JP2000094696A - インクジェットヘッド及びその作製方法 - Google Patents
インクジェットヘッド及びその作製方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 インクジェットヘッドにおける振動板と対向
電極間の微小ギャップを均一にかつ量産できる構造及び
作製方法を提供する。 【解決手段】 振動板を形成した基板と、凹部を有しか
つ該凹部による空隙を隔てて該振動板に対向する位置に
設けられた電極を備えた電極基板とを有し、前記電極と
振動板の間に働く静電力によって振動板を変形せしめ、
記録体を被記録体に吐出するインクジェットヘッドにお
いて、前記電極を形成する半導体基板の特定部位を選択
的に酸化して熱酸化膜２２を形成し、その後熱酸化膜２
２を除去して凹部２を形成する。熱酸化膜２２はその膜
厚制御が非常に良好に制御できるため均一なギャップを
提供する凹部を容易に作製でき、しかも量産に適する。
電極間の微小ギャップを均一にかつ量産できる構造及び
作製方法を提供する。 【解決手段】 振動板を形成した基板と、凹部を有しか
つ該凹部による空隙を隔てて該振動板に対向する位置に
設けられた電極を備えた電極基板とを有し、前記電極と
振動板の間に働く静電力によって振動板を変形せしめ、
記録体を被記録体に吐出するインクジェットヘッドにお
いて、前記電極を形成する半導体基板の特定部位を選択
的に酸化して熱酸化膜２２を形成し、その後熱酸化膜２
２を除去して凹部２を形成する。熱酸化膜２２はその膜
厚制御が非常に良好に制御できるため均一なギャップを
提供する凹部を容易に作製でき、しかも量産に適する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェットヘ
ッド、例えば、静電型の駆動原理を併用したインクジェ
ットヘッド及びその作製方法に関するものである。本発
明は静電型インクジェットヘッドの振動板、例えば、カ
ラープリント等の高画質印刷，マイクロポンプ，圧力セ
ンサ等の振動板として利用可能である。
ッド、例えば、静電型の駆動原理を併用したインクジェ
ットヘッド及びその作製方法に関するものである。本発
明は静電型インクジェットヘッドの振動板、例えば、カ
ラープリント等の高画質印刷，マイクロポンプ，圧力セ
ンサ等の振動板として利用可能である。
【０００２】
【従来の技術】オンデマンド型インクジェットヘッドと
しては、液室の壁の一部を薄い振動板にしておき、ここ
に電気機械変換素子として圧電素子を設け、電圧印加に
伴って発生する圧電素子の変形で前記振動板を変形せし
め、液室の圧力を変化させインクを吐出する方式（ピエ
ゾオンデマンド型）、液室内部に発熱体素子を設け、通
電による発熱体の加熱によって気泡を発生せしめ、気泡
の圧力によってインクを吐出する方式（バブルジェット
方式）が広く一般に知られている。これらの方式には、
低コスト化，小型化，高密度化，高速化，高画質化等の
課題があり、これら課題を解決するものとして、静電型
インクジェットが提案されている。静電型インクジェッ
トは液室に設けた薄い振動板を静電力で変形させ、その
変形によって液室の圧力を上昇させてインクを吐出させ
るものである。この点を特許公開公報を参照して具体的
に説明する。
しては、液室の壁の一部を薄い振動板にしておき、ここ
に電気機械変換素子として圧電素子を設け、電圧印加に
伴って発生する圧電素子の変形で前記振動板を変形せし
め、液室の圧力を変化させインクを吐出する方式（ピエ
ゾオンデマンド型）、液室内部に発熱体素子を設け、通
電による発熱体の加熱によって気泡を発生せしめ、気泡
の圧力によってインクを吐出する方式（バブルジェット
方式）が広く一般に知られている。これらの方式には、
低コスト化，小型化，高密度化，高速化，高画質化等の
課題があり、これら課題を解決するものとして、静電型
インクジェットが提案されている。静電型インクジェッ
トは液室に設けた薄い振動板を静電力で変形させ、その
変形によって液室の圧力を上昇させてインクを吐出させ
るものである。この点を特許公開公報を参照して具体的
に説明する。
【０００３】特開平５−５０６０１号公報には、シリコ
ンからなる小基板に、ノズル，吐出室，インクキャビテ
ィ及び振動板をエッチングにて形成し、インク供給口を
有する上基板と、前記振動板に対向して電極を設けた下
基板とを一体化してヘッドを構成したものが記載されて
いる。これは振動板と電極間に電界を印加して、前記の
原理でインクを吐出させるものである。また、特開平６
−７１８８２号公報には、小型高密度で低電圧駆動を目
的として、振動板と電極の間隔（ギャップ）を０.０５
μ〜２.０μに規定したインクジェットヘッドが記載さ
れている。さらに、振動板と電極の間隔を保持する手段
として、基板自体をエッチングして得られる振動基板あ
るいは電極基板上の凹部、ＳｉＯ2膜あるいはホウケイ
酸ガラス膜を形成し、その一部をエッチングして得られ
る凹部を開示している。しかし、このようなギャップの
形成方法では、微小ギャップを数ミリの長さにわたって
均一に、しかも複数個をバラツキなく量産することは難
しい。また、Ｓｉ基板あるいガラス基板自体をエッチン
グする方法ではエッチング深さでギャップが決定され
る。エッチング深さはエッチング時間でコントロールす
るためエッチャントの温度，濃度の変動，時間の変動に
よってバラツクことになる。ＳｉＯ2膜あるいはホウケ
イ酸ガラス膜を形成し、その一部をエッチングする方法
でもエッチング時間でコントロールするためバラツキは
上記と同様に大きくなる。
ンからなる小基板に、ノズル，吐出室，インクキャビテ
ィ及び振動板をエッチングにて形成し、インク供給口を
有する上基板と、前記振動板に対向して電極を設けた下
基板とを一体化してヘッドを構成したものが記載されて
いる。これは振動板と電極間に電界を印加して、前記の
原理でインクを吐出させるものである。また、特開平６
−７１８８２号公報には、小型高密度で低電圧駆動を目
的として、振動板と電極の間隔（ギャップ）を０.０５
μ〜２.０μに規定したインクジェットヘッドが記載さ
れている。さらに、振動板と電極の間隔を保持する手段
として、基板自体をエッチングして得られる振動基板あ
るいは電極基板上の凹部、ＳｉＯ2膜あるいはホウケイ
酸ガラス膜を形成し、その一部をエッチングして得られ
る凹部を開示している。しかし、このようなギャップの
形成方法では、微小ギャップを数ミリの長さにわたって
均一に、しかも複数個をバラツキなく量産することは難
しい。また、Ｓｉ基板あるいガラス基板自体をエッチン
グする方法ではエッチング深さでギャップが決定され
る。エッチング深さはエッチング時間でコントロールす
るためエッチャントの温度，濃度の変動，時間の変動に
よってバラツクことになる。ＳｉＯ2膜あるいはホウケ
イ酸ガラス膜を形成し、その一部をエッチングする方法
でもエッチング時間でコントロールするためバラツキは
上記と同様に大きくなる。
【０００４】さらにガラス基板の場合には、潜傷（ガラ
ス研磨時に入る目視できない微小キズ）に起因した大き
なヘコミが発生してしまう。また、電極，保護膜を薄膜
プロセスで形成した場合（従来例に開示）にはその表面
性が悪く（表面の凹凸が約２０００Å程度できる）、と
ても均一なギャップとは言い難くなる。
ス研磨時に入る目視できない微小キズ）に起因した大き
なヘコミが発生してしまう。また、電極，保護膜を薄膜
プロセスで形成した場合（従来例に開示）にはその表面
性が悪く（表面の凹凸が約２０００Å程度できる）、と
ても均一なギャップとは言い難くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
例で説明したような微小ギャップ形成の問題点を解決
し、かつ、量産に適したヘッド構成を与えることにあ
る。
例で説明したような微小ギャップ形成の問題点を解決
し、かつ、量産に適したヘッド構成を与えることにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、記録
体を吐出する吐出口と、記録体に圧力を加える加圧液室
と、加圧液室の一部を構成する振動板を形成した基板
と、凹部を有しかつ該凹部による空隙を隔てて該振動板
に対向する位置に設けられた電極を備えた電極基板とを
有し、前記電極と振動板の間に働く静電力によって振動
板を変形せしめ、記録体を被記録体に吐出するインクジ
ェットヘッドにおいて、前記凹部は、前記電極を形成す
る半導体基板の特定部位を選択的に酸化して酸化膜を形
成し、その後該酸化膜を除去して形成されたインクジェ
ットヘッドである。
体を吐出する吐出口と、記録体に圧力を加える加圧液室
と、加圧液室の一部を構成する振動板を形成した基板
と、凹部を有しかつ該凹部による空隙を隔てて該振動板
に対向する位置に設けられた電極を備えた電極基板とを
有し、前記電極と振動板の間に働く静電力によって振動
板を変形せしめ、記録体を被記録体に吐出するインクジ
ェットヘッドにおいて、前記凹部は、前記電極を形成す
る半導体基板の特定部位を選択的に酸化して酸化膜を形
成し、その後該酸化膜を除去して形成されたインクジェ
ットヘッドである。
【０００７】請求項２の発明は、記録体を吐出する吐出
口と、凹部を有しかつ記録体に圧力を加える加圧液室と
加圧液室の一部を構成する振動板を形成した基板と、前
記凹部による空隙をおいて該振動板に対向する位置に設
けられた電極を備えた電極基板を有し、前記振動板の前
記電極との間に働く静電力によって振動板を変形せし
め、記録体を被記録体に吐出するインクジェットヘッド
において、前記凹部は、前記振動板を形成する半導体基
板の特定部位を選択的に酸化して酸化膜を形成し、その
後該酸化膜を除去して形成されたインクジェットヘッド
である。
口と、凹部を有しかつ記録体に圧力を加える加圧液室と
加圧液室の一部を構成する振動板を形成した基板と、前
記凹部による空隙をおいて該振動板に対向する位置に設
けられた電極を備えた電極基板を有し、前記振動板の前
記電極との間に働く静電力によって振動板を変形せし
め、記録体を被記録体に吐出するインクジェットヘッド
において、前記凹部は、前記振動板を形成する半導体基
板の特定部位を選択的に酸化して酸化膜を形成し、その
後該酸化膜を除去して形成されたインクジェットヘッド
である。
【０００８】請求項３の発明は、請求項１又は２に記載
されたインクジェットヘッドにおいて、酸化膜は熱酸化
膜でありその膜厚が０.１〜７μであるインクジェット
ヘッドである。
されたインクジェットヘッドにおいて、酸化膜は熱酸化
