半导体装置、排液头和排液设备的制作方法
1.实施例的各方面涉及半导体装置、排液头和排液设备。
背景技术：
2.一些半导体装置包括被配置为仅允许一次写入的存储器，即所谓的otp(一次可编程)存储器，作为用于在完成制造之后存储装置的特定信息的存储器元件。作为otp存储器，通常可以使用反熔丝元件(参见日本专利公开no.2014-58130)。
3.在上述半导体装置中，作为用于适当地实现对存储器元件的信息写入或从存储器元件的信息读取的一种部件，可能需要能够评估存储器元件周围的电路配置、特别是电路中的寄生分量的配置。
技术实现要素：
4.实施例的第一方面提供了一种半导体装置，包括：多个单元，在预定方向上排列；第一端子，被配置为向多个单元供应电压；和第二端子，被配置为向多个单元供应电压，其中，多个单元包括第一单元和第二单元，该第一单元包括布置在第一端子与第二端子之间的存储器元件和被配置为对存储器元件进行写入的第一晶体管，该第二单元包括与第一单元的第一晶体管相对应地布置在第一端子与第二端子之间的第二晶体管。
5.实施例的第二方面提供了包括以上半导体装置的排液头以及与装置的多个打印元件相对应的多个排液端口。
6.实施例的第三方面提供了包括以上排液头的排液设备以及被配置为驱动排液头的驱动器。
7.从以下(参考附图)对示例性实施例的描述，本公开的其它特征将变得清楚。
附图说明
8.图1是用于解释打印元件基板的配置的示例的电路图；
9.图2a和图2b是用于解释打印元件基板的配置的示例的电路图；
10.图3a和图3b是用于解释打印元件基板的截面结构的示例的截面图；
11.图4a和图4b是用于解释打印元件基板的配置的其它示例的电路图；和
12.图5a至图5d是用于解释打印设备的配置的示例的视图。
具体实施方式
13.在下文中，将参考附图详细描述示例性实施例。应当注意，以下实施例不旨在限制所附权利要求的范围。在实施例中描述了多个特征。然而，并非所有多个特征都必须对实施例的各方面至关重要，并且多个特征可以任意组合。另外，相同的附图标记表示相同或类似的部分，并且将省略重复描述。
14.(打印设备的配置的示例)
15.图5a示出了使用喷墨方法进行打印的打印设备900的内部配置。打印设备900包括打印头810，该打印头810将打印材料(在该示例中，墨水)排放到预定的打印介质p(在该示例中，诸如纸之类的片状构件)。打印头810安装在滑架920上，并且滑架920可以用螺旋槽904附接到导螺杆921。导螺杆921可以经由驱动力传动齿轮902和903与驱动马达901的旋转互锁地旋转。因此，打印头810可以与滑架920一起沿着引导件919在箭头a或b的方向上移动。
16.打印介质p沿着滑架移动方向被纸压板905按压并固定到台板906。打印设备900往复移动打印头810并在通过输送单元(未示出)输送到台板906上的打印介质p上进行打印。
17.另外，经由光耦合器907和908，打印设备900确认设置在滑架920上的杆909的位置，并切换驱动马达901的旋转方向。支撑构件910支撑被配置为覆盖打印头810的喷嘴(排液端口或简称为排放端口)的帽构件911。抽吸部件912通过经由帽内开口913抽吸帽构件911的内部来进行打印头810的恢复处理。杆917被提供以通过抽吸开始恢复处理。杆917随着与滑架920啮合的凸轮918的移动而一起移动，并且由诸如离合器开关之类的已知传动部件来控制来自驱动马达901的驱动力。
18.而且，主体支撑板916支撑移动构件915和清洁刀片914。移动构件915移动清洁刀片914以通过擦拭来进行打印头810的恢复处理。另外，在打印设备900中设置有控制单元(未示出)。控制单元控制上述每个机构的驱动。
19.图5b示出了打印头810的外观。打印头810可以包括包含多个喷嘴800的头部811和保持待供应给头部811的液体的箱(液体存储部分)812。箱812和头部811可以在例如虚线k处分开，并且可以更换箱812。打印头810包括被配置为从滑架920接收电信号的电触点(未示出)，并依据电信号排放液体。箱812包括例如纤维或多孔液体保持材料(未示出)，并且液体可以由液体保持材料来保持。
