JP2003136491A - 貫通孔を有する構造体、その製造方法及び液体吐出ヘッド - Google Patents
貫通孔を有する構造体、その製造方法及び液体吐出ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリコンなどの基板に貫通孔を設けた構造体
において、製造時の工程数を削減するとともに信頼性を
向上させる。 【解決手段】 少なくとも貫通孔１２０の側面部分にお
いて、酸化シリコン膜１０３の上面に接して窒化シリコ
ン膜１０４が形成されているようにして窒化シリコン膜
１０４の段差被覆性を改善する。この酸化シリコン膜１
０３及び窒化シリコン膜１０４は、基板１００の裏側か
ら貫通孔１２０をエッチングにより形成する際のメンブ
レンとして機能する。
において、製造時の工程数を削減するとともに信頼性を
向上させる。 【解決手段】 少なくとも貫通孔１２０の側面部分にお
いて、酸化シリコン膜１０３の上面に接して窒化シリコ
ン膜１０４が形成されているようにして窒化シリコン膜
１０４の段差被覆性を改善する。この酸化シリコン膜１
０３及び窒化シリコン膜１０４は、基板１００の裏側か
ら貫通孔１２０をエッチングにより形成する際のメンブ
レンとして機能する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン（Ｓｉ）
半導体基板などからなり貫通孔を有する構造体とその製
造方法に関し、特に、プリンタなどに用いられるサーマ
ル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドなどに好適に
用いられる構造体及びその製造方法と、そのような構造
体を有する液体吐出ヘッド及び装置に関する。
半導体基板などからなり貫通孔を有する構造体とその製
造方法に関し、特に、プリンタなどに用いられるサーマ
ル記録ヘッドやインクジェット記録ヘッドなどに好適に
用いられる構造体及びその製造方法と、そのような構造
体を有する液体吐出ヘッド及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】貫通孔を有する構造体は、各種の分野で
用いられている。例えば、インクジェットプリンタなど
に用いられインクを吐出することによって記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドには、シリコン半導体基板など
からなり貫通孔を有する構造体が用いられる。以下で
は、熱エネルギーによりインクを吐出させるインクジェ
ット記録ヘッドの場合を例に挙げて、貫通孔を有する構
造体について説明する。
用いられている。例えば、インクジェットプリンタなど
に用いられインクを吐出することによって記録を行うイ
ンクジェット記録ヘッドには、シリコン半導体基板など
からなり貫通孔を有する構造体が用いられる。以下で
は、熱エネルギーによりインクを吐出させるインクジェ
ット記録ヘッドの場合を例に挙げて、貫通孔を有する構
造体について説明する。
【０００３】熱エネルギーを利用するインクジェット記
録ヘッドでは、発熱抵抗体（ヒータ）によって発生した
熱エネルギーを液体に付与することにより、液体中で選
択的に発泡現象を生じさせ、その発泡のエネルギーによ
り吐出口からインク液滴を吐出する。このようなインク
ジェット記録ヘッドでは、記録密度（解像度）の向上の
ために、シリコン半導体基板上などに微細な発熱抵抗体
を多数個配置し、さらに、発熱抵抗体ごとにその発熱抵
抗体に対向するように吐出口を配置しており、発熱抵抗
体を駆動するための駆動回路や周辺回路もシリコン半導
体基板上に設けるようにしている。
録ヘッドでは、発熱抵抗体（ヒータ）によって発生した
熱エネルギーを液体に付与することにより、液体中で選
択的に発泡現象を生じさせ、その発泡のエネルギーによ
り吐出口からインク液滴を吐出する。このようなインク
ジェット記録ヘッドでは、記録密度（解像度）の向上の
ために、シリコン半導体基板上などに微細な発熱抵抗体
を多数個配置し、さらに、発熱抵抗体ごとにその発熱抵
抗体に対向するように吐出口を配置しており、発熱抵抗
体を駆動するための駆動回路や周辺回路もシリコン半導
体基板上に設けるようにしている。
【０００４】図８はこのようなインクジェット記録ヘッ
ドの構成を示す断面図である。
ドの構成を示す断面図である。
【０００５】図８に示すように、インクジェット記録ヘ
ッドは、シリコン基板１００に一方の主面上に、フィー
ルド酸化膜（ＬＯＣＯＳ酸化膜）１０１、常圧ＣＶＤ
（化学気相成長）法によるＢＰＳＧ（ホウリンケイ酸ガ
ラス）層１０２、プラズマＣＶＤ法による酸化シリコン
膜１０３を積層し、酸化シリコン膜１０３上に発熱抵抗
体（ヒータ）１１０を形成し、さらに、発熱抵抗体１１
０に対向するように、吐出口１４０を設けたものであ
る。図では１個の発熱抵抗体１１０と１個の吐出口１４
０しか描かれていないが、実際には、１個のインクジェ
ット記録ヘッドには数百個の発熱抵抗体及び吐出口が設
けられる。これらの発熱抵抗体は、単一のシリコン基板
１００上に、図示、紙面に垂直な方向に、所定の間隔
（例えば４０μｍ）で配置される。
ッドは、シリコン基板１００に一方の主面上に、フィー
ルド酸化膜（ＬＯＣＯＳ酸化膜）１０１、常圧ＣＶＤ
（化学気相成長）法によるＢＰＳＧ（ホウリンケイ酸ガ
ラス）層１０２、プラズマＣＶＤ法による酸化シリコン
膜１０３を積層し、酸化シリコン膜１０３上に発熱抵抗
体（ヒータ）１１０を形成し、さらに、発熱抵抗体１１
０に対向するように、吐出口１４０を設けたものであ
る。図では１個の発熱抵抗体１１０と１個の吐出口１４
０しか描かれていないが、実際には、１個のインクジェ
ット記録ヘッドには数百個の発熱抵抗体及び吐出口が設
けられる。これらの発熱抵抗体は、単一のシリコン基板
１００上に、図示、紙面に垂直な方向に、所定の間隔
（例えば４０μｍ）で配置される。
【０００６】発熱抵抗体１１０などを保護するために、
さらに、発熱抵抗体１１０上を含めてシリコン基板１０
０の上記の主面の全面に、パッシベーション層としてプ
ラズマＣＶＤによる窒化シリコン膜１０４が形成されて
いる。窒化シリコン膜１０４の表面のうち発熱抵抗体１
１０に対応する部位には、インク中に発生した気泡によ
るキャビテーション現象によって窒化シリコン膜１１０
が劣化することを防ぐために、耐キャビテーション層と
して、タンタル（Ｔａ）膜１０５が形成されている。な
お、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成され
ていない方の主面の表面は、熱酸化膜１０６で覆われて
いる。
さらに、発熱抵抗体１１０上を含めてシリコン基板１０
０の上記の主面の全面に、パッシベーション層としてプ
ラズマＣＶＤによる窒化シリコン膜１０４が形成されて
いる。窒化シリコン膜１０４の表面のうち発熱抵抗体１
１０に対応する部位には、インク中に発生した気泡によ
るキャビテーション現象によって窒化シリコン膜１１０
が劣化することを防ぐために、耐キャビテーション層と
して、タンタル（Ｔａ）膜１０５が形成されている。な
お、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成され
ていない方の主面の表面は、熱酸化膜１０６で覆われて
いる。
【０００７】吐出口１４０は、シリコン基板１００の上
記の主面を覆うように設けられた被覆樹脂層１３０に形
成されている。被覆樹脂層１３０と窒化シリコン膜１０
４及びタンタル膜１０５との間には空間が形成されてお
り、この空間は、吐出口１４０から吐出すべき液体（イ
ンク）が満たされるところである。この空間のことを液
室１５０と呼ぶ。
記の主面を覆うように設けられた被覆樹脂層１３０に形
成されている。被覆樹脂層１３０と窒化シリコン膜１０
４及びタンタル膜１０５との間には空間が形成されてお
り、この空間は、吐出口１４０から吐出すべき液体（イ
ンク）が満たされるところである。この空間のことを液
室１５０と呼ぶ。
【０００８】このように構成したインクジェット記録ヘ
ッドでは、発熱抵抗体１１０に通電することによって熱
を発生させると、その熱によって液室１５０中の吐出液
内に気泡が発生し、発生した気泡の作用力によって、吐
出口１４０から液滴が吐出する。連続した記録を行うた
めには、吐出口１４０から吐出した液滴の分だけ、液室
１５０に吐出液（インク）を補給しなければならない
が、吐出口１４０は紙などの被記録媒体に近接して配置
されるものであり、また、吐出口１４０と発熱抵抗体１
１０との間隔も微小に設定されるものであるから、シリ
コン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成された側から
液室１５０内に吐出液を供給することは困難である。そ
こで、図示されるように、シリコン基板１００を貫通す
る供給口１２０を設け、図示矢印で示す方向に供給口１
２０を介して吐出液を流し、液室１５０内に吐出液を供
給するようにしている。この供給口１２０は、シリコン
基板１００を選択的にエッチングすることによって形成
される。
ッドでは、発熱抵抗体１１０に通電することによって熱
を発生させると、その熱によって液室１５０中の吐出液
内に気泡が発生し、発生した気泡の作用力によって、吐
出口１４０から液滴が吐出する。連続した記録を行うた
めには、吐出口１４０から吐出した液滴の分だけ、液室
１５０に吐出液（インク）を補給しなければならない
が、吐出口１４０は紙などの被記録媒体に近接して配置
されるものであり、また、吐出口１４０と発熱抵抗体１
１０との間隔も微小に設定されるものであるから、シリ
コン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成された側から
液室１５０内に吐出液を供給することは困難である。そ
こで、図示されるように、シリコン基板１００を貫通す
る供給口１２０を設け、図示矢印で示す方向に供給口１
２０を介して吐出液を流し、液室１５０内に吐出液を供
給するようにしている。この供給口１２０は、シリコン
基板１００を選択的にエッチングすることによって形成
される。
【０００９】ところで、シリコン基板１００は一般に厚
さが数百μｍもあり、供給口１２０をエッチング形成す
る場合に発熱抵抗体１１０が形成されている方の主面か
らシリコン基板１００をエッチングしようとすると、選
択的にエッチングする条件を設定していたとしても、エ
