CN1775528A - 喷墨打印头及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种喷墨打印头及其制造方法。所述喷墨打印头包括：具有供墨孔的衬底；在所述衬底上围绕所述供墨孔形成的层间介电层；形成于所述层间介电层上的至少一个金属层；和抗湿气部分，其形成于所述供墨孔和所述至少一金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触所述至少一个金属层。因为可以防止湿气穿透具有吸收特性的层进入金属互连层、逻辑区或压力驱动部分，所以所述喷墨打印头及其制造方法能够防止比如层间脱层、电短路、电路故障和金属互连层的腐蚀的问题。因此，有可能增加喷墨打印头的寿命和可靠性，及增加产率和通过增加成品率来减小制造成本。

Description

喷墨打印头及其制造方法

技术领域

本总体发明构思涉及一种喷墨打印头及其制造方法，更具体而言，涉及一种安装于喷墨打印机上来以细小液滴喷射墨水的打印头及其制造方法。

背景技术

常规的喷墨打印头将墨水的细小液滴通过喷嘴喷射到记录介质的表面上来获得期望的图像。根据压力产生元件，通常将喷墨头分为热敏头型和压电头型，热敏头型通过电热换能器利用施加到墨水上的热量来产生气泡，压电头型通过机电换能器利用施加到墨水上的压力来产生气泡。

对于热敏头型，将电流施加到加热电阻来将墨水加热到几百度的温度以沸腾墨水，由此产生气泡。随着气泡膨胀，暂时存储于墨水室中的墨水被加压且通过喷嘴被喷射。

热敏喷墨打印头通常具有几百个紧密集成的喷嘴以增加每英寸点数(DPI)。

通过在硅衬底上形成多层结构来制造热敏打印头。具体而言，在晶片上形成控制供给到加热电阻的用于操作喷墨打印头的加热电阻电流的逻辑区，然后将层间介电(ILD)层、金属互连层和金属间介电层依次淀积淀积在逻辑区上。其后，形成通过所述层延伸的供墨孔和喷嘴，由此完成喷墨打印头的制造。

在这一过程中，层间介电层应具有高程度的平整度，因为其直接形成于逻辑区上。为此，常规层间介电层通常由具有高粘度的硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)制成。

因为BPSG具有湿气吸收特性，且层间介电层的一端通常暴露于供墨孔，从而与墨水直接接触，使得BPSG趋于从墨水吸收湿气。因此，产生了诸如界面脱层(de-lamination)、金属互连层和加热体的腐蚀和电学短路、逻辑区中器件故障等问题。这样的问题恶化了喷墨打印头的特性且缩短了其寿命。

发明内容

本总体发明构思提供了一种喷墨打印头及其制造方法，其具有与供墨孔阻隔开的墨水吸收通道。

本总体发明构思的其他方面和优点将部分在以下的说明书中得到阐释，部分从说明书中显而易见，或者可以通过本总体发明构思的实践获得。

本总体发明构思的前述和/或其它方面通过提供一种喷墨打印头来实现，所述喷墨打印头包括：具有供墨孔的衬底；在所述衬底上围绕所述供墨孔形成的层间介电层；形成于所述层间介电层上的至少一个金属层；和抗湿气部分，其形成于所述供墨孔和所述的至少一个金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触所述的至少一个金属层。

可以在所述衬底上形成一逻辑区，并且，可以在所述供墨孔合所述逻辑区之间形成所述抗湿气部分。

抗湿气部分可以形成为填充部分的层间介电层的抗湿气层。

层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。

抗湿气层可以包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金(monel)、哈司特镍合金(hastelloy)、铅、铝、锡、钛、钽、及其合金之一。

所述的至少一个金属层可以包括第一金属互连层、与第一金属互连层接触的第二金属互连层、和与第二金属互连层接触以产生压力的加热电阻层。

衬底可以包括场氧化层、形成于场氧化层上的层间介电层、形成于层间介电层上的第一金属互连层、形成于第一金属互连层上的金属间介电层、形成于金属间介电层上的第二金属互连层和加热电阻层，以及形成于第二金属互连层和加热电阻层上的钝化层。

抗湿气部分可以包括沟槽和填充沟槽的抗湿气层，所述沟槽围绕供墨孔形成且从钝化层延伸到衬底。

钝化层和抗湿气层可以由钽形成。

钝化层可以包括金属钝化层和抗空化(anti-cavitation)层，且抗湿气层可以与金属钝化层和抗空化层一起形成。

金属钝化层可以包括氮化硅，抗空化层可以包括钽。

钝化层可以形成于所述的至少一个金属层上，且抗湿气部分可以包括围绕供墨孔朝向衬底形成的台阶和在台阶上与钝化层一起形成的抗湿气层。

钝化层可以包括由氮化硅制成的金属钝化层和淀积在金属钝化层上由钽制成的抗空化层。

抗湿气层可以由氮化硅和钽的层结构形成。

本总体发明构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括：在衬底上形成层间介电层；在层间介电层上形成金属层；在金属层上形成金属间介电层；蚀刻金属间介电层和层间介电层从而在衬底的表面上围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽，填充金属间介电层和层间介电层中的沟槽从而在沟槽中的金属层和抗湿气层上形成钝化层；在钝化层的上方形成至少一喷嘴；以及形成邻近抗湿气层通过衬底延伸的供墨孔。

