JP2002137393A - 液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置 - Google Patents
液滴吐出ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット記録装置Info
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- JP2002137393A JP2002137393A JP2000336819A JP2000336819A JP2002137393A JP 2002137393 A JP2002137393 A JP 2002137393A JP 2000336819 A JP2000336819 A JP 2000336819A JP 2000336819 A JP2000336819 A JP 2000336819A JP 2002137393 A JP2002137393 A JP 2002137393A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 インク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通
するインク流路と、流路の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを備え、振動板を静電力で変
形させてノズルからインク滴を吐出させる静電型インク
ジェットヘッドにおいて、低コストで信頼性の高い液滴
吐出ヘッド及びその製造方法並びに低コストで信頼性の
高いインクジェット記録装置の提供。 【解決手段】 流路基板１と電極基板２との間のスペー
サ部１３に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
を形成した。
するインク流路と、流路の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを備え、振動板を静電力で変
形させてノズルからインク滴を吐出させる静電型インク
ジェットヘッドにおいて、低コストで信頼性の高い液滴
吐出ヘッド及びその製造方法並びに低コストで信頼性の
高いインクジェット記録装置の提供。 【解決手段】 流路基板１と電極基板２との間のスペー
サ部１３に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
を形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びその
製造方法並びにインクジェット記録装置に関する。
製造方法並びにインクジェット記録装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、プリンタ、ファクシミリ、複写
装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置を含
む。）に用いられるインクジェット記録装置における液
滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとして、イン
ク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通する吐出室（イ
ンク流路、インク室、液室、圧力室、加圧室、加圧液室
などとも称される。）と、吐出室の壁面を形成する第一
電極を兼ねる振動板と、これに対向する電極（第二電
極）とを備え、振動板を静電力で変形変位させてノズル
からインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッド
が知られている。
装置、プロッタ等の画像記録装置（画像形成装置を含
む。）に用いられるインクジェット記録装置における液
滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとして、イン
ク滴を吐出するノズルと、ノズルが連通する吐出室（イ
ンク流路、インク室、液室、圧力室、加圧室、加圧液室
などとも称される。）と、吐出室の壁面を形成する第一
電極を兼ねる振動板と、これに対向する電極（第二電
極）とを備え、振動板を静電力で変形変位させてノズル
からインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッド
が知られている。
【０００３】従来の静電型インクジェットヘッドとして
は、例えば特開平６−７１８８２号公報や特開平５−５
０６０１号公報に開示されているように、吐出室及び振
動板を形成する第１基板と電極を設ける第２基板との陽
極接合面のいずれか一方又は両方の面に振動室用の凹部
或いは電極形成用の凹部若しくはシリコン酸化膜を形成
することにより、振動板と電極との間のギャップ長を所
定の長さに規定するようにしたものがある。
は、例えば特開平６−７１８８２号公報や特開平５−５
０６０１号公報に開示されているように、吐出室及び振
動板を形成する第１基板と電極を設ける第２基板との陽
極接合面のいずれか一方又は両方の面に振動室用の凹部
或いは電極形成用の凹部若しくはシリコン酸化膜を形成
することにより、振動板と電極との間のギャップ長を所
定の長さに規定するようにしたものがある。
【０００４】また、特開平６−２３９８６号公報に開示
されているように、ノズル及び圧力室となるべきキャビ
ティが形成された第一のシリコン基板と振動板となる第
二のシリコン基板とを構成部材とし、高濃度Ｐ型シリコ
ン層を形成した第二のシリコン基板と第一のシリコン基
板とをシリコン−シリコンの直接接合法により接合し、
接合後の第二のシリコン基板をアルカリ異方性エッチン
グしてＰ型シリコン層を残留させて振動板を形成したも
のがある。
されているように、ノズル及び圧力室となるべきキャビ
ティが形成された第一のシリコン基板と振動板となる第
二のシリコン基板とを構成部材とし、高濃度Ｐ型シリコ
ン層を形成した第二のシリコン基板と第一のシリコン基
板とをシリコン−シリコンの直接接合法により接合し、
接合後の第二のシリコン基板をアルカリ異方性エッチン
グしてＰ型シリコン層を残留させて振動板を形成したも
のがある。
【０００５】さらに、特開平９−２６７４７９号公報に
開示されているように、片側に高濃度ｐ型シリコン層を
形成した第一のシリコン基板の高濃度ｐ型シリコン層
と、ノズルが形成された第二のシリコン基板を向かい合
わせて、常温からの昇温速度を摂氏５度／分以下とした
直接接合により貼り合わせて振動板を形成したものもあ
る。
開示されているように、片側に高濃度ｐ型シリコン層を
形成した第一のシリコン基板の高濃度ｐ型シリコン層
と、ノズルが形成された第二のシリコン基板を向かい合
わせて、常温からの昇温速度を摂氏５度／分以下とした
直接接合により貼り合わせて振動板を形成したものもあ
る。
【０００６】また、静電型インクジェットヘッドの製造
方法としては、例えば特開平９−２８６１０１号公報に
開示されているように、ノズルを形成したシリコンウエ
ハの貼り合わせ面に、シリコン酸化とＮa2Ｏ及び水から
なる珪酸ナトリウム水溶液を希釈したものをスピンコー
トを用いてコートすることで珪酸ナトリウム層を形成
し、形成後直ちにシリコンウエハと振動板を形成したシ
リコンウエハを貼り合わせ、貼り合わせ面の反対側より
荷重をかけ、８０℃以上２００℃以下の大気中で加熱を
行うことにより、接合ウエハを得る方法が知られてい
る。
方法としては、例えば特開平９−２８６１０１号公報に
開示されているように、ノズルを形成したシリコンウエ
ハの貼り合わせ面に、シリコン酸化とＮa2Ｏ及び水から
なる珪酸ナトリウム水溶液を希釈したものをスピンコー
トを用いてコートすることで珪酸ナトリウム層を形成
し、形成後直ちにシリコンウエハと振動板を形成したシ
リコンウエハを貼り合わせ、貼り合わせ面の反対側より
荷重をかけ、８０℃以上２００℃以下の大気中で加熱を
行うことにより、接合ウエハを得る方法が知られてい
る。
【０００７】さらに、特開平１０−２８６９５４号公報
に開示されているように、第一シリコン基板と第二シリ
コン基板を洗浄・乾燥後、第一シリコン基板の貼り合わ
せ面側に、スピンコートでポリシラザン層を形成し、形
成後、直ちに第一シリコン基板と第二シリコン基板を貼
り合わせ、貼り合わせ面の反対側より荷重をかけ、４５
０℃の大気中で１時間加熱を行い接合ウエハを得る方法
が知られている。その他、特開平９−２８６１０１号公
報に記載されているように第１基板と第２基板とを陽極
接合するもの、特開平６−８４４９号公報に記載されて
いるように第１基板と第２基板とを直接接合するものな
どが知られている。
に開示されているように、第一シリコン基板と第二シリ
コン基板を洗浄・乾燥後、第一シリコン基板の貼り合わ
せ面側に、スピンコートでポリシラザン層を形成し、形
成後、直ちに第一シリコン基板と第二シリコン基板を貼
り合わせ、貼り合わせ面の反対側より荷重をかけ、４５
０℃の大気中で１時間加熱を行い接合ウエハを得る方法
が知られている。その他、特開平９−２８６１０１号公
報に記載されているように第１基板と第２基板とを陽極
接合するもの、特開平６−８４４９号公報に記載されて
いるように第１基板と第２基板とを直接接合するものな
どが知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記第
１基板と第２基板の接合に水ガラス（珪酸ナトリウム溶
液）を用いたものにあっては、この材料は低温で良好な
接合性を示すが、水分の含有量が多いため膜中からの出
ガス（水蒸気など）の影響が避けられない。また、上記
第１基板と第２基板の接合にポリシラザンを利用したも
のにあっては、信頼性に優れるが、やはり出ガスの問題
を内在している。
１基板と第２基板の接合に水ガラス（珪酸ナトリウム溶
液）を用いたものにあっては、この材料は低温で良好な
接合性を示すが、水分の含有量が多いため膜中からの出
ガス（水蒸気など）の影響が避けられない。また、上記
第１基板と第２基板の接合にポリシラザンを利用したも
のにあっては、信頼性に優れるが、やはり出ガスの問題
を内在している。
【０００９】さらに、上記陽極接合を利用するものあっ
ては、４００℃程度の温度下で、１００〜２０００Ｖと
いう高電圧を印加することによる振動板へのストレス蓄
積などの問題を有している。
ては、４００℃程度の温度下で、１００〜２０００Ｖと
いう高電圧を印加することによる振動板へのストレス蓄
積などの問題を有している。
【００１０】そこで、上述したウェハ同士を直接的に接
合する方式（直接接合）が使われている。ところが、静
電気力駆動においては、電極間短絡防止、接触面の保護
や、駆動信頼性を高めるために、個別電極及び／又は振
動板に信頼性の高い絶縁膜を形成しなくてはいけない。
このため、通常、シリコン酸化膜等の酸化膜を用いた絶
縁膜が利用されている。
合する方式（直接接合）が使われている。ところが、静
電気力駆動においては、電極間短絡防止、接触面の保護
や、駆動信頼性を高めるために、個別電極及び／又は振
動板に信頼性の高い絶縁膜を形成しなくてはいけない。
このため、通常、シリコン酸化膜等の酸化膜を用いた絶
縁膜が利用されている。
【００１１】ところが、直接接合を用いた接合では、そ
の接合面によって信頼性のある接合を得るために必要な
温度が大きく異なる。例えば、もっとも低温で接合可能
なのは、シリコンとシリコンの接合である。続いて、シ
リコン酸化膜とシリコンの接合が続き、これらの接合は
８００℃〜１１００℃程度の接合温度で使用可能であ
る。これに対して、シリコン酸化膜とシリコン酸化膜の
接合においては、きわめて安定な界面同士の接合となる
ため、確実な接合を得るためには１２００℃以上での接
合が必要になる。このような高い温度では、特殊な炉が
必要になったり、ヘッドを構成する材料が限られたりす
るため、現実的な接合技術とはならない。
の接合面によって信頼性のある接合を得るために必要な
温度が大きく異なる。例えば、もっとも低温で接合可能
なのは、シリコンとシリコンの接合である。続いて、シ
リコン酸化膜とシリコンの接合が続き、これらの接合は
８００℃〜１１００℃程度の接合温度で使用可能であ
る。これに対して、シリコン酸化膜とシリコン酸化膜の
接合においては、きわめて安定な界面同士の接合となる
ため、確実な接合を得るためには１２００℃以上での接
合が必要になる。このような高い温度では、特殊な炉が
必要になったり、ヘッドを構成する材料が限られたりす
るため、現実的な接合技術とはならない。
【００１２】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、低コストで信頼性の高い液滴吐出ヘッド及びそ
の製造方法並びに低コストで信頼性の高いインクジェッ
ト記録装置を提供することを目的とする。
であり、低コストで信頼性の高い液滴吐出ヘッド及びそ
の製造方法並びに低コストで信頼性の高いインクジェッ
ト記録装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を設ける第
１基板と電極を設ける第２基板との間のスペーサ部の少
なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシリコ
ン酸化膜が１０００℃以下の温度で軟化性を示す組成を
持つ構成としたものである。
め、本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を設ける第
１基板と電極を設ける第２基板との間のスペーサ部の少
なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシリコ
ン酸化膜が１０００℃以下の温度で軟化性を示す組成を
持つ構成としたものである。
【００１４】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、こ
のシリコン酸化膜には燐及び／又は硼素が含まれている
構成としたものである。
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、こ
のシリコン酸化膜には燐及び／又は硼素が含まれている
構成としたものである。
【００１５】ここで、スペーサ部の全体を燐及び／又は
硼素が含まれているシリコン酸化膜とすることができ
る。また、振動板と電極の各対向側表面には燐及び／又
は硼素が含まれているシリコン酸化膜を有しないことが
好ましい。
硼素が含まれているシリコン酸化膜とすることができ
る。また、振動板と電極の各対向側表面には燐及び／又
は硼素が含まれているシリコン酸化膜を有しないことが
好ましい。
【００１６】さらに、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含
まないシリコン酸化膜上に硼素及び／又は含むシリコン
酸化膜を積層してなる層構成とすることができる。ま
た、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含まないシリコン酸
化膜上に、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜、及
び、硼素及び／又は燐を含むシリコン酸化膜を順次積層
してなる層構成とすることもできる。
まないシリコン酸化膜上に硼素及び／又は含むシリコン
酸化膜を積層してなる層構成とすることができる。ま
た、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含まないシリコン酸
化膜上に、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜、及
び、硼素及び／又は燐を含むシリコン酸化膜を順次積層
してなる層構成とすることもできる。
【００１７】また、スペーサ部は電極の上に形成したシ
リコン酸化膜で形成することができる。この場合、電極
の材料が硼素又は燐を不純物として含む多結晶シリコン
であり、ギャップ層はこの多結晶シリコンの電極材料の
上に形成されたシリコン酸化膜で形成されていることが
好ましい。この場合、ギャップ層は電極を形成する多結
晶シリコンを酸化することで形成されていることが好ま
しい。
リコン酸化膜で形成することができる。この場合、電極
の材料が硼素又は燐を不純物として含む多結晶シリコン
であり、ギャップ層はこの多結晶シリコンの電極材料の
上に形成されたシリコン酸化膜で形成されていることが
好ましい。この場合、ギャップ層は電極を形成する多結
晶シリコンを酸化することで形成されていることが好ま
しい。
【００１８】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、接
合面にはダミー溝が形成されている構成としたものであ
る。
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有し、接
合面にはダミー溝が形成されている構成としたものであ
る。
【００１９】ここで、シリコン酸化膜は、燐及び／又は
硼素を含み、電極間の隔壁幅と略同じ幅にパターニング
されていることが好ましい。
硼素を含み、電極間の隔壁幅と略同じ幅にパターニング
されていることが好ましい。
【００２０】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を
設ける第１基板と電極を設ける第２基板とが接合され、
第１基板の接合面の保護膜と電極の保護膜とが同じ層構
造のシリコン酸化膜である構成としたものである。
設ける第１基板と電極を設ける第２基板とが接合され、
第１基板の接合面の保護膜と電極の保護膜とが同じ層構
造のシリコン酸化膜である構成としたものである。
【００２１】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシリコン
酸化膜を形成する下地層上にダミー電極が形成されてい
る構成としたものである。
設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間のスペー
サ部の接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシリコン
酸化膜を形成する下地層上にダミー電極が形成されてい
る構成としたものである。
【００２２】ここで、ダミー電極は電極と電気的に分離
されていることが好ましい。この場合、シリコン酸化膜
の表面には振動板と前記電極との間に形成される振動室
間又は空気溜まり室に連通する溝又は空間を有すること
ができる。
されていることが好ましい。この場合、シリコン酸化膜
の表面には振動板と前記電極との間に形成される振動室
間又は空気溜まり室に連通する溝又は空間を有すること
ができる。
【００２３】これらの各本発明に係る液滴吐出ヘッドに
おいては、シリコン酸化膜中に存在する元素が共有結合
性であり、その酸化物の電気陰性度が２．０以下である
ことが好ましい。
おいては、シリコン酸化膜中に存在する元素が共有結合
性であり、その酸化物の電気陰性度が２．０以下である
ことが好ましい。
【００２４】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板表
面側には酸化硼素層上に不純物を含まないシリコン酸化
膜を有する構成としたものである。
面側には酸化硼素層上に不純物を含まないシリコン酸化
膜を有する構成としたものである。
【００２５】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板と
電極との間に形成される振動室が密閉された空間であ
り、この空間が略真空状態である構成としたものであ
る。
電極との間に形成される振動室が密閉された空間であ
り、この空間が略真空状態である構成としたものであ
る。
【００２６】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用したイン
クジェットヘッドを製造する製造方法であって、シリコ
ン酸化膜を形成した後、シリコン酸化膜がリフロー性を
示す温度以上で個別に熱処理を施し、このリフロー性を
示す温度未満の温度で第１基板と第２基板とを加熱して
接合する構成としたものである。
は、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用したイン
クジェットヘッドを製造する製造方法であって、シリコ
ン酸化膜を形成した後、シリコン酸化膜がリフロー性を
示す温度以上で個別に熱処理を施し、このリフロー性を
示す温度未満の温度で第１基板と第２基板とを加熱して
接合する構成としたものである。
【００２７】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用したイン
クジェットヘッドを製造する製造方法であって、シリコ
ン酸化膜を形成した後、接合面となる表面の平坦化処理
を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際の接
合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板と第
２基板を加熱して接合する構成としたものである。
は、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用したイン
クジェットヘッドを製造する製造方法であって、シリコ
ン酸化膜を形成した後、接合面となる表面の平坦化処理
を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際の接
合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板と第
２基板を加熱して接合する構成としたものである。
【００２８】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、スペーサ部となるシリコン酸化膜に振動板と電極と
の間の振動室となるギャップを形成する液滴吐出ヘッド
を製造する製造方法であって、スペーサ部となるシリコ
ン酸化膜に振動板と電極との間の振動室となるギャップ
を形成した後、電極を形成する構成としたものである。
は、スペーサ部となるシリコン酸化膜に振動板と電極と
の間の振動室となるギャップを形成する液滴吐出ヘッド
を製造する製造方法であって、スペーサ部となるシリコ
ン酸化膜に振動板と電極との間の振動室となるギャップ
を形成した後、電極を形成する構成としたものである。
【００２９】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法
は、本発明を適用したインクジェットヘッドを製造する
製造方法であって、第１基板を第２基板に接合した後機
械的な研磨研削によって第１基板を液室高さまで減じた
後、熱処理を加える構成としたものである。
は、本発明を適用したインクジェットヘッドを製造する
製造方法であって、第１基板を第２基板に接合した後機
械的な研磨研削によって第１基板を液室高さまで減じた
後、熱処理を加える構成としたものである。
【００３０】本発明に係るインクジェット記録装置は、
本発明に液滴吐出ヘッドをインク滴を吐出するインクジ
ェットヘッドとして搭載したものである。
本発明に液滴吐出ヘッドをインク滴を吐出するインクジ
ェットヘッドとして搭載したものである。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面を参照して説明する。先ず、本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１実施形態について図１乃至図４
を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視
説明図、図２は同ヘッドのノズル板を除いた上面説明
図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドの振動板長手
方向の断面説明図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う同ヘッ
ドの振動板短手方向の要部拡大断面説明図である。
図面を参照して説明する。先ず、本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１実施形態について図１乃至図４
を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視
説明図、図２は同ヘッドのノズル板を除いた上面説明
図、図３は図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドの振動板長手
方向の断面説明図、図４は図２のＢ−Ｂ線に沿う同ヘッ
ドの振動板短手方向の要部拡大断面説明図である。
【００３２】このインクジェットヘッドは、単結晶シリ
コン基板を用いた第１基板である流路基板１と、この流
路基板１の下側に設けた単結晶シリコン基板を用いた第
２基板である電極基板２と、流路基板１の上側に設けた
第３基板であるノズル板３とを積層した構造を有し、イ
ンク滴を吐出する複数のノズル４、各ノズル４が連通す
るインク流路である吐出室６、各吐出室６にインク供給
路を兼ねた流体抵抗部７を介して連通する共通液室８な
どを形成している。
コン基板を用いた第１基板である流路基板１と、この流
路基板１の下側に設けた単結晶シリコン基板を用いた第
２基板である電極基板２と、流路基板１の上側に設けた
第３基板であるノズル板３とを積層した構造を有し、イ
ンク滴を吐出する複数のノズル４、各ノズル４が連通す
るインク流路である吐出室６、各吐出室６にインク供給
路を兼ねた流体抵抗部７を介して連通する共通液室８な
どを形成している。
【００３３】流路基板１にはノズル４が連通する複数の
吐出室６及びこの吐出室６の壁面である底部をなす振動
板１０（電極を兼ねている）を形成する凹部を形成して
いる。この振動板１０の面外方向（電極基板２側）表面
には電極間の短絡を防止するためのシリコン酸化膜から
なる絶縁膜１１を形成している。
吐出室６及びこの吐出室６の壁面である底部をなす振動
板１０（電極を兼ねている）を形成する凹部を形成して
いる。この振動板１０の面外方向（電極基板２側）表面
には電極間の短絡を防止するためのシリコン酸化膜から
なる絶縁膜１１を形成している。
【００３４】ここで、流路基板１は、例えば（１１０）
面方位の単結晶シリコン基板を用いた場合、予め振動板
厚さに高濃度Ｐ型不純物（例えば硼素）を注入してエッ
チングストップ層となる高濃度硼素拡散層を形成し、電
極基板２と接合した後、吐出室６となる凹部をＫＯＨ水
溶液などのアルカリエッチング液を用いて異方性エッチ
ングすることにより、このとき高濃度硼素拡散層がエッ
チングストップ層となって（エッチレートが極端に小さ
くなって）振動板１０が高精度に形成される。高濃度Ｐ
型不純物としては、硼素（ボロン）の他、ガリウム、ア
ルミニウムなどもあるが、半導体分野では硼素が一般的
である。
面方位の単結晶シリコン基板を用いた場合、予め振動板
厚さに高濃度Ｐ型不純物（例えば硼素）を注入してエッ
チングストップ層となる高濃度硼素拡散層を形成し、電
極基板２と接合した後、吐出室６となる凹部をＫＯＨ水
溶液などのアルカリエッチング液を用いて異方性エッチ
ングすることにより、このとき高濃度硼素拡散層がエッ
チングストップ層となって（エッチレートが極端に小さ
くなって）振動板１０が高精度に形成される。高濃度Ｐ
型不純物としては、硼素（ボロン）の他、ガリウム、ア
ルミニウムなどもあるが、半導体分野では硼素が一般的
である。
【００３５】また、流路基板１としては、ベース基板と
活性層基板とを酸化膜を介して接合したＳＯＩ（Ｓilic
on Ｏn Ｉnsulator）基板を用いることも可能である。
現在、高性能な半導体デバイス製造を目的として、１〜
３μｍほどのシリコン活性層（インクジェットヘッドで
はこの活性層を振動板１０に用いる。）を持つウェハを
