半導體裝置、排液頭和排液設備的制作方法
1.實施例的各方面涉及半導體裝置、排液頭和排液設備。
背景技術：
2.一些半導體裝置包括被配置為僅允許一次寫入的存儲器，即所謂的otp(一次可編程)存儲器，作為用于在完成制造之后存儲裝置的特定信息的存儲器元件。作為otp存儲器，通常可以使用反熔絲元件(參見日本專利公開no.2014-58130)。
3.在上述半導體裝置中，作為用于適當地實現對存儲器元件的信息寫入或從存儲器元件的信息讀取的一種部件，可能需要能夠評估存儲器元件周圍的電路配置、特別是電路中的寄生分量的配置。
技術實現要素：
4.實施例的第一方面提供了一種半導體裝置，包括：多個單元，在預定方向上排列；第一端子，被配置為向多個單元供應電壓；和第二端子，被配置為向多個單元供應電壓，其中，多個單元包括第一單元和第二單元，該第一單元包括布置在第一端子與第二端子之間的存儲器元件和被配置為對存儲器元件進行寫入的第一晶體管，該第二單元包括與第一單元的第一晶體管相對應地布置在第一端子與第二端子之間的第二晶體管。
5.實施例的第二方面提供了包括以上半導體裝置的排液頭以及與裝置的多個打印元件相對應的多個排液端口。
6.實施例的第三方面提供了包括以上排液頭的排液設備以及被配置為驅動排液頭的驅動器。
7.從以下(參考附圖)對示例性實施例的描述，本公開的其它特征將變得清楚。
附圖說明
8.圖1是用于解釋打印元件基板的配置的示例的電路圖；
9.圖2a和圖2b是用于解釋打印元件基板的配置的示例的電路圖；
10.圖3a和圖3b是用于解釋打印元件基板的截面結構的示例的截面圖；
11.圖4a和圖4b是用于解釋打印元件基板的配置的其它示例的電路圖；和
12.圖5a至圖5d是用于解釋打印設備的配置的示例的視圖。
具體實施方式
13.在下文中，將參考附圖詳細描述示例性實施例。應當注意，以下實施例不旨在限制所附權利要求的范圍。在實施例中描述了多個特征。然而，并非所有多個特征都必須對實施例的各方面至關重要，并且多個特征可以任意組合。另外，相同的附圖標記表示相同或類似的部分，并且將省略重復描述。
14.(打印設備的配置的示例)
15.圖5a示出了使用噴墨方法進行打印的打印設備900的內部配置。打印設備900包括打印頭810，該打印頭810將打印材料(在該示例中，墨水)排放到預定的打印介質p(在該示例中，諸如紙之類的片狀構件)。打印頭810安裝在滑架920上，并且滑架920可以用螺旋槽904附接到導螺桿921。導螺桿921可以經由驅動力傳動齒輪902和903與驅動馬達901的旋轉互鎖地旋轉。因此，打印頭810可以與滑架920一起沿著引導件919在箭頭a或b的方向上移動。
16.打印介質p沿著滑架移動方向被紙壓板905按壓并固定到臺板906。打印設備900往復移動打印頭810并在通過輸送單元(未示出)輸送到臺板906上的打印介質p上進行打印。
17.另外，經由光耦合器907和908，打印設備900確認設置在滑架920上的桿909的位置，并切換驅動馬達901的旋轉方向。支撐構件910支撐被配置為覆蓋打印頭810的噴嘴(排液端口或簡稱為排放端口)的帽構件911。抽吸部件912通過經由帽內開口913抽吸帽構件911的內部來進行打印頭810的恢復處理。桿917被提供以通過抽吸開始恢復處理。桿917隨著與滑架920嚙合的凸輪918的移動而一起移動，并且由諸如離合器開關之類的已知傳動部件來控制來自驅動馬達901的驅動力。
18.而且，主體支撐板916支撐移動構件915和清潔刀片914。移動構件915移動清潔刀片914以通過擦拭來進行打印頭810的恢復處理。另外，在打印設備900中設置有控制單元(未示出)。控制單元控制上述每個機構的驅動。
19.圖5b示出了打印頭810的外觀。打印頭810可以包括包含多個噴嘴800的頭部811和保持待供應給頭部811的液體的箱(液體存儲部分)812。箱812和頭部811可以在例如虛線k處分開，并且可以更換箱812。打印頭810包括被配置為從滑架920接收電信號的電觸點(未示出)，并依據電信號排放液體。箱812包括例如纖維或多孔液體保持材料(未示出)，并且液體可以由液體保持材料來保持。