膜でありその膜厚が０.１〜７μであるインクジェット
ヘッドである。
【０００９】請求項４の発明は、請求項１又は３に記載
されたインクジェットヘッドにおいて、前記電極が前記
凹部の内側にｎ型あるいはｐ型不純物拡散層で形成され
たインクジェットヘッドである。
されたインクジェットヘッドにおいて、前記電極が前記
凹部の内側にｎ型あるいはｐ型不純物拡散層で形成され
たインクジェットヘッドである。
【００１０】請求項５の発明は、請求項４に記載された
インクジェットヘッドにおいて、前記半導体基板の特定
部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層は、前記
ｎ型あるいはｐ型不純物拡散層を形成する際のマスクと
しても使用するものであるインクジェットヘッドであ
る。
インクジェットヘッドにおいて、前記半導体基板の特定
部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層は、前記
ｎ型あるいはｐ型不純物拡散層を形成する際のマスクと
しても使用するものであるインクジェットヘッドであ
る。
【００１１】請求項６の発明は、請求項１，３乃至５の
いずれかに記載されたインクジェットヘッドにおいて、
前記電極基板に酸化膜又は窒化膜を形成し、該酸化膜又
は窒化膜は、電極の保護層及び振動板基板との接合層の
機能を兼ね備えているインクジェットヘッドである。
いずれかに記載されたインクジェットヘッドにおいて、
前記電極基板に酸化膜又は窒化膜を形成し、該酸化膜又
は窒化膜は、電極の保護層及び振動板基板との接合層の
機能を兼ね備えているインクジェットヘッドである。
【００１２】請求項７の発明は、請求項６に記載された
インクジェットヘッドにおいて、前記酸化膜又は窒化膜
の膜厚が０.０５〜０.５μｍであるインクジェットヘッ
ドである。
インクジェットヘッドにおいて、前記酸化膜又は窒化膜
の膜厚が０.０５〜０.５μｍであるインクジェットヘッ
ドである。
【００１３】請求項８の発明は、請求項１，３乃至５の
いずれかに記載されたインクジェットヘッドにおいて、
前記電極基板に酸化膜と窒化膜との積層膜を形成し、該
積層膜は電極の保護層及び振動板基板との接合層との機
能を兼ね備えているインクジェットヘッドである。
いずれかに記載されたインクジェットヘッドにおいて、
前記電極基板に酸化膜と窒化膜との積層膜を形成し、該
積層膜は電極の保護層及び振動板基板との接合層との機
能を兼ね備えているインクジェットヘッドである。
【００１４】請求項９の発明は、請求項２又は３に記載
されたインクジェットヘッドにおいて、前記振動板がｐ
型不純物拡散層であるインクジェットヘッドである。
されたインクジェットヘッドにおいて、前記振動板がｐ
型不純物拡散層であるインクジェットヘッドである。
【００１５】請求項１０の発明は、請求項９に記載され
たインクジェットヘッドにおいて、前記ｐ型不純物拡散
層の拡散領域が振動板となる領域に限定されているイン
クジェットヘッドである。
たインクジェットヘッドにおいて、前記ｐ型不純物拡散
層の拡散領域が振動板となる領域に限定されているイン
クジェットヘッドである。
【００１６】請求項１１の発明は、請求項２又は３に記
載されたインクジェットヘッドにおいて、前記振動板が
ｎ型不純物拡散層であるインクジェットヘッドである。
載されたインクジェットヘッドにおいて、前記振動板が
ｎ型不純物拡散層であるインクジェットヘッドである。
【００１７】請求項１２の発明は、請求項１１に記載さ
れたインクジェットヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡
散層の拡散領域が振動板となる領域に限定されているイ
ンクジェットヘッドである。
れたインクジェットヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡
散層の拡散領域が振動板となる領域に限定されているイ
ンクジェットヘッドである。
【００１８】請求項１３の発明は、請求項１２に記載さ
れたインクジェットヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡
散層は、前記半導体基板である振動板基板の特定部位を
選択的に酸化する際に使用するマスク層を使用して形成
されたものである、インクジェットヘッドである。
れたインクジェットヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡
散層は、前記半導体基板である振動板基板の特定部位を
選択的に酸化する際に使用するマスク層を使用して形成
されたものである、インクジェットヘッドである。
【００１９】請求項１４の発明は、請求項１記載された
凹部を形成した前記電極基板と振動板基板とを貼り合わ
せ、その後前記振動板基板に振動板を作製するインクジ
ェットヘッドの作製方法である。
凹部を形成した前記電極基板と振動板基板とを貼り合わ
せ、その後前記振動板基板に振動板を作製するインクジ
ェットヘッドの作製方法である。
【００２０】請求項１５の発明は、請求項２に記載され
た凹部を形成した振動板基板と電極基板を貼り合わせ、
その後振動板基板に振動板を作製するインクジェットヘ
ッドの作製方法である。
た凹部を形成した振動板基板と電極基板を貼り合わせ、
その後振動板基板に振動板を作製するインクジェットヘ
ッドの作製方法である。
【００２１】請求項１６の発明は、請求項１に記載され
た凹部が形成された電極基板と、振動板が形成された振
動板基板とを貼り合わせるインクジェットヘッドの作製
方法である。
た凹部が形成された電極基板と、振動板が形成された振
動板基板とを貼り合わせるインクジェットヘッドの作製
方法である。
【００２２】請求項１７の発明は、請求項２に記載され
た凹部が形成されかつ振動板が形成された振動板基板
と、電極基板とを貼り合わせるインクジェットヘッドの
作製方法である。
た凹部が形成されかつ振動板が形成された振動板基板
と、電極基板とを貼り合わせるインクジェットヘッドの
作製方法である。
【００２３】
【発明の実施の形態】（請求項１の発明）図１は、本発
明によるインクジェットヘッドを概略的に示す図であ
り、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ′線に沿った断面
図、図１（Ｂ）は平面図である。図１を参考に本発明の
インクジェットヘッドの構成及び動作を説明する。本発
明のインクジェットヘッドにおいては、電極基板１の上
には、後述するように、上部基板上の振動板６と電極３
との間隔Ｇを保持するための凹部２及び電極３，保護層
４が形成されている。電極基板１の上には振動板６，加
圧液室７，流路８，共通液室９が設けられた振動板基板
５が接合され、さらに、その上に吐出口１０及び流入口
１１とが形成された上基板１２が接合されている。この
構成により、振動板６と電極３間に電界を印加して振動
板を静電力で変形させておき、電界を切って変形した振
動板が復元するときの復元力によって、加圧液室７内の
圧力を上昇させてインクを吐出口から吐出させる。とこ
ろで、振動板６の変形量を決める因子で重要なのは、振
動板６と電極３の間隔Ｇであり、間隔がバラつけばイン
クの噴射特性は直接的に変化することになる。さらに、
電極や保護膜の表面が悪い（表面荒さが荒い）場合に
は、その表面の突起部に電界が集中し振動板の局部的な
変形を引き起こしてしまう。また、保護層４の膜質が悪
い場合には、振動板６が保護層に当接した場合に比較的
低い電圧でも絶縁破壊が起こる、或いは、電極との界面
状態が悪いと電荷の蓄積が起こり、残留電荷が発生し振
動板の変位応答に遅れが生じることになる。本発明は、
以上の問題点を解決するためになされたものである。
明によるインクジェットヘッドを概略的に示す図であ
り、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ′線に沿った断面
図、図１（Ｂ）は平面図である。図１を参考に本発明の
インクジェットヘッドの構成及び動作を説明する。本発
明のインクジェットヘッドにおいては、電極基板１の上
には、後述するように、上部基板上の振動板６と電極３
との間隔Ｇを保持するための凹部２及び電極３，保護層
４が形成されている。電極基板１の上には振動板６，加
圧液室７，流路８，共通液室９が設けられた振動板基板
５が接合され、さらに、その上に吐出口１０及び流入口
１１とが形成された上基板１２が接合されている。この
構成により、振動板６と電極３間に電界を印加して振動
板を静電力で変形させておき、電界を切って変形した振
動板が復元するときの復元力によって、加圧液室７内の
圧力を上昇させてインクを吐出口から吐出させる。とこ
ろで、振動板６の変形量を決める因子で重要なのは、振
動板６と電極３の間隔Ｇであり、間隔がバラつけばイン
クの噴射特性は直接的に変化することになる。さらに、
電極や保護膜の表面が悪い（表面荒さが荒い）場合に
は、その表面の突起部に電界が集中し振動板の局部的な
変形を引き起こしてしまう。また、保護層４の膜質が悪
い場合には、振動板６が保護層に当接した場合に比較的
低い電圧でも絶縁破壊が起こる、或いは、電極との界面
状態が悪いと電荷の蓄積が起こり、残留電荷が発生し振
動板の変位応答に遅れが生じることになる。本発明は、
以上の問題点を解決するためになされたものである。
【００２４】図２は、本願の第１の発明である、振動板
６と電極３との間隔（ギャップ）Ｇを保持するための凹
部２の形成工程を説明するための図である。先ず電極基
板１の表面にバッファー酸化膜２０，窒化膜２１を形成
する。その上にフォトリソにより凹部２に対応するパタ
ーンのレジスト開口部を形成し、窒化膜２１，バッファ
ー酸化膜２０を順次除去し酸化領域２２とした（窒化膜
２１，バッファー酸化膜２０の残っている部分は酸化の
マスク層として作用する）。この時、電極基板１として
は片面を鏡面研磨した厚さ５２５μのＳｉ（１００）基
板を使用した。基板の面方位及び板厚は特に限定される
ものではない。
６と電極３との間隔（ギャップ）Ｇを保持するための凹
部２の形成工程を説明するための図である。先ず電極基
板１の表面にバッファー酸化膜２０，窒化膜２１を形成
する。その上にフォトリソにより凹部２に対応するパタ
ーンのレジスト開口部を形成し、窒化膜２１，バッファ
ー酸化膜２０を順次除去し酸化領域２２とした（窒化膜
２１，バッファー酸化膜２０の残っている部分は酸化の
マスク層として作用する）。この時、電極基板１として
