JP2007336660A - Methods of manufacturing electrostatic actuator, liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging device - Google Patents

Methods of manufacturing electrostatic actuator, liquid droplet discharging head and liquid droplet discharging device Download PDF

Info

Publication number
JP2007336660A
JP2007336660A JP2006164339A JP2006164339A JP2007336660A JP 2007336660 A JP2007336660 A JP 2007336660A JP 2006164339 A JP2006164339 A JP 2006164339A JP 2006164339 A JP2006164339 A JP 2006164339A JP 2007336660 A JP2007336660 A JP 2007336660A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
boron
manufacturing
electrostatic actuator
ppm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006164339A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4876723B2 (en
Inventor
Hiroshi Komatsu
洋 小松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2006164339A priority Critical patent/JP4876723B2/en
Publication of JP2007336660A publication Critical patent/JP2007336660A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4876723B2 publication Critical patent/JP4876723B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an electrostatic actuator by which an electrostatic actuator having high discharging characteristics and drive durability can be manufactured by suppressing the deposition of metallic impurities, and to provide methods of manufacturing a liquid droplet discharging head and a liquid droplet discharging device. <P>SOLUTION: The method has a step of forming a boron dope layer on one surface of a Si substrate 41 using boron diffusion sources 51 and in which the boron dope layer is formed as a vibrating plate by an etching stop technology. The boron diffusion source that has B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>as a main component and Rh content of ≤0.44 ppm is used as the boron diffusion source 51 when the boron dope layer is formed. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、インクジェットヘッド等の駆動機構として用いられている静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an electrostatic actuator, a method for manufacturing a droplet discharge head, and a method for manufacturing a droplet discharge device, which are used as a drive mechanism for an inkjet head or the like.

プリンタなどの液滴吐出方法として、吐出液体を溜めておく吐出室(圧力室ともいう)を流路の一部に備え、吐出室の少なくとも一面の壁(ここでは、底部の壁とし、以下、この壁のことを振動板ということにする)を撓ませて変位させ、吐出室内の圧力を高めて、連通するノズルから液滴を吐出させる方法がある。この場合、可動電極となる振動板を変位させる力として、振動板と対向電極(固定電極)とをギャップを介して対向させてアクチュエータを構成し、それらの間に電圧を印可して発生する静電気力を用いるものが広く知られている。   As a droplet discharge method for a printer or the like, a discharge chamber (also referred to as a pressure chamber) that stores discharge liquid is provided in a part of the flow path, and at least one wall of the discharge chamber (here, a bottom wall, hereinafter, There is a method in which a droplet is discharged from a communicating nozzle by increasing the pressure in the discharge chamber by bending and displacing the wall (hereinafter referred to as a diaphragm). In this case, as a force for displacing the diaphragm serving as the movable electrode, the diaphragm and the counter electrode (fixed electrode) are opposed to each other through a gap to constitute an actuator, and static electricity generated by applying a voltage between them. One that uses force is widely known.

上記のような静電アクチュエータまたはそれを利用した液滴吐出ヘッドに対しては、吐出特性及び駆動耐久性の安定化が要求されており、その要求を実現する製造プロセスとして、以下の2つが提案されている。   The electrostatic actuator as described above or a droplet discharge head using the electrostatic actuator is required to stabilize discharge characteristics and driving durability, and the following two proposals are proposed as manufacturing processes for realizing the requirements. Has been.

1つは、ボロン拡散によるエッチングストップ技術を用いてシリコン基板に対して振動板を高精度に形成するプロセスであり、もう一つは、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)等によるアクチュエータ内疎水化処理にて各電極部(共通電極部、固定電極部)に疎水化膜を形成し、駆動耐久性の高い振動板を形成するプロセスである。   One is a process for forming a diaphragm with high precision on a silicon substrate using an etching stop technique based on boron diffusion. The other is a process for hydrophobizing the actuator using HMDS (hexamethyldisilazane). In this process, a hydrophobic film is formed on each electrode part (common electrode part, fixed electrode part) to form a diaphragm having high driving durability.

前記1つ目の振動板形成プロセスにおいてシリコン基板にボロンを拡散させる方法としては、液体のボロン拡散ソースを用いた方法(例えば、特許文献1参照)や、固体のボロン拡散ソースを用いた方法(例えば、特許文献2参照)がある。   As a method of diffusing boron in the silicon substrate in the first diaphragm formation process, a method using a liquid boron diffusion source (see, for example, Patent Document 1) or a method using a solid boron diffusion source ( For example, see Patent Document 2).

特開2004−82572号公報JP 2004-82572 A 特開2004−306444号公報JP 2004-306444 A

上記従来のボロン拡散方法を用いてシリコン基板にボロン拡散を行った後、所定部分にエッチングを施すことにより振動板を形成するが、そのエッチングに先立ち、エッチングマスクとなるSiO2 膜をシリコン基板表面に熱酸化により形成するようにしている。また、キャビティ基板の最終形態としてインク流路部のインク保護膜とアクチュエータ側の絶縁膜にSiO2 膜をシリコン基板表面に熱酸化により形成するようにしている。SiO2 膜を形成するときの熱酸化の温度は1000℃以上と高温であるため、シリコン基板内に拡散されていたボロン拡散時のボロン拡散源に含まれていた金属不純物、例えばRh(ロジウム)が基板表面(ボロン拡散面側)に析出し、Si結晶欠陥が発生するという問題があった。 After performing boron diffusion on the silicon substrate using the conventional boron diffusion method described above, a diaphragm is formed by etching a predetermined portion. Prior to the etching, the SiO 2 film serving as an etching mask is formed on the surface of the silicon substrate. It is formed by thermal oxidation. Further, as a final form of the cavity substrate, a SiO 2 film is formed on the surface of the silicon substrate by thermal oxidation on the ink protective film in the ink flow path portion and the insulating film on the actuator side. Since the temperature of thermal oxidation at the time of forming the SiO 2 film is as high as 1000 ° C. or more, metal impurities contained in the boron diffusion source at the time of boron diffusion, for example, Rh (rhodium), diffused in the silicon substrate Precipitates on the substrate surface (on the boron diffusion surface side), and there is a problem that Si crystal defects occur.

このように基板表面に金属不純物が析出すると、絶縁膜となるSiO2 膜を形成する際に、その金属不純物が酸化の妨げとなって当該部分のSiO2 膜(絶縁膜)が薄く形成され、Si結晶欠陥部(金属不純物析出部)の絶縁耐圧が低下し、駆動時に、その部分を起点とする放電が発生する。その結果、アクチュエータ内に形成されたHMDSから成る疎水化膜、ギャップ内浮遊物質(未反応HMDS,NH3,中間生成物)の結合の手が破断され、アクチュエータ内に重合物質が生成・成長し、この重合物質がアクチュエータ内に積層して振動板の動作を阻害し、吐出特性及び駆動耐久性を著しく低下させてしまうという課題があった。 When metal impurities are deposited on the substrate surface in this way, when the SiO 2 film to be an insulating film is formed, the metal impurities obstruct oxidation and the portion of the SiO 2 film (insulating film) is formed thinly. The dielectric breakdown voltage of the Si crystal defect portion (metal impurity precipitation portion) is lowered, and discharge is generated starting from that portion during driving. As a result, the hydrophobized film made of HMDS formed in the actuator and the gap between the floating substances in the gap (unreacted HMDS, NH 3 , intermediate products) are broken, and a polymerized substance is generated and grows in the actuator. There is a problem in that this polymerized material is laminated in the actuator to obstruct the operation of the diaphragm, and the discharge characteristics and driving durability are remarkably lowered.