容易に入手でき、コストの低減を図れる。
活性層基板とを酸化膜を介して接合したＳＯＩ（Ｓilic
on Ｏn Ｉnsulator）基板を用いることも可能である。
現在、高性能な半導体デバイス製造を目的として、１〜
３μｍほどのシリコン活性層（インクジェットヘッドで
はこの活性層を振動板１０に用いる。）を持つウェハを
容易に入手でき、コストの低減を図れる。
【００３６】また、電極基板２には、単結晶シリコン基
板を用いて、熱酸化法などで酸化膜１２を形成し、この
酸化膜１２に電極形成用の溝となるとともに流路基板１
と電極基板２との間のギャップスペーサ部１３を形成す
る凹部（電極形成用溝）１４を形成して、この凹部１４
底面に振動板１０に対向する電極１５を設け、振動板１
０と電極１５との間に所定の（例えば０．２μｍ程度
の）ギャップ１６を形成し、これらの振動板１０と電極
１５とによって静電型マイクロアクチュエータを構成し
ている。
板を用いて、熱酸化法などで酸化膜１２を形成し、この
酸化膜１２に電極形成用の溝となるとともに流路基板１
と電極基板２との間のギャップスペーサ部１３を形成す
る凹部（電極形成用溝）１４を形成して、この凹部１４
底面に振動板１０に対向する電極１５を設け、振動板１
０と電極１５との間に所定の（例えば０．２μｍ程度
の）ギャップ１６を形成し、これらの振動板１０と電極
１５とによって静電型マイクロアクチュエータを構成し
ている。
【００３７】電極基板２の電極１５としては、金、或い
は、通常半導体素子の形成プロセスで一般的に用いられ
るＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料や、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ
等の高融点金属、不純物をドープした多結晶シリコン膜
などを用いることができる。また、電極１５は外部に延
設して電極パッド部１５ａとし、この電極パッド部１５
ａにヘッド駆動回路であるドライバＩＣ２２をワイヤボ
ンドなどによって搭載したＦＰＣケーブルを異方性導電
膜などを介して接続する。
は、通常半導体素子の形成プロセスで一般的に用いられ
るＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ等の金属材料や、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｗ
等の高融点金属、不純物をドープした多結晶シリコン膜
などを用いることができる。また、電極１５は外部に延
設して電極パッド部１５ａとし、この電極パッド部１５
ａにヘッド駆動回路であるドライバＩＣ２２をワイヤボ
ンドなどによって搭載したＦＰＣケーブルを異方性導電
膜などを介して接続する。
【００３８】さらに、電極基板２には共通液室８へイン
クを供給するためのインク取り入れ口９を形成してい
る。このインク取入れ口９にインク供給管を接着して接
続することにより、共通液室８、吐出室６等には、図示
しないインクタンクからインク取入れ口９を通して供給
されたインクが充填されることが可能となる。なお、使
用するインクは、水、アルコール、トルエン等の主溶媒
にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔
料とを溶解または分散させることにより調製される。さ
らに、インクジェットヘッドにヒーター等を付設すれ
ば、ホットメルトインクも使用できる。
クを供給するためのインク取り入れ口９を形成してい
る。このインク取入れ口９にインク供給管を接着して接
続することにより、共通液室８、吐出室６等には、図示
しないインクタンクからインク取入れ口９を通して供給
されたインクが充填されることが可能となる。なお、使
用するインクは、水、アルコール、トルエン等の主溶媒
にエチレングリコール等の界面活性剤と、染料または顔
料とを溶解または分散させることにより調製される。さ
らに、インクジェットヘッドにヒーター等を付設すれ
ば、ホットメルトインクも使用できる。
【００３９】ノズル板３には、多数のノズル４を形成す
るとともに、共通液室８と吐出室６を連通するための流
体抵抗部７を形成する溝部を形成している。ここでは、
インク吐出面（ノズル表面側）には撥水性皮膜を成膜し
ている。このノズル板３にはガラス基板、プラスチック
板、ステンレス等の金属板、シリコン基板、エレクトロ
フォーミング（電鋳）工法によるニッケルメッキ膜、ポ
リイミド等の樹脂にエキシマレーザー加工をしたもの、
金属と樹脂とを積層したもの等を用いることができる。
るとともに、共通液室８と吐出室６を連通するための流
体抵抗部７を形成する溝部を形成している。ここでは、
インク吐出面（ノズル表面側）には撥水性皮膜を成膜し
ている。このノズル板３にはガラス基板、プラスチック
板、ステンレス等の金属板、シリコン基板、エレクトロ
フォーミング（電鋳）工法によるニッケルメッキ膜、ポ
リイミド等の樹脂にエキシマレーザー加工をしたもの、
金属と樹脂とを積層したもの等を用いることができる。
【００４０】ここで、流路基板１と電極基板２との間の
スペーサ部１３の接合面側には、酸化膜１２上に１００
０℃以下の温度で軟化性を示す組成を持つシリコン酸化
膜１８を形成している。このシリコン酸化膜１８とし
て、ここでは、硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜：
Boro-Silicate Glass）を用いている。このシリコン酸
化膜１８は、電極１５表面に形成するシリコン酸化膜で
ある電極保護膜（絶縁膜）１７を一体に形成している。
スペーサ部１３の接合面側には、酸化膜１２上に１００
０℃以下の温度で軟化性を示す組成を持つシリコン酸化
膜１８を形成している。このシリコン酸化膜１８とし
て、ここでは、硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜：
Boro-Silicate Glass）を用いている。このシリコン酸
化膜１８は、電極１５表面に形成するシリコン酸化膜で
ある電極保護膜（絶縁膜）１７を一体に形成している。
【００４１】なお、シリコン酸化膜１８としては、硼素
を含まず、燐素を含むシリコン酸化膜（ＰＳＧ膜：Phos
pho-Silicate Glass）、或いは、燐及び硼素を含むシリ
コン酸化膜（ＢＰＳＧ膜：BoroPhospho-Silicate Glas
s）を用いることもできる。また、流路基板１と電極基
板２との間の接合層となるシリコン酸化膜１８は流路基
板１の振動板１０の表面側（この例では絶縁膜１１表面
側）に形成することもできる。
を含まず、燐素を含むシリコン酸化膜（ＰＳＧ膜：Phos
pho-Silicate Glass）、或いは、燐及び硼素を含むシリ
コン酸化膜（ＢＰＳＧ膜：BoroPhospho-Silicate Glas
s）を用いることもできる。また、流路基板１と電極基
板２との間の接合層となるシリコン酸化膜１８は流路基
板１の振動板１０の表面側（この例では絶縁膜１１表面
側）に形成することもできる。
【００４２】このように、流路基板１と電極基板２との
間のスペーサ部１３の少なくとも接合面側に１０００℃
以下で軟化性を示す組成を持つシリコン酸化膜１８を設
けることにより、シリコン酸化膜１８を成膜後、熱処理
によりリフローさせることで、良好な直接接合が可能な
表面性が得られる。具体的には、成膜直後にはＡＦＭを
用いた表面性の評価で、表面粗さＲａ値が１〜３ｎｍ程
度であったものが０．１〜０．２ｎｍとなり、非常に良
好な直接接合が可能な表面性が得られた。
間のスペーサ部１３の少なくとも接合面側に１０００℃
以下で軟化性を示す組成を持つシリコン酸化膜１８を設
けることにより、シリコン酸化膜１８を成膜後、熱処理
によりリフローさせることで、良好な直接接合が可能な
表面性が得られる。具体的には、成膜直後にはＡＦＭを
用いた表面性の評価で、表面粗さＲａ値が１〜３ｎｍ程
度であったものが０．１〜０．２ｎｍとなり、非常に良
好な直接接合が可能な表面性が得られた。
【００４３】これにより、低温（１０００℃）以下でシ
リコン基板同士を接合することが可能になるとともに、
基板同士の密着性が向上する。さらに、第１基板及び第
２基板にシリコン基板を用いた場合には、シリコン基板
同士をシリコン酸化膜で接合することで、基板同士の熱
膨張差を最小にすることができて、熱履歴による歪みの
発生を抑えることができる。さらに、ヘッドを貫通する
形でインク供給口（インク取り入れ口）を形成した場合
にも、接合面へのインクによる腐食、染み込みを防止す
ることができる。
リコン基板同士を接合することが可能になるとともに、
基板同士の密着性が向上する。さらに、第１基板及び第
２基板にシリコン基板を用いた場合には、シリコン基板
同士をシリコン酸化膜で接合することで、基板同士の熱
膨張差を最小にすることができて、熱履歴による歪みの
発生を抑えることができる。さらに、ヘッドを貫通する
形でインク供給口（インク取り入れ口）を形成した場合
にも、接合面へのインクによる腐食、染み込みを防止す
ることができる。
【００４４】また、流路基板１と電極基板２との間のス
ペーサ部１３の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜１
８として燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜、例え
ばＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、或いはＢＰＳＧ膜などを用いる
ことで、容易に１０００℃以下で軟化性を示す組成を持
つシリコン酸化膜を形成することができ、シリコン酸化
膜１８を成膜後、熱処理によりリフローさせることで、
良好な直接接合が可能な表面性が得られる。
ペーサ部１３の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜１
８として燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜、例え
ばＢＳＧ膜、ＰＳＧ膜、或いはＢＰＳＧ膜などを用いる
ことで、容易に１０００℃以下で軟化性を示す組成を持
つシリコン酸化膜を形成することができ、シリコン酸化
膜１８を成膜後、熱処理によりリフローさせることで、
良好な直接接合が可能な表面性が得られる。
【００４５】ここで、シリコン酸化膜中に第３の元素が
入ると、シリコンと酸素の結合にとって変わる共有性の
結合を持つものと、シリコンと酸素の結合中に電気的に
修飾する形で進入存在するイオン結合性の元素がある。
インクジェットヘッドに使用するシリコン酸化膜では、
そのインクが高いアルカリ性を示すものが多く、イオン
結合性の元素では、インクに対して溶出したり、接合に
用いた場合は剥離したりする。また、共有結合性の元素
を用いた場合でも、酸化物の電気陰性度が２．０以下で
ある場合には、イオン結合性の元素と同様に、インクに
対して溶出したり、接合に用いた場合は剥離したりする
おそれがある。
入ると、シリコンと酸素の結合にとって変わる共有性の
結合を持つものと、シリコンと酸素の結合中に電気的に
修飾する形で進入存在するイオン結合性の元素がある。
インクジェットヘッドに使用するシリコン酸化膜では、
そのインクが高いアルカリ性を示すものが多く、イオン
結合性の元素では、インクに対して溶出したり、接合に
用いた場合は剥離したりする。また、共有結合性の元素
を用いた場合でも、酸化物の電気陰性度が２．０以下で
ある場合には、イオン結合性の元素と同様に、インクに
対して溶出したり、接合に用いた場合は剥離したりする
おそれがある。
【００４６】したがって、インクジェットヘッドのスペ
ーサ部或いは接合層として用いるシリコン酸化膜１８に
含める元素としては、共有結合性の元素で、酸化物の電
気陰性度が２．０以下であることが好ましい。具体的
は、硼素、硫黄、燐、砒素、アンチモン、ゲルマニウ
ム、鈴、チタン、ジルコニウム、ベリリウム、アルミニ
ウムなどを挙げることができる。これらの元素を用いる
ことで、インクへの溶出や接合部分の剥離を抑えること
ができ、一層信頼性が向上する。
ーサ部或いは接合層として用いるシリコン酸化膜１８に
含める元素としては、共有結合性の元素で、酸化物の電
気陰性度が２．０以下であることが好ましい。具体的
は、硼素、硫黄、燐、砒素、アンチモン、ゲルマニウ
ム、鈴、チタン、ジルコニウム、ベリリウム、アルミニ
ウムなどを挙げることができる。これらの元素を用いる
ことで、インクへの溶出や接合部分の剥離を抑えること
ができ、一層信頼性が向上する。
【００４７】すなわち、電気陰性度は、シリコン酸化膜
（ガラス）の共有結合性を示す尺度となり、酸素原子の
電気陰性度χ0から、金属原子の電気陰性度χmを引いた
値（χ0−χm）≦２であると、その金属酸化物はシリコ
ン酸化膜（ガラス）の骨格をなすような構造となる。逆
に、（χ0−χm）＞２であると、その金属はシリコン酸
化膜のシリコンと酸素で形成されるような骨格の隙間を
浮遊するような形（網目修飾酸化物）になる。このよう
な網目修飾酸化物は、シリコン酸化膜中で比較的自由に
動くことができるので、インクのようなアルカリ性の高
い溶液などが触れると、インク中に溶出してしまう。そ
の際、シリコンと酸素の結合を切るような挙動がある
と、シリコン酸化膜はインクに溶けることになる。した
がって、シリコン酸化膜としては、特にアルカリ性のイ
ンクを用いるインクジェットヘッドの場合、電気陰性度
が２以下であること、金属元素は共有結合性を有してい
ることが好ましい。
（ガラス）の共有結合性を示す尺度となり、酸素原子の
電気陰性度χ0から、金属原子の電気陰性度χmを引いた
値（χ0−χm）≦２であると、その金属酸化物はシリコ
ン酸化膜（ガラス）の骨格をなすような構造となる。逆
に、（χ0−χm）＞２であると、その金属はシリコン酸
化膜のシリコンと酸素で形成されるような骨格の隙間を
浮遊するような形（網目修飾酸化物）になる。このよう
な網目修飾酸化物は、シリコン酸化膜中で比較的自由に
動くことができるので、インクのようなアルカリ性の高
い溶液などが触れると、インク中に溶出してしまう。そ
の際、シリコンと酸素の結合を切るような挙動がある
と、シリコン酸化膜はインクに溶けることになる。した
がって、シリコン酸化膜としては、特にアルカリ性のイ
ンクを用いるインクジェットヘッドの場合、電気陰性度
が２以下であること、金属元素は共有結合性を有してい
ることが好ましい。
【００４８】このインクジェットヘッドではノズル４を
二列配置し、この各ノズル４に対応して吐出室６、振動
板１０、電極１５なども二列配置し、各ノズル列の中央
部に共通液室８を配置して、左右の吐出室６にインクを
供給する構成を採用している。これにより、簡単なヘッ
ド構成で多数のノズルを有するマルチノズルヘッドを構
成することができる。
二列配置し、この各ノズル４に対応して吐出室６、振動
板１０、電極１５なども二列配置し、各ノズル列の中央
部に共通液室８を配置して、左右の吐出室６にインクを
供給する構成を採用している。これにより、簡単なヘッ
ド構成で多数のノズルを有するマルチノズルヘッドを構
成することができる。
【００４９】そして、電極１５の電極パッド部１５ａ側
のギャップ１６開口は、エポキシ樹脂等の接着剤を用い
たギャップ封止剤２１にて気密封止している。これによ
り、ギャップ１６内に湿気や異物が侵入して振動板１０
が変位しなくなったり、空気の流通による振動板１０の
変位特性の変化を防止している。
のギャップ１６開口は、エポキシ樹脂等の接着剤を用い
たギャップ封止剤２１にて気密封止している。これによ
り、ギャップ１６内に湿気や異物が侵入して振動板１０
が変位しなくなったり、空気の流通による振動板１０の
変位特性の変化を防止している。
【００５０】このとき、振動板１０と電極１５との間に
形成されるギャップ１６（振動板１０が変形する室とし
ての振動室）を略真空状態にしておくことで、振動板変
形時の振動室内の気体の圧縮などの余分なエネルギーが
必要でなくなるため、低電圧駆動化を図れる。
形成されるギャップ１６（振動板１０が変形する室とし
ての振動室）を略真空状態にしておくことで、振動板変
形時の振動室内の気体の圧縮などの余分なエネルギーが
必要でなくなるため、低電圧駆動化を図れる。
【００５１】このように構成したインクジェットヘッド
の動作を簡単に説明すると、振動板１０を共通電極と
し、電極１５を個別電極として、振動板１０と電極１５
との間に駆動波形を印加することにより、振動板１０と
電極１５との間に静電力（静電吸引力）が発生して、振
動板１０が電極１５側に変形変位する。これにより、吐
出室６の内容積が拡張されて内圧が下がるため、流体抵
抗部７を介して共通液室８から吐出室６にインクが充填
される。
の動作を簡単に説明すると、振動板１０を共通電極と
し、電極１５を個別電極として、振動板１０と電極１５
との間に駆動波形を印加することにより、振動板１０と
電極１５との間に静電力（静電吸引力）が発生して、振
動板１０が電極１５側に変形変位する。これにより、吐
出室６の内容積が拡張されて内圧が下がるため、流体抵
抗部７を介して共通液室８から吐出室６にインクが充填
される。
【００５２】次いで、電極１５への電圧印加を断つと、
静電力が作用しなくなり、振動板１０はそれ自身のもつ
弾性によって復元する。この動作に伴い吐出室６の内圧
が上昇し、ノズル５からインク滴が吐出される。再び電
極に電圧を印加すると、再び静電吸引力によって振動板
１０は電極１５側に引き込まれる。したがって、振動板
１０と電極１５との間に記録画像に応じて駆動電圧を印
加することで記録画像に応じてインク滴を吐出させるこ
とができる。
静電力が作用しなくなり、振動板１０はそれ自身のもつ
弾性によって復元する。この動作に伴い吐出室６の内圧
が上昇し、ノズル５からインク滴が吐出される。再び電
極に電圧を印加すると、再び静電吸引力によって振動板
１０は電極１５側に引き込まれる。したがって、振動板
１０と電極１５との間に記録画像に応じて駆動電圧を印
加することで記録画像に応じてインク滴を吐出させるこ
とができる。
【００５３】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第２実施形態について図５及び図６を参照して説
明する。なお、図５は同ヘッドの振動板長手方向の断面
説明図、図６は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断
面説明図である。
ッドの第２実施形態について図５及び図６を参照して説
明する。なお、図５は同ヘッドの振動板長手方向の断面
説明図、図６は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断
面説明図である。
【００５４】このインクジェットヘッドは、スペーサ部
１３の熱酸化膜１２上に不純物（燐及び硼素）を含まな
いシリコン酸化膜２８を形成し、このシリコン酸化膜２
８上に１０００℃以下の温度で軟化性を示す組成を持つ
燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を積層した
２層構造としたものである。
１３の熱酸化膜１２上に不純物（燐及び硼素）を含まな
いシリコン酸化膜２８を形成し、このシリコン酸化膜２
８上に１０００℃以下の温度で軟化性を示す組成を持つ
燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を積層した
２層構造としたものである。
【００５５】ここで、不純物を含まないシリコン酸化膜
２８としては燐及び硼素などを含まないＮＳＧ膜（Ｎon
-doped Ｓilicate Ｇlass）、燐及び／又は硼素を含む
シリコン酸化膜１８としてはＢＳＧ膜を用いているが、
これに限られるものではない。例えば、不純物を含まな
いシリコン酸化膜２８としては、ＮＳＧ膜に代えて、熱
酸化膜、塗布型のＳＯＧ膜（Ｓpin Ｏn Ｇlass）を用い
ることもできる。また、燐及び／又は硼素を含むシリコ
ン酸化膜１８としては、ＢＳＧ膜に代えて、前述したＰ
ＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜などを用いることもできる。
２８としては燐及び硼素などを含まないＮＳＧ膜（Ｎon
-doped Ｓilicate Ｇlass）、燐及び／又は硼素を含む
シリコン酸化膜１８としてはＢＳＧ膜を用いているが、
これに限られるものではない。例えば、不純物を含まな
いシリコン酸化膜２８としては、ＮＳＧ膜に代えて、熱
酸化膜、塗布型のＳＯＧ膜（Ｓpin Ｏn Ｇlass）を用い
ることもできる。また、燐及び／又は硼素を含むシリコ
ン酸化膜１８としては、ＢＳＧ膜に代えて、前述したＰ
ＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜などを用いることもできる。
【００５６】このように硼素及び／又は燐を含むシリコ
ン酸化膜１８の下地層として、遮蔽層となる不純物を含
まないシリコン酸化膜２８を設けることによって、硼素
や燐が電極基板２や電極１５に拡散して、品質が劣化す
ることを防止できる。
ン酸化膜１８の下地層として、遮蔽層となる不純物を含
まないシリコン酸化膜２８を設けることによって、硼素
や燐が電極基板２や電極１５に拡散して、品質が劣化す
ることを防止できる。
【００５７】例えば、電極１５の材料としてドープドポ
リシリコンを用いた場合などは、電極１５とリフロー膜
（硼素及び／又は燐を含むシリコン酸化膜、例えばＢＳ
Ｇ膜）１８との間に不純物を含まないシリコン酸化膜
（ＮＳＧ膜）２８を介在させた構造とすることで、後工
程での熱処理時にリフロー膜となるシリコン酸化膜１８
に含まれる硼素や燐などの不純物が電極１５に再分布す
ることが防止されて、個別電極１５の抵抗値などの電気
特性の変動を抑制することができる。
リシリコンを用いた場合などは、電極１５とリフロー膜
（硼素及び／又は燐を含むシリコン酸化膜、例えばＢＳ
Ｇ膜）１８との間に不純物を含まないシリコン酸化膜
（ＮＳＧ膜）２８を介在させた構造とすることで、後工
程での熱処理時にリフロー膜となるシリコン酸化膜１８
に含まれる硼素や燐などの不純物が電極１５に再分布す
ることが防止されて、個別電極１５の抵抗値などの電気
特性の変動を抑制することができる。
【００５８】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第３実施形態について図７及び図８を参照して説
明する。なお、図７は同ヘッドの振動板長手方向の断面
説明図、図８は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断
面説明図である。
ッドの第３実施形態について図７及び図８を参照して説
明する。なお、図７は同ヘッドの振動板長手方向の断面
説明図、図８は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断
面説明図である。
【００５９】このインクジェットヘッドは、スペーサ部
１３の熱酸化膜１２上に不純物（燐及び硼素）を含まな
いシリコン酸化膜（熱酸化膜、ＮＳＧ膜又はＳＯＧ膜な
ど）２８を形成し、このシリコン酸化膜２８上に燐及び
硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）１８ｂを形成
し、さらにこのシリコン酸化膜１８ａ上に硼素を含むシ
リコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成した多層構成と
している。なお、ＢＰＳＧ膜１８ｂに代えて、燐を含む
シリコン酸化膜（ＰＳＧ膜）とすることもできる。
１３の熱酸化膜１２上に不純物（燐及び硼素）を含まな
いシリコン酸化膜（熱酸化膜、ＮＳＧ膜又はＳＯＧ膜な
ど）２８を形成し、このシリコン酸化膜２８上に燐及び
硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ膜）１８ｂを形成
し、さらにこのシリコン酸化膜１８ａ上に硼素を含むシ
リコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成した多層構成と
している。なお、ＢＰＳＧ膜１８ｂに代えて、燐を含む
シリコン酸化膜（ＰＳＧ膜）とすることもできる。
【００６０】このような膜構造とすることで、上記ＮＳ
Ｇ膜などの不純物を含まないシリコン酸化膜２８による
不純物の拡散防止を行うことができるとともに、ＢＳＧ
膜１８ａよりも流動性の高いＢＰＳＧ膜（あるいはＰＳ
Ｇ膜）１８ｂなどによる埋め込み効果の向上（例えばプ
ロセス中についてしまう微細な表面傷はＢＰＳＧ膜１８
ｂがリフローするときに埋められる）を図れ、インクな
どの液体を通した場合のリークなどの発生を防止でき
る。なお、深い傷や幅の広い傷などは埋めきれないの
で、そのような傷が付かないような工程設計を行う必要
はある。また、接合強度も前述のように十分な強度が得
られる。
Ｇ膜などの不純物を含まないシリコン酸化膜２８による
不純物の拡散防止を行うことができるとともに、ＢＳＧ
膜１８ａよりも流動性の高いＢＰＳＧ膜（あるいはＰＳ
Ｇ膜）１８ｂなどによる埋め込み効果の向上（例えばプ
ロセス中についてしまう微細な表面傷はＢＰＳＧ膜１８
ｂがリフローするときに埋められる）を図れ、インクな
どの液体を通した場合のリークなどの発生を防止でき
る。なお、深い傷や幅の広い傷などは埋めきれないの
で、そのような傷が付かないような工程設計を行う必要
はある。また、接合強度も前述のように十分な強度が得
られる。
【００６１】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第４実施形態について図９及び図１０を参照して
説明する。なお、図９は同ヘッドの振動板長手方向の断
面説明図、図１０は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡
大断面説明図である。
ッドの第４実施形態について図９及び図１０を参照して
説明する。なお、図９は同ヘッドの振動板長手方向の断
面説明図、図１０は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡
大断面説明図である。
【００６２】このインクジェットヘッドは、上記第１実
施形態のインクジェットヘッドにおいて、ノズル板３を
シリコン基板から形成し、このノズル板３の流路基板１
との接合面に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜２
９を形成して、ノズル板３と流路基板１とを燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜２９を介して接合したもの
である。
施形態のインクジェットヘッドにおいて、ノズル板３を
シリコン基板から形成し、このノズル板３の流路基板１
との接合面に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜２
９を形成して、ノズル板３と流路基板１とを燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜２９を介して接合したもの
である。
【００６３】このシリコン酸化膜２９としては、ＣＶＤ
等の方法で形成したＢＳＧ膜を用いているが、前述した
ように、ＢＳＧ膜に代えて、ＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜、Ｎ
ＳＧ膜とＢＳＧ膜の２層構造膜、ＮＳＧ膜とＢＰＳＧ膜
の２層構造膜、又は、ＮＳＧ膜とＢＰＳＧ膜及びＰＳＧ
との３層構造膜などを用いることもできる。
等の方法で形成したＢＳＧ膜を用いているが、前述した
ように、ＢＳＧ膜に代えて、ＢＰＳＧ膜、ＰＳＧ膜、Ｎ
ＳＧ膜とＢＳＧ膜の２層構造膜、ＮＳＧ膜とＢＰＳＧ膜
の２層構造膜、又は、ＮＳＧ膜とＢＰＳＧ膜及びＰＳＧ