层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。

钝化层可以包括由钽制成的抗空化层。

钝化层可以包括在抗空化层下的由氮化硅形成的金属钝化层。

本总体发明构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括：在衬底上形成层间介电层；在层间介电层中围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽；用抗湿气材料填充层间介电层中的沟槽来形成抗湿气层；在层间介电层上围绕抗湿气层形成至少一个金属层；在至少一个金属层上形成钝化层；在钝化层的上方形成至少一喷嘴；以及形成邻近抗湿气层通过衬底延伸的供墨孔。

层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。

抗湿气层可以包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金(monel)、哈司特镍合金(hastelloy)、铅、铝、锡、钛、钽、及其合金之一。

本总体发明构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括：在衬底上形成层间介电层；在层间介电层上形成至少一个金属层；在层间介电层中部分地形成供墨孔，其邻近所述的至少一个金属层延伸至衬底表面；在所述的至少一个金属层上形成钝化层，且具有在所述的至少一个金属层之间凹入部分形成的供墨孔内的抗湿气部分；在钝化层的上方形成喷嘴层和至少一喷嘴；以及对衬底进行蚀刻，使得部分形成的供墨孔通过衬底延伸。

金属间介电层可以形成于至少一个金属层和钝化层之间。

层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。

钝化层可以包括由钽制成的抗空化层，以及在抗空化层下由氮化硅形成的金属钝化层。

抗湿气部分可以由钽形成。

抗湿气部分可以包括在钽下形成的氮化硅。

供墨孔在衬底上的层间介电层和至少一个金属层中的宽度可以大于在衬底中的宽度。

附图说明

结合附图，通过下述对实施例的描述，本总体发明构思的这些和/或其它方面和优点将变得更加明显易懂，在附图中：

图1是根据本总体发明构思的喷墨打印头的平面图；

图2是沿线I-I’所取的图1的喷墨打印头的横截面图；

图3A到3E是示出根据本总体发明构思的图2的喷墨打印头的制造方法的横截面图；

图4是根据本总体发明构思的另一实施例的喷墨打印头的横截面图；

图5A到5E是示出根据本总体发明构思的图4的喷墨打印头的制造方法的横截面图；

图6是根据本总体发明构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图；

图7A到7D是示出根据本总体发明构思的图6的喷墨打印头的制造方法的横截面图；

图8是根据本总体发明构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图；

图9A到9F是示出根据本总体发明构思的图8的喷墨打印头的制造方法的横截面图。

具体实施方式

现在将详细参考本总体发明构思的实施例，在附图中示出了其实例，其中通篇采用相似的附图标记指示相似的元件。为了通过参考附图说明本总体发明构思，在以下描述了实施例。在附图中，为了图示的目的，放大了层和区域的厚度。另外，虽然图1是本总体发明构思的实施例的平面图，其它实施例的平面图可以相似于图1。

图1是根据本总体发明构思的具有喷嘴层的喷墨打印头的平面图，为了图示的目的没有显示该喷嘴层，图2是根据本总体发明构思的实施例的包括该喷嘴层的图1的喷墨打印头的横截面图。还将参考图3A至3E所示出的方法来描述图1和2的喷墨打印头。

参考图1和2，喷墨打印头具有衬底100。衬底100可以是具有几百μm(微米)厚度的硅晶片。逻辑区130形成于衬底100的部分上表面上，逻辑区130包括驱动作为喷墨打印头中的压力产生部分的加热电阻层160的驱动器件。

逻辑区130可以通过互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺来形成。在由本申请人提交的韩国专利公开No.2004-54432中公开了所述CMOS工艺。

如图2和3A所示，利用化学气相淀积(CVD)方法或热处理在衬底100上形成场氧化层141。在场氧化层141上形成层间介电层142。层间介电层142可以由硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)制成。层间介电层142可以通过CVD方法或大气压CVD(APCVD)方法形成。

如图2和3B所示，在层间介电层142上形成金属层。所述金属层包括第一金属互连层151、第二金属互连层152和形成于部分的层间介电层142上的加热电阻层160。也可以形成实现这里所描述的本实施例的目的其它金属层。可以利用溅射方法淀积第一金属互连层151，然后利用通过光刻工艺形成的图案蚀刻第一金属互连层151。用于第一金属互连层151的材料可以选自Ti、TiN和Al。

虽然未示出，第一金属互连层151可以连接到逻辑区130。金属间介电层170形成于第一金属互连层151上。可以利用等离子体增强CVD(PECVD)方法，由氧化物形成金属间介电层170。