ッチングに長時間を要し、この主面上に形成されている
各層や発熱抵抗体１１０へのダメージは避けられない。
そこで、発熱抵抗体１１０が形成されていない方の主面
から、シリコン基板１００をエッチングして供給口１２
０を形成することになる。その場合も、供給口１２０が
ちょうど貫通したときにエッチング液が発熱抵抗体１１
０が設けられている側に流れ込むと、発熱抵抗体１１０
やその他の各層にダメージを与えるおそれがある。そこ
で、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成され
る側の主面において、供給口１２０の形成が予定される
位置に、エッチングストッパーとなる層を予め設け、エ
ッチング液が発熱抵抗体１１０の形成された側に流れ込
まないようにする。
さが数百μｍもあり、供給口１２０をエッチング形成す
る場合に発熱抵抗体１１０が形成されている方の主面か
らシリコン基板１００をエッチングしようとすると、選
択的にエッチングする条件を設定していたとしても、エ
ッチングに長時間を要し、この主面上に形成されている
各層や発熱抵抗体１１０へのダメージは避けられない。
そこで、発熱抵抗体１１０が形成されていない方の主面
から、シリコン基板１００をエッチングして供給口１２
０を形成することになる。その場合も、供給口１２０が
ちょうど貫通したときにエッチング液が発熱抵抗体１１
０が設けられている側に流れ込むと、発熱抵抗体１１０
やその他の各層にダメージを与えるおそれがある。そこ
で、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０が形成され
る側の主面において、供給口１２０の形成が予定される
位置に、エッチングストッパーとなる層を予め設け、エ
ッチング液が発熱抵抗体１１０の形成された側に流れ込
まないようにする。
【００１０】図８に示したものでは、供給口１２０が形
成される領域においては、フィールド酸化膜１０１、Ｂ
ＰＳＧ層１０２及び酸化シリコン膜１０３が設けず、そ
の代わりに、減圧ＣＰＤ法で形成した窒化シリコン膜１
０７を設けるようにしている。この窒化シリコン膜１０
７は、供給口１２０の形成領域及びその周辺のみに配置
されるようにパターニングされて設けられており、その
端部は、フィールド酸化膜１０１と酸化シリコン膜１０
２との間に挟まれるように形成されている。供給口１２
０の形成領域において、窒化シリコン膜１０７は、シリ
コン基板１００の表面の薄い酸化膜１０８上に直接堆積
している。プラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０
４は、この減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０７の
上にも形成されている。
成される領域においては、フィールド酸化膜１０１、Ｂ
ＰＳＧ層１０２及び酸化シリコン膜１０３が設けず、そ
の代わりに、減圧ＣＰＤ法で形成した窒化シリコン膜１
０７を設けるようにしている。この窒化シリコン膜１０
７は、供給口１２０の形成領域及びその周辺のみに配置
されるようにパターニングされて設けられており、その
端部は、フィールド酸化膜１０１と酸化シリコン膜１０
２との間に挟まれるように形成されている。供給口１２
０の形成領域において、窒化シリコン膜１０７は、シリ
コン基板１００の表面の薄い酸化膜１０８上に直接堆積
している。プラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０
４は、この減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０７の
上にも形成されている。
【００１１】後述するように、エッチングの終期には、
形成された供給口１２０の底面に窒化シリコン膜１０７
が露出することになる。この段階で窒化シリコン膜１０
７や窒化シリコン膜１０４が割れたりシリコン基板１０
０から剥離したりすると、エッチング液が発熱抵抗体１
１０の側に漏れ出すこととなり、好ましくない。そのた
め、特開平１０−１８１０３２号公報にも記載されてい
るように、減圧ＣＶＤで窒化シリコン膜１０７を成膜す
ることにより、この窒化シリコン膜１０７の内部応力を
引っ張り応力とし、これによって、剥離などが起こらな
いようにしている。
形成された供給口１２０の底面に窒化シリコン膜１０７
が露出することになる。この段階で窒化シリコン膜１０
７や窒化シリコン膜１０４が割れたりシリコン基板１０
０から剥離したりすると、エッチング液が発熱抵抗体１
１０の側に漏れ出すこととなり、好ましくない。そのた
め、特開平１０−１８１０３２号公報にも記載されてい
るように、減圧ＣＶＤで窒化シリコン膜１０７を成膜す
ることにより、この窒化シリコン膜１０７の内部応力を
引っ張り応力とし、これによって、剥離などが起こらな
いようにしている。
【００１２】ここで発熱抵抗体１１０の構成を説明す
る。図９（ａ）は発熱抵抗体（ヒータ）の構成を説明す
る概略斜視図であり、図９（ｂ）は発熱抵抗体とそれを
駆動するスイッチ素子とを含む部分を示す回路図であ
る。
る。図９（ａ）は発熱抵抗体（ヒータ）の構成を説明す
る概略斜視図であり、図９（ｂ）は発熱抵抗体とそれを
駆動するスイッチ素子とを含む部分を示す回路図であ
る。
【００１３】発熱抵抗体１１０は、窒化タンタルシリコ
ン（ＴａＳｉＮ）などの電気抵抗性の材料からなる抵抗
層１１１と電極となるアルミニウム（Ａｌ）層１１２と
を同形状にパターニングして形成し、アルミニウム層１
１２の一部を除去してその部分では抵抗層１１１のみが
存在するようにしたものである。この抵抗層１１１のみ
が存在する部分が、電気を通じたときに熱を発生する部
分（発熱面Ｈ）となる。図示したものでは、酸化シリコ
ン膜１０３上に抵抗層１１１及びアルミニウム層１１２
をこの順で成膜した後、まずコの字型となるように両方
の層の不要部分をエッチング除去し、さらに、発熱部分
となる部分においてアルミニウム層１１２のみを除去す
ることにより、発熱抵抗体１１０が完成する。その後、
全体がパッシベーション層である窒化シリコン膜１０４
で覆われることになる。
ン（ＴａＳｉＮ）などの電気抵抗性の材料からなる抵抗
層１１１と電極となるアルミニウム（Ａｌ）層１１２と
を同形状にパターニングして形成し、アルミニウム層１
１２の一部を除去してその部分では抵抗層１１１のみが
存在するようにしたものである。この抵抗層１１１のみ
が存在する部分が、電気を通じたときに熱を発生する部
分（発熱面Ｈ）となる。図示したものでは、酸化シリコ
ン膜１０３上に抵抗層１１１及びアルミニウム層１１２
をこの順で成膜した後、まずコの字型となるように両方
の層の不要部分をエッチング除去し、さらに、発熱部分
となる部分においてアルミニウム層１１２のみを除去す
ることにより、発熱抵抗体１１０が完成する。その後、
全体がパッシベーション層である窒化シリコン膜１０４
で覆われることになる。
【００１４】次に、このようなインクジェット記録ヘッ
ドの製造方法について説明する。以下では、説明を簡単
にするために、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０
が形成されない側に形成される熱酸化膜１０６について
は、考慮しないものとし、図１０及び図１１では、供給
口１２０（の形成位置）とその周辺の構成のみを示すこ
ととする。
ドの製造方法について説明する。以下では、説明を簡単
にするために、シリコン基板１００の発熱抵抗体１１０
が形成されない側に形成される熱酸化膜１０６について
は、考慮しないものとし、図１０及び図１１では、供給
口１２０（の形成位置）とその周辺の構成のみを示すこ
ととする。
【００１５】貫通孔を有するシリコン基板を用いたイン
クジェット記録ヘッドの製造方法は、例えば、特開平１
０−１８１０３２号公報に記載されている。まず、図１
０（ａ）に示すように、シリコン基板１００の一方の主
面に選択的に例えば厚さ７００ｎｍ程度のフィールド酸
化膜１０１を形成する。フィールド酸化膜１０１が形成
されていない部分には、薄い酸化膜１０８が形成されて
いる。次に、図１０（ｂ）に示すように、供給口１２０
の形成位置に合わせて酸化膜１０８を除去してシリコン
表面を露出させ、さらに、図１０（ｃ）に示すように、
シリコン表面のこの露出位置に選択的に、犠牲層となる
ポリシリコン層１２１を例えば厚さ２００〜５００ｎｍ
で形成する。このとき、酸化膜１０８が形成されていな
いシリコン表面がポリシリコン層１２１を完全に取り囲
むようにする。その後、図１０（ｄ）に示すように、供
給口１２０の形成位置及びその周辺に選択的に減圧ＣＶ
Ｄ法による窒化シリコン膜１０７を形成する。窒化シリ
コン膜１０７の厚さは例えば２００〜３００ｎｍ程度で
ある。
クジェット記録ヘッドの製造方法は、例えば、特開平１
０−１８１０３２号公報に記載されている。まず、図１
０（ａ）に示すように、シリコン基板１００の一方の主
面に選択的に例えば厚さ７００ｎｍ程度のフィールド酸
化膜１０１を形成する。フィールド酸化膜１０１が形成
されていない部分には、薄い酸化膜１０８が形成されて
いる。次に、図１０（ｂ）に示すように、供給口１２０
の形成位置に合わせて酸化膜１０８を除去してシリコン
表面を露出させ、さらに、図１０（ｃ）に示すように、
シリコン表面のこの露出位置に選択的に、犠牲層となる
ポリシリコン層１２１を例えば厚さ２００〜５００ｎｍ
で形成する。このとき、酸化膜１０８が形成されていな
いシリコン表面がポリシリコン層１２１を完全に取り囲
むようにする。その後、図１０（ｄ）に示すように、供
給口１２０の形成位置及びその周辺に選択的に減圧ＣＶ
Ｄ法による窒化シリコン膜１０７を形成する。窒化シリ
コン膜１０７の厚さは例えば２００〜３００ｎｍ程度で
ある。
【００１６】その後、図１１（ａ）に示すように、窒化
シリコン膜１０７及びフィールド酸化膜１０１の上の全
面に常圧ＣＶＤ法によって例えば厚さ７００ｎｍのＢＰ
ＳＧ層１０２を形成し、さらにその上の全面に、プラズ
マＣＶＤ法によって例えば厚さが１．４μｍの酸化シリ
コン膜１０３を形成する。酸化シリコン膜１０３の表面
はほぼ平坦である。次に、図１１（ｂ）に示すように、
供給口１２０が設けられる位置に合わせ、供給口１２０
よりもやや大きく、酸化シリコン膜１０３とＢＰＳＧ層
１０２とを選択的に除去する。このとき、除去される部
分の端部は、窒化シリコン膜１０７上には位置するが、
