CN1080646C - 形成喷墨头电阻层的方法 - Google Patents

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Abstract

一种形成喷墨头电阻层的方法，系于选定的基板上，以热氧化法(Thermal Oxidation)形成一介电层，再于该介电层上溅镀(Sputtering)一电阻层，再对该电阻层施行一掺杂驱入(dopping drivg-ig)程序，以使该电阻层经掺杂而形成掺杂电阻层，使形成该喷墨头电阻层，如此将可以避免电子迁移现象(Electron Migration)发生，而得到特性较佳的喷墨头结构。

Description

形成喷墨头电阻层的方法
本发明涉及一种形成喷墨头电阻层的方法，尤指一种可提高喷墨头性能的形成喷墨头电阻层的方法。
首先，请配合参阅图1，可得知在现今制作气泡式喷墨头时，系先以一热氧化法(Thermal Oxidation)，形成一二氧化矽层12于一矽基板11上方，并于该二氧化矽层12上形成一电阻层13，而一般于喷墨头电阻层13的制程步骤中，常常直接以一直流溅镀(DC Sputtering)方式形成该电阻层13，且其中该电阻层13系为一钽铝合金(TaAl)层，之后，再形成一铝制导电层14于部分该电阻层13上方，并形成一氮化矽/碳化矽层的保护层15于未被该导电层14覆盖的该电阻层13上方及该导电层14上方，再形成一外隔层16于该保护层15上方，最后涂附上胶著剂，以供固贴一喷嘴片17，使得以完成一喷墨头的制程。
显然地，上述常用作法的缺陷即在于：利用钽铝合金(TaAl)所形成的电阻层13，由于钽铝合金(TaAl)本身为一高电阻值材料，当电流通过时会产生累积，将严重导致电子迁移现象(Electron Migration)发生，而电流密度过大所产生的高温，将缩短喷墨头的使用寿命。
本发明的主要目的，即在于提供一种可避免电子迁移现象(Electron Migration)发生，以降低电阻层的电阻值，而能提高喷墨头使用寿命之形成喷墨头电阻层的方法。
本发明的形成喷墨头电阻层的方法，其步骤包括：(a)形成一介电层于一基板上；(b)形成一电阻层于该介电层上；以及(c)进行一掺杂驱入(dopping drive-in)程序，以使该电阻层经掺杂而形成一掺杂电阻层，使形成该喷墨头电阻层。
如上所述的形成喷墨头电阻层的制程，其中，该基板系可为一矽基板，且该介电层应用热氧化法(Thermal Oxidation)的方式，形成于该矽基板上，而较佳地，该介电层系可为一二氧化矽(SiO2)层。
而于该介电层上，可以采用一直流溅镀方式(DC Sputtering)形成该电阻层，较佳地，该电阻层为一氮化钽(TaN)层；再以一掺杂驱入(dopping drive-in)程序，将该电阻层加以掺杂，其中该掺杂驱入(dopping drive-in)程序系可为一高温扩散(Diffusion)程序，或为一离子植入(Ion Implant)程序。
而其中该掺杂驱入(dopping drive-in)程序中所使用的掺杂源系可为原子半径为钽(Ta)之10％-30％的元素，而较佳，该掺杂电阻层系可为一含铟(In)的金属层，或为一含铅(Pb)的金属层，或为一含镨(Pr)的金属层，抑或为一含钐(Sm)的金属层。
而利用本发明所提供的电阻层，即可于该电阻层上完成喷墨头的后序制程，其步骤包含：借助溅镀法(Sputtering)与光学微影(photolithography)与蚀刻技术(Etching)，以形成一铝(Al)金属层，再以电浆增强化学汽相沉积法(PECVD)，或直流溅镀(DC Sputtering)方式，形成一氮矽化合物(SiN)层，再以直流溅镀(DCSputtering)方式，形成一金(Au)金属层于未被该氮矽化合物层覆盖的该铝金属层上方，以及形成一光阻隔层于部份该氮矽化合物层上方，以构成一墨水储存槽，再藉由喷孔处理步骤，即贴附一喷孔片于该光阻隔层上方，以提供至少一供墨水喷出的喷孔，以完成喷墨的制程步骤。
综上所述，透过本发明所提供之形成喷墨头电阻层的方法，而制成的一电阻层结构，显然可避免以常用方法所形成的电阻层结构存在的(Electron Migration)，而且能使喷墨头之后续其它制程顺利进行，同时，可提供一制程快速、性能较佳且使用寿命长的喷头结构。
本发明将通过下列附图及详细说明，可达到更深入之了解：
图1：其系为常用喷墨头的结构示意图。
图2(a)～(d)：其系为本发明的较佳实施例制程步骤例示图。
现请参阅图(a)～(d)，其系为本发明的较佳实施例制程步骤示例图，于其中：
图2(a)系包括下列步骤：
以一热氧化法(Thermal Oxidation)，形成一介电层22于该基板21上，其中，该基板21系为一矽基板，且该介电层22系为一二氧化矽(SiO2)层；
图2(b)系包括下列步骤：
直流溅镀法(DC Sputtering)，以形成一电阻层23于该二氧化矽(SiO2)层上方，而其中该电阻层23系为一氮化钽(TaN)层；
图2(c)系包括下列步骤：
一掺杂驱入(dopping drive-in)程序，以箭头20表示，将该电阻层加以掺杂，其中该掺杂驱入(dopping drive-in)程序系可为一高温扩散(Diffusion)程序，或为一离子植入(Ion Implant)程序；而其中该掺杂驱入(dopping drive-in)程序中所使用的掺杂源系可为原子半径为钽(Ta)之10％～30％的元素，而较佳地，该掺杂电阻层系可为一含铟(In)的金属层，或为一含铅(Pb)的金属层，或为一含镨(Pr)的金属层，抑或为一含钐(Sm)的金属层。
借助本发明提供的电阻层23，使得可避免电子迁移现象(Electron Migration)发生，则电阻层23将不会因长期过热而损坏。
图2(d)系包括下列步骤：
借助溅镀法(Sputtering)，及光学微影(photolithography)，以及蚀刻技术(Etching)的方式，以形成一导电层24于该电阻层23上方的部分区域，其中，该导电层24可为一铝(Al)金属层24；
以电浆蚀刻化学汽相沉积法(PECVD)，或直流溅镀(DC Sputtering)方式，以形成一保护层25，而其中，该保护层25系可为一氮矽化合物(SiN)层，且该氮矽化合物(SiN)层系形成于未被该作为导电层24的铝金属层覆盖的该电阻层23上方及该铝金属层上的部分区域；
以直流溅镀(DC Sputtering)方式，形成一金属层26于未被该保护层25覆盖的该导电层24上方，而该金属层26系可为一金(Au)金属层；
设置一光阻隔层27于部份该保护层25上方，以形成一墨水储存槽；
再利用喷孔处理步骤，即贴附一喷孔片28于该光阻隔层27上方，以提供至少一供墨水喷出的喷孔，以完成喷墨头的制程步骤。
这样，藉由本发明所提供的喷墨头电阻层，之后，再继续于该电阻层上完成喷墨头的其余制程步骤，即可使该电阻层能有效避免电子迁移现象(ElectronMigration)的发生，并使电阻层将不会因长期过热而损坏，进而得以延长整组喷墨头的使用寿命。

