JP2018192719A - Substrate for liquid discharge head and liquid discharge head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体を吐出する液体吐出ヘッド用の基板に関し、特に熱エネルギーによって液体を吐出する液体吐出ヘッド用の基板及び液体吐出ヘッドに関する。 The present invention relates to a substrate for a liquid discharge head that discharges liquid, and more particularly to a substrate for a liquid discharge head that discharges liquid by thermal energy and a liquid discharge head.
熱エネルギーを用いたいわゆるサーマル式のインクジェットプリンタに用いるインクジェットヘッドは、高速化、高寿命化が求められており、それに伴いインクジェットヘッドに用いられる発熱抵抗体の経時的な抵抗値の変化量の抑制が求められている。インクジェットヘッドの動作の高速化には、インクジェットヘッドに用いられる発熱抵抗体の抵抗値を高く(高抵抗化)する必要があるが、発熱抵抗体が高抵抗になるほど抵抗値の変化量は大きくなる。また、インクジェットヘッドの長寿命化によっても、発熱抵抗体の抵抗値の変化量は大きくなる。発熱抵抗体の抵抗値の変化量が大きくなる原因の1つとして、発熱抵抗体が水分や酸素で酸化されることが挙げられる。 Ink-jet heads used in so-called thermal-type ink-jet printers that use thermal energy are required to have higher speed and longer life, and as a result, the amount of change in resistance value over time of the heating resistors used in ink-jet heads is suppressed. Is required. In order to increase the speed of the operation of the ink jet head, it is necessary to increase the resistance value of the heating resistor used in the ink jet head (high resistance). However, as the resistance of the heating resistor increases, the amount of change in the resistance value increases. . In addition, the amount of change in the resistance value of the heating resistor also increases as the life of the inkjet head increases. One of the causes that the amount of change in the resistance value of the heating resistor increases is that the heating resistor is oxidized by moisture or oxygen.
特許文献1に記載された発明では、発熱抵抗体の直下に分断した窒化シリコンの酸化防止層を形成することで、発熱抵抗体の裏面からの酸化を抑制できるとされている。 In the invention described in Patent Document 1, it is said that the oxidation from the back surface of the heating resistor can be suppressed by forming a silicon nitride antioxidant layer divided immediately below the heating resistor.
しかしながら、高抵抗な発熱抵抗体を長寿命で駆動させるためには、発熱抵抗体の抵抗値変化を一層抑えることが求められるため、発熱抵抗体の表面(上面)と裏面(下面)の両側からの酸化を抑制する必要がある。 However, in order to drive a high-resistance heating resistor with a long life, it is required to further suppress changes in the resistance value of the heating resistor, so from both sides of the surface (upper surface) and back surface (lower surface) of the heating resistor. It is necessary to suppress the oxidation of.
特許文献1に記載された発明のように、分断した窒化シリコンを形成すれば、インク保護層に段差が生じるためインク等由来の水分や酸素が段差側壁部から侵入し、発熱抵抗体の上面からの酸化の影響が大きくなる。長期間にわたって正常なインク吐出を行うためには、このような酸化を抑制し、発熱抵抗体の抵抗値変化を抑えることが求められる。 If the divided silicon nitride is formed as in the invention described in Patent Document 1, a step is generated in the ink protective layer, so that moisture or oxygen derived from the ink or the like enters from the side wall of the step, and from the upper surface of the heating resistor. The effect of oxidation becomes larger. In order to perform normal ink ejection over a long period of time, it is required to suppress such oxidation and suppress a change in resistance value of the heating resistor.
上記の課題に鑑み、本発明の目的は、発熱抵抗体の上面及び下面からの酸化を抑制し、長期に亘って安定した液体吐出が可能な液体吐出ヘッド用基板及び液体吐出ヘッドを提供することである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid discharge head substrate and a liquid discharge head capable of suppressing the oxidation from the upper surface and the lower surface of a heating resistor and stably discharging liquid over a long period of time. It is.
