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Die
vorliegende allgemeine erfinderische Idee bezieht sich auf ein Tintenstrahldruckkopfsubstrat,
einen Tintenstrahldruckkopf, und auf ein Verfahren zum Herstellen
des Tintenstrahldruckkopfsubstrats, und insbesondere, jedoch nicht
ausschließlich, auf
ein Tintenstrahldruckkopfsubstrat, das mit einer Vielzahl von Segmentheizungen
ausgestattet ist, die das Substrat erwärmen, und auf einen Tintenstrahldruckkopf,
der mit dem Tintenstrahldruckkopfsubstrat ausgestattet ist, und
auf ein Verfahren zum Herstellen des Tintenstrahldruckkopfsubstrats.
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Bei
einem thermischen Tintenstrahldruckkopf wird üblicherweise eine Vielzahl
von wärmeerzeugenden
Widerständen
als elektrothermischer Wandler auf einem Substrat eingesetzt, um
Blasen zu erzeugen, indem Tinte sofort erwärmt wird, wobei Tintentröpfchen aus
dem Tintenstrahldruckkopf ausgestoßen werden. Die Vielzahl von
wärmeerzeugenden
Widerständen
ist in den Tintenkammern angeordnet, in welchen die Tinte vor dem
Erwärmen
vorübergehend
gespeichert wird. Die Tinte in den Tintenkammern wird mit Hilfe
des Druckes, der von den wärmeerzeugenden
Widerständen
auf ein Speichermedium ausgeübt
wird, durch eine Düse
ausgestoßen,
die in Fluidverbindung mit den Tintenkammern steht.
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Die
Temperatur des Substrats, auf dem der Tintenstrahldruckkopf hergestellt
ist, hat Einfluss auf die Leistungsfähigkeit des Tintenstrahldruckkopfs. Das
heißt,
wenn die Temperatur des Substrats niedriger als eine Umgebungstemperatur
ist, kann die Tinte erst ausgestoßen werden, wenn die Temperatur des
Substrats eine vorgegebene Temperatur überschreitet. Darüber hinaus
ist es, wenn das Substrat eine hohe Temperatur erreicht, der Fall,
dass eine Größe der ausgestoßenen Tintentröpfchen zunimmt, aufgrund
einer Abnahme der Tintenviskosität
und von Änderungen
in den physikalischen Eigenschaften der Tinte. Eine Zunahme der
Größe der Tintentröpfchen verursacht
eine Verschlechterung der Qualität
eines Druckbildes. Wenn die Temperatur des Substrats ein höheres Niveau
erreicht, kann die Düse aufgrund
der in der Düse
erzeugten Blasen vorübergehend
die Fähigkeit
einbüßen, die
Tintentröpfchen auszustoßen. Die
Tinte kann ausbrennen. Folglich sollte die Temperatur des Substrats
präzise
gesteuert werden. Um dies zu erreichen, werden ein Temperatursensor
zum Ermitteln der Temperatur des Substrats und eine Substratheizung
zum Erwärmen
des Substrats an einem vorgegebenen Bereich des Substrats ausgebildet.
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Ein
Tintenstrahldruckkopfsubstrat, das mit Temperatursensoren und Substratheizungen
ausgestattet ist, ist in
U.S.
Patent No. 5,175,565 von Ishinaga et al., mit dem Titel "Ink Jet Substrate
Including Plural Temperature Sensors And Heaters" offenbart. Gemäß
U.S. Patent No. 5,175,565 wird bei
den Temperatursensoren eine wärmebeständige Vorrichtung eingesetzt,
wie zum Beispiel eine Diode oder ein Transistor. Die Temperatursensoren
sind an beiden Enden des Tintenstrahldruckkopfsubstrats angeordnet,
und die Heizungen zum Heizen des Tintenstrahldruckkopfsubstrats
sind an den verbleibenden Teilen beider Enden des Tintenstrahldruckkopfsubstrats
angeordnet. Zusätzlich
ist ein Tintenausstoßbereich
an dem Tintenstrahldruckkopfsubstrat zwischen den Heizungen vorgesehen,
der wärmeerzeugende
Widerstände
zum Erzeugen von Wärmeenergie
für die Tintenausstoßung umfasst.
Wenn die Temperatur des Tintenstrahldruckkopfsubstrats niedrig ist,
werden die Heizungen betrieben, um das Tintenstrahldruckkopfsubstrat
in Übereinstimmung
mit der von den Temperatursensoren ermittelten Temperatur auf eine
geeignete Temperatur zu erwärmen.
Wenn die Temperatur des Tintenstrahldruckkopfsubstrats außerordentlich
hoch ist, wird zusätzlich
ein Druckbetrieb angehalten, bis die Temperatur des Tintenstrahldruckkopfsubstrats
auf eine angemessene Temperatur gesunken ist.
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Gemäß
U.S. Patent No. 5,175,565 werden die
Heizungen durch denselben Prozess und aus derselben Materialschicht
wie die wärmeerzeugenden
Widerstände
gebildet. Der Prozess kann das Ausbilden einer hochohmigen Metallschicht
und einer Metallverdrahtungsschicht auf dem Substrat umfassen, das
Strukturieren der hochohmigen Metallschicht und der Metallverdrahtungsschicht,
um ein Verdrahtungsmuster zu bilden, und das teilweise Entfernen
der Metallverdrahtungsschicht von dem Verdrahtungsmuster, um einen
vorgegebenen Bereich der hochohmigen Metallschicht freizulegen.
Die Metallverdrahtungsschicht wird durch Foto- und Nassätzprozesse
teilweise entfernt. Durch das teilweise Entfernen der Metallverdrahtungsschicht
werden die wärmeerzeugenden
Widerstände
an dem Tintenausstoßbereich
und gleichzeitig die Substratheizungen an beiden Enden des Tintenausstoßbereichs
gebildet. Die wärmeerzeugenden
Widerstände
und die Substratheizungen sind die freigelegten Bereiche der hochohmigen
Metallschicht.
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In
US-B-6 357 863 ist
ein Tintenstrahldruckkopf offenbart, der eine Düsenplatte mit einer im Wesentlichen
linearen Anordnung von Tintenstrahldüsen aufweist, durch die die
Tintentröpfchen
auf ein Druckmedium ausgestoßen
werden. Ein integrierter Schaltungschip, der benachbart zu der Düsenplatte auf
dem Druckkopf angeordnet ist, umfasst ein Halbleitersubstrat, einen
Quellenspannungsleiter, der mit einer Quellenspannung verbunden
ist, und einen Erdrückleiter.