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、金属不純物の析出を抑えて吐出特性及び駆動耐久性の高い静電アクチュエータを製造することが可能な静電アクチュエータの製造方法、液滴吐出ヘッドの製造方法及び液滴吐出装置の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an electrostatic actuator manufacturing method capable of manufacturing an electrostatic actuator having high ejection characteristics and high drive durability by suppressing deposition of metal impurities, and a droplet ejection head. It is an object to provide a manufacturing method and a manufacturing method of a droplet discharge device.

本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ボロン拡散源を用いてSi基板の一方の面にボロンドープ層を形成する工程を有し、エッチングストップ技術によりボロンドープ層を振動板として形成する静電アクチュエータの製造方法において、ボロンドープ層を形成する際のボロン拡散源に、B23を主成分とし、Rh含有量が0.44ppm以下のボロン拡散源を用いるものである。 An electrostatic actuator manufacturing method according to the present invention includes a step of forming a boron doped layer on one surface of a Si substrate using a boron diffusion source, and forming the boron doped layer as a diaphragm by an etching stop technique. In this manufacturing method, a boron diffusion source containing B 2 O 3 as a main component and having an Rh content of 0.44 ppm or less is used as the boron diffusion source when forming the boron doped layer.

また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ボロン拡散源を用いてSi基板の一方の面にボロンドープ層を形成する工程を有し、エッチングストップ技術によりボロンドープ層を振動板として形成する静電アクチュエータの製造方法において、ボロンドープ層を形成する際のボロン拡散源に、B23を主成分とし、Ni含有量:2.0ppm以下,Cu含有量:0.5ppm以下,Rh含有量:0.44ppm以下,Fe含有量:2.0ppm以下,Cr含有量:2.0ppm以下,Zn含有量:2.0ppm以下のボロン拡散源を用いるものである。 The electrostatic actuator manufacturing method according to the present invention further includes a step of forming a boron doped layer on one surface of the Si substrate using a boron diffusion source, and forming the boron doped layer as a diaphragm by an etching stop technique. In the method for manufacturing an electric actuator, a boron diffusion source when forming a boron doped layer is mainly composed of B 2 O 3 , Ni content: 2.0 ppm or less, Cu content: 0.5 ppm or less, Rh content: A boron diffusion source having 0.44 ppm or less, Fe content: 2.0 ppm or less, Cr content: 2.0 ppm or less, and Zn content: 2.0 ppm or less is used.

以上のボロン拡散源を用いてボロンドープ層を形成することにより、Si結晶欠陥発生を抑制し(Si結晶欠陥部のSiO2 膜(絶縁膜)の絶縁耐圧低下の抑制)、振動板動作時の電荷の移動(放電)を抑制することが可能で、安定した振動板動作特性及び駆動耐久性(信頼性)を有する静電アクチュエータを得ることができる。 By forming a boron-doped layer using the above boron diffusion source, the generation of Si crystal defects is suppressed (suppression of the dielectric breakdown voltage of the SiO 2 film (insulating film) in the Si crystal defect portion), and the charge during operation of the diaphragm Movement (discharge) can be suppressed, and an electrostatic actuator having stable diaphragm operating characteristics and driving durability (reliability) can be obtained.

また、本発明に係る静電アクチュエータの製造方法は、ボロン拡散後にSi基板にSiO2 膜を形成する工程を有し、SiO2 膜形成工程では、CVD又はスパッタリングによる低温成膜によりSiO2 膜を形成するものである。
このように低温での熱酸化プロセスを採用することにより金属不純物析出自体を抑えることができ、更なる品質安定化を図ることが可能となる。
A method of manufacturing an electrostatic actuator according to the present invention has a step of forming a SiO 2 film on the Si substrate after the boron diffusion, the SiO 2 film forming step, a SiO 2 film by a low-temperature film formation by CVD or sputtering To form.
By adopting the thermal oxidation process at a low temperature in this way, metal impurity precipitation itself can be suppressed, and further quality stabilization can be achieved.

本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、上記の何れかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造するものである。
これにより、安定した吐出特性及び駆動耐久性(信頼性)を有する液滴吐出ヘッドを得ることができる。
A method for manufacturing a droplet discharge head according to the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge head by applying any of the above-described methods for manufacturing an electrostatic actuator.
Thereby, a droplet discharge head having stable discharge characteristics and driving durability (reliability) can be obtained.

本発明に係る液滴吐出装置の製造方法は、上記の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造するものである。
これにより、安定した吐出特性及び駆動耐久性(信頼性)を有する液滴吐出装置を得ることができる。
A method for manufacturing a droplet discharge device according to the present invention is a method for manufacturing a droplet discharge device by applying the method for manufacturing a droplet discharge head described above.
Thereby, a droplet discharge device having stable discharge characteristics and driving durability (reliability) can be obtained.

以下、本発明の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの実施形態を図面に基づいて説明する。ここでは、液滴吐出ヘッドの一例として、ノズル基板の表面に設けられたインクノズルからインク液滴を吐出するフェイス吐出型のインクジェットヘッドについて図1乃至図3を参照して説明する。なお、本発明は、以下の図に示す構造、形状に限定されるものではなく、基板の端部に設けられたインクノズルからインク液滴を吐出するエッジ吐出型のインクジェットヘッドにも適用できるものである。   Hereinafter, embodiments of a droplet discharge head including an electrostatic actuator according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, as an example of a droplet discharge head, a face discharge type inkjet head that discharges ink droplets from ink nozzles provided on the surface of a nozzle substrate will be described with reference to FIGS. The present invention is not limited to the structure and shape shown in the following drawings, and can also be applied to an edge discharge type inkjet head that discharges ink droplets from ink nozzles provided at the end of a substrate. It is.

実施の形態1.
図1は、本実施の形態1に係るインクジェットヘッドの概略構成を分解して示す分解斜視図であり、一部を断面で表してある。図2は、組み立てられた状態の概略構成を示すインクジェットヘッドの断面図である。図3は、このインクジェットヘッドにおける、静電アクチュエータ部の幅方向の拡大断面図である。なお、図1および図2では、通常使用される状態とは上下逆に示されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an exploded schematic configuration of the ink jet head according to the first embodiment, and a part thereof is shown in cross section. FIG. 2 is a cross-sectional view of the ink jet head showing a schematic configuration in an assembled state. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view in the width direction of the electrostatic actuator portion in the ink jet head. 1 and 2 are shown upside down from a state in which they are normally used.

本実施の形態1のインクジェットヘッド(液滴吐出ヘッドの一例)10は、図1および図2に示すように、複数のインクノズル(ノズル孔)11が所定のピッチで設けられたノズル基板1と、各インクノズル11に対して独立にインク供給路が設けられたキャビティ基板2と、キャビティ基板2の振動板22に対峙して個別電極31が配設された電極基板3とを貼り合わせることにより構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the inkjet head (an example of a droplet discharge head) 10 according to the first embodiment includes a nozzle substrate 1 provided with a plurality of ink nozzles (nozzle holes) 11 at a predetermined pitch. The cavity substrate 2 provided with an ink supply path independently for each ink nozzle 11 and the electrode substrate 3 provided with the individual electrodes 31 facing the vibration plate 22 of the cavity substrate 2 are bonded together. It is configured.