は片面を鏡面研磨した厚さ５２５μのＳｉ（１００）基
板を使用した。基板の面方位及び板厚は特に限定される
ものではない。
【００２５】Ｓｉ基板を酸素及び水蒸気雰囲気中で１１
００℃の熱酸化処理を行い、酸化領域２２に酸化膜２３
を形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によ
っても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成し
た。次に、ＨＦ系エッチャントによるウエットエッチン
グあるいはＦ系エッチャントガスによるドライエッチン
グによって酸化膜のみを選択的にエッチングし振動板と
のギャップを保持するための凹部２が完成した。本発明
による凹部２の加工精度は形成される酸化膜２３の膜
厚、正確にはＳｉ基板を消費しながら、Ｓｉ基板側に成
長した酸化膜の厚さ精度によって決定されることにな
る。一般に熱酸化膜の膜厚は非常に精度良く制御（±３
％程度）できるために、単純にＳｉをエッチングして凹
部を形成する従来法に比べて、格段に加工精度，再現
性，バラツキ等が向上できる。さらに、Ｓｉ基板を消費
しながら基板側に成長する酸化膜の厚さは、酸化膜全体
の厚さの約４４％になることが原理的に補償されてお
り、所望の深さの凹部２が得られるようなプロセス条件
を容易に決定できることも本発明の利点の一つである。
００℃の熱酸化処理を行い、酸化領域２２に酸化膜２３
を形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によ
っても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成し
た。次に、ＨＦ系エッチャントによるウエットエッチン
グあるいはＦ系エッチャントガスによるドライエッチン
グによって酸化膜のみを選択的にエッチングし振動板と
のギャップを保持するための凹部２が完成した。本発明
による凹部２の加工精度は形成される酸化膜２３の膜
厚、正確にはＳｉ基板を消費しながら、Ｓｉ基板側に成
長した酸化膜の厚さ精度によって決定されることにな
る。一般に熱酸化膜の膜厚は非常に精度良く制御（±３
％程度）できるために、単純にＳｉをエッチングして凹
部を形成する従来法に比べて、格段に加工精度，再現
性，バラツキ等が向上できる。さらに、Ｓｉ基板を消費
しながら基板側に成長する酸化膜の厚さは、酸化膜全体
の厚さの約４４％になることが原理的に補償されてお
り、所望の深さの凹部２が得られるようなプロセス条件
を容易に決定できることも本発明の利点の一つである。
【００２６】（請求項２の発明）図３は、本願の第２の
発明、すなわち、振動板と電極との間隔（ギャップ）Ｇ
を保持するための凹部を振動板基板側に作製する工程を
説明するための図である。まず、振動板基板５の表面に
バッファー酸化膜５０、窒化膜５１を形成する。その上
にフォトリソ凹部５５に対応するパターンのレジスト開
口部を形成し、窒化膜５１、バッファー酸化膜５０を順
次除去し酸化領域５２とした（窒化膜５１、バッファー
酸化膜５０の残っている部分は酸化のマスク層として作
用する）。この時、振動板基板５としては、両面を鏡面
研磨した厚さ４００μのＳｉ（１１０）基板を使用し
た。基板の板厚は特に限定されるものではないが、高密
度のノズル配置を実現するためには面方位は（１１０）
を使用した方がよい。
発明、すなわち、振動板と電極との間隔（ギャップ）Ｇ
を保持するための凹部を振動板基板側に作製する工程を
説明するための図である。まず、振動板基板５の表面に
バッファー酸化膜５０、窒化膜５１を形成する。その上
にフォトリソ凹部５５に対応するパターンのレジスト開
口部を形成し、窒化膜５１、バッファー酸化膜５０を順
次除去し酸化領域５２とした（窒化膜５１、バッファー
酸化膜５０の残っている部分は酸化のマスク層として作
用する）。この時、振動板基板５としては、両面を鏡面
研磨した厚さ４００μのＳｉ（１１０）基板を使用し
た。基板の板厚は特に限定されるものではないが、高密
度のノズル配置を実現するためには面方位は（１１０）
を使用した方がよい。
【００２７】Ｓｉ基板を酸素及び水蒸気雰囲気中で１１
００℃の熱酸化処理を行い、酸化領域５２に酸化膜５３
を形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によ
っても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成し
た。次に、ＨＦ系エッチャントによるウエットエッチン
グあるいはＦ系エッチャントガスによるドライエッチン
グによって酸化膜のみを選択的にエッチングし、振動板
とギャップを保持するための凹部５５を完成する。本発
明による凹部５５の加工精度は形成される酸化膜５３の
膜厚、正確にはＳｉ基板を消費しながら、Ｓｉ基板側に
成長した酸化膜の厚さ精度によって決定されることにな
る。既に述べたように、一般に熱酸化膜の膜厚は非常に
精度良く制御（±３％程度）できるために、単純にＳｉ
をエッチングして凹部を形成する従来法に比べて、格段
に加工精度，再現性，バラツキ等が向上できる。
００℃の熱酸化処理を行い、酸化領域５２に酸化膜５３
を形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によ
っても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成し
た。次に、ＨＦ系エッチャントによるウエットエッチン
グあるいはＦ系エッチャントガスによるドライエッチン
グによって酸化膜のみを選択的にエッチングし、振動板
とギャップを保持するための凹部５５を完成する。本発
明による凹部５５の加工精度は形成される酸化膜５３の
膜厚、正確にはＳｉ基板を消費しながら、Ｓｉ基板側に
成長した酸化膜の厚さ精度によって決定されることにな
る。既に述べたように、一般に熱酸化膜の膜厚は非常に
精度良く制御（±３％程度）できるために、単純にＳｉ
をエッチングして凹部を形成する従来法に比べて、格段
に加工精度，再現性，バラツキ等が向上できる。
【００２８】（請求項３の発明）本願の第３の発明は、
前述した酸化領域２２及び５２に形成する酸化膜２３及
び５３の厚さに関するものである。本願の静電型ヘッド
で発生される静電力は下式で表現される。 ｆ＝１／２・ε0・（ｖ／ｔ）2 ここで、ε0：真空の誘電率，Ｖ：印加電圧，ｔ：ギャ
ップ長，ｆ：静電力である。従って、静電力を大きくす
るためにはギャップ長を小さくすればよい。しかしなが
ら、小さすぎると静電力が強すぎて、インクを吐出する
のに必要な振動板の変位が得られる前に、振動板が電極
に当接してしまうという問題が起こる。この観点から
０.０４μｍ程度がギャップの下限であることが明らか
となった。本発明の場合は、Ｓｉ基板を消費しながら基
板側に成長する酸化膜の厚さは、酸化膜全体の厚さの約
４４％になることが原理的に保証されているため、この
関係より酸化膜全体の厚さを求めたところ、酸化膜２３
及び５３の厚さの下限は約０.１μｍとなった。さら
に、酸化膜厚が厚すぎた場合には、酸化膜形成時間がか
かりすぎ、量産に支障をきたす、また、膜の応力が大き
くなりすぎて基板の緒欠陥を誘発しエッチングに支障を
きたす等の問題が発生する。この観点から酸化膜厚の上
限は約７μｍであった。
前述した酸化領域２２及び５２に形成する酸化膜２３及
び５３の厚さに関するものである。本願の静電型ヘッド
で発生される静電力は下式で表現される。 ｆ＝１／２・ε0・（ｖ／ｔ）2 ここで、ε0：真空の誘電率，Ｖ：印加電圧，ｔ：ギャ
ップ長，ｆ：静電力である。従って、静電力を大きくす
るためにはギャップ長を小さくすればよい。しかしなが
ら、小さすぎると静電力が強すぎて、インクを吐出する
のに必要な振動板の変位が得られる前に、振動板が電極
に当接してしまうという問題が起こる。この観点から
０.０４μｍ程度がギャップの下限であることが明らか
となった。本発明の場合は、Ｓｉ基板を消費しながら基
板側に成長する酸化膜の厚さは、酸化膜全体の厚さの約
４４％になることが原理的に保証されているため、この
関係より酸化膜全体の厚さを求めたところ、酸化膜２３
及び５３の厚さの下限は約０.１μｍとなった。さら
に、酸化膜厚が厚すぎた場合には、酸化膜形成時間がか
かりすぎ、量産に支障をきたす、また、膜の応力が大き
くなりすぎて基板の緒欠陥を誘発しエッチングに支障を
きたす等の問題が発生する。この観点から酸化膜厚の上
限は約７μｍであった。
【００２９】（請求項４の発明）図４及び図１（Ｂ）に
て本願の第４の発明を説明する。ここで、図４は、振動
板と電極の間隔（ギャップ）Ｇを保持するための凹部を
振動板基板側に作製する工程を説明する図である。図１
（Ｂ）に示したように、電極３は横方向に隣接して配置
されている。電極３は不純物拡散層で形成されており、
電極基板１がｐ型半導体の場合は、ｎ型不純物拡散層
を、また、電極基板１がｎ型半導板の場合は、ｐ型不純
物拡散層を形成し電極３とする。隣接するビットに対し
同時にその電極３に駆動電圧を印加すると、不純物拡散
層から基板側に空乏層が広がり、印加電圧及び基板の不
純物拡散量によっては隣接ビットの電極に空乏層が達し
ビット間にリークが生じてしまう。本発明者の試算で
は、基板濃度１Ｅ１５ｃｍ−３で印加電圧が１５０Ｖの
場合、空乏層の巾は約１０〜１５μｍにも達する。この
ビット間リークは、隣接ビットを同時に駆動した場合に
より顕著になるのは言うまでもない。また、不純物拡散
層を形成する際に、不純物は深さ方向だけではなく横方
向にも拡散し広がるために、ビット間距離が短くなりビ
ット間リークはさらに厳しい状況となる。
て本願の第４の発明を説明する。ここで、図４は、振動
板と電極の間隔（ギャップ）Ｇを保持するための凹部を
振動板基板側に作製する工程を説明する図である。図１
（Ｂ）に示したように、電極３は横方向に隣接して配置
されている。電極３は不純物拡散層で形成されており、
電極基板１がｐ型半導体の場合は、ｎ型不純物拡散層
を、また、電極基板１がｎ型半導板の場合は、ｐ型不純
物拡散層を形成し電極３とする。隣接するビットに対し
同時にその電極３に駆動電圧を印加すると、不純物拡散
層から基板側に空乏層が広がり、印加電圧及び基板の不
純物拡散量によっては隣接ビットの電極に空乏層が達し
ビット間にリークが生じてしまう。本発明者の試算で
は、基板濃度１Ｅ１５ｃｍ−３で印加電圧が１５０Ｖの
場合、空乏層の巾は約１０〜１５μｍにも達する。この
ビット間リークは、隣接ビットを同時に駆動した場合に