20.图5c示出了打印头810的内部配置。打印头810包括基部808、布置在基部808上以形成通道805的通道壁构件801以及包括液体供应路径803的顶板802。此外，充当打印元件的加热器(电热换能器)806与喷嘴800相对应地排列在打印头810中包括的基板(打印元件基板)上。当与加热器806相对应地设置的驱动元件(开关元件，诸如晶体管)被设定为导通状态时，每个加热器806被驱动并生成热。
21.来自液体供应路径803的液体存储在公共液体室804中并经由通道805供应给喷嘴800。响应于与喷嘴800相对应的加热器806的驱动，供应给每个喷嘴800的液体从喷嘴800排放。
22.图5d示出了打印设备900的系统配置。打印设备900包括接口1700、mpu 1701、rom 1702、ram 1703和门阵列1704。从外部向接口1700输入用于执行打印的外部信号。rom 1702存储要由mpu 1701执行的控制程序。ram 1703保存各种信号和数据，诸如用于打印的外部信号和供应给打印头1708的数据。门阵列1704控制对打印头1708的数据供应，并且还控制接口1700、mpu 1701和ram 1703之间的数据传送。
23.打印设备900还包括头部驱动器1705、马达驱动器1706和1707、输送马达1709和托架马达1710。托架马达1710输送打印头1708。输送马达1709输送打印介质p。头部驱动器1705驱动打印头1708。马达驱动器1706和1707分别驱动输送马达1709和托架马达1710。
24.当驱动信号输入到接口1700时，可以将驱动信号转换为门阵列1704与mpu 1701之
间的打印数据。每个机构依据数据进行期望的操作，并且因此驱动打印头1708。
25.总之，打印设备900包括打印头810(或1708)，并且驱动器1705被配置为驱动它。打印头810包括打印元件基板以及排列在打印元件基板上的与多个打印元件806相对应的多个喷嘴800。将在以下实施例中描述打印元件基板的详细配置。内容不限于打印元件基板，并且可以应用于各种半导体装置。
26.(第一实施例)
27.图1示出了根据第一实施例的打印元件基板ps1的配置的示例。打印元件基板ps1包括在预定方向上排列的多个打印元件201、在相同方向上排列的多个单元u1以及控制器203。在顶视图(平面图)中，打印元件基板ps1通常具有矩形形状，并且多个打印元件201并且在一个实施例中多个单元u1例如沿着打印元件基板ps1的边方向排列。
28.每个打印元件201包括打印元件rh、被配置为驱动它的驱动元件md2以及被配置为控制驱动元件md2的逻辑电路(这里，“与”电路)。作为打印元件rh，使用能够执行上述打印的元件。在该实施例中，使用加热器(电热换能器)。作为另一个实施例，可以使用压电元件。作为驱动元件md2，使用高击穿电压晶体管。在该实施例中，使用dmos(双扩散金属氧化物半导体)晶体管。打印元件rh和驱动元件md2串联连接，并且向它们施加电压vh1(例如，24[v(伏特)])。
[0029]
这里，控制器203可以通过时分方法驱动多个打印元件rh。也就是说，多个打印元件rh被划分为多个组，并且控制器203顺序地驱动每个组的两个或更多个打印元件rh中的每一个作为块。例如，如果组的数量是i，并且每个组包括j个打印元件rh作为块，首先，控制器203驱动第一至第i组中的每一组的第一块(i个打印元件rh)。接下来，控制器203驱动第一至第i组中的每一组的第二块(i个打印元件rh)。根据相同的进程，控制器203顺序地驱动第一至第i组中的每一组的第三、第四、...、第j块(每个块中的i个打印元件rh)。
[0030]
为了通过时分方法实现多个打印元件rh的驱动，控制器203通常可以包括解码器、移位寄存器、锁存电路、选择器、“与”电路、“或”电路等。基于打印数据、时钟信号clk、锁存信号lt和热启用信号he，控制器203经由组选择信号204和块选择信号205来时分地驱动对应的打印元件rh，但是将省略细节的描述。