その下にフィールド酸化膜１０１も存在するような位置
にあるようにする。
シリコン膜１０７及びフィールド酸化膜１０１の上の全
面に常圧ＣＶＤ法によって例えば厚さ７００ｎｍのＢＰ
ＳＧ層１０２を形成し、さらにその上の全面に、プラズ
マＣＶＤ法によって例えば厚さが１．４μｍの酸化シリ
コン膜１０３を形成する。酸化シリコン膜１０３の表面
はほぼ平坦である。次に、図１１（ｂ）に示すように、
供給口１２０が設けられる位置に合わせ、供給口１２０
よりもやや大きく、酸化シリコン膜１０３とＢＰＳＧ層
１０２とを選択的に除去する。このとき、除去される部
分の端部は、窒化シリコン膜１０７上には位置するが、
その下にフィールド酸化膜１０１も存在するような位置
にあるようにする。
【００１７】続いて、抵抗層１１１とアルミニウム層１
１２とを成膜し、上述したようにこれらをコの字型にパ
ターニングし、さらに、発熱部分となる位置のアルミニ
ウム層１１２を選択的に除去することによって、発熱抵
抗体１１０を酸化シリコン膜１０３上に形成する。その
後、図１１（ｃ）に示すように、パッシベーション層と
なる窒化シリコン膜１０４を例えば厚さ８００ｎｍで全
面に形成し、耐キャビテーション層であるタンタル膜１
０５を選択的に形成してから、シリコン基板１００の発
熱抵抗体１１０が形成されてない側（図示下側）から、
供給口形成位置のシリコン基板１００と犠牲層であるポ
リシリコン層１２１を異方性エッチングによって除去
し、供給口１２０を形成する。このとき、供給口１２０
の底部には、窒化シリコン膜１０４で裏打ちされた窒化
シリコン膜１０７がいわゆるメンブレンとして露出する
ことになる。エッチングの終期には、エッチング液の発
熱抵抗体１１０側への侵入はこのメンブレンだけによっ
て阻止されることになるので、メンブレンに割れや剥離
が生じないようにすることは、記録ヘッドの歩留まり向
上に大きく寄与する。
１２とを成膜し、上述したようにこれらをコの字型にパ
ターニングし、さらに、発熱部分となる位置のアルミニ
ウム層１１２を選択的に除去することによって、発熱抵
抗体１１０を酸化シリコン膜１０３上に形成する。その
後、図１１（ｃ）に示すように、パッシベーション層と
なる窒化シリコン膜１０４を例えば厚さ８００ｎｍで全
面に形成し、耐キャビテーション層であるタンタル膜１
０５を選択的に形成してから、シリコン基板１００の発
熱抵抗体１１０が形成されてない側（図示下側）から、
供給口形成位置のシリコン基板１００と犠牲層であるポ
リシリコン層１２１を異方性エッチングによって除去
し、供給口１２０を形成する。このとき、供給口１２０
の底部には、窒化シリコン膜１０４で裏打ちされた窒化
シリコン膜１０７がいわゆるメンブレンとして露出する
ことになる。エッチングの終期には、エッチング液の発
熱抵抗体１１０側への侵入はこのメンブレンだけによっ
て阻止されることになるので、メンブレンに割れや剥離
が生じないようにすることは、記録ヘッドの歩留まり向
上に大きく寄与する。
【００１８】最後に、フッ素系、酸素系のガスを用いた
ドライエッチングにより、供給口１２０の底面に位置す
る窒化シリコン膜１０７及び窒化シリコン膜１０４を除
去する。これにより、インク等を供給するための供給口
１２０が貫通孔として設けられた、記録ヘッド用の基板
が完成することになる。あとは公知の方法で、被覆樹脂
層１３０や吐出口１４０を形成するようにすればよい。
ドライエッチングにより、供給口１２０の底面に位置す
る窒化シリコン膜１０７及び窒化シリコン膜１０４を除
去する。これにより、インク等を供給するための供給口
１２０が貫通孔として設けられた、記録ヘッド用の基板
が完成することになる。あとは公知の方法で、被覆樹脂
層１３０や吐出口１４０を形成するようにすればよい。
【００１９】以上の工程のうち、供給口１２０を形成す
るためのみに必要なパターニング工程（フォトマスクを
必要とするものに限る）は、図１０（ｂ）に示すように
酸化膜１０８の一部を除去する工程、図１０（ｃ）に示
すように選択的にポリシリコン層１２１を設ける工程、
図１０（ｄ）に示すように選択的に窒化シリコン膜１０
７を設ける工程、図１１（ｂ）に示すように供給口１２
０の位置に対応してＢＰＳＧ層１０２及び酸化シリコン
膜１０３をエッチング除去する工程、及び図１１（ｃ）
に示すようにシリコン基板１００をエッチングして供給
口１２０を形成する工程である。
るためのみに必要なパターニング工程（フォトマスクを
必要とするものに限る）は、図１０（ｂ）に示すように
酸化膜１０８の一部を除去する工程、図１０（ｃ）に示
すように選択的にポリシリコン層１２１を設ける工程、
図１０（ｄ）に示すように選択的に窒化シリコン膜１０
７を設ける工程、図１１（ｂ）に示すように供給口１２
０の位置に対応してＢＰＳＧ層１０２及び酸化シリコン
膜１０３をエッチング除去する工程、及び図１１（ｃ）
に示すようにシリコン基板１００をエッチングして供給
口１２０を形成する工程である。
【００２０】一方、発熱抵抗体１１０は、図９（ｂ）に
示すように、一端が例えば＋３０Ｖ程度の電源ＶHに接
続され、他端が、駆動用のスイッチ素子であるＭＯＳ電
界効果トランジスタＭ１のドレインＤに接続される。ト
ランジスタＭ１のソースＳは接地され、ゲートＧには駆
動パルスが印加されて駆動される。そこで、このトラン
ジスタＭ１を含む駆動回路やその他の周辺回路を、シリ
コン基板１００上に作りこむ場合には、ＢＰＳＧ層１０
２及び酸化シリコン膜１０３を層間絶縁膜、窒化シリコ
ン膜１０４をパッシベーション層とするように形成され
る。フィールド酸化膜１０１は、駆動回路や周辺回路の
形成領域においては、素子分離のために使用される。
示すように、一端が例えば＋３０Ｖ程度の電源ＶHに接
続され、他端が、駆動用のスイッチ素子であるＭＯＳ電
界効果トランジスタＭ１のドレインＤに接続される。ト
ランジスタＭ１のソースＳは接地され、ゲートＧには駆
動パルスが印加されて駆動される。そこで、このトラン
ジスタＭ１を含む駆動回路やその他の周辺回路を、シリ
コン基板１００上に作りこむ場合には、ＢＰＳＧ層１０
２及び酸化シリコン膜１０３を層間絶縁膜、窒化シリコ
ン膜１０４をパッシベーション層とするように形成され
る。フィールド酸化膜１０１は、駆動回路や周辺回路の
形成領域においては、素子分離のために使用される。
【００２１】従来の構成において、供給口１２０のエッ
チング形成時にエッチングストッパーとなるメンブレン
として、わざわざ減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１
０７を用いているのは、この膜の内部応力が引っ張り応
力であるためである。これに対し、プラズマＣＶＤ法に
よる窒化シリコン膜１０３の内部応力は圧縮応力であ
る。従来、エッチング時にメンブレンの割れや剥離が生
じないようにするためには、メンブレンとして引っ張り
応力の膜を使用してメンブレンとしての張りを保つよう
にしなければならないと考えられており、このために減
圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０７を用いているの
である。すなわち、圧縮応力の膜では割れや剥離の問題
は避けられないものであると考えられていた。
チング形成時にエッチングストッパーとなるメンブレン
として、わざわざ減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１
０７を用いているのは、この膜の内部応力が引っ張り応
力であるためである。これに対し、プラズマＣＶＤ法に
よる窒化シリコン膜１０３の内部応力は圧縮応力であ
る。従来、エッチング時にメンブレンの割れや剥離が生
じないようにするためには、メンブレンとして引っ張り
応力の膜を使用してメンブレンとしての張りを保つよう
にしなければならないと考えられており、このために減
圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０７を用いているの
である。すなわち、圧縮応力の膜では割れや剥離の問題
は避けられないものであると考えられていた。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のインク
ジェット記録ヘッドの製造方法の場合、シリコン基板に
貫通孔として供給口を設ける工程とシリコン基板上に発
熱抵抗体や駆動回路、周辺回路を形成する工程とを同時
に進行させる場合であっても、供給口を設ける工程のみ
に関係するフォトマスクが少なくとも５枚必要であり、
不図示の他の部分の加工を行うと全体としても１７〜１
８枚のフォトマスクを使用することとなり、工程が煩雑
である。特に、メンブレンとして引っ張り応力を有する
窒化シリコン膜（上述の例では減圧ＣＶＤ法による窒化
シリコン膜）をパターニングして設けるとともに、貫通
孔の形成位置の近傍での酸化シリコン膜のパターニング
も必要であり、工程数が多いという問題点を生じてい
る。最近の本発明者らの検討によれば、プラズマＣＶＤ
法による窒化シリコン膜だけでもメンブレンとして使用
できることが分かってきており、引っ張り応力を有する
窒化シリコン膜を形成する工程は省略することができる
ものと考えられる。
ジェット記録ヘッドの製造方法の場合、シリコン基板に
貫通孔として供給口を設ける工程とシリコン基板上に発
熱抵抗体や駆動回路、周辺回路を形成する工程とを同時
に進行させる場合であっても、供給口を設ける工程のみ
に関係するフォトマスクが少なくとも５枚必要であり、
不図示の他の部分の加工を行うと全体としても１７〜１
８枚のフォトマスクを使用することとなり、工程が煩雑
である。特に、メンブレンとして引っ張り応力を有する
窒化シリコン膜（上述の例では減圧ＣＶＤ法による窒化
シリコン膜）をパターニングして設けるとともに、貫通
孔の形成位置の近傍での酸化シリコン膜のパターニング
も必要であり、工程数が多いという問題点を生じてい
る。最近の本発明者らの検討によれば、プラズマＣＶＤ
法による窒化シリコン膜だけでもメンブレンとして使用
できることが分かってきており、引っ張り応力を有する
窒化シリコン膜を形成する工程は省略することができる
ものと考えられる。
【００２３】しかしながら、上述したインクジェット記
録ヘッドの場合、パッシベーション層として設けられメ
ンブレンとしても使用される窒化シリコン膜の代表的な
厚さが８００ｎｍと厚く、発熱抵抗体で発生した熱はこ