20.圖5c示出了打印頭810的內部配置。打印頭810包括基部808、布置在基部808上以形成通道805的通道壁構件801以及包括液體供應路徑803的頂板802。此外，充當打印元件的加熱器(電熱換能器)806與噴嘴800相對應地排列在打印頭810中包括的基板(打印元件基板)上。當與加熱器806相對應地設置的驅動元件(開關元件，諸如晶體管)被設定為導通狀態時，每個加熱器806被驅動并生成熱。
21.來自液體供應路徑803的液體存儲在公共液體室804中并經由通道805供應給噴嘴800。響應于與噴嘴800相對應的加熱器806的驅動，供應給每個噴嘴800的液體從噴嘴800排放。
22.圖5d示出了打印設備900的系統配置。打印設備900包括接口1700、mpu 1701、rom 1702、ram 1703和門陣列1704。從外部向接口1700輸入用于執行打印的外部信號。rom 1702存儲要由mpu 1701執行的控制程序。ram 1703保存各種信號和數據，諸如用于打印的外部信號和供應給打印頭1708的數據。門陣列1704控制對打印頭1708的數據供應，并且還控制接口1700、mpu 1701和ram 1703之間的數據傳送。
23.打印設備900還包括頭部驅動器1705、馬達驅動器1706和1707、輸送馬達1709和托架馬達1710。托架馬達1710輸送打印頭1708。輸送馬達1709輸送打印介質p。頭部驅動器1705驅動打印頭1708。馬達驅動器1706和1707分別驅動輸送馬達1709和托架馬達1710。
24.當驅動信號輸入到接口1700時，可以將驅動信號轉換為門陣列1704與mpu 1701之
間的打印數據。每個機構依據數據進行期望的操作，并且因此驅動打印頭1708。
25.總之，打印設備900包括打印頭810(或1708)，并且驅動器1705被配置為驅動它。打印頭810包括打印元件基板以及排列在打印元件基板上的與多個打印元件806相對應的多個噴嘴800。將在以下實施例中描述打印元件基板的詳細配置。內容不限于打印元件基板，并且可以應用于各種半導體裝置。
26.(第一實施例)
27.圖1示出了根據第一實施例的打印元件基板ps1的配置的示例。打印元件基板ps1包括在預定方向上排列的多個打印元件201、在相同方向上排列的多個單元u1以及控制器203。在頂視圖(平面圖)中，打印元件基板ps1通常具有矩形形狀，并且多個打印元件201并且在一個實施例中多個單元u1例如沿著打印元件基板ps1的邊方向排列。
28.每個打印元件201包括打印元件rh、被配置為驅動它的驅動元件md2以及被配置為控制驅動元件md2的邏輯電路(這里，“與”電路)。作為打印元件rh，使用能夠執行上述打印的元件。在該實施例中，使用加熱器(電熱換能器)。作為另一個實施例，可以使用壓電元件。作為驅動元件md2，使用高擊穿電壓晶體管。在該實施例中，使用dmos(雙擴散金屬氧化物半導體)晶體管。打印元件rh和驅動元件md2串聯連接，并且向它們施加電壓vh1(例如，24[v(伏特)])。
[0029]
這里，控制器203可以通過時分方法驅動多個打印元件rh。也就是說，多個打印元件rh被劃分為多個組，并且控制器203順序地驅動每個組的兩個或更多個打印元件rh中的每一個作為塊。例如，如果組的數量是i，并且每個組包括j個打印元件rh作為塊，首先，控制器203驅動第一至第i組中的每一組的第一塊(i個打印元件rh)。接下來，控制器203驅動第一至第i組中的每一組的第二塊(i個打印元件rh)。根據相同的進程，控制器203順序地驅動第一至第i組中的每一組的第三、第四、...、第j塊(每個塊中的i個打印元件rh)。
[0030]