形成通过金属间介电层170到第一金属互连层151的通孔153。通孔153可以用钨(W)利用低压CVD(LPCVD)方法或原子层淀积(ALD)方法填充。

在金属间介电层170上形成第二金属互连层152和加热电阻层160来与第一金属互连层151通过通孔153接触。可以在金属间介电层170上形成合为单层或分别为单独的层的第二金属互连层152和加热电阻层160。

加热电阻层160可以由诸如钽或钨的高阻抗金属、包括诸如氮化钽(TaN)或钽铝(TaAl)的高阻抗金属的合金、或用杂质离子掺杂的多晶硅形成。第二金属互连层152和加热电阻层160可以利用溅射方法形成。加热电阻层160可以包括多个排列为两行的加热电阻。在本总体发明构思中可以替换地使用加热电阻层160的其它布置。

形成通过金属间介电层170、层间介电层142和场氧化层141的沟槽183来围绕将形成供墨孔101(见图2)的区域。可以通过干蚀刻方法，比如反应离子蚀刻(RIE)方法或电感耦合等离子体(ICP)蚀刻方法来形成沟槽183。所形成的沟槽183可以具有大约5～10μm的宽度和暴露衬底100的深度。或者，可以通过金属间介电层170和层间介电层142蚀刻沟槽183来暴露场氧化层141而不是衬底100。

另外，如图2和3C所示，在金属间介电层170上形成钝化层180来填充沟槽183且覆盖加热电阻层160和第二金属互连层152。钝化层180用于保护第二金属互连层152和其下形成的加热电阻层160免受热和湿气的影响。

钝化层180可以包括利用PECVD方法由氮化硅(SiNx)制成的金属钝化层181。金属钝化层181用于保护其下形成的第一金属互连层151、第二金属互连层152和加热电阻层160。当金属钝化层181形成于沟槽183中时，可以形成金属钝化层181，使其具有从位于沟槽183的底部的衬底延伸到场氧化层141的高度的高度，而且与沟槽183的轮廓一致。

另外，如图2和3D所示，钝化层180包括形成于金属钝化层181上的抗空化层182。抗空化层182和金属钝化层181可以分别由钽和氮化硅制成。抗空化层182用于保护在其下形成的层免受当气泡在喷墨头中收缩时产生的几百大气压的高压的影响。抗空化层182可以利用溅射方法淀积，且当执行淀积工艺时形成于淀积金属钝化层181的沟槽中。

因此，在沟槽183中依次形成相应于金属钝化层181的氮化硅层191和相应于抗空化层182的钽层192，以形成抗湿气层190，所述抗湿气层190在垂直方向设置于供墨孔101(见图2)与第一金属互连层151、第二金属互连层152、加热电阻层160、金属间介电层170和层间介电层142之间来阻挡湿气从供墨孔101被传输到层142、151、152、160和170。另外，主要通过当形成抗空化层182时形成于沟槽183的钽层192来进行湿气的阻挡。

一般地，公知钽可以最小化由湿气导致的腐蚀和界面脱层。即，不容易产生氧化，且由过量的酸不容易造成钽的侵蚀。因此，即使当抗湿气层190直接暴露于墨水时也极少产生腐蚀，所以钽具有优秀的抗湿气的功能。因此，当层间介电层142暴露于供墨孔101时，抗湿气层190可以有效地阻挡通过层间介电层142的一端吸收的湿气。

然后，如图2和3E所示，形成供墨孔101。当形成供墨孔101时，衬底100没有被完全蚀刻透，留下了预定厚度的剩余层102。供墨孔101形成于抗湿气层190之间且与之分开。通过磁控管增强等离子体蚀刻方法或感应耦合等离子体蚀刻方法可以形成供墨孔101。

然后形成腔室层110。通过在供墨孔101中和部分的钝化层180上形成牺牲层来施加腔室层110。然后利用层压方法将光敏干膜热压到钝化层180的另一部分上。光敏干膜可以是诸如DuPont Inc提供的VACREL或RISTON的产品。

然后在腔室层110上形成喷嘴层120。诸喷嘴121形成于喷嘴层120中。可以通过镍电解喷镀工艺、微冲孔工艺或抛光工艺来形成喷嘴层120。布置形成于喷嘴层120中的所述喷嘴121，使之直接位于室111和加热电阻层160的上方。

然后蚀刻在供墨孔101中留下的剩余层来使供墨孔101穿透衬底100延伸，且去除牺牲层124来形成墨水通道123，由此完成图2所示的喷墨打印头。牺牲层124可以由有机化合物形成且可以利用溶剂去除。