上述のような課題を解決するための本発明の液体吐出ヘッド用基板は、
基体と、前記基体の上に配置された電極配線と、前記電極配線の上に配置された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜の上に配置された発熱抵抗体と、前記発熱抵抗体の上に配置された保護層と、を有し、
前記層間絶縁膜は上面が平坦化されており、酸化抑制層が前記発熱抵抗体の下方に配置されている。
The substrate for a liquid discharge head of the present invention for solving the above-described problems is
A base, an electrode wiring disposed on the base, an interlayer insulating film disposed on the electrode wiring, a heating resistor disposed on the interlayer insulating film, and the heating resistor A protective layer disposed on the
The interlayer insulating film has a flat upper surface, and an oxidation suppression layer is disposed below the heating resistor.
酸化抑制層が前記発熱抵抗体よりも抵抗値(体積抵抗率)の高い材料の場合、前記発熱抵抗体の下面に配置されていてもよい。前記酸化抑制層が前記発熱抵抗体よりも抵抗値の低い材料の場合、前記発熱抵抗体の下面に配置されていてもよい。また、前記酸化抑制層は、前記発熱抵抗体から離間して配置されていてもよい。 When the oxidation suppression layer is made of a material having a higher resistance value (volume resistivity) than that of the heating resistor, it may be disposed on the lower surface of the heating resistor. When the oxidation suppression layer is made of a material having a resistance value lower than that of the heating resistor, it may be disposed on the lower surface of the heating resistor. Further, the oxidation suppression layer may be disposed apart from the heating resistor.
前記発熱抵抗体から離間して配置されている前記電極配線が前記酸化抑制層を兼ねていてもよい。 The electrode wiring disposed apart from the heating resistor may also serve as the oxidation suppression layer.
本発明の液体吐出ヘッドは、上記のいずれかの液体吐出ヘッド用基板を備える。 The liquid discharge head of the present invention includes any one of the liquid discharge head substrates described above.
本発明により、発熱抵抗体の上面及び下面からの酸化を抑制することができ、長期に亘って安定した液体吐出が可能な液体吐出ヘッド用基板及び液体吐出ヘッドを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid discharge head substrate and a liquid discharge head that can suppress oxidation from the upper surface and the lower surface of the heating resistor and can stably discharge liquid over a long period of time.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を説明する。ただし、本発明の実施の形態及び実施例に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の範囲をそれらに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, the components described in the embodiments and examples of the present invention are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention.
(実施の形態1)
図1(a)は、本発明の実施の形態1に係るインクジェットヘッド用基板10(液体吐出ヘッド用基板)の平面図であり、図1(b)は、平面図のA−A’で切り取った時の断面図である。なお、図1(a)は、図1(b)に示す発熱抵抗体106から下の層だけを含む平面図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1A is a plan view of an inkjet head substrate 10 (liquid ejection head substrate) according to Embodiment 1 of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along AA ′ of the plan view. FIG. FIG. 1A is a plan view including only a layer below the
