOSの形成領域と対応する部分のSiOzJglを
除去する。すると、第1図に示す絶縁[12が形成され
る。
First, a single-crystal n-type silicon substrate (wafer) 10 is prepared, and this silicon substrate IO is heated to about 1000°C to perform oxidation treatment (thermal oxidation treatment) to form a Si02 film on the surface of the silicon substrate IO. do. Then, a photoresist film is patterned on the 5i02 film by photolithography method, and S
The i02 film is etched to form transistor elements 4 and C.
- Remove SiOzJgl from a portion corresponding to the MOS formation region. Then, the insulation [12] shown in FIG. 1 is formed.

この後、絶縁[912のない部分つまりS 1o211
G!が除去された部分に乾式または1101の酸化によ
りゲート絶縁膜21を形成し、このゲート絶縁膜21上
にモノシラン(SiHs)ガスを用いてCVD法により
多結晶シリコン層を生成する。そして、この多結晶シリ
コン層にPイオンを打ち込んで、多結晶シリコン層のP
イオン濃度を高めて抵抗値を所定の値に減少させた後、
この多結晶シリコン層をエツチングしてトランジスタ素
子4およびC−MO3の各ゲート電極22を形成する。
After this, the part without insulation [912, that is, S 1o211
G! A gate insulating film 21 is formed on the removed portion by dry oxidation or 1101 oxidation, and a polycrystalline silicon layer is formed on this gate insulating film 21 by CVD using monosilane (SiHs) gas. Then, P ions are implanted into this polycrystalline silicon layer to
After increasing the ion concentration and reducing the resistance value to a predetermined value,
This polycrystalline silicon layer is etched to form each gate electrode 22 of the transistor element 4 and C-MO3.

しかる後、トランジスタ素子4およびC−MO5の各p
壁領域19内にゲート絶縁膜21を介してPイオンを打
ち込んで一対のn型領域20.20を形成する。この一
対のn型領域20.20はそれぞれソース、ドレインと
なる。
After that, each p of transistor element 4 and C-MO5
P ions are implanted into wall region 19 through gate insulating film 21 to form a pair of n-type regions 20.20. This pair of n-type regions 20 and 20 become a source and a drain, respectively.

そして、各n型領域20.20上のゲート絶縁膜21を
エツチングにより除去し、常圧のCVD法により全面に
PSGよりなる絶縁保護膜を被着し、この絶縁保護膜を
エツチングして不要な部分を除去する。するとトランジ
スタ素子4、C−MO5の各ゲート電極22および絶縁
M13がPSGより゛なる絶縁保w1膜18により被覆
される。なお、図示しないがp−MOSも上述と同時に
平行して形成される。
Then, the gate insulating film 21 on each n-type region 20, 20 is removed by etching, an insulating protective film made of PSG is deposited on the entire surface by atmospheric pressure CVD, and this insulating protective film is etched to remove unnecessary parts. remove parts. Then, each gate electrode 22 of the transistor element 4, the C-MO 5, and the insulation M13 are covered with the insulation insulation film 18 made of PSG. Although not shown, a p-MOS is also formed in parallel with the above-described process.

&ニ、 ソ17)全面ニA1.Al−5i、No、W等
の導電性を有する金amをスパッタリングまたは蒸着等
により形成し、その表面にフォトリソグラフィ法により
パターン形成されたフォトレジスト膜をマスクとして金
属膜をエツチングし、不要な部分を除去する。これによ
り、各発熱構成部5に接続される各7ノード電極14が
形成されるとともに、トランジスタ素子4.C−MO3
,バンプ電極11の各配線パターン23.24.25も
同時に形成される。この場合、各7ノード電極14は各
列ごとに列ライン選択回路8に導出される。また、トラ
ンジスタ素子4およびC−MO5の各配線パターン23
.24はそれぞれ各n型銅域20もしくはp型銅域(図
示せず)に導通して接続される。
&d, So17) Full surface D A1. Conductive gold such as Al-5i, No, W, etc. is formed by sputtering or vapor deposition, and the metal film is etched using a photoresist film patterned on the surface by photolithography as a mask to remove unnecessary parts. remove. As a result, seven node electrodes 14 connected to each heat generating component 5 are formed, and the transistor elements 4. C-MO3
, the wiring patterns 23, 24, 25 of the bump electrodes 11 are also formed at the same time. In this case, each of the seven node electrodes 14 is led out to the column line selection circuit 8 for each column. In addition, each wiring pattern 23 of the transistor element 4 and C-MO5
.. 24 are electrically connected to each n-type copper area 20 or p-type copper area (not shown), respectively.

この後、ゲート電極22を形成した場合と同様に、7ノ
ード電極14上にモノシラン(SiH4)ガスを用いて
CVD法により多結晶シリコン層を生成し、この多結晶
シリコン層にPイオンを打ち込んで、Pイオン濃度を高
めて抵抗値を所定の値に減少させ、しかる後、この多結
晶シリコン層をプラズマエツチングして不要な部分を除
去し、所定面積の島形状に形成する。これにより、発熱
抵抗素子6である発熱抵抗層15が形成される。この場
合、Pイオンの打ち込み前の多結晶シリコン層のシート
抵抗は数にΩ/口〜数MΩ/口であり、これがPイオン
の打ち込みにより最終的に数十Ω/口となる。
After this, similarly to the case of forming the gate electrode 22, a polycrystalline silicon layer is generated on the 7-node electrode 14 by the CVD method using monosilane (SiH4) gas, and P ions are implanted into this polycrystalline silicon layer. , the P ion concentration is increased to reduce the resistance value to a predetermined value, and then the polycrystalline silicon layer is plasma etched to remove unnecessary portions and formed into an island shape of a predetermined area. As a result, the heating resistance layer 15, which is the heating resistance element 6, is formed. In this case, the sheet resistance of the polycrystalline silicon layer before P ion implantation is several Ω/hole to several MΩ/hole, and this ultimately becomes several tens of Ω/hole after P ion implantation.

そして、この発熱抵抗層15を除いて保護膜18を発熱
抵抗層15とほぼ同じ高さに形成した後、その全表面に
再び上述と同様に多結晶シリコン層を生成し、この多結
晶シリコン層にPイオンを打ち込んだ後、この多結晶シ
リコン層をエッチソゲして不要な部分を除去し、発熱抵
抗層15と同一形状のn型半導体層16を形成する。こ
の場合、n型半導体層16の不純物濃度は発熱抵抗層1
5よりも低い、そして、このn型半導体層16を除いて
再び保:11膜18をn型半導体層16とほぼ同じ高さ
に形成する。
After removing the heat generating resistor layer 15 and forming the protective film 18 at almost the same height as the heat generating resistor layer 15, a polycrystalline silicon layer is again generated on the entire surface in the same manner as described above. After implanting P ions into the polycrystalline silicon layer, unnecessary portions are removed by etching the polycrystalline silicon layer to form an n-type semiconductor layer 16 having the same shape as the heating resistor layer 15. In this case, the impurity concentration of the n-type semiconductor layer 16 is
5, and this n-type semiconductor layer 16 is removed and a 11 film 18 is formed at approximately the same height as the n-type semiconductor layer 16.

しかる後、トランジスタ素子4のドレインの配線パター
ン24と対応する部分の保111918をエツチングし
て除去することにより、コンタクトホールを形成し、こ
のコンタクトホールを含む保護IN!l118の全面に
AI、Al−5i等のアルミ系金属膜をスパッタリング
または蒸着等により形成し、この金属膜をエツチングし
て不要な部分を除去する。
Thereafter, a contact hole is formed by etching and removing the protective layer 111918 in a portion corresponding to the wiring pattern 24 of the drain of the transistor element 4, and the protective IN! An aluminum-based metal film such as AI or Al-5i is formed on the entire surface of 118 by sputtering or vapor deposition, and unnecessary portions are removed by etching the metal film.

これにより、カソード電ai17が形成される。このカ
ソード電極17はマトリクス状の各行ごとのn型半導体
層16と導通して接続されるとともに、その一端はトラ
ンジスタ素子4のドレイン用の配線パターン24にコン
タクトホールを介して接続される。また、このようにカ
ソード電極17が形成されると、n型半導体層16との
界面現象によりn型半導体層16内にバリアができ、こ
れにより整流用ダイオード7としてのシャットキーバリ
ア・ダイオードが発熱抵抗層15上に端層形成される。
As a result, a cathode electrode ai17 is formed. This cathode electrode 17 is electrically connected to the n-type semiconductor layer 16 in each row in a matrix, and one end thereof is connected to the wiring pattern 24 for the drain of the transistor element 4 via a contact hole. Furthermore, when the cathode electrode 17 is formed in this manner, a barrier is formed within the n-type semiconductor layer 16 due to an interface phenomenon with the n-type semiconductor layer 16, and this causes the Shutkey barrier diode as the rectifying diode 7 to generate heat. An end layer is formed on the resistance layer 15.

この後、その全面に再度保;J@18をスパッタリング
や蒸着等により形成し、この保M膜18をエツチングし
、バンプ電極11と対応する不要な部分を除去する。こ
の後、この保!t17918の全面にバリアメタルとし
てTi−W合金、および密着用メタルとしてAuを順次
蒸着またはスパッタリングにより積層被着して金属層を
形成し、この金属層の表面にレジストをスピーンコーテ
ィングにより被着し、バンプ形成領域をエツチングして
除去する。そして、このエツチングされた部分にAuメ
ツキを施してバンプ電極11を形成した後、シリコン基
板lOのダイシング部分をエツチングしテ除去するとと
もに、上述したレジストおよびパッド部26以外の金属
層を順次エツチングして除去する。最後に、シリコン基
板10を各ブロックごとにグイシングして個々に切り離
すと、第1図に示すようなこの発明のサーマルヘッドが
得られる。
Thereafter, a retaining layer 18 is again formed on the entire surface by sputtering, vapor deposition, etc., and this retaining film 18 is etched to remove unnecessary portions corresponding to the bump electrodes 11. After this, Konoho! A Ti-W alloy as a barrier metal and Au as an adhesion metal are sequentially deposited on the entire surface of the t17918 by vapor deposition or sputtering to form a metal layer, and a resist is applied on the surface of this metal layer by spin coating, Etch and remove the bump forming area. After this etched portion is plated with Au to form the bump electrode 11, the diced portion of the silicon substrate 10 is etched and etched away, and the metal layers other than the resist and pad portion 26 described above are sequentially etched. and remove it. Finally, each block of the silicon substrate 10 is diced and separated into individual blocks to obtain the thermal head of the present invention as shown in FIG.

したがって、このようなサーマルヘッドによれば、シリ
コン基板lOに多数の発熱構成部5、トランジスタ素子
4.およびC−MOSを一体に形成したので、外部の回
路基板等の接続用のバンプ電極11の数を最小限(数個
)に少なくすることができる。そのため、従来のように
配線部を扇形に広げる必要がないので、装置全体をコン
パクトに構成することができる。特に、各発熱構成部5
はシリコン基板lO上に絶縁膜12および絶縁保護1!
!18を介してアノード電極14、発熱抵抗層15、n
型半導体層16、カソード電極17を順次積層して形成
したので、1ドツトに相当する1つの発熱構成部5が占
める面積を極めて小さくすることができる。そのため、
サーマルヘッドの解像度を高めることができ、極めて鮮
明な感熱記録を行なうことができる。この場合、n型半
導体層16とカソード電極17とで整流用ダイオード7
であるショットキ・バリア・ダイオードを構成したので
、pn接合ダイオードと比べて、p型領域が不要となり
、製造工程の簡素化を図ることができるという利点もあ
る。
Therefore, according to such a thermal head, a large number of heat generating components 5, transistor elements 4 . Since the and C-MOS are integrally formed, the number of bump electrodes 11 for connecting an external circuit board or the like can be reduced to a minimum (several pieces). Therefore, there is no need to spread out the wiring section in a fan shape as in the conventional case, so the entire device can be configured compactly. In particular, each heat generating component 5
is an insulating film 12 and an insulating protection 1! on a silicon substrate lO.
! 18, the anode electrode 14, the heating resistance layer 15, n
Since the semiconductor layer 16 and the cathode electrode 17 are formed by sequentially stacking them, the area occupied by one heat generating component 5 corresponding to one dot can be made extremely small. Therefore,
The resolution of the thermal head can be increased and extremely clear thermal recording can be performed. In this case, the rectifying diode 7 is formed by the n-type semiconductor layer 16 and the cathode electrode 17.
Since the Schottky barrier diode is constructed, there is an advantage that a p-type region is not required compared to a pn junction diode, and the manufacturing process can be simplified.

なお、この発明は上述した実施例に限定されることなく
、種々変形応用が可能である。@えば、発熱抵抗層15
.n型半導体層16、p型領域19、n型領域20等は
イオンの打ち込みにより形成する必要はなく、熱拡散法
マ形成してもよい、また、発熱構成部5は上述した実施
例のように積層する必要はなく1例えば、下順にカソー
ド電極17、n型半導体層16、発熱抵抗層15、アノ
ード電極14の順に積層形成してもよい、この場合には
、最上部のアノード電極14をAtより硬い金属例えば
銅等を用いれば耐摩耗性の向上をも図ることができる。
Note that this invention is not limited to the embodiments described above, and can be modified and applied in various ways. @ For example, heating resistance layer 15
.. The n-type semiconductor layer 16, the p-type region 19, the n-type region 20, etc. do not need to be formed by ion implantation, and may be formed by a thermal diffusion method. For example, the cathode electrode 17, the n-type semiconductor layer 16, the heat generating resistor layer 15, and the anode electrode 14 may be laminated in this order. In this case, the uppermost anode electrode 14 is If a metal harder than At, such as copper, is used, wear resistance can also be improved.

また、シリコン基板lOは必ずしも単結晶である必要は
なく、ガラスや石英等の絶縁基板を用いてもよい、この
場合各トランジスタ素子4の活性領域は絶縁基板の表面
に多結晶シリコン層を形成し5この多結晶シリコン層に
所定の不純物をドープして形成する。さらに、発熱構成
部5はマトリクス状に配列形成する必要はなく、ライン
状に配列したものにも適用することができる。
Furthermore, the silicon substrate 1O does not necessarily have to be a single crystal, and an insulating substrate such as glass or quartz may be used. In this case, the active region of each transistor element 4 is formed by forming a polycrystalline silicon layer on the surface of the insulating substrate. 5. This polycrystalline silicon layer is doped with a predetermined impurity. Further, the heat generating components 5 do not need to be arranged in a matrix, and may be arranged in a line.

[発明の効果] 以上詳細に説明したように、この発明のサーマルヘッド
によれば、−枚の基板に駆動用薄膜トランジスタと共に
設けられる各発熱構成部を発熱抵抗層と整流用半導体層
とのaM構造としたので、1ドツトに相当する1つの発
熱構成部の占める面詰を小さくすることができる。その
ため、サーマルヘッドの解像度を大幅に高めることがで
き、鮮明な感熱記録を行なうことができる。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the thermal head of the present invention, each heat generating component provided on two substrates together with a driving thin film transistor has an aM structure of a heat generating resistor layer and a rectifying semiconductor layer. Therefore, it is possible to reduce the area occupied by one heat generating component corresponding to one dot. Therefore, the resolution of the thermal head can be greatly increased, and clear thermal recording can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明のサーマルヘッドの要部拡大断面図、
第2図はサーマルヘッドの回路Jlll虞図である。 4・・・・・・トランジスタ素子、5・・・・・・発熱
構成部。 6・・・・・・発熱抵抗素子、7・・・・・・整流用ダ
イオード、lO・・・・・・シリコン基板、14・・・
・・・7ノード電極、15・・・・・・発熱抵抗層、1
6・・・・・・n型半導体層、17・・・・・・カソー
ド電極。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of the main parts of the thermal head of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram of the thermal head. 4...Transistor element, 5...Heating component. 6... Heat generating resistor element, 7... Rectifying diode, lO... silicon substrate, 14...
... 7 node electrodes, 15 ... heating resistance layer, 1
6...n-type semiconductor layer, 17... cathode electrode.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 一枚の基板に多数の発熱構成部および駆動用薄膜トラン
ジスタを設けたサーマルヘッドであって、 前記発熱構成部を発熱抵抗層と整流用半導体層との積層
構造としたことを特徴とするサーマルヘッド。
[Scope of Claims] A thermal head in which a large number of heat generating components and driving thin film transistors are provided on a single substrate, wherein the heat generating component has a laminated structure of a heat generating resistor layer and a rectifying semiconductor layer. Features a thermal head.
JP63307704A 1988-12-07 1988-12-07 Thermal head Expired - Fee Related JP2591125B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63307704A JP2591125B2 (en) 1988-12-07 1988-12-07 Thermal head

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63307704A JP2591125B2 (en) 1988-12-07 1988-12-07 Thermal head

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02153753A true JPH02153753A (en) 1990-06-13
JP2591125B2 JP2591125B2 (en) 1997-03-19

Family

ID=17972232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63307704A Expired - Fee Related JP2591125B2 (en) 1988-12-07 1988-12-07 Thermal head

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2591125B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6328295B1 (en) * 2016-12-26 2018-05-23 謙華科技股▲分▼有限公司 Manufacturing method of thermal print head module

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585752U (en) * 1982-03-19 1983-01-14 横河電機株式会社 thermal print head
JPS63124140U (en) * 1987-02-04 1988-08-12

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS585752U (en) * 1982-03-19 1983-01-14 横河電機株式会社 thermal print head
JPS63124140U (en) * 1987-02-04 1988-08-12

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6328295B1 (en) * 2016-12-26 2018-05-23 謙華科技股▲分▼有限公司 Manufacturing method of thermal print head module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2591125B2 (en) 1997-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4169811B2 (en) Thin film transistor manufacturing method
KR0145902B1 (en) Resistance part and its manufacturing method of thin film transistor liquid crystal display elements
KR0174265B1 (en) Semiconductor device having double metal connection layers connected to each other and to the substrate in the scrib....
JPH02153753A (en) Thermal head
US6861705B2 (en) Driver circuits and methods for manufacturing driver circuits
JP2775643B2 (en) Thermal head
JPH08203906A (en) Semiconductor device with bump and manufacturing method thereof
JPH08195479A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2625989B2 (en) Thermal head
JP2591115B2 (en) Thermal head
JPH06232345A (en) Electrostatic breakdown preventive circuit in semiconductor device and formation thereof
JP2587103B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH02289362A (en) Thermal head and production thereof
JP2581299B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device having bump electrode
JP2775779B2 (en) Thermal head and method of manufacturing the same
JPS63152164A (en) Semiconductor device
JP2504144B2 (en) Thermal head and manufacturing method thereof
JP3372109B2 (en) Semiconductor device
JPH03169018A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JPS60177321A (en) Manufacture of thin-film nonlinear resistance element for display device
JPS61224415A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH05129302A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH01110773A (en) Thin-film transistor
JPS6097660A (en) Semiconductor device
JPH07193258A (en) Semiconductor element

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees