專利名稱：電子器件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電子器件的工藝，特別是涉及一種用于制造液晶顯示器件或記錄頭的襯底的工藝，該方法包括除去一部分襯底。
按照常規(guī)的情況，在只在襯底的元件面上形成氮化硅膜的過(guò)程中，如

圖10中所示，由于CVD裝置的結(jié)構(gòu)的原因，通過(guò)CVD(化學(xué)汽相淀積)不可避免地在襯底11的兩個(gè)面上一次形成氮化硅膜12、13，其后從反面除去氮化硅膜13。
在一個(gè)用于上述的在一個(gè)表面?zhèn)刃纬赡さ姆椒ㄖ?，將光致抗蝕劑16等涂敷在氮化硅膜12上，通過(guò)刻蝕除去在反面上的氮化硅膜13。熱磷酸溶液是一種用于氮化硅的通常的刻蝕劑。但是，光致抗蝕劑16不能充分地阻擋熱磷酸的刻蝕，故該濕法刻蝕不適用于氮化硅膜的除去。
因而，在反面上的氮化硅膜的除去通常通過(guò)干法刻蝕來(lái)進(jìn)行，以便只在元件一側(cè)的表面上形成氮化硅膜。
干法刻蝕方法包括CDE(化學(xué)干法刻蝕)、RIE(反應(yīng)離子刻蝕)等。在CDE方法中，一個(gè)面應(yīng)通過(guò)諸如光致抗蝕劑的保護(hù)膜來(lái)保護(hù)，以防止正面和反面被擴(kuò)散氣體所刻蝕。在RIE方法中，在反面上的氮化硅膜被刻蝕前，應(yīng)將襯底反轉(zhuǎn)，這是由于在通常的RIE系統(tǒng)中只有暴露于等離子體的面才被刻蝕。由于上述的襯底反轉(zhuǎn)，使襯底的正面(元件側(cè))與裝置的臂、帶等或電極接觸。這樣就可能引起元件面的劃痕，或形成導(dǎo)致元件缺陷的塵埃。為了防止這種缺陷，在RIE方法中也應(yīng)通過(guò)由樹(shù)脂等組成的保護(hù)膜來(lái)保護(hù)表面。
為了除去在襯底反面上的氮化硅膜，如以上所描述的那樣，在任何干法刻蝕法中其正面(元件側(cè))應(yīng)通過(guò)形成象抗蝕劑那樣的有機(jī)膜進(jìn)行保護(hù)，以便進(jìn)行運(yùn)送和刻蝕。
但是，不利的是，有機(jī)樹(shù)脂膜通過(guò)與諸如運(yùn)送系統(tǒng)的臂和帶等機(jī)械部分接觸將形成微粒，或者有機(jī)樹(shù)脂將由于用電極來(lái)夾住襯底而粘在裝置的電極上，從而削弱了襯底與電極的接觸，引起刻蝕過(guò)程中的襯底溫度的升高和削弱刻蝕選擇性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種包括除去一部分諸如襯底反面上的氮化物膜的襯底組分的制造電子器件的工藝，該工藝包括在不利用干法刻蝕和不由于運(yùn)送系統(tǒng)或由于襯底夾具而引起襯底的劃痕或不因?yàn)楦煞涛g系統(tǒng)中的外部問(wèn)題而引起元件缺陷的情況下，只通過(guò)濕法刻蝕來(lái)除去一部分諸如襯底反面上的氮化物膜的襯底組分。
用于制造本發(fā)明的、具有在襯底上的氮化硅膜的電子器件的工藝包括分別在襯底的第1面上和與第1面相反的第2面上形成氮化硅膜和氧化硅膜的步驟、通過(guò)濕法刻蝕除去在第1面上的氧化硅膜的步驟以及濕法刻蝕除去在第1面上的氮化硅膜和通過(guò)濕法刻蝕除去在第2面上的氧化硅膜的步驟。
按照本發(fā)明的工藝，在襯底一個(gè)區(qū)域上的氮化硅膜可通過(guò)濕法刻蝕來(lái)剝?nèi)ィ谑Ｏ碌膮^(qū)域上的氮化物膜未被除去。由此，可在消除襯底上因運(yùn)送系統(tǒng)或襯底夾具引起劃痕的缺點(diǎn)的情況下，或在消除因干法刻蝕系統(tǒng)中外部問(wèn)題而引起元件缺陷形成的缺點(diǎn)情況下來(lái)制造電子器件。
在制造本發(fā)明的電子器件的工藝中，氮化硅膜在襯底的兩個(gè)面上生長(zhǎng)，在各個(gè)氮化硅膜上形成二氧化硅膜，例如通過(guò)包含氟化氫的水溶液來(lái)除去反面的氧化硅，例如通過(guò)包含磷酸的水溶液來(lái)除去反面的氮化硅膜，由此在不利用干法刻蝕系統(tǒng)的情況下，通過(guò)濕法刻蝕來(lái)剝?nèi)ピ诜疵嫔系牡枘?。由此，可在消除在襯底上因運(yùn)送系統(tǒng)或襯底夾具形成劃痕的缺點(diǎn)的情況下，或在消除因干法刻蝕系統(tǒng)中的外部問(wèn)題而引起元件缺陷形成的缺點(diǎn)情況下，制造液晶顯示裝置或記錄頭的基座部件。
圖1A、1B、1C、1D、1E和1F是用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例1的工藝流程的概要剖面圖。
圖2是實(shí)施例1的顯示裝置的概要剖面圖。
圖3是示出實(shí)施例1的液晶面板的概圖。
圖4是實(shí)施例1的液晶面板的等效電路圖。
圖5是示出實(shí)施例1的液晶面板的象素部分的結(jié)構(gòu)的概要平面圖。
圖6是實(shí)施例1的液晶面板的象素部分的概要剖面圖。
圖7A、7B、7C、7D、7E、7F和7G是說(shuō)明實(shí)施例1中的制造步驟的概要剖面圖。
圖8是實(shí)施例3中制造的記錄頭基座部件的概要剖面圖。
圖9是示出在實(shí)施例3中制造的、一部分被剖開(kāi)的記錄頭的外觀的概要透視圖。
圖10A、10B和10C是示出現(xiàn)有技術(shù)中的制造步驟的概要剖面圖。
實(shí)施方案1圖1A至1F是用于說(shuō)明本發(fā)明的制造步驟的概要剖面圖。
首先，利用諸如低壓化學(xué)生長(zhǎng)法的CVD法在襯底1上生長(zhǎng)氮化硅膜2、3(圖1A)。
利用諸如低壓化學(xué)生長(zhǎng)法的CVD法生長(zhǎng)薄的硅膜4、4’(圖1B)。
對(duì)薄的硅膜4、4’進(jìn)行氧化，使之變?yōu)楸〉亩趸枘?、5’(圖1C)。
然后，在正面上形成光致抗蝕劑6。通過(guò)包含氟化氫的水溶液來(lái)除去反面上的氧化硅膜5’，該包含氟化氫的水溶液作為不與氮化硅發(fā)生反應(yīng)的第1濕法刻蝕溶液(圖1D)。
除去光致抗蝕劑6，通過(guò)作為第2濕法刻蝕溶液的包含磷酸的水溶液來(lái)除去在反面上的氮化硅膜3(圖1E)。
最后，通過(guò)第1濕法刻蝕溶液除去正面上的氧化硅膜5(圖1F)。
以這種方式，可在不利用干法刻蝕系統(tǒng)的情況下，通過(guò)濕法刻蝕來(lái)剝?nèi)ピ诜疵嫔系牡锬ぁ?br> 第1刻蝕溶液含有的氟化氫，包括氟化氫水溶液、含有氟化氫和氟化氨的水溶液及含有氟化氫和過(guò)氧化氫的水溶液。
第2刻蝕溶液含有的磷酸，包括加熱的磷酸水溶液和含有磷酸和過(guò)氧化氫的水溶液。
在本發(fā)明中的氮化硅膜不僅包括Si3N4膜，而且包括在硅原子和氮原子之間具有鍵的膜(例如SiN膜)。在本發(fā)明中的氧化硅膜不僅包括SiO2膜，而且包括在硅原子和氧原子之間具有鍵的膜(例如SiO膜)。
上述的工藝適用于制造例如液晶顯示裝置和噴墨記錄頭。在制造液晶顯示裝置中，該工藝適用于在基座部件的一部分上形成氮化硅膜。在制造噴墨記錄頭中，該工藝也適用于在基座部件的一部分上形成氮化硅膜。
實(shí)施例1在該實(shí)施例中，按照本發(fā)明制造液晶顯示裝置，該裝置包括具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)線和掃描線的交叉點(diǎn)而排列的象素電極的半導(dǎo)體襯底；用于在象素電極部分的周邊驅(qū)動(dòng)該象素電極的驅(qū)動(dòng)電路；半導(dǎo)體襯底，該襯底的在圖象顯示區(qū)下的部分為了透光而被切除；和保持于半導(dǎo)體襯底和與其相對(duì)的對(duì)置襯底之間的液晶。
首先，說(shuō)明在本實(shí)施例中制造的液晶顯示裝置的面板結(jié)構(gòu)。圖3是示出該實(shí)施例的液晶面板的概圖。
在圖3中，將垂直移位寄存器303和水平移位寄存器304連接到具有排列成矩陣的多晶硅TFT的開(kāi)關(guān)元件的面板顯示電路305。從視頻信號(hào)電路301傳來(lái)的TV圖象信號(hào)通過(guò)垂直移位寄存器303和水平移位寄存器304被寫(xiě)入顯示電路305中的象素，同步電路302對(duì)兩個(gè)移位寄存器304，305進(jìn)行同步。
圖4是該液晶面板的等效電路圖。在圖4中，象素電極406對(duì)應(yīng)于信號(hào)線401a-401d和掃描線402a-402c的交叉點(diǎn)而排列。TFT(薄膜晶體管)403的漏極連接到象素電極。將信號(hào)線401a-401d分別連接到TFT 403的源極，將掃描線402a-402c分別連接到TFT 403的柵極。來(lái)自信號(hào)線401a-401d的視頻信號(hào)被寫(xiě)入象素電極406。也將TFT 403的漏極連接到維持電容404，以在一個(gè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持所寫(xiě)入的電荷。將維持電容404的電極的另一端405連接到公用于所有象素的電位，或連接到分別公用于每一行的方向上的象素的電位。
雖然以上描述了有源矩陣型液晶顯示裝置，但本發(fā)明不限于此。本發(fā)明也適用于其他器件，諸如具有對(duì)應(yīng)于信號(hào)線和掃描線的交叉點(diǎn)而設(shè)置的MIM元件或PN結(jié)元件的器件。