本実施の形態1における静電アクチュエータは、弾性変形可能な一方の対向部材である上記振動板22と、この振動板22にSiO2 膜(絶縁膜)26aおよび一定の間隙(ギャップ)Gを介して対向配置された他方の対向部材である上記個別電極31と、これら個別電極31と振動板22との間に駆動電圧を印加し静電気力を発生させる駆動制御回路4とを備え、さらに図2及び図3に示すように、振動板22の下面に形成されたSiO2 膜(絶縁膜)26aの表面及び個別電極31の表面にはヘキサメチルジシラザン(HMDS)で構成された疎水化膜29が形成されている。
以下、このインクジェットヘッド10を構成する各基板の構成について説明する。
The electrostatic actuator according to the first embodiment includes the diaphragm 22 as one opposing member that can be elastically deformed, and an SiO 2 film (insulating film) 26a and a certain gap (gap) G in the diaphragm 22. 2 and the above-mentioned individual electrode 31 that is the other opposing member, and a drive control circuit 4 that applies a drive voltage between the individual electrode 31 and the diaphragm 22 to generate an electrostatic force, and further includes FIG. As shown in FIG. 3, a hydrophobic film 29 made of hexamethyldisilazane (HMDS) is formed on the surface of the SiO 2 film (insulating film) 26 a formed on the lower surface of the diaphragm 22 and the surface of the individual electrode 31. Is formed.
Hereinafter, the configuration of each substrate constituting the inkjet head 10 will be described.

ノズル基板1は、例えば厚さ100μmのシリコン基板から作製されており、複数のインクノズル11が形成されている。各インクノズル11には、図2に示すように、ノズル基板1の表面に対して垂直な筒状の噴射口部分11aと、噴射口部分11aと同軸上に設けられ噴射口部分11aよりも径(あるいは横断面積)の大きい導入口部分11bとが設けられている。このようにインクノズル11を2段の孔を持つ構造とすることにより、インク液滴の吐出方向をインクノズル11の中心軸方向に揃えることができ、安定したインク吐出特性を発揮させることができる。すなわち、インク液滴の飛翔方向のばらつきがなくなり、またインク液滴の飛び散りがなく、インク液滴の吐出量のばらつきを抑制することができる。
また、ノズル基板1の図2において下面(キャビティ基板2との接合側の面)にはインク流路の一部を形成する細溝状のオリフィス13が設けられている。
The nozzle substrate 1 is made of, for example, a silicon substrate having a thickness of 100 μm, and a plurality of ink nozzles 11 are formed. As shown in FIG. 2, each ink nozzle 11 has a cylindrical ejection port portion 11a perpendicular to the surface of the nozzle substrate 1, and is provided coaxially with the ejection port portion 11a and has a diameter larger than that of the ejection port portion 11a. An inlet part 11b having a large (or cross-sectional area) is provided. Thus, by making the ink nozzle 11 have a two-stage hole, the ink droplet ejection direction can be aligned with the central axis direction of the ink nozzle 11, and stable ink ejection characteristics can be exhibited. . That is, there is no variation in the flying direction of the ink droplets, there is no scattering of the ink droplets, and variations in the ejection amount of the ink droplets can be suppressed.
Further, in FIG. 2 of the nozzle substrate 1, a narrow groove-like orifice 13 that forms a part of the ink flow path is provided on the lower surface (the surface on the bonding side with the cavity substrate 2).

キャビティ基板2は、例えば厚さ180μmのSi基板から作製されている。このシリコン基板に異方性ウェットエッチングを施すことにより、インク流路のインク室(吐出室)21およびリザーバ23を構成するための凹部24、25が形成される。凹部24は前記インクノズル11に対応する位置に独立に複数形成される。したがって、図2に示すようにノズル基板1とキャビティ基板2を接合した際、各凹部24はインク室21を構成し、それぞれインクノズル11に連通しており、またインク供給口である前記オリフィス13ともそれぞれ連通している。そして、インク室21(凹部24)の底壁が前記振動板22となっている。なお、この振動板22はシリコン基板に高濃度のボロンを所要の厚さで拡散することにより形成したボロンドープ層により構成されている。振動板22をボロンドープ層で構成することにより、ボロンドープ層の面でエッチングストップが十分に働くため、振動板22の面荒れを抑制でき、かつその厚さを高精度に加工することができる。ここで、本発明は、ボロンドープ層を形成する際に用いる拡散源に特徴を有するものであり、その詳細については後述する。   The cavity substrate 2 is made of, for example, a Si substrate having a thickness of 180 μm. By performing anisotropic wet etching on the silicon substrate, recesses 24 and 25 for forming the ink chamber (discharge chamber) 21 and the reservoir 23 of the ink flow path are formed. A plurality of recesses 24 are independently formed at positions corresponding to the ink nozzles 11. Therefore, when the nozzle substrate 1 and the cavity substrate 2 are joined as shown in FIG. 2, each concave portion 24 constitutes an ink chamber 21 and communicates with the ink nozzle 11 respectively, and the orifice 13 serving as an ink supply port. Both communicate with each other. The bottom wall of the ink chamber 21 (recess 24) serves as the diaphragm 22. The diaphragm 22 is composed of a boron-doped layer formed by diffusing high-concentration boron with a required thickness on a silicon substrate. By configuring the diaphragm 22 with a boron-doped layer, etching stop sufficiently works on the surface of the boron-doped layer, so that the surface roughness of the diaphragm 22 can be suppressed and the thickness thereof can be processed with high accuracy. Here, the present invention is characterized by the diffusion source used when forming the boron-doped layer, and details thereof will be described later.

他方の凹部25は、液状材料のインクを貯留するためのものであり、各インク室21に共通のリザーバ(共通インク室)23を構成する。そして、リザーバ23(凹部25)はそれぞれオリフィス13を介して全てのインク室21に連通している。また、リザーバ23の底部には後述する電極基板3を貫通する孔が設けられ、この孔のインク供給孔34を通じて図示しないインクカートリッジからインクが供給されるようになっている。   The other concave portion 25 is for storing liquid material ink, and constitutes a common reservoir (common ink chamber) 23 for each ink chamber 21. The reservoirs 23 (recesses 25) communicate with all the ink chambers 21 through the orifices 13, respectively. Further, a hole penetrating the electrode substrate 3 described later is provided in the bottom of the reservoir 23, and ink is supplied from an ink cartridge (not shown) through the ink supply hole 34 of the hole.

