[发明专利]喷墨头芯片的结构

说明书

技术领域

本发明关于一种喷墨头芯片的结构，尤指一种将喷墨头芯片的电阻层与导电层设定于同一层材质，以消除阶梯现象的喷墨头芯片的结构。

背景技术

随着数位影像的蓬勃发展，进而带动了高解析度喷墨打印的需求，为了能够控制更多喷点以提供打印解析度，喷墨打印装置的喷墨头技术也由传统的单点控制进而结合了金属氧化物半导体(Metal-Oxide-Semi conductor，MOS)控制，且持续地进行喷墨头芯片的结构及制造方法的研发，以解决长期以来于制造喷墨头芯片时会遭遇的问题。

请参阅图1及图2，其分别为已知技术的喷墨头芯片的结构示意图及局部结构示意图。如图所示，已知的喷墨头芯片1主要是在硅基板11上先形成中央的闸极电极10的结构，接着，则在硅基板11上以二氧化硅(SiO2)形成热障层12的薄膜，然后以溅镀的方式先后镀上以铝化钛(TaAl)构成的电阻层13与由铜铝合金(AlCu)所形成的导电层14，再以黄光及蚀刻的工艺定义所需尺寸(图中箭号所指之处)，之后则是通过溅镀或是以化学气相沉积法(Chemical Vapor Deposition，CVD)在导电层14上镀上包含氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)以及钽(Ta)等材质的保护层15，然而，在此制作方式中，由于导电层14与电阻层13为上下两层的结构，在定义尺寸范围时会因侵蚀效应而产生斜度，故保护层15覆盖于导电层14与电阻层13的交界处会有阶梯(Step)现象(如图2的圆圈处所示)。此阶梯现象在后续进行的保护层15工艺时，易造成应力集中及阶梯覆盖(Step Cover)不良，或结构松散…等问题。且喷墨头在终端打印使用时，其芯片的加热板接触的电阻层13需承受高电流、高温、机械冲击及墨水化学侵蚀的环境，在此环境下采用此具有阶梯效应的喷墨头芯片1，则其保护层15极易在阶梯部分产生裂缝或孔洞，进而造成芯片结构破裂，使得墨水渗入芯片薄膜，造成喷墨头元件损坏的问题。

此外，在已知的喷墨头芯片1中，由于电阻层13通常采以铝化钛的材质所制成，运用此特殊的材质时需搭配特殊靶材及专用设备，故需耗费较高的成本，且亦难以提升产能。

因此，如何发展一种喷墨头芯片的结构，以改善已知喷墨头芯片于保护层覆盖在电阻层与导电层的交界处易产生阶梯现象，以及已知喷墨头芯片因电阻层采用的特殊材质而导致成本较高、产能难以提升等问题，实为目前迫切需要解决的课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种喷墨头芯片的结构，通过将电阻区与导电区设置于同一层材料，在后续镀上保护层时能消除阶梯现象，进而提高喷墨头的使用寿命。

本发明的另一目的在于提供一种喷墨头芯片的结构，经由设置与闸极电极相同材质的电阻区及导电区，进而可沿用半导体工艺、省略繁复的工艺步骤及材料，进而可达到节省成本及提升产能的功效。

为达上述目的，本发明的一较广义实施方面为提供一种喷墨头芯片的结构，包含：基板；闸极电极，形成于基板之上；热障层，设置于闸极电极的至少一侧，且覆盖于基板之上；多晶硅层，形成于热障层上，多晶硅层具有电阻区，及于电阻区的两侧进行掺杂分别构成导电区，且多晶硅层的电阻区与导电区呈平整共存相接态；保护层，形成于多晶硅层之上，并可平整覆盖多晶硅层的电阻区与导电区；以及介电层，设置于闸极电极与多晶硅层之间，并于介电层上形成接触段与多晶硅层的导电区连接。

附图说明

图1为已知技术的喷墨头芯片的结构示意图。

图2为图1所示的喷墨头芯片的局部结构示意图。

图3为本发明较佳实施例的喷墨头芯片结构的剖面结构示意图。

图4为图3所示的喷墨头芯片结构的虚线部分的剖面结构示意图。

【主要元件符号说明】

1：喷墨头芯片

10：闸极电极

11：硅基板

12：热障层

13：电阻层

14：导电层

15：保护层

2：喷墨头芯片结构

20：闸极电极

21：基板

22：热障层

23：多晶硅层

231:电阻区

232：导电区

24：第一导线

240：第一连接区

241：接触段

242：第二连接区

25：保护层

251：氮化硅层

252：碳化硅层

253：钽层

26：介电层