なお、以下の断面図において、基体101がある方向を下方向とする。即ち、断面図における下方向をインクジェットヘッド用基板10における下(方)と、反対方向を上(方)という。下(方)又は上(方)とは、直接又は間に他の部材を挟んで下又は上であることを意味する。
In the following cross-sectional views, the direction in which the
図1(b)に示すように、インクジェットヘッド用基板10は、基体101と、第一の層間絶縁膜102と、電極配線103と、第二の層間絶縁膜(層間絶縁膜)104と、プラグ膜105と、発熱抵抗体106と、インク保護層(保護層)107と、を備える。さらに、インクジェットヘッド用基板10は、インク保護層107の上に耐キャビテーション膜108を備えていてもよい。なお、インクジェットヘッド用基板10は上記の要素を含む構成が複数配置されており、図1ではその構成が2つのみ示されているが、いずれの構成も共通であるので1つの構成について説明する。
As shown in FIG. 1B, an
Siによって形成された基体101上には、発熱抵抗体106を選択的に駆動するためのスイッチングトランジスタ等の半導体素子からなる駆動素子が作りこまれている。しかし、本発明では駆動素子は直接関係しないため、ここでは簡略化のために、駆動素子は図示しておらず、基体101のみを図示している。
A driving element made of a semiconductor element such as a switching transistor for selectively driving the
基体101の上に、例えば珪素酸化物(SiO)を主成分とする上面を平坦化した酸化物層からなる第一の層間絶縁膜102が配置されている。第一の層間絶縁膜102の上に、例えばアルミニウム(Al)からなる電極配線103がパターニングによって配置されている。電極配線103の厚さは例えば1000nmである。
On the
電極配線103の上に、例えばSiOを主成分とする上面を平坦化した第二の層間絶縁膜104が配置されている。第二の層間絶縁膜104は、電極配線103の全体を埋設するように形成されている。第二の層間絶縁膜104の厚みは、電極配線103から上の部分で例えば1500nmである。
On the
第二の層間絶縁膜104の上に、酸化抑制層109が配置されている。酸化抑制層109の上に、発熱抵抗体106がパターニングされている。発熱抵抗体106は、例えば20nmの厚みを有するタンタル窒化珪素物(TaSiN)を主成分とする。また、発熱抵抗体106と電極配線103を電気的に接続するプラグ膜105が、図1(a)に示すように、1つの発熱抵抗体106につき例えば6箇所配置されている。
An
発熱抵抗体106の上に、例えば200nmの厚みを有する窒化珪素物(SiN)を主成分とするインク保護層107が配置されている。インク保護層107の上に、例えば200nmの厚みを有するタンタル(Ta)からなる耐キャビテーション層108が配置されている。
On the
(酸化抑制層の材料)
酸化抑制層109とは、発熱抵抗体106の下方からの酸素あるいは水分の透過を抑制する層であり、層間絶縁層として通常使用されるSiOよりも酸素あるいは水分の透過度の低い材料であればよい。酸化抑制層109は、例えば珪素(Si)、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)、タンタル(Ta)、タングステン(W)などの金属膜、または、これらの金属を少なくとも一つ含む窒化物(SiN、TiN、AlN、TaN、WNなど)から構成される。
(Oxidation suppression layer material)
The
なお、発熱抵抗体よりも抵抗値の大きな絶縁材料(珪素や窒化珪素など)で形成された酸化抑制層は、発熱抵抗体と接していてもよい。すなわち、発熱抵抗体を形成する材料よりも体積抵抗率の高い材料で形成された酸化抑制層は、発熱抵抗体と接していてもよい。一方、発熱抵抗体よりも抵抗値の小さな導電材料で形成された酸化抑制層は、実施の形態2で説明するように、発熱抵抗体と離間して配置されることが好ましい。 Note that the oxidation suppressing layer formed of an insulating material (such as silicon or silicon nitride) having a resistance value larger than that of the heating resistor may be in contact with the heating resistor. That is, the oxidation suppression layer formed of a material having a higher volume resistivity than the material forming the heating resistor may be in contact with the heating resistor. On the other hand, the oxidation suppression layer formed of a conductive material having a resistance value smaller than that of the heating resistor is preferably arranged apart from the heating resistor as described in the second embodiment.