また、キャビティ基板2の全面もしくは少なくとも電極基板3と対向する面には熱酸化やCVD(Chemical Vapor Deposition)、スパッタリングによりSiO2 膜(絶縁膜)26aが膜厚0.1μmで施されている。このSiO2 膜(絶縁膜)26aは、インクジェットヘッドを駆動させた時の絶縁破壊や短絡を防止する目的で設けられる。さらに、このSiO2 膜(絶縁膜)26aの表面には、疎水化膜29が形成されている。
キャビティ基板2の上面すなわちノズル基板1と対向する面(インク室21、リザーバ23の内面を含む)には、SiO2 膜(インク保護膜)26bが形成されている。このSiO2 膜(インク保護膜)26bは、インクにより流路の腐食を防ぐために設けられている。
An SiO 2 film (insulating film) 26a having a thickness of 0.1 μm is applied to the entire surface of the cavity substrate 2 or at least the surface facing the electrode substrate 3 by thermal oxidation, CVD (Chemical Vapor Deposition), or sputtering. The SiO 2 film (insulating film) 26a is provided for the purpose of preventing dielectric breakdown and short circuit when the ink jet head is driven. Further, a hydrophobic film 29 is formed on the surface of the SiO 2 film (insulating film) 26a.
On the upper surface of the cavity substrate 2, that is, the surface facing the nozzle substrate 1 (including the inner surfaces of the ink chamber 21 and the reservoir 23), an SiO 2 film (ink protective film) 26b is formed. This SiO 2 film (ink protective film) 26b is provided to prevent corrosion of the flow path by ink.

電極基板3は、例えば厚さ約1mmのガラス基板から作製される。中でも、キャビティ基板2のシリコン基板と熱膨張係数の近い硼珪酸系の耐熱硬質ガラスを用いるのが適している。これは、電極基板3とキャビティ基板2を陽極接合する際、両基板の熱膨張係数が近いため、電極基板3とキャビティ基板2との間に生じる応力を低減することができ、その結果剥離等の問題を生じることなく電極基板3とキャビティ基板2を強固に接合することができるからである。なお、電極基板3にはキャビティ基板2と同じ材料のシリコン基板を用いてもよい。   The electrode substrate 3 is made from a glass substrate having a thickness of about 1 mm, for example. Among them, it is suitable to use a borosilicate heat-resistant hard glass having a thermal expansion coefficient close to that of the silicon substrate of the cavity substrate 2. This is because when the electrode substrate 3 and the cavity substrate 2 are anodically bonded, the thermal expansion coefficients of the two substrates are close to each other, so that the stress generated between the electrode substrate 3 and the cavity substrate 2 can be reduced. This is because the electrode substrate 3 and the cavity substrate 2 can be firmly bonded without causing the above problem. The electrode substrate 3 may be a silicon substrate made of the same material as the cavity substrate 2.

電極基板3には、キャビティ基板2の各振動板22に対向する面の位置にそれぞれ凹部32が設けられている。凹部32は、エッチングにより深さ約0.2μmで形成されている。そして、各凹部32内には、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウム錫酸化物)からなる個別電極31が、例えば0.1μmの厚さでスパッタにより形成されている。また、ギャップGの開放端部は、例えばSiO2 やエポキシ接着剤等からなる封止材27によって気密に封止される。これにより、湿気や塵埃等がギャップへ侵入するのを防止することができ、インクジェットヘッド10の信頼性を高く保持することができる。なお、個別電極31の表面にもHMDSからなる疎水化膜29が形成されている(図2及び図3参照)。 The electrode substrate 3 is provided with a recess 32 at a position on the surface of the cavity substrate 2 facing each diaphragm 22. The recess 32 is formed to a depth of about 0.2 μm by etching. And in each recessed part 32, the individual electrode 31 which consists of ITO (Indium Tin Oxide: Indium tin oxide), for example is formed by the thickness of 0.1 micrometer, for example. The open end of the gap G is hermetically sealed with a sealing material 27 made of, for example, SiO 2 or an epoxy adhesive. Thereby, moisture, dust, etc. can be prevented from entering the gap, and the reliability of the inkjet head 10 can be kept high. A hydrophobic film 29 made of HMDS is also formed on the surface of the individual electrode 31 (see FIGS. 2 and 3).

個別電極31は、リード部31aと、フレキシブル配線基板(図示せず)に接続される端子部31bとを有する。端子部31bは、フレキシブル配線基板の接続を容易にするためにキャビティ基板2の後端部が開口された電極取り出し部35内に露出している。   The individual electrode 31 has a lead part 31a and a terminal part 31b connected to a flexible wiring board (not shown). The terminal portion 31b is exposed in the electrode extraction portion 35 in which the rear end portion of the cavity substrate 2 is opened in order to facilitate connection of the flexible wiring board.

次に、以上のように構成されるインクジェットヘッド10の動作を説明する。
駆動制御回路4は、個別電極31に電荷の供給および停止を制御する発振回路である。この発振回路は例えば24kHzで発振し、個別電極31に例えば0Vと30Vのパルス電位を印加して電荷供給を行う。発振回路が駆動し、個別電極31に電荷を供給して正に帯電させると、個別電極31と振動板22間に静電気力(クーロン力)が発生する。したがって、この静電気力により振動板22は個別電極31に引き寄せられて撓む(変位する)。これによってインク室21の容積が増大する。そして、個別電極31への電荷の供給を止めると振動板22はその弾性力により元に戻り、その際、インク室21の容積が急激に減少するため、そのときの圧力によりインク室21内のインクの一部がインク液滴としてインクノズル11より吐出する。振動板22が次に同様に変位すると、インクがリザーバ23からオリフィス13を通じてインク室21内に補給される。
なお、インクジェットヘッド10で使用されるインクとしては、水、アルコール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。
Next, the operation of the inkjet head 10 configured as described above will be described.
The drive control circuit 4 is an oscillation circuit that controls the supply and stop of charges to the individual electrodes 31. This oscillation circuit oscillates at, for example, 24 kHz, and supplies electric charges by applying pulse potentials of, for example, 0 V and 30 V to the individual electrodes 31. When the oscillation circuit is driven and charges are supplied to the individual electrode 31 to be positively charged, an electrostatic force (Coulomb force) is generated between the individual electrode 31 and the diaphragm 22. Therefore, the diaphragm 22 is attracted to the individual electrode 31 by this electrostatic force and bends (displaces). As a result, the volume of the ink chamber 21 increases. When the supply of electric charges to the individual electrodes 31 is stopped, the diaphragm 22 returns to its original state due to its elastic force, and at this time, the volume of the ink chamber 21 is rapidly reduced. Part of the ink is ejected from the ink nozzle 11 as ink droplets. Next, when the vibration plate 22 is similarly displaced, ink is supplied from the reservoir 23 through the orifice 13 into the ink chamber 21.
The ink used in the inkjet head 10 is prepared by dissolving or dispersing a surfactant such as ethylene glycol and a dye or pigment in a main solvent such as water or alcohol.