Claims (10)

1.一种形成喷墨电阻层之方法，其特征在于：包括：
a)形成一介电层于一基板上；
b)形成一电阻层于该介电层上；以及
c)进行一掺杂驱入程序，以使该电阻层经掺杂而形成一掺杂电阻层，使形成该喷墨头电阻层。
2.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(a)中，该基板系可为一矽基板。
3.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(a)中，形成该介电层的方法系可采用热氧化法。
4.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(a)中，该介电层系可为一二氧化矽层。
5.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(b)中，形成该电阻层的方式系可采用一直流溅镀方式。
6.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(b)中，该电阻层系可为一氮化钽层。
7.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(c)中，该掺杂驱入程序系可为一高温扩散程序。
8.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(c)中，该掺杂驱入程序系可为一离子植入程序。
9.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(c)中，该掺杂驱入程序中所使用之掺杂源系可为原子半径为钽之10％-30％的元素。
10.如权利要求1所述的形成喷墨头电阻层的方法，其特征在于：该步骤(c)中，该掺杂电阻层系可为一含铟的金属层，或为一含铅的金属层，或为一含镨的金属层，抑或为一含钐的金属层。
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CN1104585A (zh) * 1993-02-03 1995-07-05 佳能株式会社 喷墨记录头的制造方法
CN1145305A (zh) * 1995-06-30 1997-03-19 佳能株式会社 喷墨头的生产方法
CN1145855A (zh) * 1995-04-21 1997-03-26 佳能株式会社 喷液记录头及制造它的方法

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