JP2002307697A - マイクロ電気機械システムにおける電気接続の形成方法、及びマイクロ電気機械システムのマイクロ構造 - Google Patents
マイクロ電気機械システムにおける電気接続の形成方法、及びマイクロ電気機械システムのマイクロ構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 導電性流体に接触する可能性があるマイクロ
電気機械システム（ＭＥＭＳ）における短絡の可能性を
最小限にし且つＭＥＭＳへの電磁干渉の影響を回避す
る。 【解決手段】 基板上に配置されて導電経路を形成す
る、導体材料から成る第１の導電層と、この第１の導電
層上に配置されてこの導体材料を封じ込める、誘電体材
料から成る第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に
配置されて外側シールドを形成する、導体材料から成る
第２の導電層と、を備えたマイクロ電気機械システム
（ＭＥＭＳ）のマイクロ構造において電気接続を形成す
る。
電気機械システム（ＭＥＭＳ）における短絡の可能性を
最小限にし且つＭＥＭＳへの電磁干渉の影響を回避す
る。 【解決手段】 基板上に配置されて導電経路を形成す
る、導体材料から成る第１の導電層と、この第１の導電
層上に配置されてこの導体材料を封じ込める、誘電体材
料から成る第１の誘電体層と、この第１の誘電体層上に
配置されて外側シールドを形成する、導体材料から成る
第２の導電層と、を備えたマイクロ電気機械システム
（ＭＥＭＳ）のマイクロ構造において電気接続を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にマイクロ電
気機械システム（ＭＥＭＳ）に係り、詳細には、被覆導
電経路を有するＭＥＭＳのマイクロ構造（微細構造）に
関する。
気機械システム（ＭＥＭＳ）に係り、詳細には、被覆導
電経路を有するＭＥＭＳのマイクロ構造（微細構造）に
関する。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）
は、マイクロ製造（微細加工）技術の利用によって共通
の基板上に機械的エレメント、センサ、アクチュエータ
や電子素子を集積することである。この結果、ＭＥＭＳ
装置によって基板上における完全な電気機械システムの
実現が可能になるので、より精密且つ高感度な製品を開
発することができる。結果として得られる電気機械シス
テムは、従来の電気機械システムよりも、小型で軽量で
あり、機能性が高く、製造費用がかからず、さらに信頼
性が高い。これらの利点があるので、ＭＥＭＳは局所環
境を感知し制御することを要求される用途において利用
されている。ＭＥＭＳのセンサ素子は、熱的、生物学
的、化学的、光学的及び磁気的現象を計測することによ
って、環境から情報を収集することができる。一方で、
ＭＥＭＳ装置の制御素子は収集された情報を処理して所
望の成果又は目的に対し局所環境を制御することができ
る。
は、マイクロ製造（微細加工）技術の利用によって共通
の基板上に機械的エレメント、センサ、アクチュエータ
や電子素子を集積することである。この結果、ＭＥＭＳ
装置によって基板上における完全な電気機械システムの
実現が可能になるので、より精密且つ高感度な製品を開
発することができる。結果として得られる電気機械シス
テムは、従来の電気機械システムよりも、小型で軽量で
あり、機能性が高く、製造費用がかからず、さらに信頼
性が高い。これらの利点があるので、ＭＥＭＳは局所環
境を感知し制御することを要求される用途において利用
されている。ＭＥＭＳのセンサ素子は、熱的、生物学
的、化学的、光学的及び磁気的現象を計測することによ
って、環境から情報を収集することができる。一方で、
ＭＥＭＳ装置の制御素子は収集された情報を処理して所
望の成果又は目的に対し局所環境を制御することができ
る。
【０００３】このようなある一つの環境では、ＭＥＭＳ
装置が導電インク等の導電性流体と接触状態にあること
が必要とされる。この結果、ＭＥＭＳ装置の導電経路は
短絡する傾向がある。導電性流体と接触状態にある導電
経路の短絡を防止するための従来の技術は、ポリイミド
等の誘電材料で導電経路をカプセル封じすることであ
る。ポリイミドは適切な絶縁特性を示すが、導電性流体
とＭＥＭＳ装置の導電経路との間に更なる保護層を付加
することが望ましいとされる場合が多い。例えば、イン
クを収容する空洞（キャビティ）を形成しインクジェッ
ト式エジェクタへと通じる導電経路を絶縁させるため
に、インクジェット印刷ヘッドの生産技術においてポリ
イミドが使用される。しかしながら、インクジェット式
エジェクタへと通じる導電経路は、ポリイミドで形成さ
れたインクを収容する空洞の直ぐ下にある。その結果、
インクを収容する空洞を形成するポリイミドは、導電経
路と導電性流体との間の短絡を防止する絶縁体としての
働きもする。それゆえに、ポリイミドにおける一点での
絶縁破壊は、結果としてインクジェット印刷ヘッドが故
障する。
装置が導電インク等の導電性流体と接触状態にあること
が必要とされる。この結果、ＭＥＭＳ装置の導電経路は
短絡する傾向がある。導電性流体と接触状態にある導電
経路の短絡を防止するための従来の技術は、ポリイミド
等の誘電材料で導電経路をカプセル封じすることであ
る。ポリイミドは適切な絶縁特性を示すが、導電性流体
とＭＥＭＳ装置の導電経路との間に更なる保護層を付加
することが望ましいとされる場合が多い。例えば、イン
クを収容する空洞（キャビティ）を形成しインクジェッ
ト式エジェクタへと通じる導電経路を絶縁させるため
に、インクジェット印刷ヘッドの生産技術においてポリ
イミドが使用される。しかしながら、インクジェット式
エジェクタへと通じる導電経路は、ポリイミドで形成さ
れたインクを収容する空洞の直ぐ下にある。その結果、
インクを収容する空洞を形成するポリイミドは、導電経
路と導電性流体との間の短絡を防止する絶縁体としての
働きもする。それゆえに、ポリイミドにおける一点での
絶縁破壊は、結果としてインクジェット印刷ヘッドが故
障する。
【０００４】さらに、ポリイミド等の絶縁材料の層は、
電磁干渉（ＥＭＩ）からの保護を付与するものではな
い。この結果、ＭＥＭＳはＥＭＩの影響を受けやすく、
不必要な又は望ましくない応答を生成したり、作動を停
止したり、又は性能の低下を示すことがある。送信され
た信号の電圧又は電流に急激な変化が生じることによっ
てＥＭＩを引き起こすので、近接する導電経路は特に影
響を受けやすい。
電磁干渉（ＥＭＩ）からの保護を付与するものではな
い。この結果、ＭＥＭＳはＥＭＩの影響を受けやすく、
不必要な又は望ましくない応答を生成したり、作動を停
止したり、又は性能の低下を示すことがある。送信され
た信号の電圧又は電流に急激な変化が生じることによっ
てＥＭＩを引き起こすので、近接する導電経路は特に影
響を受けやすい。
【０００５】その結果、ＭＥＭＳ装置の導電経路は、近
接する導電経路及びこの装置に近接して作動する他のＥ
ＭＩソースからのＥＭＩの影響を受けやすい。ＥＭＩの
影響は、ＭＥＭＳの利用が高周波で変調された波形の使
用を必要とする場合に、さらに断定される。ＭＥＭＳデ
バイスは一般的に共振振動数が高いので、これらデバイ
スを制御し監視するために高周波の波形は必要である。
接する導電経路及びこの装置に近接して作動する他のＥ
ＭＩソースからのＥＭＩの影響を受けやすい。ＥＭＩの
影響は、ＭＥＭＳの利用が高周波で変調された波形の使
用を必要とする場合に、さらに断定される。ＭＥＭＳデ
バイスは一般的に共振振動数が高いので、これらデバイ
スを制御し監視するために高周波の波形は必要である。
【０００６】この結果、ＭＥＭＳ装置における導電経路
の設計は重要になる。しかしながら、ＭＥＭＳ装置の小
型化の特質によって、隣接する導電経路からのＥＭＩの
影響を回避するため、及び／又は想定された操作環境に
おける導電性流体との接触を回避するための導電経路の
設計は必ずしも可能であるとは限らず、非常に困難であ
る。この結果、例えばインクジェット印刷ヘッド等の特
定の環境におけるＭＥＭＳ装置の発展は遅れていた。
の設計は重要になる。しかしながら、ＭＥＭＳ装置の小
型化の特質によって、隣接する導電経路からのＥＭＩの
影響を回避するため、及び／又は想定された操作環境に
おける導電性流体との接触を回避するための導電経路の
設計は必ずしも可能であるとは限らず、非常に困難であ
る。この結果、例えばインクジェット印刷ヘッド等の特
定の環境におけるＭＥＭＳ装置の発展は遅れていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明はＭＥＭＳ装置
における従来の導電経路の上述された限定に焦点をあて
ている。本発明は導電性流体に接触することがあり得る
ＭＥＭＳ装置における短絡の可能性を最小限にする方法
と、ＭＥＭＳの電磁干渉からの影響の受け易さを改善す
る方法を提供する。
における従来の導電経路の上述された限定に焦点をあて
ている。本発明は導電性流体に接触することがあり得る
ＭＥＭＳ装置における短絡の可能性を最小限にする方法
と、ＭＥＭＳの電磁干渉からの影響の受け易さを改善す
る方法を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様による
と、ＭＥＭＳ装置における電気接続を形成するための方
法が実施される。導体材料及び非導体材料のそれぞれの
層が介在配列（インターリーブ）されて、中心導体及び
シールドを有する電気接続を形成する。
と、ＭＥＭＳ装置における電気接続を形成するための方
法が実施される。導体材料及び非導体材料のそれぞれの
層が介在配列（インターリーブ）されて、中心導体及び
シールドを有する電気接続を形成する。
【０００９】本発明の別の態様によると、ＭＥＭＳ装置
における電気接続を形成するための方法が実施される。
導体材料及び非導体材料のそれぞれの層がインターリー
ブされて、中心導体、第１のシールド及び第２のシール
ドを有する電気接続を形成する。
における電気接続を形成するための方法が実施される。
導体材料及び非導体材料のそれぞれの層がインターリー
ブされて、中心導体、第１のシールド及び第２のシール
ドを有する電気接続を形成する。
【００１０】本発明はさらに、ＭＥＭＳ装置における導
電経路を被覆するためのＭＥＭＳ構造を提供し、この構
造は、ＭＥＭＳ装置が作動する有害な環境現象から導電
経路を被覆するための第１のシールド及び第２のシール
ドを含む。
電経路を被覆するためのＭＥＭＳ構造を提供し、この構
造は、ＭＥＭＳ装置が作動する有害な環境現象から導電
経路を被覆するための第１のシールド及び第２のシール