為了通過時分方法實現多個打印元件rh的驅動，控制器203通常可以包括解碼器、移位寄存器、鎖存電路、選擇器、“與”電路、“或”電路等。基于打印數據、時鐘信號clk、鎖存信號lt和熱啟用信號he，控制器203經由組選擇信號204和塊選擇信號205來時分地驅動對應的打印元件rh，但是將省略細節的描述。
[0031]
注意，i和j中的每一個是2或更大的整數。此外，組也可以稱為時分組，并且塊也可以稱為時分塊。
[0032]
多個單元u1包括存儲器單元(第一單元)202和評估單元(第二單元)207。單元u1可以表達為例如功能單元等。在該實施例中，排列了多個存儲器單元202，并且一個評估單元207被設置以使它們并置。
[0033]
打印元件基板ps1還包括被配置為向多個單元u1供應電壓的端子(第一端子)a和端子(第二端子)b。端子a設置為被配置為供應能夠實現對稍后描述的存儲器元件ca的寫入的電壓vh2(例如，32[v])的端子，并且端子b被設置為接地端子。
[0034]
圖2a示出了存儲器單元202的電路配置的示例，并且圖3a示出了存儲器單元202的結構的示例。
[0035]
存儲器單元202包括存儲器元件ca以及被配置為對存儲器元件ca進行寫入和/或從存儲器元件ca讀取的寫入/讀取晶體管(第一晶體管)md1。在存儲器元件ca中使用mos(金屬氧化物半導體)結構，并且存儲器元件ca用作能夠通過mos結構的電介質擊穿進行寫入的
反熔絲元件。作為晶體管md1，使用高擊穿電壓晶體管。在該實施例中，使用dmos晶體管。
[0036]
存儲器元件ca和晶體管md1布置在端子a與b之間并串聯連接。在將電壓vh2供應給端子a時晶體管md1被設定為導通狀態，從而導致存儲器元件ca的mos結構的電介質擊穿，從而對存儲器元件ca進行寫入。
[0037]
可以使用已知的半導體過程將存儲器單元202例如形成在諸如硅基板之類的半導體基板上。在該實施例中，p型阱101a和101b以及n型阱102a和102b設置在p型區100上。n型區106a和p型區107設置在p型阱101a中。在n型阱102a中設置n型區106b。在n型阱102b中設置n型區106c。相對厚的絕緣構件103設置在區域106a至106c與107之間。絕緣構件103由locos(硅的局部氧化)形成。而且，由多晶硅等制成的柵極電極105a和105b被設置為覆蓋在絕緣構件103之間的相對薄的柵極絕緣膜，并且還部分地覆蓋絕緣構件103。
[0038]
晶體管md1和存儲器元件ca經由接觸插塞108連接到布線部分109a至109d。晶體管md1經由源極和背柵中的布線部分109a連接到端子b，連接到柵極中的布線部分109b，以及連接到漏極中的布線部分109c。而且，充當存儲器元件ca的反熔絲元件在一個端子中連接到布線部分109c，并且在另一個端子中經由布線部分109d連接到端子a。
[0039]
圖2b示出了評估單元207的電路配置的示例，并且圖3b示出了評估單元207的結構的示例。
[0040]
評估單元207包括晶體管(第二晶體管)md1'以及與存儲器元件ca相對應的mos結構11。晶體管md1'與存儲器單元202的晶體管md1相對應地布置在端子a與b之間。
[0041]
另外，評估單元207還包括p溝道mos晶體管mp1和n溝道mos晶體管mn1。它們串聯連接以形成反相器inv1。邏輯電路(這里，“與非”電路)布置在反相器inv1的前一級。利用這種配置，控制信號sig被輸入到反相器inv1。
[0042]
從圖3a與圖3b之間的比較可以看出，評估單元207與存儲器單元202不同在于布線部分109c和109d的連接模式。也就是說，晶體管md1'和mos結構11是并置的，如晶體管md1和存儲器元件ca一樣。另一方面，布線部分109c和109d的連接模式與晶體管md1和存儲器元件ca中的連接模式不同。更具體地，端子a和b經由布線部分109a、109c和109d連接到晶體管md1'，并且布線部分109a、109c和109d未連接到mos結構11。
[0043]