次に、図4〜図6を参照して実施の形態1に係る静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの製造工程を説明する。図4は、キャビティ基板の製造工程図、図5は、ボロン拡散方法図、図6は、図4に続く液滴吐出ヘッドの製造工程図である。ここでは、B23を主成分としたボロン拡散源を用いて、2μmの振動板を形成する場合について詳細に説明する。
(a)先ず、(110)を面方位とするSi基板41の両面(Cav面41a、Dope面41b)を鏡面研磨し、180μmの厚みの基板を作製する。
(b)Si基板41を熱酸化炉にセットし、酸素及び水蒸気雰囲気中で摂氏1100℃、4時間で熱酸化処理を施し、Si基板41のCav面41a及びDope面41bに酸化膜(SiO2)42を1.2μm成膜する。
(c)次いで、ボロンドープ層を形成するDope面41bの酸化膜42を剥離するため、Si基板41のCav面41aにレジストをコートし、レジストを保護膜としてDope面41bの酸化膜42をフッ酸水溶液にてエッチング除去し、エッチング後、レジストを剥離する。
Next, a manufacturing process of the droplet discharge head including the electrostatic actuator according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 4 is a manufacturing process diagram of a cavity substrate, FIG. 5 is a boron diffusion method diagram, and FIG. 6 is a manufacturing process diagram of a droplet discharge head following FIG. Here, a case where a 2 μm diaphragm is formed using a boron diffusion source mainly composed of B 2 O 3 will be described in detail.
(A) First, both surfaces (Cav surface 41a, Dope surface 41b) of the Si substrate 41 having a plane orientation of (110) are mirror-polished to produce a substrate having a thickness of 180 μm.
(B) The Si substrate 41 is set in a thermal oxidation furnace, subjected to thermal oxidation treatment at 1100 ° C. for 4 hours in an oxygen and water vapor atmosphere, and an oxide film (SiO 2) is formed on the Cav surface 41a and the Dope surface 41b of the Si substrate 41. ) 42 is formed to a thickness of 1.2 μm.
(C) Next, in order to remove the oxide film 42 on the Dope surface 41b forming the boron doped layer, a resist is coated on the Cav surface 41a of the Si substrate 41, and using the resist as a protective film, the oxide film 42 on the Dope surface 41b is hydrofluoric acid. Etching is removed with an aqueous solution, and the resist is removed after etching.

(d)次に、Si基板41のボロンドープ層を形成するDope面41bにボロンをドープする。すなわち、図5に示すように、固体の拡散源51を、材質がSiCの支持基板52と重ねて石英ボート54にセットし、拡散源51と2.5mm隔てて、Dope面41bと拡散源51を対向させてセットする。Si基板41の上方にボロンの回り込みを防止するためにダミーシリコン基板53をセットする。縦型炉に石英ボート54をセットし、炉内を窒素雰囲気にし、温度を摂氏1100℃に上昇させ、そのまま温度を6時間保持し、ボロンをSi基板41中に拡散させ、ボロンドープ層43を形成する。 (D) Next, boron is doped into the Dope surface 41b on which the boron doped layer of the Si substrate 41 is formed. That is, as shown in FIG. 5, a solid diffusion source 51 is set on a quartz boat 54 so as to overlap with a support substrate 52 made of SiC, and is separated from the diffusion source 51 by 2.5 mm, and the Dope surface 41b and the diffusion source 51 are separated. Set with facing each other. A dummy silicon substrate 53 is set above the Si substrate 41 in order to prevent boron from entering. A quartz boat 54 is set in a vertical furnace, the inside of the furnace is put into a nitrogen atmosphere, the temperature is raised to 1100 ° C., the temperature is maintained for 6 hours, and boron is diffused into the Si substrate 41 to form a boron doped layer 43. To do.

ボロンドープ層43のSi基板41のDope面41bにはボロン化合物が形成されるが(図示なし)、酸素及び水蒸気雰囲気中、摂氏600℃の条件で1時間30分酸化することで、フッ酸水溶液によるエッチングが可能なB23+SiO2に化学変化させることができる。B23+SiO2に化学変化させた状態で、Cav面41aにレジストをコートし、レジストを保護膜としてB23+SiO2をフッ酸水溶液にてエッチング除去し、エッチング後、レジストを剥離する。 A boron compound is formed on the Dope surface 41b of the Si substrate 41 of the boron doped layer 43 (not shown). By oxidizing in an oxygen and water vapor atmosphere at 600 ° C. for 1 hour and 30 minutes, an aqueous hydrofluoric acid solution is used. It can be chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 which can be etched. In a state where it is chemically changed to B 2 O 3 + SiO 2 , a resist is coated on the Cav surface 41a, and B 2 O 3 + SiO 2 is removed by etching with a hydrofluoric acid solution using the resist as a protective film. After etching, the resist is peeled off. To do.

ここで、本発明では、Si基板41の表面(Dope面41b)に金属不純物が析出されるのを防止することを目的に、金属不純物含有量を制限した拡散源51を用いている。具体的にはB23を主成分とし、金属不純物含有量をNi含有量:2.0ppm以下,Cu含有量:0.5ppm以下,Rh含有量:0.44ppm以下,Fe含有量:2.0ppm以下,Cr含有量:2.0ppm以下,Zn含有量:2.0ppm以下と規定した固体の拡散源を用いている。かかる拡散源51を用いることにより、後工程の高温の熱プロセス(後述の(e)工程と(i)工程)を行っても、金属不純物の析出が防止可能となっている。 Here, in the present invention, the diffusion source 51 with a limited metal impurity content is used for the purpose of preventing metal impurities from being deposited on the surface (Dope surface 41b) of the Si substrate 41. Specifically, the main component is B 2 O 3 , and the metal impurity content is Ni content: 2.0 ppm or less, Cu content: 0.5 ppm or less, Rh content: 0.44 ppm or less, Fe content: 2 A solid diffusion source specified as 0.0 ppm or less, Cr content: 2.0 ppm or less, and Zn content: 2.0 ppm or less is used. By using such a diffusion source 51, it is possible to prevent deposition of metal impurities even when a high-temperature thermal process (step (e) and step (i) described later) is performed later.

(e)次に、Si基板41を熱酸化炉にセットして酸素及び水蒸気雰囲気にし、摂氏1100℃の温度で4時間熱酸化処理を施し、Si基板41の表面に1.2μmのSiO2膜44を形成する。
(f)そして、そのSi基板41の両面にレジストをコーティングし、Cav面41a側に吐出室等を作り込むためのレジスト45をパターニングする。
(g)レジスト45をパターニングしたCav面41aをフッ酸水溶液でエッチングしてSiO2膜44をパターニングし、その後、Si基板41の両面のレジスト45を剥離する。これにより、SiO2膜44においてレジストがコーティングされていた部分が残留し、次の(h)のエッチング工程のマスクパターンとなる。
(h)そのマスクパターンを有するSi基板41を35wt%の高濃度の水酸化カリウム水溶液に浸し、Siエッチングを行い、エッチング部Si厚みが10μmになるまでエッチング継続する。その後は、Si基板41を3wt%の低濃度の水酸化カリウム水溶液に浸してSiエッチングを行い、ボロンドープ層43に達した時エッチングがストップしてボロンドープ層43が残留する。このボロンドープ層43の厚みは2μmで、振動板22となる。
(i)そして、Si基板41に残留したSiO2膜44をフッ酸水溶液でエッチング除去し、その後、Si基板41の表面に熱酸化(摂氏1000℃,5時間)によって、0.1μmのSiO2膜(絶縁膜)26aとSiO2膜(インク保護膜)26bを形成する。
以上の工程により、キャビティ基板2が形成される。
(E) Next, the Si substrate 41 is set in a thermal oxidation furnace to be in an oxygen and water vapor atmosphere, subjected to thermal oxidation treatment at a temperature of 1100 ° C. for 4 hours, and a 1.2 μm SiO 2 film on the surface of the Si substrate 41 44 is formed.
(F) Then, a resist is coated on both surfaces of the Si substrate 41, and a resist 45 for forming a discharge chamber or the like is patterned on the Cav surface 41a side.
(G) The Cav surface 41a patterned with the resist 45 is etched with a hydrofluoric acid aqueous solution to pattern the SiO 2 film 44, and then the resist 45 on both surfaces of the Si substrate 41 is peeled off. As a result, the resist-coated portion of the SiO 2 film 44 remains and becomes a mask pattern for the next etching step (h).
(H) The Si substrate 41 having the mask pattern is immersed in a 35 wt% high-concentration potassium hydroxide aqueous solution, Si etching is performed, and etching is continued until the etching portion Si thickness becomes 10 μm. Thereafter, Si etching is performed by immersing the Si substrate 41 in a 3 wt% low-concentration potassium hydroxide aqueous solution. When reaching the boron doped layer 43, the etching is stopped and the boron doped layer 43 remains. The boron doped layer 43 has a thickness of 2 μm and becomes the diaphragm 22.
(I) Then, a SiO 2 film 44 remaining on the Si substrate 41 was removed by etching with hydrofluoric acid aqueous solution, then, thermal oxidation on the surface of the Si substrate 41 (Celsius 1000 ° C., 5 hours) by, 0.1 [mu] m SiO 2 A film (insulating film) 26a and a SiO 2 film (ink protective film) 26b are formed.
Through the above steps, the cavity substrate 2 is formed.