の窒化シリコン膜を介して吐出液に伝達されるので、熱
の使用効率が充分ではなく、また、繰り返し吐出を行う
場合の繰り返し周波数も抑えられてしまうという問題が
生じている。そこで、この窒化シリコン膜を例えば３０
０ｎｍと薄く形成することも考えられるが、その場合に
は、吐出口の形成位置の近傍では大きな段差があってこ
の窒化シリコン膜のステップカバレージ（段差被覆性）
が悪化し、メンブレンとしての割れや剥離を誘発しやす
いという問題が生じる。
録ヘッドの場合、パッシベーション層として設けられメ
ンブレンとしても使用される窒化シリコン膜の代表的な
厚さが８００ｎｍと厚く、発熱抵抗体で発生した熱はこ
の窒化シリコン膜を介して吐出液に伝達されるので、熱
の使用効率が充分ではなく、また、繰り返し吐出を行う
場合の繰り返し周波数も抑えられてしまうという問題が
生じている。そこで、この窒化シリコン膜を例えば３０
０ｎｍと薄く形成することも考えられるが、その場合に
は、吐出口の形成位置の近傍では大きな段差があってこ
の窒化シリコン膜のステップカバレージ（段差被覆性）
が悪化し、メンブレンとしての割れや剥離を誘発しやす
いという問題が生じる。
【００２４】そこで本発明の目的は、工程数を削減し、
安価で信頼性の高い構造体及びその製造方法を提供する
ことにある。
安価で信頼性の高い構造体及びその製造方法を提供する
ことにある。
【００２５】本発明の別の目的は、良好な貫通孔を有す
る構造体及びその製造方法を提供することにある。
る構造体及びその製造方法を提供することにある。
【００２６】本発明のさらに別の目的は、このような構
造体を用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供す
ることにある。
造体を用いた液体吐出ヘッド及び液体吐出装置を提供す
ることにある。
【００２７】
【課題を解決するための手段】本発明では、貫通孔の形
成部位における窒化シリコン膜の段差被覆性を向上する
ために、酸化シリコン膜の上面に窒化シリコン膜を設
け、貫通孔の形成位置においてもこのような酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜との積層構造のまま、貫通孔形成
用のエッチングに対するメンブレンとして使用するよう
にしている。この酸化シリコン膜は、例えば層間絶縁膜
などとして使用されるものであって、通常は、上面がほ
ぼ平坦となっているので、その上に形成される窒化シリ
コン膜にも段差は生じにくく、これによって、貫通孔の
エッチング形成時におけるメンブレンの割れなどが防止
される。ここでいう酸化シリコン膜には、プラズマＣＶ
Ｄ法で形成されるＳｉＯx膜のほか、ＰＳＧ、ＢＳＧ、
ＢＰＳＧ膜など不純物を含む酸化シリコンも含まれる。
成部位における窒化シリコン膜の段差被覆性を向上する
ために、酸化シリコン膜の上面に窒化シリコン膜を設
け、貫通孔の形成位置においてもこのような酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜との積層構造のまま、貫通孔形成
用のエッチングに対するメンブレンとして使用するよう
にしている。この酸化シリコン膜は、例えば層間絶縁膜
などとして使用されるものであって、通常は、上面がほ
ぼ平坦となっているので、その上に形成される窒化シリ
コン膜にも段差は生じにくく、これによって、貫通孔の
エッチング形成時におけるメンブレンの割れなどが防止
される。ここでいう酸化シリコン膜には、プラズマＣＶ
Ｄ法で形成されるＳｉＯx膜のほか、ＰＳＧ、ＢＳＧ、
ＢＰＳＧ膜など不純物を含む酸化シリコンも含まれる。
【００２８】すなわち本発明の構造体は、半導体基板
と、半導体基板の第１の主面上に設けられた酸化シリコ
ン膜及び窒化シリコン膜とを有し、半導体基板と酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備える
構造体において、少なくとも貫通孔の側面部分におい
て、酸化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形
成されていることを特徴とする。
と、半導体基板の第１の主面上に設けられた酸化シリコ
ン膜及び窒化シリコン膜とを有し、半導体基板と酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備える
構造体において、少なくとも貫通孔の側面部分におい
て、酸化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形
成されていることを特徴とする。
【００２９】また本発明の構造体の製造方法は、半導体
基板と、半導体基板の第１の主面上に設けられた酸化シ
リコン膜及び窒化シリコン膜とを有し、半導体基板と酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備
える構造体の製造方法において、貫通孔の形成位置に対
応して半導体基板の第１の主面上に犠牲層を形成し、犠
牲層及び第１の主面の全面を覆うように酸化シリコン膜
を形成し、酸化シリコン膜の上面に窒化シリコン膜を形
成し、その後、半導体基板の第２の主面側から半導体基
板をエッチングし、犠牲層を除去し、酸化シリコン膜及
び窒化シリコン窒化をエッチングすることにより貫通孔
を形成する、ことを特徴とする。
基板と、半導体基板の第１の主面上に設けられた酸化シ
リコン膜及び窒化シリコン膜とを有し、半導体基板と酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備
える構造体の製造方法において、貫通孔の形成位置に対
応して半導体基板の第１の主面上に犠牲層を形成し、犠
牲層及び第１の主面の全面を覆うように酸化シリコン膜
を形成し、酸化シリコン膜の上面に窒化シリコン膜を形
成し、その後、半導体基板の第２の主面側から半導体基
板をエッチングし、犠牲層を除去し、酸化シリコン膜及
び窒化シリコン窒化をエッチングすることにより貫通孔
を形成する、ことを特徴とする。
【００３０】このような本発明によれば、メンブレンの
ためのみに減圧ＣＶＤ法により引っ張り応力を有するよ
うに形成される窒化シリコン膜を設ける必要もなくな
る。
ためのみに減圧ＣＶＤ法により引っ張り応力を有するよ
うに形成される窒化シリコン膜を設ける必要もなくな
る。
【００３１】本発明においては、半導体基板をシリコン
基板とすることが好ましく、このシリコン基板の第１の
主面に回路素子を設けることが好ましい、ここで回路素
子とは、第１の主面に通常の半導体製造プロセスにより
形成される、例えば、ＭＯＳ電界効果トランジスタであ
る。回路素子を設ける場合には、犠牲層を回路素子のゲ
ート電極又はソース・ドレイン電極と同一の材料でゲー
ト電極又はソース・ドレイン電極を形成する工程と同時
に形成されるようにすることができる。
基板とすることが好ましく、このシリコン基板の第１の
主面に回路素子を設けることが好ましい、ここで回路素
子とは、第１の主面に通常の半導体製造プロセスにより
形成される、例えば、ＭＯＳ電界効果トランジスタであ
る。回路素子を設ける場合には、犠牲層を回路素子のゲ
ート電極又はソース・ドレイン電極と同一の材料でゲー
ト電極又はソース・ドレイン電極を形成する工程と同時
に形成されるようにすることができる。
【００３２】上述した構造体は、記録ヘッド用基板とし
ても好ましく使用される。そのような記録ヘッド用基板
は、半導体基板と、半導体基板の第１の主面上に設けら
れた酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜と、酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜との間に挟まれた発熱抵抗体とを
有し、半導体基板と酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と
を貫通し液体を供給する供給口を備える記録ヘッド用基
板において、少なくとも供給口の側面部分において、酸
化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形成され
ていることを特徴とする。この場合、半導体基板をシリ
コン基板として、第１の主面に発熱抵抗体を駆動する回
路素子を設けることが特に好ましい。
ても好ましく使用される。そのような記録ヘッド用基板
は、半導体基板と、半導体基板の第１の主面上に設けら
れた酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜と、酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜との間に挟まれた発熱抵抗体とを
有し、半導体基板と酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と
を貫通し液体を供給する供給口を備える記録ヘッド用基
板において、少なくとも供給口の側面部分において、酸
化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形成され
ていることを特徴とする。この場合、半導体基板をシリ
コン基板として、第１の主面に発熱抵抗体を駆動する回
路素子を設けることが特に好ましい。
【００３３】そして、本発明の液体吐出装置は、上記液
体吐出ヘッドと、供給口を介して供給される液体を収容
する容器とを有することを特徴とする。
体吐出ヘッドと、供給口を介して供給される液体を収容
する容器とを有することを特徴とする。
【００３４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好ましい実施の形
態について、図面を参照して説明する。
態について、図面を参照して説明する。
【００３５】図１は、本発明の好ましい実施の形態の構
造体を示す模式断面図である。図１において、図８、図
１０及び図１１におけるものと同じ参照符号が付された
ものは、図８、図１０及び図１１におけるものと同じ構
成要素である。
造体を示す模式断面図である。図１において、図８、図
１０及び図１１におけるものと同じ参照符号が付された
ものは、図８、図１０及び図１１におけるものと同じ構
成要素である。
【００３６】図１に示す構造体は、液体吐出ヘッドや液
体吐出装置としてのインクジェット記録ヘッド用の基板
として構成されたものであって、上述の図８、図１０及