以這種方式，晶體管md1'與mos結構11電隔離，并且在該實施例中被設定為浮置狀態。在評估單元207的功能(稍后描述的)的觀點中，可以省略mos結構11。然而，在一個實施例中，形成mos結構11以用于減少排列在一起的存儲器元件ca的制造變化的目的。
[0044]
控制器203還被配置為對存儲器元件ca執行寫入。在該實施例中，控制器203可以通過時分方法對多個存儲器元件ca進行寫入，并且可以經由塊選擇信號205和控制信號206對相對應的存儲器元件ca進行寫入。
[0045]
為了防止對存儲器元件ca的寫入錯誤，可以與存儲器元件ca并聯連接電阻元件(未示出)。作為電阻元件，使用能夠形成例如在一個實施例中數十[kω(千歐)]的電阻的電阻元件。該電阻元件可以由多晶硅或擴散電阻器制成。
[0046]
利用上述配置，控制器203可以通過時分方法驅動多個打印元件rh，并且還可以根據需要通過時分方法對多個存儲器元件ca進行寫入。可以進行對存儲器元件ca的寫入以例如存儲在制造打印元件基板ps1時的特定信息，或者可以根據需要在使用打印元件基板ps1時進行對存儲器元件ca的寫入(例如，以保存使用歷史)。
[0047]
這里，將焦點放置在多個單元u1上，在該實施例中，放置在多個存儲器單元202和一個評估單元207上(參見圖1)。通過將上述晶體管md1和md1'中的一個設定為導通狀態來使用多個單元u1。
[0048]
例如，如果選擇多個存儲器單元202中的一個以對存儲器元件ca進行寫入，則在端子a和b上施加電壓vh2的狀態下，將對應的晶體管md1設定為導通狀態。在此期間，其余的晶體管md1被設定為非導通狀態，并且晶體管md1'被設定為非導通狀態。這實現了對所選擇的存儲器單元202的存儲器元件ca的寫入。
[0049]
此外，為了使用評估單元207，在端子a和b上施加電壓vh2(或另一電壓)的狀態下，將晶體管md1'設定為導通狀態。在此期間，所有多個晶體管md1被設定為非導通狀態。當在該狀態下測量端子a與b之間的電阻時，可以等效地評估多個存儲器單元202中的每一個的電阻寄生，并且評估結果可以用于例如寫入特征或讀取特征。由于當單位u1的數量很大時這是有效的，因此可以說在增加存儲器的容量時特別有益。
[0050]
(第二實施例)
[0051]
作為第二實施例，可以使上述評估單元207用作靜電放電(esd)保護元件。
[0052]
圖4a示出了根據該實施例的打印元件基板ps2的配置的示例。除了與打印元件基板ps1相同的配置之外，打印元件基板ps2還包括用作esd保護元件的整流元件ep1。整流元件ep1在陽極中連接到端子a，并且在陰極中連接到端子b。整流元件ep1可以保護打印元件基板ps2中的電路配置免受在端子a和b之間生成的esd(靜電放電)。
[0053]
例如，如果由esd引起的浪涌電流被施加在從端子b到端子a的路徑中，則浪涌電流經由整流元件ep1從端子b流到端子a。注意，esd的類型的示例是hbm(人體模型，來自人體的靜電放電)和mm(機器模型，在制造期間來自機械手等的靜電放電)。由esd引起的浪涌電流通常在相對短的時間內流動，例如，數十[nsec(納秒)]至數十[μsec(微秒)]。
[0054]
打印元件基板ps2還包括充當另一esd保護元件的電阻元件rs。電阻元件rs布置在端子a與多個單元u1之間，并且可以保護打印元件基板ps2中的電路配置免受施加到端子a的esd。作為電阻元件rs，使用例如約2至7[ω]并且在一個實施例中約5[ω]的電阻元件。電阻元件rs通常可以由多晶硅制成。
[0055]
與電阻元件rs一起，評估單元207的晶體管md1'用作另一個esd保護元件。晶體管md1'通常處于非導通狀態。然而，當施加由esd引起的浪涌電流時，浪涌電流可以通過漏極與源極之間的擊穿流動。因此，可以說晶體管md1'用作esd保護的保護晶體管，其也稱為ggmos(柵極接地mos)。
[0056]
因此，例如，如果由esd引起的浪涌電流被施加在從端子a到端子b的路徑中，則浪涌電流經由電阻元件rs和評估單元207的晶體管md1'從端子a流到端子b。