(j)そして、ホウ珪酸ガラス基板において振動板22に対向する位置に凹部32が設けられ、その凹部32底面にITOからなる個別電極31が形成された電極基板3とキャビティ基板2を陽極接合し、その後、静電アクチュエータ内を、例えば特開平11−115189号公報等に開示されるような、従来公知の方法でHMDS処理,封止を行い、疎水化膜29を形成する。
(k)その後、ノズル穴等形成されたノズル基板1を接着剤等にてキャビティ基板2上に接合し、ヘッドチップ単位に切断する。
(J) The cavity substrate 2 is anodic bonded to the electrode substrate 3 and the cavity substrate 2 in which the recess 32 is provided at a position facing the diaphragm 22 in the borosilicate glass substrate, and the individual electrode 31 made of ITO is formed on the bottom surface of the recess 32. Thereafter, the inside of the electrostatic actuator is subjected to HMDS treatment and sealing by a conventionally known method as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 11-115189, and the hydrophobic film 29 is formed.
(K) Thereafter, the nozzle substrate 1 formed with nozzle holes or the like is bonded onto the cavity substrate 2 with an adhesive or the like, and cut into head chips.

ここで、本発明では、ボロンドープ層43の形成に際し、上述したように、B23を主成分とし、金属不純物含有量が規定された(Ni含有量:2.0ppm以下,Cu含有量:0.5ppm以下,Rh含有量:0.44ppm以下,Fe含有量:2.0ppm以下,Cr含有量:2.0ppm以下,Zn含有量:2.0ppm以下)固体の拡散源51(4インチ、厚さ2mm)を用いている。前記規定された金属不純物含有量において、Rh含有量のみ変化させた固体の拡散源51を用いて、上記(e)のパターニング用熱酸化膜形成工程と、上記(i)の熱酸化による絶縁膜形成工程を実施し、金属不純物析出によるSi結晶欠陥及び重合物質発生による振動板動作阻害発生有無、吐出評価の実験を行った。各実験水準における評価ウェハ枚数は各n=13枚ずつで実施し、その結果を図7に示す。Rh含有量0.44ppm以下(実験水準(1)、(2)、(3))においては、金属不純物析出によるSi結晶欠陥及び重合物質発生による振動板動作阻害は発生しないことが確認された。このように、金属不純物の析出が見られず、Si結晶欠陥の無いシリコン基板では、Si結晶欠陥部のSiO2 膜(絶縁膜)の絶縁耐圧低下といった問題が生じないため、振動板当接・離脱時の電荷の移動(放電)を防止することが可能である。したがって、HMDSからなる疎水化膜29、ギャップ内浮遊物質(未反応HMDS,NH3 ,中間生成物)の結合の手が破断されることによる重合物質の生成・成長を防止することができ、重合物質による振動板動作の阻害といった問題を回避することができる。また、上記拡散源51を用いてボロンドープ層43が形成されたキャビティ基板2を用いて製造された液滴吐出ヘッドの吐出能力検査においても、正常吐出が確認された。 Here, in the present invention, when the boron doped layer 43 is formed, as described above, B 2 O 3 is the main component and the metal impurity content is defined (Ni content: 2.0 ppm or less, Cu content: 0.5 ppm or less, Rh content: 0.44 ppm or less, Fe content: 2.0 ppm or less, Cr content: 2.0 ppm or less, Zn content: 2.0 ppm or less) Solid diffusion source 51 (4 inches, 2 mm thick) is used. Using the solid diffusion source 51 in which only the Rh content is changed at the specified metal impurity content, the patterning thermal oxide film forming step (e) and the insulating film by thermal oxidation (i) above The formation process was carried out, and an experiment was conducted to evaluate whether or not a Si crystal defect due to metal impurity precipitation and the occurrence of diaphragm operation inhibition due to the generation of a polymerized substance were generated. The number of evaluation wafers at each experimental level was n = 13, and the results are shown in FIG. When the Rh content was 0.44 ppm or less (experimental levels (1), (2), (3)), it was confirmed that Si crystal defects due to metal impurity precipitation and diaphragm operation inhibition due to the generation of polymer substances did not occur. As described above, in the case of a silicon substrate in which no metal impurities are precipitated and there is no Si crystal defect, the problem of lowering the dielectric strength of the SiO 2 film (insulating film) in the Si crystal defect portion does not occur. It is possible to prevent the movement (discharge) of charges at the time of separation. Therefore, it is possible to prevent the formation and growth of the polymerized material by breaking the bond between the hydrophobized film 29 made of HMDS and the floating material in the gap (unreacted HMDS, NH 3 , intermediate product). Problems such as obstruction of diaphragm operation by substances can be avoided. Further, in the discharge capability inspection of the droplet discharge head manufactured using the cavity substrate 2 in which the boron doped layer 43 was formed using the diffusion source 51, normal discharge was confirmed.

これに対して、これに対して、Rh含有量0.90ppm以上(実験水準(4)、(5))においては、金属不純物析出(ここではRhが析出)によるSi結晶欠陥及び重合物質発生による振動板動作阻害の発生が確認され、吐出能力検査においても正常吐出が行えないことが確認された。   On the other hand, when the Rh content is 0.90 ppm or more (experimental levels (4) and (5)), it is caused by Si crystal defects and generation of polymer substances due to metal impurity precipitation (here, Rh is precipitated). Occurrence of diaphragm operation obstruction was confirmed, and it was confirmed that normal ejection could not be performed in the ejection capacity test.

以上に説明したように、本実施の形態1によれば、ボロン拡散源内の金属不純物含有量を制限することによって、Si結晶欠陥発生を抑制し(Si結晶欠陥部のSiO2 膜(絶縁膜)の絶縁耐圧低下の抑制)、振動板当接・離脱時の電荷の移動(放電)を抑制することが可能である。従って、HMDSからなる疎水化膜29、ギャップ内浮遊物質(未反応HMDS,NH3,中間生成物)の結合の手が破断されることによる重合物質の生成・成長を防止することができる。よって、重合物質による振動板動作の阻害といった問題を回避することが可能となり、安定した吐出特性及び駆動耐久性(信頼性)を有する静電アクチュエータ及びインクジェットヘッドを得ることができる。 As described above, according to the first embodiment, the generation of Si crystal defects is suppressed by limiting the metal impurity content in the boron diffusion source (SiO 2 film (insulating film) in the Si crystal defect portion). In addition, it is possible to suppress the movement (discharge) of electric charges when the diaphragm is brought into contact with or separated from the diaphragm. Accordingly, it is possible to prevent the formation / growth of the polymerized material due to the breakage of the bond between the hydrophobized film 29 made of HMDS and the gap floating material (unreacted HMDS, NH 3 , intermediate product). Therefore, it is possible to avoid the problem of obstructing the diaphragm operation by the polymer substance, and it is possible to obtain an electrostatic actuator and an inkjet head having stable ejection characteristics and driving durability (reliability).