び図１１に示すものと同様のものであるが、従来用いて
いた減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜を設けず、常圧
ＣＶＤ法によるＢＰＳＧ層１０２とプラズマＣＶＤ法に
よる酸化シリコン膜１０３とパッシベーション層として
も機能するプラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０
４とよって、供給口の形成時に用いるメンブレンを構成
した点で相違する。なお窒化シリコン膜１０４の内部応
力は、３×１０ 8Ｐａ以下の圧縮応力となっている。ま
た、図８、図１０及び図１１に示すものでは、供給口１
２０の径に比べて大きくＢＰＳＧ層１０２及び酸化シリ
コン膜１０３を除去しているが、図１に示すものでは、
供給口１２０とほぼ同じ大きさで、ＢＰＳＧ層１０２、
酸化シリコン膜１０３及び窒化シリコン膜１０４が除去
されるようにしている。供給口１２０の縁の部分におい
ては、ＢＰＳＧ層１０２が、酸化膜を介することなく、
直接、シリコン基板１００に接している。そして、必要
に応じて、ここでは、不図示ではあるが、各発熱抵抗体
を駆動するための駆動回路や周辺回路がこのシリコン基
板１００上にモノリシックに集積化する。以下このよう
に駆動回路や周辺回路が一体化された構造体を例に挙げ
て説明する。
体吐出装置としてのインクジェット記録ヘッド用の基板
として構成されたものであって、上述の図８、図１０及
び図１１に示すものと同様のものであるが、従来用いて
いた減圧ＣＶＤ法による窒化シリコン膜を設けず、常圧
ＣＶＤ法によるＢＰＳＧ層１０２とプラズマＣＶＤ法に
よる酸化シリコン膜１０３とパッシベーション層として
も機能するプラズマＣＶＤ法による窒化シリコン膜１０
４とよって、供給口の形成時に用いるメンブレンを構成
した点で相違する。なお窒化シリコン膜１０４の内部応
力は、３×１０ 8Ｐａ以下の圧縮応力となっている。ま
た、図８、図１０及び図１１に示すものでは、供給口１
２０の径に比べて大きくＢＰＳＧ層１０２及び酸化シリ
コン膜１０３を除去しているが、図１に示すものでは、
供給口１２０とほぼ同じ大きさで、ＢＰＳＧ層１０２、
酸化シリコン膜１０３及び窒化シリコン膜１０４が除去
されるようにしている。供給口１２０の縁の部分におい
ては、ＢＰＳＧ層１０２が、酸化膜を介することなく、
直接、シリコン基板１００に接している。そして、必要
に応じて、ここでは、不図示ではあるが、各発熱抵抗体
を駆動するための駆動回路や周辺回路がこのシリコン基
板１００上にモノリシックに集積化する。以下このよう
に駆動回路や周辺回路が一体化された構造体を例に挙げ
て説明する。
【００３７】次に、この構造体の製造方法について、図
２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は、供給口
１２０が形成されるべき位置の近傍のみを示しており、
発熱抵抗体の形成領域を含むものとしては描かれていな
い。
２及び図３を用いて説明する。図２及び図３は、供給口
１２０が形成されるべき位置の近傍のみを示しており、
発熱抵抗体の形成領域を含むものとしては描かれていな
い。
【００３８】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板１００の一方の主面に選択的に例えば厚さ７００ｎ
ｍ程度のフィールド酸化膜１０１を例えば熱酸化により
形成する。フィールド酸化膜１０１が形成されていない
部分には、薄い酸化膜１０８が形成されている。次に、
図２（ｂ）に示すように、供給口１２０の形成位置に合
わせて酸化膜１０８を除去してシリコン表面を露出さ
せ、さらに、図２（ｃ）に示すように、シリコン表面の
この露出位置に選択的に、犠牲層となるポリシリコン層
１２１を例えば減圧ＣＶＤと反応性イオンエッチングに
より例えば厚さ２００〜５００ｎｍで形成する。このと
き、酸化膜１０８が形成されていないシリコン表面がポ
リシリコン層１２１を完全に取り囲むようにする。なお
図２（ｃ）に示す段階が完了するまでに、駆動回路や周
辺回路の形成領域では、ゲート絶縁膜やゲート電極の形
成の工程が済んでいる。ここで、ポリシリコン層１２１
を、駆動回路や周辺回路を構成するＭＯＳトランジスタ
のゲート電極の成膜工程及びエッチング工程と同じ工程
で形成すれば、犠牲層専用のマスクは必要とならない。
基板１００の一方の主面に選択的に例えば厚さ７００ｎ
ｍ程度のフィールド酸化膜１０１を例えば熱酸化により
形成する。フィールド酸化膜１０１が形成されていない
部分には、薄い酸化膜１０８が形成されている。次に、
図２（ｂ）に示すように、供給口１２０の形成位置に合
わせて酸化膜１０８を除去してシリコン表面を露出さ
せ、さらに、図２（ｃ）に示すように、シリコン表面の
この露出位置に選択的に、犠牲層となるポリシリコン層
１２１を例えば減圧ＣＶＤと反応性イオンエッチングに
より例えば厚さ２００〜５００ｎｍで形成する。このと
き、酸化膜１０８が形成されていないシリコン表面がポ
リシリコン層１２１を完全に取り囲むようにする。なお
図２（ｃ）に示す段階が完了するまでに、駆動回路や周
辺回路の形成領域では、ゲート絶縁膜やゲート電極の形
成の工程が済んでいる。ここで、ポリシリコン層１２１
を、駆動回路や周辺回路を構成するＭＯＳトランジスタ
のゲート電極の成膜工程及びエッチング工程と同じ工程
で形成すれば、犠牲層専用のマスクは必要とならない。
【００３９】その後、ソース／ドレイン領域への不純物
イオンの打ち込みなどの工程が終了するようにしてお
く。
イオンの打ち込みなどの工程が終了するようにしてお
く。
【００４０】次に、全面に常圧ＣＶＤ法によって例えば
厚さ７００ｎｍのＢＰＳＧ層１０２を形成し、駆動回路
や周辺回路では、コンタクトホールをエッチングにより
形成し、ソース・ドレイン電極となるアルミニウムなど
の導電体の層を形成し、配線形状に塩素系のガスでドラ
イエッチングする。
厚さ７００ｎｍのＢＰＳＧ層１０２を形成し、駆動回路
や周辺回路では、コンタクトホールをエッチングにより
形成し、ソース・ドレイン電極となるアルミニウムなど
の導電体の層を形成し、配線形状に塩素系のガスでドラ
イエッチングする。
【００４１】そして、ＢＰＳＧ層１０２上の全面にプラ
ズマＣＶＤ法によって例えば厚さが１．４μｍの酸化シ
リコン膜１０３を形成する。駆動回路や周辺回路では、
酸化シリコン膜１０３は導電体の層を覆う層間絶縁膜と
なっており、そこにスルーホールを反応性イオンエッチ
ングにより形成しておく。そして、ここでは図示しない
が、従来技術の場合と同様に発熱抵抗体を形成し、スル
ーホールを介して駆動回路と接続する。
ズマＣＶＤ法によって例えば厚さが１．４μｍの酸化シ
リコン膜１０３を形成する。駆動回路や周辺回路では、
酸化シリコン膜１０３は導電体の層を覆う層間絶縁膜と
なっており、そこにスルーホールを反応性イオンエッチ
ングにより形成しておく。そして、ここでは図示しない
が、従来技術の場合と同様に発熱抵抗体を形成し、スル
ーホールを介して駆動回路と接続する。
【００４２】その後、図３（ａ）に示すように、酸化シ
リコン膜１０３や発熱抵抗体などの上の全面に、パッシ
ベーション層となる窒化シリコン膜１０４を例えば厚さ
３００ｎｍで全面に形成する。供給口１２０の形成位置
の近傍では、この窒化シリコン膜１０４の下地にＢＰＳ
Ｇ層１０２及び酸化シリコン膜１０３がエッチングされ
ずに残っているため、窒化シリコン膜１０４は極めて平
坦に形成される。その後、耐キャビテーション層である
タンタル膜（不図示）を選択的に形成してから、図３
（ｂ）に示すように、基板の裏面に耐エッチングマスク
（不図示）を形成し、シリコン基板１００の図示下側か
ら、供給口形成位置のシリコン基板１００と犠牲層であ
るポリシリコン層１２１をＴＭＡＨ（テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド）などのエッチング液を用
た異方性エッチングによって除去し、供給口１２０を形
成する。このとき、供給口１２０の底部には、ＢＰＳＧ
層１０２、酸化シリコン膜１０３及び窒化シリコン膜１
０４からなる積層体のメンブレンが露出することにな
る。
リコン膜１０３や発熱抵抗体などの上の全面に、パッシ
ベーション層となる窒化シリコン膜１０４を例えば厚さ
３００ｎｍで全面に形成する。供給口１２０の形成位置
の近傍では、この窒化シリコン膜１０４の下地にＢＰＳ
Ｇ層１０２及び酸化シリコン膜１０３がエッチングされ
ずに残っているため、窒化シリコン膜１０４は極めて平
坦に形成される。その後、耐キャビテーション層である
タンタル膜（不図示）を選択的に形成してから、図３
（ｂ）に示すように、基板の裏面に耐エッチングマスク
（不図示）を形成し、シリコン基板１００の図示下側か
ら、供給口形成位置のシリコン基板１００と犠牲層であ
るポリシリコン層１２１をＴＭＡＨ（テトラメチルアン
モニウムハイドロオキサイド）などのエッチング液を用
た異方性エッチングによって除去し、供給口１２０を形
成する。このとき、供給口１２０の底部には、ＢＰＳＧ
層１０２、酸化シリコン膜１０３及び窒化シリコン膜１
０４からなる積層体のメンブレンが露出することにな
る。
【００４３】最後に、基板の裏面から、フッ素系、酸素
系のガスを用いたドライエッチングにより、供給口１２
０の底面に位置するＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜
１０３、窒化シリコン膜１０４を除去する。これによ
り、インク等を供給するための供給口１２０が貫通孔と
して設けられた、記録ヘッド用の基板が完成することに
なる。あとは公知の方法で、被覆樹脂層１３０や吐出口
１４０を形成することによって、上述した構造体を記録
ヘッド用の基板として備えるインクジェット記録ヘッド
が完成することになる。
系のガスを用いたドライエッチングにより、供給口１２
０の底面に位置するＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜
１０３、窒化シリコン膜１０４を除去する。これによ
り、インク等を供給するための供給口１２０が貫通孔と
して設けられた、記録ヘッド用の基板が完成することに
なる。あとは公知の方法で、被覆樹脂層１３０や吐出口
１４０を形成することによって、上述した構造体を記録
ヘッド用の基板として備えるインクジェット記録ヘッド