ドを含む。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、マイクロ製造されたＭ
ＥＭＳ装置で使用するための被覆エネルギー導体に向け
られる。詳細には、本発明は、ＭＥＭＳマイクロ構造
と、被覆エネルギー導体をＭＥＭＳ装置に導入するため
の方法に向けられる。ＭＥＭＳマイクロ構造は、ＥＭＩ
に対する保護と導電性流体との接触に対する保護をＭＥ
ＭＳ装置に付与することのできる半導体の被覆導体であ
る。上記方法は、以下で詳述される被覆導電経路を構成
するためのＭＥＭＳマイクロ製造プロセスの際に利用さ
れるステップを付与する。
ＥＭＳ装置で使用するための被覆エネルギー導体に向け
られる。詳細には、本発明は、ＭＥＭＳマイクロ構造
と、被覆エネルギー導体をＭＥＭＳ装置に導入するため
の方法に向けられる。ＭＥＭＳマイクロ構造は、ＥＭＩ
に対する保護と導電性流体との接触に対する保護をＭＥ
ＭＳ装置に付与することのできる半導体の被覆導体であ
る。上記方法は、以下で詳述される被覆導電経路を構成
するためのＭＥＭＳマイクロ製造プロセスの際に利用さ
れるステップを付与する。
【００１２】一般に、ＭＥＭＳ装置は、ポリシリコン、
又は金等の金属化導体材料から成る導電経路を使用して
製造される。マイクロ製造の際に、ＭＥＭＳ装置の導電
経路は、酸化又は窒化材料の非導電性の防食用層で被覆
されることもある。これら防食用層は後で除去されてＭ
ＥＭＳ装置における移動可能な機械的エレメントを解放
する。防食用の被覆が除去されると、導電経路は導電性
流体との接触から短絡しやすいとともに、隣接する導電
経路からの電磁干渉又は他の電磁現象の影響を受けやす
い。
又は金等の金属化導体材料から成る導電経路を使用して
製造される。マイクロ製造の際に、ＭＥＭＳ装置の導電
経路は、酸化又は窒化材料の非導電性の防食用層で被覆
されることもある。これら防食用層は後で除去されてＭ
ＥＭＳ装置における移動可能な機械的エレメントを解放
する。防食用の被覆が除去されると、導電経路は導電性
流体との接触から短絡しやすいとともに、隣接する導電
経路からの電磁干渉又は他の電磁現象の影響を受けやす
い。
【００１３】以下で論ずるために、「導電性」及び「導
体」のそれぞれの用語の意味を明確にすることは有益で
ある。ここで使用されている「導電性」及び「導体」
は、導電性を示す適切な材料を含むことが意図されてい
る。適切な材料の例として、金、銀、アルミニウム、銅
等の導電性金属類、導電性合金類、ゲルマニウム又はシ
リコン等の導電性を示すすべての分類の固体が挙げられ
る。
体」のそれぞれの用語の意味を明確にすることは有益で
ある。ここで使用されている「導電性」及び「導体」
は、導電性を示す適切な材料を含むことが意図されてい
る。適切な材料の例として、金、銀、アルミニウム、銅
等の導電性金属類、導電性合金類、ゲルマニウム又はシ
リコン等の導電性を示すすべての分類の固体が挙げられ
る。
【００１４】図１は、本発明の使用に適したインクジェ
ット印刷ヘッド１０等の画像形成システムの断面を示し
ている。インクジェット印刷ヘッド１０が本発明に付加
されるマイクロ製造技術から利益を得るのは、埋め込ま
れた制御及びデータ回路が、ＥＭＩ及び導電インクの悪
影響を回避するように、導電性シールドで製造され得る
利点があるからである。インクジェット印刷ヘッド１０
は埋め込まれた制御回路を備えたマイクロ電気機械シス
テム又はＭＥＭＳ装置の一例にすぎない。本発明におい
て開示された方法及びＭＥＭＳマイクロ構造が従来のマ
イクロ製造技術を用いて製造されたすべてのＭＥＭＳデ
バイス又は装置に適用可能であり、画像形成システムに
おけるインクジェット印刷ヘッドの図示された実施の形
態が本発明を限定するとは意図されていないのは、当業
者によって理解されるだろう。マイクロ構造は、画像形
成システム等の適切なシステムでの使用に適している。
画像形成システムは、例えば、電子写真技術、静電気技
術、静電写真技術、イオノグラフ技術、音響技術等の異
なる技術と、サーマルインクジェット、ピエゾインクジ
ェット、及び微細機械式インクジェット等のインクジェ
ット類と、文書等の特定の対象に関連付けられる画像デ
ータを捕捉し且つ／又は記憶するとともに、画像を再
生、形成、又は生成するのに適した他のタイプの画像形
成システム又は画像再生システムを含むことがある。
ット印刷ヘッド１０等の画像形成システムの断面を示し
ている。インクジェット印刷ヘッド１０が本発明に付加
されるマイクロ製造技術から利益を得るのは、埋め込ま
れた制御及びデータ回路が、ＥＭＩ及び導電インクの悪
影響を回避するように、導電性シールドで製造され得る
利点があるからである。インクジェット印刷ヘッド１０
は埋め込まれた制御回路を備えたマイクロ電気機械シス
テム又はＭＥＭＳ装置の一例にすぎない。本発明におい
て開示された方法及びＭＥＭＳマイクロ構造が従来のマ
イクロ製造技術を用いて製造されたすべてのＭＥＭＳデ
バイス又は装置に適用可能であり、画像形成システムに
おけるインクジェット印刷ヘッドの図示された実施の形
態が本発明を限定するとは意図されていないのは、当業
者によって理解されるだろう。マイクロ構造は、画像形
成システム等の適切なシステムでの使用に適している。
画像形成システムは、例えば、電子写真技術、静電気技
術、静電写真技術、イオノグラフ技術、音響技術等の異
なる技術と、サーマルインクジェット、ピエゾインクジ
ェット、及び微細機械式インクジェット等のインクジェ
ット類と、文書等の特定の対象に関連付けられる画像デ
ータを捕捉し且つ／又は記憶するとともに、画像を再
生、形成、又は生成するのに適した他のタイプの画像形
成システム又は画像再生システムを含むことがある。
【００１５】インクジェット印刷ヘッド１０はＭＥＭＳ
装置が組み込まれるベース又は支持基板１２を含む。こ
の例において、支持基板１２はシリコン材料であるが、
支持基板１２はマイクロ製造プロセスと適合性のある材
料、例えば、石英、窒化シリコン、及びサファイア、ダ
イヤモンド、ガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の形
態が挙げられる。二酸化シリコン等の酸化物材料の第１
の絶縁層１８は基板上で熱的に層状にされ又は成長され
る。第１の絶縁層１８の上部には、減圧化学蒸着（ＬＰ
ＣＶＤ）法を用いて、窒化シリコン等の窒化物材料の第
２の絶縁層１９が蒸着され且つパターン形成される。本
発明のＭＥＭＳマイクロ構造の種々の層を形成するため
に選択される材料によって、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）、スピン・オン、又はスパッタリング等の他の蒸
着技法も使用可能であることは当業者によって認識され
るだろう。
装置が組み込まれるベース又は支持基板１２を含む。こ
の例において、支持基板１２はシリコン材料であるが、
支持基板１２はマイクロ製造プロセスと適合性のある材
料、例えば、石英、窒化シリコン、及びサファイア、ダ
イヤモンド、ガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の形
態が挙げられる。二酸化シリコン等の酸化物材料の第１
の絶縁層１８は基板上で熱的に層状にされ又は成長され
る。第１の絶縁層１８の上部には、減圧化学蒸着（ＬＰ
ＣＶＤ）法を用いて、窒化シリコン等の窒化物材料の第
２の絶縁層１９が蒸着され且つパターン形成される。本
発明のＭＥＭＳマイクロ構造の種々の層を形成するため
に選択される材料によって、プラズマ化学蒸着（ＰＥＣ
ＶＤ）、スピン・オン、又はスパッタリング等の他の蒸
着技法も使用可能であることは当業者によって認識され
るだろう。
【００１６】第２の絶縁層１９には、ＬＰＣＶＤ法を用
いて、ポリシリコン等の材料の第１の導電層が蒸着且つ
パターン形成され、インクエジェクタ１７の下部電極２
０と各被覆導体３２の中心導体３８を形成する。下部電
極２０と中心導体３８を形成するために付加的なエッチ
ングステップが要求されることは当業者によって認識さ
れるだろう。被覆導体３２を製造することと関連付けら
れる処理ステップは、以下で詳述される。
いて、ポリシリコン等の材料の第１の導電層が蒸着且つ
パターン形成され、インクエジェクタ１７の下部電極２
０と各被覆導体３２の中心導体３８を形成する。下部電
極２０と中心導体３８を形成するために付加的なエッチ
ングステップが要求されることは当業者によって認識さ
れるだろう。被覆導体３２を製造することと関連付けら
れる処理ステップは、以下で詳述される。
【００１７】絶縁材料から成る第３の層は、プラズマ化
学蒸着（ＰＥＣＶＤ）法を用いて第１の導電層の上に蒸
着される。絶縁材料の第３の層は、ホスホ−シリケート
ガラス（リン酸−ケイ酸塩ガラス Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓ
ｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ：ＰＳＧ）等の材料から成
る防食用層である。この絶縁材料の第３の層は、いった
んパターン形成され且つエッチングされて、各被覆導体
３２の中心導体３８を取り囲む誘電体３６になる。少な
くとも１回のアニール操作をマイクロ製造プロセスにお
ける論理上の点に導入してポリシリコン材料における応
力を低減するとともに、ＰＳＧの絶縁層と接触している
ポリシリコンの導電性を高めることは当業者によって認
識されるだろう。
学蒸着（ＰＥＣＶＤ）法を用いて第１の導電層の上に蒸
着される。絶縁材料の第３の層は、ホスホ−シリケート
ガラス（リン酸−ケイ酸塩ガラス Ｐｈｏｓｐｈｏ−Ｓ
ｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ：ＰＳＧ）等の材料から成
る防食用層である。この絶縁材料の第３の層は、いった
んパターン形成され且つエッチングされて、各被覆導体
３２の中心導体３８を取り囲む誘電体３６になる。少な
くとも１回のアニール操作をマイクロ製造プロセスにお
ける論理上の点に導入してポリシリコン材料における応
力を低減するとともに、ＰＳＧの絶縁層と接触している
ポリシリコンの導電性を高めることは当業者によって認
識されるだろう。
【００１８】誘電体３６となる絶縁材料の第３の層上に
は、導電性材料から成る第２の層が蒸着且つパターン形
成されている。第２の導電層の材料は、ポリシリコン等
のシリコン材料でもよい。導電性材料から成る第２の層
は、インクジェットエジェクタ１７のインクジェットエ
ジェクタ用ドラムヘッド２２と、各被覆導体３２の外部
導体３４と、インク用キャビティのインクフィルタ１６
