CN1168603C - 喷墨头芯片制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一种喷墨头芯片制造方法，尤指一种热气泡式喷墨头(ThermalInk Jet Printhead)芯片制造方法。此一制法是先在硅基材上形成一热障层，之后依序形成电阻层、第一导电层、保护层、接着层以及第二导电层的层序，并各自以黄光及蚀刻方式定义其所需的尺寸，所形成的结构可依输出装置规格的需要而设计成各种实施形式。
Description
本发明涉及一种喷墨头芯片制造方法，尤指一种热气泡式喷墨头(ThermalInkjet Printhead)芯片制造方法。
打印机已成为电脑的必需附属设备，在信息产品中喷墨式打印机因具备高分辨率、色彩输出效果优良、耗材替换方便、价格适中以及维修容易等优点，一直是打印机市场的主流；打印机打印品质的好坏，喷墨头占了很重要的因素，而喷墨头中最重要的元件就是芯片，芯片的制造品质好坏将决定喷墨头的打印品质。
本发明的目的在于提供一种喷墨头芯片制造方法，以获得良好的芯片制造品质。
为实现上述目的，本发明的喷墨头芯片制造方法，其特点是，所述方法包括以下步骤：
(1)在硅基材上形成一层热障层，所述热障层的材质为二氧化硅(SiO2)；
(2)在热障层上形成电阻层与第一导电层这二层薄膜；其中，所述的电阻层的材质为含有铪(Hf)、钒(V)、铬(Cr)、锶(Sr)、钇(Y)、钡(Ba)等金属的合金或化合物，或者由多晶硅(Polysilicon)和硅化物的材质组成，所述第一导电层的材质为铝铜合金(Al-Cu)；
(3)限定第一导电层的尺寸；
(4)限定电阻层的尺寸；
(5)形成保护层于电阻层与第一导电层这二层薄膜上，所述保护层的材质为氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)；
(6)在保护层限定通路孔(Via Hole)及其尺寸；
(7)在通路孔上形成接着层与第二导电层，并限定其尺寸，所述接着层的材质为钽(Ta)，所述第二导电层的材质为金(Au)。
本发明的一种喷墨头芯片制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在硅基材上形成一层热障层，所述热障层的材质为二氧化硅(SiO2)；
(2)在热障层上形成电阻层与第一导电层这两层薄膜；其中，所述电阻层的材质为钽铝合金(Ta-Al)，所述第一导电层的材质为银(Ag)、金(Au)及其合金，以及多晶硅和硅化物中的一个组成；
(3)限定第一导电层的尺寸；
(4)限定电阻层的尺寸；
(5)形成保护层于电阻层与第一导电层这二层薄膜上，所述保护层的材质为氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)；
(6)在保护层限定通路孔(Via Hole)及其尺寸；
(7)在通路孔上形成接着层与第二导电层，并限定其尺寸，所述接着层的材质为钽(Ta)，所述第二导电层的材质为金(Au)。综合上述，所述喷墨头芯片制造方法，是于硅基材上以物理气相沉积(Physical Vapor Deposition)，化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition)，蚀刻(Etching)等工序依序形成热障层、电阻层、第一导电层、保护层、接着层以及第二导电层，以完成一基本的喷墨头芯片的制造。
由于热障层材料采用介电常数(Dielectric Constant)较大的SiO2，招电崩溃(Breakdown)所需的电场也很高，它很容易在硅基材上通过高温氧化来制作，因此具有相当良好的致密性以及绝热、绝缘特性；由于连续形成电阻层与第一导电层这两层薄膜因此可简化工序；因连续成膜的过程是在高真空度(＜10-7托)的环境中进行，电阻层与第一导电层间的介面具有较佳的接合(Junction)，可消除介面氧化物，可大幅度增加喷墨头的寿命；由于保护层采用硬度高的Si3N4，对碱金属离子的防堵能力很好，且不易被水气(Moisture)所渗透，抗裂能力佳，从而可保护芯片免于遭受永久的机械性伤害；由于接着层为一导电性良好的金属，所述接着层于通路孔内与第一导电层连接可将第一导电层的电性传递至第二导电层，以供后续封装工序的进行；若接着层本身具有高熔点与良好的机械性质，还可同时兼作为保护层之用
为更清楚理解本发明的目的、特点和优点，下面将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明。
图1是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(1)示意图；
图2是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(2)示意图；
图3是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(3)示意图；
图4是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(4)示意图；
图5是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(5)示意图；
图6是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(6)示意图；
图7-A至图7-C是本发明喷墨头芯片制造方法较佳实施例的步骤(7)示意图。