圖5是示出實(shí)施例1的液晶顯示面板的象素部分結(jié)構(gòu)的概要平面圖。一個(gè)象素被兩個(gè)鄰近的信號(hào)線501a、501b和兩個(gè)鄰近的掃描線502a、502b所圍繞。由多晶硅膜形成的TFT 503的源極通過(guò)接觸孔504被連接到信號(hào)線501a。信號(hào)電荷經(jīng)過(guò)兩個(gè)柵極被寫(xiě)入漏極。將該TFT經(jīng)過(guò)接觸孔505連接到金屬電極506。將金屬電極506經(jīng)由通孔507連接到透光象素電極508。數(shù)字509表示遮光膜的孔徑，該遮光膜遮住指向該TFT的不需要的光。
圖6是沿圖5的線6-6取的象素部分的剖面圖。在圖6中，在硅襯底上形成厚度為400-1200nm的氧化膜102，再形成氮化硅膜202。在該氮化硅膜上形成厚度為10至100nm的氧化硅膜，以便將TFT與氮化硅膜分開(kāi)。該TFT具有用于電場(chǎng)弛豫的低濃度的n型層107，和高濃度源/漏103。這些電極與兩個(gè)多晶硅電極106并列，中間介入柵氧化膜105。源電極、漏電極由以Al膜108a和Ti膜108b構(gòu)成的層疊膜組成，以有利于對(duì)象素電極603的歐姆接觸。例如由TiN膜構(gòu)成遮光膜602，該遮光膜602被PSG等的膜601與源/漏電極隔離開(kāi)，被BPSG等的膜106與TFT隔離開(kāi)。數(shù)字109表示諸如氮化硅膜的絕緣膜，該膜將象素電極603與遮光膜602分開(kāi)。數(shù)字610表示液晶對(duì)準(zhǔn)膜，由聚酰亞胺形成。
如圖6所示，有源矩陣襯底由從襯底101至對(duì)準(zhǔn)膜610的部件形成。通過(guò)中間介入TN液晶611，在對(duì)置電極621一側(cè)設(shè)置對(duì)準(zhǔn)膜626、保護(hù)膜625和透光電極624。含有例如顏料的彩色濾光器623對(duì)應(yīng)于遮光膜602的孔徑而設(shè)置，由Cr等制成的黑色矩陣622對(duì)應(yīng)于遮光部分而設(shè)置。
圖2示出包含象素顯示區(qū)和周邊驅(qū)動(dòng)部分的顯示面板的概要剖面圖。在圖2中，數(shù)字701表示硅襯底；702表示用于隔離元件的厚的氧化膜(場(chǎng)氧化膜)；703a表示NMOS晶體管的低濃度源/漏；703b表示NMOS晶體管的高濃度源/漏；704表示N型晶體管的p型阱；706表示多晶硅柵電極；720表示硅襯底的支撐部分；以及721表示通過(guò)除去襯底硅而形成的透光區(qū)，它用作面板顯示部分(象素顯示區(qū))。
數(shù)字722表示TFT，723表示絕緣膜，725表示連接TFT 722和象素電極603的布線部分。
在圖2中，TFT襯底(半導(dǎo)體襯底)平行于對(duì)面的襯底621而放置，將液晶材料611密封于其間。設(shè)置襯墊724以便維持液晶611的厚度，該厚度是考慮到液晶的光學(xué)特性而設(shè)計(jì)的。相對(duì)于象素電極603設(shè)置公用于所有的或多個(gè)象素的透光電極625，以便對(duì)液晶施加電壓。在示出全色顯示面板的圖2中，在對(duì)置電極621上設(shè)置含有染料或顏料的彩色濾光器623，象素部分以外的區(qū)域和周邊驅(qū)動(dòng)電路的區(qū)域被Cr等的黑色矩陣622遮光。
作為液晶材料611，TN型液晶(扭曲向列液晶)通常是有效的。在另一方面，STN型液晶(超扭曲向列液晶)和FLC(鐵電液晶)、PDLC(聚合物彌散液晶)是有效的。對(duì)于TN、STN或FLC的使用來(lái)說(shuō)，在顯示裝置的正面和背面應(yīng)設(shè)置正交尼科耳(nicol)偏振片。在圖2中可從頂部一側(cè)或從底部一側(cè)投射對(duì)顯示來(lái)說(shuō)是必要的后照光。
參照?qǐng)D7說(shuō)明在圖2中的制造TFT襯底的工藝。
首先，在1000℃下在H2/O2的氣氛中對(duì)單晶硅襯底801進(jìn)行熱氧化以在單晶硅襯底801上形成厚度為700nm的氧化硅膜802。
通過(guò)常規(guī)的光刻技術(shù)和刻蝕技術(shù)除去形成了NMOS晶體管的氧化硅膜802的部分。
然后通過(guò)離子注入和熱處理形成p阱區(qū)803，通過(guò)緩沖氟化氫水溶液除去氧化硅膜(圖7A)。
在單晶硅元件隔離區(qū)和用于多晶硅TFT形成的圖象顯示區(qū)上通過(guò)LOCOS工藝形成場(chǎng)氧化膜804(圖7B)。
在其上使用低壓CVD系統(tǒng)，通過(guò)SiH4(硅烷)與NH3(氨)的反應(yīng)淀積厚度為400nm的氮化硅膜805。然后，在其上使用低壓CVD，通過(guò)在600-700℃下對(duì)用氮稀釋的硅烷氣體進(jìn)行熱分解，淀積厚度為700埃的多晶硅806(圖7C)。