を形成する。被覆導体３２が隣接するすべての中心導体
を封じ込める単一の均等外部導体３４を有することは当
業者によって認識されるだろう。例えば、図１を参照す
ると、各外部導体３４間に描画された間隙は、外部導体
を形成するのに使用される同じ材料で充てんされてもよ
い。このように、各外部導体３４は同一電位にあり、Ｍ
ＥＭＳ装置におけるグラウンドループを回避する働きを
する。
は、導電性材料から成る第２の層が蒸着且つパターン形
成されている。第２の導電層の材料は、ポリシリコン等
のシリコン材料でもよい。導電性材料から成る第２の層
は、インクジェットエジェクタ１７のインクジェットエ
ジェクタ用ドラムヘッド２２と、各被覆導体３２の外部
導体３４と、インク用キャビティのインクフィルタ１６
を形成する。被覆導体３２が隣接するすべての中心導体
を封じ込める単一の均等外部導体３４を有することは当
業者によって認識されるだろう。例えば、図１を参照す
ると、各外部導体３４間に描画された間隙は、外部導体
を形成するのに使用される同じ材料で充てんされてもよ
い。このように、各外部導体３４は同一電位にあり、Ｍ
ＥＭＳ装置におけるグラウンドループを回避する働きを
する。
【００１９】第１の絶縁層１８と第２の絶縁層１９にイ
ンク注入口１４を形成するために、これらの層は構造基
板１２の裏側からパターン形成され、ウエハを貫通する
ＫＯＨ（水酸化カリウム）エッチングのための多くのウ
ィンドウを形成する。構造基板１２の裏側におけるＫＯ
Ｈエッチングによってテーパ状のインク注入口１４が形
成される。
ンク注入口１４を形成するために、これらの層は構造基
板１２の裏側からパターン形成され、ウエハを貫通する
ＫＯＨ（水酸化カリウム）エッチングのための多くのウ
ィンドウを形成する。構造基板１２の裏側におけるＫＯ
Ｈエッチングによってテーパ状のインク注入口１４が形
成される。
【００２０】フォトレジスト層は第２の導電層上で回転
され、その後パターン形成され、エッチングされる。ポ
リイミド層はフォトレジストの上部で蒸着されてインク
エジェクタ・ノズルプレート３０を形成し、該ノズルプ
レート３０はさらにインク用キャビティ２６の壁面を決
める。インク用キャビティ２６を形成するために、フォ
トレジストは除去されてインクエジェクタ・ノズルプレ
ート３０の下に空隙（エアギャップ）を残している。更
なるポリイミド層はインクエジェクタ・ノズルプレート
３０の上部で回転されて、パターン形成且つエッチされ
てインクエジェクタ用ノズル２８を形成する。
され、その後パターン形成され、エッチングされる。ポ
リイミド層はフォトレジストの上部で蒸着されてインク
エジェクタ・ノズルプレート３０を形成し、該ノズルプ
レート３０はさらにインク用キャビティ２６の壁面を決
める。インク用キャビティ２６を形成するために、フォ
トレジストは除去されてインクエジェクタ・ノズルプレ
ート３０の下に空隙（エアギャップ）を残している。更
なるポリイミド層はインクエジェクタ・ノズルプレート
３０の上部で回転されて、パターン形成且つエッチされ
てインクエジェクタ用ノズル２８を形成する。
【００２１】作用において、被覆導体３２はそれぞれ個
々のインクエジェクタ１７に連結される。各被覆導体３
２の中心導体３８は励起信号をインクエジェクタ１７の
下部電極２０へと搬送する。この励起信号によって静電
荷は下部電極２０にあって、これによってインクジェッ
ト用ドラムヘッド２２は下部電極２０に近接した位置を
とる。引き下げられることによってインク用キャビティ
２６の容積が増大するので、追加のインクをインク注入
口１４から入り込ませる。励起信号が下部電極２０から
取り除かれると、静電荷は放散し、インクジェット用ド
ラムヘッド２２はその休止位置に戻される。インクジェ
ット用ドラムヘッド２２が下降することによるインク容
積の増加のために、励起信号が下部電極２０から取り除
かれると、増大したインク容積の一部はインクエジェク
タ用ノズル２８から放出される。
々のインクエジェクタ１７に連結される。各被覆導体３
２の中心導体３８は励起信号をインクエジェクタ１７の
下部電極２０へと搬送する。この励起信号によって静電
荷は下部電極２０にあって、これによってインクジェッ
ト用ドラムヘッド２２は下部電極２０に近接した位置を
とる。引き下げられることによってインク用キャビティ
２６の容積が増大するので、追加のインクをインク注入
口１４から入り込ませる。励起信号が下部電極２０から
取り除かれると、静電荷は放散し、インクジェット用ド
ラムヘッド２２はその休止位置に戻される。インクジェ
ット用ドラムヘッド２２が下降することによるインク容
積の増加のために、励起信号が下部電極２０から取り除
かれると、増大したインク容積の一部はインクエジェク
タ用ノズル２８から放出される。
【００２２】図１に示すように、各中心導体３８は、励
起信号を各下部電極２０に搬送する導電経路としての働
きをする。各中心導体３８は誘電体３６によって封じ込
められ、この誘電体は外部導体３４によって封じ込めら
れる。この結果、中心導体３８はそれぞれ、導電性流
体、例えば、インクキャビティ２６を充填する導電イン
クから励起信号を分離する少なくとも２層の材料を有す
る。また、導電性流体は、共通に接地されている外部導
体３４と接触状態にあるので、外部導体３４はインクジ
ェット印刷ヘッドの動作を妨げる可能性があるインクキ
ャビティ２６における静電荷の蓄積（ビルドアップ）を
防止する。さらに、外部導体３４を接地させるとともに
導電性流体と接触させているので、揮発性の導電性流体
が存在する時に静電放電によって生じられる爆発反応の
可能性を都合よく低減する。
起信号を各下部電極２０に搬送する導電経路としての働
きをする。各中心導体３８は誘電体３６によって封じ込
められ、この誘電体は外部導体３４によって封じ込めら
れる。この結果、中心導体３８はそれぞれ、導電性流
体、例えば、インクキャビティ２６を充填する導電イン
クから励起信号を分離する少なくとも２層の材料を有す
る。また、導電性流体は、共通に接地されている外部導
体３４と接触状態にあるので、外部導体３４はインクジ
ェット印刷ヘッドの動作を妨げる可能性があるインクキ
ャビティ２６における静電荷の蓄積（ビルドアップ）を
防止する。さらに、外部導体３４を接地させるとともに
導電性流体と接触させているので、揮発性の導電性流体
が存在する時に静電放電によって生じられる爆発反応の
可能性を都合よく低減する。
【００２３】さらに、速度がインクジェット式液滴エジ
ェクタ等のＭＥＭＳ装置の長所を表わす主要な数字であ
るために、高周波励起信号が一般に使用される。インク
ジェット液滴エジェクタからさらに高位の性能を得るた
めに、高周波励起信号が変調されることがある。この結
果、インクジェット印刷ヘッドの隣接する導電経路は電
磁干渉（ＥＭＩ）の影響を受けやすくなる。それにもか
かわらず、各中心導体３８は誘電体層３６と外部導体３
２を有するために、ＥＭＩのソースから中心導体３８を
保護するように必要なシールドを付与する。
ェクタ等のＭＥＭＳ装置の長所を表わす主要な数字であ
るために、高周波励起信号が一般に使用される。インク
ジェット液滴エジェクタからさらに高位の性能を得るた
めに、高周波励起信号が変調されることがある。この結
果、インクジェット印刷ヘッドの隣接する導電経路は電
磁干渉（ＥＭＩ）の影響を受けやすくなる。それにもか
かわらず、各中心導体３８は誘電体層３６と外部導体３
２を有するために、ＥＭＩのソースから中心導体３８を
保護するように必要なシールドを付与する。
【００２４】図２に描画されているマイクロ製造された
ＭＥＭＳマイクロ構造は、誘電体によって分離された、
内部又は中心導体、及び外部又は被覆導体を有する被覆
導体５１の断面である。被覆導体５１は導体材料又は半
導体材料のベース又は構造基板４０を含む。構造基板４
０に用いられる一般的な材料として、シリコン、石英、
ガラス、窒化シリコン、及びサファイア、ダイヤモン
ド、ガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の形態が挙げ
られる。それにもかかわらず、構造基板４０が完全なマ
イクロ製造プロセスを行なわせ得るすべての材料から形
成されてもよいことは当業者によって認識されるだろ
う。
ＭＥＭＳマイクロ構造は、誘電体によって分離された、
内部又は中心導体、及び外部又は被覆導体を有する被覆
導体５１の断面である。被覆導体５１は導体材料又は半
導体材料のベース又は構造基板４０を含む。構造基板４
０に用いられる一般的な材料として、シリコン、石英、
ガラス、窒化シリコン、及びサファイア、ダイヤモン
ド、ガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の形態が挙げ
られる。それにもかかわらず、構造基板４０が完全なマ
イクロ製造プロセスを行なわせ得るすべての材料から形
成されてもよいことは当業者によって認識されるだろ
う。
【００２５】基板４０の上部には、窒化シリコン又は酸
化物材料等の、誘電性特性を示す材料から成る第１の絶
縁層４２が層状に設けられる。第１の絶縁層４２の上部
には、被覆導体５１の中心導体を構成する導体材料から
なる第１の導電層４６が層状に設けられる。第１の導電
層４６として用いられる導体材料は、ポリシリコン、金
等の適切な導体（化）材料であればよい。第１の導電層
４６の上部には、中心導体及び外部導体との間に誘電体
を形成する第２の絶縁層４８が層状に設けられている。
第２の絶縁層４８として用いられる絶縁材料は、ホスホ
−シリケートガラス（ＰＳＧ）又は窒化シリコン等の適
切な誘電材料であればよい。
化物材料等の、誘電性特性を示す材料から成る第１の絶
縁層４２が層状に設けられる。第１の絶縁層４２の上部
には、被覆導体５１の中心導体を構成する導体材料から
なる第１の導電層４６が層状に設けられる。第１の導電
層４６として用いられる導体材料は、ポリシリコン、金
等の適切な導体（化）材料であればよい。第１の導電層
４６の上部には、中心導体及び外部導体との間に誘電体
を形成する第２の絶縁層４８が層状に設けられている。
第２の絶縁層４８として用いられる絶縁材料は、ホスホ
−シリケートガラス（ＰＳＧ）又は窒化シリコン等の適
切な誘電材料であればよい。
【００２６】第２の絶縁層４８の上部には、被覆導体５
１の外部導体を形成する第２の導電層５０が層状に設け
られる。第２の導電層５０に用いられる導体材料は、ポ
リシリコン又は類似の材料等の、適切な導体材料であれ
ばよい。第２の導電層５０はさらに、第２の絶縁層４８
にエッチングされたチャネルを充填し、これにより、被
覆導体５１の中心導体を３つの側面において封じ込め
る。