[0057]
根據上述配置，如果在端子a和b上施加由esd引起的相對高的電壓，則可以保護多個存儲器單元202。
[0058]
同樣在圖4a中所示的示例中，多個單元u1被排列成使得在存儲器單元202和評估單元207中，評估單元207具有到電阻元件rs的最短路徑。因此，如果由esd引起的浪涌電流被施加在從端子a到端子b的路徑中，則評估單元207的晶體管md1'在相對早的定時用作保護晶體管。因此，晶體管md1'可以適當地保護多個存儲器單元202。
[0059]
圖4b示出了作為本實施例的修改的其中存儲器單元202和評估單元207當中的評
估單元207被布置為具有到電阻元件rs的最長路徑的模式。根據圖4b中所示的示例，如果由esd引起的浪涌電流被施加到從端子a到端子b的路徑中，則除了電阻元件rs和晶體管md1'之外，在達到評估單元207之前的布線電阻分量也有助于esd保護。因此，可以改善晶體管md1'對浪涌電流的電阻。
[0060]
如上所述在第一實施例中，為了防止對存儲器元件ca的寫入錯誤，電阻元件(未示出)可以與存儲器元件ca并聯連接(在下文中稱為“并聯電阻器”)。在該配置中，當使用評估單元207測量端子a與b之間的電阻時，也需要適當地評估多個存儲器單元202中的每一個的電阻寄生。還需要使電阻元件rs的電阻值小并防止從存儲器元件ca讀取導致意外結果。為此目的，在一個實施例中，上述并聯電阻器的電阻值大于電阻元件rs的電阻值，并且晶體管md1'的導通狀態下的電阻值小于電阻元件rs的電阻值。
[0061]
如上所述，根據該實施例，除了第一實施例的效果之外，在保護打印元件基板ps2免受esd的觀點上也是有益的。
[0062]
(其它)
[0063]
在以上描述中，已經描述了使用噴墨方法的打印設備900作為示例。但是，打印方法不限于此。而且，打印設備900可以是僅具有打印功能的單功能打印機或者可以是具有諸如打印功能、傳真功能和掃描儀功能之類的多個功能的多功能打印機。另外，打印設備900可以是被配置為使用預定的打印方法制造例如濾器、電子裝置、光學裝置、微觀結構等的制造設備。
[0064]
此外，本說明書中的“打印”應以更廣泛的意義解釋。因此，“打印”的模式與在打印介質上形成的目標是否是諸如字符或圖形圖案之類的重要信息無關，并且也與目標是否以可以在視覺上被人類感知的方式表現出無關。
[0065]“打印介質”也應像“打印”一樣以更廣泛的意義解釋。因此，“打印介質”的概念不僅可以包括一般使用的紙張，而且還包括能夠接收墨水的任何材料，包括織物、塑料膜、金屬、玻璃、陶瓷、樹脂、木材和皮革。
[0066]“墨水”也應像“打印”一樣以更廣泛的意義解釋。因此，“墨水”的概念不僅可以包括施加到打印介質以形成圖像、設計、圖案等的液體，而且可以包括可以提供用于處理打印介質或者處理墨水的附帶液體(例如，使施加到打印介質的墨水中的顏材料凝結或不溶解)。從這些觀點來看，打印設備900也可以表達為排液設備900，打印頭810也可以表達為排液頭810，并且打印元件rh也可以表達為排液元件。
[0067]
本公開不限于上述實施例，并且可以在本公開的精神和范圍內進行各種改變和修改。因此，為了向公眾告知本公開的范圍，制作了所附權利要求。
[0068]
雖然已經參考示例性實施例描述了本公開，但是應該理解，本公開不限于所公開的示例性實施例。所附權利要求的范圍應被賦予最廣泛的解釋以便包含所有此類修改以及等效結構和功能。
技術特征：