[0031]
注意，i和j中的每一个是2或更大的整数。此外，组也可以称为时分组，并且块也可以称为时分块。
[0032]
多个单元u1包括存储器单元(第一单元)202和评估单元(第二单元)207。单元u1可以表达为例如功能单元等。在该实施例中，排列了多个存储器单元202，并且一个评估单元207被设置以使它们并置。
[0033]
打印元件基板ps1还包括被配置为向多个单元u1供应电压的端子(第一端子)a和端子(第二端子)b。端子a设置为被配置为供应能够实现对稍后描述的存储器元件ca的写入的电压vh2(例如，32[v])的端子，并且端子b被设置为接地端子。
[0034]
图2a示出了存储器单元202的电路配置的示例，并且图3a示出了存储器单元202的结构的示例。
[0035]
存储器单元202包括存储器元件ca以及被配置为对存储器元件ca进行写入和/或从存储器元件ca读取的写入/读取晶体管(第一晶体管)md1。在存储器元件ca中使用mos(金属氧化物半导体)结构，并且存储器元件ca用作能够通过mos结构的电介质击穿进行写入的
反熔丝元件。作为晶体管md1，使用高击穿电压晶体管。在该实施例中，使用dmos晶体管。
[0036]
存储器元件ca和晶体管md1布置在端子a与b之间并串联连接。在将电压vh2供应给端子a时晶体管md1被设定为导通状态，从而导致存储器元件ca的mos结构的电介质击穿，从而对存储器元件ca进行写入。
[0037]
可以使用已知的半导体过程将存储器单元202例如形成在诸如硅基板之类的半导体基板上。在该实施例中，p型阱101a和101b以及n型阱102a和102b设置在p型区100上。n型区106a和p型区107设置在p型阱101a中。在n型阱102a中设置n型区106b。在n型阱102b中设置n型区106c。相对厚的绝缘构件103设置在区域106a至106c与107之间。绝缘构件103由locos(硅的局部氧化)形成。而且，由多晶硅等制成的栅极电极105a和105b被设置为覆盖在绝缘构件103之间的相对薄的栅极绝缘膜，并且还部分地覆盖绝缘构件103。
[0038]
晶体管md1和存储器元件ca经由接触插塞108连接到布线部分109a至109d。晶体管md1经由源极和背栅中的布线部分109a连接到端子b，连接到栅极中的布线部分109b，以及连接到漏极中的布线部分109c。而且，充当存储器元件ca的反熔丝元件在一个端子中连接到布线部分109c，并且在另一个端子中经由布线部分109d连接到端子a。
[0039]
图2b示出了评估单元207的电路配置的示例，并且图3b示出了评估单元207的结构的示例。
[0040]
评估单元207包括晶体管(第二晶体管)md1'以及与存储器元件ca相对应的mos结构11。晶体管md1'与存储器单元202的晶体管md1相对应地布置在端子a与b之间。
[0041]
另外，评估单元207还包括p沟道mos晶体管mp1和n沟道mos晶体管mn1。它们串联连接以形成反相器inv1。逻辑电路(这里，“与非”电路)布置在反相器inv1的前一级。利用这种配置，控制信号sig被输入到反相器inv1。
[0042]
从图3a与图3b之间的比较可以看出，评估单元207与存储器单元202不同在于布线部分109c和109d的连接模式。也就是说，晶体管md1'和mos结构11是并置的，如晶体管md1和存储器元件ca一样。另一方面，布线部分109c和109d的连接模式与晶体管md1和存储器元件ca中的连接模式不同。更具体地，端子a和b经由布线部分109a、109c和109d连接到晶体管md1'，并且布线部分109a、109c和109d未连接到mos结构11。
[0043]
以这种方式，晶体管md1'与mos结构11电隔离，并且在该实施例中被设定为浮置状态。在评估单元207的功能(稍后描述的)的观点中，可以省略mos结构11。然而，在一个实施例中，形成mos结构11以用于减少排列在一起的存储器元件ca的制造变化的目的。
[0044]
控制器203还被配置为对存储器元件ca执行写入。在该实施例中，控制器203可以通过时分方法对多个存储器元件ca进行写入，并且可以经由块选择信号205和控制信号206对相对应的存储器元件ca进行写入。
[0045]
为了防止对存储器元件ca的写入错误，可以与存储器元件ca并联连接电阻元件(未示出)。作为电阻元件，使用能够形成例如在一个实施例中数十[kω(千欧)]的电阻的电阻元件。该电阻元件可以由多晶硅或扩散电阻器制成。
[0046]
利用上述配置，控制器203可以通过时分方法驱动多个打印元件rh，并且还可以根据需要通过时分方法对多个存储器元件ca进行写入。可以进行对存储器元件ca的写入以例如存储在制造打印元件基板ps1时的特定信息，或者可以根据需要在使用打印元件基板ps1时进行对存储器元件ca的写入(例如，以保存使用历史)。
[0047]
这里，将焦点放置在多个单元u1上，在该实施例中，放置在多个存储器单元202和一个评估单元207上(参见图1)。通过将上述晶体管md1和md1'中的一个设定为导通状态来使用多个单元u1。
[0048]
例如，如果选择多个存储器单元202中的一个以对存储器元件ca进行写入，则在端子a和b上施加电压vh2的状态下，将对应的晶体管md1设定为导通状态。在此期间，其余的晶体管md1被设定为非导通状态，并且晶体管md1'被设定为非导通状态。这实现了对所选择的存储器单元202的存储器元件ca的写入。
[0049]
此外，为了使用评估单元207，在端子a和b上施加电压vh2(或另一电压)的状态下，将晶体管md1'设定为导通状态。在此期间，所有多个晶体管md1被设定为非导通状态。当在该状态下测量端子a与b之间的电阻时，可以等效地评估多个存储器单元202中的每一个的电阻寄生，并且评估结果可以用于例如写入特征或读取特征。由于当单位u1的数量很大时这是有效的，因此可以说在增加存储器的容量时特别有益。
[0050]
(第二实施例)
[0051]
作为第二实施例，可以使上述评估单元207用作静电放电(esd)保护元件。
[0052]
图4a示出了根据该实施例的打印元件基板ps2的配置的示例。除了与打印元件基板ps1相同的配置之外，打印元件基板ps2还包括用作esd保护元件的整流元件ep1。整流元件ep1在阳极中连接到端子a，并且在阴极中连接到端子b。整流元件ep1可以保护打印元件基板ps2中的电路配置免受在端子a和b之间生成的esd(静电放电)。
[0053]
例如，如果由esd引起的浪涌电流被施加在从端子b到端子a的路径中，则浪涌电流经由整流元件ep1从端子b流到端子a。注意，esd的类型的示例是hbm(人体模型，来自人体的静电放电)和mm(机器模型，在制造期间来自机械手等的静电放电)。由esd引起的浪涌电流通常在相对短的时间内流动，例如，数十[nsec(纳秒)]至数十[μsec(微秒)]。
[0054]
打印元件基板ps2还包括充当另一esd保护元件的电阻元件rs。电阻元件rs布置在端子a与多个单元u1之间，并且可以保护打印元件基板ps2中的电路配置免受施加到端子a的esd。作为电阻元件rs，使用例如约2至7[ω]并且在一个实施例中约5[ω]的电阻元件。电阻元件rs通常可以由多晶硅制成。
[0055]
与电阻元件rs一起，评估单元207的晶体管md1'用作另一个esd保护元件。晶体管md1'通常处于非导通状态。然而，当施加由esd引起的浪涌电流时，浪涌电流可以通过漏极与源极之间的击穿流动。因此，可以说晶体管md1'用作esd保护的保护晶体管，其也称为ggmos(栅极接地mos)。
[0056]
因此，例如，如果由esd引起的浪涌电流被施加在从端子a到端子b的路径中，则浪涌电流经由电阻元件rs和评估单元207的晶体管md1'从端子a流到端子b。
[0057]
根据上述配置，如果在端子a和b上施加由esd引起的相对高的电压，则可以保护多个存储器单元202。
[0058]
同样在图4a中所示的示例中，多个单元u1被排列成使得在存储器单元202和评估单元207中，评估单元207具有到电阻元件rs的最短路径。因此，如果由esd引起的浪涌电流被施加在从端子a到端子b的路径中，则评估单元207的晶体管md1'在相对早的定时用作保护晶体管。因此，晶体管md1'可以适当地保护多个存储器单元202。
[0059]
图4b示出了作为本实施例的修改的其中存储器单元202和评估单元207当中的评
估单元207被布置为具有到电阻元件rs的最长路径的模式。根据图4b中所示的示例，如果由esd引起的浪涌电流被施加到从端子a到端子b的路径中，则除了电阻元件rs和晶体管md1'之外，在达到评估单元207之前的布线电阻分量也有助于esd保护。因此，可以改善晶体管md1'对浪涌电流的电阻。
[0060]
如上所述在第一实施例中，为了防止对存储器元件ca的写入错误，电阻元件(未示出)可以与存储器元件ca并联连接(在下文中称为“并联电阻器”)。在该配置中，当使用评估单元207测量端子a与b之间的电阻时，也需要适当地评估多个存储器单元202中的每一个的电阻寄生。还需要使电阻元件rs的电阻值小并防止从存储器元件ca读取导致意外结果。为此目的，在一个实施例中，上述并联电阻器的电阻值大于电阻元件rs的电阻值，并且晶体管md1'的导通状态下的电阻值小于电阻元件rs的电阻值。
[0061]
如上所述，根据该实施例，除了第一实施例的效果之外，在保护打印元件基板ps2免受esd的观点上也是有益的。
[0062]
(其它)
[0063]
在以上描述中，已经描述了使用喷墨方法的打印设备900作为示例。但是，打印方法不限于此。而且，打印设备900可以是仅具有打印功能的单功能打印机或者可以是具有诸如打印功能、传真功能和扫描仪功能之类的多个功能的多功能打印机。另外，打印设备900可以是被配置为使用预定的打印方法制造例如滤器、电子装置、光学装置、微观结构等的制造设备。
[0064]
此外，本说明书中的“打印”应以更广泛的意义解释。因此，“打印”的模式与在打印介质上形成的目标是否是诸如字符或图形图案之类的重要信息无关，并且也与目标是否以可以在视觉上被人类感知的方式表现出无关。
[0065]“打印介质”也应像“打印”一样以更广泛的意义解释。因此，“打印介质”的概念不仅可以包括一般使用的纸张，而且还包括能够接收墨水的任何材料，包括织物、塑料膜、金属、玻璃、陶瓷、树脂、木材和皮革。
[0066]“墨水”也应像“打印”一样以更广泛的意义解释。因此，“墨水”的概念不仅可以包括施加到打印介质以形成图像、设计、图案等的液体，而且可以包括可以提供用于处理打印介质或者处理墨水的附带液体(例如，使施加到打印介质的墨水中的颜材料凝结或不溶解)。从这些观点来看，打印设备900也可以表达为排液设备900，打印头810也可以表达为排液头810，并且打印元件rh也可以表达为排液元件。
[0067]
本公开不限于上述实施例，并且可以在本公开的精神和范围内进行各种改变和修改。因此，为了向公众告知本公开的范围，制作了所附权利要求。
[0068]
虽然已经参考示例性实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于所公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最广泛的解释以便包含所有此类修改以及等效结构和功能。
技术特征：
1.一种装置，其特征在于，包括：多个单元，在预定方向上排列；第一端子，被配置为向所述多个单元供应电压；和第二端子，被配置为向所述多个单元供应电压，其中，所述多个单元包括：第一单元，包括布置在所述第一端子与所述第二端子之间的存储器元件以及被配置为对所述存储器元件进行写入的第一晶体管；和第二单元，包括与所述第一单元的第一晶体管相对应地布置在所述第一端子与所述第二端子之间的第二晶体管。2.根据权利要求1所述的装置，还包括电阻元件，所述电阻元件被配置为保护所述多个单元免受静电放电esd。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述多个单元被排列成使得在所述第一单元和所述第二单元中，所述第二单元具有到所述电阻元件的最短路径。4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述多个单元被排列成使得在所述第一单元和所述第二单元中，所述第二单元具有到所述电阻元件的最长路径。5.根据权利要求2所述的装置，还包括连接在所述第一端子与所述第二端子之间的整流元件。6.根据权利要求2所述的装置，其中，在所述第一端子与所述第二端子之间，所述第二晶体管用作保护晶体管，所述保护晶体管被配置为保护所述第一单元免受esd。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述第一端子是被配置为供应能够实现所述写入的电压的端子，并且所述第二端子是接地端子。8.根据权利要求2所述的装置，其中，所述存储器元件是反熔丝元件。9.根据权利要求8所述的装置，其中将所述电阻元件定义为第一电阻元件，所述装置还包括与所述存储器元件并联连接的第二电阻元件，所述第二电阻元件的电阻值大于所述第一电阻元件的电阻值，并且所述第二晶体管的导通状态下的电阻值小于所述第一电阻元件的电阻值。10.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二单元还包括与所述第一单元的存储器元件相对应的金属氧化物硅mos结构，以及所述第一端子和所述第二端子经由布线部分连接到所述第二晶体管，并且所述布线部分未连接到mos结构。11.根据权利要求1所述的装置，还包括控制器，所述控制器被配置为对所述存储器元件进行写入，其中，所述第一单元是多个第一单元中的一个，并且所述控制器通过时分方法对与所述多个第一单元相对应的多个存储器元件进行写入。12.根据权利要求1至11中的任一项所述的装置，其中所述装置是打印元件基板，并且还包括：多个打印元件，在所述预定方向上排列；和
多个驱动元件，被配置为驱动所述多个打印元件。13.一种排液头，其特征在于，包括：在权利要求12中限定的装置；和与所述装置的多个打印元件相对应的多个排液端口。14.根据权利要求13所述的排液头，其中，所述装置还包括电阻元件，所述电阻元件被配置为保护所述多个单元免受静电放电esd。15.根据权利要求14所述的排液头，其中，在所述装置中，所述多个单元被排列成使得在所述第一单元和所述第二单元中，所述第二单元具有到所述电阻元件的最短路径。16.根据权利要求14所述的排液头，其中，在所述装置中，所述多个单元被排列成使得在所述第一单元和所述第二单元中，所述第二单元具有到所述电阻元件的最长路径。17.根据权利要求13所述的排液头，其中所述第二单元还包括与所述第一单元的存储器元件相对应的金属氧化物硅mos结构，以及所述第一端子和所述第二端子经由布线部分连接到所述第二晶体管，并且所述布线部分未连接到mos结构。18.根据权利要求13所述的排液头，其中，所述装置还包括控制器，所述控制器被配置为对所述存储器元件进行写入，其中，所述第一单元是多个第一单元中的一个，并且所述控制器通过时分方法对与所述多个第一单元相对应的多个存储器元件进行写入。19.根据权利要求13所述的排液头，其中所述装置是打印元件基板，并且还包括：多个打印元件，在所述预定方向上排列；和多个驱动元件，被配置为驱动所述多个打印元件。20.一种排液设备，其特征在于，包括：在权利要求13中限定的排液头；和驱动器，被配置为驱动所述排液头。
技术总结
本公开涉及半导体装置、排液头和排液设备。一种装置，包括：多个单元，在预定方向上排列；第一端子，被配置为向多个单元供应电压；以及第二端子，被配置为向多个单元供应电压，其中多个单元包括第一单元和第二单元，第一单元包括布置在第一端子与第二端子之间的存储器元件以及被配置为对存储器元件进行写入的第一晶体管，第二单元包括与第一单元的第一晶体管相对应地布置在第一端子与第二端子之间的第二晶体管。第二晶体管。第二晶体管。