１の外部導体を形成する第２の導電層５０が層状に設け
られる。第２の導電層５０に用いられる導体材料は、ポ
リシリコン又は類似の材料等の、適切な導体材料であれ
ばよい。第２の導電層５０はさらに、第２の絶縁層４８
にエッチングされたチャネルを充填し、これにより、被
覆導体５１の中心導体を３つの側面において封じ込め
る。
【００２７】空隙４４は、近接する機械的エレメントに
屈曲、回転、摺動等をするための十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙が被覆導体５１の任意のマイクロ
構造であることは当業者によって認識されるだろう。被
覆導体５１を形成するための方法は、図３を参照して以
下に詳述される。
屈曲、回転、摺動等をするための十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙が被覆導体５１の任意のマイクロ
構造であることは当業者によって認識されるだろう。被
覆導体５１を形成するための方法は、図３を参照して以
下に詳述される。
【００２８】作用において、被覆導体５１は、ＭＥＭＳ
装置が配置されている環境から内部導体を被覆する同軸
導体としての働きをする。第２の導電層５０は、第１の
導電層４６に沿って伝播されている信号をＥＭＩ及び導
電性流体等の外部干渉からも保護するのみならず、伝播
された信号が外部へと放射するのを防止するためのスク
リーンとしての働きをする。第２の導電層５０は一般的
に、漂遊電磁エネルギーに対し、導電性流体に関して言
えば静電エネルギーに対し、無限のシンクを付与するた
めに接地される。
装置が配置されている環境から内部導体を被覆する同軸
導体としての働きをする。第２の導電層５０は、第１の
導電層４６に沿って伝播されている信号をＥＭＩ及び導
電性流体等の外部干渉からも保護するのみならず、伝播
された信号が外部へと放射するのを防止するためのスク
リーンとしての働きをする。第２の導電層５０は一般的
に、漂遊電磁エネルギーに対し、導電性流体に関して言
えば静電エネルギーに対し、無限のシンクを付与するた
めに接地される。
【００２９】被覆導体５１に中心導体を完全に封じ込め
る導電シールドが欠けているとはいえ、それでも、被覆
導体５１は特定の用途において同軸導体としての働きを
する。例えば、単層の埋め込み式回路を有し、その上下
に埋め込み式回路構成部分が存在しないＭＥＭＳ装置で
は、電磁界を放射したり、電磁干渉の影響を受けやすい
ことがある。このようにして、中心導体の３つの側面に
導電シールドが設けられると、隣接する導電経路からの
ＥＭＩの影響に対する十分な保護が付与される。被覆導
体のシールドにおける開口がシールドの有効性を低下さ
せることは当業者によって認識される一方、被覆導体５
１のシールド境界は印刷ヘッド用途に対して十分であ
る。
る導電シールドが欠けているとはいえ、それでも、被覆
導体５１は特定の用途において同軸導体としての働きを
する。例えば、単層の埋め込み式回路を有し、その上下
に埋め込み式回路構成部分が存在しないＭＥＭＳ装置で
は、電磁界を放射したり、電磁干渉の影響を受けやすい
ことがある。このようにして、中心導体の３つの側面に
導電シールドが設けられると、隣接する導電経路からの
ＥＭＩの影響に対する十分な保護が付与される。被覆導
体のシールドにおける開口がシールドの有効性を低下さ
せることは当業者によって認識される一方、被覆導体５
１のシールド境界は印刷ヘッド用途に対して十分であ
る。
【００３０】被覆導体５１はＭＥＭＳ装置の単層に形成
される少なくとも１つの隣接する導電経路からの電磁干
渉を防止するために使用されるので、静電インクジェッ
ト式印刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を指定す
るという従来の負担が軽減される。隣接する導電経路又
は電子素子によって中心導体に電磁パルスを誘導させる
という危険が大きく低減される。この結果、ＭＥＭＳ装
置は電磁干渉の影響を受けにくくなる。さらに、被覆導
体５１の形成により、付加的な処理ステップが不要とさ
れ、さらに、マイクロ製造プロセスに更なる労力又は材
料費は生じない。
される少なくとも１つの隣接する導電経路からの電磁干
渉を防止するために使用されるので、静電インクジェッ
ト式印刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を指定す
るという従来の負担が軽減される。隣接する導電経路又
は電子素子によって中心導体に電磁パルスを誘導させる
という危険が大きく低減される。この結果、ＭＥＭＳ装
置は電磁干渉の影響を受けにくくなる。さらに、被覆導
体５１の形成により、付加的な処理ステップが不要とさ
れ、さらに、マイクロ製造プロセスに更なる労力又は材
料費は生じない。
【００３１】図３は図２に示された被覆導体５１を製造
するために利用されるステップを示している。プロセス
を開始するために、導体又は半導体材料からなるベース
又は基板４０が付与され（ステップ５２）、誘電体材料
で被覆されて第１の絶縁層４２を形成する（ステップ５
４）。第１の絶縁層４２は、窒化シリコン又は熱酸化物
等の絶縁材料から成るものでよく、この材料は基板上で
蒸着又は成長されて厚さが約０．５ミクロンから約１．
０ミクロンの誘電体層を形成する。第１の絶縁層４２が
熱酸化物材料である場合、第１の絶縁層４２は炉内で成
長される。第１の絶縁層４２が窒化シリコン材料又は他
の同様な材料である場合、第１の絶縁層４２は蒸着され
る。蒸着方法は、減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を用い
た乾式蒸着法である。
するために利用されるステップを示している。プロセス
を開始するために、導体又は半導体材料からなるベース
又は基板４０が付与され（ステップ５２）、誘電体材料
で被覆されて第１の絶縁層４２を形成する（ステップ５
４）。第１の絶縁層４２は、窒化シリコン又は熱酸化物
等の絶縁材料から成るものでよく、この材料は基板上で
蒸着又は成長されて厚さが約０．５ミクロンから約１．
０ミクロンの誘電体層を形成する。第１の絶縁層４２が
熱酸化物材料である場合、第１の絶縁層４２は炉内で成
長される。第１の絶縁層４２が窒化シリコン材料又は他
の同様な材料である場合、第１の絶縁層４２は蒸着され
る。蒸着方法は、減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を用い
た乾式蒸着法である。
【００３２】ポリシリコン等の導体材料から成る第１の
導電層４６は、ＬＰＣＶＤ法を用いて第１の絶縁層４２
上に蒸着される（ステップ５６）。第１の導電層４６の
厚さは約０．５ミクロンから約３ミクロンの範囲であれ
ばよい。第１の導電層４６をいったん蒸着すると、パタ
ーン形成及びエッチングがなされて、被覆導体５１の中
心導体を形成し、且つそれを定める。
導電層４６は、ＬＰＣＶＤ法を用いて第１の絶縁層４２
上に蒸着される（ステップ５６）。第１の導電層４６の
厚さは約０．５ミクロンから約３ミクロンの範囲であれ
ばよい。第１の導電層４６をいったん蒸着すると、パタ
ーン形成及びエッチングがなされて、被覆導体５１の中
心導体を形成し、且つそれを定める。
【００３３】中心導体がいったん形成されると、ホスホ
−シリケートガラス（ＰＳＧ）等の絶縁材料から成る第
２の絶縁材料４８がプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を
用いて第１の導電層４６上に蒸着される（ステップ５
８）。第１の導電層４６を蒸着するためにＬＰＣＶＤ蒸
着法を用いることは当業者によって理解されるだろう。
第２の絶縁層４８は、被覆導体５１において中心導体と
外部導体を分離する誘電体を形成する。第２の絶縁層４
８はパターン形成且つエッチングされて第１の導電層４
６に形成された中心導体の各側面に沿ったチャネル又は
トレンチを形成する（ステップ５８）。第２の絶縁層４
８の厚さは約０．５ミクロンから約３．０ミクロンの範
囲にあればよい。
−シリケートガラス（ＰＳＧ）等の絶縁材料から成る第
２の絶縁材料４８がプラズマ化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）を
用いて第１の導電層４６上に蒸着される（ステップ５
８）。第１の導電層４６を蒸着するためにＬＰＣＶＤ蒸
着法を用いることは当業者によって理解されるだろう。
第２の絶縁層４８は、被覆導体５１において中心導体と
外部導体を分離する誘電体を形成する。第２の絶縁層４
８はパターン形成且つエッチングされて第１の導電層４
６に形成された中心導体の各側面に沿ったチャネル又は
トレンチを形成する（ステップ５８）。第２の絶縁層４
８の厚さは約０．５ミクロンから約３．０ミクロンの範
囲にあればよい。
【００３４】第２の絶縁層４８上には、ＬＰＣＶＤ蒸着
法を用いて、厚さが約０．５ミクロンから約３．０ミク
ロンの第２の導電層５０が蒸着される（ステップ６
０）。第２の導電層５０は、第２の絶縁層４８に形成さ
れたチャネル又はトレンチを充填する（ステップ６
０）。第２の導電層５０は、ポリシリコン等の導体材料
から成り、これは３つの側面において第２の絶縁層４８
を封じ込める外部導体又はシールドを形成する。第２の
導電層５０はパターン形成且つエッチングがなされて、
被覆導体５１の外部導体の上部幅及び各側面を定める
（ステップ６０）。
法を用いて、厚さが約０．５ミクロンから約３．０ミク
ロンの第２の導電層５０が蒸着される（ステップ６
０）。第２の導電層５０は、第２の絶縁層４８に形成さ
れたチャネル又はトレンチを充填する（ステップ６
０）。第２の導電層５０は、ポリシリコン等の導体材料
から成り、これは３つの側面において第２の絶縁層４８
を封じ込める外部導体又はシールドを形成する。第２の
導電層５０はパターン形成且つエッチングがなされて、
被覆導体５１の外部導体の上部幅及び各側面を定める
（ステップ６０）。
【００３５】本発明の範囲から逸脱することなく付加的
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが第２の絶縁層４８の蒸
着後又は第２の導電層５０の蒸着後に行なわれることも
ある。特に、ホスホ−シリケートガラス（ＰＳＧ）材料
が絶縁層として使用され、ポリシリコンが第１の又は第
２の導電層として使用される場合、高温のベーキングに
よって２つの部分的利点がもたらされる。１つめは、ベ
ーキングによってポリシリコン層の有している応力をア
ニール熱処理（焼きなまし）することであり、２つめ
は、ポリシリコン層を、付加したリンでドープし、ＰＳ