利用光刻工艺和蚀刻工艺通过衬底100的底面去除剩余层102，且可以在去除牺牲层124之前或之后去除。

图4是根据本总体发明构思的另一实施例的喷墨打印头的横截面图，且图5A到5E是示出根据本总体发明构思的图4的喷墨打印头的制造方法的横截面图。

如图4和5A所示，喷墨打印头具有衬底200。在衬底200的部分上表面上形成逻辑区230，逻辑区230包括驱动在喷墨打印头内产生压力的加热电阻层260的驱动装置。在衬底200上形成场氧化层241和层间介电层242。

如图4和5B所示，在层间介电层242上形成金属层。金属层包括形成于部分的层间介电层242上第一金属互连层251、第二金属互连层252、和加热电阻层260。在第一金属互连层251上形成金属间介电层270。形成通过金属间介电层270到第一金属互连层251的通孔253，且在金属间介电层270上形成第二金属互连层252来通过通孔253与第一金属互连层251接触。在喷墨头中产生压力的第二金属互连层252和加热电阻层260可以在金属间介电层270上一起形成为单一层或单独形成为分开的层。直到这一点所执行的工艺操作相似于在前实施例中执行的工艺操作。

然后在金属间介电层270上形成钝化层280(见图4、5D、或5E)来覆盖加热电阻层260和第二金属互连层252。钝化层280可以包括由氮化硅(SiNx)利用PECVD方法制成的金属钝化层281。金属钝化层281用于保护其下形成的第二金属互连层252和加热电阻层260。

如图4和5C所示，形成通过金属钝化层281、金属间介电层270、层间介电层242和场氧化层241的沟槽283，其围绕将形成供墨孔201(见图4)的区域来围绕供墨孔201。通过干蚀刻来形成沟槽283以具有大约5～10μm的宽度和暴露衬底200的深度。或者，通过金属钝化层281、金属间介电层270、和层间介电层242来蚀刻沟槽283来暴露场氧化层241而不是衬底200。

另外，如图4和5D所示，钝化层280包括由钽在金属钝化层281上利用溅射方法形成的抗空化层282。抗空化层282可以利用钽形成于沟槽283中以与沟槽283的轮廓一致。因此，由钽制成的抗湿气层290在垂直方向上形成于将形成供墨孔201的区域(见图4)与第一金属互连层251、第二金属互连层252、加热电阻层260、金属间介电层270和层间介电层242之间。

如图4和5E所示，利用与在前实施例中使用的工艺操作相似的工艺操作来形成供墨孔201(见图4)、腔室层210、腔室211和具有诸喷嘴221的喷嘴层220，由此完成图4的喷墨头。

图6是根据本总体发明构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图，且图7A到7D是示出根据本总体发明构思的图6的喷墨打印头的制造方法的横截面图。

如图6和7A所示，喷墨打印头具有衬底300。在衬底300的部分上表面上形成逻辑区330，逻辑区330包括驱动位于喷墨打印头中的加热电阻层360的驱动装置。在衬底300上形成场氧化层341和层间介电层342。直到这一点点所执行的工艺操作相似于在前实施例中执行的工艺操作。

如图6和7B所示，一旦形成层间介电层342，在层间介电层342中形成沟槽343以围绕将形成供墨孔301(见图6)的区域。通过光刻工艺和干蚀刻来形成沟槽343以具有大约5～10μm的宽度和暴露衬底300的深度。或者，通过层间介电层342来蚀刻沟槽343来暴露场氧化层341。

另外，如图6和7C所示，用抗腐蚀金属或其合金填充沟槽243，以形成抗湿气层390。即，抗湿气层390由选自不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金(monel)、哈司特镍合金(hastelloy)、铅、铝、锡、钛、钽、及其合金组成的集合的抗腐蚀金属制成。或者，也可以在本发明中使用其它抗腐蚀金属或其组合。另外，可以通过在淀积抗湿气层390时调整反应气体来改善抗腐蚀特性。

通过光掩模形成抗湿气层390，从而通过层间介电层242暴露沟槽343，然后用抗腐蚀金属利用溅射方法填充沟槽343。因为在去除光掩模之后(且在沟槽343中淀积抗腐蚀金属之后)在层间介电层342上形成第一金属互连层351，有可能利用化学机械抛光(CMP)方法进行平面化工艺来使层间介电层342的表面与抗湿气层390的表面平面化。

如图6和7D所示，在层间介电层342上形成金属层。金属层包括第一金属互连层351、第二金属互连层352和加热电阻层360。在第一金属互连层351上形成金属间介电层370，且穿透金属间介电层370形成到第一金属互连层351的通孔353。在金属间介电层370上形成第二金属互连层352来通过通孔353与第一金属互连层351接触。

在喷墨打印头中产生压力的第二金属互连层352和加热电阻层360可以在金属间介电层370上合并形成为单层或单独形成为分开的层。然后在金属间介电层370上形成钝化层380来覆盖加热电阻层360和第二金属互连层352。钝化层380包括由氮化硅(SiNx)利用PECVD方法制成的金属钝化层381、和由钽在金属钝化层381上形成的抗空化层382。之后，利用与在前实施例中使用的工艺操作相似的工艺操作来形成供墨孔301(见图6)、腔室层310、腔室311和具有诸喷嘴321的喷嘴层320，由此完成喷墨打印头的制作。

图8是根据本总体发明构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图，且图9A到9F是示出根据本总体发明构思的图8的喷墨打印头的制造方法的横截面图。

如图8、9A和9B所示，喷墨打印头具有衬底400。在衬底400的部分上表面上形成逻辑区430，逻辑区430包括驱动位于喷墨打印头中的加热电阻层460的驱动装置。在衬底400上依次形成场氧化层441和层间介电层442。在层间介电层442上依次形成第一金属互连层451、通孔453、第二金属互连层452和加热电阻层460。直到这一点所执行的工艺操作相似于在前实施例中执行的工艺操作。

如图8和9C所示，利用干蚀刻方法在衬底400上从金属间介电层470到衬底400的表面部分地形成第一供墨孔401。另外，形成于衬底400上的第一供墨孔401的宽度D1大于将要形成的通过衬底400延伸的第二供墨孔401’(见图8)的宽度D2(见图9C和9F，D1＞D2)。因此，如图9D所示，在衬底400上形成台阶483。

另外，如图8和9D所示，在金属间介电层470上形成钝化层480来填充第一供墨孔401且覆盖加热电阻层460和第二金属互连层452。钝化层480包括金属钝化层481来保护其下形成的第一金属互连层451、第二金属互连层452、和加热电阻层460。可以从第一供墨孔401的台阶483的底面形成厚度相应于场氧化层441的厚度(即高度)的金属钝化层481。

如图8和9E所示，钝化层480还包括由淀积在金属钝化层481上的由钽制成的抗空化层482。利用溅射方法在金属钝化层481上淀积抗空化层482，由此形成凹入第一供墨孔401(即，到台阶483上)的抗湿气层490。所形成的抗湿气层490的底面可以与场氧化层441的底表面持平或低于场氧化层441的底面，且所形成的抗湿气层490的顶面可以高于层间介电层442的顶面。

如图8所示，利用干蚀刻方法形成完全穿过衬底400延伸的第二供墨孔401’。这时，为了有效地保持抗湿气层490的形状，如此蚀刻衬底400使得第二供墨孔401’的宽度D2小于形成于衬底400上的第一供墨孔401的宽度D1。接下来，利用与在前实施例中使用的工艺操作相似的工艺操作来形成腔室层410、腔室411和具有诸喷嘴421的喷嘴层420，由此完成喷墨打印头的制作。

虽然本总体发明构思的实施例被描述为具有第一和第二金属互连层、层间介电层、金属间介电层等，应当理解在本总体发明构思中可以使用其他导电、绝缘和介电层。

从前述的描述可见，本总体发明构思的各种实施例的喷墨打印头及其制造方法通过防止湿气穿透具有吸收特性的层进入金属互连层、逻辑区或压力驱动部分从而能够防止诸如层间脱层、电短路、电路故障和金属互连层的腐蚀的问题。因此，可能增加喷墨打印头的寿命和可靠性，及增加产率和通过增加成品率来减小制造成本。

虽然已经显示和描述了本总体发明构思的实施例，然而本领域的一般技术人员可以理解在不脱离本总体发明构思的原则和精神的范围内可以对这些实施例作出改变，本总体发明构思的范围由权利要求和其等同要件所界定。

Claims (62)

1、一种喷墨打印头，其包括：

衬底，具有供墨孔；

层间介电层，在所述衬底上围绕所述供墨孔形成；

至少一金属层，形成于所述层间介电层上；和

抗湿气部分，形成于所述供墨孔和所述至少一金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触所述至少一金属层。

2、根据权利要求1所述的喷墨打印头，其中，在所述衬底上形成逻辑区，并且在所述供墨孔和所述逻辑区之间形成所述抗湿气部分。

3、根据权利要求1所述的喷墨打印头，其中，所述抗湿气部分包括填充部分所述层间介电层的抗湿气层。

4、根据权利要求3所述的喷墨打印头，其中，所述层间介电层包括硼磷硅酸盐玻璃。

5、根据权利要求3所述的喷墨打印头，其中，所述抗湿气层包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金、哈司特镍合金、铅、铝、锡、钛、钽之一。

6、根据权利要求1所述的喷墨打印头，其中，所述的至少一金属层包括：

第一金属互连层；

与所述第一金属互连层接触的第二金属互连层；和

与所述第二金属互连层接触加热电阻，从而在所述喷墨打印头中产生压力的加热电阻层。

7、根据权利要求6所述的喷墨打印头，其中，所述衬底包括：

场氧化层；

形成于所述场氧化层上的层间介电层；

形成于所述层间介电层上的第一金属互连层；

形成于所述第一金属互连层上的金属间介电层；

形成于所述金属间介电层上的第二金属互连层；

形成于所述金属间介电层上与所述第二金属互连层处于不同位置的加热电阻层；和

形成于所述第二金属互连层和所述加热电阻层上的钝化层。

8、根据权利要求7所述的喷墨打印头，其中，所述抗湿气部分包括：

围绕所述供墨孔形成且从所述钝化层延伸到所述衬底的沟槽；和

填充所述沟槽的抗湿气层。

9、根据权利要求8所述的喷墨打印头，其中，所述钝化层和抗湿气层由钽形成。

10、根据权利要求8所述的喷墨打印头，其中，所述钝化层包括金属钝化层和抗空化层，且所述抗湿气层与所述金属钝化层和所述抗空化层一起形成。

11、根据权利要求10所述的喷墨打印头，其中，所述金属钝化层由氮化硅制成，且所述抗空化层由钽制成。

12、根据权利要求1所述的喷墨打印头，其中，钝化层形成于所述至少一金属层上，且所述抗湿气部分包括围绕所述供墨孔朝向所述衬底形成的台阶和在所述台阶上与所述钝化层一起形成的抗湿气层。

13、根据权利要求12所述的喷墨打印头，其中，所述钝化层包括：

由氮化硅制成的金属钝化层；和

由钽制成且淀积在所述金属钝化层上的抗空化层。

14、根据权利要求12所述的喷墨打印头，其中，所述抗湿气层由氮化硅和钽的分层结构形成。

15、一种喷墨打印头，其包括：

衬底，具有穿过其中延伸的供墨孔；

至少一压力产生元件，设置于与所述供墨孔相邻的衬底上；和

至少一保护层，具有在所述至少一压力产生元件的上方平行于所述衬底延伸的平行部分和邻近所述供墨孔朝向所述衬底延伸的非平行部分，以便在所述至少一压力产生元件和所述供墨孔之间提供阻挡。

16、根据权利要求15所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层的非平行部分包括垂直朝向所述衬底延伸的垂直部分，所述垂直部分与所述至少一保护层的平行部分结合来将所述至少一压力产生元件与所述供墨孔隔开。

17、根据权利要求15所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层的非平行部分包括钽抗湿气部分。

18、根据权利要求15所述的喷墨打印头，其中，所述至少一压力产生元件包括至少一加热电阻，且所述喷墨打印头进一步包括：

至少一金属层，设置于所述衬底上，用于为所述加热电阻提供驱动电流；

金属间层，设置于所述至少一金属层上；以及

加热电阻层，其界定了设置于所述金属间层上的所述至少一加热电阻，从而通过所述金属间层接收来自所述至少一金属层的所述驱动电流。

19、根据权利要求18所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层的非平行部分通过所述至少一金属层、金属间层、和所述加热电阻层延伸到所述衬底。

20、根据权利要求18所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层的平行部分包括钝化层，所述至少一保护层的非平行部分包括抗湿气部分，从而将所述供墨孔中的湿气与所述至少一金属层、所述金属间层和所述加热电阻层阻隔开。

21、根据权利要求20所述的喷墨打印头，还包括：

与所述至少一加热电阻相对应的至少一墨水室，其中，所述至少一保护层的平行部分进一步包括抗空化层，以防止由所述至少一墨水室中的气泡施加的压力对所述至少一加热电阻造成的损伤。

22、根据权利要求18所述的喷墨打印头，其进一步包括：

层间介电层，设置于所述衬底和所述至少一金属层之间；和

通孔，设置于所述金属间层中，所述至少一金属层通过所述通孔对所述至少一加热电阻提供驱动电流。

23、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其中，所述层间介电层具有湿气吸收特性。

24、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层包括：

钝化层，设置于所述加热电阻层上以保护所述至少一加热电阻层，且在所述至少一保护层的非平行部分具有与所述供墨孔相邻的U形凹入；和

抗空化层，设置于所述钝化层上且延伸到位于所述至少一保护层的非平行部分的钝化层的U形凹入中。

25、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层包括：

钝化层，设置于所述加热电阻层上以保护所述至少一加热电阻层，且延伸至所述供墨孔；和

抗空化层，设置于所述钝化层上，并且在所述的至少一保护层的非平行部分邻近所述供墨孔通过所述钝化层、加热电阻层、金属间层、至少一金属层和层间介电层延伸至所述衬底。

26、根据权利要求25所述的喷墨打印头，其中，所述抗空化层具有T形形状。

27、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层包括：

钝化层，设置于所述加热电阻层上的所述至少一保护层的平行部分来保护所述至少一加热电阻，且延伸到所述供墨孔；

抗空化层，设置于延伸到所述供墨孔的钝化层上；和

抗湿气部分，设置于与所述供墨孔相邻的层间介电层中的狭槽中的所述至少一保护层的非平行部分，以防止所述层间介电层从所述供墨孔中的墨水吸收湿气。

28、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其中，所述金属间层和层间介电层的端部相对于所述衬底的表面形成与所述供墨孔相邻的台阶，所述至少一保护层的平行部分设置于所述加热电阻层上且所述至少一保护层的非平行部分凹入与所述供墨孔相邻的台阶上。

29、根据权利要求28所述的喷墨打印头，其中，所述至少一保护层包括：钝化层和抗空化层，所述钝化层包括氮化硅，所述抗空化层包括钽。

30、根据权利要求22所述的喷墨打印头，其进一步包括：

逻辑区，包括至少一驱动装置来驱动所述至少一加热电阻；

其中，所述至少一金属层包括：

第一金属互连层，设置于所述层间介电层上，以接收来自所述逻辑区的所述驱动电流；和

第二金属互连层，通过所述金属间层与所述第一金属互连层接触来从其接收所述驱动电流且将所述驱动电流施加到所述至少一加热电阻上。

31、根据权利要求18所述的喷墨打印头，其中，所述金属间层包括氧化物金属间介电层。

32、根据权利要求15所述的喷墨打印头，其进一步包括：

腔室层，用于界定在其中设置有所述至少一压力产生元件的至少一墨水室；和

喷嘴层，用于界定在所述至少一压力产生元件的上方设置且相应于所述至少一墨水室的的至少一喷嘴。

33、一种喷墨打印头，包括：

衬底，具有穿过其中延伸的供墨孔；

一个或多个层，设置于所述衬底上；

至少一加热电阻，在所述供墨孔的每侧设置于所述一个或多个层上；

至少一抗湿气部分，与所述供墨孔相邻在其每侧上设置，以防止通过所述供墨孔流动的墨水中的湿气接触所述一个或多个层或被所述一个或多个层吸收。

34、根据权利要求33所述的喷墨打印头，其中，所述一个或多个层包括具有吸收特性的至少一介电层和将电流提供到所述至少一加热电阻的至少一金属层。

35、根据权利要求33所述的喷墨打印头，其进一步包括：

保护层，在所述供墨孔的每侧设置于所述至少一加热电阻的上方，其中，所述至少一抗湿气部分从所述保护层延伸到所述衬底，从而与所述保护层结合形成所述一个或多个层的密封。

36、一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括：

在衬底上形成层间介电层；

在所述层间介电层上形成金属层；

在所述金属层上形成金属间介电层；

蚀刻所述金属间介电层和所述层间介电层，从而在所述衬底的表面上围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽；

填充所述金属间介电层和所述层间介电层中的沟槽，从而在所述沟槽中的所述金属层和抗湿气层上形成钝化层；

在所述钝化层的上方形成至少一喷嘴；和

形成所述供墨孔，使其邻近所述抗湿气层通过所述衬底延伸。

37、根据权利要求36所述的方法，其中，所述层间介电层包括硼磷硅酸盐玻璃。

38、根据权利要求36所述的方法，其中，所述钝化层包括由钽制成的抗空化层。

39、根据权利要求38所述的方法，其中，所述钝化层包括在所述抗空化层下由氮化硅形成的金属钝化层。

40、一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括：

在衬底上形成层间介电层；

在所述层间介电层中围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽；

用抗湿气材料填充所述层间介电层中的沟槽来形成抗湿气层；

在所述层间介电层上围绕所述抗湿气层形成至少一金属层；

在所述至少一金属层上形成钝化层；

在所述钝化层的上方形成至少一喷嘴；和

邻近所述抗湿气层形成通过所述衬底延伸的供墨孔。

41、根据权利要求40所述的方法，其中，所述层间介电层包括硼磷硅酸盐玻璃。

42、根据权利要求40所述的方法，其中，所述抗湿气材料包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金、哈司特镍合金、铅、铝、锡、钛、钽之一。

43、一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括：

在衬底上形成层间介电层；

在所述层间介电层上形成至少一金属层；

在所述层间介电层中部分地形成供墨孔，使之延伸到与所述至少一金属层相邻的衬底表面；

在所述至少一金属层上形成钝化层且具有在所述至少一金属层之间凹入部分地形成的所述供墨孔的抗湿气部分；

在所述钝化层的上方形成喷嘴层和至少一喷嘴；和

蚀刻所述衬底，使得所述部分地形成的供墨孔通过所述衬底延伸。

44、根据权利要求43所述的方法，其中，所述金属间介电层形成于所述至少一金属层和钝化层之间。

45、根据权利要求43所述的方法，其中，所述层间介电层包括硼磷硅酸盐玻璃。

46、根据权利要求43所述的方法，其中，所述钝化层包括由钽制成的抗空化层，和在所述抗空化层下由氮化硅形成的金属钝化层。

47、根据权利要求43所述的方法，其中，所述抗湿气部分包括钽。

48、根据权利要求47所述的方法，其中，所述抗湿气部分包括在所述钽下形成的氮化硅。

49、根据权利要求43所述的方法，其中，所述供墨孔在所述衬底上的所述至少一金属层和层间介电层之间比在衬底中具有更大的宽度。

50、一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括：

在具有供墨孔区域的衬底上形成一个或多个层；

在位于所述供墨孔区域的每侧的所述一个或多个层上形成至少一压力产生元件；和

形成至少一保护层，所述保护层具有在所述至少一压力产生元件的上方平行于所述衬底延伸的平行部分和邻近所述供墨孔区域朝向所述衬底延伸的非平行部分，从而在所述至少一压力产生元件和所述供墨孔区域之间提供阻挡。

51、一种制造喷墨打印头的方法，所述方法包括：

在具有供墨孔区域的衬底上形成一个或多个层；

在位于所述供墨孔区域的每侧的所述一个或多个层上形成至少一压力产生元件；和

在所述供墨孔区域的每侧形成与所述供墨孔区域相邻的至少一抗湿气部分来防止来自所述供墨孔区域的湿气接触所述一个或多个层或被所述一个或多个层吸收。

52、根据权利要求51所述的方法，其进一步包括：

在所述衬底上形成腔室层，从而在所述供墨孔区域的每侧界定至少一墨水室；

形成设置在所述腔室层上的喷嘴层，以界定与所述供墨孔区域的每侧的所述至少一压力产生元件相对应至少一喷嘴；和

在所述供墨孔区域形成通过衬底延伸的供墨孔。

53、根据权利要求51所述的方法，其中，所述一个或多个层的形成包括：

在所述衬底上形成层间介电层；

在所述层间介电层上形成至少一金属层；

在所述至少一金属层上形成金属间层；和

形成加热电阻层，从而在所述金属间层上界定作为所述至少一压力产生元件的至少一加热电阻，其通过所述金属间层与所述至少一金属层接触。

54、根据权利要求53所述的方法，其中，所述至少一抗湿气部分的形成包括：

通过所述层间介电层和所述金属间层，在所述供墨孔区域的一侧蚀刻第一沟槽且在所述供墨孔区域的另一侧蚀刻相对于所述第一沟槽的第二沟道；和

用抗湿气材料填充所述第一和第二沟槽。

55、根据权利要求54所述的方法，其中，采用所述抗湿气材料填充第一和第二沟槽包括：在所述至少一加热电阻上方淀积所述抗湿气材料以形成位于其上的保护层，并采用所述抗湿气材料填充所述第一和第二沟槽。

56、根据权利要求55所述的方法，其中，所述保护层包括抗空化层，所述抗湿气材料包括钽。

57、根据权利要求54所述的方法，其中，填充所述第一和第二沟槽包括：

在所述加热电阻层上淀积钝化层来保护所述至少一加热电阻，且具有与所述第一和第二沟槽的位置相应的U形凹入；和

用所述抗湿气材料填充位于所述钝化层中的，与所述第一和第二沟槽的位置相对应的U形凹入。

58、根据权利要求54所述的方法，其中，在所述供墨孔区域的一侧蚀刻第一沟槽和在所述供墨孔区域的另一侧蚀刻相对于所述第一沟槽的第二沟槽包括：

在所述加热电阻层上淀积钝化层来保护所述至少一加热电阻；

通过与所述供墨孔相邻的所述层间介电层、所述金属间层和所述钝化层蚀刻所述第一和第二沟槽；和

在所述钝化层上淀积抗湿气材料，以形成抗空化层，与此同时，采用抗湿气材料填充所述第一和第二沟槽，以形成所述抗湿气部分。

59、根据权利要求51所述的方法，其中，

形成所述一个或多个层包括在所述衬底上形成层间介电层；并且

形成所述至少一抗湿气部分包括在位于所述供墨孔区域的相对侧的所述层间介电层中形成第一沟槽和第二沟槽，并且用抗湿气材料填充所述第一和第二沟槽。

60、根据权利要求59所述的方法，其中，形成所述一个或多个层还包括：

在所述层间介电层和所述抗湿气部分上形成至少一金属层；

在所述至少一金属层上形成金属间层；和

形成加热电阻层，从而在所述金属间层上界定作为所述至少一压力产生元件的至少一加热电阻，其通过所述金属间层与所述至少一金属层接触。

61、根据权利要求53所述的方法，其中，形成所述抗湿气部分包括：

蚀刻所述一个或多个层来暴露所述衬底，并且相应于所述供墨孔区域在所述一个或多个层之间形成凹入；和

在所述一个或多个层上形成至少一保护层来保护所述至少一加热电阻，且在所述衬底上，在所述一个或多个层之间的凹入中形成所述至少一保护层来与所述凹入保持形状一致。

62、根据权利要求61所述的方法，其进一步包括：

形成供墨孔，所述供墨孔的宽度小于所述凹入的宽度，且所述供墨孔通过所述衬底和所述至少一保护层延伸。

Images