より顕著になるのは言うまでもない。また、不純物拡散
層を形成する際に、不純物は深さ方向だけではなく横方
向にも拡散し広がるために、ビット間距離が短くなりビ
ット間リークはさらに厳しい状況となる。
【００３０】本発明者は、この問題を解決するために、
図４に示すように、電極３となる不純物拡散層を凹部２
の内側に形成する構成に至った。少なくとも図４に示す
バーズウィークの端部より内側に形成した。図４に従っ
て工程を説明するが、凹部２を形成するまでの工程（図
４（Ａ）〜図４（Ｄ）参照）は、図２に示したそれと同
様であるのでここでは説明を省略する。凹部２の上にレ
ジスト層２４をスピンコートし電極３に対応した開口パ
ターンを形成する。次に、イオン注入によってＰ原子
（あるいはＡｓ原子）をエネルギー７０ＫｅＶ，Ｄｏｓ
ｅ量５Ｅ２１５の条件で注入した。レジスト層２４を除
去後、１０００℃、６０分で活性化することにより、電
極３となる不純物拡散層が形成される。以上はｐ型半導
体基板の場合を例に説明したが、ｎ型半導体基板の場合
には注入するイオン種をＢ，Ｓｂ等にすればよい。ま
た、電極３は不純物拡散層である必要は必ずしもなく、
絶縁層上に形成した耐熱性（５００℃以上）導電体、例
えば、Ｗ，Ｔａ等メタルやＴｉＮ等窒化膜が使用でき
る。
図４に示すように、電極３となる不純物拡散層を凹部２
の内側に形成する構成に至った。少なくとも図４に示す
バーズウィークの端部より内側に形成した。図４に従っ
て工程を説明するが、凹部２を形成するまでの工程（図
４（Ａ）〜図４（Ｄ）参照）は、図２に示したそれと同
様であるのでここでは説明を省略する。凹部２の上にレ
ジスト層２４をスピンコートし電極３に対応した開口パ
ターンを形成する。次に、イオン注入によってＰ原子
（あるいはＡｓ原子）をエネルギー７０ＫｅＶ，Ｄｏｓ
ｅ量５Ｅ２１５の条件で注入した。レジスト層２４を除
去後、１０００℃、６０分で活性化することにより、電
極３となる不純物拡散層が形成される。以上はｐ型半導
体基板の場合を例に説明したが、ｎ型半導体基板の場合
には注入するイオン種をＢ，Ｓｂ等にすればよい。ま
た、電極３は不純物拡散層である必要は必ずしもなく、
絶縁層上に形成した耐熱性（５００℃以上）導電体、例
えば、Ｗ，Ｔａ等メタルやＴｉＮ等窒化膜が使用でき
る。
【００３１】（請求項５の発明）図５により、第５の発
明を説明する。ここで、図５は振動板と電極との間隔
（ギャップ）Ｇを保持するための凹部の形成工程を説明
するための図である。まず、電極基板１の表面にバッフ
ァー酸化膜２０，窒化膜２１を形成する。その上にフォ
トリソにより凹部２に対応するパターンのレジスト開口
部を形成し、窒化膜２１，バッファー酸化膜２０を順次
除去し酸化領域２２とした。電極基板１としては、片面
を鏡面研磨した厚さ５２５μのＳｉ（１００）基板を使
用した。基板の面方位及び板厚は特に限定されるもので
はない。該Ｓｉ基板を酸素及び水蒸気雰囲気中で１１０
０℃の熱酸化処理を行い、酸化領域２２に酸化膜２３を
形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によっ
ても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成した。
次に、ＨＦエッチャントによるウエットエッチングある
いはＦ系エッチャントガスによるドライエッチングによ
って酸化膜２３のみを選択的にエッチングし、振動板と
のギャップを保持するための凹部２が完成する。次に、
そのままの状態で、すなわち酸化マスク層であるバッフ
ァー酸化膜２０及び窒化膜２１をイオン注入時のマスク
として使用してセルフアライン的に、表面から注入を行
い電極３となる不純物拡散層とする。こうすることで、
注入用のマスクを改めて作製する必要がなく、工程が簡
略化できコストの低減が図れる。
明を説明する。ここで、図５は振動板と電極との間隔
（ギャップ）Ｇを保持するための凹部の形成工程を説明
するための図である。まず、電極基板１の表面にバッフ
ァー酸化膜２０，窒化膜２１を形成する。その上にフォ
トリソにより凹部２に対応するパターンのレジスト開口
部を形成し、窒化膜２１，バッファー酸化膜２０を順次
除去し酸化領域２２とした。電極基板１としては、片面
を鏡面研磨した厚さ５２５μのＳｉ（１００）基板を使
用した。基板の面方位及び板厚は特に限定されるもので
はない。該Ｓｉ基板を酸素及び水蒸気雰囲気中で１１０
０℃の熱酸化処理を行い、酸化領域２２に酸化膜２３を
形成した。酸化膜の成長速度は雰囲気，酸化温度によっ
ても異なるが、約４時間で１μｍの酸化膜を形成した。
次に、ＨＦエッチャントによるウエットエッチングある
いはＦ系エッチャントガスによるドライエッチングによ
って酸化膜２３のみを選択的にエッチングし、振動板と
のギャップを保持するための凹部２が完成する。次に、
そのままの状態で、すなわち酸化マスク層であるバッフ
ァー酸化膜２０及び窒化膜２１をイオン注入時のマスク
として使用してセルフアライン的に、表面から注入を行
い電極３となる不純物拡散層とする。こうすることで、
注入用のマスクを改めて作製する必要がなく、工程が簡
略化できコストの低減が図れる。
【００３２】（請求項６の発明）図６は本願第６の発明
の構成を説明するための図であって、保護層兼接合層と
なる酸化膜あるいは窒化膜を形成した電極基板及び電極
基板と振動板基板とを接合した状態を示す。図中、凹部
２の内側に電極３を形成した電極基板１の表面全体に、
後述するように保護層兼接合層となる酸化膜あるいは窒
化膜４０を形成する。次に振動板６と加圧液室７を作製
した振動板５と該電極基板１を酸化膜あるいは窒化膜４
０を介して貼り合わせ（接合）する。ここで、酸化膜あ
るいは窒化膜４０について具体的に説明する。上記両基
板１，５ともＳｉ基板であるために貼り合わせにはＳｉ
−Ｓｉの直接接合技術を使用することが必要となる。通
常，Ｓｉ−Ｓｉの直接接合はＳｉウエハー同士をプリボ
ンドしてからＮ2雰囲気中、１１００℃程度の高温下で
アニールして行うが、本発明の静電型ヘッドでは、電極
３に不純物拡散層あるいはチタンシリサイド等の高融点
金属を使用するため１１００℃の高温下では変質してし
まう。従って、少なくとも８００℃以下のアニール条件
で貼り合わせ可能な構成が必要である。図６に示すよう
に、Ｓｉの接合界面に酸化膜あるいは窒化膜４０を挿入
しかつ少なくともプリボンドを真中で行い、接合界面に
雰囲気ガスが混入することを防止することで上記要件を
達成できる。以下具体的に説明する。
の構成を説明するための図であって、保護層兼接合層と
なる酸化膜あるいは窒化膜を形成した電極基板及び電極
基板と振動板基板とを接合した状態を示す。図中、凹部
２の内側に電極３を形成した電極基板１の表面全体に、
後述するように保護層兼接合層となる酸化膜あるいは窒
化膜４０を形成する。次に振動板６と加圧液室７を作製
した振動板５と該電極基板１を酸化膜あるいは窒化膜４
０を介して貼り合わせ（接合）する。ここで、酸化膜あ
るいは窒化膜４０について具体的に説明する。上記両基
板１，５ともＳｉ基板であるために貼り合わせにはＳｉ
−Ｓｉの直接接合技術を使用することが必要となる。通
常，Ｓｉ−Ｓｉの直接接合はＳｉウエハー同士をプリボ
ンドしてからＮ2雰囲気中、１１００℃程度の高温下で
アニールして行うが、本発明の静電型ヘッドでは、電極
３に不純物拡散層あるいはチタンシリサイド等の高融点
金属を使用するため１１００℃の高温下では変質してし
まう。従って、少なくとも８００℃以下のアニール条件
で貼り合わせ可能な構成が必要である。図６に示すよう
に、Ｓｉの接合界面に酸化膜あるいは窒化膜４０を挿入
しかつ少なくともプリボンドを真中で行い、接合界面に
雰囲気ガスが混入することを防止することで上記要件を
達成できる。以下具体的に説明する。
【００３３】表面全面に酸化膜あるいは窒化膜４０を形
成して電極基板１と振動板基板５をアンモニア−過酸水
素水の混液あるいは硫酸−過酸化水素水の混液で洗浄
し、表面をＯＨ基板で被覆した状態にする。この段階で
酸化膜あるいは窒化膜４０はＯＨ基の好適な吸着サイト
を提供する役目を果たす。次に、両基板のアラインを行
った後、真空中で両基板を圧力をかけながら当接させ、
ＯＨ基同士の水素結合を利用してプリボンドし、さらに
真空あるいは大気雰囲気中で８００℃で１時間アニール
することで、ボイドなく強固な接合状態が実現できる。
また、アニール時に両基板に電圧を印加し静電力を利用
して圧力を付加することは接合の低温化にはより効果が
ある。
成して電極基板１と振動板基板５をアンモニア−過酸水
素水の混液あるいは硫酸−過酸化水素水の混液で洗浄
し、表面をＯＨ基板で被覆した状態にする。この段階で
酸化膜あるいは窒化膜４０はＯＨ基の好適な吸着サイト
を提供する役目を果たす。次に、両基板のアラインを行
った後、真空中で両基板を圧力をかけながら当接させ、
ＯＨ基同士の水素結合を利用してプリボンドし、さらに
真空あるいは大気雰囲気中で８００℃で１時間アニール
することで、ボイドなく強固な接合状態が実現できる。
また、アニール時に両基板に電圧を印加し静電力を利用
して圧力を付加することは接合の低温化にはより効果が
ある。
【００３４】接合強度に関しては、通常のＳｉ−Ｓｉウ
エハー同士の接合で実現されている原子オーダーでの非
常に強固な接合状態は、本発明の場合には必ずしも必要
なく、むしろ、ボイドがないことが第一の必要要件にな
る。さらに、本構成のもう一つの利点は電極基板１の表
面全体に形成した酸化膜あるいは窒化膜４０が電極３の
表面保護層としても機能していることにある。保護層が
ないと振動板が変形しすぎて電極と接した場合あるいは
ギャップに異物があった場合にはショートが発生しビッ
トは破損してしまう。従って、表面全体に形成した酸化
膜あるいは窒化膜４０は直接接合時の接合性を高め、か
つ、電極の保護層をも兼ねる好適な構成である。
エハー同士の接合で実現されている原子オーダーでの非
常に強固な接合状態は、本発明の場合には必ずしも必要
なく、むしろ、ボイドがないことが第一の必要要件にな
る。さらに、本構成のもう一つの利点は電極基板１の表
面全体に形成した酸化膜あるいは窒化膜４０が電極３の
表面保護層としても機能していることにある。保護層が
ないと振動板が変形しすぎて電極と接した場合あるいは
ギャップに異物があった場合にはショートが発生しビッ
トは破損してしまう。従って、表面全体に形成した酸化
膜あるいは窒化膜４０は直接接合時の接合性を高め、か
つ、電極の保護層をも兼ねる好適な構成である。
【００３５】（請求項７の発明）本願の第７の発明は、