Ｇと接触状態にあるポリシリコンの導電性を増加させる
ことである。
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが第２の絶縁層４８の蒸
着後又は第２の導電層５０の蒸着後に行なわれることも
ある。特に、ホスホ−シリケートガラス（ＰＳＧ）材料
が絶縁層として使用され、ポリシリコンが第１の又は第
２の導電層として使用される場合、高温のベーキングに
よって２つの部分的利点がもたらされる。１つめは、ベ
ーキングによってポリシリコン層の有している応力をア
ニール熱処理（焼きなまし）することであり、２つめ
は、ポリシリコン層を、付加したリンでドープし、ＰＳ
Ｇと接触状態にあるポリシリコンの導電性を増加させる
ことである。
【００３６】さらに、厚さが約０．２ミクロンのＰＳＧ
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを行なうことによって、ＰＳＧ
に移される。この結果、下側のポリシリコンのいずれの
エッチングにおいても、酸化物はエッチングの際のポリ
シリコンを保護するための、フォトレジストよりも好適
な保護層としての働きをする。
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを行なうことによって、ＰＳＧ
に移される。この結果、下側のポリシリコンのいずれの
エッチングにおいても、酸化物はエッチングの際のポリ
シリコンを保護するための、フォトレジストよりも好適
な保護層としての働きをする。
【００３７】図４に描画されているマイクロ製造された
ＭＥＭＳマイクロ構造は、被覆導体６１の断面である。
このマイクロ構造は、被覆導体６１に内部又は中心導
体、外部又は被覆導体、及びこれら２つの導体を分離す
る誘電体を設けている。被覆導体６１は導体材料又は半
導体材料から成るベース又は構造基板６２を含む。構造
基板６２に対し用いられる一般的な材料として、シリコ
ン、石英、ガラス、窒化シリコン、及びサファイア、ダ
イヤモンド又はガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の
形態が挙げられる。それにもかかわらず、構造基板６２
が完全なマイクロ製造プロセスを行なわせ得るすべての
材料を適用してもよいことは当業者によって認識される
だろう。
ＭＥＭＳマイクロ構造は、被覆導体６１の断面である。
このマイクロ構造は、被覆導体６１に内部又は中心導
体、外部又は被覆導体、及びこれら２つの導体を分離す
る誘電体を設けている。被覆導体６１は導体材料又は半
導体材料から成るベース又は構造基板６２を含む。構造
基板６２に対し用いられる一般的な材料として、シリコ
ン、石英、ガラス、窒化シリコン、及びサファイア、ダ
イヤモンド又はガリウム砒素等の酸化アルミニウム型の
形態が挙げられる。それにもかかわらず、構造基板６２
が完全なマイクロ製造プロセスを行なわせ得るすべての
材料を適用してもよいことは当業者によって認識される
だろう。
【００３８】構造基板６２の上部には、第１の絶縁層６
４が層状に設けられる。第１の絶縁層６４は窒化シリコ
ン又は酸化物材料等の誘電体特性を示す材料から構成さ
れる。第１の絶縁層６４上には、被覆導体６１における
外部導体の下部を構成する導体材料から成る第１の導電
層６８が層状に設けられる。第１の導電層６８として用
いられる導体材料はポリシリコン、金等の適切な導体材
料であればよい。第１の導電層６８の上部には、中心導
体の下部と外部導体の下部との間に誘電体バリヤを形成
する第２の絶縁層７０が層状に設けられる。第２の絶縁
層７０として用いられる絶縁材料は、ホスホ−シリケー
トグラス（ＰＳＧ）等の適切な誘電材料であればよい。
４が層状に設けられる。第１の絶縁層６４は窒化シリコ
ン又は酸化物材料等の誘電体特性を示す材料から構成さ
れる。第１の絶縁層６４上には、被覆導体６１における
外部導体の下部を構成する導体材料から成る第１の導電
層６８が層状に設けられる。第１の導電層６８として用
いられる導体材料はポリシリコン、金等の適切な導体材
料であればよい。第１の導電層６８の上部には、中心導
体の下部と外部導体の下部との間に誘電体バリヤを形成
する第２の絶縁層７０が層状に設けられる。第２の絶縁
層７０として用いられる絶縁材料は、ホスホ−シリケー
トグラス（ＰＳＧ）等の適切な誘電材料であればよい。
【００３９】第２の絶縁層７０の上部には、被覆導体６
１の内部導体を形成する第２の導電層７２が層状に設け
られる。第２の導電層７２として用いられる導体材料
は、例えばポリシリコン又は類似の材料等の適切な導体
材料であればよい。第２の導電層７２上には、第３の絶
縁層７１が層状に設けられ、中心導体の側部と上部を外
部導体から分離する誘電体を形成する。第３の絶縁層７
１上には、第３の導電層６９が層状に設けられ、被覆導
体６１の外部導体を形成する。第３の導電層６９は、第
３の絶縁層７１の上部と各側面を包み込む。このように
して、第３の導電層６９と第１の導電層６８は、被覆導
体６１の中心導体とも称される第２の導電層７２の周囲
にシームレス・シールドを形成する。
１の内部導体を形成する第２の導電層７２が層状に設け
られる。第２の導電層７２として用いられる導体材料
は、例えばポリシリコン又は類似の材料等の適切な導体
材料であればよい。第２の導電層７２上には、第３の絶
縁層７１が層状に設けられ、中心導体の側部と上部を外
部導体から分離する誘電体を形成する。第３の絶縁層７
１上には、第３の導電層６９が層状に設けられ、被覆導
体６１の外部導体を形成する。第３の導電層６９は、第
３の絶縁層７１の上部と各側面を包み込む。このように
して、第３の導電層６９と第１の導電層６８は、被覆導
体６１の中心導体とも称される第２の導電層７２の周囲
にシームレス・シールドを形成する。
【００４０】空隙６６は、隣接する機械的エレメントが
屈曲、回転、摺動等を行なうのに十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙６６が被覆導体６１の任意のマイ
クロ構造であることは当業者によって認識されるだろ
う。被覆導体６１を形成するための方法は、図４を参照
して以下に詳述される。
屈曲、回転、摺動等を行なうのに十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙６６が被覆導体６１の任意のマイ
クロ構造であることは当業者によって認識されるだろ
う。被覆導体６１を形成するための方法は、図４を参照
して以下に詳述される。
【００４１】作用において、被覆導体６１は、ＭＥＭＳ
装置が配置されている環境から内部導体を被覆する同軸
導体としての働きをする。第１の導電層６８と第３の導
電層６９は、第２の導電層７２に沿って伝播されている
信号を外部干渉から、さらには導電性流体から被覆し、
また伝播された信号が外部へと放射するのを防止する働
きをする。第１の導電層６８と第３の導電層６９は一般
的に、漂遊電磁エネルギーに対し、及び／又は導電性流
体に関して言えば静電エネルギーに対し無限のシンクを
付与するように接地（アース）される。
装置が配置されている環境から内部導体を被覆する同軸
導体としての働きをする。第１の導電層６８と第３の導
電層６９は、第２の導電層７２に沿って伝播されている
信号を外部干渉から、さらには導電性流体から被覆し、
また伝播された信号が外部へと放射するのを防止する働
きをする。第１の導電層６８と第３の導電層６９は一般
的に、漂遊電磁エネルギーに対し、及び／又は導電性流
体に関して言えば静電エネルギーに対し無限のシンクを
付与するように接地（アース）される。
【００４２】被覆導体６１を利用することで、電磁干渉
がＭＥＭＳ装置に形成された１つ以上の導電経路に影響
を及ぼすことのないようにできるので、静電インクジェ
ット式印刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を指定
するという従来の負担が軽減される。導電経路又は電子
素子が中心導体上に電磁パルスを誘導するという危険は
大きく軽減される。この結果、ＭＥＭＳ装置は電磁干渉
の影響を受けにくい。さらに、被覆導体６１の形成によ
って付加的な処理ステップは不要とされ、さらに、マイ
クロ製造プロセスでの更なる労力又は材料費は生じな
い。
がＭＥＭＳ装置に形成された１つ以上の導電経路に影響
を及ぼすことのないようにできるので、静電インクジェ
ット式印刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を指定
するという従来の負担が軽減される。導電経路又は電子
素子が中心導体上に電磁パルスを誘導するという危険は
大きく軽減される。この結果、ＭＥＭＳ装置は電磁干渉
の影響を受けにくい。さらに、被覆導体６１の形成によ
って付加的な処理ステップは不要とされ、さらに、マイ
クロ製造プロセスでの更なる労力又は材料費は生じな
い。
【００４３】図５は、図４に示された被覆導体６１を製
造するために利用されるステップを示している。このプ
ロセスを開始するために、導体又は半導体材料から成る
ベース又は基板６２が付与され（ステップ７４）、その
後第１の絶縁層６４で被覆される。第１の絶縁層６４
は、窒化シリコン又は熱酸化物等の誘電材料を用いて形
成される。選択される材料によって、第１の絶縁層６４
は基板６２上で蒸着又は成長されて（ステップ７６）、
厚さが約０．５ミクロンから約１．０ミクロンの誘電体
層を形成する。第１の絶縁層６４が熱酸化物材料である
場合、第１の絶縁層６４は炉内で成長される。第１の絶
縁層６４が窒化シリコン材料又は他の同様な材料である
場合、第１の絶縁層６４は蒸着され、パターン形成さ
れ、さらにエッチングされなければならない。第１の絶
縁層６４の蒸着法は、減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を
用いた乾式蒸着法である。
造するために利用されるステップを示している。このプ
ロセスを開始するために、導体又は半導体材料から成る
ベース又は基板６２が付与され（ステップ７４）、その
後第１の絶縁層６４で被覆される。第１の絶縁層６４
は、窒化シリコン又は熱酸化物等の誘電材料を用いて形
成される。選択される材料によって、第１の絶縁層６４
は基板６２上で蒸着又は成長されて（ステップ７６）、
厚さが約０．５ミクロンから約１．０ミクロンの誘電体
層を形成する。第１の絶縁層６４が熱酸化物材料である
場合、第１の絶縁層６４は炉内で成長される。第１の絶
縁層６４が窒化シリコン材料又は他の同様な材料である
場合、第１の絶縁層６４は蒸着され、パターン形成さ