在1000℃下在氧-氫氣氛中通過(guò)熱氧化將多晶硅完全轉(zhuǎn)換為二氧化硅807。
將厚度為1.0微米的光致抗蝕劑涂敷在上表面上，并通過(guò)加熱進(jìn)行固化。然后通過(guò)浸入到作為第1刻蝕劑的緩沖氫氟酸溶液中來(lái)除去在反面上的氧化硅膜，這一點(diǎn)是本發(fā)明的特征(圖7D)。
除去在正面上的光致抗蝕劑。通過(guò)將襯底浸入到作為第2濕法刻蝕溶液的經(jīng)加熱的磷酸溶液中來(lái)除去在反面上的氮化硅膜805。然后，通過(guò)緩沖氫氟酸溶液來(lái)除去在正面氮化硅膜上的二氧化硅膜807(圖7E)。
使用低壓CVD在800℃下通過(guò)SiH4(硅烷)與N2O(氧化亞氮)的反應(yīng)在其上淀積厚度為50nm的氧化硅膜806。使用低壓CVD在600-700℃下通過(guò)用氮稀釋的硅烷氣體的熱分解，在其上淀積厚度為50-200nm的多晶硅膜809。由于多晶硅的厚度越薄，在源和漏之間的漏泄電流越小，故多晶硅的厚度最好較薄。在本實(shí)施例中，考慮到工藝的變動(dòng)，將柵氧化膜810的厚度設(shè)計(jì)成80nm，將多晶硅淀積膜的厚度設(shè)計(jì)成80nm。柵氧化膜可通過(guò)利用由氧化和接連的氮化氧化形成的ONO膜(氧化-氮化-氧化膜)，或通過(guò)用CVD淀積氧化硅膜來(lái)形成。在柵氧化膜形成后，淀積厚度為100-500nm的用于柵電極的多晶硅110。以高濃度對(duì)該多晶硅進(jìn)行摻雜，對(duì)其進(jìn)行圖形刻蝕以形成柵電極811(圖7F)。在本實(shí)施例中，在氣相中用磷進(jìn)行摻雜。另外，也可利用砷或磷的注入或離子摻雜?？蛇m當(dāng)?shù)乩贸Ｒ?guī)技術(shù)。
然后，使用常壓CVD通過(guò)將SiH4(硅烷)、O2(氧)和PH3(磷化氫)作為源氣體來(lái)淀積厚度為600nm的PSG(磷硅玻璃)作為中間層絕緣膜812。而中間層絕緣膜可由NSG(非摻雜硅酸鹽玻璃)、BPSG(硼磷硅玻璃)或類似膜來(lái)形成。
開(kāi)接觸孔，通過(guò)磁控濺射淀積厚度為600nm的、用0.5-2.0％硅摻雜的鋁813。該電極材料可以是在通常的半導(dǎo)體工藝或TFT工藝中使用的材料，諸如鋁合金、W、Ta、Ti、Cu、Cr和Mo，及其硅化物。通過(guò)對(duì)電極材料進(jìn)行圖形刻蝕來(lái)形成鋁布線814。
通過(guò)等離子CVD形成厚度為1000nm的氧化硅膜814作為第2中間層絕緣膜。
將由LP-CVD形成的多晶硅膜或氮化硅膜或由熱氧化形成的氧化硅膜從反面部分除去，在該反面部分上以后為了透光將單晶硅襯底除去。
在第2中間層絕緣膜中形成通孔，使用磁控濺射和圖形刻蝕通過(guò)淀積TiN來(lái)形成遮光層817。
然后，通過(guò)等離子CVD形成厚度為270nm的氮化硅膜作為元件保護(hù)膜816。使用磁控濺射通過(guò)淀積ITO(氧化銦錫)形成透光電極815(圖7G)。
將由上述工藝制備的TFT襯底和分開(kāi)制備的對(duì)置電極接合在一起。將液晶注入于其間，將注入開(kāi)口密封。然后將上述液晶單元的TFT襯底一側(cè)的表面浸入于TMAH溶液(四甲基氫氧化銨溶液)，通過(guò)利用TFT襯底反面上的經(jīng)圖形刻蝕的氧化硅膜和氮化硅膜作為掩模來(lái)刻蝕單晶硅襯底。由此使該被刻蝕的部分成為透光的部分。這樣就制備了透光的液晶顯示裝置。
按照上述工藝，制造了具有320,000個(gè)象素的液晶顯示裝置。由此得到的液晶顯示裝置沒(méi)有諸如從反面剝?nèi)サ钑r(shí)形成劃痕的缺陷、因外部問(wèn)題引起的布線損壞、因短路引起的象素或線的缺陷和由TFT襯底的象素的缺陷引起的液晶的有缺陷的對(duì)準(zhǔn)。
實(shí)施例2以同樣的方式提供具有與實(shí)施例1相同結(jié)構(gòu)的液晶顯示裝置，所不同的是將剝?nèi)サ枘r(shí)的薄的硅膜從多晶硅變?yōu)榉蔷Ч?，以改善氧化膜的表面平整度，該氧化膜不被除去，TFT在其上形成。
以在實(shí)施例1中同樣的方式在硅襯底上形成p阱區(qū)和元件隔離區(qū)。在其上使用低壓CVD通過(guò)SiH4(硅烷)與NH3(氨)的反應(yīng)淀積厚度為300nm的氮化硅膜。
在其上使用低壓CVD，通過(guò)在450℃下對(duì)用氮稀釋的硅烷氣體進(jìn)行熱分解，淀積厚度為1000埃的非晶硅。在1000℃下通過(guò)在氧-氫氣氛中的熱氧化將上述多晶硅完全轉(zhuǎn)換為二氧化硅。
將厚度為1.0微米的光致抗蝕劑涂敷在其表面上，并通過(guò)加熱進(jìn)行固化。然后通過(guò)浸入到作為第1濕法刻蝕溶液的緩沖氫氟酸溶液中來(lái)除去在反面上的氧化硅膜，這一點(diǎn)是本發(fā)明的特征。