なお、本例では、ボロン拡散源が固体の場合を例に説明したが、液体のボロン拡散源の場合であっても同様に上記効果を有することが可能である。   In this example, the case where the boron diffusion source is a solid has been described as an example. However, even in the case of a liquid boron diffusion source, the above-described effects can be similarly obtained.

実施の形態2.
実施の形態2は、実施の形態1におけるボロン拡散後の熱酸化プロセス{図4(e),(i)}を、CVD又はスパッタリングによって、低温(400℃以下)でSiO2膜を形成するようにしたものである(図示省略)。
このように低温での熱酸化プロセスを採用することにより金属不純物析出自体を抑えることができ、更なる品質安定化を図ることが可能となる。
Embodiment 2. FIG.
In the second embodiment, the thermal oxidation process {FIG. 4 (e), (i)} after boron diffusion in the first embodiment is performed by CVD or sputtering to form a SiO 2 film at a low temperature (400 ° C. or lower). (Not shown).
By adopting the thermal oxidation process at a low temperature in this way, metal impurity precipitation itself can be suppressed, and further quality stabilization can be achieved.

実施の形態3.
図8は、上述の実施の形態1,2で製造した静電アクチュエータを適用した液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の一例を示す図で、図8では、特にインクを吐出するインクジェット記録装置の例で示している。図8に示されるインクジェット記録装置100は、インクジェットプリンタであり、実施の形態1又は2の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド10の何れかを搭載している。このため、安定した吐出特性及び駆動耐久性(信頼性)を備え、安定して高品質の印字が可能なインクジェット記録装置100を得ることができる。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 8 is a diagram showing an example of a droplet discharge device including a droplet discharge head to which the electrostatic actuator manufactured in the first and second embodiments is applied. FIG. 8 shows an inkjet recording that particularly discharges ink. An example of the device is shown. An ink jet recording apparatus 100 shown in FIG. 8 is an ink jet printer, and is mounted with either of the droplet discharge heads 10 provided with the electrostatic actuator of the first or second embodiment. Therefore, it is possible to obtain the ink jet recording apparatus 100 that has stable ejection characteristics and driving durability (reliability) and can stably perform high-quality printing.

なお、実施の形態1又は2の静電アクチュエータは、液滴吐出ヘッドの他、ミラーデバイス等のアクチュエータにも適用できる。また、実施の形態1又は2の静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッド10は、図8に示すインクジェットプリンタの他に、吐出する液体を種々変更することで、カラーフィルタのマトリクスパターンの形成、有機EL表示装置の発光部の形成、生体液体試料の吐出等を行う液滴吐出装置にも適用することができる。   The electrostatic actuator according to the first or second embodiment can be applied to an actuator such as a mirror device in addition to the droplet discharge head. In addition to the inkjet printer shown in FIG. 8, the droplet discharge head 10 including the electrostatic actuator of Embodiment 1 or 2 can form a matrix pattern of a color filter by variously changing the liquid to be discharged. The present invention can also be applied to a droplet discharge device that forms a light emitting portion of an organic EL display device, discharges a biological liquid sample, and the like.

実施の形態1に係る静電アクチュエータを備えた液滴吐出ヘッドの分解図。2 is an exploded view of a droplet discharge head including the electrostatic actuator according to Embodiment 1. FIG. 吐出室の部分を長手方向に割断した部分の断面図。Sectional drawing of the part which cleaved the part of the discharge chamber in the longitudinal direction. 図3の静電アクチュエータ部の幅方向の拡大断面図。The expanded sectional view of the width direction of the electrostatic actuator part of FIG. 図1の液滴吐出ヘッドの製造工程図。FIG. 3 is a manufacturing process diagram of the droplet discharge head of FIG. 1. ボロン拡散方法の説明図。Explanatory drawing of the boron diffusion method. 図4に続く液滴吐出ヘッドの製造工程図。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of the droplet discharge head following FIG. 4. ボロン拡散源内の金属不純物含有による吐出影響実験結果を示す図。The figure which shows the discharge influence experiment result by the metal impurity containing in a boron diffusion source. 実施の形態1の液滴吐出ヘッドを備えた液滴吐出装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a droplet discharge device including the droplet discharge head according to the first embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノズル基板、 2 キャビティ基板、 3 電極基板、 4 駆動制御回路、 10 インクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)、 11 インクノズル、 13 オリフィス、 21 インク室、 22 振動板、 23 リザーバ、 26a SiO2膜(絶縁膜)、26b SiO2膜(インク保護膜)、27 封止材、 29 疎水化膜、 31 個別電極、 32 凹部、 34 インク供給孔、 35 電極取り出し部、 41 シリコン基板、 41a Cav面、 41b Dope面、 42 酸化膜、 43 ボロンドープ層、 44 SiO2膜、 45 レジスト、51 拡散源、 52 支持基板、 53 ダミーシリコン基板、 54 石英ボート。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nozzle substrate, 2 Cavity substrate, 3 Electrode substrate, 4 Drive control circuit, 10 Inkjet head (droplet discharge head), 11 Ink nozzle, 13 Orifice, 21 Ink chamber, 22 Vibration plate, 23 Reservoir, 26a SiO 2 film ( Insulating film), 26b SiO 2 film (ink protective film), 27 Sealing material, 29 Hydrophobized film, 31 Individual electrode, 32 Recessed part, 34 Ink supply hole, 35 Electrode extraction part, 41 Silicon substrate, 41a Cav surface, 41b Dope surface, 42 oxide film, 43 boron doped layer, 44 SiO 2 film, 45 resist, 51 diffusion source, 52 support substrate, 53 dummy silicon substrate, 54 quartz boat.

Claims (5)