请参阅图1，本发明喷墨头芯片制造方法，其步骤(1)是在硅基材10上以热汽化炉、化学气象沉积(CVD)或其他等同性质方式形成一层热障层12，所述热障层12的材质为二氧化硅(SiO2)：图2所示为步骤(2)在热障层12上以溅镀或其他等同性质方式连续形成电阻层14与第一导电层16二层薄膜；其中，所述电阻层14的材质可为钽铝合金(Ta-Al)，所述第一导电层的材质可为(Al-Cu)；图3所示为步骤(3)以黄光及蚀刻方式限定第一导电层16尺寸，因第一导电层16薄膜位于上层，故先限定好所述第一导电层16的尺寸后，才可进行电阻层14的尺寸限定；图4所示为步骤(4)以黄光及蚀刻方式限定电阻层14的尺寸；图5所示为步骤(5)以溅镀、化学蒸镀或其他等同性质方式形成保护层18于电阻层14与第一导电层16的二层薄膜上，所述保护层18的材质可为氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)；图6所示为步骤(6)在保护层18上以黄光及蚀刻方式限定通路孔20及其尺寸，所述通路孔20的作用是可使第一导电层16与通路孔20上的接着层22与第二导电层24相接合，形成电导通状态；图7-A至图7-C所示为步骤(7)在通路孔20上以溅镀、化学蒸镀或其他等同性质方式形成接着层22与第二导电层24，并以黄光及蚀刻方式限定尺寸，所述接着层22的材质可为钽(Ta)，所述第二导电层24的材质可为金(Au)。这样，即完成喷墨头芯片的基本构造，此一构造可依输出装置规格的需要做进一步的加工工序，如喷砂形成供墨流道，上厚膜，曝光，显影制成墨水舱等加工，形成一完备的喷墨头芯片。
Claims (16)
1.一种喷墨头芯片制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在硅基材上形成一层热障层，所述热障层的材质为二氧化硅(SiO2)；
(2)在热障层上形成电阻层与第一导电层这二层薄膜；其中，所述的电阻层的材质为含有铪(Hf)、钒(V)、铬(Cr)、锶(Sr)、钇(Y)、钡(Ba)等金属的合金或化合物，或者由多晶硅(Polysilicon)和硅化物的材质组成，所述第一导电层的材质为铝铜合金(Al-Cu)；
(3)限定第一导电层的尺寸；
(4)限定电阻层的尺寸；
(5)形成保护层于电阻层与第一导电层这二层薄膜上，所述保护层的材质为氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)；
(6)在保护层限定通路孔(Via Hole)及其尺寸；
(7)在通路孔上形成接着层与第二导电层，并限定其尺寸，所述接着层的材质为钽(Ta)，所述第二导电层的材质为金(Au)。
2.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(1)中所述的热障层是以热氧化炉、化学气相沉积(CVD)或其他等同性质方式形成。
3.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(2)中所述的电阻层与第一导电层这两层薄膜是以溅镀或其他等同性质方式连续形成。
4.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(3)中所述的第一导电层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
5.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(4)中所述的电阻层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
6.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(5)中所述的保护层是以溅镀、化学蒸镀或其他等同性质方式形成。
7.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(6)中所述的通路孔是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
8.如权利要求1所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(7)中所述的接着层与第二导电层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
9.一种喷墨头芯片制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在硅基材上形成一层热障层，所述热障层的材质为二氧化硅(SiO2)；
(2)在热障层上形成电阻层与第一导电层这两层薄膜；其中，所述电阻层的材质为钽铝合金(Ta-Al)，所述第一导电层的材质为银(Ag)、金(Au)及其合金，以及多晶硅和硅化物中的一个组成；
(3)限定第一导电层的尺寸；
(4)限定电阻层的尺寸；
(5)形成保护层于电阻层与第一导电层这二层薄膜上，所述保护层的材质为氮化硅(Si3N4)或碳化硅(SiC)；
(6)在保护层限定通路孔(Via Hole)及其尺寸；
(7)在通路孔上形成接着层与第二导电层，并限定其尺寸，所述接着层的材质为钽(Ta)，所述第二导电层的材质为金(Au)。
10.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(1)中所述的热障层是以热氧化炉、化学气相沉积(CVD)或其他等同性质方式形成。
11.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(2)中所述的电阻层与第一导电层这两层薄膜是以溅镀或其他等同性质方式连续形成。
12.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(3)中所述的第一导电层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
13.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(4)中所述的电阻层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
14.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(5)中所述的保护层是以溅镀、化学蒸镀或其他等同性质方式形成。
15.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(6)中所述的通路孔是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
16.如权利要求9所述的喷墨头芯片制造方法，其特征在于，步骤(7)中所述的接着层与第二导电层是以黄光及蚀刻方式限定尺寸，其中，蚀刻方式可为干式蚀刻或湿式蚀刻。
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