Eine im Wesentlichen lineare Anordnung von Tintenheizungswiderständen ist
auf dem Substrat im Wesentlichen parallel zu der Länge des
Chips angeordnet, wobei jeder mit einer entsprechenden Tintenstrahldüse verbunden
ist. Der Chip umfasst außerdem
eine Vielzahl von Substratheizungswiderständen, die in einer im Wesentlichen
linearen Anordnung auf dem Substrat angeordnet und im Wesentlichen
parallel zu den Düsen
ausgerichtet sind. Die Substratheizungswiderstände sind elektrisch parallel geschaltet,
wobei ein Knoten jedes Widerstands mit dem Quellenspannungsleiter
und ein anderer Knoten jedes Widerstands mit dem Erdrückleiter
verbunden ist.
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Die
Substratheizungen sind jedoch üblicherweise
mit einer größeren Fläche als
die der wärmeerzeugenden
Widerstände
ausgebildet, um das gesamte Tintenstrahldruckkopfsubstrat zu heizen.
Infolgedessen kann ein Problem auftreten, wenn die wärmeerzeugenden
Widerstände
und die Substratheizungen durch denselben Nassätzprozess, wie oben beschrieben,
freigelegt werden. Das heißt,
wenn der Nassätzprozess
basierend auf der Fläche
der wärmeerzeugenden
Widerstände
durchgeführt
wird, können
die Substratheizungen, deren Flächen
größer als
die der wärmeerzeugenden
Widerstände sind,
nicht ausreichend freigelegt werden. Als Ergebnis davon können die
Substratheizungen die inhärenten
Funktionen nicht ausüben.
Dazu kommt, dass, wenn der Prozess des Freilegens der wärmeerzeugenden
Widerstände
und der Nassätzprozess
zum Freilegen der Heizungen separat durchgeführt werden, der Prozess übermäßig kompliziert
wird.
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Des
Weiteren sind die Heizungen an beiden Enden des Tintenstrahldruckkopfsubstrats ausgebildet.
Daher kann es schwierig sein, das gesamte Tintenstrahldruckkopfsubstrat
gleichmäßig zu erwärmen, und
insbesondere, die Temperatur des Tintenstrahldruckkopfsubstrats
in dem Tintenausstoßbereich,
in dem die Tinte tatsächlich
ausgestoßen
wird, gleichmäßig zu steuern.
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Ausführungen
der Erfindung sehen ein Tintenstrahldruckkopfsubstrat mit einer
Substratheizung mit einer verbesserten Zuverlässigkeit vor.
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Ausführungen
der Erfindung sehen einen Tintenstrahldruckkopf mit dem Tintenstrahldruckkopfsubstrat
vor. Ausführungen
der Erfindung sehen ein Verfahren zum Herstellen des Tintenstrahldruckkopfsubstrats
vor. Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden allgemeinen erfinderischen
Idee werden in der folgenden Beschreibung auszugsweise dargelegt
und teilweise aus der Beschreibung ersichtlich werden, oder können durch
Anwendung der allgemeinen erfinderischen Idee erfahren werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt,
wie in den angehängten
Ansprüchen
dargelegt. Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden aus den unabhängigen Ansprüchen und
der folgenden Beschreibung ersichtlich.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung und um aufzuzeigen, wie Ausführungen derselben umgesetzt
werden können,
wird beispielhaft auf die begleitenden grafischen Darstellungen
Bezug genommen, wobei:
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1 eine
Draufsicht eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer Ausführung der
vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee ist;
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2 eine
vergrößerte Draufsicht
eines Ausschnitts R1 eines in 1 dargestellten
Tintenausstoßbereichs
ist;
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3A eine
vergrößerte Darstellung
der in 1 dargestellten Segmentheizungen H ist;
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3B ein
Schaltplan von 3A ist;
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4A eine
Draufsicht ist, die die Segmentheizungen gemäß einer weiteren Ausführung der
vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee illustriert;
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4B ein
Schaltplan von 4A ist;
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5 bis 9 Querschnittsdarstellungen sind,
die ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee illustrieren;
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10 eine
Draufsicht eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer Ausführung der
vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee ist;
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11 eine
vergrößerte Draufsicht
eines Ausschnitts R2 eines in 10 dargestellten
Tintenausstoßbereichs
ist;
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12 bis 15 Querschnittsdarstellungen
entlang der Linie 11I-11I' aus 11 sind,
die ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer
werteren Ausführung
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee illustrieren.
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Nun
wird detailliert auf Ausführungen
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee Bezug genommen,
von welchen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt
sind, wobei sich gleiche Bezugszeichen durchgehend auf gleiche Elemente beziehen.
Die Ausführungen
werden unten beschrieben, um die vorliegende allgemeine erfinderische Idee
durch Bezugnahme auf die Figuren zu erklären.
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1 ist
eine Draufsicht eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer Ausführung der
vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee, und 2 ist eine
vergrößerte Draufsicht
eines Ausschnitts R1 eines in 1 dargestellten
Tintenausstoßbereichs. 3A ist
eine vergrößerte Darstellung
der in 1 dargestellten Segmentheizungen H. 5 bis 9 sind
Querschnittsdarstellungen, die ein Verfahren zum Herstellen eines
Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee illustrieren. In 5 bis 9 ist
der Bereich 'A' eine Querschnittsdarstellung
eines Tintenstrahldruckkopfsubstrats entlang einer Linie 21-21' in 2,
die den Tintenausstoßbereich
illustriert, und der Bereich 'B' ist eine Querschnittsdarstellung
eines Tintenstrahldruckkopfsubstrats entlang einer Linie 31-31' in 3A,
welche die Segmentheizungen illustriert.