との３層構造膜などを用いることもできる。
【００６４】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第５実施形態について図１１乃至図１４を参照し
て説明する。なお、図１１は同ヘッドの分解斜視説明
図、図１２は同ヘッドのノズル板を除いた上面説明図、
図１３は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図、図１
４は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明図で
ある。
ッドの第５実施形態について図１１乃至図１４を参照し
て説明する。なお、図１１は同ヘッドの分解斜視説明
図、図１２は同ヘッドのノズル板を除いた上面説明図、
図１３は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図、図１
４は同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明図で
ある。
【００６５】このインクジェットヘッドは、流路基板１
と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に１０
００℃以下で軟化性を示すシリコン酸化膜でもある燐及
び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシ
リコン酸化膜１８を形成する下地部材である酸化膜１２
にはスペーサ部１３のうちの接合面積が広い部分（電極
形成用溝：凹部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２
を形成している。
と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に１０
００℃以下で軟化性を示すシリコン酸化膜でもある燐及
び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシ
リコン酸化膜１８を形成する下地部材である酸化膜１２
にはスペーサ部１３のうちの接合面積が広い部分（電極
形成用溝：凹部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２
を形成している。
【００６６】このようなダミー溝３１、３２を設けるこ
とで、特に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
の膜厚のバラツキを低減してより確実に高い信頼性で流
路基板１と電極基板２とを接合することができる。すな
わち、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８のリ
フロー後の形状が、下地形状の影響を僅かに受け、接合
面積が広い部分では、接合面積が狭い部分に比べて、僅
かに膜厚が薄くなる。この膜厚差は１ｎｍ以下のレベル
であるが、シリコン酸化膜を用いた接合では、接合不良
となる可能性がある。そこで、このダミー溝３１、３２
を設けることで、シリコン酸化膜を形成する下地部材の
面積の均一化（接合面積の均一化）を図ることができ、
シリコン酸化膜の膜厚ばらつきを低減することができ
る。
とで、特に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
の膜厚のバラツキを低減してより確実に高い信頼性で流
路基板１と電極基板２とを接合することができる。すな
わち、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８のリ
フロー後の形状が、下地形状の影響を僅かに受け、接合
面積が広い部分では、接合面積が狭い部分に比べて、僅
かに膜厚が薄くなる。この膜厚差は１ｎｍ以下のレベル
であるが、シリコン酸化膜を用いた接合では、接合不良
となる可能性がある。そこで、このダミー溝３１、３２
を設けることで、シリコン酸化膜を形成する下地部材の
面積の均一化（接合面積の均一化）を図ることができ、
シリコン酸化膜の膜厚ばらつきを低減することができ
る。
【００６７】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第６実施形態について図１５を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。
ッドの第６実施形態について図１５を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。
【００６８】このインクジェットヘッドは、第２実施形
態と第５実施形態とを組み合せたものであり、流路基板
１と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に形
成したシリコン酸化膜を、不純物を含まないシリコン酸
化膜２８と燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
との２層構成とし、更にこれらのシリコン酸化膜２８、
１８を形成する下地部材である酸化膜１２にはスペーサ
部１３のうちの接合面積が広い部分（電極形成用溝：凹
部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２（３２のみ図
示）を形成している。
態と第５実施形態とを組み合せたものであり、流路基板
１と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に形
成したシリコン酸化膜を、不純物を含まないシリコン酸
化膜２８と燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８
との２層構成とし、更にこれらのシリコン酸化膜２８、
１８を形成する下地部材である酸化膜１２にはスペーサ
部１３のうちの接合面積が広い部分（電極形成用溝：凹
部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２（３２のみ図
示）を形成している。
【００６９】このように硼素及び／又は燐を含むシリコ
ン酸化膜の下に、遮蔽層となる不純物を含まないシリコ
ン酸化膜を設けることによって、硼素及び／又は燐の電
極や基板への拡散、品質劣化を防ぐことができるととも
に、ダミー溝を設けることで、燐及び／又は硼素を含む
シリコン酸化膜の膜厚のバラツキを低減してより確実に
高い信頼性で流路基板と電極基板とを接合することがで
きる。
ン酸化膜の下に、遮蔽層となる不純物を含まないシリコ
ン酸化膜を設けることによって、硼素及び／又は燐の電
極や基板への拡散、品質劣化を防ぐことができるととも
に、ダミー溝を設けることで、燐及び／又は硼素を含む
シリコン酸化膜の膜厚のバラツキを低減してより確実に
高い信頼性で流路基板と電極基板とを接合することがで
きる。
【００７０】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第７実施形態について図１６を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。
ッドの第７実施形態について図１６を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。
【００７１】このインクジェットヘッドは、上記第３実
施形態と第５実施形態とを組み合せたものであり、ノズ
ル板３を燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜２９を
介して流路基板１に接合し、更に流路基板１と電極基板
２との間のスペーサ部１３の接合面側に燐及び／又は硼
素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシリコン酸化
膜１８を形成する下地部材である酸化膜１２にはスペー
サ部１３のうちの接合面積が広い部分（電極形成用溝：
凹部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２（３２のみ
図示）を形成している。
施形態と第５実施形態とを組み合せたものであり、ノズ
ル板３を燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜２９を
介して流路基板１に接合し、更に流路基板１と電極基板
２との間のスペーサ部１３の接合面側に燐及び／又は硼
素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシリコン酸化
膜１８を形成する下地部材である酸化膜１２にはスペー
サ部１３のうちの接合面積が広い部分（電極形成用溝：
凹部１４が疎な部分）にダミー溝３１、３２（３２のみ
図示）を形成している。
【００７２】これによりノズル板の接合が容易になると
ともに、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜の膜厚
バラツキが低減して信頼性の高い接合を行うことができ
る。
ともに、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜の膜厚
バラツキが低減して信頼性の高い接合を行うことができ
る。
【００７３】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第８実施形態について図１７を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、電極基板２の
酸化膜１２上に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８を形成し、更にシリコン酸化膜１８上に電極１５を
形成することで、スペーサ部１３のみに燐及び／又は硼
素を含むシリコン酸化膜１８を形成している。
ッドの第８実施形態について図１７を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、電極基板２の
酸化膜１２上に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８を形成し、更にシリコン酸化膜１８上に電極１５を
形成することで、スペーサ部１３のみに燐及び／又は硼
素を含むシリコン酸化膜１８を形成している。
【００７４】したがって、電極１５表面には燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜１８がなく、また、振動板
１０の電極側対向表面には熱酸化膜などの燐及び／又は
硼素を含まない絶縁膜１１を形成しているので、振動板
１０と電極１５の各対向側表面には燐及び／又は硼素が
含まれているシリコン酸化膜を有しない。これにより、
電気的な信頼性が向上する。
は硼素を含むシリコン酸化膜１８がなく、また、振動板
１０の電極側対向表面には熱酸化膜などの燐及び／又は
硼素を含まない絶縁膜１１を形成しているので、振動板
１０と電極１５の各対向側表面には燐及び／又は硼素が
含まれているシリコン酸化膜を有しない。これにより、
電気的な信頼性が向上する。
【００７５】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第９実施形態について図１８を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、電極基板２の
酸化膜１２上に不純物を含まないシリコン酸化膜２８、
燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を順次積層
形成し、更にシリコン酸化膜１８上に電極１５を形成す
ることで、スペーサ部１３のみに、不純物を含まないシ
リコン酸化膜２８と燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８との積層膜を形成している。
ッドの第９実施形態について図１８を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、電極基板２の
酸化膜１２上に不純物を含まないシリコン酸化膜２８、
燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を順次積層
形成し、更にシリコン酸化膜１８上に電極１５を形成す
ることで、スペーサ部１３のみに、不純物を含まないシ
リコン酸化膜２８と燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８との積層膜を形成している。
【００７６】したがって、電極１５表面には燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜１８がなく、また、振動板
１０の電極側対向表面には熱酸化膜などの燐及び／又は
硼素を含まない絶縁膜１１を形成しているので、振動板
１０と電極１５の各対向側表面には燐及び／又は硼素が
含まれているシリコン酸化膜を有しない。これにより、
電気的な信頼性が向上する。
は硼素を含むシリコン酸化膜１８がなく、また、振動板
１０の電極側対向表面には熱酸化膜などの燐及び／又は
硼素を含まない絶縁膜１１を形成しているので、振動板
１０と電極１５の各対向側表面には燐及び／又は硼素が
含まれているシリコン酸化膜を有しない。これにより、
電気的な信頼性が向上する。
【００７７】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１０実施形態について図１９を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、スペーサ部１
３のみに燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を
形成し、酸化膜１２上に直接電極１５を形成し、この電
極１５上には別途保護膜３７を形成している。このヘッ
ドは電極基板２の酸化膜１２上にシリコン酸化膜１８を
形成した後に凹部１４を形成したものであり、シリコン
酸化膜１８は電極間の隔壁幅と略同じにパターニングさ
れる。
ッドの第１０実施形態について図１９を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、スペーサ部１
３のみに燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を
形成し、酸化膜１２上に直接電極１５を形成し、この電
極１５上には別途保護膜３７を形成している。このヘッ
ドは電極基板２の酸化膜１２上にシリコン酸化膜１８を
形成した後に凹部１４を形成したものであり、シリコン
酸化膜１８は電極間の隔壁幅と略同じにパターニングさ
れる。
【００７８】したがって、このヘッドにおいては、電極
１５表面には燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１
８がなく、また、振動板１０の電極側対向表面には熱酸
化膜などの燐及び／又は硼素を含まない絶縁膜１１を形
成しているので、振動板１０と電極１５の各対向側表面
には燐及び／又は硼素が含まれているシリコン酸化膜を
有しないので、電気的な信頼性が向上する。それととも
に、シリコン酸化膜１８を凹部１４を形成する前の平坦
な酸化膜１２上に形成することができるので、シリコン
酸化膜１８の膜厚バラツキが低減する。
１５表面には燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１
８がなく、また、振動板１０の電極側対向表面には熱酸
化膜などの燐及び／又は硼素を含まない絶縁膜１１を形
成しているので、振動板１０と電極１５の各対向側表面
には燐及び／又は硼素が含まれているシリコン酸化膜を
有しないので、電気的な信頼性が向上する。それととも
に、シリコン酸化膜１８を凹部１４を形成する前の平坦
な酸化膜１２上に形成することができるので、シリコン
酸化膜１８の膜厚バラツキが低減する。
【００７９】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１１実施形態について図２０乃至図２２を参照
して説明する。なお、図２０は同ヘッドのノズル板を除
いた上面説明図、図２１は同ヘッドの振動板長手方向の
断面説明図、図２２は同ヘッドの振動板短手方向の要部
拡大断面説明図である。
ッドの第１１実施形態について図２０乃至図２２を参照
して説明する。なお、図２０は同ヘッドのノズル板を除
いた上面説明図、図２１は同ヘッドの振動板長手方向の
断面説明図、図２２は同ヘッドの振動板短手方向の要部
拡大断面説明図である。
【００８０】このインクジェットヘッドは、流路基板１
と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に１０
００℃以下で軟化性を示すシリコン酸化膜でもある燐及
び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシ
リコン酸化膜１８を形成する下地部材（下地層）である
酸化膜１２にはスペーサ部１３のうちの接合面積が広い
部分（電極形成用溝：凹部１４が疎な部分）にダミー電
極３５を形成している。このダミー電極３５は、幅が略
均一になるように形成するとともに、電極１５とは電気
的に分離させている。
と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面側に１０
００℃以下で軟化性を示すシリコン酸化膜でもある燐及
び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８を有し、このシ
リコン酸化膜１８を形成する下地部材（下地層）である
酸化膜１２にはスペーサ部１３のうちの接合面積が広い
部分（電極形成用溝：凹部１４が疎な部分）にダミー電
極３５を形成している。このダミー電極３５は、幅が略
均一になるように形成するとともに、電極１５とは電気
的に分離させている。
【００８１】このようなダミー電極３５を設けること
で、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８の膜厚
のバラツキを低減してより確実に高い信頼性で流路基板
１と電極基板２とを接合することができる。すなわち、
前述したように、シリコン酸化膜１８のリフロー後の形
状が、下地形状の影響を僅かに受け、接合面積が広い部
分では、接合面積が狭い部分に比べて、僅かに膜厚が薄
くなる。そこで、このダミー電極３５を設けることで、
接合面積の均一化を図ることができ、膜厚ばらつきを低
減することができる。
で、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜１８の膜厚
のバラツキを低減してより確実に高い信頼性で流路基板
１と電極基板２とを接合することができる。すなわち、
前述したように、シリコン酸化膜１８のリフロー後の形
状が、下地形状の影響を僅かに受け、接合面積が広い部
分では、接合面積が狭い部分に比べて、僅かに膜厚が薄
くなる。そこで、このダミー電極３５を設けることで、
接合面積の均一化を図ることができ、膜厚ばらつきを低
減することができる。
【００８２】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１２実施形態について図２３及び図２４を参照
して説明する。なお、図２３は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図２４は同ヘッドの振動板短手方向の
要部拡大断面説明図である。
ッドの第１２実施形態について図２３及び図２４を参照
して説明する。なお、図２３は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図２４は同ヘッドの振動板短手方向の
要部拡大断面説明図である。
【００８３】このインクジェットヘッドは、上記第２実
施形態と第１１実施形態とを組み合せたものであり、流
路基板１と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面
側に不純物を含まないシリコン酸化膜２８と燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜１８との積層膜を形成し、
これらのシリコン酸化膜２８、１８を形成する下地部材
（下地層）である酸化膜１２にはスペーサ部１３のうち
の接合面積が広い部分（電極形成用溝：凹部１４が疎な
部分）にダミー電極３５を形成している。このダミー電
極３５は、幅が略均一になるように形成するとともに、
電極１５とは電気的に分離させている。
施形態と第１１実施形態とを組み合せたものであり、流
路基板１と電極基板２との間のスペーサ部１３の接合面
側に不純物を含まないシリコン酸化膜２８と燐及び／又
は硼素を含むシリコン酸化膜１８との積層膜を形成し、
これらのシリコン酸化膜２８、１８を形成する下地部材
（下地層）である酸化膜１２にはスペーサ部１３のうち
の接合面積が広い部分（電極形成用溝：凹部１４が疎な
部分）にダミー電極３５を形成している。このダミー電
極３５は、幅が略均一になるように形成するとともに、
電極１５とは電気的に分離させている。
【００８４】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１３実施形態について図２５乃至図２８を参照
して説明する。なお、図２５はダミー電極の配置パター
ンを説明する上面説明図、図２６は図２５のＣ−Ｃ線に
沿う断面説明図、図２７は図２５のＤ−Ｄ線に沿う断面
説明図、図２８は図２５のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図で
ある。
ッドの第１３実施形態について図２５乃至図２８を参照
して説明する。なお、図２５はダミー電極の配置パター
ンを説明する上面説明図、図２６は図２５のＣ−Ｃ線に
沿う断面説明図、図２７は図２５のＤ−Ｄ線に沿う断面
説明図、図２８は図２５のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図で
ある。
【００８５】この例は、ダミー電極として複数に分割し
たダミー電極３６を飛び石状に配置したものである。こ
のように、複数のダミー電極３６を設けることにより、
個別電極１５とドライバ回路を接続する際に、ダミー電
極３６を介して短絡してしまう可能性を防止することが
できる。
たダミー電極３６を飛び石状に配置したものである。こ
のように、複数のダミー電極３６を設けることにより、
個別電極１５とドライバ回路を接続する際に、ダミー電
極３６を介して短絡してしまう可能性を防止することが
できる。
【００８６】このとき、ダミー電極３６、３６の間隔
（隙間）３７を０．５μｍ以下にすることで、硼素や燐
を含んだシリコン酸化膜１８を堆積させる際にその隙間
３７を確実に埋めることができ、気密性を確保すること
ができる。このダミー電極３６の形成は、シリコン基板
を熱酸化した酸化膜１２上で行うため、平坦性が高く、
０．５μｍ以下のリソグラフィー、パターニングも問題
無く実施することができる。
（隙間）３７を０．５μｍ以下にすることで、硼素や燐
を含んだシリコン酸化膜１８を堆積させる際にその隙間
３７を確実に埋めることができ、気密性を確保すること
ができる。このダミー電極３６の形成は、シリコン基板
を熱酸化した酸化膜１２上で行うため、平坦性が高く、
０．５μｍ以下のリソグラフィー、パターニングも問題
無く実施することができる。
【００８７】なお、第１２実施形態のように、シリコン
酸化膜１８を形成する下地層としての不純物を含まない
シリコン酸化膜２８として、塗布型シリコン酸化膜（Ｓ
ＯＧ膜）を用いる場合は、埋め込み性がよくなるので、
ダミー電極３６、３６の隙間３７は１μｍ程度まで広げ
ることができる。
酸化膜１８を形成する下地層としての不純物を含まない
シリコン酸化膜２８として、塗布型シリコン酸化膜（Ｓ
ＯＧ膜）を用いる場合は、埋め込み性がよくなるので、
ダミー電極３６、３６の隙間３７は１μｍ程度まで広げ
ることができる。
【００８８】このように構成することで、振動室内部
（ギャップ１６内）は外気から完全に遮断されるため、
製造工程での異物のギャップ１６内への進入を防ぐこと
ができ、さらに、振動板１０の振動によりギャップ１６
内の気体が外部と行き来することで生じる抵抗によるエ
ネルギー損失を防ぐことができる。
（ギャップ１６内）は外気から完全に遮断されるため、
製造工程での異物のギャップ１６内への進入を防ぐこと
ができ、さらに、振動板１０の振動によりギャップ１６
内の気体が外部と行き来することで生じる抵抗によるエ
ネルギー損失を防ぐことができる。
【００８９】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１４実施形態及び第１５実施形態について図２
９及び図３０を参照して説明する。なお、両図はいずれ
もダミー電極の配置パターンを説明する上面説明図であ
る。図２９の第１４実施形態はライン状のダミー電極３
８を複数配置した例であり、図３０の第１５実施形態は
枠状のダミー電極３９を配置した例である。これらの各
実施形態によっても燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８などの膜厚ばらつきを低減することができる。
ッドの第１４実施形態及び第１５実施形態について図２
９及び図３０を参照して説明する。なお、両図はいずれ
もダミー電極の配置パターンを説明する上面説明図であ
る。図２９の第１４実施形態はライン状のダミー電極３
８を複数配置した例であり、図３０の第１５実施形態は
枠状のダミー電極３９を配置した例である。これらの各
実施形態によっても燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８などの膜厚ばらつきを低減することができる。
【００９０】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１６実施形態について図３１を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、上記第１３実
施形態において飛び石状に配置する複数のダミー電極３
６のうちの一部のダミー電極３６、３６の隙間３８を他
の隙間３７よりも広く（例えば１μｍ以上）し、あえて
シリコン酸化膜１８による埋め込みが不可能な個所を形
成したものである。
ッドの第１６実施形態について図３１を参照して説明す
る。なお、同図は同ヘッドの振動板長手方向の断面説明
図である。このインクジェットヘッドは、上記第１３実
施形態において飛び石状に配置する複数のダミー電極３
６のうちの一部のダミー電極３６、３６の隙間３８を他
の隙間３７よりも広く（例えば１μｍ以上）し、あえて
シリコン酸化膜１８による埋め込みが不可能な個所を形
成したものである。
【００９１】これにより、流路基板１と接合した状態で
シリコン酸化膜１８上には凹部３９が生じ、この凹部３
９によって隣接する振動室間（ギャップ間）、あるい
は、別途設ける気体溜りとの気体の流路（直通溝）を形
成することができる。
シリコン酸化膜１８上には凹部３９が生じ、この凹部３
９によって隣接する振動室間（ギャップ間）、あるい
は、別途設ける気体溜りとの気体の流路（直通溝）を形
成することができる。
【００９２】したがって、ギャップ内の気体が外部と行
き来することで生じる抵抗によるエネルギー損失を防ぐ
ことができる。また、この凹部３９で形成される連通溝
を一旦外部に開口させ、水素や、ヘリウム、乾燥空気
や、窒素などのような特殊な気体を振動室内（ギャップ
内）に封じこめた後、封止したりすることも可能とな
る。
き来することで生じる抵抗によるエネルギー損失を防ぐ
ことができる。また、この凹部３９で形成される連通溝
を一旦外部に開口させ、水素や、ヘリウム、乾燥空気
や、窒素などのような特殊な気体を振動室内（ギャップ
