半导体基板接触通孔制造技术

第一导电层（１０４）和硅酸盐玻璃层（１０６）的边缘沿着延伸至半导体基板（４１）的通孔（１６４）彼此相邻地延伸。导电体（１１２／１１４）通过通孔（１６４）延伸至与半导体基板（４１）接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体基板接触通孔
技术介绍
电器件有时包括半导体基板以形成诸如晶体管的电部件。高电压和连续工作有时 导致电荷在晶体管附近的基板中的积聚，这可能降低晶体管的阈值电压并可以导致基板中 的寄生横向双极型晶体管的形成。从晶体管附近的基板排出积聚电荷可以减少这样的问 题。然而，用于与基板进行电接触的结构可能增大制造复杂性，可能增加制造成本，可能占 用宝贵的空间且可能缺少令人满意的性能。附图说明图1是示意性地示出根据示例实施例的流体喷射装置的电路图。图2是根据示例实施例的图1的流体喷射装置的剖视图。图3 6是示意性地示出根据示例实施例的图1的流体喷射装置中的副抽头(sub tap)的形成的剖视图。图7是根据示例实施例的图1的流体喷射装置的副抽头的另一实施例的顶视平面 图。图8是根据示例实施例的沿线8-8截取的图7的副抽头的剖视图。图9是根据示例实施例的沿线9-9截取的图7的副抽头的剖视图。具体实施例方式图1和2示出根据示例实施例的流体喷射装置20。图1是流体喷射装置20的示 意图。如下文将描述的那样，流体喷射装置20包括用于从其半导体基板排出电荷的副抽头 结构，其较不复杂，具有低制造成本并提供另人满意的性能。如图1示意性地所示的，流体喷射装置20通常包括发射电路26、发射室28、发射 电压源30、地址线32、地36和副抽头38。发射电路26包括如下这样的电部件或元件，所述 电部件或元件由基板41支撑且被配置为选择性地将与发射室28相对的电阻器加热或使其 发热以使得发射室28内的流体被部分汽化、从而迫使剩余流体从发射室28中出来。如图 1示意性地所示的，发射电路26包括薄膜晶体管40和电阻器42。晶体管40包括连接到电 阻器的漏极44、连接到地36的源极46和通过栅极电介质50与源极46和漏极44间隔开并 电连接到地址线32的栅极48。电阻器42被电连接在漏极44与发射电压源30之间。在工 作中，为了从特定发射室28喷射流体，地址线32向栅极48提供电荷，从而将漏极44电连 接到源极46。结果，来自发射电压源30的电流流过电阻器42朝着地36流动，从而加热电 阻器42以使流体汽化并从发射室28喷射流体。副抽头38包括电导线、通孔、触点或将基板41电连接到地36的结构。副抽头38 排出积聚在基板41中的电荷，特别是积聚在晶体管40周围的电荷。结果，减轻了晶体管的 阈值电压的降低，该阈值电压的降低可以导致基板中的寄生横向双极型晶体管的形成。图2是示出流体喷射装置20的示例实际结构的横截面图。如图2所示，流体喷射 装置20包括基板41、电介质层100、导电层102和104、硅酸盐玻璃层106、电阻层108、导电层110、电介质层112、导电层114和116、阻挡层118和喷孔层119。另外，如示意性地示出 的，流体喷射装置20还包括发射电压源30、地址线电压源32和地36。基板41包括被配置为支撑发射电路26、发射室28和副抽头38的一个或多个层。 特别地，基板41包括一种或多种材料，所述一种或多种材料被配置为选择性地被掺杂以使 得可以使基板41的多个部分更具导电性而其它部分被维持较高的电阻率以便形成用于发 射电路26的晶体管。根据一个示例实施例，基板41包括硅，其中，整个硅基板被轻微掺杂 为具有在严格控制的规格内的中等电阻率，并且其中，所选区域被更重地掺杂，以便具有更 高导电性(在下文中描述的区120和122)。在其它实施例中，基板41可以由其它半导体或 半导电材料形成。在所示示例中，基板41具有导电的掺杂区120、122和在这样的掺杂区120、122之 间的轻掺杂区124。在用来向相关联的发射室28提供功率的晶体管中，掺杂区120充当源 极；掺杂区122 (被圆环形式的层102的栅极结构围住)充当漏极且轻掺杂区124充当沟道。电介质层100包括在基板41上被图案化的一层或多层电介质材料。在一个实施 例中，在两个阶段中形成层100。