れ、さらにエッチングされなければならない。第１の絶
縁層６４の蒸着法は、減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を
用いた乾式蒸着法である。
【００４４】第１の導電層６８はＬＰＣＶＤ法を用いて
絶縁材料から成る第１の層上に蒸着される。第１の導電
層６８は、ポリシリコン又は他の同様な材料等の導体材
料で形成されるのであればよい。第１の導電層６８は約
０．５ミクロンから約３．０ミクロンの厚さを有するも
のでよい。第１の導電層６８がいったん蒸着されると、
パターン形成とエッチングがなされて、被覆導体６１に
おける外部導体の下部を形成するとともに、それを定め
る（ステップ７８）。
絶縁材料から成る第１の層上に蒸着される。第１の導電
層６８は、ポリシリコン又は他の同様な材料等の導体材
料で形成されるのであればよい。第１の導電層６８は約
０．５ミクロンから約３．０ミクロンの厚さを有するも
のでよい。第１の導電層６８がいったん蒸着されると、
パターン形成とエッチングがなされて、被覆導体６１に
おける外部導体の下部を形成するとともに、それを定め
る（ステップ７８）。
【００４５】外部導体の下部がいったん形成されると、
ホスホ−シリケートガラス（ＰＳＧ）又は他の類似の材
料等の絶縁材料から成る第２の絶縁層７０がプラズマ化
学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を用いて第１の導電層６８上に
蒸着される（ステップ８０）。第２の絶縁層７０は、被
覆導体６１における外部導体の下部から中心導体の下部
を分離する、誘電体の下部を形成する。第２の絶縁層７
０がこのプロセスにおけるこの点でパターン形成且つエ
ッチングされないのは、その存在がエッチストップとし
て必要であるからであり、このため導電層６８は導電層
７２のエッチングの際にエッチングされない。第２の絶
縁層７０の厚さは約０．５ミクロンから約１．０ミクロ
ンの範囲であればよい。
ホスホ−シリケートガラス（ＰＳＧ）又は他の類似の材
料等の絶縁材料から成る第２の絶縁層７０がプラズマ化
学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）を用いて第１の導電層６８上に
蒸着される（ステップ８０）。第２の絶縁層７０は、被
覆導体６１における外部導体の下部から中心導体の下部
を分離する、誘電体の下部を形成する。第２の絶縁層７
０がこのプロセスにおけるこの点でパターン形成且つエ
ッチングされないのは、その存在がエッチストップとし
て必要であるからであり、このため導電層６８は導電層
７２のエッチングの際にエッチングされない。第２の絶
縁層７０の厚さは約０．５ミクロンから約１．０ミクロ
ンの範囲であればよい。
【００４６】第２の絶縁層７０上には、ＬＰＣＶＤ蒸着
法を用いて、ポリシリコン又は他の類似の材料等の導体
材料から成る第２の導電層７２が蒸着される。第２の導
電層７２は、厚さが約０．５ミクロンから約３．０ミク
ロンであるように形成される。第２の導電層７２はパタ
ーン形成且つエッチングされて被覆導体６１の中心導体
を定める（ステップ８２）。先行する処理ステップが膜
厚を増大させた領域の材料を完全に除去することを保証
するよう、第２の導電層７２のオーバーエッチングが好
ましいとされることは当業者によって認識されるだろ
う。
法を用いて、ポリシリコン又は他の類似の材料等の導体
材料から成る第２の導電層７２が蒸着される。第２の導
電層７２は、厚さが約０．５ミクロンから約３．０ミク
ロンであるように形成される。第２の導電層７２はパタ
ーン形成且つエッチングされて被覆導体６１の中心導体
を定める（ステップ８２）。先行する処理ステップが膜
厚を増大させた領域の材料を完全に除去することを保証
するよう、第２の導電層７２のオーバーエッチングが好
ましいとされることは当業者によって認識されるだろ
う。
【００４７】第２の導電層７２上に、ＰＳＧ又は他の類
似の材料等の絶縁材料が蒸着されて第３の絶縁層７１を
形成する。第３の絶縁層７１を蒸着するために用いられ
るＰＥＣＶＤ蒸着法によって、厚さが約０．５ミクロン
から約２．０ミクロンの絶縁材料の層が付与される。こ
の点で、第２の絶縁層７０と第３の絶縁層７１はパター
ン形成且つエッチングされて、外部導体から中心導体を
分離する誘電体構造を形成する。第２の絶縁層７０と第
３の絶縁層７１はさらに、パターン形成且つエッチング
されて、第２の導電層７２によって形成される中心導体
の各側面に沿ったチャネル又はトレンチを形成する（ス
テップ８４）。
似の材料等の絶縁材料が蒸着されて第３の絶縁層７１を
形成する。第３の絶縁層７１を蒸着するために用いられ
るＰＥＣＶＤ蒸着法によって、厚さが約０．５ミクロン
から約２．０ミクロンの絶縁材料の層が付与される。こ
の点で、第２の絶縁層７０と第３の絶縁層７１はパター
ン形成且つエッチングされて、外部導体から中心導体を
分離する誘電体構造を形成する。第２の絶縁層７０と第
３の絶縁層７１はさらに、パターン形成且つエッチング
されて、第２の導電層７２によって形成される中心導体
の各側面に沿ったチャネル又はトレンチを形成する（ス
テップ８４）。
【００４８】第３の絶縁層７１上には、上記で形成され
たチャネル又はトレンチを充填する第３の導電層６９が
ＬＰＣＶＤ蒸着法を用いて層状に設けられ、被覆導体６
１の外部導体の上部と各側面を形成する（ステップ８
６）。第３の導電層６９はポリシリコン又は他の類似の
材料等の導体材料から構成される。第３の導電層６９の
厚さは約０．５ミクロンから約３．０ミクロンであれば
よい。蒸着法の一部として、第３の導電層６９はパター
ン形成とエッチングがなされて、外部導体の上部の幅を
定める（ステップ８６）。
たチャネル又はトレンチを充填する第３の導電層６９が
ＬＰＣＶＤ蒸着法を用いて層状に設けられ、被覆導体６
１の外部導体の上部と各側面を形成する（ステップ８
６）。第３の導電層６９はポリシリコン又は他の類似の
材料等の導体材料から構成される。第３の導電層６９の
厚さは約０．５ミクロンから約３．０ミクロンであれば
よい。蒸着法の一部として、第３の導電層６９はパター
ン形成とエッチングがなされて、外部導体の上部の幅を
定める（ステップ８６）。
【００４９】本発明の範囲から逸脱することなく付加的
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが絶縁層の蒸着後に行な
われることもある。特に、ホスホ−シリケートガラス
（ＰＳＧ）材料が絶縁層として使用され、ポリシリコン
が導電層として使用される場合、高温のベーキングによ
って２つの部分的利点がもたらされる。１つめは、ベー
キングによってポリシリコン層の固有応力をアニール熱
処理することであり、２つめは、ポリシリコン層を、付
加されたリンでドープしてＰＳＧと接触状態にあるポリ
シリコンの導電性を増加させることである。
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが絶縁層の蒸着後に行な
われることもある。特に、ホスホ−シリケートガラス
（ＰＳＧ）材料が絶縁層として使用され、ポリシリコン
が導電層として使用される場合、高温のベーキングによ
って２つの部分的利点がもたらされる。１つめは、ベー
キングによってポリシリコン層の固有応力をアニール熱
処理することであり、２つめは、ポリシリコン層を、付
加されたリンでドープしてＰＳＧと接触状態にあるポリ
シリコンの導電性を増加させることである。
【００５０】さらに、厚さが約０．２ミクロンのＰＳＧ
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを実行することによってＰＳＧ
に移される。この結果、下側のポリシリコンのそれぞれ
のエッチングにおいて、酸化物は、エッチングの際のポ
リシリコンを保護するために、フォトレジストよりも好
適な保護層としての働きをする。
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを実行することによってＰＳＧ
に移される。この結果、下側のポリシリコンのそれぞれ
のエッチングにおいて、酸化物は、エッチングの際のポ
リシリコンを保護するために、フォトレジストよりも好
適な保護層としての働きをする。
【００５１】図６によって描画されているマイクロ製造
されたＭＥＭＳマイクロ構造は、被覆導体８７の断面で
ある。このマイクロ構造によって、被覆導体８７は、内
部又は中心導体、第１の被覆導体、第２の被覆導体、及
び各導電層を分離する誘電体を有する。被覆導体８７は
ベース又は構造基板８８を有する。導体材料又は半導体
材料のどちらか一方が構造基板８８として使用するのに
適切である。構造基板８８に用いられる一般的な材料と
して、シリコン、石英、ガラス、窒化シリコン、及びサ
ファイア、ダイヤモンド、又はガリウム砒素等の酸化ア
ルミニウムの形態が挙げられる。それにもかかわらず、
構造基板８８が完全なマイクロ製造プロセスを行なわせ
得るいずれの材料でもよいことは当業者によって認識さ
れるだろう。
されたＭＥＭＳマイクロ構造は、被覆導体８７の断面で
ある。このマイクロ構造によって、被覆導体８７は、内
部又は中心導体、第１の被覆導体、第２の被覆導体、及
び各導電層を分離する誘電体を有する。被覆導体８７は
ベース又は構造基板８８を有する。導体材料又は半導体
材料のどちらか一方が構造基板８８として使用するのに
適切である。構造基板８８に用いられる一般的な材料と
して、シリコン、石英、ガラス、窒化シリコン、及びサ
ファイア、ダイヤモンド、又はガリウム砒素等の酸化ア
ルミニウムの形態が挙げられる。それにもかかわらず、
構造基板８８が完全なマイクロ製造プロセスを行なわせ
得るいずれの材料でもよいことは当業者によって認識さ
れるだろう。
【００５２】構造基板８８の上部には、窒化シリコンま
たは酸化物材料等の誘電体特性を示す材料から成る第１
の絶縁層９０が層状に設けられる。第１の絶縁層９０の
上部には、導体材料から成る第１の導電層９４が層状に
設けられ、被覆導体８７の中心導体、第１の被覆導体の
下部、及び第２の被覆導体の下部を形成する。第１の導
電層９４として用いられる導体材料は、ポリシリコン、
金等の適切な導体材料であればよい。第１の導電層９４
の上部には、第２の絶縁層９６が層状に設けられ、中心
導体と第１の被覆導体との間に誘電体を形成する。第２
の絶縁層９６として用いられる絶縁材料は、ホスホ−シ
リケートガラス（ＰＳＧ）や同様な材料等の適切な誘電
体材料である。第２の絶縁層９６は中心導体の上部と側
面を封じ込めるとともに、マイクロ製造プロセスの際に
第１の導電層９４に形成されるチャネル又はトレンチを