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Zunächst wird
der Tintenstrahldruckkopf gemäß verschiedener
Ausführungen
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 9 umfasst
der Tintenstrahldruckkopf ein Tintenstrahldruckkopfsubstrat 10 und
einen Strömungsweg-Formungskörper 42,
angeordnet auf dem Tintenstrahldruckkopfsubstrat 10, um
einen als Tintenströmungsdurchgang
bereitgestellten Tintenströmungsweg
zu definieren. Das Tintenstrahldruckkopfsubstrat 10 umfasst
Isolationsschichten, angeordnet auf einem Substrat 12,
und einzelne Vorrichtungen und Verdrahtungen, die in oder auf den
Isolationsschichten angeordnet sind. Gemäß der vorliegenden allgemeinen
erfinderischen Idee kann das Tintenstrahldruckkopfsubstrat 10 das
Substrat 12 und alle anderen auf dem Substrat 12 angeordneten
Elemente umfassen, mit Ausnahme des Strömungsweg-Formungskörpers 42.
Das Substrat 12 fungiert als eine Trägerschicht des Tintenstrahldruckkopfsubstrats 10. Bei
dem Substrat 12 kann es sich um ein Siliziumsubstrat handeln,
das in einem Herstellungsverfahren von Halbleiterbausteinen verwendet
wird und eine Stärke
von etwa 500 μm
aufweist.
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Ein
Tintenausstoßbereich 12a ist
auf dem Substrat 12 definiert. Der Tintenausstoßbereich 12a, aus
dem die Tinte tatsächlich
ausgestoßen
wird, kann an einem Mittelteil des Substrats 12 definiert sein.
Eine Vielzahl von Druckerzeugungselementen, die Druck erzeugen,
um Tinte auszustoßen,
ist auf dem Tintenausstoßbereich 12a angeordnet.
Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung können
die Druckerzeugungselemente wärmeerzeugende
Widerstände R
sein, die als elektrothermische Wandler bereitgestellt sind. Die
wärmeerzeugenden
Widerstände
R können
aus einem hochohmigen Metall bestehen. Die wärmeerzeugenden Widerstände können beispielsweise
aus einem Metall bestehen, das aus einer Gruppe ausgewählt wird,
die Tantal (Ta), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo), Titan (Ti), Zirkon (Zr)
und Hafnium (Hf) umfasst, oder aus einer Legierung, die das ausgewählte Metall enthält. Es können auch
andere Materialien verwendet werden, um die wärmeerzeugenden Widerstände R herzustellen.
Die wärmeerzeugenden
Widerstände
R können
auf einer Lagenisolationsschicht angeordnet sein, die auf einer gesamten
Oberfläche
des Substrats 12 ausgebildet sein kann. Die Lagenisolationsschicht
kann eine untere Lagenisolationsschicht 22 und eine obere
Lagenisolationsschicht 30 enthalten, die sequentiell auf dem
Substrat 12 geschichtet sind. Außerdem kann alternativ eine
Zwischenlagenisolationsschicht 26 zwischen der unteren
Lagenisolationsschicht 22 und der oberen Lagenisolationsschicht 30 eingefügt sein. Die
Lagenisolationsschichten 22, 26 und 30 können respektive
aus einer Siliziumoxidschicht (SiO2), einer Borphosphat-Silicatglasschicht
(BPSG) und einer Siliziumnitridschicht (SiN) gebildet sein. Alternativ
können
auch andere Materialien verwendet werden, um die Lagenisolationsschichten
zu bilden. Die wärmeerzeugenden
Widerstände
R sind an der unteren Lagenisolationsschicht 30 des Tintenausstoßbereichs 12a angeordnet,
um eine vorgegebenen Anordnung an wärmeerzeugenden Widerständen R zu bilden.
Wie in 1 gezeigt, können
die wärmeerzeugenden
Widerstände
R in zwei Reihen angeordnet sein, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Beide Enden
der wärmeerzeugenden
Widerstände
R sind jeweils elektrisch mit den Tintenausstoßverdrahtungen 34a verbunden.
Die Tintenausstoßverdrahtungen 23a können aus
einem Metall, wie beispielsweise Aluminium hergestellt sein, das
einen relativ zu dem der wärmeerzeugenden
Widerstände
R niedrigeren Widerstand besitzt. Die Tintenausstoßverdrahtungen 34 können elektrisch
mit Leitenden Flecken 14 oder den Source- und Dreinbereichen
in einem MOS-Transistor in einem Leistungstransistorbereich verbunden
sein, der unten beschrieben wird.
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Die
leitenden Flecken 14 können
entlang der Längsenden
des Substrats 12 angeordnet sein. Die leitenden Flecken 14 können sich
auf der gleichen Ebene wie die Tintenausstoßverdrahtungen 34a befinden.
Die leitenden Flecken 14 verbinden den Tintenstrahldruckkopf
elektrisch mit einem externen Schaltkreis (nicht dargestellt).
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Die
Leistungstransistorbereiche 12b und die Adressbereiche 12d können an
beiden Seiten des Tintenausstoßbereichs 12a angeordnet
sein. Zudem können
sich logische Schaltkreisbereiche 12c außerhalb
beider Längsenden
des Tintenausstoßbereichs 12a befinden.
CMOS-Transistoren sind in den logischen Schaltkreisbereichen 12c angeordnet,
um die Adressierung und Dekodierung durchzuführen. MOS-Transistoren, die
elektrisch mit den wärmeerzeugenden
Widerständen
R verbunden sind, sind auf den Leistungstransistorbereichen 12b angeordnet. Die
MOS-Transistoren umfassen in dem Substrat 12 ausgebildete
Source- und Dreinbereiche und Gateelektroden, die sich an einem
Kanalbereich zwischen den Source- und Dreinbereichen befinden. Die
logischen Schaltkreisbereiche 12c schalten die MOS-Transistoren,
die auf den Leistungstransistorbereichen 12b angeordnet
sind, durch eine Adressenleitung an, die sich auf den Adressenbereichen 12d befindet.
Die MOS-Transistoren können
auf dem Substrat 12 in der unteren Lagenisolationsschicht 22 angeordnet
sein.
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Gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung sind die Substratheizungen auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 außerhalb
beider Enden des Tintenausstoßbereichs 12a angeordnet.
Das heißt,
die Substratheizungen sind auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 auf
den logischen Schaltkreisbereichen 12c angeordnet. Die
Substratheizungen umfassen eine Vielzahl von Segmentheizungen H.