が完成することになる。
【００４４】なお、上述したように駆動回路や周辺回路
におけるトランジスタなどの回路素子に必要な各種絶縁
層はは、フィールド酸化膜１０１、ＢＰＳＧ層１０２、
酸化シリコン膜１０３の形成に合わせて、形成される。
におけるトランジスタなどの回路素子に必要な各種絶縁
層はは、フィールド酸化膜１０１、ＢＰＳＧ層１０２、
酸化シリコン膜１０３の形成に合わせて、形成される。
【００４５】以上説明した構造体をインクジェット記録
ヘッド用の基板として形成する場合、供給口１２０の形
成のみに関係するパターニング工程（フォトマスクを必
要とするものに限る）は、図２（ｂ）に示すように酸化
膜１０８の一部を除去する工程、図２（ｃ）に示すよう
に選択的にポリシリコン層１２１を設ける工程、及び図
３（ｂ）に示すようにシリコン基板１００をエッチング
して供給口１２０を形成する工程であり、図１０及び図
１１に示した従来の工程より２工程減っている。さら
に、犠牲層となるポリシリコン層１２１をＭＯＳトラン
ジスタのゲート電極形成工程と同時に行えば、さらに１
工程経減る。したがって、この実施の形態の方法によれ
ば、全体として必要なフォトマスクも従来のものに比べ
て２枚〜３枚減らせることになる。
ヘッド用の基板として形成する場合、供給口１２０の形
成のみに関係するパターニング工程（フォトマスクを必
要とするものに限る）は、図２（ｂ）に示すように酸化
膜１０８の一部を除去する工程、図２（ｃ）に示すよう
に選択的にポリシリコン層１２１を設ける工程、及び図
３（ｂ）に示すようにシリコン基板１００をエッチング
して供給口１２０を形成する工程であり、図１０及び図
１１に示した従来の工程より２工程減っている。さら
に、犠牲層となるポリシリコン層１２１をＭＯＳトラン
ジスタのゲート電極形成工程と同時に行えば、さらに１
工程経減る。したがって、この実施の形態の方法によれ
ば、全体として必要なフォトマスクも従来のものに比べ
て２枚〜３枚減らせることになる。
【００４６】図４は、本発明の別の実施の形態の構造体
を示す模式断面図である。図４に示す構造体は、インク
ジェット記録ヘッド用の基板として構成されたものであ
って、上述の図１に示すものと同様のものであるが、供
給口１２０の縁の部分において、ＢＰＳＧ層１０２がシ
リコン基板に直接接することはなく、その代わり、酸化
シリコン膜１０３が酸化膜を介することなく、直接、シ
リコン基板１００に接している点で相違する。
を示す模式断面図である。図４に示す構造体は、インク
ジェット記録ヘッド用の基板として構成されたものであ
って、上述の図１に示すものと同様のものであるが、供
給口１２０の縁の部分において、ＢＰＳＧ層１０２がシ
リコン基板に直接接することはなく、その代わり、酸化
シリコン膜１０３が酸化膜を介することなく、直接、シ
リコン基板１００に接している点で相違する。
【００４７】次に、この構造体の製造方法について、図
５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、供給口
１２０が形成されるべき位置の近傍のみを示しており、
発熱抵抗体の形成領域を含むものとしては描かれていな
い。
５及び図６を用いて説明する。図５及び図６は、供給口
１２０が形成されるべき位置の近傍のみを示しており、
発熱抵抗体の形成領域を含むものとしては描かれていな
い。
【００４８】まず、図５（ａ）に示すように、シリコン
基板１００の一方の主面に選択的に例えば厚さ７００ｎ
ｍ程度のフィールド酸化膜１０１を形成する。フィール
ド酸化膜１０１が形成されていない部分には、薄い酸化
膜１０８が形成されている。この酸化膜１０８は、駆動
回路及び周辺回路においては、ゲート酸化膜として機能
するものである。その後、駆動回路や周辺回路の領域に
おいてゲート電極を形成し、ソース／ドレイン領域への
不純物イオンの注入を行った後、次に、図５（ｂ）に示
すように、全面に常圧ＣＶＤ法によって例えば厚さ７０
０ｎｍのＢＰＳＧ層１０２を形成し、駆動回路及び周辺
回路においてコンタクトホールを形成する工程におい
て、同時に、供給口１２０が形成される位置に対応し
て、ＢＰＳＧ層１０２及び酸化膜１０８をエッチング除
去し、シリコン表面を露出させる。ここでは、供給口部
のシリコン表面露出のためのみの専用のマスクは必要な
い。さらに、図５（ｃ）に示すように、駆動回路や周辺
回路においてソースやドレイン電極を形成する工程にお
いて、同時に、シリコン表面のこの露出位置に選択的
に、銅（Ｃｕ）をふくむアルミニウム（Ａｌ）からなる
膜を堆積させエッチングすることにより、アルミニウム
からなる犠牲層１２２を例えば厚さ４００〜８００ｎｍ
で形成する。この銅を含むアルミニウムの層は、駆動回
路や周辺回路においては電極コンタクト層として用いら
れるものである。よって、供給口部の犠牲層のためのみ
の専用のマスクは必要ない。このとき、酸化膜１０８が
形成されていないシリコン表面によって、犠牲層１２２
が完全に取り囲まれるようにする。
基板１００の一方の主面に選択的に例えば厚さ７００ｎ
ｍ程度のフィールド酸化膜１０１を形成する。フィール
ド酸化膜１０１が形成されていない部分には、薄い酸化
膜１０８が形成されている。この酸化膜１０８は、駆動
回路及び周辺回路においては、ゲート酸化膜として機能
するものである。その後、駆動回路や周辺回路の領域に
おいてゲート電極を形成し、ソース／ドレイン領域への
不純物イオンの注入を行った後、次に、図５（ｂ）に示
すように、全面に常圧ＣＶＤ法によって例えば厚さ７０
０ｎｍのＢＰＳＧ層１０２を形成し、駆動回路及び周辺
回路においてコンタクトホールを形成する工程におい
て、同時に、供給口１２０が形成される位置に対応し
て、ＢＰＳＧ層１０２及び酸化膜１０８をエッチング除
去し、シリコン表面を露出させる。ここでは、供給口部
のシリコン表面露出のためのみの専用のマスクは必要な
い。さらに、図５（ｃ）に示すように、駆動回路や周辺
回路においてソースやドレイン電極を形成する工程にお
いて、同時に、シリコン表面のこの露出位置に選択的
に、銅（Ｃｕ）をふくむアルミニウム（Ａｌ）からなる
膜を堆積させエッチングすることにより、アルミニウム
からなる犠牲層１２２を例えば厚さ４００〜８００ｎｍ
で形成する。この銅を含むアルミニウムの層は、駆動回
路や周辺回路においては電極コンタクト層として用いら
れるものである。よって、供給口部の犠牲層のためのみ
の専用のマスクは必要ない。このとき、酸化膜１０８が
形成されていないシリコン表面によって、犠牲層１２２
が完全に取り囲まれるようにする。
【００４９】次に、全面にプラズマＣＶＤ法によって酸
化シリコン膜１０３を例えば厚さが１．４μｍで形成
し、駆動回路や周辺回路における層間配線用のスルーホ
ールを形成する工程において、供給口１２０が形成され
るべき位置において、同時に、犠牲層１２２の表面が露
出するように酸化シリコン膜１０３を除去する。ここで
も、供給口部のためのみの専用のマスクは必要ない。そ
の後、ここでは図示しないが、配線用の配線プラグや配
線層とともに、従来技術の場合と同様に発熱抵抗体を形
成し、さらに、図６（ａ）に示すように、パッシベーシ
ョン層となる窒化シリコン膜１０４をプラズマＣＶＤ法
により例えば厚さ３００ｎｍで全面に形成し、さらに、
耐キャビテーション層であるタンタル膜（不図示）を選
択的に形成する。
化シリコン膜１０３を例えば厚さが１．４μｍで形成
し、駆動回路や周辺回路における層間配線用のスルーホ
ールを形成する工程において、供給口１２０が形成され
るべき位置において、同時に、犠牲層１２２の表面が露
出するように酸化シリコン膜１０３を除去する。ここで
も、供給口部のためのみの専用のマスクは必要ない。そ
の後、ここでは図示しないが、配線用の配線プラグや配
線層とともに、従来技術の場合と同様に発熱抵抗体を形
成し、さらに、図６（ａ）に示すように、パッシベーシ
ョン層となる窒化シリコン膜１０４をプラズマＣＶＤ法
により例えば厚さ３００ｎｍで全面に形成し、さらに、
耐キャビテーション層であるタンタル膜（不図示）を選
択的に形成する。
【００５０】そして、図６（ｂ）に示すように、シリコ
ン基板１００の図示下側から、供給口形成位置のシリコ
ン基板１００と犠牲層１２２を異方性エッチングによっ
て除去し、供給口１２０を形成する。このとき、供給口
１２０の底部には、ＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜
１０３及び窒化シリコン膜１０４からなるメンブレンが
露出することになる。
ン基板１００の図示下側から、供給口形成位置のシリコ
ン基板１００と犠牲層１２２を異方性エッチングによっ
て除去し、供給口１２０を形成する。このとき、供給口
１２０の底部には、ＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜
１０３及び窒化シリコン膜１０４からなるメンブレンが
露出することになる。
【００５１】最後に、フッ素系、酸素系のガスを用いた
ドライエッチングにより、供給口１２０の底面に位置す
るＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜１０３、窒化シリ
コン膜１０４を除去する。これにより、インク等を供給
するための供給口１２０が貫通孔として設けられた、記
録ヘッド用の基板が完成することになる。あとは公知の
方法で、被覆樹脂層１３０や吐出口１４０を形成するこ
とによって、この構造体を記録ヘッド用の基板として用
いるインクジェット記録ヘッドが完成することになる。
ドライエッチングにより、供給口１２０の底面に位置す
るＢＰＳＧ層１０２、酸化シリコン膜１０３、窒化シリ
コン膜１０４を除去する。これにより、インク等を供給
するための供給口１２０が貫通孔として設けられた、記
録ヘッド用の基板が完成することになる。あとは公知の
方法で、被覆樹脂層１３０や吐出口１４０を形成するこ
とによって、この構造体を記録ヘッド用の基板として用
いるインクジェット記録ヘッドが完成することになる。
【００５２】以上説明した構造体をインクジェット記録
ヘッド用の基板として形成する場合、駆動回路や周辺回
路の形成に必要なコンタクトホール形成工程、電極形成
工程、スルーホール形成工程にとそれぞれ同じ工程おい
て供給口形成のために必要なパターニングを行っている
ため、供給口１２０の形成のみに関係するパターニング
工程（フォトマスクを必要とするものに限る）は、シリ
コン基板１００をエッチングして供給口１２０を形成す
る工程だけであり、図１０及び図１１に示した従来の工
程より４工程減っている。したがって、この実施の形態
の方法によれば、全体として必要なフォトマスクも従来
のものに比べて４枚減らせることになる。
ヘッド用の基板として形成する場合、駆動回路や周辺回
路の形成に必要なコンタクトホール形成工程、電極形成
工程、スルーホール形成工程にとそれぞれ同じ工程おい
て供給口形成のために必要なパターニングを行っている
ため、供給口１２０の形成のみに関係するパターニング
工程（フォトマスクを必要とするものに限る）は、シリ
コン基板１００をエッチングして供給口１２０を形成す
る工程だけであり、図１０及び図１１に示した従来の工
程より４工程減っている。したがって、この実施の形態
の方法によれば、全体として必要なフォトマスクも従来
のものに比べて４枚減らせることになる。
【００５３】以上各実施形態によれば、駆動回路や周辺
回路を構成するトランジスタなどの素子と、発熱抵抗体
をモノリシックに集積化する場合に、いくつかの工程
を、供給口形成のための工程と共通化することにより、
製造プロセスを大幅に簡略化することができる。
回路を構成するトランジスタなどの素子と、発熱抵抗体
をモノリシックに集積化する場合に、いくつかの工程
を、供給口形成のための工程と共通化することにより、
製造プロセスを大幅に簡略化することができる。
【００５４】次に、本発明による液体吐出装置、すなわ
ち、上述したようなインクジェット記録ヘッドを備える
インクジェット記録装置を説明する。図７は、このよう
なインクジェット記録装置の構成を示す模式的斜視図で
ある。ここでは、インクジェット記録ヘッド５２とイン
クを収容する容器としてのインクタンク５３を一体化し
た構造を有するヘッドカートリッジ５１が用いられてい
る。
ち、上述したようなインクジェット記録ヘッドを備える
インクジェット記録装置を説明する。図７は、このよう
なインクジェット記録装置の構成を示す模式的斜視図で
ある。ここでは、インクジェット記録ヘッド５２とイン
クを収容する容器としてのインクタンク５３を一体化し
た構造を有するヘッドカートリッジ５１が用いられてい
る。
【００５５】ヘッドカートリッジ５１は、キャリッジ５
４に交換可能（着脱自在）に搭載されている。キャリッ
ジ５４はキャリッジ駆動軸（リードスクリュー）５５の
回動により、キャリッジ駆動軸５５およびガイド軸５６
に沿って図中のＸ、Ｙ方向（主走査方向）に往復移動す
る。すなわち、キャリッジ駆動軸５５には螺旋溝５７が
形成されており、キャリッジ５４には螺旋溝５７に係合
するピン（不図示）が設けられており、キャリッジ駆動
軸５５の回転に伴ない、螺旋溝５７に沿ってキャリッジ
５４が平行移動するように構成されている。また、ヘッ
ドカートリッジ５１は、キャリッジ５４に対し位置決め
手段によって所定位置に固定されるとともに、キャリッ
ジ５４と記録装置本体側の制御回路とを接続するフレキ
シブルケーブルに対し接点を介して電気接続されてい
る。
４に交換可能（着脱自在）に搭載されている。キャリッ
ジ５４はキャリッジ駆動軸（リードスクリュー）５５の
回動により、キャリッジ駆動軸５５およびガイド軸５６
に沿って図中のＸ、Ｙ方向（主走査方向）に往復移動す
る。すなわち、キャリッジ駆動軸５５には螺旋溝５７が
形成されており、キャリッジ５４には螺旋溝５７に係合
するピン（不図示）が設けられており、キャリッジ駆動
軸５５の回転に伴ない、螺旋溝５７に沿ってキャリッジ
５４が平行移動するように構成されている。また、ヘッ
ドカートリッジ５１は、キャリッジ５４に対し位置決め
手段によって所定位置に固定されるとともに、キャリッ
ジ５４と記録装置本体側の制御回路とを接続するフレキ
シブルケーブルに対し接点を介して電気接続されてい
る。
【００５６】図７において、キャリッジ５４の移動範囲
内の対向する位置には、供給された被記録材５８を保持
しかつ紙送り（搬送）するための搬送ローラ５９が、キ
ャリッジ駆動軸５５と平行にかつ回転可能に軸支されて
いる。図示の例では、搬送ローラ５９はプラテン（プラ
テンローラ）をも兼ねている。搬送ローラ５９は、搬送
モータ６０によって回転駆動される。また、被記録材５
８は、記録位置において紙押え板６１により、キャリッ
ジ５４の移動（主走査）方向にわたって搬送ローラ（プ
ラテンローラ）５９に押圧されている。
内の対向する位置には、供給された被記録材５８を保持
しかつ紙送り（搬送）するための搬送ローラ５９が、キ
ャリッジ駆動軸５５と平行にかつ回転可能に軸支されて
いる。図示の例では、搬送ローラ５９はプラテン（プラ
テンローラ）をも兼ねている。搬送ローラ５９は、搬送
モータ６０によって回転駆動される。また、被記録材５
８は、記録位置において紙押え板６１により、キャリッ
ジ５４の移動（主走査）方向にわたって搬送ローラ（プ
ラテンローラ）５９に押圧されている。
【００５７】記録装置本体側には駆動モータ６２が装着
されており、キャリッジ駆動軸（リードスクリュー）５
５は、駆動力伝達ギヤ６３、６４を介して回転駆動され
る。そして、駆動モータ６２の正逆回転でキャリッジ駆
動軸５５の回転方向を正逆転させることにより、キャリ
ッジ５４の移動方向（矢印Ｘ、Ｙ）を切り換えるように
なっている。
されており、キャリッジ駆動軸（リードスクリュー）５
５は、駆動力伝達ギヤ６３、６４を介して回転駆動され
る。そして、駆動モータ６２の正逆回転でキャリッジ駆
動軸５５の回転方向を正逆転させることにより、キャリ
ッジ５４の移動方向（矢印Ｘ、Ｙ）を切り換えるように
なっている。
【００５８】キャリッジ５４の移動範囲であって記録領
域を外れた所定位置（図示左側の位置）には、キャリッ
ジ５４のホームポジションが設定されている。このホー
ムポジションの近傍にはフォトカプラー６５が配設され
ている。このフォトカプラー６５は、キャリッジ５４が
ホームポジションに到達した時、キャリッジ５４に設け
られたレバー６６の侵入を検知することにより、キャリ
ッジ５４がホームポジションに到達したことを検出する
ものである。すなわち、このフォトカプラー６５は、記
録ヘッド５２がホームポジションに到達した時に、駆動
モータ６２の回転方向を切り換えてキャリッジ移動方向
を反転させたり、記録ヘッド５２の吐出口の目詰まりを
取り除いたり防止したりするための回復動作を開始した
りするなど、記録装置の各種の動作を制御するための検
知手段（センサ）として使用される。
域を外れた所定位置（図示左側の位置）には、キャリッ
ジ５４のホームポジションが設定されている。このホー
ムポジションの近傍にはフォトカプラー６５が配設され
ている。このフォトカプラー６５は、キャリッジ５４が
ホームポジションに到達した時、キャリッジ５４に設け
られたレバー６６の侵入を検知することにより、キャリ
ッジ５４がホームポジションに到達したことを検出する
ものである。すなわち、このフォトカプラー６５は、記
録ヘッド５２がホームポジションに到達した時に、駆動
モータ６２の回転方向を切り換えてキャリッジ移動方向
を反転させたり、記録ヘッド５２の吐出口の目詰まりを
取り除いたり防止したりするための回復動作を開始した
りするなど、記録装置の各種の動作を制御するための検
知手段（センサ）として使用される。
【００５９】ホームポジションには、ヘッドカートリッ
ジ５１の記録ヘッド５２の吐出口面を覆う（密閉）する
ためのキャップ６８が設けられている。キャップ６８
は、キャップホルダ６９により、吐出口面に対して密着
および離隔する方向に移動可能に支持されている。キャ
ップ６８と記録領域との間には、吐出口面を拭き取り清
掃（クリーニング）するためのブレード（クリーニング
部材）７０が配設されている。このブレード７０は、本
体支持板７１に支持されたブレードホルダ７２により、
吐出口面を拭き取り可能な前進位置と吐出口面に接触し
ない後退位置との間で移動可能に保持されている。
ジ５１の記録ヘッド５２の吐出口面を覆う（密閉）する
ためのキャップ６８が設けられている。キャップ６８
は、キャップホルダ６９により、吐出口面に対して密着
および離隔する方向に移動可能に支持されている。キャ
ップ６８と記録領域との間には、吐出口面を拭き取り清
掃（クリーニング）するためのブレード（クリーニング
部材）７０が配設されている。このブレード７０は、本
体支持板７１に支持されたブレードホルダ７２により、
吐出口面を拭き取り可能な前進位置と吐出口面に接触し
ない後退位置との間で移動可能に保持されている。
【００６０】なお、吐出口面のクリーニング手段として
は、ブレード７０のような形態の他、異物を除去できる
部材であれば種々の形態のものを使用することができ
る。また、吐出口面のキャッピング、吐出口面のクリー
ニングなどの動作は、キャリッジ５４がホームポジショ
ン側の領域に来た時、キャリッジ駆動軸５５の螺旋溝５
７の作用により、キャリッジ５４をそれらの対応位置に
所定のタイミングで停止または移動させながら実行され
る。
は、ブレード７０のような形態の他、異物を除去できる
部材であれば種々の形態のものを使用することができ
る。また、吐出口面のキャッピング、吐出口面のクリー
ニングなどの動作は、キャリッジ５４がホームポジショ
ン側の領域に来た時、キャリッジ駆動軸５５の螺旋溝５
７の作用により、キャリッジ５４をそれらの対応位置に
所定のタイミングで停止または移動させながら実行され
る。
【００６１】以上本発明の実施の形態について、インク
ジェット記録ヘッド用の基板を形成する場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、シリコン基板などに構造体を作る際に貫通孔を設け
る場合に一般的に用いられるものである。例えば、いわ
ゆるマイクロマシンなどの製造にも適用できるものであ
る。
ジェット記録ヘッド用の基板を形成する場合を例に挙げ
て説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、シリコン基板などに構造体を作る際に貫通孔を設け
る場合に一般的に用いられるものである。例えば、いわ
ゆるマイクロマシンなどの製造にも適用できるものであ
る。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、酸化シリ
コン膜の上面レベルに窒化シリコン膜を形成することに
より、すなわち少なくとも貫通孔の側面部分において酸