着定する。
たは酸化物材料等の誘電体特性を示す材料から成る第１
の絶縁層９０が層状に設けられる。第１の絶縁層９０の
上部には、導体材料から成る第１の導電層９４が層状に
設けられ、被覆導体８７の中心導体、第１の被覆導体の
下部、及び第２の被覆導体の下部を形成する。第１の導
電層９４として用いられる導体材料は、ポリシリコン、
金等の適切な導体材料であればよい。第１の導電層９４
の上部には、第２の絶縁層９６が層状に設けられ、中心
導体と第１の被覆導体との間に誘電体を形成する。第２
の絶縁層９６として用いられる絶縁材料は、ホスホ−シ
リケートガラス（ＰＳＧ）や同様な材料等の適切な誘電
体材料である。第２の絶縁層９６は中心導体の上部と側
面を封じ込めるとともに、マイクロ製造プロセスの際に
第１の導電層９４に形成されるチャネル又はトレンチを
着定する。
【００５３】第２の絶縁層９６の上部には、第１の被覆
導体の上部と、第２の被覆導体の側壁の一部を構成する
第２の導電層９８が層状に設けられる。第２の導電層９
８はマクイロ製造プロセスの際にパターン形成と、エッ
チングがなされて、中心導体の各面にチャネル又はトレ
ンチを形成し、その中心導体は第２の絶縁層９６によっ
て充填されるチャネル又はトレンチに連結する。第２の
導電層９８として用いられる導体材料はポリシリコン又
は類似の材料等の適切な導体材料である。
導体の上部と、第２の被覆導体の側壁の一部を構成する
第２の導電層９８が層状に設けられる。第２の導電層９
８はマクイロ製造プロセスの際にパターン形成と、エッ
チングがなされて、中心導体の各面にチャネル又はトレ
ンチを形成し、その中心導体は第２の絶縁層９６によっ
て充填されるチャネル又はトレンチに連結する。第２の
導電層９８として用いられる導体材料はポリシリコン又
は類似の材料等の適切な導体材料である。
【００５４】第２の導電層９８上に、第２の導電層９８
に形成されたチャネルを充填する第３の絶縁層１００が
層状に設けられ、被覆導体８７の第２の被覆導体から第
１の被覆導体を分離する誘電体層の上部及び側部を形成
する。第３の絶縁層１００上には、第３の導電層１０２
が層状に設けられ、被覆導体８７の第２の被覆導体の上
部を形成する。第３の導電層１０２は第３の絶縁層１０
０の上部を封じ込め、第２の被覆導体の側壁を形成する
第２の導電層９８の一部と構造上且つ電気的に接触状態
にある。
に形成されたチャネルを充填する第３の絶縁層１００が
層状に設けられ、被覆導体８７の第２の被覆導体から第
１の被覆導体を分離する誘電体層の上部及び側部を形成
する。第３の絶縁層１００上には、第３の導電層１０２
が層状に設けられ、被覆導体８７の第２の被覆導体の上
部を形成する。第３の導電層１０２は第３の絶縁層１０
０の上部を封じ込め、第２の被覆導体の側壁を形成する
第２の導電層９８の一部と構造上且つ電気的に接触状態
にある。
【００５５】空隙９２は、隣接する機械的エレメントが
屈曲、回転、摺動等をするための十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙９２が被覆導体８７の任意のマイ
クロ構造であることは当業者によって認識されるだろ
う。被覆導体８７を形成するための方法は図７を参照し
て以下に詳述される。
屈曲、回転、摺動等をするための十分な空間を与えるよ
うに設けられる。空隙９２が被覆導体８７の任意のマイ
クロ構造であることは当業者によって認識されるだろ
う。被覆導体８７を形成するための方法は図７を参照し
て以下に詳述される。
【００５６】作用において、被覆導体８７は、接地され
ている第２の被覆導体を有すると同時に、信号源に接続
される中心導体と第１の被覆導体を有する三軸導体とし
ての働きをする。このようにして、ピコファラドのオー
ダの入力容量を有する低容量信号経路を利用してＭＥＭ
Ｓ装置を駆動することもできる。ＭＥＭＳ装置を駆動す
るために用いられる従来の信号経路は、一般的にマイク
ロファラドのオーダの入力容量を示す。信号経路の容量
がＭＥＭＳ装置のそれよりもかなり大きいため、ＭＥＭ
Ｓ装置のための電荷の大部分は比較的高容量の信号経路
によって引き抜かれる。
ている第２の被覆導体を有すると同時に、信号源に接続
される中心導体と第１の被覆導体を有する三軸導体とし
ての働きをする。このようにして、ピコファラドのオー
ダの入力容量を有する低容量信号経路を利用してＭＥＭ
Ｓ装置を駆動することもできる。ＭＥＭＳ装置を駆動す
るために用いられる従来の信号経路は、一般的にマイク
ロファラドのオーダの入力容量を示す。信号経路の容量
がＭＥＭＳ装置のそれよりもかなり大きいため、ＭＥＭ
Ｓ装置のための電荷の大部分は比較的高容量の信号経路
によって引き抜かれる。
【００５７】被覆導体８７の利用によって、信号をＭＥ
ＭＳ装置との間で転送する際に引き抜かれる信号電荷の
量は最小限にされる。作用において、中心導体と、被覆
導体８７の第１のシールドは信号源に接続される。両導
体が信号源に連結されているので、これらは同一の電位
にあり、このため誘電体の容量による影響を迂回する。
外部導体が接地されるか、又は帰線としての働きをする
とはいえ、第１の被覆導体と第２の被覆導体との間にそ
れでも静電容量は存在する。しかしながら、誘電性は中
心導体と第１の被覆導体との間では無視されるので、中
心導体は第２の被覆導体に対して無視しうる静電容量を
示すことにより、ほとんど完全な信号電荷がＭＥＭＳ装
置に移動することを可能にする。
ＭＳ装置との間で転送する際に引き抜かれる信号電荷の
量は最小限にされる。作用において、中心導体と、被覆
導体８７の第１のシールドは信号源に接続される。両導
体が信号源に連結されているので、これらは同一の電位
にあり、このため誘電体の容量による影響を迂回する。
外部導体が接地されるか、又は帰線としての働きをする
とはいえ、第１の被覆導体と第２の被覆導体との間にそ
れでも静電容量は存在する。しかしながら、誘電性は中
心導体と第１の被覆導体との間では無視されるので、中
心導体は第２の被覆導体に対して無視しうる静電容量を
示すことにより、ほとんど完全な信号電荷がＭＥＭＳ装
置に移動することを可能にする。
【００５８】被覆導体８７はまた、上述された被覆導体
５１及び被覆導体６１に関連付けられる利点を付与す
る。例えば、電磁干渉の影響及び導電性流体との接触か
ら中心導体を防護すること、伝播された信号が外部へ放
射することを防止することが挙げられる。
５１及び被覆導体６１に関連付けられる利点を付与す
る。例えば、電磁干渉の影響及び導電性流体との接触か
ら中心導体を防護すること、伝播された信号が外部へ放
射することを防止することが挙げられる。
【００５９】ＭＥＭＳ装置の単一層に形成される少なく
とも１つの導電経路からの電磁干渉を防止するために被
覆導体８７が用いられるので、静電インクジェット式印
刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を決めることか
らくる、従来の負担が軽減される。導電経路又は電子素
子が中心導体上に電磁パルスを誘導するという危険は大
きく低減される。この結果、ＭＥＭＳ装置は電磁干渉の
影響を受けにくい。さらに、被覆導体８７の形成によっ
て付加的な処理ステップは不要とされ、さらに、マイク
ロ製造プロセスの間に更なる労力又は材料費は生じな
い。
とも１つの導電経路からの電磁干渉を防止するために被
覆導体８７が用いられるので、静電インクジェット式印
刷ヘッド等のＭＥＭＳ装置内に導電経路を決めることか
らくる、従来の負担が軽減される。導電経路又は電子素
子が中心導体上に電磁パルスを誘導するという危険は大
きく低減される。この結果、ＭＥＭＳ装置は電磁干渉の
影響を受けにくい。さらに、被覆導体８７の形成によっ
て付加的な処理ステップは不要とされ、さらに、マイク
ロ製造プロセスの間に更なる労力又は材料費は生じな
い。
【００６０】図７は、図６に示された被覆導体８７を製
造するために利用されるステップを示している。プロセ
スを開始するために、導体又は半導体材料のベース又は
基板８８が付与され（ステップ１１０）、その後第１の
絶縁層９０で被覆される（ステップ１１２）。第１の絶
縁層９０は、窒化シリコン又は熱酸化物等の絶縁材料か
ら構成されてもよい。第１の絶縁層９０は基板８８上で
蒸着又は成長されて、厚さが約０．５ミクロンから約
１．０ミクロンの誘電体層を形成する。第１の絶縁層９
０が熱酸化物材料である場合、第１の絶縁層９０は炉内
で成長される。第１の絶縁層９０が窒化シリコン材料又
は他の類似した材料である場合、第１の絶縁層９０は蒸
着、パターン形成、又はエッチングされなければならな
い。蒸着プロセスは減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を用
いた乾式蒸着プロセスである。
造するために利用されるステップを示している。プロセ
スを開始するために、導体又は半導体材料のベース又は
基板８８が付与され（ステップ１１０）、その後第１の
絶縁層９０で被覆される（ステップ１１２）。第１の絶
縁層９０は、窒化シリコン又は熱酸化物等の絶縁材料か
ら構成されてもよい。第１の絶縁層９０は基板８８上で
蒸着又は成長されて、厚さが約０．５ミクロンから約
１．０ミクロンの誘電体層を形成する。第１の絶縁層９
０が熱酸化物材料である場合、第１の絶縁層９０は炉内
で成長される。第１の絶縁層９０が窒化シリコン材料又
は他の類似した材料である場合、第１の絶縁層９０は蒸
着、パターン形成、又はエッチングされなければならな
い。蒸着プロセスは減圧化学蒸着（ＬＰＣＶＤ）法を用
いた乾式蒸着プロセスである。
【００６１】ポリシリコン又は他の同様な材料等の導体
材料から成る第１の導電層９４は、ＬＰＣＶＤ法を用い
て第１の絶縁層９０上に蒸着される（ステップ１１
４）。第１の導電層９４の厚さは約０．５ミクロンから
約３．０ミクロンである。第１の導電層９４がいったん
蒸着されると、この層はパターン形成且つエッチングさ
れて、被覆導体８７の中心導体、第１の導電シールドの
下部、第２の導電シールドの下部が形成され、定められ
る（ステップ１１４）。
材料から成る第１の導電層９４は、ＬＰＣＶＤ法を用い
て第１の絶縁層９０上に蒸着される（ステップ１１
４）。第１の導電層９４の厚さは約０．５ミクロンから
約３．０ミクロンである。第１の導電層９４がいったん
蒸着されると、この層はパターン形成且つエッチングさ
れて、被覆導体８７の中心導体、第１の導電シールドの
下部、第２の導電シールドの下部が形成され、定められ
る（ステップ１１４）。
【００６２】第１及び第２の導電シールドの中心導体と
下部がいったん形成されると、ホスホ−シリケートガラ