上記の構成によれば、第二の層間絶縁膜104は上面が平坦化されているため、その上に形成された酸化抑制層109も上面が平坦に形成される。その結果、酸化抑制層109の上に発熱抵抗体106を挟んで配置されたインク保護層107も平坦性の高い層として形成される。インク保護層107は段差が軽減されて形成されるため、膜厚が薄く、膜質が悪くなる段差側壁部分を無くす、あるいは少なくすることができる。したがって、発熱抵抗体106の上面に配置されたインク保護層107により、発熱抵抗体106の上面方向から酸素や水分が侵入することを抑制できる。
According to the above configuration, since the upper surface of the second
さらに、発熱抵抗体106の下面(つまり、第二の層間絶縁膜104の上面と発熱抵抗体106の間)には、酸化抑制層109が配置されている。そのため、発熱抵抗体106の下面方向から酸素や水分が侵入することを抑制できる。こうして、発熱抵抗体106の上面及び下面からの酸化が抑制される。その結果、発熱抵抗体106の抵抗値の経時的変化を抑制することができる。
Further, an
(実施の形態2)
実施の形態2に係るインクジェットヘッド用基板20について、図3(a)、(b)を参照して説明する。なお、図3(a)は、図3(b)の発熱抵抗体106から下の層を示す平面図である。インクジェットヘッド用基板20は、酸化抑制層109が発熱抵抗体106から離間して層間絶縁膜の内部に配置されている。
(Embodiment 2)
The
図3(b)に示すように、Siからなる基体101の上に、実施の形態1と同様、第一の層間絶縁膜102が配置され、さらにその上に電極配線103が配置されている。
As shown in FIG. 3B, a first
電極配線103の上に、例えばSiOを主成分とする上面を平坦化した第二の層間絶縁膜104が配置されている。第二の層間絶縁膜104は、電極配線103の全体を埋設するように形成されている。第二の層間絶縁膜104の厚みは、電極配線103から上の部分で例えば1250nmである。
On the
第二の層間絶縁膜104の上に、例えば厚さが200nmである、発熱抵抗体106よりも導電性の高い導電材料である窒化チタン(TiN)で形成された酸化抑制層109が、プラグ膜105を形成する領域を開口してパターニングされている。プラグ膜105を形成する領域を開口する理由は、以下の通りである。すなわち、酸化抑制層109の材料であるTiNは導電性であるため、プラグ膜105と接していると、電気が酸化抑制層109に流れやすいため、発熱抵抗体106による所望の発熱量を確保できない恐れがあるからである。酸化抑制層109の材質は、実施の形態1で説明した材料と同じものを用いることができる。
On the second
酸化抑制層109の上に、例えばSiOを主成分とする上面を平坦化した第三の層間絶縁膜(層間絶縁膜)110が配置されている。第三の層間絶縁膜110の厚さは例えば250nmである。第三の層間絶縁膜110は、SOG(スピンオングラス)等の塗布膜ではなく、CVD等で成膜した水分が含まれにくい膜であることが好ましい。
On the
第三の層間絶縁膜110の上に、例えばTaSiNを主成分とする発熱抵抗体106が例えば20nmの厚みでパターニングされている。なお、発熱抵抗体106と電極配線103を接続するプラグ膜105が、図3(a)に示すように、1つの発熱抵抗体106につき6箇所配置されている。酸化抑制層109は、プラグ膜105と接しないようにパターニングされている。
On the third
発熱抵抗体106の上に、例えばSiNを主成分とするインク保護層107が、例えば200nmの厚みで配置されている。インク保護層107の上に、例えばTaからなる耐キャビテーション層108が例えば200nmの厚みで配置されている。
On the
上記実施の形態2のような構成でも、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態2の構成によれば、発熱抵抗体106に酸化抑制層109が接して配置されることによって発熱抵抗体106の抵抗値に影響を与える可能性を排除することができる。つまり、酸化抑制層109に用いられる前述した材料のうち発熱抵抗体よりも抵抗値が低い(導電性が高い)材料では、電流が迂回して酸化抑制層109に流れ、発熱抵抗体で十分な発熱量が得られなくなる。しかし、実施の形態2のように発熱抵抗体106と酸化抑制層109とを離間して設けることにより、酸化抑制層109に電流が流れることを防止することができる。これにより、酸化抑制層の材料の選択肢が増加することとなる。
Even in the configuration as in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the configuration of the second embodiment, the possibility that the resistance value of the
(実施の形態3)
実施の形態3に係るインクジェットヘッド用基板30について、図5(a)、(b)を参照して説明する。なお、図5(a)は、図5(b)の発熱抵抗体106から下の層を示す平面図である。実施の形態3は、電極配線と酸化抑制層を共通化した構成である。
(Embodiment 3)
An
図5(b)に示すように、Siからなる基体101の上に、実施の形態1と同様、第一の層間絶縁膜102が配置されている。
As shown in FIG. 5B, a first
第一の層間絶縁膜102の上に、例えばAlの金属膜からなるパターニングされた電極配線103が配置されている。この場合、発熱抵抗体106を形成する領域の下方の位置にある2つの電極配線103の開口幅(離間距離)Lは、できるだけ狭く、例えば1000nmにする。これは、第一の層間絶縁膜102が電極配線103によって覆われない領域、即ち第一の層間絶縁膜102が露出する領域を狭くするためである。電極配線103の厚さは例えば1000nmである。このように電極配線103を形成することで、酸化抑制層の機能を兼ねることができる。
A patterned
電極配線103の上に、例えばSiOを主成分とする上面を平坦化した第二の層間絶縁膜104が配置されている。第二の層間絶縁膜104は、電極配線103の全体を埋設するように形成されている。第二の層間絶縁膜104の厚みは、電極配線103から上の部分で例えば1500nmである。第二の層間絶縁膜104についても、CVD等で成膜した水分が含まれにくい膜であることが好ましい。
On the
第二の層間絶縁膜104の上に、例えばTaSiNを主成分とする発熱抵抗体106が例えば20nmの厚みでパターニングされている。なお、発熱抵抗体106と電極配線103を接続するプラグ膜105が、図5(a)に示すように、1つの発熱抵抗体106につき6箇所配置されている。電極配線103は、発熱抵抗体106の下方の電極配線103の開口幅が1000nmになるように配置されており、第一の層間絶縁膜102を覆う領域を広くしている。なお、電極配線103が酸化抑制層の機能を兼ねるためには、インクジェットヘッド用基板30を平面視した場合に、発熱抵抗体106とこれに接続される電極配線103とが重なる面積を、発熱抵抗体106の面積の半分以上とすることが好ましい。
On the second
発熱抵抗体106の上に、例えばSiNを主成分とするインク保護層107が、例えば200nmの厚みで配置されている。インク保護層107の上に、例えばTaからなる耐キャビテーション層108が例えば200nmの厚みで配置されている。
On the
上記実施の形態3のような構成でも、実施の形態1と同様の効果が得られる。さらに、実施の形態3の構成によれば、金属膜で形成された電極配線103が酸化抑制層111を兼ねているため、構造がより簡単になる。
Even in the configuration as in the third embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. Furthermore, according to the configuration of the third embodiment, since the
以上の実施の形態1〜3で説明した構成のインクジェットヘッド用基板にオリフィスプレートと、インク供給口を形成してインクジェット記録ヘッド(液体吐出ヘッド)を製造することができる。オリフィスプレートは、従来公知の構成であり、インクジェットヘッド用基板の耐キャビテーション膜上に発泡室を兼ねるインク流路と、該インク流路に連通するインク吐出口を有する。また、インク供給口はインクジェットヘッド用基板を貫通しインク流路に連通する構造とすることができる。発泡室に供給されたインクの一部は発熱抵抗体から熱エネルギーを付与されて発泡し、発泡時の圧力によりインク吐出口付近のインクがインク滴として吐出される。本発明では発熱抵抗体の上面及び下面からの酸化を同時に抑制することができるため、長期に亘って安定した液体吐出が可能な液体吐出ヘッドが提供される。 An ink jet recording head (liquid ejection head) can be manufactured by forming an orifice plate and an ink supply port on the ink jet head substrate having the configuration described in the first to third embodiments. The orifice plate has a conventionally known configuration, and has an ink flow path that also serves as a foaming chamber and an ink discharge port that communicates with the ink flow path on the anti-cavitation film of the inkjet head substrate. In addition, the ink supply port may be configured to penetrate the inkjet head substrate and communicate with the ink flow path. Part of the ink supplied to the foaming chamber is foamed by being given thermal energy from the heating resistor, and the ink near the ink ejection port is ejected as ink droplets by the pressure during foaming. In the present invention, since oxidation from the upper surface and the lower surface of the heating resistor can be suppressed at the same time, a liquid discharge head capable of stably discharging liquid over a long period of time is provided.
以下、実施例では本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更することができる。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to these Examples, It can change within the scope of the present invention.
(実施例1)
図2(a)に示すようにSiからなる基体101上に図示しないスイッチングトランジスタを形成し、その上に第一の層間絶縁膜102をSiOで形成した。次いで第一の層間絶縁膜102の上面をCMP法により平坦化した。その上にスパッタリング法によりAlを1000nmの厚さで成膜し、フォトリソグラフィとエッチングを利用したパターニングにより電極配線103を形成した。
Example 1
As shown in FIG. 2A, a switching transistor (not shown) was formed on a
図2(b)に示すようにCVD法によりSiOを3000nmの厚みに成膜して、図2(c)に示すようにCMP法を用いてSiO表面を平坦化することで、電極配線103からの厚さが1500nmの第二の層間絶縁膜104を形成した。次に、図2(d)に示すようにCVD法によりSiNを200nm成膜し酸化抑制層109を形成した。
As shown in FIG. 2B, SiO is deposited to a thickness of 3000 nm by the CVD method, and the SiO surface is flattened using the CMP method as shown in FIG. A second
次に、図2(e)に示すようにフォトリソグラフィとエッチングを利用したパターニングにより第二の層間絶縁膜104と酸化抑制層109に電極配線103に到達するスルーホール121を形成した。
Next, as shown in FIG. 2E, through
次に、図2(f)に示すようにCVD法によりスルーホール121をWで埋めるようにしてプラグ膜105を成膜した。
Next, as shown in FIG. 2F, a
次に、図2(g)に示すようにCMP法により酸化抑制層109の上面が露出するまで、酸化抑制層109上のプラグ膜105を除去した。
Next, as shown in FIG. 2G, the
次に、図2(h)に示すようにスパッタリング法により発熱抵抗体106となるTaSiN層を20nm成膜した。
Next, as shown in FIG. 2 (h), a TaSiN layer to be the
次に、図2(i)に示すようにフォトリソグラフィとエッチングを利用して発熱抵抗体106をパターニングした。
Next, as shown in FIG. 2I, the
次に、図2(j)に示すように、発熱抵抗体106の上にインク保護層107としてSiNをCVD法により200nm成膜した。さらに、その上に耐キャビテーション層108としてTaをスパッタリング法により200nm成膜して、インクジェットヘッド用基板10を製造した。
Next, as shown in FIG. 2J, a 200 nm SiN film was formed as an ink
本実施例1の構成のインクジェットヘッド用基板10にオリフィスプレートと、インク供給口を形成してインクジェット記録ヘッドを製造した。インクを吐出したところ発熱抵抗体106の抵抗値が安定した数値を示し長期間の安定した吐出を実現できた。
An ink jet recording head was manufactured by forming an orifice plate and an ink supply port on the ink
(実施例2)
実施例1と同様に電極配線103まで形成したのち、CVD法によりSiOを2500nmの厚みに成膜してCMP法により平坦化することで第二の層間絶縁膜104を形成した。第二の層間絶縁膜104の、電極配線103の上面からの厚さは1250nmとした。次に、スパッタリング法により、導電材料であるTiNを200nm成膜しパターニングをすることで図4(a)に示すように酸化抑制層109を形成した。
(Example 2)
After forming up to the
次に、図4(b)に示すようにCVD法によりSiOを500nmの厚みに成膜し、絶縁膜110を形成した。次に、図4(c)に示すようにCMP法により絶縁膜110の上面を平坦化して第三の層間絶縁膜110を形成した。
Next, as shown in FIG. 4B, a SiO film was formed to a thickness of 500 nm by a CVD method to form an insulating
次に、図4(d)に示すようにパターニングにより第二の層間絶縁膜104と第三の層間絶縁膜110に電極配線103に到達するスルーホール121を形成した。次に、図2(f)で説明した手順と同様にして、CVD法によりスルーホール121をWで埋めてプラグ膜105を成膜した。