Die Segmentheizungen H kennen eine Fläche haben, die den wärmeerzeugenden
Widerständen
R im Wesentlichen gleich ist. Die Segmentheizungen H sind durch
Heizungsverdrahtungen 34b elektrisch miteinander verbunden.
Zusätzlich
können
die Heizungsverdrahtungen 34b elektrisch mit den leitenden Flecken 14 verbunden
sein. Wie in 3A dargestellt, sind die Segmentheizungen
angeordnet, um ein Matrixfeld zu bilden. Die Segmentheizungen H kennen
beispielsweise modifiziert sein, um verschiedene Anzahlen und Anordnungen
in einem Bereich zu haben, der durch die Heizungsverdrahtungen 34b elektrisch
verbunden ist.
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3B ist
ein Schaltplan der in 3A dargestellten Segmentheizungen
H. Weiterhin ist 4A eine Draufsicht, die die
elektrischen Verbindungen des Segmentheizungen H gemäß einer
werteren Ausführung
der vorliegenden allgemeinen erfinderischen Idee illustriert, und 4B ist
ein Schaltplan von 4A.
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Bezug
nehmend auf 3A bis 4B sind die
Segmentheizungen H angeordnet, um ein Matrixfeld mit derselben Anzahl
von Reihen und Spalten zu bilden. Um es den Heizungsverdrahtungen 34b außerdem zu
ermöglichen,
einen Gesamtwiderstand der Segmentheizungen H anzupassen, können die Segmentheizungen
H untereinander in Reihe und/oder parallel geschaltet sein. Wenn
beispielsweise eine Betriebsspannung des Tintenstrahldruckkopfs
etwa 10–15
V (Volt) betragt, kann der Gesamtwiderstand der Segmentheizungen
H angepasst werden, um einen Widerstand zwischen 30 und etwa 200 Ω (Ohm) aufzuweisen.
In der in 3A und 3B dargestellten
Ausführung
sind sechs in Reihe geschaltete Segmentheizungen H miteinander in
6 Reihen verbunden. In diesem Fall kann der Gesamtwiderstand der
Segmentheizungen H gleich einem getrennten Widerstand der Segmentheizungen
sein. Alternativ dazu, und wie in 4A und 4B dargestellt,
können
die Segmentheizungen H mit Hilfe der Heizungsverdrahtungen 43b' miteinander
parallel geschaltet sein.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 9 können die
Segmentheizungen H und die Heizungsverdrahtungen 34b auf
der gleichen Ebene angeordnet sein wie die wärmeerzeugenden Widerstände R respektive
die Tintenausstoßverdrahtungen 34a.
Außerdem
können
die Segmentheizungen H und die Heizungsverdrahtungen 34b durch
denselben Prozess und aus demselben Material gebildet werden, wie
die wärmeerzeugenden
Widerstände
R respektive die Tintenausstoßverdrahtungen 34a.
In diesem Fall können
die Segmentheizungen H aus einem Metall bestehen, das aus einer
Gruppe ausgewählt
wird, die Tantal (Ta), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo),
Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) umfasst, oder aus einer
Legierung, die das ausgewählte
Metall enthält.
Alternativ können
auch andere Materialien verwendet werden, um die Segmentheizungen
herzustellen. Des Weiteren können die
Heizungsverdrahtungen 34b aus Aluminium hergestellt sein.
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Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung, wie oben beschrieben, hat die Vielzahl von Segmentheizungen
H eine Fläche,
die den wärmeerzeugenden Widerständen R im
Wesentlichen gleich ist, und wird in demselben Prozess wie die wärmeerzeugenden Widerstände R gebildet.
Wie anhand der folgenden Beschreibung ersichtlich wird, ist es daher
möglich, eine
Verschlechterung der Zuverlässigkeit
des Prozesses aufgrund einer Flächendifferenz
zwischen den wärmeerzeugenden
Widerständen
und den Substratheizungen zu verhindern, die daraus resultiert, dass
die Segmentheizungen eine größere Fläche als die
der wärmeerzeugenden
Widerstände
haben. Weiterhin ist die Vielzahl der Segmentheizungen H verbunden,
um die Substratheizung zu bilden, wodurch die Anpassung eines Gesamtwiderstandes
der Substratheizung ermöglicht
wird.
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Weiterhin
Bezug nehmend auf 1, 2, 3A und 9 kann
eine linienförmige Temperaturmessleitung 28,
die in der oberen Lagenisolationsschicht 30 vergraben ist,
auf der Zwischenlagenisolationsschicht 26 angeordnet sein,
um sich angrenzend an die Druckerzeugungselemente zu befinden. Jedes
Ende der Temperaturmessleitung 28 ist mit den leitenden
Flecken 14 verbunden. Die Temperaturmessleitung kann aus
Aluminium bestehen. Wie in 1 dargestellt,
ist die Temperaturmessleitung 28 angrenzend an die wärmeerzeugenden
Widerstände R
angeordnet. Folglich kann die Substrattemperatur des Tintenausstoßbereichs 12a,
aus dem die Tinte tatsächlich
ausgestoßen
wird, präziser
ermittelt werden. Gemäß einiger
Ausführungen
der vorliegenden Erfindung kann die Temperaturmessleitung 28 weggelassen
werden, und ebenso kann die Zwischenlagenisolationsschicht weggelassen
werden. Wird die Temperaturmessleitung weggelassen, kann die Temperatur
des Substrats 12 gemessen werden, indem ein Dioden-Temperatursensor
in dem Substrat 12 der logischen Schaltkreisbereiche 12c gebildet
wird, oder indem eine wärmebeständige Vorrichtung,
beispielsweise Aluminium, auf der Lagenisolationsschicht der logischen
Schaltkreisbereiche 12c ausgebildet wird.
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Eine
Passivierungsschicht 36, die die wärmeerzeugenden Widerstände R, die
Tintenausstoßverdrahtungen 34a,
die Segmentheizungen H, und die Heizungsverdrahtungen 34b bedeckt,
ist auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 angeordnet.
Die Passivierungsschicht 36 dient dazu, ein Korrodieren der
wärmeerzeugenden
Widerstände
R, der Tintenausstoßverdrahtungen 34a,
der Segmentheizungen H und der Heizungsverdrahtungen 34b aufgrund
von Kontakt mit der Tinte oder einem Ausgesetztsein gegenüber Luft
zu verhindern. Die Passivierungsschicht 36 kann aus einer
Siliziumnitridschicht gebildet sein. Weiterhin ist eine Antikavitationsschicht 38 auf
der Passivierungsschicht 36 angeordnet, um die wärmeerzeugenden
Widerstände
R zumindest zu überlappen.
Die Antikavitationsschicht 38 kann aus Tantal bestehen.
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Ein
Tintenzuführungsdurchgang 40,
der durch das Substrat 12, die Lagenisolationsschichten 22, 26 und 30,
und die Passivierungsschicht 36 verläuft, ist in dem Tintenausstoßbereich 12a angeordnet.
Wie in 2 dargestellt, kann der Tintenzuführungsdurchgang 40 zwischen
den in zwei Reihen angeordneten wärmeerzeugenden Widerständen R verlaufen.
In diesem Fall kann sich die Temperaturmessleitung 28,
von oben betrachtet, zwischen den wärmeerzeugenden Widerständen R und
dem Tintenzuführungsdurchgang 40 befinden.
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Der
Strömungsweg-Formungskörper 42,
der den Tintenströmungsweg
definiert, welcher als der Strömungsdurchgang
der Tinte bereitgestellt wird, ist auf der Passivierungsschicht 36 angeordnet.
Der Tintenströmungsweg
umfasst eine Vielzahl von Tintenkammern 46I, in welchen
sich die wärmeerzeugenden
Widerstände
R befinden, und Tintenkanäle 46C, die
in Fluidverbindung mit den Tintenkammern 46I stehen. Der
Strömungsweg-Formungskörper 42 umfasst
eine Kammerschicht 42a, welche die Seitenwände des
Tintenströmungswegs
definiert, und eine Düsenschicht 42b,
die auf der Kammerschicht 42a angeordnet ist, um zumindest
den Tintenausstoßbereich 12a zu
bedecken. Weiterhin sind Düsen 44,
die den wärmeerzeugenden
Widerständen
R entsprechen, angeordnet, um durch die Düsenschicht 42b zu verlaufen.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahldruckkopfs
gemäß einer Ausführung der
vorliegenden Erfindung beschrieben. Das Verfahren zum Herstellen
eines Tintenstrahldruckkopfs umfasst einen Prozess zum Herstellen des
Tintenstrahldruckkopfsubstrats 10 und einen Prozess zum
Bilden des Strömungsweg-Formungskörpers 42 auf
dem Tintenstrahldruckkopfsubstrat 10. Im Folgenden wird
der Prozess zum Herstellen des Tintenstrahldruckkopfsubstrats 10 unter
aufeinander folgender Bezugnahme auf 5 bis 8 beschrieben,
und anschließend
wird der Prozess zum Bilden Strömungsweg-Formungskörpers 42 unter
Bezugnahme auf 9 beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 5 wird
das Substrat 12 mit dem Tintenausstoßbereich 12a vorbereitet.
Auf dem Substrat 12 können
MOS-Transistoren ausgebildet sein. Die MOS-Transistoren können sich
in Leistungstransistorbereichen (12b in 1)
und logischen Schaltkreisbereichen (12c in 1)
befinden.
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Die
untere Lagenisolationsschicht 22 wird auf dem Substrat 12 gebildet.
Die untere Lagenisolationsschicht 22 isoliert den MOS-Transistor
von den Metallverdrahtungen, die in dem folgenden Prozess gebildet
werden. Die untere Lagenisolationsschicht 22 kann aus einer
Siliziumoxidschicht, einer BPSG-Schicht, oder einer Siliziumnitridschicht
gebildet sein. Eine untere Verdrahtung 24 wird auf der
unteren Lagenisolationsschicht 22 gebildet. Während des
Bildens der unteren Verdrahtung 24 können auch Adressenleitungen
auf den Adressbereichen (12d in 1) gebildet
werden. Die untere Verdrahtung 24 ist dazu in der Lage,
die Adressenleitung und die CMOS-Transistoren in den logischen Schaltkreisbereichen 12c elektrisch
zu verbinden. Die untere Verdrahtung 24 kann gebildet werden,
indem eine Aluminiumschicht auf der unteren Lagenisolationsschicht 22 gebildet
und die Aluminiumschicht strukturiert wird. Eine Zwischenlagenisolationsschicht 26 kann auf
dem Substrat 12 mit der unteren Verdrahtung 24 gebildet
werden. Die Zwischenlagenisolationsschicht 26 kann aus
einer Siliziumoxidschicht oder einer BPSG-Schicht gebildet werden.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 6 kann
eine Temperaturmessleitung 28 auf der Zwischenlagenisolationsschicht 26 gebildet
werden. Die Temperaturmessleitung 28 kann gebildet werden,
indem eine Aluminiumschicht auf der Zwischenlagenisolationsschicht 26 gebildet
und die Aluminiumschicht anschließend strukturiert wird. Die Temperaturmessleitung 28 kann
gebildet werden, um eine Linienform entlang des Tintenausstoßbereichs 12a aufzuweisen.
Anschließend
wird eine obere Lagenisolationsschicht 30 auf dem Substrat 12 mit
der Temperaturmessleitung 28 gebildet. Die obere Lagenisolationsschicht 30 kann
aus einer Siliziumoxidschicht oder einer BPSG-Schicht gebildet werden. Alternativ
kann der Prozess des Bildens der Temperaturmessleitung 28 weggelassen
werden, und der Prozess des Bildens der Zwischenlagenisolationsschicht 26 kann
ebenfalls weggelassen werden. In diesem Fall kann die oberen Lagenisolationsschicht 30 direkt
auf der unteren Lagenisolationsschicht 22 gebildet werden,
um die untere Verdrahtung 24 zu bedecken.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 7 werden
eine hochohmige Metallschicht 32 und eine Metallverdrahtungsschicht 34 sequentiell auf
der oberen Lagenisolationsschicht 30 gebildet. Die hochohmige
Metallschicht 32 kann aus einer Metallschicht oder einer
Legierungsschicht bestehen, die ein Material enthält, das
aus einer Gruppe ausgewählt
wird, zu der Tantal (Ta), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo),
Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) zählen. Auch andere Materialien
können
verwendet werden, um die hochohmige Metallschicht herzustellen.
Die Metallverdrahtungsschicht 34 kann aus einer Materialschicht
gebildet werden, die einen niedrigeren Widerstand als den der hochohmigen Metallschicht 32 aufweist.
Die Metallverdrahtungsschicht 34 kann zum Beispiel durch
ein Sputterverfahren aus einer Aluminiumschicht gebildet werden.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 8 werden
die Tintenausstoßstrukturen
zumindest auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 des
Tintenausstoßbereichs
(12a in 1) gebildet, indem die Metallverdrahtungsschicht 34 und
die hochohmige Metallschicht 32 sequentiell strukturiert werden,
und indem gleichzeitig die Heizungsstrukturen auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 außerhalb
beider Enden des Tintenausstoßbereichs
(12a in 1) gebildet werden. Insbesondere
werden die Heizungsstrukturen auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 des
logischen Schaltkreisbereichs (12c in 1)
gebildet. Die Tintenausstoßstrukturen
und die Heizungsstrukturen umfassen eine hochohmige Metallschichtstruktur 32' und eine Metallverdrahtungsschichtstruktur,
die sequentiell geschichtet sind. Anschließend wird die Metallverdrahtungsschichtstruktur
selektiv entfernt, um Tintenausstoßverdrahtungen 34a und
Heizungsverdrahtungen 34b zu bilden, um einen vorgegebenen
Bereich der hochohmigen Metallschichtstruktur 32' freizulegen.
Die Metallverdrahtungsschicht kann durch Foto- und Nassätzprozesse entfernt
werden. Die hochohmige Metallschichtstruktur 32', die an den
Tintenausstoßverdrahtungen 34a freigelegt
ist, wird als wärmeerzeugende
Widerstände
R bereitgestellt, und die hochohmige Metallschichtstruktur 32', die an den
Heizungsverdrahtungen 34b freigelegt ist, wird als die
Segmentheizungen H bereitgestellt. In diesem Prozess können leitende
Flecken 14 zusammen auf der oberen Lagenisolationsschicht 30 beider
Enden des Substrats 12 gebildet werden. Die Tintenausstoßverdrahtungen 34a,
die mit einer Seite des wärmeerzeugenden
Widerstands R verbunden sind, können
elektrisch mit Source- und Drainbereichen des MOS-Transistors, gebildet
auf dem Substrat der Leistungstransistorbereiche (12b in 1),
durch eine leitende Kontaktstruktur (nicht dargestellt) verbunden
werden, die durch die Lagenisolationsschichten 22, 26 und 30 und
auf den Leistungstransistorbereichen (12b in 1)
verläuft.
Des Weiteren können
die Tintenausstoßverdrahtungen 34a,
die mit der anderen Seite des wärmeerzeugenden
Widerstands R verbunden sind, direkt mit den leitenden Flecken 14 verbunden sein.
Die Heizungsverdrahtungen 34b können ebenfalls direkt mit den
leitenden Flecken 14 verbunden sein.
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Die
wärmeerzeugenden
Widerstände
R werden gebildet, um eine vorgegebene Anordnung in dem Tintenausstoßbereich
(12a in 1) aufzuweisen. Des Weiteren
können
die Segmentheizungen H gebildet werden, um in einem Matrixfeld auf
dem logischen Schaltkreisbereich (12c in 1)
angeordnet zu sein. Die Segmentheizungen H werden gebildet, um eine
Fläche
zu haben, die den wärmeerzeugenden
Widerständen
R im Wesentlichen gleich ist.
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Gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung und wie oben erwähnt, können die Segmentheizungen H,
die eine Fläche
haben, die den wärmeerzeugenden
Widerständen
R im Wesentlichen gleich ist, durch denselben Nassätzprozess
gebildet werden, wie die wärmeerzeugenden
Widerstände
R. Anders als bei herkömmlichen
Substratheizungen, die eine Fläche
haben, die größer als
die der wärmeerzeugenden
Widerstände
ist, kann bei Ausführungen
der vorliegenden Erfindung eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit
der Substratheizungen, die durch denselben Nassätzprozess wie die wärmeerzeugenden
Widerstände
gebildet werden, verhindert werden.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 8 wird
eine Passivierungsschicht 36, welche die wärmeerzeugenden
Widerstände
R, die Segmentheizungen H, die Tintenausstoßverdrahtungen 34a und
die Heizungsverdrahtungen 34b bedeckt, gebildet. Die Passivierungsschicht 36 kann
aus einer Siliziumnitridschicht gebildet sein. Anschließend wird eine
Antikavitationsschicht 38, welche die wärmeerzeugenden Widerstände R zumindest überlappt,
auf der Passivierungsschicht 36 ausgebildet. Die Antikavitationsschicht 38 kann
gebildet werden, indem eine Tantalschicht auf der Passivierungsschicht 36 gebildet
und die Tantalschicht anschließend
strukturiert wird.
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Bezug
nehmend auf 1, 2, 3A und 9 wird
der Strömungsweg-Formungskörper 42,
der mit Düsen 44 ausgestattet
ist, auf dem Substrat 12 gebildet, auf welchem die Antikavitationsschicht 38 gebildet
wird. Der Tintenströmungsweg, der
Tintenkammern 46I umfasst, in welchen sich die wärmeerzeugenden
Widerstände
R befinden, und Tintenkanäle 46C,
die in Fluidverbindung mit den Tintenkammern stehen, werden von
dem Strömungsweg-Formungskörper 42 definiert.
Der Strömungsweg-Formungskörper 42 umfasst
eine Kammerschicht 42a, welche die Seitenwände des
Tintenströmungswegs
bildet, und eine Düsenschicht 42b,
die auf der Kammerschicht 42a gebildet ist, um zumindest
den Tintenausstoßbereich
(12a in 1) zu bedecken. Der Strömungsweg-Formungskörper 42 kann
mit Hilfe verschiedener Verfahren in Übereinstimmung mit Technologien,
die Fachleuten bekannt sind, gebildet werden.
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Gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung kann der Strömungsweg-Formungskörper mit Hilfe des folgenden
Prozesses gebildet werden.
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Zunächst wird
eine Negativresistschicht auf dem Substrat 12 mit der Antikavitationsschicht 38 gebildet.
Die Negativresistschicht wird durch Belichtungs- und Entwicklungsprozesse
strukturiert, um die Kammerschicht 42a zu bilden. Anschließend wird eine
Opferschicht, die sich zwischen die Kammerschichten 42a füllt, gebildet,
und die Düsenschicht 42b wird
auf der Kammerschicht 42a und der Opferschicht gebildet.
Die Düsenschicht 42b kann
aus der Negativresistschicht gebildet werden. Die Düsenschicht 42b wird
durch Belichtungs- und Entwicklungsprozesse strukturiert, um die
Düsen 44 zu
bilden. Anschließend
wird das Substrat 12 mit den Düsen von der Rückfläche geätzt, um
einen Tintenzuführungsdurchgang 40 zu
bilden. Die Lagenisolationsschichten 22, 26 und 30 werden
gemeinsam geätzt.
Anschließend
wird die Opferschicht entfernt, um die Tintenkammern 46I und
die Tintenkanäle 46C an dem
Bereich zu bilden, wo die Opferschicht entfernt wird.
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10 ist
eine Draufsicht eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden
Erfindung, und 11 ist eine vergrößerte Draufsicht
eines Ausschnitts R2 eines in 10 dargestellten
Tintenausstoßbereichs.
Des Werteren sind 12 bis 15 Querschnittsdarstellungen
entlang der Linie 11I-11I' aus 11,
die ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahldruckkopfs gemäß einer
weiteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die Linien C-C in 12 bis 15 entsprechen
einem Eckabschnitt C in 11. Im
Folgenden können
Beschreibungen von Elementen, die mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet
sind wie eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die in 1 bis 9 beschrieben
ist, entsprechend auf die Beschreibung der 10 bis 15 angewendet
werden. Daher wird auf deren Beschreibung verzichtet.
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Zunächst wird
der Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
werteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 10, 11 und 15 können die
Segmentheizungen H' angrenzend
an die Druckerzeugungselemente R angeordnet sein. Die Segmentheizungen
H', die entlang
einer Anordnung der Druckerzeugungselemente R angeordnet sind, können auf verschiedene
Weise verändert
werden, sind aber in Anzahl und Anordnung unter Berücksichtigung
eines Gesamtwiderstands der Segmentheizungen H' nicht beschränkt. Die Segmentheizungen H' sind elektrisch
miteinander durch Heizungsverdrahtungen 134 verbunden,
und Enden der Heizungsverdrahtungen 134 sind jeweils elektrisch
mit den leitenden Flecken 14 verbunden. Die Segmentheizungen
H' und die Heizungsverdrahtungen 134 sind
auf einer anderen Ebene als die wärmeerzeugenden Widerstände R und
die Tintenausstoßverdrahtungen 34a angeordnet,
um gegenüber den
wärmeerzeugenden
Widerständen
R und den Tintenausstoßverdrahtungen 34a zu
isolieren. Die Segmentheizungen H' und die Heizungsverdrahtungen 134 können auf
der unteren Lagenisolationsschicht 22, und die wärmeerzeugenden
Widerstände R
und die Tintenausstoßverdrahtungen 34a auf
der oberen Lagenisolationsschicht 30 angeordnet sein. Zwar
sind die Tintenausstoßverdrahtungen 34a in 11 weggelassen
worden, um die Segmentheizungen H' und die Heizungsverdrahtungen 134 deutlich
darzustellen, doch können
die in 2 dargestellten Tintenausstoßverdrahtungen 34a auch
in derselben Anordnung wie in 11 angebracht
werden.
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Die
Segmentheizungen H' haben
eine Fläche,
die den wärmeerzeugenden
Widerständen
R im Wesentlichen gleich ist. Da jedoch gemäß einer anderen Ausführung der
vorliegenden Erfindung die Segmentheizungen H' und die wärmeerzeugenden Widerstände R durch
einen separaten Prozess auf einer unterschiedlichen Ebene gebildet
werden, können
Fläche
und Form der Segmentheizungen H' unter
entspannteren Gegebenheiten modifiziert werden.
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Wenn
eine linienförmige
Temperaturmessleitung 28, die in der oberen Lagenisolationsschicht 30 vergraben
ist, auf der Zwischenlagenisolationsschicht 26 angeordnet
wird, können
die Temperaturmessleitung 28 und die Segmentheizungen H' voneinander beabstandet
werden, indem die wärmeerzeugenden
Widerstände
R, von oben betrachtet, zwischen ihnen eingefügt werden.
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Gemäß einer
werteren Ausführung
der vorliegenden Erfindung und wie oben beschrieben, können die
Segmentheizungen H' angrenzend
an die wärmeerzeugenden
Widerstände
R angeordnet werden, um gleichmäßig auf
dem Substrat 12 verteilt zu sein. Dadurch wird es möglich, das
Substrat 12 gleichmäßig zu erwärmen.
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Insbesondere
können
die Segmentheizungen H' in
der Nähe
der wärmeerzeugenden
Widerstände
R angeordnet werden, um das Substrat 12 an einem Abschnitt
gleichmäßig zu erwärmen, an
dem die Tinte tatsächlich
ausgestoßen
wird, wodurch eine Verschlechterung der Tintenausstoßung während eines
Anfangsstadiums des Druckbetriebs verhindert wird.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahldruckkopfs
gemäß einer weiteren
Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Bezug
nehmend auf 11 und 12 wird eine
untere Lagenisolationsschicht 22 auf einem Substrat 12 gebildet.
Segmentheizungen H' und
Heizungsverdrahtungen 134, welche die Segmentheizungen
H' miteinander elektrisch
verbinden, sind auf der unteren Lagenisolationsschicht 22 ausgebildet. Die
Segmentheizungen H' und
die Heizungsverdrahtungen 134 können durch den folgenden Prozess
gebildet werden. Eine Heizungsmaterialschicht und eine Heizungsverdrahtungsschicht
werden sequentiell auf der unteren Lagenisolationsschicht 22 gebildet.
Die Heizungsmaterialschicht kann aus einer Metallschicht oder einer
Legierungsschicht bestehen, die ein Material enthält, das
aus einer Gruppe ausgewählt
wird, zu der Tantal (Ta), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo),
Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) zählen. Alternativ können auch
andere Materialien verwendet werden, um die Heizungsmaterialschicht
herzustellen. Die Heizungsverdrahtungsschicht kann aus einer Materialschicht
wie beispielsweise einer Aluminiumschicht gebildet werden, die einen
Widerstand aufweist, der niedriger als der der Heizungsmaterialschicht
ist. Anschließend
werden die Heizungsverdrahtungsschicht und die Heizungsmaterialschicht
strukturiert, um eine Heizungsstruktur zu bilden. Die Heizungsstruktur
umfasst eine Heizungsmaterialschichtstruktur 132 und eine
Heizungsverdrahtungsschichtstruktur, die sequentiell geschichtet
sind. Die Heizungsstruktur kann gebildet werden, um eine Linienform
entlang einem Tintenausstoßbereich
(12a in 10) aufzuweisen. Anschließend wird
die Heizungsverdrahtungsschichtstruktur selektiv entfernt, indem
Foto- und Nassätzprozesse
durchgeführt
werden, um die Heizungsverdrahtungen 134 zu bilden. Die
Heizungsmaterialschichtstruktur 132 ist an einem Abschnitt,
der von den Heizungsverdrahtungen 134 freigelegt ist, als
die Segmentheizungen H' bereitgestellt.
In diesem Prozess, können
die Adressenleitungen zusammen an Adressenleitungsbereichen 12d gebildet werden.
Anschließend
kann eine alternative Zwischenlagenisolationsschicht 26 auf
dem Substrat 12 gebildet werden, auf dem sich die Segmentheizungen
H' und die Heizungsverdrahtungen 134 befinden.
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Bezug
nehmend auf 11 und 13 kann
eine Temperaturmessleitung 28 auf der Zwischenlagenisolationsschicht 26 unter
Verwendung einer Aluminiumschicht gebildet werden. Alternativ kann
ein Prozess zum Bilden der Temperaturmessleitung 28 entfallen.
In diesem Fall kann auch ein Prozess zum Bilden der Zwischenlagenisolationsschicht 26 weggelassen
werden. Eine obere Lagenisolationsschicht 30 wird auf dem
Substrat 12 mit der Temperaturmessleitung 28 gebildet.
Entfällt
der Prozess des Bildens der Temperaturmessleitung 28, kann
die obere Lagenisolationsschicht 30 direkt auf der unteren
Lagenisolationsschicht 22 gebildet werden, um die Segmentheizungen
H' und die Heizungsverdrahtungen 134 zu
bedecken.
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Bezug
nehmend auf 11 und 14 werden
wärmeerzeugende
Widerstände
R und Tintenausstoßverdrahtungen 34a auf
der oberen Lagenisolationsschicht 30 gebildet. Die wärmeerzeugenden Widerstände R und
die Tintenausstoßverdrahtungen 34a können durch
den folgenden Prozess gebildet werden. Eine hochohmige Metallschicht
und eine Metallverdrahtungsschicht werden sequentiell auf der oberen
Lagenisolationsschicht 30 gebildet. Die hochohmige Metallschicht
kann aus derselben Materialschicht bestehen wie die Heizungsmaterialschicht.
Die hochohmige Metallschicht kann aus einer Metallschicht oder einer
Legierungsschicht bestehen, die ein Material enthält, das
aus einer Gruppe ausgewählt
wird, zu der Tantal (Ta), Wolfram (W), Chrom (Cr), Molybdän (Mo),
Titan (Ti), Zirkon (Zr) und Hafnium (Hf) zählen. Alternativ können auch
andere Materialien verwendet werden, um die hochohmige Metallschicht
herzustellen. Die Metallverdrahtungsschicht kann aus einer Aluminiumschicht
hergestellt werden. Anschließend
werden die Metallverdrahtungsschicht und die hochohmige Metallschicht strukturiert,
um eine Tintenausstoßstruktur
zu bilden. Die Tintenausstoßstruktur
umfasst eine hochohmige Metallschichtstruktur 32' und eine Metallverdrahtungsschichtstruktur,
die sequentiell geschichtet sind. Anschließend wird die Metallverdrahtungsschichtstruktur
selektiv entfernt, um die Tintenausstoßverdrahtungen 34a zu
bilden. Die hochohmige Metallschichtstruktur wird an einem Abschnitt,
der an den Tintenausstoßverdrahtungen 34a freigelegt
ist, als die wärmeerzeugenden
Widerstände
R bereitgestellt. Die wärmeerzeugenden
Widerstände
R werden angrenzend an die Segmentheizungen H' in dem Tintenausstoßbereich (12a in 10)
gebildet.
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Bezug
nehmend auf 11 und 15 wird nach
dem Bilden der wärmeerzeugenden
Widerstände
R und der Tintenausstoßverdrahtungen 34a eine Passivierungsschicht 36 auf
der oberen Lagenisolationsschicht 30 gebildet, welche die
wärmeerzeugenden
Widerstände
R und die Tintenausstoßverdrahtungen 34a bedeckt.
Anschließend
wird eine Antikavitationsschicht 38 auf der Passivierungsschicht 36 gebildet,
um die wärmeerzeugenden
Widerstände
R zumindest zu überlappen.
Dann wenden ein Tintenzuführungsdurchgang 40 und
Strömungsweg-Formungskörper 42 gebildet,
indem der in 9 beschriebene Prozess durchgeführt wird.
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Wie
anhand des Vorhergehenden ersichtlich wird, stellen Ausführungen
der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von Segmentheizungen als
ein Substratheizungselement zum Heizen eines Substrats bereit. Der
Prozess zum Bilden der Segmentheizung kann mit dem Prozess zum Bilden
der Druckerzeugungselemente, die Druck erzeugen, um Tinte auszustoßen, zusammengefasst
werden, um den gesamten Prozess zu vereinfachen und dabei die Zuverlässigkeit
der Segmentheizungen zu verbessern.
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Außerdem können die
Segmentheizungen gleichmäßig auf
dem Substrat verteilt werden, verglichen mit der herkömmlichen
Substratheizung, welche eine größere Fläche benötigt. Dadurch
wird es möglich,
das Substrat gleichmäßig zu erwärmen. Insbesondere
werden die Segmentheizungen angrenzend an die Druckerzeugungselemente
angeordnet, welche die Tinte tatsächlich ausstoßen, wodurch
eine Verschlechterung der Tintenausstoßung während eines Anfangsstadiums
des Druckbetriebs verhindert wird.