ボロン拡散源を用いてSi基板の一方の面にボロンドープ層を形成する工程を有し、エッチングストップ技術により当該ボロンドープ層を振動板として形成する静電アクチュエータの製造方法において、
前記ボロンドープ層を形成する際のボロン拡散源に、B23を主成分とし、Rh含有量が0.44ppm以下のボロン拡散源を用いることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
In the method of manufacturing an electrostatic actuator, including a step of forming a boron doped layer on one surface of the Si substrate using a boron diffusion source, and forming the boron doped layer as a diaphragm by an etching stop technique,
A method for manufacturing an electrostatic actuator, wherein a boron diffusion source containing B 2 O 3 as a main component and having an Rh content of 0.44 ppm or less is used as a boron diffusion source when forming the boron doped layer.
ボロン拡散源を用いてSi基板の一方の面にボロンドープ層を形成する工程を有し、エッチングストップ技術により当該ボロンドープ層を振動板として形成する静電アクチュエータの製造方法において、
前記ボロンドープ層を形成する際のボロン拡散源に、B23を主成分とし、Ni含有量:2.0ppm以下,Cu含有量:0.5ppm以下,Rh含有量:0.40ppm以下,Fe含有量:2.0ppm以下,Cr含有量:2.0ppm以下,Zn含有量:2.0ppm以下のボロン拡散源を用いることを特徴とする静電アクチュエータの製造方法。
In the method of manufacturing an electrostatic actuator, including a step of forming a boron doped layer on one surface of the Si substrate using a boron diffusion source, and forming the boron doped layer as a diaphragm by an etching stop technique,
The boron diffusion source for forming the boron doped layer is mainly composed of B 2 O 3 , Ni content: 2.0 ppm or less, Cu content: 0.5 ppm or less, Rh content: 0.40 ppm or less, Fe A method for producing an electrostatic actuator, comprising using a boron diffusion source having a content of 2.0 ppm or less, a Cr content of 2.0 ppm or less, and a Zn content of 2.0 ppm or less.
ボロン拡散後に前記Si基板に酸化膜を形成する工程を有し、該酸化膜形成工程では、CVD又はスパッタリングによる低温成膜により前記酸化膜を形成することを特徴とする請求項1又は請求項2の何れかに記載の静電アクチュエータの製造方法。   3. The method according to claim 1, further comprising the step of forming an oxide film on the Si substrate after boron diffusion, wherein the oxide film is formed by low-temperature film formation by CVD or sputtering. The manufacturing method of the electrostatic actuator in any one of. 請求項1乃至請求項3の何れかに記載の静電アクチュエータの製造方法を適用して液滴吐出ヘッドを製造することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。   A method for manufacturing a droplet discharge head, wherein the method for manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1 is applied to manufacture a droplet discharge head. 請求項4記載の液滴吐出ヘッドの製造方法を適用して液滴吐出装置を製造することを特徴とする液滴吐出装置の製造方法。
A method for manufacturing a droplet discharge device, wherein the droplet discharge device is manufactured by applying the method for manufacturing a droplet discharge head according to claim 4.
JP2006164339A 2006-06-14 2006-06-14 Method for manufacturing electrostatic actuator, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device Expired - Fee Related JP4876723B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006164339A JP4876723B2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Method for manufacturing electrostatic actuator, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006164339A JP4876723B2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Method for manufacturing electrostatic actuator, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007336660A true JP2007336660A (en) 2007-12-27
JP4876723B2 JP4876723B2 (en) 2012-02-15

Family

ID=38935591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006164339A Expired - Fee Related JP4876723B2 (en) 2006-06-14 2006-06-14 Method for manufacturing electrostatic actuator, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4876723B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114899091A (en) * 2022-03-28 2022-08-12 江苏晟驰微电子有限公司 Diffusion process for manufacturing voltage stabilizing tube and diffusion equipment thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09181010A (en) * 1995-12-26 1997-07-11 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Coating liquid for boron diffusion
JP2002539615A (en) * 1999-03-11 2002-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング Dopant paste for forming p, p + and n, n + regions in a semiconductor
JP2006082380A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Seiko Epson Corp Liquid droplet discharge head, liquid droplet discharge device, and manufacturing method for liquid droplet discharge head

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09181010A (en) * 1995-12-26 1997-07-11 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Coating liquid for boron diffusion
JP2002539615A (en) * 1999-03-11 2002-11-19 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフトング Dopant paste for forming p, p + and n, n + regions in a semiconductor
JP2006082380A (en) * 2004-09-16 2006-03-30 Seiko Epson Corp Liquid droplet discharge head, liquid droplet discharge device, and manufacturing method for liquid droplet discharge head

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114899091A (en) * 2022-03-28 2022-08-12 江苏晟驰微电子有限公司 Diffusion process for manufacturing voltage stabilizing tube and diffusion equipment thereof
CN114899091B (en) * 2022-03-28 2023-10-03 江苏晟驰微电子有限公司 Diffusion process and diffusion equipment for manufacturing voltage stabilizing tube

Also Published As

Publication number Publication date
JP4876723B2 (en) 2012-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20070126805A1 (en) Liquid drop discharge head and method of manufacturing the same
JP5332275B2 (en) Silicon nozzle substrate manufacturing method, droplet discharge head manufacturing method, and droplet discharge apparatus manufacturing method
JP2007202337A (en) Electrostatic actuator, liquid drop discharge head, liquid drop discharge apparatus, electrostatic driving device, and manufacturing method of these
JP4876723B2 (en) Method for manufacturing electrostatic actuator, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge device
JP2010241063A (en) Liquid drop jet head, liquid drop jet device, and method for manufacturing nozzle substrate
JP2009178948A (en) Nozzle substrate, method of manufacturing nozzle substrate, droplet ejection head and droplet ejector
JP2007276307A (en) Droplet discharge head, droplet discharge apparatus, method for manufacturing droplet discharge head, and method for manufacturing droplet discharge apparatus,
JP2008279707A (en) Manufacturing method for nozzle substrate, liquid droplet ejection head and liquid droplet ejector
JP5515382B2 (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, and manufacturing method thereof
JP2008194915A (en) Method for manufacturing liquid droplet discharge head, and liquid droplet discharge head
JP2008114462A (en) Method for manufacturing nozzle substrate, method for manufacturing liquid droplet jet head, method for manufacturing liquid droplet jet device, nozzle substrate, liquid droplet jet head, and liquid droplet jet device
JP2009119699A (en) Mask substrate, its manufacturing method, liquid droplet ejection head, and manufacturing method of liquid droplet ejection device
JP2007182009A (en) Manufacturing method for nozzle base plate, liquid droplet ejection head and liquid droplet ejector
JP2006198821A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head, droplet discharge device, device, electrostatic actuator manufacturing method, droplet discharge head manufacturing method, droplet discharge device manufacturing method and device manufacturing method
JP2010131759A (en) Method of manufacturing electrostatic actuator, method of manufacturing liquid-droplet ejecting head, and method of manufacturing liquid-droplet ejecting apparatus
JP2007098754A (en) Electrostatic actuator, liquid droplet ejection head and manufacturing method for them
JP2008179093A (en) Method for manufacturing liquid droplet discharge head
JP2007174857A (en) Electrostatic actuator, droplet ejection head and their manufacturing processes
JP2007210241A (en) Electrostatic actuator, droplet discharge head and those manufacturing methods
JP4701935B2 (en) Method for manufacturing droplet discharge head
JP2007290272A (en) Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejector, manufacturing method for liquid droplet ejection head and manufacturing method for liquid droplet ejector
JP2009248443A (en) Nozzle substrate formed of silicon, liquid droplet delivering head, liquid droplet delivering apparatus, method for manufacturing nozzle substrate formed of silicon, method for manufacturing liquid droplet delivering head, and method for manufacturing liquid droplet delivering apparatus
JP2010240853A (en) Liquid droplet delivering head, liquid droplet delivering apparatus, and method for manufacturing nozzle substrate
JP2009006617A (en) Electrostatic actuator, liquid droplet discharge head, liquid droplet discharge device, manufacturing method of electrostatic actuator, manufacturing method of liquid droplet discharge head, and manufacturing method of liquid droplet discharge device
JP2007290270A (en) Liquid droplet ejection head, liquid droplet ejector, manufacturing method for liquid droplet ejection head and manufacturing method for liquid droplet ejector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080630

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110310

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110506

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111101

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111114

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141209

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees