[发明专利]半导体器件及其制造方法和喷液设备

说明书

技术领域

本发明涉及包括晶体管的半导体器件，这些晶体管叫做绝缘栅晶体管，MIS(金属绝缘体半导体)场效应晶体管或MOS晶体管，特别涉及适合于安装在喷墨打印机上的或安装在用于制造DNA芯片或有机TFT的喷液设备上的半导体器件，所述的喷墨打印机用作诸如复印机，传真机，文字处理机成计算机的输出终端，本发明还涉及半导体器件的制造方法和喷液设备。

背景技术

现有描述喷液设备中用的半导体器件的实例。

用作各种输出终端的记录设备中，电-热转换器，开关电热转换器元件(以下叫做开关元件)的元件，和开关元件的驱动电路安装在公共衬底上，作为记录头。

图19是按常规结构的记录头的示意性局部剖视图；

参考数字901指示单晶硅制成的半导体衬底。912是P型阱区，908指有高杂质浓度的N型漏区，916指有低杂质浓度的N型场弛豫漏区，907指有高杂质浓度的N型源区；914指栅电极。这些元件形成使用MIS场效应晶体管的开关元件930。917指再生层和起绝缘层作用的氧化硅层，918指有耐热层功能的氮化钽膜，919指有布线作用的铝合金膜，920指起保护层作用的氮化硅膜。这些元件形成记录头的衬底940。本例中，950指加热部分，墨从960喷出。而且，顶盖970和衬底940一起界定液体通道980。

此外，如上所述，对记录头和开关元件已经常常进行改进。近年来，对这些产品还要求提高驱动速度，节约能源，提高集成度，降低成本，增强性能。

在半导体衬底901中构成用作图19所示开关元件的多个MIS场效应晶体管930。这些MIS场效应晶体管930单独运行，或同时运行，以驱动连接的电热转换器。

但是，当常规的MIS场效应晶体管930在用来驱动如电热转换器等的负载所需的大电流流动的条件下运行时，漏和阱之间的PN反向偏置结部分由于不能承受高电场而产生漏电流，因此，它不能满足作为开关元件所需的击穿电压。此外，用作开关元件的MIS场效应晶体管的导通电阻大时，就会出现以下需要解决的问题，即，不能得到驱动电热转换器所需的电流，造成电流消耗浪费。

发明内容

考虑到上述情况提出本发明，因此，本发明的目的是，提供包括绝缘栅晶体管的高性能半导体器件，它允许流过大电流，能在高击穿电压高速驱动，节约能源，有高集成度。

本发明的另一目的是，提供喷液设备，它允许流过大电流，能在高击穿电压高速驱动，节约能源和有高集成度。

本发明的又一目的是，提供高性能半导体器件的制造方法，它能有更高的集成度，能降低成本。

按本发明的一个方案，提供的半导体器件中，转换器件允许电流在负载中流过，在公共衬底上形成开关元件驱动电路，其特征是：

开关元件是第1绝缘栅晶体管，它包括：

设置在第1导电类型的半导体衬底的一个主表面上的第2导电类型的第1半导体区；

设在第1半导体区中的第1导电类型的第2半导体区；

设在表面上的第1栅电极，第2半导体区与第1半导体区之间的PN结经绝缘膜终止在该表面上；

设在第2半导体区中的第1栅电极的一个端部边上的第2导电类型的第1源区；和

设在第1半导体区中的第2导电类型的第1漏区；和

开关元件驱动电路包括其性能与第1绝缘栅晶体管的性能不同的第2绝缘栅晶体管。

这里，第2绝缘栅晶体管最好构成电平移位电路，它产生供给第1栅电极的驱动电压。

第2绝缘栅晶体管的漏区最好包含低杂质浓度区。

第2绝缘栅晶体管最好构成产生供给第1栅的驱动电压的电平移位电路，和第2绝缘栅晶体管的漏区中最好设有低杂质浓度区。

第2绝缘栅晶体管最好包括源跟随晶体管，它构成电平移位电路，电平移位电路产生经CMOS电路供给第1栅的驱动电压。

第2绝缘晶体管的阱电位最好与源电位和漏电位不同。

第2绝缘栅晶体管的漏区最好有形成得比第1半导体区浅的低杂质浓度区。

第2绝缘栅晶体管的漏区最好有与第1半导体区深度相同的低杂质浓度区。

第2半导体区最好形成得比第1半导体区深。

最好按矩阵设置多个第1绝缘栅晶体管，在其间不设元件隔离区。

第2绝缘栅晶体管最好是构成低压CMOS电路的第1导电类型的MOS晶体管。