除去在正面上的光致抗蝕劑。然后通過(guò)將襯底浸入到作為第2濕法刻蝕溶液的經(jīng)加熱的磷酸溶液中來(lái)除去在反面上的氮化硅膜。
在上述由非晶硅的氧化形成的二氧化硅上淀積多晶硅以形成TFT。其后，以與實(shí)施例1中同樣的方式制備TFT襯底。
將由上述工藝制備的TFT襯底和分開(kāi)制備的對(duì)置電極接合在一起。將液晶注入于其間，將注入開(kāi)口密封。然后將上述液晶單元的TFT襯底一側(cè)的表面浸入于TMAH溶液(四甲基氫氧化銨溶液)，通過(guò)利用在TFT襯底反面上的經(jīng)圖形刻蝕的氧化硅膜和氮化硅膜作為掩模來(lái)刻蝕單晶硅襯底。由此使該被刻蝕的部分成為透光的部分。這樣就制備了透光的液晶顯示裝置。
按照上述工藝，制造了具有320,000個(gè)象素的液晶顯示裝置。該液晶顯示裝置沒(méi)有諸如從反面剝?nèi)サ钑r(shí)形成劃痕的缺陷、因外部問(wèn)題引起的布線損壞、因短路引起的象素或線的缺陷和由TFT襯底的象素缺陷引起的液晶的有缺陷的對(duì)準(zhǔn)。
上述TFT襯底的TFT的電性能(例如，閾值電壓、場(chǎng)效應(yīng)遷移率、S系數(shù)等)與實(shí)施例1的TFT的性能相同，實(shí)施例1的TFT通過(guò)在用高溫CVD淀積的二氧化硅上的淀積來(lái)制造。
實(shí)施例3按照本發(fā)明通過(guò)除去一部分基座部件來(lái)制備用于記錄頭的基座部件。
圖8是按照本發(fā)明制備的記錄頭的概要剖面圖。
用于記錄頭的基座部件900是通過(guò)在P型硅襯底11上形成作為電-熱轉(zhuǎn)換元件的熱產(chǎn)生部分910和作為驅(qū)動(dòng)功能元件的雙極型NPN晶體管920來(lái)制備的。
在圖8中，數(shù)字11是P型硅襯底；12是用于形成功能元件的N型收集區(qū)；13是P型隔離埋入?yún)^(qū)；14是N型外延區(qū)；15是是用于形成功能元件的P型基區(qū)；16是用于元件隔離的隔離-埋入?yún)^(qū)；17是用于構(gòu)成功能元件的N型收集極-埋入?yún)^(qū)；18是用于構(gòu)成元件隔離的高濃度P型基區(qū)；19是用于元件隔離的高濃度P型隔離區(qū)；20是用于構(gòu)成元件的N型發(fā)射區(qū)；21是用于構(gòu)成元件的N型收集區(qū)；22是收集極-基極公用電極；23是發(fā)射極；以及24是隔離電極。
這樣，就形成了NPN晶體管920，以及形成了收集區(qū)12、14、17、21使其完全包圍發(fā)射區(qū)20和基區(qū)15、18。每個(gè)單元被作為元件隔離區(qū)的P型隔離埋入?yún)^(qū)、P型隔離區(qū)16和高濃度P型隔離區(qū)所包圍和電隔離。
NPN晶體管920由下述部分構(gòu)成兩個(gè)在P型硅襯底11上形成的、中間介入N型收集極-埋入?yún)^(qū)12和N型收集極-埋入?yún)^(qū)12的高濃度N型收集區(qū)21；兩個(gè)在高濃度N型收集區(qū)21內(nèi)形成的、中間介入N型收集極-埋入?yún)^(qū)12和P型基區(qū)15的高濃度P型基區(qū)18；以及在高濃度基區(qū)18之間形成的、中間介入N型收集極-埋入?yún)^(qū)12和P型基區(qū)15的高濃度N型發(fā)射區(qū)20。高濃度N型收集區(qū)21和高濃度P型基區(qū)18被收集極-基極公用電極22連接，以用作二極管。
在鄰近于NPN晶體管920處連續(xù)地形成P型隔離-埋入?yún)^(qū)13、P型隔離區(qū)16和高濃度P型隔離區(qū)19。
在P型硅襯底11上形成熱產(chǎn)生電阻層903，中間介入N型外延層14、熱積累層901和與熱積累層901一體地形成的中間層膜902。對(duì)在熱產(chǎn)生電阻層903上形成的布線電極904進(jìn)行切割，以形成兩個(gè)作為連接端面的邊緣部分904a。由此形成了熱產(chǎn)生部分910。
用由氮化硅膜組成的熱積累層901全部地覆蓋上述的用于記錄頭的基座部件900，由鋁或類似材料形成功能元件和電極22、23、24。
本實(shí)施例的基座部件900具有P型硅襯底11，該硅襯底具有收集極-基極公用電極22、發(fā)射極23和隔離電極24，并用熱積累層901來(lái)覆蓋。再者，在其上通過(guò)常壓CVD、等離子CVD、濺射或類似方法形成由氧化硅組成的中間層膜902。
使電極22、23、24的端面變斜，以便顯著地改善中間層膜902的臺(tái)階覆蓋性，從而可將中間層膜902做得比常規(guī)的膜薄，但能保持熱積累效應(yīng)。
穿過(guò)中間層902形成孔，以便與收集極/基極公用電極22、發(fā)射極23和隔離電極24進(jìn)行電連接。由鋁或類似材料形成布線電極904，以在中間層膜902上形成電布線。換言之，通過(guò)在局部位置對(duì)中間層膜902鉆孔來(lái)設(shè)置電-熱轉(zhuǎn)換元件，通過(guò)HfB2等的濺射來(lái)形成熱產(chǎn)生電阻層903，通過(guò)氣相淀積或?yàn)R射鋁等來(lái)形成布線電極904。
用于構(gòu)成熱產(chǎn)生電阻層903的材料包括Ta、ZrB2、Ti-W、Ni-Cr、Ta-Al、Ta-Si、Ta-Mo、Ta-W、Ta-Cu、Ta-Ni、Ta-Ni-Al、Ta-Mo-Al、Ta-Mo-Ni、Ta-W-Ni、Ta-Si-Al、Ta-W-Al-Ni等。
由鋁等形成的布線電極904具有作為連接端面的邊緣面904a、904b，使該連接端面相對(duì)于法線傾斜等于或大于30度的角度。
如圖8中所示，在電-熱轉(zhuǎn)換元件910上通過(guò)濺射或CVD與中間層膜902一體地形成由SiO、SiO2、SiN、SiON等組成的保護(hù)膜905和由Ta等組成的保護(hù)膜906。在圖8和9中，數(shù)字950表示噴出開(kāi)口；951表示液體路徑壁部件和952表示覆蓋板。
通過(guò)將由光敏樹(shù)脂等組成的、用于形成傳遞到多個(gè)噴出開(kāi)口950的液體路徑955的液體路徑壁部件951和具有油墨供給開(kāi)口953的覆蓋板954安裝到具有上述結(jié)構(gòu)的基座部件900上來(lái)制備用于噴墨記錄系統(tǒng)的記錄頭960。將由油墨供給開(kāi)口953供給的油墨一次存儲(chǔ)于在記錄頭內(nèi)的共同的液體室954內(nèi)，然后供給各個(gè)液體路徑955。通過(guò)驅(qū)動(dòng)基座部件900的熱產(chǎn)生部分910，使油墨穿過(guò)噴出開(kāi)口950而噴出。
以下更詳細(xì)地描述本發(fā)明的用于制造記錄頭960的工藝。
(1)在P型硅襯底的表面(雜質(zhì)濃度約1×1012至1×1016cm-3)上形成厚度約為8000埃的氧化硅膜。通過(guò)光刻除去在預(yù)定的區(qū)域用于埋入各個(gè)單元的N型收集極的已形成的氧化硅膜。
在形成氧化硅膜后，通過(guò)N型雜質(zhì)(諸如P和As)的離子注入和熱擴(kuò)散形成厚度為2-6微米的、雜質(zhì)濃度為1×1018m-3或更高的N型收集極-埋入?yún)^(qū)，以得到80Ω/□或更小的低薄層電阻。
其后除去用于埋入P型隔離區(qū)部分的氧化硅膜，在該處形成厚度約為1000埃的氧化硅膜。通過(guò)P型雜質(zhì)(諸如B)的離子注入和熱擴(kuò)散形成雜質(zhì)濃度為1×1015m-3至1×1017cm-3或更高的P型隔離埋入?yún)^(qū)。
(2)除去在整個(gè)面上的氧化硅膜，以外延方式生長(zhǎng)厚度約為5-20微米的N型外延區(qū)(雜質(zhì)濃度約1×1013cm-3至1×1015m-3)。
(3)在N型外延區(qū)的表面上形成厚度約為1000埃的氧化硅膜。在其上涂敷抗蝕劑，并進(jìn)行圖形刻蝕。由此，只對(duì)用于形成低濃度P型基區(qū)的部分進(jìn)行P型雜質(zhì)的離子注入。在除去該抗蝕劑后，形成厚度約為5-10微米的低濃度P型基區(qū)(雜質(zhì)濃度約1×1014cm-3至1×1017cm-3)。
在另一種方式下，該P(yáng)型基區(qū)可在(1)的工藝后通過(guò)除去氧化膜來(lái)形成，并生長(zhǎng)厚度約為3-10微米的、雜質(zhì)濃度約5×1014cm-3至5×1017cm-3的低濃度外延層。
其后再次全部除去氧化硅膜，然后形成厚度約為8000埃的另一個(gè)氧化硅膜。除去用于形成P型隔離區(qū)的區(qū)域處的氧化硅膜。通過(guò)CVD在整個(gè)面上淀積BSG 膜，通過(guò)熱擴(kuò)散形成厚度約為10微米的P型隔離區(qū)(雜質(zhì)濃度約1×1018m-3至1×1020cm-3)，使得所形成的層到達(dá)P型隔離埋入?yún)^(qū)。P型隔離區(qū)16可通過(guò)使用BBr3作為擴(kuò)散源來(lái)形成。
如上所述，通過(guò)使用P型外延層，可形成這樣一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不需要上述的P型隔離埋入?yún)^(qū)或P型隔離區(qū)。在這樣一種結(jié)構(gòu)中，可省略用于形成P型隔離埋入?yún)^(qū)、P型隔離區(qū)和低濃度基區(qū)的光刻工藝和雜質(zhì)擴(kuò)散工藝。
(4)除去BSG膜，然后形成厚度約為8000埃的氧化硅膜。除去用于形成N型收集區(qū)的部分處的氧化硅膜。然后通過(guò)N型固體擴(kuò)散和熱擴(kuò)散的磷離子注入形成厚度約為10微米的N型收集區(qū)17(雜質(zhì)濃度約1×1018cm-3至1×1020cm-3)，以到達(dá)收集極埋入?yún)^(qū)17和得到不高于10Ω/□的薄層電阻。
其后，形成厚度為3000埃的熱氧化膜，使用低壓CVD再在其上通過(guò)SiH4(硅烷)與NH3(氨)的反應(yīng)淀積厚度為400nm的氮化硅膜105。
然后，通過(guò)使用低壓CVD通過(guò)在600-700℃下對(duì)用氮稀釋的硅烷氣體進(jìn)行熱分解，淀積厚度為700埃的多晶硅。在1000℃下通過(guò)在氧-氫氣氛中的熱氧化將多晶硅完全轉(zhuǎn)換為二氧化硅。
將厚度為1.0微米的光致抗蝕劑涂敷在表面上，并通過(guò)加熱進(jìn)行固化。然后通過(guò)浸入到作為第1濕法刻蝕溶液的緩沖氫氟酸溶液中來(lái)除去反面上的氧化硅膜，這一點(diǎn)是本發(fā)明的特征。
除去在正面上的光致抗蝕劑。然后通過(guò)將襯底浸入到作為第2濕法刻蝕溶液的經(jīng)加熱的磷酸溶液中來(lái)除去在反面上的氮化硅膜。
其后，通過(guò)緩沖氫氟酸溶液來(lái)除去正面氮化硅膜上的二氧化硅膜。
然后，有選擇地除去在單元區(qū)中的氮化硅膜和氧化硅膜。
進(jìn)行抗蝕劑的圖形刻蝕，只將P型雜質(zhì)注入到形成高濃度基區(qū)18和高濃度隔離區(qū)19的部分內(nèi)。
除去抗蝕劑，然后從待形成N型發(fā)射區(qū)和高濃度N型收集區(qū)的部分除去氧化硅膜。在整個(gè)面上形成熱氧化膜。通過(guò)注入N型雜質(zhì)和熱擴(kuò)散同時(shí)形成N型發(fā)射區(qū)和高濃度N型收集區(qū)。該N型發(fā)射區(qū)和高濃度N型收集區(qū)分別具有不大于1.0微米的厚度，并含有約1×1018m-3至1×1020cm-3的濃度的雜質(zhì)。
(5)再者，除去在電連接處的氧化硅膜。然后，在整個(gè)面上淀積鋁等材料，將鋁從除了電極部分以外的部分除去。不是通過(guò)常規(guī)的濕法刻蝕，而是通過(guò)用連續(xù)地向后移動(dòng)的光致抗蝕劑的刻蝕來(lái)進(jìn)行該鋁的除去，從而得到具有斜的邊緣面的布線。通過(guò)使用一般用作抗蝕劑圖形刻蝕的顯影劑的TMAH(四甲基氫氧化銨)的水溶液作為刻蝕劑，可滿意地得到相對(duì)于法線傾斜約60度的邊緣面。
(6)通過(guò)PCVD法在整個(gè)面上形成厚度約為0.6至2.0微米的SiO2膜，該膜將變成中間層膜，也用作熱積累層。該中間層膜102可通過(guò)常壓CVD來(lái)形成，可以是SiON膜、SiO膜或SiN膜，以代替SiO2膜。
為了進(jìn)行電連接，通過(guò)光刻在對(duì)應(yīng)于發(fā)射區(qū)和基極-收集區(qū)上的位置處的中間層膜上形成通孔TH。
在諸如中間層膜和保護(hù)膜的絕緣膜的刻蝕中，通過(guò)使用諸如NH4F+CH3COOH+HF的混合酸刻蝕溶液，使刻蝕液滲透到抗蝕劑(用于掩模的光致抗蝕劑)和絕緣膜之間的界面，可使被刻蝕的膜的端面變斜(最好相對(duì)于法線傾斜30至75度的角度)。這將改善在中間層膜上形成的膜的臺(tái)階覆蓋性，使制造工藝變得穩(wěn)定，以提高制造成品率。
(7)在中間層膜上淀積厚度約為1000埃的HfB2作為熱產(chǎn)生電阻層903，用于在對(duì)應(yīng)于發(fā)射區(qū)、基區(qū)和收集區(qū)上以及穿過(guò)通孔TH的電極上電極部分的電極進(jìn)行電連接。
(8)在熱產(chǎn)生電阻層上淀積厚度約為5000埃的鋁材料層，以形成電-熱轉(zhuǎn)換元件的布線電極對(duì)、二極管陰極布線電極、二極管陽(yáng)極布線電極。然后對(duì)鋁和HfB2(熱產(chǎn)生電阻層)進(jìn)行圖形刻蝕，以便同時(shí)形成電-熱轉(zhuǎn)換元件和其他布線。以與上述相同的方式進(jìn)行鋁的圖形刻蝕。
(9)通過(guò)PCVD或類似方法淀積厚度約為10000埃的SiO2膜，該膜用作電-熱轉(zhuǎn)換元件的保護(hù)層和用作鋁布線的絕緣層。在該膜的淀積中，在較低的溫度(150-250℃)下生長(zhǎng)該膜，以防止以與上述類似的方式生長(zhǎng)小丘(hirock)。該保護(hù)層可由SiON、SiO或SiN形成，以代替SiO2。
在熱產(chǎn)生部分上，淀積厚度約為2000埃的Ta，作為防空隙的保護(hù)層906。
(10)局部地除去如以上描述而形成的電-熱轉(zhuǎn)換元件、Ta膜和SiO2膜以形成用于鍵合的焊區(qū)。
(11)將液體路徑壁部件和覆蓋板安裝到具有半導(dǎo)體元件的基座部件上，以制備在內(nèi)部具有油墨流動(dòng)路徑的記錄頭。
以下描述用于形成凹部980的工藝。
在硅襯底上形成電-熱轉(zhuǎn)換元件和驅(qū)動(dòng)功能元件后，通過(guò)光刻對(duì)在正面上形成上述元件期間在反面上生長(zhǎng)(淀積)的氧化硅膜進(jìn)行圖形刻蝕，以界定凹部980。
通過(guò)抗蝕劑和夾具對(duì)具有該元件的硅基座部件的正面表面進(jìn)行保護(hù)，通過(guò)使用加熱到90℃的2％的TMAH(四甲基氫氧化銨)溶液，利用刻蝕在反面上形成凹部980。在反面上形成的掩?？梢允怯玫蛪簹庀嗪铣蓙?lái)淀積的一種SiNx膜。
凹部980使得能從加熱器的上側(cè)或下側(cè)供給油墨。因而，在圖9中，油墨可從凹部980的一側(cè)來(lái)供給，而不是從加熱器的上側(cè)來(lái)供給。
通過(guò)上述的凹部形成工藝，利用凹部980的形成，油墨可從相反的一側(cè)來(lái)供給，并在凹部側(cè)上設(shè)置覆蓋板和噴墨開(kāi)口。在這種情況下，元件側(cè)可通過(guò)粘接增強(qiáng)板來(lái)進(jìn)行增強(qiáng)。該增強(qiáng)板最好由諸如玻璃和石英的具有低熱導(dǎo)率的材料來(lái)制成。
權(quán)利要求
1.一種用于制造在襯底上具有氮化硅膜的電子器件的工藝，包括下述步驟分別在襯底的第1面和與第1面相反的第2面上形成氮化硅膜和氧化硅膜；通過(guò)濕法刻蝕除去在第1面上的氧化硅膜；通過(guò)濕法刻蝕除去在第1面上的氮化硅膜；和通過(guò)濕法刻蝕除去在第2面上的氧化硅膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中氮化硅膜由CVD形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于制造電子器件的工藝，其中該CVD用低壓CVD法來(lái)進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中氧化硅膜通過(guò)用CVD形成的硅膜的氧化來(lái)得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造電子器件的工藝，其中該CVD用低壓CVD法來(lái)進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造電子器件的工藝，其中該氧化用熱氧化來(lái)進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中氧化硅膜通過(guò)含有氟化氫的刻蝕溶液來(lái)除去。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中氮化硅膜通過(guò)含有磷酸的刻蝕溶液來(lái)除去。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造電子器件的工藝，其中硅膜由多晶硅組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制造電子器件的工藝，其中硅膜由非晶硅組成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制造電子器件的工藝，其中除去在第1面上的氧化硅膜，而在第2面上的氧化硅膜上設(shè)置抗蝕劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)所述的用于制造電子器件的工藝，其中該電子器件構(gòu)成液晶顯示裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)所述的用于制造電子器件的工藝，其中該電子器件構(gòu)成噴墨記錄頭。
全文摘要
提供一種用于制造在襯底上具有氮化硅膜的電子器件的工藝,包括下述步驟:分別在襯底的第1面和與第1面相反的第2面上形成氮化硅膜和氧化硅膜;通過(guò)濕法刻蝕除去在第1面上的氧化硅膜;通過(guò)濕法刻蝕除去在第1面上的氮化硅膜;和通過(guò)濕法刻蝕除去在第2面上的氧化硅膜。
文檔編號(hào)B41J2/14GK1181617SQ9712118
公開(kāi)日1998年5月13日 申請(qǐng)日期1997年10月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月24日
發(fā)明者進(jìn)藤壽, 沖田彰 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社