内）に封じこめた後、封止したりすることも可能とな
る。
【００９３】この場合、各ビットが開放している場合に
比べ、共通開口部から気体の封じ込めができるので、後
工程での封止作業も簡単になる。また、ダミー電極３６
の配置や、隙間を工夫することで、気体流体抵抗のよう
な働きを持たせることもでき、振動特性をコントロール
しやすくなる。
比べ、共通開口部から気体の封じ込めができるので、後
工程での封止作業も簡単になる。また、ダミー電極３６
の配置や、隙間を工夫することで、気体流体抵抗のよう
な働きを持たせることもでき、振動特性をコントロール
しやすくなる。
【００９４】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１７実施形態について図３２及び図３３を参照
して説明する。なお、図３２は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３３は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
ッドの第１７実施形態について図３２及び図３３を参照
して説明する。なお、図３２は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３３は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
【００９５】このインクジェットヘッドは、電極基板２
側の全面に電極１５表面を含めて燐及び／又は硼素を含
むシリコン酸化膜１８（ここではＢＳＧ膜を用いてい
る。）を形成するとともに、流路基板１の振動板１０の
電極側表面にも燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８（ここではＢＳＧ膜を用いている。）を形成してい
る。
側の全面に電極１５表面を含めて燐及び／又は硼素を含
むシリコン酸化膜１８（ここではＢＳＧ膜を用いてい
る。）を形成するとともに、流路基板１の振動板１０の
電極側表面にも燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８（ここではＢＳＧ膜を用いている。）を形成してい
る。
【００９６】このように振動板１０側の電極対向側表面
の保護膜と電極１５の保護膜とを同じ組成の膜とするこ
とにより、接触帯電などの電気的トラブルを防止するこ
とができる。
の保護膜と電極１５の保護膜とを同じ組成の膜とするこ
とにより、接触帯電などの電気的トラブルを防止するこ
とができる。
【００９７】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１８実施形態について図３４及び図３５を参照
して説明する。なお、図３４は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３５は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
ッドの第１８実施形態について図３４及び図３５を参照
して説明する。なお、図３４は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３５は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
【００９８】このインクジェットヘッドは、電極基板２
のスペーサ部１３のみに燐及び／又は硼素を含むシリコ
ン酸化膜１８（ここではＢＳＧ膜を用いている。）を形
成し、電極１５の材料（電極材料）にはシリコンを用い
て、このシリコンを熱酸化することによって電極１５表
面にシリコン酸化膜４１を形成している。また、流路基
板１の振動板１０の電極側表面にも熱酸化膜４２を形成
している。
のスペーサ部１３のみに燐及び／又は硼素を含むシリコ
ン酸化膜１８（ここではＢＳＧ膜を用いている。）を形
成し、電極１５の材料（電極材料）にはシリコンを用い
て、このシリコンを熱酸化することによって電極１５表
面にシリコン酸化膜４１を形成している。また、流路基
板１の振動板１０の電極側表面にも熱酸化膜４２を形成
している。
【００９９】このように振動板１０側の電極対向側表面
の保護膜と電極１５の保護膜とを同じ組成の膜とするこ
とにより、接触帯電などの電気的トラブルを防止するこ
とができるとともに、電極１５上に燐及び／又は硼素を
含むシリコン酸化膜を形成していないので電気的信頼性
が更に向上する。
の保護膜と電極１５の保護膜とを同じ組成の膜とするこ
とにより、接触帯電などの電気的トラブルを防止するこ
とができるとともに、電極１５上に燐及び／又は硼素を
含むシリコン酸化膜を形成していないので電気的信頼性
が更に向上する。
【０１００】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第１９実施形態について図３６及び図３７を参照
して説明する。なお、図３６は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３７は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
ッドの第１９実施形態について図３６及び図３７を参照
して説明する。なお、図３６は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３７は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
【０１０１】このインクジェットヘッドは、電極基板２
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上に電極
１５を形成して、更に燐及び／又は硼素を含むシリコン
酸化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いている。）を形
成し、このシリコン酸化膜１８に開口４４を形成するこ
とでギャップ１６及びスペーサ部１３を形成している。
そして、電極１５の表面にはチタン窒化膜などの電極保
護膜４７を設けている。
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上に電極
１５を形成して、更に燐及び／又は硼素を含むシリコン
酸化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いている。）を形
成し、このシリコン酸化膜１８に開口４４を形成するこ
とでギャップ１６及びスペーサ部１３を形成している。
そして、電極１５の表面にはチタン窒化膜などの電極保
護膜４７を設けている。
【０１０２】このように構成した場合には、スペーサー
部１３の全体が燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８で形成され、このシリコン酸化膜１８の膜厚が流路
基板１の振動板１０と電極基板２の電極１５との間のギ
ャップ長を規定することになり、高精度のギャップ形成
が可能になる。また、電極保護膜４７に窒化チタン膜を
用いることで、チタン酸化物は誘電率が非常に高いこと
から、駆動電圧の低電圧化を図れる。
部１３の全体が燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８で形成され、このシリコン酸化膜１８の膜厚が流路
基板１の振動板１０と電極基板２の電極１５との間のギ
ャップ長を規定することになり、高精度のギャップ形成
が可能になる。また、電極保護膜４７に窒化チタン膜を
用いることで、チタン酸化物は誘電率が非常に高いこと
から、駆動電圧の低電圧化を図れる。
【０１０３】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第２０実施形態について図３８及び図３９を参照
して説明する。なお、図３８は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３９は同ヘッドの振動板短手方向の
断面説明図である。
ッドの第２０実施形態について図３８及び図３９を参照
して説明する。なお、図３８は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図３９は同ヘッドの振動板短手方向の
断面説明図である。
【０１０４】このインクジェットヘッドは、電極基板２
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上に電極
１５及びダミー電極５１を形成して、更にこれらの電極
１５及びダミー電極５１の間を不純物を含まないシリコ
ン酸化膜５２（ここでは、ＳＯＧ膜を用いている。）で
埋め込んで平坦化し、これらの上に燐及び／又は硼素を
含むシリコン酸化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いて
いる。）を形成し、このシリコン酸化膜１８に開口５４
を形成することでギャップ１６及びスペーサ部１３を形
成している。そして、電極１５の表面にはチタン窒化膜
などの電極保護膜５７を設けている。
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上に電極
１５及びダミー電極５１を形成して、更にこれらの電極
１５及びダミー電極５１の間を不純物を含まないシリコ
ン酸化膜５２（ここでは、ＳＯＧ膜を用いている。）で
埋め込んで平坦化し、これらの上に燐及び／又は硼素を
含むシリコン酸化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いて
いる。）を形成し、このシリコン酸化膜１８に開口５４
を形成することでギャップ１６及びスペーサ部１３を形
成している。そして、電極１５の表面にはチタン窒化膜
などの電極保護膜５７を設けている。
【０１０５】このように構成した場合にも、スペーサー
部１３の全体が燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８で形成され、このシリコン酸化膜１８の膜厚が流路
基板１の振動板１０と電極基板２の電極１５との間のギ
ャップ長を規定することになり、高精度のギャップ形成
が可能になる。また、電極保護膜５７に窒化チタン膜を
用いることで、チタン酸化物は誘電率が非常に高いこと
から、駆動電圧の低電圧化を図れる。
部１３の全体が燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化膜
１８で形成され、このシリコン酸化膜１８の膜厚が流路
基板１の振動板１０と電極基板２の電極１５との間のギ
ャップ長を規定することになり、高精度のギャップ形成
が可能になる。また、電極保護膜５７に窒化チタン膜を
用いることで、チタン酸化物は誘電率が非常に高いこと
から、駆動電圧の低電圧化を図れる。
【０１０６】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの第２１実施形態について図４０及び図４１を参照
して説明する。なお、図４０は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図４１は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
ッドの第２１実施形態について図４０及び図４１を参照
して説明する。なお、図４０は同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図、図４１は同ヘッドの振動板短手方向の
拡大断面説明図である。
【０１０７】このインクジェットヘッドは、電極基板２
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上にポリ
シリコン膜からなる電極１５及びダミー電極６１を形成
して、更にこれらの電極１５及びダミー電極６１の間を
不純物を含まないシリコン酸化膜６２（ここでは、ＳＯ
Ｇ膜を用いている。）で埋め込みで平坦化し、これらの
上に不純物を含まないシリコン酸化膜６３（ここでは、
ＮＳＧ膜を用いている。）を形成し、さらに、このシリ
コン酸化膜６３上に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いている。）を形成
して、このシリコン酸化膜１８に凹部６４を形成するこ
とで振動板１０と非平行になるギャップ６６及びスペー
サ部１３を形成している。
の酸化膜１２表面を平坦化し、この酸化膜１２上にポリ
シリコン膜からなる電極１５及びダミー電極６１を形成
して、更にこれらの電極１５及びダミー電極６１の間を
不純物を含まないシリコン酸化膜６２（ここでは、ＳＯ
Ｇ膜を用いている。）で埋め込みで平坦化し、これらの
上に不純物を含まないシリコン酸化膜６３（ここでは、
ＮＳＧ膜を用いている。）を形成し、さらに、このシリ
コン酸化膜６３上に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜１８（ここではＢＰＳＧ膜を用いている。）を形成
して、このシリコン酸化膜１８に凹部６４を形成するこ
とで振動板１０と非平行になるギャップ６６及びスペー
サ部１３を形成している。
【０１０８】この場合、電極１５をポリシリコン膜で形
成しているが、このポリシリコン膜の研磨レートがＳＯ
Ｇ膜６２に比べて非常に低いために、電極１５間の間隔
が広いとＳＯＧ膜６２のみが研磨されて平坦化の平面精
度が得られなくなるが、ダミー電極６１を設けることに
よって所要の平面精度が得られるようになる。
成しているが、このポリシリコン膜の研磨レートがＳＯ
Ｇ膜６２に比べて非常に低いために、電極１５間の間隔
が広いとＳＯＧ膜６２のみが研磨されて平坦化の平面精
度が得られなくなるが、ダミー電極６１を設けることに
よって所要の平面精度が得られるようになる。
【０１０９】なお、前記第４実施形態で説明したように
ノズル板３としてシリコン基板を用いる場合において
は、流路基板１との接合について、電極基板２と流路基
板１との接合で説明した上記各他の実施形態、例えばダ
ミー溝、ダミー電極、シリコン酸化膜の組成、種類、層
構成などをそのまま適用することができる。
ノズル板３としてシリコン基板を用いる場合において
は、流路基板１との接合について、電極基板２と流路基
板１との接合で説明した上記各他の実施形態、例えばダ
ミー溝、ダミー電極、シリコン酸化膜の組成、種類、層
構成などをそのまま適用することができる。
【０１１０】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第１実施形態について図４２乃至図４
４を参照して説明する。この第１実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第１実施形態の製造工程
を説明するものであるが、適宜他の実施形態のヘッドに
ついても説明する。
ッドの製造方法の第１実施形態について図４２乃至図４
４を参照して説明する。この第１実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第１実施形態の製造工程
を説明するものであるが、適宜他の実施形態のヘッドに
ついても説明する。
【０１１１】まず、電極基板２の製造方法について説明
する。はじめに、図４２（ａ）に示すように、半導体用
として販売されている厚さ約６２５μｍのｐ型の単結晶
シリコンで、結晶面方位が（１００）である電極基板２
となるシリコン基板に、ウェットあるいはドライの熱酸
化法によって保護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さ
に形成する。ここでは、安価に市場に出ているｐ型の単
結晶シリコン基板を用いたが、ｎ型の基板であっても良
い。また、グレードとしては、モニタウェハグレードで
も問題ない。
する。はじめに、図４２（ａ）に示すように、半導体用
として販売されている厚さ約６２５μｍのｐ型の単結晶
シリコンで、結晶面方位が（１００）である電極基板２
となるシリコン基板に、ウェットあるいはドライの熱酸
化法によって保護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さ
に形成する。ここでは、安価に市場に出ているｐ型の単
結晶シリコン基板を用いたが、ｎ型の基板であっても良
い。また、グレードとしては、モニタウェハグレードで
も問題ない。
【０１１２】続いて、酸化膜１２が形成されたウェハに
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液（例
えば、ダイキン工業製：ＢＨＦ-６３Ｕ、商品名など）
を用いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込む。
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液（例
えば、ダイキン工業製：ＢＨＦ-６３Ｕ、商品名など）
を用いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込む。
【０１１３】このときの掘り込み量は電極材料の厚さ
（電極１５の厚み）と、電極１５と振動板１０との間に
必要な空間量（ギャップ長）を足した分だけ掘り込むこ
とになる。なお、この掘り込み量は約１μｍ程度と少な
いので、弗化水素溶液を用いたウェットエッチングによ
る掘り込みにおいても、ウェハ面内の掘り込み量のばら
つきは極めて小さくできる。
（電極１５の厚み）と、電極１５と振動板１０との間に
必要な空間量（ギャップ長）を足した分だけ掘り込むこ
とになる。なお、この掘り込み量は約１μｍ程度と少な
いので、弗化水素溶液を用いたウェットエッチングによ
る掘り込みにおいても、ウェハ面内の掘り込み量のばら
つきは極めて小さくできる。
【０１１４】続いて、電極材料となる窒化チタンを反応
性スパッタにより約３００ｎｍの厚さに堆積し、リソグ
ラフィー及びドライエッチングの手法を用いて所望の電
極１５の形状に加工する。ここでは、窒化チタンのよう
な導電性のセラミックスを電極として使用したが、前述
したように、不純物がドーピングされた多結晶シリコン
を電極に用いることもできるし、タングステンのような
高融点金属を利用しても良い。
性スパッタにより約３００ｎｍの厚さに堆積し、リソグ
ラフィー及びドライエッチングの手法を用いて所望の電
極１５の形状に加工する。ここでは、窒化チタンのよう
な導電性のセラミックスを電極として使用したが、前述
したように、不純物がドーピングされた多結晶シリコン
を電極に用いることもできるし、タングステンのような
高融点金属を利用しても良い。
【０１１５】次に、同図（ｂ１）に示すように、硼素を
含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８をＣＶＤなどの手
法を用いて、電極１５が形成されたウェハ全面に約１０
０ｎｍの厚さに堆積させる。この場合のＢＳＧ膜１８ａ
は、電極１５の保護、酸化防止の役目も併せ持つ。ここ
で、ＢＳＧ膜１８ａは、硼素濃度４．０％になるように
成膜した。この硼素の濃度は、半導体プロセスで一般的
に使われている濃度であり、この濃度に限定されるもの
ではない。
含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８をＣＶＤなどの手
法を用いて、電極１５が形成されたウェハ全面に約１０
０ｎｍの厚さに堆積させる。この場合のＢＳＧ膜１８ａ
は、電極１５の保護、酸化防止の役目も併せ持つ。ここ
で、ＢＳＧ膜１８ａは、硼素濃度４．０％になるように
成膜した。この硼素の濃度は、半導体プロセスで一般的
に使われている濃度であり、この濃度に限定されるもの
ではない。
【０１１６】或いは、同図（ｂ２）に示すように、電極
１５が形成されたウェハ全面にＮＳＧ膜２８ａを堆積し
た後、このＮＳＧ膜２８ａ上にＢＳＧ膜１８を積層した
２層構成などとすることもできる（この形態は、本発明
を適用したインクジェットヘッドの第２実施形態として
説明した。）。更に、ＮＳＧ膜２８ａ上にＢＰＳＧ膜１
８ｂ及びＢＳＧ膜１８ａを順次積層した３層構成とする
こともできる。
１５が形成されたウェハ全面にＮＳＧ膜２８ａを堆積し
た後、このＮＳＧ膜２８ａ上にＢＳＧ膜１８を積層した
２層構成などとすることもできる（この形態は、本発明
を適用したインクジェットヘッドの第２実施形態として
説明した。）。更に、ＮＳＧ膜２８ａ上にＢＰＳＧ膜１
８ｂ及びＢＳＧ膜１８ａを順次積層した３層構成とする
こともできる。
【０１１７】ここでの重点は、シリコン酸化膜中に、燐
及び／又は硼素を含有させることによって、軟化点を下
げたシリコン酸化膜１８を形成することにある。この軟
化点を下げるという目的を達成するだけであれば、ゲル
マニウムなどの、燐、硼素以外の不純物を含有させる手
法もある。ただし、電極１５となる材料（電極材料）と
の親和性やデバイスとしての信頼性を考えた場合、半導
体プロセスで実績のある燐及び／又は硼素を用いること
が本発明を達成する上でより利点が大きい。
及び／又は硼素を含有させることによって、軟化点を下
げたシリコン酸化膜１８を形成することにある。この軟
化点を下げるという目的を達成するだけであれば、ゲル
マニウムなどの、燐、硼素以外の不純物を含有させる手
法もある。ただし、電極１５となる材料（電極材料）と
の親和性やデバイスとしての信頼性を考えた場合、半導
体プロセスで実績のある燐及び／又は硼素を用いること
が本発明を達成する上でより利点が大きい。
【０１１８】次いで、このシリコンウェハを窒素ガス雰
囲気下で熱処理する。このとき温度は、９５０℃、２時
間の処理を行った。この９５０℃という温度は、この次
に行う直接接後の温度９００℃よりも５０℃だけ高い温
度としている。もちろん、直接接合の温度がこれよりも
低ければ、これよりも低い温度での熱処理で良い。ただ
し、ＢＳＧ膜１８ａがリフロー性を示す温度よりも低く
なってはいけない。この熱処理によって、ＢＳＧ膜ａ１
８中に存在する水分や水素ガスなどが放出され、接合時
の出ガスによるボイドの発生を防ぐことができる。ま
た、この処理によってＢＳＧ膜１８ａ表面がリフローを
起こし、成膜直後にはＡＦＭを用いた表面評価で、Ｒａ
値で１〜３ｎｍ程度あった表面の荒れが０．１〜０．２
ｎｍとなり、非常に良好な直接接合性を持つようにでき
る。
囲気下で熱処理する。このとき温度は、９５０℃、２時
間の処理を行った。この９５０℃という温度は、この次
に行う直接接後の温度９００℃よりも５０℃だけ高い温
度としている。もちろん、直接接合の温度がこれよりも
低ければ、これよりも低い温度での熱処理で良い。ただ
し、ＢＳＧ膜１８ａがリフロー性を示す温度よりも低く
なってはいけない。この熱処理によって、ＢＳＧ膜ａ１
８中に存在する水分や水素ガスなどが放出され、接合時
の出ガスによるボイドの発生を防ぐことができる。ま
た、この処理によってＢＳＧ膜１８ａ表面がリフローを
起こし、成膜直後にはＡＦＭを用いた表面評価で、Ｒａ
値で１〜３ｎｍ程度あった表面の荒れが０．１〜０．２
ｎｍとなり、非常に良好な直接接合性を持つようにでき
る。
【０１１９】次に、流路基板１となる基板について説明
する。ここでは、同図（ｃ）に示すように、流路基板１
となるシリコン基板７１として、ｐ型の極性を持ち、
（１１０）の面方位を持つ厚さ約５００μｍの両面研磨
したシリコン基板を用いた。このようなシリコン基板を
用いる目的は、シリコンのウェットエッチング速度の結
晶面異方性を利用し、精度の良い加工形状を得るための
ものである。
する。ここでは、同図（ｃ）に示すように、流路基板１
となるシリコン基板７１として、ｐ型の極性を持ち、
（１１０）の面方位を持つ厚さ約５００μｍの両面研磨
したシリコン基板を用いた。このようなシリコン基板を
用いる目的は、シリコンのウェットエッチング速度の結
晶面異方性を利用し、精度の良い加工形状を得るための
ものである。
【０１２０】このシリコン基板７１に固体拡散法により
硼素を拡散し、高濃度硼素拡散層７２を形成する。例え
ば、シリコン基板７１と固体拡散源を向かい合わせて並
べ７５０℃の炉の中にセットする。炉の中には０．２５
％の酸素を混入した窒素を流しておく。炉の温度を８℃
／分のレートで１１２５℃まで上昇させ、その状態で５
０分保持した後、８℃／分のレートで７５０℃まで下げ
サンプルを取り出すことで、高濃度硼素拡散層７２が形
成されたシリコン基板７１が得られる。なお、拡散方法
は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入
法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコー
トする塗布拡散法などを用いても良い。
硼素を拡散し、高濃度硼素拡散層７２を形成する。例え
ば、シリコン基板７１と固体拡散源を向かい合わせて並
べ７５０℃の炉の中にセットする。炉の中には０．２５
％の酸素を混入した窒素を流しておく。炉の温度を８℃
／分のレートで１１２５℃まで上昇させ、その状態で５
０分保持した後、８℃／分のレートで７５０℃まで下げ
サンプルを取り出すことで、高濃度硼素拡散層７２が形
成されたシリコン基板７１が得られる。なお、拡散方法
は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入
法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコー
トする塗布拡散法などを用いても良い。
【０１２１】その後、シリコン基板７１表面に形成され
た酸化硼素層をフッ酸により除去する。酸化硼素層の下
にシリコンと硼素の化合物層が形成されており、これを
除去する場合は、さらに酸化することによってフッ酸で
除去できるようになる。しかし、このように酸化してフ
ッ酸で化合物層を除去しても硼素の拡散されたシリコン
表面には荒れが生じているので、後に行う直接接合で接
合できない。
た酸化硼素層をフッ酸により除去する。酸化硼素層の下
にシリコンと硼素の化合物層が形成されており、これを
除去する場合は、さらに酸化することによってフッ酸で
除去できるようになる。しかし、このように酸化してフ
ッ酸で化合物層を除去しても硼素の拡散されたシリコン
表面には荒れが生じているので、後に行う直接接合で接
合できない。
【０１２２】そこで、ＣＭＰ研磨により直接接合可能な
表面性（ＡＦＭを用いた測定にてＲａ＝０．２ｎｍ以
下）を得た。ＣＭＰ研磨では、最表面を１００ｎｍ以下
の研磨量で、面内均一に研磨することができるので、高
濃度硼素拡散層７２の変化は微量であり、また研磨量を
見込んで拡散条件を決めることも容易である。また、酸
化してフッ酸処理して化合物層を除去してからＣＭＰ研
磨してもよいし、酸化してできた酸化膜（シリコンと硼
素の化合物であり、酸化することで硼素を含んだシリコ
ン酸化膜（ＢＳＧ）が得られる。）をＣＭＰ研磨して良
好な表面性を有する酸化膜１１を形成してもよい。
表面性（ＡＦＭを用いた測定にてＲａ＝０．２ｎｍ以
下）を得た。ＣＭＰ研磨では、最表面を１００ｎｍ以下
の研磨量で、面内均一に研磨することができるので、高
濃度硼素拡散層７２の変化は微量であり、また研磨量を
見込んで拡散条件を決めることも容易である。また、酸
化してフッ酸処理して化合物層を除去してからＣＭＰ研
磨してもよいし、酸化してできた酸化膜（シリコンと硼
素の化合物であり、酸化することで硼素を含んだシリコ
ン酸化膜（ＢＳＧ）が得られる。）をＣＭＰ研磨して良
好な表面性を有する酸化膜１１を形成してもよい。
【０１２３】ここでは、ＣＭＰ研磨により良好な表面性
がもたらされた後のシリコン基板７１（高濃度硼素拡散
層７２）を熱酸化することにより良好な表面性（Ｒａ＝
０．３ｎｍ以下）を有する酸化膜１１を形成した。
がもたらされた後のシリコン基板７１（高濃度硼素拡散
層７２）を熱酸化することにより良好な表面性（Ｒａ＝
０．３ｎｍ以下）を有する酸化膜１１を形成した。
【０１２４】なお、流路基板１となる基板としては、例
えばシリコン基板７１の接合面になる面に、酸化硼素を
含む有機溶剤をスピンコート法を用いて塗布し、拡散さ
せたものでも良いし、ＢＢｒ3を用いた気相拡散法、高
濃度の硼素をイオン注入（５×１０19原子／ｃｍ3以
上）後これを活性化し、所定の深さ（振動板の厚さ）ま
で拡散させたものでも良い。また、ＳＯＩ（Silicon On
Insulator）基板の活性層を振動板として使用すること
も可能であるし、、高濃度不純物を拡散させた基板上
に、シリコンをエピ成長させた基板のエピ層を振動板と
とすることもできる。これらの基板を熱酸化し、振動板
の接合面となる側に振動板（電極）保護のための酸化膜
１１を形成して、流路基板１となる基板とすることがで
きる。
えばシリコン基板７１の接合面になる面に、酸化硼素を
含む有機溶剤をスピンコート法を用いて塗布し、拡散さ
せたものでも良いし、ＢＢｒ3を用いた気相拡散法、高
濃度の硼素をイオン注入（５×１０19原子／ｃｍ3以
上）後これを活性化し、所定の深さ（振動板の厚さ）ま
で拡散させたものでも良い。また、ＳＯＩ（Silicon On
Insulator）基板の活性層を振動板として使用すること
も可能であるし、、高濃度不純物を拡散させた基板上
に、シリコンをエピ成長させた基板のエピ層を振動板と
とすることもできる。これらの基板を熱酸化し、振動板
の接合面となる側に振動板（電極）保護のための酸化膜
１１を形成して、流路基板１となる基板とすることがで
きる。
【０１２５】続いて、図４３（ａ）に示すように、流路
基板１となるシリコン基板７１と電極基板２とを接合す
る。各基板７１、２をＲＣＡ洗浄で知られる基板洗浄法
を用いて洗浄した後、硫酸と過酸化水素水の熱混合液に
浸漬し、接合面を親水化させることで直接接合をし易い
表面状態とする。
基板１となるシリコン基板７１と電極基板２とを接合す
る。各基板７１、２をＲＣＡ洗浄で知られる基板洗浄法
を用いて洗浄した後、硫酸と過酸化水素水の熱混合液に
浸漬し、接合面を親水化させることで直接接合をし易い
表面状態とする。
【０１２６】ここで、重要な点は、流路基板１となるシ
リコン基板７１の接合面である酸化膜１１の表面は良好
な表面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下）であり、かつ電極基
板２の接合面であるシリコン酸化膜１８表面も良好な表
面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下）を持つことである。接合
する両基板１、２の表面性が良くないと室温でプリボン
ドすることはなく、また信頼性の高い接合はできない。
リコン基板７１の接合面である酸化膜１１の表面は良好
な表面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下）であり、かつ電極基
板２の接合面であるシリコン酸化膜１８表面も良好な表
面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下）を持つことである。接合
する両基板１、２の表面性が良くないと室温でプリボン
ドすることはなく、また信頼性の高い接合はできない。
【０１２７】これらの各基板７１、２を静かにアライメ
ントし各基板７１、２を接合する。具体的には、アライ
メントが完了した基板を真空チャンバー中に導入し、１
×１０-3ｍbar以下の真空度になるまで減圧する。続い
て、各基板７１、２のアライメントがずれない様な状態
で、各ウェハを押さえつけることでプリ接合を完了し
た。
ントし各基板７１、２を接合する。具体的には、アライ
メントが完了した基板を真空チャンバー中に導入し、１
×１０-3ｍbar以下の真空度になるまで減圧する。続い
て、各基板７１、２のアライメントがずれない様な状態
で、各ウェハを押さえつけることでプリ接合を完了し
た。
【０１２８】このとき、真空下で接合するのは、凹部１
４の溝パターンが多くあるウェハの接合で、空気を巻き
込んだエアトラップボイドの発生を防止するためであ
る。また、このとき位置ずれしないように押さえるとこ
とと、押圧力は基板７１、２に歪みを与えたり、位置ず
れを起こさない限り強く押さえることが重要である。さ
らに、この後、貼り合わせたウェハを窒素ガス雰囲気下
で、ＢＳＧ膜１８ａがリフロー性を示す温度以上の９０
０℃、２時間焼成し強固な接合を得た。
４の溝パターンが多くあるウェハの接合で、空気を巻き
込んだエアトラップボイドの発生を防止するためであ
る。また、このとき位置ずれしないように押さえるとこ
とと、押圧力は基板７１、２に歪みを与えたり、位置ず
れを起こさない限り強く押さえることが重要である。さ
らに、この後、貼り合わせたウェハを窒素ガス雰囲気下
で、ＢＳＧ膜１８ａがリフロー性を示す温度以上の９０
０℃、２時間焼成し強固な接合を得た。
【０１２９】このように、シリコン酸化膜１８を形成し
た後、シリコン酸化膜１８がリフロー性を示す温度以上
で個別に熱処理を施し、このリフロー性を示す温度未満
の温度で第１基板である流路基板１と第２基板である電
極基板２とを加熱して接合することにより、接合面を高
い表面性にして接合することができ、信頼性が向上す
る。
た後、シリコン酸化膜１８がリフロー性を示す温度以上
で個別に熱処理を施し、このリフロー性を示す温度未満
の温度で第１基板である流路基板１と第２基板である電
極基板２とを加熱して接合することにより、接合面を高
い表面性にして接合することができ、信頼性が向上す
る。
【０１３０】また、シリコン酸化膜１８を形成した後、
接合面となる表面の平坦化処理（ここではＣＭＰ研磨処
理）を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際
の接合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板
と第２基板を加熱して接合することで、リフロー法で埋
めきれないような「うねり」も埋めることができて更に
表面性が良くなり、一層信頼性が向上する。
接合面となる表面の平坦化処理（ここではＣＭＰ研磨処
理）を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際
の接合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板
と第２基板を加熱して接合することで、リフロー法で埋
めきれないような「うねり」も埋めることができて更に
表面性が良くなり、一層信頼性が向上する。
【０１３１】次に、同図（ｂ）に示すように、シリコン
基板７１をウェハの初期厚さよりも低くするため、研
磨、研削、ＣＭＰ等の手段によって、ウェハ厚さを薄く
して、シリコン基板７１の厚さを所望の液室高さまで低
くする。このような機械的、物理的あるいは、化学的手
法によってウェハの厚さを薄くしても、ＢＳＧ膜１８ａ
による接合によって接合した界面が剥離したり破壊され
ることはない。具体的には、シリコンウェハを貼り合わ
せた後、液室高さが９５±５μｍになるまで研磨し、そ
の後の液室加工を施しても何ら問題にならなかった。
基板７１をウェハの初期厚さよりも低くするため、研
磨、研削、ＣＭＰ等の手段によって、ウェハ厚さを薄く
して、シリコン基板７１の厚さを所望の液室高さまで低
くする。このような機械的、物理的あるいは、化学的手
法によってウェハの厚さを薄くしても、ＢＳＧ膜１８ａ
による接合によって接合した界面が剥離したり破壊され
ることはない。具体的には、シリコンウェハを貼り合わ
せた後、液室高さが９５±５μｍになるまで研磨し、そ
の後の液室加工を施しても何ら問題にならなかった。
【０１３２】続いて、接合した基板７１、２を熱処理す
る。このとき、同時に酸化雰囲気下で熱処理し、バッフ
ァ酸化膜を約５０ｎｍの厚さに形成する。更に、後工程
でのエッチングバリア層となるシリコン窒化膜７４ａ、
７４ｂをＣＶＤなどの方法で約１００ｎｍの厚さに形成
する。
る。このとき、同時に酸化雰囲気下で熱処理し、バッフ
ァ酸化膜を約５０ｎｍの厚さに形成する。更に、後工程
でのエッチングバリア層となるシリコン窒化膜７４ａ、
７４ｂをＣＶＤなどの方法で約１００ｎｍの厚さに形成
する。
【０１３３】ここでの、熱処理の目的は、シリコン基板
７１を研磨したことによる応力を緩和させ、インクジェ
ットヘッドに反りや、歪を生じさせないためのものであ
る。すなわち、クロストークなどの問題から液室高さは
低くする方がよく、そのため、上述したように基板を貼
り合わせた後液室側の基板７１を研磨するが、このと
き、シリコン基板７１の厚さが変化することで接合面に
存在するシリコン酸化膜１８ａ、１１や電極基板２であ
るシリコン基板のそれぞれの応力バランスが変化して、
貼り合わせた基板７１、２が反ってしまうことがある。
これを防止するため、熱を加えることでシリコン酸化膜
（低融点）の軟化（機械的変形がないレベルで）させ、
応力を緩和することで、基板の反りを防ぐことができ
る。また、この熱処理によって、応力が緩和されること
で、接合面にストレスが加わることが防止されて、接合
信頼性（剥離防止など）をより高めることができる。
７１を研磨したことによる応力を緩和させ、インクジェ
ットヘッドに反りや、歪を生じさせないためのものであ
る。すなわち、クロストークなどの問題から液室高さは
低くする方がよく、そのため、上述したように基板を貼
り合わせた後液室側の基板７１を研磨するが、このと
き、シリコン基板７１の厚さが変化することで接合面に
存在するシリコン酸化膜１８ａ、１１や電極基板２であ
るシリコン基板のそれぞれの応力バランスが変化して、
貼り合わせた基板７１、２が反ってしまうことがある。
これを防止するため、熱を加えることでシリコン酸化膜
（低融点）の軟化（機械的変形がないレベルで）させ、
応力を緩和することで、基板の反りを防ぐことができ
る。また、この熱処理によって、応力が緩和されること
で、接合面にストレスが加わることが防止されて、接合
信頼性（剥離防止など）をより高めることができる。
【０１３４】次に、同図（ｃ）に示すように、フォトエ
ッチングの手法を用いて、液室などを形成するためのパ
ターニングを行い、フォトレジスト膜をマスクにして、
シリコン窒化膜７４ａ、７４ｂ及びバッファ酸化膜を順
次エッチングし、シリコン基板７１上に吐出液室などを
形成する領域を形作るとともに、電極基板２にインク取
り入れ口９を形成する領域を形作る。
ッチングの手法を用いて、液室などを形成するためのパ
ターニングを行い、フォトレジスト膜をマスクにして、
シリコン窒化膜７４ａ、７４ｂ及びバッファ酸化膜を順
次エッチングし、シリコン基板７１上に吐出液室などを
形成する領域を形作るとともに、電極基板２にインク取
り入れ口９を形成する領域を形作る。
【０１３５】そして、この接合した基板７１、２を高濃
度の水酸化カリウム溶液（例えば、９０℃に加熱したア
ルコール添加の１０％濃度ＫＯＨ溶液）中に浸漬し、シ
リコンの異方性エッチングを行うことで、シリコン基板
７１には所望の吐出室６、共通液室８となる凹部などを
形成する。このときの凹部深さは、エッチング液が高濃
度硼素拡散層（５×１０19／ｃｍ3濃度層）７２に到達
した時、エッチングレートが著しく低下することで、ほ
ぼ自動的に停止した状態になり、高濃度硼素拡散層７２
からなる振動板１０が形成され、流路基板１が得られ
る。また、電極基板２にはインク取り入れ口９を形成す
るための溝部７５が形成される。ここでは、この後、超
純水を使ってリンス（約１０分間以上）した後、スピン
乾燥等で乾燥させる。
度の水酸化カリウム溶液（例えば、９０℃に加熱したア
ルコール添加の１０％濃度ＫＯＨ溶液）中に浸漬し、シ
リコンの異方性エッチングを行うことで、シリコン基板
７１には所望の吐出室６、共通液室８となる凹部などを
形成する。このときの凹部深さは、エッチング液が高濃
度硼素拡散層（５×１０19／ｃｍ3濃度層）７２に到達
した時、エッチングレートが著しく低下することで、ほ
ぼ自動的に停止した状態になり、高濃度硼素拡散層７２
からなる振動板１０が形成され、流路基板１が得られ
る。また、電極基板２にはインク取り入れ口９を形成す
るための溝部７５が形成される。ここでは、この後、超
純水を使ってリンス（約１０分間以上）した後、スピン
乾燥等で乾燥させる。
【０１３６】続いて、図４４（ａ）に示すように、溝部
７５の酸化膜１２をフッ酸水溶液などでエッチング除去
してインク取り入れ口９を形成し、シリコン窒化膜７４
ａ及び７４ｂを熱燐酸溶液などによるウェットエッチン
グ、或いはドライエッチングによって除去する。ただ
し、このシリコン窒化膜は無理に除去する必要はない。
そのまま残しておいても問題にならない。
７５の酸化膜１２をフッ酸水溶液などでエッチング除去
してインク取り入れ口９を形成し、シリコン窒化膜７４
ａ及び７４ｂを熱燐酸溶液などによるウェットエッチン
グ、或いはドライエッチングによって除去する。ただ
し、このシリコン窒化膜は無理に除去する必要はない。
そのまま残しておいても問題にならない。
【０１３７】そして、同図中の一点鎖線で示す位置をダ
イシングすることによって、ウェハからヘッドチップサ
イズに切り出す。その後、インク取り入れ口９に対応す
る流路基板１側の高濃度硼素拡散層７２を電極基板２側
からドライエッチングで除去し、インク取り入れ口９を
形成する。
イシングすることによって、ウェハからヘッドチップサ
イズに切り出す。その後、インク取り入れ口９に対応す
る流路基板１側の高濃度硼素拡散層７２を電極基板２側
からドライエッチングで除去し、インク取り入れ口９を
形成する。
【０１３８】次に、同図（ｂ）に示すように、電極基板
２側から吐出室６および共通液室８を保護するようにメ
タルマスクをかぶせて、電極パッド１５ａ上にある高濃
度硼素拡散層７２、及び、電極１５を保護しているシリ
コン酸化膜１８をドライエッチングにより除去して保護
膜１７を形成する。
２側から吐出室６および共通液室８を保護するようにメ
タルマスクをかぶせて、電極パッド１５ａ上にある高濃
度硼素拡散層７２、及び、電極１５を保護しているシリ
コン酸化膜１８をドライエッチングにより除去して保護
膜１７を形成する。
【０１３９】最後に、ノズル４及び流体抵抗部７を形成
したノズル板３をエポキシ接着剤などを用いて流路基板
１上に接合することでインクジェットヘッドが完成す
る。なお、ノズル板３は、１枚として用いたが、流体抵
抗部や、連結穴を設けた別プレートを接合した後、更に
ノズルプレートを貼り付けた多層構造とすることもでき
る。
したノズル板３をエポキシ接着剤などを用いて流路基板
１上に接合することでインクジェットヘッドが完成す
る。なお、ノズル板３は、１枚として用いたが、流体抵
抗部や、連結穴を設けた別プレートを接合した後、更に
ノズルプレートを貼り付けた多層構造とすることもでき
る。
【０１４０】ここで、前記第４実施形態に係るインクジ
ェットヘッドのようにノズル板３としてシリコン基板を
用いた場合には、図９に示すように、ノズル板３の接合
面に、ＣＶＤ等の方法でＢＳＧ膜２９を堆積し、リフロ
ーさせた後、流路基板１と接合する。このときの成膜条
件は、電極基板２上に形成したＢＳＧ膜１８ａと同じで
かまわない。もちろん、この組成などはデバイスの構造
や製造方法によって自由に変更できることは言うまでも
ない。
ェットヘッドのようにノズル板３としてシリコン基板を
用いた場合には、図９に示すように、ノズル板３の接合
面に、ＣＶＤ等の方法でＢＳＧ膜２９を堆積し、リフロ
ーさせた後、流路基板１と接合する。このときの成膜条
件は、電極基板２上に形成したＢＳＧ膜１８ａと同じで
かまわない。もちろん、この組成などはデバイスの構造
や製造方法によって自由に変更できることは言うまでも
ない。
【０１４１】そして、ノズル板３と流路基板１とを接合
した後、インクジェットヘッドを窒素ガス雰囲気下で熱
処理する。このときの熱処理は、８５０℃、２時間の処
理を行った。もちろん、直接接合の温度がこれよりも低
ければ、これよりも低い温度での熱処理で良い。
した後、インクジェットヘッドを窒素ガス雰囲気下で熱
処理する。このときの熱処理は、８５０℃、２時間の処
理を行った。もちろん、直接接合の温度がこれよりも低
ければ、これよりも低い温度での熱処理で良い。
【０１４２】この後、貼り合わせウェハをアライメント
した後、流路基板１とノズル板３となる両シリコン基板
を貼り合わせ、上述した流路基板１と電極基板２との接
合で説明したと同様な条件で焼成した。このとき、先に
接合した流路基板１及び電極基板２のウェハよりも低い
温度で焼成することが好ましいが、少なくとも先に接合
した基板と同じ温度で焼成するようにすれば、出ガスな
どの問題も無く接合することができる。
した後、流路基板１とノズル板３となる両シリコン基板
を貼り合わせ、上述した流路基板１と電極基板２との接
合で説明したと同様な条件で焼成した。このとき、先に
接合した流路基板１及び電極基板２のウェハよりも低い
温度で焼成することが好ましいが、少なくとも先に接合
した基板と同じ温度で焼成するようにすれば、出ガスな
どの問題も無く接合することができる。
【０１４３】また、ここでは、電極となる基板から順次
接合していったが、各基板を所望の形状に加工した後、
接合面にＢＳＧ膜などを成膜し、ウェハ貼り合わせ用の
アライナー（例えば、ＥＶ社４００シリーズ、カールズ
ース社ＭＡ／ＳＢ−６など：いずれも商品名）を用いて
一度に接合することも可能である。
接合していったが、各基板を所望の形状に加工した後、
接合面にＢＳＧ膜などを成膜し、ウェハ貼り合わせ用の
アライナー（例えば、ＥＶ社４００シリーズ、カールズ
ース社ＭＡ／ＳＢ−６など：いずれも商品名）を用いて
一度に接合することも可能である。
【０１４４】さらに、このようにして製造したインクジ
ェットヘッドは、ヘッドを構成する主要部材がシリコン
であるため、実使用時の温度上昇等によってもヘッドの
膨張が略均一になり、ヘッドの反りや歪みの発生がな
く、ラインヘッドと呼ばれる長尺ヘッド（例えばＡ４サ
イズヘッド）を作ることも可能となる。
ェットヘッドは、ヘッドを構成する主要部材がシリコン
であるため、実使用時の温度上昇等によってもヘッドの
膨張が略均一になり、ヘッドの反りや歪みの発生がな
く、ラインヘッドと呼ばれる長尺ヘッド（例えばＡ４サ
イズヘッド）を作ることも可能となる。
【０１４５】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第２実施形態について図４５乃至図４
７を参照して説明する。この第２実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第５、第６実施形態の製
造工程を説明するものである。
ッドの製造方法の第２実施形態について図４５乃至図４
７を参照して説明する。この第２実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第５、第６実施形態の製
造工程を説明するものである。
【０１４６】この実施形態では、図４５（ａ）に示すよ
うに、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍ
のｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面
方位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２とし
て用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって
保護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
うに、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍ
のｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面
方位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２とし
て用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって
保護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
【０１４７】続いて、酸化膜１２が形成されたウェハに
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４、ダミー溝３１、３２を形成
するためのパターニングを行い、フォトレジストパター
ンをマスクとして、弗化アンモニウムなどの緩衝成分を
含む弗化水素溶液を用いて、酸化膜１２に凹部１４及び
ダミー溝３１、３２（ダミー溝３２のみ図示）を掘り込
む。
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４、ダミー溝３１、３２を形成
するためのパターニングを行い、フォトレジストパター
ンをマスクとして、弗化アンモニウムなどの緩衝成分を
含む弗化水素溶液を用いて、酸化膜１２に凹部１４及び
ダミー溝３１、３２（ダミー溝３２のみ図示）を掘り込
む。
【０１４８】その後は、上記図４２乃至図４４で説明し
た本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法の
第１実施形態と同様にして、図４５（ｂ１）、（ｂ２）
に示すように、硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）
１８（第５実施形態に係るヘッドの場合）、又はＮＳＧ
膜２８ａ及びＢＳＧ膜１８ａ（第６実施形態に係るヘッ
ドの場合）を積層し、同図（ｃ）に示す流路基板１とな
るシリコン基板７１と電極基板２とを図４６（ａ）に示
すように直接接合し、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように
シリコン基板７１の研削、異方性エッチングによる流路
パターンの形成を行い、図４７（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに各チップに分割した後ノズル板３を接合して、イン
クジェットヘッドを完成する。
た本発明を適用したインクジェットヘッドの製造方法の
第１実施形態と同様にして、図４５（ｂ１）、（ｂ２）
に示すように、硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）
１８（第５実施形態に係るヘッドの場合）、又はＮＳＧ
膜２８ａ及びＢＳＧ膜１８ａ（第６実施形態に係るヘッ
ドの場合）を積層し、同図（ｃ）に示す流路基板１とな
るシリコン基板７１と電極基板２とを図４６（ａ）に示
すように直接接合し、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように
シリコン基板７１の研削、異方性エッチングによる流路
パターンの形成を行い、図４７（ａ）、（ｂ）に示すよ
うに各チップに分割した後ノズル板３を接合して、イン
クジェットヘッドを完成する。
【０１４９】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第３実施形態について図４８を参照し
て説明する。この第３実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第８、第９実施形態の製造工程を説
明するものである。
ッドの製造方法の第３実施形態について図４８を参照し
て説明する。この第３実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第８、第９実施形態の製造工程を説
明するものである。
【０１５０】この実施形態では、同図（ａ）に示すよう
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
【０１５１】続いて、酸化膜１２が形成されたウェハに
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込む。
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込む。
【０１５２】そして、第８実施形態に係るヘッドの場合
には、同図（ｂ１）に示すように、電極基板２の全面に
硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成し
た後、凹部１４のＢＳＧ膜１８上に電極１５を形成す
る。また、第９実施形態に係るヘッドの場合には、同図
（ｂ２）に示すように、電極基板２の全面にＮＳＧ膜２
８を形成し、更にＮＳＧ膜２８ａ上の全面にＢＳＧ膜１
８ａを積層した後、凹部１４のＢＳＧ膜１８ａ上に電極
１５を形成する。
には、同図（ｂ１）に示すように、電極基板２の全面に
硼素を含むシリコン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成し
た後、凹部１４のＢＳＧ膜１８上に電極１５を形成す
る。また、第９実施形態に係るヘッドの場合には、同図
（ｂ２）に示すように、電極基板２の全面にＮＳＧ膜２
８を形成し、更にＮＳＧ膜２８ａ上の全面にＢＳＧ膜１
８ａを積層した後、凹部１４のＢＳＧ膜１８ａ上に電極
１５を形成する。
【０１５３】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第４実施形態について図４９を参照し
て説明する。この第４実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１０実施形態の製造工程を説明す
るものである。
ッドの製造方法の第４実施形態について図４９を参照し
て説明する。この第４実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１０実施形態の製造工程を説明す
るものである。
【０１５４】この実施形態では、同図（ａ）に示すよう
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成し、更に
酸化膜１２が形成されたウェハの全面に硼素を含むシリ
コン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成する。
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成し、更に
酸化膜１２が形成されたウェハの全面に硼素を含むシリ
コン酸化膜（ＢＳＧ膜）１８ａを形成する。
【０１５５】そして、同図（ｂ）に示すように、ＢＳＧ
膜１８ａ上にフォトレジストを塗布し、電極１５及びス
ペーサ部１３を形成するための凹部１４を形成するため
のパターニングを行い、フォトレジストパターンをマス
クとして、ＢＳＧ膜１８及び酸化膜１２に凹部１４を掘
り込む。
膜１８ａ上にフォトレジストを塗布し、電極１５及びス
ペーサ部１３を形成するための凹部１４を形成するため
のパターニングを行い、フォトレジストパターンをマス
クとして、ＢＳＧ膜１８及び酸化膜１２に凹部１４を掘
り込む。
【０１５６】次いで、同図（ｃ）に示すように、凹部１
４の底面に電極１５を形成し、同図（ｄ）に示すよう
に、電極１５表面に保護膜３７を形成する。
４の底面に電極１５を形成し、同図（ｄ）に示すよう
に、電極１５表面に保護膜３７を形成する。
【０１５７】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第５実施形態について図５０を参照し
て説明する。この第５実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１１、第１２実施形態の製造工程
を説明するものである。
ッドの製造方法の第５実施形態について図５０を参照し