ス（ＰＳＧ）又は他の類似の材料等の絶縁材料から成る
第２の絶縁層９６はプラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）
を用いて第１の導電層９４上に蒸着される。第２の絶縁
層９６はパターン形成且つエッチングされて、中心導体
の上部及び側部を封じ込め、第１及び第２の被覆導体の
各下部間のチャネル又はトレンチを充填する（ステップ
１１６）。第２の絶縁層の材料９６は厚さが約０．５ミ
クロンから約１．０ミクロンであればよい。
下部がいったん形成されると、ホスホ−シリケートガラ
ス（ＰＳＧ）又は他の類似の材料等の絶縁材料から成る
第２の絶縁層９６はプラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ）
を用いて第１の導電層９４上に蒸着される。第２の絶縁
層９６はパターン形成且つエッチングされて、中心導体
の上部及び側部を封じ込め、第１及び第２の被覆導体の
各下部間のチャネル又はトレンチを充填する（ステップ
１１６）。第２の絶縁層の材料９６は厚さが約０．５ミ
クロンから約１．０ミクロンであればよい。
【００６３】ＬＰＣＶＤ蒸着法を用いることにより、ポ
リシリコン又は他の同様の材料等の導体材料から成る第
２の導電層９８は第２の絶縁層９６上に蒸着される。第
２の導電層９８の厚さは約０．５ミクロンから約３．０
ミクロンの範囲にある。第２の導電層９８はパターン形
成且つエッチングされて、第１の被覆導体の上部を定め
るとともに、中心導体の各面にチャネル又はトレンチを
形成して第２の被覆導体の側壁部分を定義する（ステッ
プ１１８）。
リシリコン又は他の同様の材料等の導体材料から成る第
２の導電層９８は第２の絶縁層９６上に蒸着される。第
２の導電層９８の厚さは約０．５ミクロンから約３．０
ミクロンの範囲にある。第２の導電層９８はパターン形
成且つエッチングされて、第１の被覆導体の上部を定め
るとともに、中心導体の各面にチャネル又はトレンチを
形成して第２の被覆導体の側壁部分を定義する（ステッ
プ１１８）。
【００６４】第２の導電層９８上には、ＰＥＣＶＤ蒸着
法を用いてＰＳＧ又は他の類似の材料等の絶縁材料から
成る第３の絶縁層１００が蒸着される。ＰＥＣＶＤ蒸着
法によって、厚さが約０．５ミクロンから約２．０ミク
ロンの第３の絶縁層１００が付与される。第３の絶縁層
１００はパターン形成且つエッチングされて、誘電体構
造を形成し、同構造は第１の被覆導体の上部と側部を封
じ込めて第１の被覆導体を第２の被覆導体から分離する
（ステップ１２０）。
法を用いてＰＳＧ又は他の類似の材料等の絶縁材料から
成る第３の絶縁層１００が蒸着される。ＰＥＣＶＤ蒸着
法によって、厚さが約０．５ミクロンから約２．０ミク
ロンの第３の絶縁層１００が付与される。第３の絶縁層
１００はパターン形成且つエッチングされて、誘電体構
造を形成し、同構造は第１の被覆導体の上部と側部を封
じ込めて第１の被覆導体を第２の被覆導体から分離する
（ステップ１２０）。
【００６５】第３の絶縁層１００上には、ＬＰＣＶＤ蒸
着法を用いて、外側被覆導体の上部を形成する導体材料
から成る第３の導電層１０２が層状に設けられる。第３
の導電層１０２はポリシリコン又は同様の材料等の導体
材料から構成される。第３の導電層１０２の厚さは約
０．５ミクロンから約３．０ミクロンの範囲にあればよ
い。第３の導電層１０２はパターン形成且つエッチング
されて、第２の被覆導体の上部の幅を定める（ステップ
１２２）。
着法を用いて、外側被覆導体の上部を形成する導体材料
から成る第３の導電層１０２が層状に設けられる。第３
の導電層１０２はポリシリコン又は同様の材料等の導体
材料から構成される。第３の導電層１０２の厚さは約
０．５ミクロンから約３．０ミクロンの範囲にあればよ
い。第３の導電層１０２はパターン形成且つエッチング
されて、第２の被覆導体の上部の幅を定める（ステップ
１２２）。
【００６６】本発明の範囲から逸脱することなく付加的
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが絶縁層の蒸着後に行な
われることもある。特に、ホスホ−シリケートガラス
（ＰＳＧ）材料が絶縁層を形成するための材料として使
用され、ポリシリコンが導電層を形成するために使用さ
れる材料である場合、高温の焼きなまし処理によって２
つの部分的利点がもたらされる。１つめは、焼きなまし
処理によってポリシリコン層からの固有応力を除去する
ことであり、２つめは、ポリシリコン層を付加されたリ
ンでドープしてＰＳＧと接触状態にあるポリシリコンの
導電性を増加させることである。
な処理ステップを上記の被覆導体の形成方法に付加し得
ることは当業者によって認識されるだろう。例えば、絶
縁層又は誘電体層を形成するために選択される材料の種
類によって、高温のベーキングが絶縁層の蒸着後に行な
われることもある。特に、ホスホ−シリケートガラス
（ＰＳＧ）材料が絶縁層を形成するための材料として使
用され、ポリシリコンが導電層を形成するために使用さ
れる材料である場合、高温の焼きなまし処理によって２
つの部分的利点がもたらされる。１つめは、焼きなまし
処理によってポリシリコン層からの固有応力を除去する
ことであり、２つめは、ポリシリコン層を付加されたリ
ンでドープしてＰＳＧと接触状態にあるポリシリコンの
導電性を増加させることである。
【００６７】さらに、厚さが約０．２ミクロンのＰＳＧ
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを行なうことによってＰＳＧに
移される。この結果、下側のポリシリコンのエッチング
において、酸化物はエッチングの際のポリシリコンを保
護するためにフォトレジストよりも好適な保護層として
の働きをする。
層が、１ミクロンよりも厚いポリシリコン蒸着層の後に
蒸着される。フォトレジスト操作の間に、生成されたパ
ターンは酸化エッチングを行なうことによってＰＳＧに
移される。この結果、下側のポリシリコンのエッチング
において、酸化物はエッチングの際のポリシリコンを保
護するためにフォトレジストよりも好適な保護層として
の働きをする。
【００６８】被覆導体８７を被覆導体６１を形成する際
と同様にして形成されることは当業者によって認識され
るだろう。このようにして、被覆導体８７における被覆
導体の一方または両方は、開口部のない連続的なシール
ドを形成するように下部を有することがある。
と同様にして形成されることは当業者によって認識され
るだろう。このようにして、被覆導体８７における被覆
導体の一方または両方は、開口部のない連続的なシール
ドを形成するように下部を有することがある。
【００６９】上記した被覆導体の用途が画像形成装置用
印刷ヘッドとして使用されるＭＥＭＳ装置のみに限定さ
れないことは当業者によって理解されるだろう。例え
ば、被覆導体は、高スループットの薬物スクリーニング
及び選択のためのマイクロシステム等、危険性化学薬品
ならびに生物学的薬剤を検出し、光を操作し、化学的及
び生物学的化合物や材料を処理し製造するためのＭＥＭ
Ｓシステムによって使用することもできる。
印刷ヘッドとして使用されるＭＥＭＳ装置のみに限定さ
れないことは当業者によって理解されるだろう。例え
ば、被覆導体は、高スループットの薬物スクリーニング
及び選択のためのマイクロシステム等、危険性化学薬品
ならびに生物学的薬剤を検出し、光を操作し、化学的及
び生物学的化合物や材料を処理し製造するためのＭＥＭ
Ｓシステムによって使用することもできる。
【００７０】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、導電性流体に接触する可能性があるＭＥＭＳ装置に
おける短絡の可能性を最小限にするとともに、ＭＥＭＳ
に対する電磁干渉の影響を回避することができるという
優れた効果を有する。
で、導電性流体に接触する可能性があるＭＥＭＳ装置に
おける短絡の可能性を最小限にするとともに、ＭＥＭＳ
に対する電磁干渉の影響を回避することができるという
優れた効果を有する。
【図１】本発明の教示する被覆導体を適切に使用したイ
ンクジェット印刷ヘッドの断面図である。
ンクジェット印刷ヘッドの断面図である。
【図２】本発明の教示する被覆導体の断面図である。
【図３】図２の導体を製造するために用いられるステッ
プを概略的に示すフローチャートである。
プを概略的に示すフローチャートである。
【図４】本発明の教示による被覆導体の別の実施の形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図５】図４の被覆導体を製造するために用いられるス
テップを概略的に示すフローチャートである。
テップを概略的に示すフローチャートである。
【図６】本発明の教示による被覆導体の別の実施の形態
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図７】図６の導体を製造するために実施されるステッ
プを概略的に図示するフローチャートである。
プを概略的に図示するフローチャートである。
４０ 基板 ４２ 第１の絶縁層 ４６ 第１の導電層 ４８ 第２の絶縁層 ５０ 第２の導電層 ５１ 被覆導体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジンクアン チェン アメリカ合衆国 14618 ニューヨーク州 ロチェスター ブリタニー サークル 100 Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AG91 AP02 AP33 AP53 AP54 AP56 AQ02 BA03 BA15
Claims (2)
- 【請求項１】 導体材料から成る第１の層を基板上に蒸
着して導電経路を形成するステップと、 前記導体材料から成る第１の層を覆うように非導体材料
から成る層を蒸着するステップと、 前記非導体材料を覆うように導体材料から成る第２の層
を蒸着して外部シールドを形成するステップと、 を含む、マイクロ製造されたマイクロ電気機械システム
における電気接続の形成方法。 - 【請求項２】 基板上に配置されて導電経路を形成す
る、導体材料から成る第１の層と、 前記導体材料から成る第１の層を覆うように配置されて
前記導体材料を封じ込める、誘電体材料から成る第１の
層と、 前記誘電体材料から成る第１の層を覆うように配置され
て外部シールドを形成する、導体材料から成る第２の層
と、 を含む、電気接続を形成するマイクロ製造されたマイク
ロ電気機械システムのマイクロ構造。
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