在第一阶段期间，对层100进行图案化，以便层100阻挡后 续的对基板41的下层区域的较重的掺杂，以使得层100覆盖并限定轻掺杂区124。层100 的这些区域还用于对提供层102和104的单个层的后续形成进行定位和对准。在第二阶段 期间，在层102和104形成之后，且在掺杂以形成区120和122之后，对基板41进行氧化以 使区120和122的表面钝化以生长层100的另外部分。在所示的示例中，电介质层100跨越基板41延伸(除了在对应于副抽头38和更多 掺杂区120、122的位置)。电介质层100将充当晶体管沟道的轻掺杂区124与导电层102 提供的晶体管的覆盖栅极电分离。电介质层100足够薄以使得从层102提供的栅极发出的 电场使得轻掺杂区124更具导电性。在所示的示例中，电介质层100包括基板41的氧化表 面。在所示的实施例中(其中，基板41包括硅)，层100包括Si02。在另一实施例中，可以 以其它方式或由其它电介质材料形成层100。导电层102、104包括一层或多层导电材料。层102、104与下面的层100的各部分 自对准并抑制或防止层100的底层部分被后续蚀刻掉。层102覆盖电介质层100和轻掺杂 区124并充当晶体管的栅极。在所示的示例实施例中，层102和104包括多晶硅(也称为多 晶体硅，多-Si或poly)。层102和104 (在电介质层100上自对准)在掺杂结区122、124 的相同工艺步骤中被掺杂至低导电性，同时防止掺杂剂进入沟道区124和副抽头区域38。 这减少用来生成所有电路部件的处理步骤的数目。在其它实施例中，层102和104可以由被配置为抑制也导电的基板41的底层部分 的掺杂的其它材料形成。在另一实施例中，层102可以仅仅是导电的，其中，电介质层100 由被配置为在对区120进行掺杂时抑制基板41的掺杂的一个或多个层形成。在其它实施 例中，层104可以可替换地包括被配置为抑制基板41的底层部分的掺杂的电介质材料。硅酸盐玻璃层106包括基板41、层102和层104的一层电介质材料覆盖区120。层 106具有相对大的厚度并使基板41的区120与层102以及与电阻层108和导电层110电绝 缘。由于层106是硅酸盐玻璃，所以可以更容易地跨越基板41和层102、104沉积层106并 对其进行地毯式涂敷。特别地，磷的添加增强了硅酸盐玻璃形成层106的流动性从而获得增强的覆盖度。在所示的示例实施例中，硅酸盐玻璃层106由聚硅酸盐玻璃(PSG)形成。在 另一实施例中，层106可以由诸如硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)的其它形式的硅酸盐玻璃形成。电阻层108包括至少在发射室28的区域内沉积在层106上的电阻材料层。层108 充当电阻器42，其在传送来自发射电压源30的电流时发出热量。发射室28的区域内的由 层108发出的此热量使发射室28内的一部分流体汽化，从而强有力地喷射发射室28内的 剩余部分的流体。在所示的示例中，层108包括钽铝(TaAl)层，即被一起共溅射的Ta和Al 原子单层。在其它实施例中，层108可以由其它电阻材料形成。导电层110 (有时称为金属1层或金属1总线)包括一层或多层导电材料，其包括 将层108的部分电连接到发射电压源30的第一部分126、将层10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：半导体基板（４１）；基板（４１）上的第一导电层（１０４）；第一导电层（１０４）上的硅酸盐玻璃层（１０６），所述硅酸盐玻璃层（１０６）和第一导电层（１０４）具有沿着延伸至基板（４１）的通孔（１６４）的相邻边缘；硅酸盐玻璃层（１０６）上的第二导电层（１１０）；第二导电层（１１０）上的电介质层（１１２）；以及所述电介质层上的第三导电层（１１４／１１６），第三导电层（１１４／１１６）与第二导电层（１１０）电接触并通过通孔（１６４）延伸至与基板（４１）电接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：GN伯顿，PI米库兰，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]