て説明する。この第５実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１１、第１２実施形態の製造工程
を説明するものである。
【０１５８】この実施形態では、同図（ａ）に示すよう
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
に、半導体用として販売されている厚さ約６２５μｍの
ｐ型（ｎ型でもよい。）の単結晶シリコンで、結晶面方
位が（１００）であるシリコン基板を電極基板２として
用いて、ウェットあるいはドライの熱酸化法によって保
護膜となる酸化膜１２を約２μｍの厚さに形成する。
【０１５９】続いて、酸化膜１２が形成されたウェハに
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込み、電極基板２の
全面に電極１５及びダミー電極３５を形成するための電
極材料である窒化チタン膜８１を形成する。
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込み、電極基板２の
全面に電極１５及びダミー電極３５を形成するための電
極材料である窒化チタン膜８１を形成する。
【０１６０】そして、第１１実施形態のヘッドの場合に
は、同図（ｂ１）に示すように、リソグラフィー及びド
ライエッチングの手法を用いて窒化チタン膜８１を所望
の電極１５及びダミー電極３５の電極形状に加工した
後、電極基板２の全面に電極１５及びダミー電極３５表
面を含めてＢＳＧ膜１８ａを形成する。なお、ダミー電
極の形状、配置パターンとしては他の実施形態のものを
用いることもできる（以下の実施形態の説明でも同じで
ある。）。
は、同図（ｂ１）に示すように、リソグラフィー及びド
ライエッチングの手法を用いて窒化チタン膜８１を所望
の電極１５及びダミー電極３５の電極形状に加工した
後、電極基板２の全面に電極１５及びダミー電極３５表
面を含めてＢＳＧ膜１８ａを形成する。なお、ダミー電
極の形状、配置パターンとしては他の実施形態のものを
用いることもできる（以下の実施形態の説明でも同じで
ある。）。
【０１６１】また、第１２実施形態のヘッドの場合に
は、同図（ｂ２）に示すように、リソグラフィー及びド
ライエッチングの手法を用いて窒化チタン膜８１を所望
の電極１５及びダミー電極３５の電極形状に加工した
後、電極基板２の全面に電極１５及びダミー電極３５表
面を含めてＳＮＧ膜２８ａを形成し、このＮＳＧ膜２８
上にＢＳＧ膜１８を形成する。なお、ダミー電極の形
状、配置パターンとしては他の実施形態のものを用いる
こともできる。
は、同図（ｂ２）に示すように、リソグラフィー及びド
ライエッチングの手法を用いて窒化チタン膜８１を所望
の電極１５及びダミー電極３５の電極形状に加工した
後、電極基板２の全面に電極１５及びダミー電極３５表
面を含めてＳＮＧ膜２８ａを形成し、このＮＳＧ膜２８
上にＢＳＧ膜１８を形成する。なお、ダミー電極の形
状、配置パターンとしては他の実施形態のものを用いる
こともできる。
【０１６２】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの各実施形態で用いることのできる流路基板の製造
方法について図５１を参照して説明する。流路基板１と
なるシリコン基板７１は、前述したと同様に、ｐ型の極
性を持ち、（１１０）の面方位を持つ厚さ約５００μｍ
の両面研磨したシリコン基板を用いている。このような
シリコン基板を利用する目的は、シリコンのウェットエ
ッチング速度の結晶面異方性を利用し、精度の良い加工
形状を得るためのものである。
ッドの各実施形態で用いることのできる流路基板の製造
方法について図５１を参照して説明する。流路基板１と
なるシリコン基板７１は、前述したと同様に、ｐ型の極
性を持ち、（１１０）の面方位を持つ厚さ約５００μｍ
の両面研磨したシリコン基板を用いている。このような
シリコン基板を利用する目的は、シリコンのウェットエ
ッチング速度の結晶面異方性を利用し、精度の良い加工
形状を得るためのものである。
【０１６３】そこで、このシリコン基板７１に固体拡散
法により硼素を拡散し、高濃度硼素拡散層７２を形成す
る。なお、拡散方法は、この他に、例えばＢＢｒ3を用
いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分
散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用
いても良い。
法により硼素を拡散し、高濃度硼素拡散層７２を形成す
る。なお、拡散方法は、この他に、例えばＢＢｒ3を用
いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分
散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用
いても良い。
【０１６４】そして、シリコン基板７１と固体拡散源を
向かい合わせて並べ７５０℃の炉の中にセットする。炉
の中には０．２５％の酸素を混入した窒素を流してお
く。炉の温度を８℃／分のレートで１１２５℃まで上昇
させ、その状態で５０分保持した後、８℃／分のレート
で７５０℃まで下げサンプルを取り出すことで、シリコ
ン基板７１に高濃度硼素拡散層７２が形成される。
向かい合わせて並べ７５０℃の炉の中にセットする。炉
の中には０．２５％の酸素を混入した窒素を流してお
く。炉の温度を８℃／分のレートで１１２５℃まで上昇
させ、その状態で５０分保持した後、８℃／分のレート
で７５０℃まで下げサンプルを取り出すことで、シリコ
ン基板７１に高濃度硼素拡散層７２が形成される。
【０１６５】このとき、シリコン基板７１の振動板側
（拡散面）には、酸化硼素の層９１が生成される。この
酸化硼素の層９１は、ガラス様の性質を持ち、本発明で
利用しているＢＳＧ膜と似た性質を持っているので、こ
の膜を本発明の各実施形態のような接合用のシリコン酸
化膜の代わりに使用することもできる。ところが、この
酸化硼素の層（膜）９１は、空気中の水分などと反応
し、析出物ができたり、酸化硼素自身が反応して別の物
質に変化したりしやすい。発明者らの経験では、拡散処
理後、１２時間を過ぎた酸化硼素膜は変質してしまって
いた。
（拡散面）には、酸化硼素の層９１が生成される。この
酸化硼素の層９１は、ガラス様の性質を持ち、本発明で
利用しているＢＳＧ膜と似た性質を持っているので、こ
の膜を本発明の各実施形態のような接合用のシリコン酸
化膜の代わりに使用することもできる。ところが、この
酸化硼素の層（膜）９１は、空気中の水分などと反応
し、析出物ができたり、酸化硼素自身が反応して別の物
質に変化したりしやすい。発明者らの経験では、拡散処
理後、１２時間を過ぎた酸化硼素膜は変質してしまって
いた。
【０１６６】そこで、拡散工程後の酸化硼素の膜９１の
上に、ＣＶＤなどの方法でＮＳＧ膜９２を例えば５０ｎ
ｍの厚さに成膜する。その後、８００〜１０００℃の温
度で熱処理し、酸化硼素の層９１とＮＳＧ膜９２を反応
させるとともに、リフローさせ表面を平坦化することに
より、良好な表面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下)を有する
酸化膜１１を得ることができる。なお、熱処理による硼
素の再拡散が発生する場合、先の拡散時間を調整するこ
とで、再拡散を加味した振動板厚さの設計が可能にな
る。
上に、ＣＶＤなどの方法でＮＳＧ膜９２を例えば５０ｎ
ｍの厚さに成膜する。その後、８００〜１０００℃の温
度で熱処理し、酸化硼素の層９１とＮＳＧ膜９２を反応
させるとともに、リフローさせ表面を平坦化することに
より、良好な表面性（Ｒａ：０．３ｎｍ以下)を有する
酸化膜１１を得ることができる。なお、熱処理による硼
素の再拡散が発生する場合、先の拡散時間を調整するこ
とで、再拡散を加味した振動板厚さの設計が可能にな
る。
【０１６７】このように、振動板となるシリコン基板面
に酸化硼素拡散源からの熱拡散によって酸化硼素層を形
成した（或いは硼素酸化化合物を塗布してもよい。）
後、この酸化硼素層上に不純物を含まないシリコン酸化
膜（ＮＳＧ膜やＳＯＧ膜など）を形成して、熱処理を加
えて不純物を含まないシリコン酸化膜表面の平坦化を図
ることにより、硼素拡散時に自然に生成する酸化硼素層
を接合層として用いることが可能になって低コスト化を
図れる。
に酸化硼素拡散源からの熱拡散によって酸化硼素層を形
成した（或いは硼素酸化化合物を塗布してもよい。）
後、この酸化硼素層上に不純物を含まないシリコン酸化
膜（ＮＳＧ膜やＳＯＧ膜など）を形成して、熱処理を加
えて不純物を含まないシリコン酸化膜表面の平坦化を図
ることにより、硼素拡散時に自然に生成する酸化硼素層
を接合層として用いることが可能になって低コスト化を
図れる。
【０１６８】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの各実施形態で用いることのできる流路基板の他の
製造方法について図５２を参照して説明する。この実施
形態の流路基板は、流路基板１側にのみ、或いは電極基
板２側とともに、接合用のシリコン酸化膜を形成したも
のである。
ッドの各実施形態で用いることのできる流路基板の他の
製造方法について図５２を参照して説明する。この実施
形態の流路基板は、流路基板１側にのみ、或いは電極基
板２側とともに、接合用のシリコン酸化膜を形成したも
のである。
【０１６９】すなわち、同図（ａ）に示すように、流路
基板１となるシリコン基板７１は、前述したと同様に、
ｐ型の極性を持ち、（１１０）の面方位を持つ厚さ約５
００μｍの両面研磨したシリコン基板を用いている。こ
のシリコン基板７１に固体拡散法により硼素を拡散し、
高濃度硼素拡散層７２を形成する。なお、拡散方法は、
この他に、例えばＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン
注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピン
コートする塗布拡散法などを用いても良い。
基板１となるシリコン基板７１は、前述したと同様に、
ｐ型の極性を持ち、（１１０）の面方位を持つ厚さ約５
００μｍの両面研磨したシリコン基板を用いている。こ
のシリコン基板７１に固体拡散法により硼素を拡散し、
高濃度硼素拡散層７２を形成する。なお、拡散方法は、
この他に、例えばＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン
注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピン
コートする塗布拡散法などを用いても良い。
【０１７０】そして、このシリコン基板７１の振動板と
なる高濃度硼素拡散層７２の表面にＮＳＧ膜９３を形成
した後、同図（ｂ）に示すようにＮＳＧ膜９３の表面に
ＢＳＧ膜９４を形成する。
なる高濃度硼素拡散層７２の表面にＮＳＧ膜９３を形成
した後、同図（ｂ）に示すようにＮＳＧ膜９３の表面に
ＢＳＧ膜９４を形成する。
【０１７１】次に、本発明に係る各液滴吐出ヘッドに用
いることができる多結晶シリコンからなる電極を有する
電極基板の製造方法について図５３を参照して説明す
る。同図（ａ）に示すように、ｐ型（ｎ型でもよい。）
の単結晶シリコンで、結晶面方位が（１００）であるシ
リコン基板を電極基板２として用いて、ウェットあるい
はドライの熱酸化法によって保護膜となる酸化膜１２を
約２μｍの厚さに形成する。
いることができる多結晶シリコンからなる電極を有する
電極基板の製造方法について図５３を参照して説明す
る。同図（ａ）に示すように、ｐ型（ｎ型でもよい。）
の単結晶シリコンで、結晶面方位が（１００）であるシ
リコン基板を電極基板２として用いて、ウェットあるい
はドライの熱酸化法によって保護膜となる酸化膜１２を
約２μｍの厚さに形成する。
【０１７２】続いて、酸化膜１２が形成されたウェハに
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込み、電極基板２の
全面に電極１５又は電極１５及びダミー電極３５を形成
するための電極材料である多結晶シリコン膜８２を形成
する。
フォトレジストを塗布し、電極１５及びスペーサ部１３
を形成するための凹部１４を形成するためのパターニン
グを行い、フォトレジストパターンをマスクとして、弗
化アンモニウムなどの緩衝成分を含む弗化水素溶液を用
いて、酸化膜１２に凹部１４を掘り込み、電極基板２の
全面に電極１５又は電極１５及びダミー電極３５を形成
するための電極材料である多結晶シリコン膜８２を形成
する。
【０１７３】その後、同図（ｂ）に示すように、多結晶
シリコン膜８２に不純物である硼素イオンを注入し、同
図（ｃ）に示すように、多結晶シリコン膜８２をパター
ニングして電極１５又は電極１５及びダミー電極３５を
形成する。
シリコン膜８２に不純物である硼素イオンを注入し、同
図（ｃ）に示すように、多結晶シリコン膜８２をパター
ニングして電極１５又は電極１５及びダミー電極３５を
形成する。
【０１７４】そして、ダミー電極３５を残さない場合に
は、同図（ｄ１）に示すように、ダミー電極３５を除去
した後、電極基板２の全面に燐及び／又は硼素を含むシ
リコン酸化膜１８を形成する。また、ダミー電極３５を
残す場合には、同図（ｄ２）に示すように、そのまま電
極基板２の全面に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化
膜１８を形成する。
は、同図（ｄ１）に示すように、ダミー電極３５を除去
した後、電極基板２の全面に燐及び／又は硼素を含むシ
リコン酸化膜１８を形成する。また、ダミー電極３５を
残す場合には、同図（ｄ２）に示すように、そのまま電
極基板２の全面に燐及び／又は硼素を含むシリコン酸化
膜１８を形成する。
【０１７５】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第６実施形態について図５４を参照し
て説明する。この第６実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１９実施形態と同様な電極基板の
製造工程を説明するものである。
ッドの製造方法の第６実施形態について図５４を参照し
て説明する。この第６実施形態は本発明を適用したイン
クジェットヘッドの第１９実施形態と同様な電極基板の
製造工程を説明するものである。
【０１７６】この実施形態では、同図（ａ）に示すよう
に、電極基板となるシリコン基板２に熱酸化により酸化
膜１２を０．５から１．０μｍの厚さで形成し、更に、
個別電極１５となる窒化チタン膜８１を約０．３μｍの
厚みで成膜する。そして、同図（ｂ）に示すように、窒
化チタン膜８１を写真製版によってパターン形成して、
ドライエッチング或いはウェットエッチングによってエ
ッチングを行なうことで、電極１５及びダミー電極３５
の形状に形成する。
に、電極基板となるシリコン基板２に熱酸化により酸化
膜１２を０．５から１．０μｍの厚さで形成し、更に、
個別電極１５となる窒化チタン膜８１を約０．３μｍの
厚みで成膜する。そして、同図（ｂ）に示すように、窒
化チタン膜８１を写真製版によってパターン形成して、
ドライエッチング或いはウェットエッチングによってエ
ッチングを行なうことで、電極１５及びダミー電極３５
の形状に形成する。
【０１７７】その後、同図（ｃ）に示すように、ギャッ
プスペーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂを成膜し、成膜
後９００℃〜１０５０℃の窒素雰囲気中でＢＰＳＧ膜１
８ｂのアニール処理を行う。この場合のＢＰＳＧ膜１８
ｂの膜厚は、駆動エアギャップ分と電極保護膜の１／２
分を合わせた厚さに設定する。例えば駆動エアギャップ
（ギャップ長）を０．２μｍ、保護絶縁膜４７の厚さを
０．２μｍとした場合では、ＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さは
約０．３μｍとする。
プスペーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂを成膜し、成膜
後９００℃〜１０５０℃の窒素雰囲気中でＢＰＳＧ膜１
８ｂのアニール処理を行う。この場合のＢＰＳＧ膜１８
ｂの膜厚は、駆動エアギャップ分と電極保護膜の１／２
分を合わせた厚さに設定する。例えば駆動エアギャップ
（ギャップ長）を０．２μｍ、保護絶縁膜４７の厚さを
０．２μｍとした場合では、ＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さは
約０．３μｍとする。
【０１７８】次いで、同図（ｄ）に示すように、ＢＰＳ
Ｇ膜１８ｂに写真製版によって個別電極１５に対応する
部分にパターン形成する。このとき、電極１５に対応す
る部分の開口は個別電極エリアより小さいものとする。
そして、ウェットエッチング或いはドライエッチングに
より、個別電極１５をエッチングストップ層としてＢＰ
ＳＧ膜１８ｂのエッチングを行ってギャップ１６となる
開口部４７を形成する。このとき、個別電極１５でエッ
チストップさせることにより、エッチング深さが高精度
に制御できる。
Ｇ膜１８ｂに写真製版によって個別電極１５に対応する
部分にパターン形成する。このとき、電極１５に対応す
る部分の開口は個別電極エリアより小さいものとする。
そして、ウェットエッチング或いはドライエッチングに
より、個別電極１５をエッチングストップ層としてＢＰ
ＳＧ膜１８ｂのエッチングを行ってギャップ１６となる
開口部４７を形成する。このとき、個別電極１５でエッ
チストップさせることにより、エッチング深さが高精度
に制御できる。
【０１７９】次に、エッチング後のレジストを除去した
後熱酸化処理を行い、個別電極１５である窒化チタン膜
８１を熱酸化することにより、電極１５表面にチタン酸
化膜４７を形成し電極保護膜とする。窒化チタンの熱酸
化は５００℃から６００℃の酸素雰囲気中で行う。
後熱酸化処理を行い、個別電極１５である窒化チタン膜
８１を熱酸化することにより、電極１５表面にチタン酸
化膜４７を形成し電極保護膜とする。窒化チタンの熱酸
化は５００℃から６００℃の酸素雰囲気中で行う。
【０１８０】この場合、駆動ギャップ長はギャップスペ
ーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さと個別電極であ
る窒化チタン８１を熱酸化して形成した電極保護膜４７
との差で決定されるが、何れも成膜の工程によるもので
あり、高精度なギャップ形成が可能となる。また、個別
電極１５と振動板１０間の電気絶縁性はギャップスペー
サー膜としてのＢＰＳＧ膜１８ｂによって形成されるこ
とから、十分な絶縁性が保たれる。さらに、電極保護膜
４７としてチタン酸化膜を用いることで十分な保護性が
得られること、形成されたチタン酸化物の性質として、
誘電率が非常に高いことから駆動電圧の低電圧化が実現
できる。
ーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さと個別電極であ
る窒化チタン８１を熱酸化して形成した電極保護膜４７
との差で決定されるが、何れも成膜の工程によるもので
あり、高精度なギャップ形成が可能となる。また、個別
電極１５と振動板１０間の電気絶縁性はギャップスペー
サー膜としてのＢＰＳＧ膜１８ｂによって形成されるこ
とから、十分な絶縁性が保たれる。さらに、電極保護膜
４７としてチタン酸化膜を用いることで十分な保護性が
得られること、形成されたチタン酸化物の性質として、
誘電率が非常に高いことから駆動電圧の低電圧化が実現
できる。
【０１８１】ここで、ここで、電極１５の材料として多
結晶シリコンを用いる場合について説明する。なお、工
程は上記図５４で説明した工程と同様であるので、同図
を引用して（符号は同じものを用いる）説明する。同図
（ａ）に示すように、電極基板となるシリコン基板２に
熱酸化により酸化膜１２を０．５から１．０μｍの厚さ
で形成し、更に、個別電極１５となる多結晶ポリシリコ
ン膜８１を約０．３μｍの厚みで成膜する。そして、同
図（ｂ）に示すように、多結晶シリコン膜８１をエッチ
ングして電極１５及びダミー電極３５の形状に形成す
る。
結晶シリコンを用いる場合について説明する。なお、工
程は上記図５４で説明した工程と同様であるので、同図
を引用して（符号は同じものを用いる）説明する。同図
（ａ）に示すように、電極基板となるシリコン基板２に
熱酸化により酸化膜１２を０．５から１．０μｍの厚さ
で形成し、更に、個別電極１５となる多結晶ポリシリコ
ン膜８１を約０．３μｍの厚みで成膜する。そして、同
図（ｂ）に示すように、多結晶シリコン膜８１をエッチ
ングして電極１５及びダミー電極３５の形状に形成す
る。
【０１８２】その後、同図（ｃ）に示すように、ギャッ
プスペーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂを成膜し、成膜
後９００℃〜１０５０℃の窒素雰囲気中でＢＰＳＧ膜１
８ｂのアニール処理を行う。この場合のＢＰＳＧ膜１８
ｂの膜厚は、駆動エアギャップ分と電極保護膜の１／２
分を合わせた厚さに設定する。例えば駆動エアギャップ
（ギャップ長）を０．２μｍ、保護絶縁膜４７の厚さを
０．２μｍとした場合では、ＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さは
約０．３μｍとする。
プスペーサー膜となるＢＰＳＧ膜１８ｂを成膜し、成膜
後９００℃〜１０５０℃の窒素雰囲気中でＢＰＳＧ膜１
８ｂのアニール処理を行う。この場合のＢＰＳＧ膜１８
ｂの膜厚は、駆動エアギャップ分と電極保護膜の１／２
分を合わせた厚さに設定する。例えば駆動エアギャップ
（ギャップ長）を０．２μｍ、保護絶縁膜４７の厚さを
０．２μｍとした場合では、ＢＰＳＧ膜１８ｂの厚さは
約０．３μｍとする。
【０１８３】次いで、同図（ｄ）に示すように、ＢＰＳ
Ｇ膜１８ｂに写真製版によって個別電極１５に対応する
部分にパターン形成し、そして、ウェットエッチング或
いはドライエッチングにより、個別電極１５をエッチン
グストップ層としてＢＰＳＧ膜１８ｂのエッチングを行
ってギャップ１６となる開口部４４を形成する。
Ｇ膜１８ｂに写真製版によって個別電極１５に対応する
部分にパターン形成し、そして、ウェットエッチング或
いはドライエッチングにより、個別電極１５をエッチン
グストップ層としてＢＰＳＧ膜１８ｂのエッチングを行
ってギャップ１６となる開口部４４を形成する。
【０１８４】その後、電極１５を形成しているポリシリ
コンを熱酸化することによって形成されるシリコン酸化
膜を電極保護膜４７とすることができる。電極材料とし
ての窒化チタン電極と比較して異なる点は、電極保護膜
形成時のポリシリコンの熱酸化温度が８５０℃から９５
０℃の高温域での酸化が必要となることである。
コンを熱酸化することによって形成されるシリコン酸化
膜を電極保護膜４７とすることができる。電極材料とし
ての窒化チタン電極と比較して異なる点は、電極保護膜
形成時のポリシリコンの熱酸化温度が８５０℃から９５
０℃の高温域での酸化が必要となることである。
【０１８５】このように、電極材料に多結晶シリコンを
用いて、この多結晶シリコン上にシリコン酸化膜を形成
することにより、多結晶シリコンの導電性を発揮させる
ドーパント（燐、硼素）によって増速酸化させることが
可能になって比較的厚い酸化膜を形成することができる
ようになり、堆積膜よりも信頼性が向上する。また、多
結晶シリコン自体を酸化してシリコン酸化膜を形成する
ことによりギャップ精度を一層高くすることができる。
用いて、この多結晶シリコン上にシリコン酸化膜を形成
することにより、多結晶シリコンの導電性を発揮させる
ドーパント（燐、硼素）によって増速酸化させることが
可能になって比較的厚い酸化膜を形成することができる
ようになり、堆積膜よりも信頼性が向上する。また、多
結晶シリコン自体を酸化してシリコン酸化膜を形成する
ことによりギャップ精度を一層高くすることができる。
【０１８６】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第７実施形態について図５５及び図５
６を参照して説明する。この第７実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第２１実施形態の電極基
板の製造工程を説明するものである。
ッドの製造方法の第７実施形態について図５５及び図５
６を参照して説明する。この第７実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第２１実施形態の電極基
板の製造工程を説明するものである。
【０１８７】まず、同図（ａ）に示すように、電極基板
２として半導体用として販売されている厚さ約６２５μ
ｍのｐ型の単結晶シリコンで、面方位が（１００）であ
る基板を用いて、このシリコン基板にウェット或いはド
ライの熱酸化法によって保護膜となるシリコン酸化膜１
２を約２μｍの厚さに形成する。ここでは、安価に市場
に出ているｐ型の単結晶シリコン基板を用いたが、ｎ型
の基板であっても良い。また、グレードとしては、モニ
タウェハグレードでも問題ない。
２として半導体用として販売されている厚さ約６２５μ
ｍのｐ型の単結晶シリコンで、面方位が（１００）であ
る基板を用いて、このシリコン基板にウェット或いはド
ライの熱酸化法によって保護膜となるシリコン酸化膜１
２を約２μｍの厚さに形成する。ここでは、安価に市場
に出ているｐ型の単結晶シリコン基板を用いたが、ｎ型
の基板であっても良い。また、グレードとしては、モニ
タウェハグレードでも問題ない。
【０１８８】続いて、シリコン熱酸化膜１２が形成され
たウェハ上に電極材料となるポリシリコン膜を約３００
ｎｍの厚さに堆積し、リソグラフィー及びドライエッチ
ングの手法を用いて所望の形状の電極１５及びダミー電
極３５を形成する。このとき、広い接合エリアとなる部
分にダミー電極３５を設置するようなパターンとする。
たウェハ上に電極材料となるポリシリコン膜を約３００
ｎｍの厚さに堆積し、リソグラフィー及びドライエッチ
ングの手法を用いて所望の形状の電極１５及びダミー電
極３５を形成する。このとき、広い接合エリアとなる部
分にダミー電極３５を設置するようなパターンとする。
【０１８９】なお、ここでは、電極材料としてポリシリ
コン膜を用いたが、窒化チタンのような導電性のセラミ
ックス、不純物がドーピングされた多結晶シリコン、タ
ングステンのような高融点金属を利用しても良いことは
前述したとおりである。
コン膜を用いたが、窒化チタンのような導電性のセラミ
ックス、不純物がドーピングされた多結晶シリコン、タ
ングステンのような高融点金属を利用しても良いことは
前述したとおりである。
【０１９０】次に、同図（ｂ）に示すように、電極基板
２の全面に電極１５及びダミー電極３５表面を含めて厚
さ３５０ｎｍのＳＯＧ膜６２を堆積させる。 ＳＯＧ膜
はスピンコート法のため平坦化に適しており、ここでは
直接接合などの後工程での熱処理温度に耐えうる無機の
ＳＯＧ膜を用いている。その後、９００℃−６０分の熱
処理によりＳＯＧ膜６２中の水分を排出する。なお、１
回のスピンコートで所望の厚さが堆積できない場合は、
スピンコートとベークを繰り返し行っても良いし、加え
てＢＰＳＧ膜などのリフロー膜を堆積してもよい。
２の全面に電極１５及びダミー電極３５表面を含めて厚
さ３５０ｎｍのＳＯＧ膜６２を堆積させる。 ＳＯＧ膜
はスピンコート法のため平坦化に適しており、ここでは
直接接合などの後工程での熱処理温度に耐えうる無機の
ＳＯＧ膜を用いている。その後、９００℃−６０分の熱
処理によりＳＯＧ膜６２中の水分を排出する。なお、１
回のスピンコートで所望の厚さが堆積できない場合は、
スピンコートとベークを繰り返し行っても良いし、加え
てＢＰＳＧ膜などのリフロー膜を堆積してもよい。
【０１９１】次いで、同図（ｃ１）に示すように、ＣＭ
Ｐ研磨を行うことにより電極基板２を平坦化する。スラ
リー液はＳＳ２５（キャボット社製：商品名）を超純水
と１：１に希釈したもの、研磨パッドは硬いポリウレタ
ンの発泡体／ポリエステル繊維不織布の積層構造を用い
た。また、研磨条件は、テーブル速度／キャリア速度＝
４０rpm／２９rpm、研磨加圧＝２５０ｇ／cm2で行っ
た。
Ｐ研磨を行うことにより電極基板２を平坦化する。スラ
リー液はＳＳ２５（キャボット社製：商品名）を超純水
と１：１に希釈したもの、研磨パッドは硬いポリウレタ
ンの発泡体／ポリエステル繊維不織布の積層構造を用い
た。また、研磨条件は、テーブル速度／キャリア速度＝
４０rpm／２９rpm、研磨加圧＝２５０ｇ／cm2で行っ
た。
【０１９２】このとき、研磨はＳＯＧ膜６２の研磨から
進むことになるが、ポリシリコン膜の研磨レートがＳＯ
Ｇ膜６２に対して非常に低いため、ポリシリコン膜から
なる個別電極１５及びダミー電極３５は研磨の停止膜と
して利用できる。つまり、ポリシリコン膜が露出する
と、キャリアのトルクが急激に上昇することにより研磨
の終点が検知でき、高精度に研磨量の制御が可能とな
る。ＣＭＰ研磨後、基板２は平坦化された。
進むことになるが、ポリシリコン膜の研磨レートがＳＯ
Ｇ膜６２に対して非常に低いため、ポリシリコン膜から
なる個別電極１５及びダミー電極３５は研磨の停止膜と
して利用できる。つまり、ポリシリコン膜が露出する
と、キャリアのトルクが急激に上昇することにより研磨
の終点が検知でき、高精度に研磨量の制御が可能とな
る。ＣＭＰ研磨後、基板２は平坦化された。
【０１９３】ここで、ダミー電極３５が形成されていな
い場合、同図（ｃ２）に示すように、個別電極１５のパ
ターンが疎の部分７７でＳＯＧ膜６２が薄くなり、後の
直接接合で、接合不良が発生しやすくなる。ダミー電極
パターンを設けることにより、これを防止して膜厚の均
一化を図れる。
い場合、同図（ｃ２）に示すように、個別電極１５のパ
ターンが疎の部分７７でＳＯＧ膜６２が薄くなり、後の
直接接合で、接合不良が発生しやすくなる。ダミー電極
パターンを設けることにより、これを防止して膜厚の均
一化を図れる。
【０１９４】その後、同図（ｄ）に示すように、平坦化
された電極基板２にＮＳＧ膜６３をＣＶＤ法により１５
０ｎｍ堆積し、更にガス種を変更（燐濃度４．５％、硼
素濃度４．０％)し、シリコン酸化膜としてＢＰＳＧ膜
１８ｂを約２００ｎｍの厚さに堆積させる。そして、図
５６にも示すように、レジストパターンの厚さに傾斜を
付け、そのレジスト越しにドライエッチングを行う方法
で、ＢＰＳＧ膜１８ｂにギャップ形状が非平行状態であ
る凹部６４を形成する。
された電極基板２にＮＳＧ膜６３をＣＶＤ法により１５
０ｎｍ堆積し、更にガス種を変更（燐濃度４．５％、硼
素濃度４．０％)し、シリコン酸化膜としてＢＰＳＧ膜
１８ｂを約２００ｎｍの厚さに堆積させる。そして、図
５６にも示すように、レジストパターンの厚さに傾斜を
付け、そのレジスト越しにドライエッチングを行う方法
で、ＢＰＳＧ膜１８ｂにギャップ形状が非平行状態であ
る凹部６４を形成する。
【０１９５】次に、本発明を適用したインクジェットヘ
ッドの製造方法の第８実施形態について図５７及び図５
８を参照して説明する。この第８実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第２０実施形態の電極基
板の製造工程を説明するものである。
ッドの製造方法の第８実施形態について図５７及び図５
８を参照して説明する。この第８実施形態は本発明を適
用したインクジェットヘッドの第２０実施形態の電極基
板の製造工程を説明するものである。
【０１９６】上述した第７実施形態と同様に、まず、同
図（ａ）に示すように、電極基板２として半導体用とし
て販売されている厚さ約６２５μｍのｐ型の単結晶シリ
コンで、面方位が（１００）である基板を用いて、この
シリコン基板にウェット或いはドライの熱酸化法によっ
て保護膜となるシリコン酸化膜１２を約２μｍの厚さに
形成する。
図（ａ）に示すように、電極基板２として半導体用とし
て販売されている厚さ約６２５μｍのｐ型の単結晶シリ
コンで、面方位が（１００）である基板を用いて、この
シリコン基板にウェット或いはドライの熱酸化法によっ
て保護膜となるシリコン酸化膜１２を約２μｍの厚さに
形成する。
【０１９７】続いて、シリコン熱酸化膜１２が形成され
たウェハ上に電極材料となる窒化チタン膜を約３００ｎ
ｍの厚さに堆積し、リソグラフィー及びドライエッチン
グの手法を用いて所望の形状の電極１５及びダミー電極
３５を形成する。このとき、広い接合エリアとなる部分
にダミー電極３５を設置するようなパターンとする。
たウェハ上に電極材料となる窒化チタン膜を約３００ｎ
ｍの厚さに堆積し、リソグラフィー及びドライエッチン
グの手法を用いて所望の形状の電極１５及びダミー電極
３５を形成する。このとき、広い接合エリアとなる部分
にダミー電極３５を設置するようなパターンとする。
【０１９８】次に、同図（ｂ）に示すように、電極基板
２の全面に電極１５及びダミー電極３５表面を含めて厚
さ３５０ｎｍのＳＯＧ膜５２を堆積させる。 その後、
９００℃−６０分の熱処理によりＳＯＧ膜５２中の水分
を排出する。なお、１回のスピンコートで所望の厚さが
堆積できない場合は、スピンコートとベークを繰り返し
行っても良いし、加えてＢＰＳＧ膜などのリフロー膜を
堆積してもよい。
２の全面に電極１５及びダミー電極３５表面を含めて厚
さ３５０ｎｍのＳＯＧ膜５２を堆積させる。 その後、
９００℃−６０分の熱処理によりＳＯＧ膜５２中の水分
を排出する。なお、１回のスピンコートで所望の厚さが
堆積できない場合は、スピンコートとベークを繰り返し
行っても良いし、加えてＢＰＳＧ膜などのリフロー膜を
堆積してもよい。
【０１９９】次いで、同図（ｃ）に示すように、ＣＭＰ
研磨を行うことにより電極基板２を平坦化する。このと
き、研磨はＳＯＧ膜５２の研磨から進むことになるが、
窒化チタン膜の研磨レートがＳＯＧ膜５２に対して非常
に低いため、窒化チタン膜からなる個別電極１５及びダ
ミー電極３５は研磨の停止膜として利用できる。
研磨を行うことにより電極基板２を平坦化する。このと
き、研磨はＳＯＧ膜５２の研磨から進むことになるが、
窒化チタン膜の研磨レートがＳＯＧ膜５２に対して非常
に低いため、窒化チタン膜からなる個別電極１５及びダ
ミー電極３５は研磨の停止膜として利用できる。
【０２００】その後、同図（ｄ）に示すように、平坦化
された電極基板２にＮＳＧ膜５３をＣＶＤ法により１５
０ｎｍ堆積し、更にガス種を変更（燐濃度４．５％、硼
素濃度４．０％)し、シリコン酸化膜としてＢＰＳＧ膜
１８ｂを約２００ｎｍの厚さに堆積させる。
された電極基板２にＮＳＧ膜５３をＣＶＤ法により１５
０ｎｍ堆積し、更にガス種を変更（燐濃度４．５％、硼
素濃度４．０％)し、シリコン酸化膜としてＢＰＳＧ膜
１８ｂを約２００ｎｍの厚さに堆積させる。
【０２０１】次に、エッチング後のレジストを除去した
後熱酸化処理を行い、個別電極１５である窒化チタン膜
を熱酸化することにより、電極１５表面にチタン酸化膜
５７を形成し電極保護膜とする。窒化チタンの熱酸化は
５００℃から６００℃の酸素雰囲気中で行う。
後熱酸化処理を行い、個別電極１５である窒化チタン膜
を熱酸化することにより、電極１５表面にチタン酸化膜
５７を形成し電極保護膜とする。窒化チタンの熱酸化は
５００℃から６００℃の酸素雰囲気中で行う。
【０２０２】次に、本発明に係るインクジェット記録装
置について図５９及び図６０を参照して簡単に説明す
る。なお、図５９は同記録装置の機構部の概略斜視説明
図、図６０は同機構部の側面説明図である。
置について図５９及び図６０を参照して簡単に説明す
る。なお、図５９は同記録装置の機構部の概略斜視説明
図、図６０は同機構部の側面説明図である。
【０２０３】このインクジェット記録装置は、記録装置
本体１１１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明を適用したインクジェ
ットヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘ
ッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリ
ッジ等で構成される印字機構部１１２等を収納し、給紙
カセット１１４或いは手差しトレイ１１５から給送され
る用紙１１３を取り込み、印字機構部１１２によって所
要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ
１１６に排紙する。
本体１１１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッ
ジ、キャリッジに搭載した本発明を適用したインクジェ
ットヘッドであるインクジェットヘッドからなる記録ヘ
ッド、記録ヘッドへのインクを供給するインクカートリ
ッジ等で構成される印字機構部１１２等を収納し、給紙
カセット１１４或いは手差しトレイ１１５から給送され
る用紙１１３を取り込み、印字機構部１１２によって所
要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ
１１６に排紙する。
【０２０４】印字機構部１１２は、図示しない左右の側
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１２１と
従ガイドロッド１２２とでキャリッジ１２３を主走査方
向に摺動自在に保持している。
板に横架したガイド部材である主ガイドロッド１２１と
従ガイドロッド１２２とでキャリッジ１２３を主走査方
向に摺動自在に保持している。
【０２０５】このキャリッジ１２３にはイエロー
（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ
ｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明を適用したイン
クジェットヘッドであるインクジェットヘッドからなる
ヘッド１２４をノズル列方向を副走査方向（主走査方向
と直交する方向）にして、インク滴吐出方向を下方に向
けて装着している。
（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ
ｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明を適用したイン
クジェットヘッドであるインクジェットヘッドからなる
ヘッド１２４をノズル列方向を副走査方向（主走査方向
と直交する方向）にして、インク滴吐出方向を下方に向
けて装着している。
【０２０６】記録ヘッドとしてここでは各色のヘッド１
２４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル
を有する１個のヘッドでもよい。
２４を用いているが、各色のインク滴を吐出するノズル
を有する１個のヘッドでもよい。
【０２０７】また、キャリッジ１２３の上側にはヘッド
１２４に各色のインクを供給するための各インクタンク
（インクカートリッジ）１２５を交換可能に装着してい
る。インクカートリッジ１２５は上方に大気と連通する
大気口、下方にはインクジェットヘッド１２４へインク
を供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔
質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェ
ットヘッド１２４へ供給されるインクをわずかな負圧に
維持している。このインクカートリッジ１２５から前記
インク取り入れ口９を介してインクをヘッド１２４内に
供給する。
１２４に各色のインクを供給するための各インクタンク
（インクカートリッジ）１２５を交換可能に装着してい
る。インクカートリッジ１２５は上方に大気と連通する
大気口、下方にはインクジェットヘッド１２４へインク
を供給する供給口を、内部にはインクが充填された多孔
質体を有しており、多孔質体の毛管力によりインクジェ
ットヘッド１２４へ供給されるインクをわずかな負圧に
維持している。このインクカートリッジ１２５から前記
インク取り入れ口９を介してインクをヘッド１２４内に
供給する。
【０２０８】ここで、キャリッジ１２３は後方側（用紙
搬送方向下流側）を主ガイドロッド１２１に摺動自在に
嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッ
ド１２２に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ１２３を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ１２７で回転駆動される駆動プーリ１２８と従動
プーリ１２９との間にタイミングベルト１３０を張装
し、このタイミングベルト１３０をキャリッジ１３３に
固定しており、主走査モータ１２７の正逆回転によりキ
ャリッジ１２３が往復駆動される。また、記録ヘッドと
してここでは各色のヘッド１２４を用いているが、各色
のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでも
よい。
搬送方向下流側）を主ガイドロッド１２１に摺動自在に
嵌装し、前方側（用紙搬送方向上流側）を従ガイドロッ
ド１２２に摺動自在に載置している。そして、このキャ
リッジ１２３を主走査方向に移動走査するため、主走査
モータ１２７で回転駆動される駆動プーリ１２８と従動
プーリ１２９との間にタイミングベルト１３０を張装
し、このタイミングベルト１３０をキャリッジ１３３に
固定しており、主走査モータ１２７の正逆回転によりキ
ャリッジ１２３が往復駆動される。また、記録ヘッドと
してここでは各色のヘッド１２４を用いているが、各色
のインク滴を吐出するノズルを有する１個のヘッドでも
よい。
【０２０９】一方、給紙カセット１１４にセットした用
紙１１３をヘッド１２４の下方側に搬送するために、給
紙カセット１１４から用紙１１３を分離給装する給紙ロ
ーラ１３１及びフリクションパッド１３２と、用紙１１
３を案内するガイド部材１３３と、給紙された用紙１１
３を反転させて搬送する搬送ローラ１３４と、この搬送
ローラ１３４の周面に押し付けられる搬送コロ１３５及
び搬送ローラ１３４からの用紙１１３の送り出し角度を
規定する先端コロ１３６とを設けている。搬送ローラ１
３４は副走査モータ１３７によってギヤ列を介して回転
駆動される。
紙１１３をヘッド１２４の下方側に搬送するために、給
紙カセット１１４から用紙１１３を分離給装する給紙ロ
ーラ１３１及びフリクションパッド１３２と、用紙１１
３を案内するガイド部材１３３と、給紙された用紙１１
３を反転させて搬送する搬送ローラ１３４と、この搬送
ローラ１３４の周面に押し付けられる搬送コロ１３５及
び搬送ローラ１３４からの用紙１１３の送り出し角度を
規定する先端コロ１３６とを設けている。搬送ローラ１
３４は副走査モータ１３７によってギヤ列を介して回転
駆動される。
【０２１０】そして、キャリッジ１２３の主走査方向の
移動範囲に対応して搬送ローラ１３４から送り出された
用紙１１３を記録ヘッド１２４の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材１３９を設けている。こ
の印写受け部材１３９の用紙搬送方向下流側には、用紙
１１３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ１４１、拍車１４２を設け、さらに用紙１１３を排
紙トレイ１１６に送り出す排紙ローラ１４３及び拍車１
４４と、排紙経路を形成するガイド部材１４５，１４６
とを配設している。
移動範囲に対応して搬送ローラ１３４から送り出された
用紙１１３を記録ヘッド１２４の下方側で案内する用紙
ガイド部材である印写受け部材１３９を設けている。こ
の印写受け部材１３９の用紙搬送方向下流側には、用紙
１１３を排紙方向へ送り出すために回転駆動される搬送
コロ１４１、拍車１４２を設け、さらに用紙１１３を排
紙トレイ１１６に送り出す排紙ローラ１４３及び拍車１
４４と、排紙経路を形成するガイド部材１４５，１４６
とを配設している。
【０２１１】記録時には、キャリッジ１２３を移動させ
ながら画像信号に応じて記録ヘッド１２４を駆動するこ
とにより、停止している用紙１１３にインクを吐出して
１行分を記録し、用紙１１３を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙１１３の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙１１３を排紙する。
ながら画像信号に応じて記録ヘッド１２４を駆動するこ
とにより、停止している用紙１１３にインクを吐出して
１行分を記録し、用紙１１３を所定量搬送後次の行の記
録を行う。記録終了信号または、用紙１１３の後端が記
録領域に到達した信号を受けることにより、記録動作を
終了させ用紙１１３を排紙する。
【０２１２】また、キャリッジ１２３の移動方向右端側
の記録領域を外れた位置には、ヘッド１２４の吐出不良
を回復するための回復装置１４７を配置している。回復
装置１４７は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング
手段を有している。キャリッジ１２３は印字待機中には
この回復装置１４７側に移動されてキャッピング手段で
ヘッド１２４をキャッピングされ、吐出口部（ノズル
孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出
不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しな
いインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク
粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
の記録領域を外れた位置には、ヘッド１２４の吐出不良
を回復するための回復装置１４７を配置している。回復
装置１４７は、キャップ手段と吸引手段とクリーニング
手段を有している。キャリッジ１２３は印字待機中には
この回復装置１４７側に移動されてキャッピング手段で
ヘッド１２４をキャッピングされ、吐出口部（ノズル
孔）を湿潤状態に保つことによりインク乾燥による吐出
不良を防止する。また、記録途中などに記録と関係しな
いインクを吐出することにより、全ての吐出口のインク
粘度を一定にし、安定した吐出性能を維持する。
【０２１３】吐出不良が発生した場合等には、キャッピ
ング手段でヘッド１２４の吐出口（ノズル４）を密封
し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとと
もに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴ
ミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復
される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置さ
れた廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部
のインク吸収体に吸収保持される。
ング手段でヘッド１２４の吐出口（ノズル４）を密封
し、チューブを通して吸引手段で吐出口からインクとと
もに気泡等を吸い出し、吐出口面に付着したインクやゴ
ミ等はクリーニング手段により除去され吐出不良が回復
される。また、吸引されたインクは、本体下部に設置さ
れた廃インク溜（不図示）に排出され、廃インク溜内部
のインク吸収体に吸収保持される。
【０２１４】なお、上記各実施形態においては、本発明
を適用した液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適
用した例で説明したが、これに限るものではなく、例え
ば、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体
レジストを吐出する液滴吐出ヘッドにも適用できる。ま
た、各実施形態で説明した静電アクチュエータは、マイ
クロモータ、マイクロポンプ、マイクロリレーなどのマ
イクロアクチュエータ部などにも適用することができ
る。
を適用した液滴吐出ヘッドをインクジェットヘッドに適
用した例で説明したが、これに限るものではなく、例え
ば、インク以外の液滴、例えば、パターニング用の液体
レジストを吐出する液滴吐出ヘッドにも適用できる。ま
た、各実施形態で説明した静電アクチュエータは、マイ
クロモータ、マイクロポンプ、マイクロリレーなどのマ
イクロアクチュエータ部などにも適用することができ
る。
【０２１５】また、上記実施形態においては、主として
本発明を振動板変位方向とインク滴吐出方向が同じにな
るサイドシュータ方式のインクジェットヘッドに適用し
たが、前述したように振動板変位方向とインク滴吐出方
向と直交するエッジシュータ方式のインクジェットヘッ
ドにも同様に適用することができる。また、振動板と液
室とを同一基板から形成したが、振動板と液室形成基板
とを別体にして接合することもできる。
本発明を振動板変位方向とインク滴吐出方向が同じにな
るサイドシュータ方式のインクジェットヘッドに適用し
たが、前述したように振動板変位方向とインク滴吐出方
向と直交するエッジシュータ方式のインクジェットヘッ
ドにも同様に適用することができる。また、振動板と液
室とを同一基板から形成したが、振動板と液室形成基板
とを別体にして接合することもできる。
【０２１６】さらに、上記各実施形態においては、リフ
ロー膜となる燐及び／又はホウ素を含むシリコン酸化膜
を成膜する構成で説明したが、接合面（スペーサ部）を
形成するシリコン酸化膜にホウ素や燐をイオン注入する
ことで、シリコン酸化膜の接合面のみリフロー膜化して
形成することなどもできる。
ロー膜となる燐及び／又はホウ素を含むシリコン酸化膜
を成膜する構成で説明したが、接合面（スペーサ部）を
形成するシリコン酸化膜にホウ素や燐をイオン注入する
ことで、シリコン酸化膜の接合面のみリフロー膜化して
形成することなどもできる。
【０２１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る液滴
吐出ヘッドは、振動板を設ける第１基板と電極を設ける
第２基板との間のスペーサ部の少なくとも接合面側にシ
リコン酸化膜を有し、このシリコン酸化膜が１０００℃
以下の温度で軟化性を示す組成を持つ構成としたので、
低温での直接接合が可能になり、基板同士の密着性が向
上し、低コスト化及び信頼性の向上を図れる。
吐出ヘッドは、振動板を設ける第１基板と電極を設ける
第２基板との間のスペーサ部の少なくとも接合面側にシ
リコン酸化膜を有し、このシリコン酸化膜が１０００℃
以下の温度で軟化性を示す組成を持つ構成としたので、
低温での直接接合が可能になり、基板同士の密着性が向
上し、低コスト化及び信頼性の向上を図れる。
【０２１８】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有
し、このシリコン酸化膜には燐及び／又は硼素が含まれ
ている構成としたので、低温での直接接合が可能にな
り、基板同士の密着性が向上し、低コスト化及び信頼性
の向上を図れる。
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有
し、このシリコン酸化膜には燐及び／又は硼素が含まれ
ている構成としたので、低温での直接接合が可能にな
り、基板同士の密着性が向上し、低コスト化及び信頼性
の向上を図れる。
【０２１９】ここで、スペーサ部の全体を燐及び／又は
硼素が含まれているシリコン酸化膜とすることで、シリ
コン酸化膜の膜厚の均一化を容易に図ることができる。
また、振動板と電極の各対向側表面には燐及び／又は硼
素が含まれているシリコン酸化膜を有しないことで、対
向側表面に熱酸化膜よりも若干品質の劣る堆積膜がない
ので、電気的信頼性が向上する。
硼素が含まれているシリコン酸化膜とすることで、シリ
コン酸化膜の膜厚の均一化を容易に図ることができる。
また、振動板と電極の各対向側表面には燐及び／又は硼
素が含まれているシリコン酸化膜を有しないことで、対
向側表面に熱酸化膜よりも若干品質の劣る堆積膜がない
ので、電気的信頼性が向上する。
【０２２０】さらに、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含
まないシリコン酸化膜上に硼素及び／又は燐を含むシリ
コン酸化膜を積層してなる層構成とすることで、硼素や
燐が基板や電極に拡散し品質を劣化させることを防止で
きる。また、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含まないシ
リコン酸化膜上に、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜、及び硼素を含むシリコン酸化膜を順次積層してな
る層構成とすることで、硼素や燐が基板や電極に拡散し
品質を劣化させることを防止できる。
まないシリコン酸化膜上に硼素及び／又は燐を含むシリ
コン酸化膜を積層してなる層構成とすることで、硼素や
燐が基板や電極に拡散し品質を劣化させることを防止で
きる。また、シリコン酸化膜が燐及び硼素を含まないシ
リコン酸化膜上に、燐及び／又は硼素を含むシリコン酸
化膜、及び硼素を含むシリコン酸化膜を順次積層してな
る層構成とすることで、硼素や燐が基板や電極に拡散し
品質を劣化させることを防止できる。
【０２２１】また、スペーサ部は電極の上に形成したシ
リコン酸化膜で形成することで、ギャップをシリコン酸
化膜の厚さで決めることができ、ギャップのバラツキを
小さくできる。この場合、電極の材料が硼素又は燐を不
純物として含む多結晶シリコンであり、ギャップ層はこ
の多結晶シリコンの電極材料の上に形成されたシリコン
酸化膜で形成することで、ギャップ精度が高く、比較的
厚い酸化膜を形成することができ、堆積膜よりも信頼性
が向上する。そして、ギャップ層は多結晶シリコンを酸
化して形成することで、ギャップ精度が更に向上する。
リコン酸化膜で形成することで、ギャップをシリコン酸
化膜の厚さで決めることができ、ギャップのバラツキを
小さくできる。この場合、電極の材料が硼素又は燐を不
純物として含む多結晶シリコンであり、ギャップ層はこ
の多結晶シリコンの電極材料の上に形成されたシリコン
酸化膜で形成することで、ギャップ精度が高く、比較的
厚い酸化膜を形成することができ、堆積膜よりも信頼性
が向上する。そして、ギャップ層は多結晶シリコンを酸
化して形成することで、ギャップ精度が更に向上する。
【０２２２】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有
し、接合面にはダミー溝が形成されている構成としたの
で、シリコン酸化膜のリフロー後平坦性が下地層によっ
て変化することを防止でき、一層接合信頼性が向上す
る。
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を有
し、接合面にはダミー溝が形成されている構成としたの
で、シリコン酸化膜のリフロー後平坦性が下地層によっ
て変化することを防止でき、一層接合信頼性が向上す
る。
【０２２３】ここで、シリコン酸化膜は、燐及び／又は
硼素を含み、電極間の隔壁幅と略同じ幅にパターニング
されていることで、低温で高い信頼性の接合を行うこと
ができる。
硼素を含み、電極間の隔壁幅と略同じ幅にパターニング
されていることで、低温で高い信頼性の接合を行うこと
ができる。
【０２２４】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板とが接合
され、第１基板の接合面の保護膜と電極の保護膜とが同
じ層構造のシリコン酸化膜である構成としたので、軟化
する温度が一致し、より溶融接合し易くなり、また組成
が同じ層の接合になるために接合後の応力発生が少なく
信頼性が向上する。
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板とが接合
され、第１基板の接合面の保護膜と電極の保護膜とが同
じ層構造のシリコン酸化膜である構成としたので、軟化
する温度が一致し、より溶融接合し易くなり、また組成
が同じ層の接合になるために接合後の応力発生が少なく
信頼性が向上する。
【０２２５】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシ
リコン酸化膜を形成する下地層上にダミー電極が形成さ
れている構成としたので、シリコン酸化膜のリフロー後
平坦性が下地層によって変化することを防止でき、一層
接合信頼性が向上する。
動板を設ける第１基板と電極を設ける第２基板との間の
スペーサ部の接合面側にシリコン酸化膜を有し、このシ
リコン酸化膜を形成する下地層上にダミー電極が形成さ
れている構成としたので、シリコン酸化膜のリフロー後
平坦性が下地層によって変化することを防止でき、一層
接合信頼性が向上する。
【０２２６】ここで、ダミー電極は電極と電気的に分離
されていることで、シリコン酸化膜で電極間を埋め込む
ことができて電気的絶縁性を確保でき、隣接電極間の短
絡を防止できる。この場合、シリコン酸化膜の表面には
振動板と前記電極との間に形成される振動室間又は空気
溜まり室に連通する溝又は空間を有することで、振動板
の振動特性を改善することができる。
されていることで、シリコン酸化膜で電極間を埋め込む
ことができて電気的絶縁性を確保でき、隣接電極間の短
絡を防止できる。この場合、シリコン酸化膜の表面には
振動板と前記電極との間に形成される振動室間又は空気
溜まり室に連通する溝又は空間を有することで、振動板
の振動特性を改善することができる。
【０２２７】これらの各本発明に係る液滴吐出ヘッドに
おいて、シリコン酸化膜中に存在する元素が共有結合性
であり、その酸化物の電気陰性度が２．０以下であるこ
とで、溶出や接合部分の剥離を抑えることができ、一層
信頼性が向上する。
おいて、シリコン酸化膜中に存在する元素が共有結合性
であり、その酸化物の電気陰性度が２．０以下であるこ
とで、溶出や接合部分の剥離を抑えることができ、一層
信頼性が向上する。
【０２２８】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板表面側には酸化硼素層上に不純物を含まないシリコ
ン酸化膜を有する構成としたので、低コストで接合用の
硼素を含むシリコン酸化膜を形成することができる。
動板表面側には酸化硼素層上に不純物を含まないシリコ
ン酸化膜を有する構成としたので、低コストで接合用の
硼素を含むシリコン酸化膜を形成することができる。
【０２２９】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振
動板と電極との間に形成される振動室が密閉された空間
であり、この空間が略真空状態である構成としたので、
振動特性の向上を図れる。
動板と電極との間に形成される振動室が密閉された空間
であり、この空間が略真空状態である構成としたので、
振動特性の向上を図れる。
【０２３０】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用した
インクジェットヘッドを製造する製造方法であって、シ
リコン酸化膜を形成した後、シリコン酸化膜がリフロー
性を示す温度以上で個別に熱処理を施し、このリフロー
性を示す温度未満の温度で第１基板と第２基板とを加熱
して接合するので、接合面の表面性が向上し、信頼性が
向上する。
よれば、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用した
インクジェットヘッドを製造する製造方法であって、シ
リコン酸化膜を形成した後、シリコン酸化膜がリフロー
性を示す温度以上で個別に熱処理を施し、このリフロー
性を示す温度未満の温度で第１基板と第２基板とを加熱
して接合するので、接合面の表面性が向上し、信頼性が
向上する。
【０２３１】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用した
インクジェットヘッドを製造する製造方法であって、シ
リコン酸化膜を形成した後、接合面となる表面の平坦化
処理を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際
の接合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板
と第２基板を加熱して接合するので、接合面の表面性が
向上するとともに、第１基板の内部応力を緩和させるこ
とができて、振動特性の安定化、接合信頼性の向上を図
れる。
よれば、上記シリコン酸化膜を用いる各発明を適用した
インクジェットヘッドを製造する製造方法であって、シ
リコン酸化膜を形成した後、接合面となる表面の平坦化
処理を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際
の接合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板
と第２基板を加熱して接合するので、接合面の表面性が
向上するとともに、第１基板の内部応力を緩和させるこ
とができて、振動特性の安定化、接合信頼性の向上を図
れる。
【０２３２】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、スペーサ部となるシリコン酸化膜に振動板と電
極との間の振動室となるギャップを形成する液滴吐出ヘ
ッドを製造する製造方法であって、スペーサ部となるシ
リコン酸化膜に振動板と電極との間の振動室となるギャ
ップを形成した後、電極を形成する構成としたので、電
極表面の工程上のダメージを低減でき、電気的信頼性が
向上する。
よれば、スペーサ部となるシリコン酸化膜に振動板と電
極との間の振動室となるギャップを形成する液滴吐出ヘ
ッドを製造する製造方法であって、スペーサ部となるシ
リコン酸化膜に振動板と電極との間の振動室となるギャ
ップを形成した後、電極を形成する構成としたので、電
極表面の工程上のダメージを低減でき、電気的信頼性が
向上する。
【０２３３】本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法に
よれば、本発明を適用したインクジェットヘッドを製造
する製造方法であって、第１基板を第２基板に接合した
後機械的な研磨研削によって第１基板を液室高さまで減
じた後、熱処理を加える構成としたので、熱処理で低融
点のシリコン酸化膜を機械的変形のないレベルまで軟化
させ、応力を緩和することができ、基板の反りが防止さ
れ、また接合面へのストレスが低減して、接合信頼性が
向上する。
よれば、本発明を適用したインクジェットヘッドを製造
する製造方法であって、第１基板を第２基板に接合した
後機械的な研磨研削によって第１基板を液室高さまで減
じた後、熱処理を加える構成としたので、熱処理で低融
点のシリコン酸化膜を機械的変形のないレベルまで軟化
させ、応力を緩和することができ、基板の反りが防止さ
れ、また接合面へのストレスが低減して、接合信頼性が
向上する。
【０２３４】本発明に係るインクジェット記録装置によ
れば、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインク滴を吐出す
るインクジェットヘッドとして搭載したので、信頼性の
高い記録装置が得られる。
れば、本発明に係る液滴吐出ヘッドをインク滴を吐出す
るインクジェットヘッドとして搭載したので、信頼性の
高い記録装置が得られる。
【図１】本発明の液滴吐出ヘッドの第１実施形態に係る
インクジェットヘッドの分解斜視説明図
インクジェットヘッドの分解斜視説明図
【図２】同ヘッドのノズル板を除いた上面説明図
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う同ヘッドの振動板長手方
向の断面説明図
向の断面説明図
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿う同ヘッドの振動板短手方
向の要部拡大断面説明図
向の要部拡大断面説明図
【図５】本発明の液滴吐出ヘッドの第２実施形態に係る
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図６】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明
図
図
【図７】本発明の液滴吐出ヘッドの第３実施形態に係る
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図８】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説明
図
図
【図９】本発明の液滴吐出ヘッドの第４実施形態に係る
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
インクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１０】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説
明図
明図
【図１１】本発明の液滴吐出ヘッドの第５実施形態に係
るインクジェットヘッドの分解斜視説明図
るインクジェットヘッドの分解斜視説明図
【図１２】同ヘッドのノズル板を除いた上面説明図
【図１３】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１４】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説
明図
明図
【図１５】本発明の液滴吐出ヘッドの第６実施形態に係
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１６】本発明の液滴吐出ヘッドの第７実施形態に係
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１７】本発明の液滴吐出ヘッドの第８実施形態に係
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１８】本発明の液滴吐出ヘッドの第９実施形態に係
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図１９】本発明の液滴吐出ヘッドの第１０実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図２０】本発明の液滴吐出ヘッドの第１１実施形態に
係るインクジェットヘッドのノズル板を除いた上面説明
図
係るインクジェットヘッドのノズル板を除いた上面説明
図
【図２１】同ヘッドの振動板長手方向の断面説明図
【図２２】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説
明図
明図
【図２３】本発明の液滴吐出ヘッドの第１２実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図２４】同ヘッドの振動板短手方向の要部拡大断面説
明図
明図
【図２５】本発明の液滴吐出ヘッドの第１３実施形態に
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
【図２６】図２５のＣ−Ｃ線に沿う断面説明図
【図２７】図２５のＤ−Ｄ線に沿う断面説明図
【図２８】図２５のＥ−Ｅ線に沿う断面説明図
【図２９】本発明の液滴吐出ヘッドの第１４実施形態に
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
【図３０】本発明の液滴吐出ヘッドの第１５実施形態に
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
係るインクジェットヘッドのダミー電極の配置パターン
を説明する上面説明図
【図３１】本発明の液滴吐出ヘッドの第１６実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図３２】本発明の液滴吐出ヘッドの第１７実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図３３】同ヘッドの振動板短手方向の拡大断面説明図
【図３４】本発明の液滴吐出ヘッドの第１８実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図３５】同ヘッドの振動板短手方向の拡大断面説明図
【図３６】本発明の液滴吐出ヘッドの第１９実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図３７】同ヘッドの振動板短手方向の拡大断面説明図
【図３８】本発明の液滴吐出ヘッドの第２０実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図３９】同ヘッドの振動板短手方向の断面説明図
【図４０】本発明の液滴吐出ヘッドの第２１実施形態に
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
係るインクジェットヘッドの振動板長手方向の断面説明
図
【図４１】同ヘッドの振動板短手方向の拡大断面説明図
【図４２】本発明の製造方法の第１実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図４３】図４２に続く工程を説明する断面説明図
【図４４】図４４に続く工程を説明する断面説明図
【図４５】本発明の製造方法の第２実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図４６】図４５に続く工程を説明する断面説明図
【図４７】図４６に続く工程を説明する断面説明図
【図４８】本発明の製造方法の第３実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図４９】本発明の製造方法の第４実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図５０】本発明の製造方法の第５実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図５１】流路基板の製造方法の他の例を説明する断面
説明図
説明図
【図５２】流路基板の製造方法の更に他の例を説明する
断面説明図
断面説明図
【図５３】電極基板の製造方法の他の例を説明する断面
説明図
説明図
【図５４】本発明の製造方法の第６実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する断面説明図
【図５５】本発明の製造方法の第７実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する振動板長手方向
の断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する振動板長手方向
の断面説明図
【図５６】同じく振動板短手方向の断面説明図
【図５７】本発明の製造方法の第８実施形態に係るイン
クジェットヘッドの製造工程を説明する振動板長手方向
の断面説明図
クジェットヘッドの製造工程を説明する振動板長手方向
の断面説明図
【図５８】同じく振動板短手方向の断面説明図
【図５９】本発明に係るインクジェット記録装置の一例
を説明する斜視説明図
を説明する斜視説明図
【図６０】同記録装置の機構部の説明図
１…流路基板、２…電極基板、３…ノズル板、４…ノズ
ル、６…吐出室、７…流体抵抗部、８…共通液室、１０
…振動板、１２…酸化膜、１４…凹部、１５…電極、１
６…ギャップ、１８…燐及び／又は硼素を含むシリコン
酸化膜。
ル、６…吐出室、７…流体抵抗部、８…共通液室、１０
…振動板、１２…酸化膜、１４…凹部、１５…電極、１
６…ギャップ、１８…燐及び／又は硼素を含むシリコン
酸化膜。
フロントページの続き (72)発明者 大西 晃二 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 山中 邦裕 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 AF69 AF93 AG15 AG30 AG55 AG85 AN01 AP02 AP22 AP25 AP27 AP32 AP34 AP42 AP52 AP53 AP56 AP57 AP59 AQ02 BA03 BA15
Claims (23)
- 【請求項１】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連通
する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、この
振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力で
変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、
前記振動板を設ける第１基板と前記電極を設ける第２基
板との間のスペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン
酸化膜を有し、このシリコン酸化膜が１０００℃以下の
温度で軟化性を示す組成を持つことを特徴とする液滴吐
出ヘッド。 - 【請求項２】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連通
する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、この
振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を変形させ
て液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動
板を設ける第１基板と前記電極を設ける第２基板との間
のスペーサ部の少なくとも接合面側にシリコン酸化膜を
有し、このシリコン酸化膜には燐及び／又は硼素が含ま
れていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項３】 請求項２に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記スペーサ部の全体が前記燐及び／又は硼素が含
まれているシリコン酸化膜であることを特徴とする液滴
吐出ヘッド。 - 【請求項４】 請求項２又は３に記載の液滴吐出ヘッド
において、前記振動板と電極の各対向側表面には燐及び
／又は硼素が含まれているシリコン酸化膜を有しないこ
とを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項５】 請求項２乃至４のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記シリコン酸化膜が燐及び硼素
を含まないシリコン酸化膜上に硼素及び／又は燐を含む
シリコン酸化膜を積層してなることを特徴とする液滴吐
出ヘッド。 - 【請求項６】 請求項２乃至４のいずれかに記載の液滴
吐出ヘッドにおいて、前記シリコン酸化膜が燐及び硼素
を含まないシリコン酸化膜上に、燐及び／又は硼素を含
むシリコン酸化膜、及び、硼素及び／又は燐を含むシリ
コン酸化膜を順次積層してなることを特徴とする液滴吐
出ヘッド。 - 【請求項７】 請求項２又は３に記載の液滴吐出ヘッド
において、前記スペーサ部は、前記電極の上に形成した
シリコン酸化膜で形成されていることを特徴とする液滴
吐出ヘッド。 - 【請求項８】 請求項７に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記電極の材料が硼素又は燐を不純物として含む多
結晶シリコンであり、ギャップ層はこの多結晶シリコン
の電極材料の上に形成されたシリコン酸化膜で形成され
ていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項９】 請求項８に記載の液滴吐出ヘッドにおい
て、前記ギャップ層は前記電極を形成する多結晶シリコ
ンを酸化することで形成されていることを特徴とする液
滴吐出ヘッド。 - 【請求項１０】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連
通する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力
で変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおい
て、前記振動板を設ける第１基板と前記電極を設ける第
２基板との間のスペーサ部の少なくとも接合面側にシリ
コン酸化膜を有し、前記接合面にはダミー溝が形成され
ていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、前記シリコン酸化膜は、燐及び／又は硼素を含
み、前記電極間の隔壁幅と略同じ幅にパターニングされ
ていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１２】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連
通する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力
で変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおい
て、前記振動板を設ける第１基板と前記電極を設ける第
２基板とが接合され、前記第１基板の接合面の保護膜と
前記電極の保護膜とが同じ層構造のシリコン酸化膜であ
ることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１３】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連
通する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力
で変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおい
て、前記振動板を設ける第１基板と前記電極を設ける第
２基板との間のスペーサ部の接合面側にシリコン酸化膜
を有し、このシリコン酸化膜を形成する下地層上にダミ
ー電極が形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッ
ド。 - 【請求項１４】 請求項１３に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、前記ダミー電極は前記電極と電気的に分離され
ていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の液滴吐出ヘッドに
おいて、前記シリコン酸化膜の表面には前記振動板と前
記電極との間に形成される振動室間又は空気溜まり室に
連通する溝又は空間を有していることを特徴とする液滴
吐出ヘッド。 - 【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドにおいて、前記スペーサ部となるシリコ
ン酸化膜中に存在する元素が共有結合性であり、その酸
化物の電気陰性度が２．０以下であることを特徴とする
液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１７】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連
通する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力
で変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおい
て、前記振動板表面側には酸化硼素層上に不純物を含ま
ないシリコン酸化膜を有することを特徴とする液滴吐出
ヘッド。 - 【請求項１８】 液滴を吐出するノズルと、ノズルが連
通する吐出室と、吐出室の壁面を形成する振動板と、こ
の振動板に対向する電極とを有し、前記振動板を静電力
で変形させて液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおい
て、前記振動板と前記電極との間に形成される振動室が
密閉された空間であり、この空間が略真空状態であるこ
とを特徴とする液滴吐出ヘッド。 - 【請求項１９】 請求項１乃至１６のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記シリ
コン酸化膜を形成した後、このシリコン酸化膜がリフロ
ー性を示す温度以上で個別に熱処理を施し、このリフロ
ー性を示す温度未満の温度で前記第１基板と第２基板と
を加熱して接合することを特徴とする液滴吐出ヘッドの
製造方法。 - 【請求項２０】 請求項１乃至１６のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記シリ
コン酸化膜を形成した後、接合面となる表面の平坦化処
理を行い、さらに第１基板と第２基板とを接合する際の
接合温度以上の温度で個別に熱処理した後、第１基板と
第２基板を加熱して接合することを特徴とする液滴吐出
ヘッドの製造方法。 - 【請求項２１】 請求項１乃至６のいずれかに記載の液
滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、前記スペー
サ部となるシリコン酸化膜に前記振動板と電極との間の
振動室となるギャップを形成した後、前記電極を形成す
ることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 【請求項２２】 請求項１乃至１８のいずれかに記載の
液滴吐出ヘッドを製造する製造方法であって、第１基板
を第２基板に接合した後機械的な研磨研削によって第１
基板を液室高さまで減じた後、熱処理を加えることを特
徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。 - 【請求項２３】 インクジェットヘッドを搭載したイン
クジェット記録装置において、前記インクジェットヘッ
ドが前記請求項１乃至１７のいずれかに記載の液滴吐出
ヘッドであることを特徴とするインクジェット記録装
置。
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|---|---|---|---|
| JP2000336819A JP4039799B2 (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | 液滴吐出ヘッド、画像形成装置及び液滴を吐出する装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| KR101117285B1 (ko) | 2005-01-05 | 2012-03-20 | 삼성전자주식회사 | 잉크젯 프린트헤드의 제조방법 |
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- 2000-11-06 JP JP2000336819A patent/JP4039799B2/ja not_active Expired - Fee Related
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