化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形成され
ているようにすることにより、信頼性を高めつつ工程数
を削減できるという効果がある。
コン膜の上面レベルに窒化シリコン膜を形成することに
より、すなわち少なくとも貫通孔の側面部分において酸
化シリコン膜の上面に接して窒化シリコン膜が形成され
ているようにすることにより、信頼性を高めつつ工程数
を削減できるという効果がある。
【図１】本発明の実施の一形態の構造体であって、イン
クジェット記録ヘッド用の基板として使用される構造体
を示す模式断面図である。
クジェット記録ヘッド用の基板として使用される構造体
を示す模式断面図である。
【図２】図１に示す構造体の製造工程をを示す模式断面
図である。
図である。
【図３】図１に示す構造体の製造工程をを示す模式断面
図である。
図である。
【図４】本発明の別の実施の形態の構造体であって、イ
ンクジェット記録ヘッド用の基板として使用される構造
体を示す模式断面図である。
ンクジェット記録ヘッド用の基板として使用される構造
体を示す模式断面図である。
【図５】図４に示す構造体の製造工程をを示す模式断面
図である。
図である。
【図６】図４に示す構造体の製造工程をを示す模式断面
図である。
図である。
【図７】インクジェット記録装置を示す斜視図である。
【図８】従来のインクジェット記録ヘッドの構成を示す
模式断面図である。
模式断面図である。
【図９】（ａ）は発熱抵抗体を示す斜視図であり、
（ｂ）は発熱抵抗体とそれを駆動するスイッチ素子（Ｍ
ＯＳ電界効果トランジスタ）とを含む回路を示す回路図
である。
（ｂ）は発熱抵抗体とそれを駆動するスイッチ素子（Ｍ
ＯＳ電界効果トランジスタ）とを含む回路を示す回路図
である。
【図１０】図８に示すインクジェット記録ヘッドの製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
【図１１】図８に示すインクジェット記録ヘッドの製造
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
１００ シリコン基板
１０１ フィールド酸化膜
１０２ ＢＰＳＧ層
１０３ 酸化シリコン膜
１０４，１０７ 窒化シリコン膜
１０５ タンタル膜
１０６ 熱酸化膜
１０８ 酸化膜
１１１ 抵抗層
１１２ アルミニウム層
１２０ 供給口
１２１ ポリシリコン層
１２２ 犠牲層
１３０ 被覆樹脂層
１４０ 吐出口
１５０ 液室
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 門間 玄三
東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ
ノン株式会社内
Ｆターム(参考） 2C057 AF93 AP14 AP53 AQ02 BA04
BA13
Claims (11)
- 【請求項１】 半導体基板と、前記半導体基板の第１の
主面上に設けられた酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜
とを有し、前記半導体基板と前記酸化シリコン膜と前記
窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備える構造体にお
いて、 少なくとも前記貫通孔の側面部分において、前記酸化シ
リコン膜の上面に接して前記窒化シリコン膜が形成され
ていることを特徴とする、構造体。 - 【請求項２】 前記半導体基板がシリコン基板である請
求項１に記載の構造体。 - 【請求項３】 前記第１の主面に回路素子を有する請求
項２に記載の構造体。 - 【請求項４】 半導体基板と、前記半導体基板の第１の
主面上に設けられた酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜
とを有し、前記半導体基板と前記酸化シリコン膜と前記
窒化シリコン膜とを貫通する貫通孔を備える構造体の製
造方法において、 前記貫通孔の形成位置に対応して前記半導体基板の第１
の主面上に犠牲層を形成し、 前記犠牲層及び前記第１の主面の全面を覆うように前記
酸化シリコン膜を形成し、 前記酸化シリコン膜の上面に前記窒化シリコン膜を形成
し、 その後、前記半導体基板の第２の主面側から前記半導体
基板をエッチングし、前記犠牲層を除去し、前記酸化シ
リコン膜及び前記窒化シリコン窒化をエッチングするこ
とにより貫通孔を形成する、ことを特徴とする構造体の
製造方法。 - 【請求項５】 前記シリコン窒化膜をプラズマＣＶＤ法
によって形成する、請求項４に記載の構造体の製造方
法。 - 【請求項６】 前記半導体基板がシリコン基板であり、
前記第１の主面に回路素子を形成する工程を有する請求
項４または５に記載の構造体の製造方法。 - 【請求項７】 前記犠牲層が前記回路素子のゲート電極
又はソース・ドレイン電極と同一の材料でそれを形成す
る工程と同時に形成される、請求項６に記載の構造体の
製造方法。 - 【請求項８】 半導体基板と、前記半導体基板の第１の
主面上に設けられた酸化シリコン膜及び窒化シリコン膜
と、前記酸化シリコン膜と前記窒化シリコン膜との間に
挟まれた発熱抵抗体とを有し、前記半導体基板と前記酸
化シリコン膜と前記窒化シリコン膜とを貫通し液体を供
給する供給口を備える基板と、前記発熱抵抗体に対向す
るように設けられた吐出口とを具備する液体吐出ヘッド
において、 少なくとも前記供給口の側面部分において、前記酸化シ
リコン膜の上面に接して前記窒化シリコン膜が形成され
ていることを特徴とする、液体吐出ヘッド。 - 【請求項９】 前記半導体基板がシリコン基板である請
求項８に記載の液体吐出ヘッド。 - 【請求項１０】 前記第１の主面に前記発熱抵抗体を駆
動する回路素子を有する請求項９に記載の液体吐出ヘッ
ド。 - 【請求項１１】 請求項８乃至１０に記載の液体吐出ヘ
ッドと、前記供給口を介して供給される液体を収容する
容器とを有する液体吐出装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP2001332548A JP3734246B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 液体吐出ヘッド及び構造体の製造方法、液体吐出ヘッド並びに液体吐出装置 |
| US10/270,650 US7018020B2 (en) | 2001-10-30 | 2002-10-16 | Structure with through hole, production method thereof, and liquid discharge head |
| CN200710148790.8A CN101125482B (zh) | 2001-10-30 | 2002-10-24 | 具有贯通孔的结构体、其制造方法及液体排出头 |
| CN02147153.3A CN1415479A (zh) | 2001-10-30 | 2002-10-24 | 具有贯通孔的结构体、其制造方法及液体排出头 |
| US11/272,869 US7270759B2 (en) | 2001-10-30 | 2005-11-15 | Structure with through hole, production method thereof, and liquid discharge head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001332548A JP3734246B2 (ja) | 2001-10-30 | 2001-10-30 | 液体吐出ヘッド及び構造体の製造方法、液体吐出ヘッド並びに液体吐出装置 |
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|---|---|
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| US6382775B1 (en) * | 1995-06-28 | 2002-05-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid ejecting printing head, production method thereof and production method for base body employed for liquid ejecting printing head |
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| JP3408130B2 (ja) * | 1997-12-19 | 2003-05-19 | キヤノン株式会社 | インクジェット記録ヘッドおよびその製造方法 |
| US6273557B1 (en) * | 1998-03-02 | 2001-08-14 | Hewlett-Packard Company | Micromachined ink feed channels for an inkjet printhead |
| US6450621B1 (en) * | 1998-09-17 | 2002-09-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having inkjet recording capability and method for manufacturing the same, inkjet head using semiconductor device, recording apparatus, and information-processing system |
| JP3647365B2 (ja) * | 1999-08-24 | 2005-05-11 | キヤノン株式会社 | 液体吐出ヘッド用基板ユニットおよびその製造方法ならびに液体吐出ヘッド，カートリッジおよび画像形成装置 |
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- 2005-11-15 US US11/272,869 patent/US7270759B2/en not_active Expired - Fee Related
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