1.一種裝置，其特征在于，包括：多個單元，在預定方向上排列；第一端子，被配置為向所述多個單元供應電壓；和第二端子，被配置為向所述多個單元供應電壓，其中，所述多個單元包括：第一單元，包括布置在所述第一端子與所述第二端子之間的存儲器元件以及被配置為對所述存儲器元件進行寫入的第一晶體管；和第二單元，包括與所述第一單元的第一晶體管相對應地布置在所述第一端子與所述第二端子之間的第二晶體管。2.根據權利要求1所述的裝置，還包括電阻元件，所述電阻元件被配置為保護所述多個單元免受靜電放電esd。3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述多個單元被排列成使得在所述第一單元和所述第二單元中，所述第二單元具有到所述電阻元件的最短路徑。4.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述多個單元被排列成使得在所述第一單元和所述第二單元中，所述第二單元具有到所述電阻元件的最長路徑。5.根據權利要求2所述的裝置，還包括連接在所述第一端子與所述第二端子之間的整流元件。6.根據權利要求2所述的裝置，其中，在所述第一端子與所述第二端子之間，所述第二晶體管用作保護晶體管，所述保護晶體管被配置為保護所述第一單元免受esd。7.根據權利要求6所述的裝置，其中，所述第一端子是被配置為供應能夠實現所述寫入的電壓的端子，并且所述第二端子是接地端子。8.根據權利要求2所述的裝置，其中，所述存儲器元件是反熔絲元件。9.根據權利要求8所述的裝置，其中將所述電阻元件定義為第一電阻元件，所述裝置還包括與所述存儲器元件并聯連接的第二電阻元件，所述第二電阻元件的電阻值大于所述第一電阻元件的電阻值，并且所述第二晶體管的導通狀態下的電阻值小于所述第一電阻元件的電阻值。10.根據權利要求1所述的裝置，其中所述第二單元還包括與所述第一單元的存儲器元件相對應的金屬氧化物硅mos結構，以及所述第一端子和所述第二端子經由布線部分連接到所述第二晶體管，并且所述布線部分未連接到mos結構。11.根據權利要求1所述的裝置，還包括控制器，所述控制器被配置為對所述存儲器元件進行寫入，其中，所述第一單元是多個第一單元中的一個，并且所述控制器通過時分方法對與所述多個第一單元相對應的多個存儲器元件進行寫入。12.根據權利要求1至11中的任一項所述的裝置，其中所述裝置是打印元件基板，并且還包括：多個打印元件，在所述預定方向上排列；和
多個驅動元件，被配置為驅動所述多個打印元件。13.一種排液頭，其特征在于，包括：在權利要求12中限定的裝置；和與所述裝置的多個打印元件相對應的多個排液端口。14.根據權利要求13所述的排液頭，其中，所述裝置還包括電阻元件，所述電阻元件被配置為保護所述多個單元免受靜電放電esd。15.根據權利要求14所述的排液頭，其中，在所述裝置中，所述多個單元被排列成使得在所述第一單元和所述第二單元中，所述第二單元具有到所述電阻元件的最短路徑。16.根據權利要求14所述的排液頭，其中，在所述裝置中，所述多個單元被排列成使得在所述第一單元和所述第二單元中，所述第二單元具有到所述電阻元件的最長路徑。17.根據權利要求13所述的排液頭，其中所述第二單元還包括與所述第一單元的存儲器元件相對應的金屬氧化物硅mos結構，以及所述第一端子和所述第二端子經由布線部分連接到所述第二晶體管，并且所述布線部分未連接到mos結構。18.根據權利要求13所述的排液頭，其中，所述裝置還包括控制器，所述控制器被配置為對所述存儲器元件進行寫入，其中，所述第一單元是多個第一單元中的一個，并且所述控制器通過時分方法對與所述多個第一單元相對應的多個存儲器元件進行寫入。19.根據權利要求13所述的排液頭，其中所述裝置是打印元件基板，并且還包括：多個打印元件，在所述預定方向上排列；和多個驅動元件，被配置為驅動所述多個打印元件。20.一種排液設備，其特征在于，包括：在權利要求13中限定的排液頭；和驅動器，被配置為驅動所述排液頭。
技術總結
本公開涉及半導體裝置、排液頭和排液設備。一種裝置，包括：多個單元，在預定方向上排列；第一端子，被配置為向多個單元供應電壓；以及第二端子，被配置為向多個單元供應電壓，其中多個單元包括第一單元和第二單元，第一單元包括布置在第一端子與第二端子之間的存儲器元件以及被配置為對存儲器元件進行寫入的第一晶體管，第二單元包括與第一單元的第一晶體管相對應地布置在第一端子與第二端子之間的第二晶體管。第二晶體管。第二晶體管。