前記酸化膜又は窒化膜の膜厚に関するものである。酸化
膜又は窒化膜は電極保護層の機能も果たすので、駆動電
圧が３５Ｖの場合は少なくとも０.０５μｍ以上の膜厚
が必要である。逆に酸化膜又は窒化膜が厚過ぎると貼り
合わせ時の、諸問題（（ア）酸化膜又は窒化膜が厚過ぎ
ると基板に反りが発生しボイドの原因となる、（イ）酸
化膜又は窒化膜が厚過ぎると酸化膜又は窒化膜とＳｉの
熱膨張差が無視できなくなり、振動板の変位を阻害する
ような余分なストレス）が発生し、静電ヘッドの特性を
著しく損うことになる。この観点から酸化膜又は窒化膜
の膜厚は０.０５〜０.５μｍが実用化に支障のない範囲
であるが、上記の両観点と酸化膜又は窒化膜の絶縁耐圧
及びストレスのプロセスマージン，量産コスト，歩留ま
り等を考慮すると、前記酸化膜又は窒化膜の膜厚は０.
０７〜０.４μｍがさらに好適な範囲である。
前記酸化膜又は窒化膜の膜厚に関するものである。酸化
膜又は窒化膜は電極保護層の機能も果たすので、駆動電
圧が３５Ｖの場合は少なくとも０.０５μｍ以上の膜厚
が必要である。逆に酸化膜又は窒化膜が厚過ぎると貼り
合わせ時の、諸問題（（ア）酸化膜又は窒化膜が厚過ぎ
ると基板に反りが発生しボイドの原因となる、（イ）酸
化膜又は窒化膜が厚過ぎると酸化膜又は窒化膜とＳｉの
熱膨張差が無視できなくなり、振動板の変位を阻害する
ような余分なストレス）が発生し、静電ヘッドの特性を
著しく損うことになる。この観点から酸化膜又は窒化膜
の膜厚は０.０５〜０.５μｍが実用化に支障のない範囲
であるが、上記の両観点と酸化膜又は窒化膜の絶縁耐圧
及びストレスのプロセスマージン，量産コスト，歩留ま
り等を考慮すると、前記酸化膜又は窒化膜の膜厚は０.
０７〜０.４μｍがさらに好適な範囲である。
【００３６】（請求項８の発明）本願の第８の発明は、
電極保護層兼接合層の構成に関するものである。説明は
図６についての説明で代用するが、保護層兼接合層４０
を酸化膜と窒化膜との積層体とすることで絶縁耐圧及び
耐環境性（特に高湿度環境に対する）が単層の時よりも
向上し、使用環境に強いヘッドが得られる。酸化膜及び
窒化膜の膜圧はそれぞれ５００〜２０００Å及び５００
〜１０００Åである。作製方法は酸化膜の場合には通常
の熱酸化法、各種ＣＶＤ法が適用でき、窒化膜は熱ＣＶ
Ｄ法Ｐ−ＣＶＤ法が適用できるがこれらに限定されるも
のではない。
電極保護層兼接合層の構成に関するものである。説明は
図６についての説明で代用するが、保護層兼接合層４０
を酸化膜と窒化膜との積層体とすることで絶縁耐圧及び
耐環境性（特に高湿度環境に対する）が単層の時よりも
向上し、使用環境に強いヘッドが得られる。酸化膜及び
窒化膜の膜圧はそれぞれ５００〜２０００Å及び５００
〜１０００Åである。作製方法は酸化膜の場合には通常
の熱酸化法、各種ＣＶＤ法が適用でき、窒化膜は熱ＣＶ
Ｄ法Ｐ−ＣＶＤ法が適用できるがこれらに限定されるも
のではない。
【００３７】（請求項９の発明）本願の第９の発明は、
振動板作製方法及びその構成に関するものである。図７
は振動板の作製工程を説明するための図である。図７に
従って前記発明を説明する。ここで、ギャップを保持す
るための凹部５５を作製するまで（図７（Ａ）〜図７
（Ｄ））は、請求項２の発明に関連して説明した工程と
同様なのでここでは説明を省略する。凹部５５が形成さ
れた振動板基板５の裏面全面にｐ型不純物拡散層である
Ｂ拡散層５６を形成する。このＢ拡散層５６はＳｉの異
方性エッチングを行って振動板５７を形成するときのエ
ッチングストップ層の機能をにない、これにより振動板
の膜厚をバラツキなく均一に作製することができる。
振動板作製方法及びその構成に関するものである。図７
は振動板の作製工程を説明するための図である。図７に
従って前記発明を説明する。ここで、ギャップを保持す
るための凹部５５を作製するまで（図７（Ａ）〜図７
（Ｄ））は、請求項２の発明に関連して説明した工程と
同様なのでここでは説明を省略する。凹部５５が形成さ
れた振動板基板５の裏面全面にｐ型不純物拡散層である
Ｂ拡散層５６を形成する。このＢ拡散層５６はＳｉの異
方性エッチングを行って振動板５７を形成するときのエ
ッチングストップ層の機能をにない、これにより振動板
の膜厚をバラツキなく均一に作製することができる。
【００３８】Ｂ拡散層５６の形成は、通常の不純物拡散
法によるが、気相拡散の場合には以下の条件で行う。拡
散炉に基板５をセットし、Ｎ2をキャリアガスとしてＢ
Ｂｒ3蒸気とＯ2を導入し、１１００℃において所定時間
ボロンデポを行い、次に、酸素雰囲気中で活性化を行い
Ｂ拡散層５６を形成した。また、イオン注入によっても
形成することができる。加速電圧１００ＫｅＶで注入し
１０００℃でドライブインしてＢ拡散層５６を形成し
た。Ｂの濃度は１Ｅ２０ｃｍ3以上、Ｂ拡散層５６の厚
さは１〜１０μｍになるように作製した。特にＢ濃度が
高く、ドープ深さが深い（振動板が厚い）場合にはイオ
ン注入法により気相拡散あるいはＢ2Ｏ3のスピンコート
あるいはＢＮ板を使用した個相拡散法の方が適してい
る。
法によるが、気相拡散の場合には以下の条件で行う。拡
散炉に基板５をセットし、Ｎ2をキャリアガスとしてＢ
Ｂｒ3蒸気とＯ2を導入し、１１００℃において所定時間
ボロンデポを行い、次に、酸素雰囲気中で活性化を行い
Ｂ拡散層５６を形成した。また、イオン注入によっても
形成することができる。加速電圧１００ＫｅＶで注入し
１０００℃でドライブインしてＢ拡散層５６を形成し
た。Ｂの濃度は１Ｅ２０ｃｍ3以上、Ｂ拡散層５６の厚
さは１〜１０μｍになるように作製した。特にＢ濃度が
高く、ドープ深さが深い（振動板が厚い）場合にはイオ
ン注入法により気相拡散あるいはＢ2Ｏ3のスピンコート
あるいはＢＮ板を使用した個相拡散法の方が適してい
る。
【００３９】次に、上面のマスク層５４に振動板５７に
相当するパターンを開口し、アルカリ異方性エッチング
を行う。エッチング液としては、ＫＯＨ水溶液（濃度１
０〜３０ｗｔ％）を使用し、温度８０℃〜９０℃でエッ
チンクした。アルカリエッチングにおけるＳｉのエッチ
ングレイトはＢ濃度依存性を示し、通常のＳｉ基板（中
抵抗基板程度）では１〜２μｍ／ｍｉｎであるのに対し
てＢ高濃度領域では０.０１μｍ／ｍｉｎ程度まで低下
する。従って、エッチングがＢ拡散層５６に達すると、
実質上エッチンクの進行が自発的に停止した状態となっ
て振動板の厚さが均一に作製できる。エッチング液はＥ
ＤＰ液（エチレンジアミンピロテカテコール）が使用が
できる。
相当するパターンを開口し、アルカリ異方性エッチング
を行う。エッチング液としては、ＫＯＨ水溶液（濃度１
０〜３０ｗｔ％）を使用し、温度８０℃〜９０℃でエッ
チンクした。アルカリエッチングにおけるＳｉのエッチ
ングレイトはＢ濃度依存性を示し、通常のＳｉ基板（中
抵抗基板程度）では１〜２μｍ／ｍｉｎであるのに対し
てＢ高濃度領域では０.０１μｍ／ｍｉｎ程度まで低下
する。従って、エッチングがＢ拡散層５６に達すると、
実質上エッチンクの進行が自発的に停止した状態となっ
て振動板の厚さが均一に作製できる。エッチング液はＥ
ＤＰ液（エチレンジアミンピロテカテコール）が使用が
できる。
【００４０】（請求項１０の発明）本願の第１０の発明
は、振動板の構成に関する別の発明である。前項ではＢ
拡散層は全面であったが、本発明では振動板となる領域
にのみ拡散領域を作製するものである。他の構成は、請
求項９の発明に関連して説明したものと同様なので説明
は省略する。高Ｂ拡散層は非常に内部応力が高く、全面
に拡散層を作製すると基板自体に反りが発生し、電極基
板と直接接合する際にボイドの発生原因になる。そこで
振動板となる領域にのみＢ拡散領域を作製すれば、スト
レスはその領域にのみ限定されるため基板全体の反りを
回避することができる。この構成は、図３に示すよう
に、振動板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられ
た構成においても、振動板基板がフラットな場合（電極
基板側に凹部２が形成されている場合）にも適用可能で
ある。但し、図８に示す振動板の作製工程のように、振
動板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられた構成
の場合には、酸化領域５２のマスク層をそのままＢドー
プマスクとしても使用できるため、そのメリットは大き
い。
は、振動板の構成に関する別の発明である。前項ではＢ
拡散層は全面であったが、本発明では振動板となる領域
にのみ拡散領域を作製するものである。他の構成は、請
求項９の発明に関連して説明したものと同様なので説明
は省略する。高Ｂ拡散層は非常に内部応力が高く、全面
に拡散層を作製すると基板自体に反りが発生し、電極基
板と直接接合する際にボイドの発生原因になる。そこで
振動板となる領域にのみＢ拡散領域を作製すれば、スト
レスはその領域にのみ限定されるため基板全体の反りを
回避することができる。この構成は、図３に示すよう
に、振動板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられ
た構成においても、振動板基板がフラットな場合（電極
基板側に凹部２が形成されている場合）にも適用可能で
ある。但し、図８に示す振動板の作製工程のように、振
動板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられた構成
の場合には、酸化領域５２のマスク層をそのままＢドー
プマスクとしても使用できるため、そのメリットは大き
い。
【００４１】（請求項１１の発明）本願の第１１の発明
は、振動板の構成に関する別の発明であり、振動板の作
製工程を示す図９に従って説明する。ギャップを保持す
るための凹部５５を作製するまでは、請求項２の発明と
関連して説明したものと同様なのでここでは省略する。
凹部５５の形成された振動板基板５の裏面全面にｎ型不
純物拡散層であるＰ拡散層６６を形成する。このＰ拡散
層６６はＳｉの電気化学的異方性エッチング（ＥＣＥ
法）を行って振動板５７を形成するときのエッチングス
トップ層の機能をにない、これにより振動板５７の膜厚
をバラツキ少なく均一に作製することができる。Ｐ拡散
層６６の形成は通常の不純物拡散法によるが、気相拡散
の場合には以下の条件で行う。即ち、拡散炉に基板５を
セットし、Ｎ2をキャリアガスとしてＰＨ3と蒸気とＯ2
を導入し、１１００℃において所定時間ボロンデポを行
い、次に、酸素雰囲気中で活性化を行い、Ｐ拡散層６６
を形成した。また、イオン注入によっても形成すること
ができる。加速電圧１００ＫｅＶで注入し１０００℃で
ドライブインしてＰ拡散層６６を形成した。Ｐの濃度は
１Ｅ１８ｃｍ3以上、Ｐ拡散層６６の厚さは１〜１０μ
ｍになるように作製した。特に、Ｐ濃度が高く、ドープ
深さが深い（振動板が厚い）場合には、イオン注入法に
より気相拡散あるいはＰ2Ｏ5のスピンコートあるいはリ
ン拡散ソースを使用した固相拡散法の方が適している。
は、振動板の構成に関する別の発明であり、振動板の作
製工程を示す図９に従って説明する。ギャップを保持す
るための凹部５５を作製するまでは、請求項２の発明と
関連して説明したものと同様なのでここでは省略する。
凹部５５の形成された振動板基板５の裏面全面にｎ型不
純物拡散層であるＰ拡散層６６を形成する。このＰ拡散
層６６はＳｉの電気化学的異方性エッチング（ＥＣＥ
法）を行って振動板５７を形成するときのエッチングス
トップ層の機能をにない、これにより振動板５７の膜厚
をバラツキ少なく均一に作製することができる。Ｐ拡散
層６６の形成は通常の不純物拡散法によるが、気相拡散
の場合には以下の条件で行う。即ち、拡散炉に基板５を
セットし、Ｎ2をキャリアガスとしてＰＨ3と蒸気とＯ2
を導入し、１１００℃において所定時間ボロンデポを行
い、次に、酸素雰囲気中で活性化を行い、Ｐ拡散層６６
を形成した。また、イオン注入によっても形成すること
ができる。加速電圧１００ＫｅＶで注入し１０００℃で
ドライブインしてＰ拡散層６６を形成した。Ｐの濃度は
１Ｅ１８ｃｍ3以上、Ｐ拡散層６６の厚さは１〜１０μ
ｍになるように作製した。特に、Ｐ濃度が高く、ドープ
深さが深い（振動板が厚い）場合には、イオン注入法に
より気相拡散あるいはＰ2Ｏ5のスピンコートあるいはリ
ン拡散ソースを使用した固相拡散法の方が適している。
【００４２】次に、上面のマスク層５４に振動板５７に
相当するパターンを開口し、ＥＣＥエッチングを実施す
る。ＥＣＥ法とは、Ｐ型基板とＰ拡散層６６（すなわち
ｎ型不純物層）とに逆バイアスの電圧を印加しながら、
アルカリ性エッチングを行う方法であり、ｐ型半導体と
ｎ型半導体の酸化ポテンシャルの差を利用して、エッチ
ングが進行してｎ型不純物層がエッチャントにさらされ
たときに、ｎ型不純物層表面に酸化膜が形成されてエッ
チングが自発的にストップする方法である。エッチング
液としては、ＫＯＨ水溶液（濃度１０〜４５ｗｔ％）を
使用し、温度８０℃〜９０℃でエッチングして、逆バイ
アスは１〜４Ｖであった。
相当するパターンを開口し、ＥＣＥエッチングを実施す
る。ＥＣＥ法とは、Ｐ型基板とＰ拡散層６６（すなわち
ｎ型不純物層）とに逆バイアスの電圧を印加しながら、
アルカリ性エッチングを行う方法であり、ｐ型半導体と
ｎ型半導体の酸化ポテンシャルの差を利用して、エッチ
ングが進行してｎ型不純物層がエッチャントにさらされ
たときに、ｎ型不純物層表面に酸化膜が形成されてエッ
チングが自発的にストップする方法である。エッチング
液としては、ＫＯＨ水溶液（濃度１０〜４５ｗｔ％）を
使用し、温度８０℃〜９０℃でエッチングして、逆バイ
アスは１〜４Ｖであった。
【００４３】（請求項１２の発明）本願の第１２の発明
は、振動板の構成に関する別の発明である。前項ではＰ
拡散層６６は全面であったが、本発明では振動板となる
領域にのみ拡散領域５６を作製するものである。ＥＣＥ
法の基本はｐｎジャンクションが正常にできていること
が前提であり、もし、ジャンクションにリーク電流が流
れると、ｎ層に到着する前にｐ層で酸化反応が起こり、
エッチングがストップしてしまう。ｐｎジャンクション
の欠陥は接合面積が広くなると指数的に増加し、ウエハ
ー全面にｎ型不純物拡散層を無欠陥で作製することは非
常に難しい。従って、振動板となる領域にのみｎ型拡散
領域を作製すれば、ｐｎジャンクションはその領域にの
み限定されるため、歩留まりは飛躍的に増大する。この
構成は、図３に示すように、振動板基板側にギャップ保
持の凹部５５が設けられた構成にも、振動板基板がフラ
ットな場合（電極基板側に凹部２が形成されている場
合）にも適用可能である。
は、振動板の構成に関する別の発明である。前項ではＰ
拡散層６６は全面であったが、本発明では振動板となる
領域にのみ拡散領域５６を作製するものである。ＥＣＥ
法の基本はｐｎジャンクションが正常にできていること
が前提であり、もし、ジャンクションにリーク電流が流
れると、ｎ層に到着する前にｐ層で酸化反応が起こり、
エッチングがストップしてしまう。ｐｎジャンクション
の欠陥は接合面積が広くなると指数的に増加し、ウエハ
ー全面にｎ型不純物拡散層を無欠陥で作製することは非
常に難しい。従って、振動板となる領域にのみｎ型拡散
領域を作製すれば、ｐｎジャンクションはその領域にの
み限定されるため、歩留まりは飛躍的に増大する。この
構成は、図３に示すように、振動板基板側にギャップ保
持の凹部５５が設けられた構成にも、振動板基板がフラ
ットな場合（電極基板側に凹部２が形成されている場
合）にも適用可能である。
【００４４】（請求項１３の発明）本願の第１３の発明
は、振動板の構成に関する別の発明であり、図１０はそ
の振動板の作製工程を示す。図１０に示すように、振動
板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられた構成の
場合には、酸化領域５２のマスク層をそのまリンドープ
のマスクとしても使用できるため、ｐｎジャンクション
はその領域にのみ限定されるため、歩留まりは飛躍的に
増大する。リンドープがセルアラインで作製できること
はフォトリソ工程を省けるためにそのメリットは非常に
大きく、コスト低減が図れる。
は、振動板の構成に関する別の発明であり、図１０はそ
の振動板の作製工程を示す。図１０に示すように、振動
板基板側にギャップ保持の凹部５５が設けられた構成の
場合には、酸化領域５２のマスク層をそのまリンドープ
のマスクとしても使用できるため、ｐｎジャンクション
はその領域にのみ限定されるため、歩留まりは飛躍的に
増大する。リンドープがセルアラインで作製できること
はフォトリソ工程を省けるためにそのメリットは非常に
大きく、コスト低減が図れる。
【００４５】（請求項１４，１５の発明）本発明は、ヘ
ッドの全体工程に関するものである。図１１は電極基板
及び振動板基板を接合させる工程及び接合した状態で振
動板を形成する工程を説明するための図である。図示の
ように、電極基板１と振動板基板５とを貼り合わせてか
ら、マスク層を施した振動板基板を外方からエッチング
を行うことにより、振動板を作製する工程にしたもので
ある。このような工程を採ることで、貼り合わせ時に振
動板基板５は通常のウエハーと同様、バルク体としてハ
ンドリングでき損傷することが少なくなり、歩留まりす
なわちコストが低減できる。また、貼り合わせ時には、
８００℃程度の高温下にさらされるため、その熱による
振動板の変形あるいは接合時に加わる圧力による振動板
の変形の可能性が低くでき、安定したアクチュエータの
振動特性が得られる。
ッドの全体工程に関するものである。図１１は電極基板
及び振動板基板を接合させる工程及び接合した状態で振
動板を形成する工程を説明するための図である。図示の
ように、電極基板１と振動板基板５とを貼り合わせてか
ら、マスク層を施した振動板基板を外方からエッチング
を行うことにより、振動板を作製する工程にしたもので
ある。このような工程を採ることで、貼り合わせ時に振
動板基板５は通常のウエハーと同様、バルク体としてハ
ンドリングでき損傷することが少なくなり、歩留まりす
なわちコストが低減できる。また、貼り合わせ時には、
８００℃程度の高温下にさらされるため、その熱による
振動板の変形あるいは接合時に加わる圧力による振動板
の変形の可能性が低くでき、安定したアクチュエータの
振動特性が得られる。
【００４６】（請求項１６，１７の発明）本発明は、ヘ
ッドの全体工程に関するものである。図１２は振動板を
形成した振動板基板と電極基板とを接合する工程を説明
するための図である。図示のように、振動板６を形成し
てから電極基板１と貼り合わせる工程にしたものであ
る。図１２のギャップ維持用凹部２の内部には電極３が
設置されており、引き出し電極として振動板基板５より
外側に配置されなければならない。このため、凹部２の
空間はクローズ系ではなく、必ず外気と接しているオー
プン系になっている。従って、図１１のように、電極基
板１と振動板基板５とを貼り合せてから振動板を作製す
る工程にすると、エッチャントが凹部２の空間に入り込
んで電極３及び酸化膜４４を侵すことになる。また、こ
れを防ぐために開口部をシールするエッチング治具を使
用した場合には、治具への基板のセットがあり、スルー
プットが低下する。図１１に示す工程は、上述した問題
点を解決することができる。
ッドの全体工程に関するものである。図１２は振動板を
形成した振動板基板と電極基板とを接合する工程を説明
するための図である。図示のように、振動板６を形成し
てから電極基板１と貼り合わせる工程にしたものであ
る。図１２のギャップ維持用凹部２の内部には電極３が
設置されており、引き出し電極として振動板基板５より
外側に配置されなければならない。このため、凹部２の
空間はクローズ系ではなく、必ず外気と接しているオー
プン系になっている。従って、図１１のように、電極基
板１と振動板基板５とを貼り合せてから振動板を作製す
る工程にすると、エッチャントが凹部２の空間に入り込
んで電極３及び酸化膜４４を侵すことになる。また、こ
れを防ぐために開口部をシールするエッチング治具を使
用した場合には、治具への基板のセットがあり、スルー
プットが低下する。図１１に示す工程は、上述した問題
点を解決することができる。
【００４７】
【発明の効果】請求項１，２に対応する効果：振動板と
対向電極との間隔（ギャップ）を保持する手段が、電極
基板の特定部位を選択的に酸化した後、この酸化膜を除
去して形成される凹部とすることで、ギャップの加工精
度，再現性，バラツキ等を向上することができる。ま
た、所望の深さの凹部が得られるようなプロセス条件を
容易に決定することができる。
対向電極との間隔（ギャップ）を保持する手段が、電極
基板の特定部位を選択的に酸化した後、この酸化膜を除
去して形成される凹部とすることで、ギャップの加工精
度，再現性，バラツキ等を向上することができる。ま
た、所望の深さの凹部が得られるようなプロセス条件を
容易に決定することができる。
【００４８】請求項３に対応する効果：酸化膜が熱酸化
膜であり、その膜厚を０.１〜７μとすることで、比較
的低い駆動電圧で安定に駆動可能な静電型ヘッドが実現
できる。また、量産時の酸化工程のスループットが向上
する。
膜であり、その膜厚を０.１〜７μとすることで、比較
的低い駆動電圧で安定に駆動可能な静電型ヘッドが実現
できる。また、量産時の酸化工程のスループットが向上
する。
【００４９】請求項４に対応する効果：電極が前記凹部
の内側にｎ型あるいはｐ型不純物層で形成したため、ビ
ット間リークの起こる可能性を低減できる。
の内側にｎ型あるいはｐ型不純物層で形成したため、ビ
ット間リークの起こる可能性を低減できる。
【００５０】請求項５に対応する効果：半導体基板の特
定部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層を、不
純物層を形成する際のマスクとしても使用するため、フ
ォトリソ工程を簡略化でき低コスト化が図れる。
定部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層を、不
純物層を形成する際のマスクとしても使用するため、フ
ォトリソ工程を簡略化でき低コスト化が図れる。
【００５１】請求項６に対応する効果：酸化膜は電極の
保護層及び、該保護層と振動板基板との接合層の機能を
兼ね備えているために、実用上支障のない接合強度が得
られと共に、ビットのショート確率を減少することもで
きる。
保護層及び、該保護層と振動板基板との接合層の機能を
兼ね備えているために、実用上支障のない接合強度が得
られと共に、ビットのショート確率を減少することもで
きる。
【００５２】請求項７に対応する効果：前記酸化膜の膜
厚が０.０５〜０.５μｍであるため、実用上支障のない
耐圧とボイドのない接合を実現することができる。
厚が０.０５〜０.５μｍであるため、実用上支障のない
耐圧とボイドのない接合を実現することができる。
【００５３】請求項８に対応する効果：電極基板に酸化
膜と窒化膜との積層体を形成し、該積層膜は電極の保護
層及び振動板基板との接合層の機能を兼ね備えているた
め、実用上支障のない接合強度が得られると共に、ビッ
トのショート確率も減少することができる。
膜と窒化膜との積層体を形成し、該積層膜は電極の保護
層及び振動板基板との接合層の機能を兼ね備えているた
め、実用上支障のない接合強度が得られると共に、ビッ
トのショート確率も減少することができる。
【００５４】請求項９に対応する効果：振動板がｐ型不
純物拡散層であることで、振動板の膜厚にバラツキがな
く、均一に作製することができる。
純物拡散層であることで、振動板の膜厚にバラツキがな
く、均一に作製することができる。
【００５５】請求項１０に対応する効果：振動板がｐ型
不純物拡散層であり、拡散領域が振動板となる領域に限
定されているため、接合時のボイドの発生を防止するこ
とができる。
不純物拡散層であり、拡散領域が振動板となる領域に限
定されているため、接合時のボイドの発生を防止するこ
とができる。
【００５６】請求項１１に対応する効果：前記振動板が
ｎ型不純物拡散層であるため、振動板の膜厚のバラツキ
がなく、均一に作製することができる。
ｎ型不純物拡散層であるため、振動板の膜厚のバラツキ
がなく、均一に作製することができる。
【００５７】請求項１２に対応する効果：振動板がｎ型
不純物拡散層であり、拡散領域が振動板となる領域に限
定されているため、振動板作製時の歩留まりが向上、ひ
いては低コスト化を図かることができる。
不純物拡散層であり、拡散領域が振動板となる領域に限
定されているため、振動板作製時の歩留まりが向上、ひ
いては低コスト化を図かることができる。
【００５８】請求項１３に対応する効果：前記振動板と
なるｎ型不純物拡散層を形成する際に、前期半導体基板
の特定部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層を
使用するため、フォトリソ工程を簡略化でき低コスト化
することができる。
なるｎ型不純物拡散層を形成する際に、前期半導体基板
の特定部位を選択的に酸化する際に使用するマスク層を
使用するため、フォトリソ工程を簡略化でき低コスト化
することができる。
【００５９】請求項１４に対応する効果：前記電極基板
と前記振動板とを貼り合せてから、振動板を作製するた
め、接合時振動板の変形が防止でき、安定したアクチュ
エータの振動板特性を得ることができる。
と前記振動板とを貼り合せてから、振動板を作製するた
め、接合時振動板の変形が防止でき、安定したアクチュ
エータの振動板特性を得ることができる。
【００６０】請求項１５に対応する効果：前記振動板を
形成してから前記電極基板と貼り合わせるため、振動板
を作製する際の電極及び酸化膜の損傷を防ぐことができ
る。
形成してから前記電極基板と貼り合わせるため、振動板
を作製する際の電極及び酸化膜の損傷を防ぐことができ
る。
【図１】 本発明のインクジェットヘッドを概略的に示
す図であり、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図、図１（Ｂ）は平面図である。
す図であり、図１（Ａ）は図１（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿っ
た断面図、図１（Ｂ）は平面図である。
【図２】 電極基板に凹部を形成する工程を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３】 振動板基板に凹部を形成する工程を説明する
ための図である。
ための図である。
【図４】 電極基板に凹部を形成する他の工程を説明す
るための図である。
るための図である。
【図５】 電極基板に凹部を形成する他の工程を説明す
るための図である。
るための図である。
【図６】 電極基板及び電極基板と振動板基板接合させ
た状態を示す図である。
た状態を示す図である。
【図７】 振動板基板を作製する工程を説明するための
図である。
図である。
【図８】 振動板基板を作製する他の工程を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図９】 振動板基板を作製する他の工程を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図１０】 振動板基板を作製する他の工程を説明する
ための図である。
ための図である。
【図１１】 電極基板及び振動板基板を接合させた状態
で振動板を形成する工程を説明するための図である。
で振動板を形成する工程を説明するための図である。
【図１２】 振動板を形成した振動板基板と電極基板と
を接合する工程を説明する図である。
を接合する工程を説明する図である。
１…電極基板、２，５５…凹部、３…電極、４…保護
層、５…振動板基板、６，５７…振動板、７…加圧液
室、８…流路、９…共通液室、１０…吐出室、１１…流
入口、１２…上基板、２０，５０…バッファー酸化膜、
２１，５１…窒化膜、２２，５２…酸化領域、２３，４
４，５３…酸化膜、２４…レジスト層、４０…保護層兼
接合層、５４…マスク層、５５…フォトリソ凹部、５６
…Ｂ拡散層、６６…Ｐ拡散層。
層、５…振動板基板、６，５７…振動板、７…加圧液
室、８…流路、９…共通液室、１０…吐出室、１１…流
入口、１２…上基板、２０，５０…バッファー酸化膜、
２１，５１…窒化膜、２２，５２…酸化領域、２３，４
４，５３…酸化膜、２４…レジスト層、４０…保護層兼
接合層、５４…マスク層、５５…フォトリソ凹部、５６
…Ｂ拡散層、６６…Ｐ拡散層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 幸司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2C057 AF24 AF93 AG12 AG52 AG54 AG55 AP02 AP14 AP25 AP56 BA04
Claims (17)
- 【請求項１】 記録体を吐出する吐出口と、記録体に圧
力を加える加圧液室と、加圧液室の一部を構成する振動
板を形成した基板と、凹部を有しかつ該凹部による空隙
を隔てて該振動板に対向する位置に設けられた電極を備
えた電極基板とを有し、前記電極と振動板の間に働く静
電力によって振動板を変形せしめ、記録体を被記録体に
吐出する記録ヘッドにおいて、前記凹部は、前記電極を
形成する半導体基板の特定部位を選択的に酸化して酸化
膜を形成し、その後該酸化膜を除去して形成されたもの
であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項２】 記録体を吐出する吐出口と、凹部を有し
かつ記録体に圧力を加える加圧液室と加圧液室の一部を
構成する振動板を形成した基板と、前記凹部による空隙
をおいて該振動板に対向する位置に設けられた電極を備
えた電極基板を有し、前記振動板の前記電極との間に働
く静電力によって振動板を変形せしめ、記録体を被記録
体に吐出する記録ヘッドにおいて、前記凹部は、前記振
動板を形成する半導体基板の特定部位を選択的に酸化し
て酸化膜を形成し、その後該酸化膜を除去して形成され
たものであることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項３】 請求項１又は２に記載されたインクジェ
ットヘッドにおいて、酸化膜は熱酸化膜でありその膜厚
が０.１〜７μであることを特徴とするインクジェット
ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１又は３に記載されたインクジェ
ットヘッドにおいて、前記電極が前記凹部の内側にｎ型
あるいはｐ型不純物拡散層で形成されたことを特徴とす
るインクジェットヘッド。 - 【請求項５】 請求項４に記載されたインクジェットヘ
ッドにおいて、前記半導体基板の特定部位を選択的に酸
化する際に使用するマスク層は、前記ｎ型あるいはｐ型
不純物拡散層を形成する際のマスクとしても使用するも
のであることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項６】 請求項１，３乃至５のいずれかに記載さ
れたインクジェットヘッドにおいて、前記電極基板に酸
化膜又は窒化膜を形成し、該酸化膜又は窒化膜は、電極
の保護層及び振動板基板との接合層の機能を兼ね備えて
いることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項７】 請求項６に記載されたインクジェットヘ
ッドにおいて、前記酸化膜又は窒化膜の膜厚が０.０５
〜０.５μｍであることを特徴とするインクジェットヘ
ッド。 - 【請求項８】 請求項１，３乃至５のいずれかに記載さ
れたインクジェットヘッドにおいて、前記電極基板に酸
化膜と窒化膜との積層膜を形成し、該積層膜は電極の保
護層及び振動板基板との接合層との機能を兼ね備えてい
ることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項９】 請求項２又は３に記載されたインクジェ
ットヘッドにおいて、前記振動板がｐ型不純物拡散層で
あることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１０】 請求項９に記載されたインクジェット
ヘッドにおいて、前記ｐ型不純物拡散層の拡散領域が振
動板となる領域に限定されていることを特徴とするイン
クジェットヘッド。 - 【請求項１１】 請求項２又は３に記載されたインクジ
ェットヘッドにおいて、前記振動板がｎ型不純物拡散層
であることを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載されたインクジェッ
トヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡散層の拡散領域が
振動板となる領域に限定されていることを特徴とするイ
ンクジェットヘッド。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載されたインクジェッ
トヘッドにおいて、前記ｎ型不純物拡散層は、前記半導
体基板である振動板基板の特定部位を選択的に酸化する
際に使用するマスク層を使用して形成されたものであ
る、ことを特徴とするインクジェットヘッド。 - 【請求項１４】 請求項１記載された凹部を形成した前
記電極基板と振動板基板とを貼り合わせ、その後前記振
動板基板に振動板を作製することを特徴とするインクジ
ェットヘッドの作製方法。 - 【請求項１５】 請求項２に記載された凹部を形成した
振動板基板と電極基板を貼り合わせ、その後振動板基板
に振動板を作製することを特徴とするインクジェットヘ
ッドの作製方法。 - 【請求項１６】 請求項１に記載された凹部が形成され
た電極基板と、振動板が形成された振動板基板とを貼り
合わせることを特徴とするインクジェットヘッドの作製
方法。 - 【請求項１７】 請求項２に記載された凹部が形成され
かつ振動板が形成された振動板基板と、電極基板とを貼
り合わせることを特徴とするインクジェットヘッドの作
製方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269935A JP2000094696A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | インクジェットヘッド及びその作製方法 |
| US09/401,043 US6341847B1 (en) | 1998-09-24 | 1999-09-22 | Electrostatic inkjet head having an accurate gap between an electrode and a diaphragm and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10269935A JP2000094696A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | インクジェットヘッド及びその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094696A true JP2000094696A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17479257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10269935A Pending JP2000094696A (ja) | 1998-09-24 | 1998-09-24 | インクジェットヘッド及びその作製方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6341847B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000094696A (ja) |
Cited By (3)
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| EP1321294A2 (en) * | 2001-12-18 | 2003-06-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Piezoelectric ink-jet printhead and method for manufacturing the same |
| US7766456B2 (en) | 2006-06-12 | 2010-08-03 | Seiko Epson Corporation | Electrostatic actuator, liquid droplet discharging head, methods for manufacturing them, and liquid droplet discharging apparatus |
| JP2016006851A (ja) * | 2014-05-30 | 2016-01-14 | キヤノン株式会社 | 半導体基板および液体吐出ヘッド用基板の作製方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4485759B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2010-06-23 | 株式会社リコー | 異常発生予測方法、状態判定装置及び画像形成装置 |
| US7334871B2 (en) * | 2004-03-26 | 2008-02-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Fluid-ejection device and methods of forming same |
| JP4221611B2 (ja) * | 2006-10-31 | 2009-02-12 | セイコーエプソン株式会社 | 液体噴射ヘッドの製造方法 |
| US7677706B2 (en) * | 2007-08-16 | 2010-03-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Electrostatic actuator and fabrication method |
| US10226927B2 (en) * | 2013-01-30 | 2019-03-12 | Konica Minolta, Inc. | Method for manufacturing droplet-discharge head substrate and droplet-discharging head |
| CN117686497A (zh) * | 2024-02-01 | 2024-03-12 | 杭州百子尖科技股份有限公司 | 基于机器视觉隔膜喷涂检测方法、装置、电子设备及介质 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2708596B2 (ja) * | 1990-01-31 | 1998-02-04 | キヤノン株式会社 | 記録ヘッドおよびインクジェット記録装置 |
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| US6113218A (en) * | 1990-09-21 | 2000-09-05 | Seiko Epson Corporation | Ink-jet recording apparatus and method for producing the head thereof |
| US5159353A (en) * | 1991-07-02 | 1992-10-27 | Hewlett-Packard Company | Thermal inkjet printhead structure and method for making the same |
| JPH0671882A (ja) | 1992-06-05 | 1994-03-15 | Seiko Epson Corp | インクジェットヘッド及びその製造方法 |
| US5652609A (en) * | 1993-06-09 | 1997-07-29 | J. David Scholler | Recording device using an electret transducer |
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-
1998
- 1998-09-24 JP JP10269935A patent/JP2000094696A/ja active Pending
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1999
- 1999-09-22 US US09/401,043 patent/US6341847B1/en not_active Expired - Lifetime
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| EP1321294A3 (en) * | 2001-12-18 | 2003-10-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Piezoelectric ink-jet printhead and method for manufacturing the same |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6341847B1 (en) | 2002-01-29 |
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Legal Events
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