[发明专利]用于打印头的栅耦合电可编程只读存储器单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种EPROM单元，特别是，本发明涉及一种用于喷墨打印机的打印头控制电路中的EPROM单元。

背景技术

喷墨打印系统是一种流体喷射装置，其包括打印头，墨水供给，以及控制打印头的电子控制器。打印头通过快速加热位于蒸发室内的少量墨水使液体墨滴从配置于冲模(die)中的孔或喷嘴阵列中喷出。墨水由例如薄膜电阻器或点火电阻器(firing resistor)的小型电热器加热。加热墨水可以使一部分液体墨水蒸发以通过喷嘴向一张打印介质，例如一张纸喷射单个液滴，从而打印图像。墨喷嘴一般在打印头冲模中设置为一个列或者多个阵列，从而当该打印头沿着打印介质扫描时，从喷嘴喷出的墨水的恰当的按顺序的喷射决定待打印的字母或其它图像。

为喷射每一滴墨水，控制打印头的电子控制器激活打印头外部的电源的电流。电流流经选定的点火电阻器以加热相应选定的蒸发室内的墨水并通过相应喷嘴喷射墨水。已知的液滴产生器包括点火电阻器，相应的蒸发室，和相应的喷嘴。

在喷墨打印系统中希望每一个打印墨盒都具有一些容易被控制器识别的特征，并且希望这些识别信息都能直接由打印墨盒提供。这种“识别信息”可以为控制器提供信息以调整打印机的操作并确保正确操作。此外，当不同类型的流体喷射装置以及它们的操作参数增加时，有必要提供更多数量的识别信息而不为提供这样的识别信息增加到柔性接头电路(flex tab circuit)的附加互连或增大冲模的尺寸。

为了这些以及其他原因，笔识别单元(pen identfication cell)被开发出来并被集成到喷墨打印头冲模的电路中。在一种构造中，打印头电路是负沟道金属氧化物半导体(NMOS)电路，并且识别单元被配置为单独寻址。每一个识别单元包括储存一比特信息的识别位。

识别单元的识别位通常使用熔丝，并且尽管它们与标准的可编程只读存储器(PROM)芯片不同，但这些位是可以编程的并且也是基于同一方式使用。为了编程芯片，相对大的电流有选择性地路由到特定熔丝以使其烧断。在电路的二进制逻辑中，熔丝仍然保持的位其值为1，而那些熔丝已经烧断的位的值为0。

以这种方法编程和使用ROM芯片有一些缺点。如果芯片最初编程不合适，就无法改正，而该芯片就必须丢弃。此外，熔丝相对较大，并且不太可靠。在喷墨打印头电路中，例如，在编程过程中熔丝可能损坏喷孔层，并且在熔丝烧断后，其金属残骸可能进入墨水中并引发笔堵塞，或者导致低质量的打印。

最近几年，还开发了电可编程只读存储器(EPROM)装置。不像PROM芯片，EPROM芯片不合熔丝。类似于典型的ROM芯片，EPROM包括列和行的传导栅格。在每一交点处的单元具有两个栅，它们由充当电介质的薄氧化层彼此分开。其中一个栅称作浮栅而另一个称为控制栅或输入栅。浮栅与行的唯一链接是通过控制栅。空白EPROM的所有栅全开，使每个单元的值为1。也就是，浮栅初始没有电荷，其使阈值电压为低。

为把位的值变成0，将编程电压(例如10至16伏)施加到控制栅和漏极。这个编程电压提取受激电子至浮栅，因此增大阈值电压。推动受激电子通过薄氧化层的另一面并在薄氧化层的该另一面被捕获，给其负电荷。这些荷负电的电子在控制栅和浮栅间充当势垒(barrier)。在EPROM单元的使用中，单元传感器监控单元的阈值电压。如果阈值电压为低(低于阈值水平)，该单元值为1。如果阈值电压为高(高于阈值水平)，该单元值为0。

因为EPROM单元在每个交点具有两个栅，EPROM芯片相比于标准NOMS或PROM芯片需要附加层，包括许多这种经常被用于喷墨打印头电路中的芯片。因此，虽然在NMOS电路中的熔丝的一些缺点可以因为应用EPROM线路而消除，但是使用典型EPROM单元或者要求芯片提供有附加层，这增加芯片的成本和复杂性，或者要求增加单独的EPROM芯片。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种用于喷墨打印机的打印头控制电路的EPROM单元，所述控制电路具有半导体衬底，一个且仅一个设置在所述半导体衬底上的多晶硅层，以及设置在所述多晶硅层上的导电层，所述EPROM单元包含：控制晶体管，具有包含一部分所述多晶硅层的浮栅；EPROM晶体管，具有包含一部分所述多晶硅层的浮栅；以及包含一部分所述导电层的电互连，互连所述控制晶体管的浮栅和所述EPROM晶体管的浮栅；其中所述控制晶体管包含第一控制端和第二控制端，而所述EPROM晶体管包含漏极，所述的EPROM单元还包含在所述控制晶体管的所述第二控制端和所述EPROM晶体管的所述漏极之间的电互连。

附图简述