Next, as shown in FIG. 4D, through
次に、図4(e)に示すように、CMP法により第三の層間絶縁膜110の表面が露出するまで、第三の層間絶縁膜110上のプラグ膜105を除去した。次に、スパッタリング法により発熱抵抗体106となるTaSiNを20nm成膜しパターニングした。その上にインク保護層107としてSiNをCVD法により200nm成膜した。その上に耐キャビテーション層108としてTaをスパッタリング法により200nm成膜して図4(e)のようなインクジェットヘッド用基板20を製造した。
Next, as shown in FIG. 4E, the
本実施例2の構成のインクジェットヘッド用基板20にオリフィスプレートと、インク供給口を形成し、インクを吐出したところ発熱抵抗体106の抵抗値が安定した数値を示すことを確認し長期間の吐出を実現できた。さらに発熱抵抗体106の初期の抵抗値に影響しないことも確認できた。
An orifice plate and an ink supply port are formed on the
(実施例3)
実施例3の製造方法は、図2(d)の工程を除いて図2(a)〜(j)と基本的に同じである。具体的には、実施例1と実施例2と同様に、Siからなる基体101上に図示しないスイッチングトランジスタを形成し、図2(a)に示すように、SiOを積層して第一の層間絶縁膜102を形成した。その上面をCMP法により平坦化したのち、スパッタリング法によりAlを1000nmの厚さで成膜し、パターニングにより電極配線103を形成した。
Example 3
The manufacturing method of Example 3 is basically the same as that of FIGS. 2A to 2J except for the step of FIG. Specifically, as in the first and second embodiments, a switching transistor (not shown) is formed on a
電極配線103を形成する際、表面に発熱抵抗体106を形成する領域の下方の位置にある2つの電極配線103の離間距離を1000nmにした。これは、第一の層間絶縁膜102が電極配線103によって覆われない領域、即ち第一の層間絶縁膜102が露出する領域を狭くするためである。
When forming the
次に、図2(b)、(c)に示すように、CVD法によりSiO層を3000nmの厚みに成膜して、その上面をCMP法により平坦化することで第二の層間絶縁膜104を形成した。
Next, as shown in FIGS. 2B and 2C, a second
次に、パターニングにより第二の層間絶縁膜104にスルーホール121を形成した(図2(e)の酸化抑制層109が無い状態)。次に、CVD法によりスルーホールを埋めるようにWによるプラグ膜105を成膜した(図2(f)の酸化抑制層109が無い状態)。
Next, through
次に、CMP法により第二の層間絶縁膜104の表面が露出するまで、第二の層間絶縁膜104上のプラグ膜105を除去した(図2(g)の酸化抑制層109が無い状態)。次に、スパッタリング法により発熱抵抗体106となるTaSiNを20nm成膜しパターニングした(図2(i)の酸化抑制層109が無い状態)。その上にインク保護層107としてSiNをCVD法により200nm成膜した。その上に耐キャビテーション層108としてTaをスパッタリング法により200nm成膜した(図2(j)の酸化抑制層109が無い状態)。
Next, the
本実施例3の構成のインクジェットヘッド用基板にオリフィスプレートと、インク供給口を形成し、インクを吐出したところ発熱抵抗体106の抵抗値が安定した数値を示すことを確認し長期間の吐出を実現できた。かつ実施例1と実施例2と比べ簡単な構成で形成できた。
An orifice plate and an ink supply port are formed on the ink jet head substrate having the configuration of the third embodiment, and when the ink is ejected, it is confirmed that the resistance value of the
10、20、30 インクジェットヘッド(液体吐出ヘッド)用基板
101 基体
102 第一の層間絶縁膜
103 電極配線
104 第二の層間絶縁膜(層間絶縁膜)
105 プラグ膜
106 発熱抵抗体
107 インク保護層(保護層)
108 耐キャビテーション膜
109 酸化抑制層
110 第三の層間絶縁膜(層間絶縁膜)
111 酸化抑制層(電極配線)
10, 20, 30
105
108
111 Oxidation suppression layer (electrode wiring)
Claims (9)
前記層間絶縁膜は上面が平坦化されており、酸化抑制層が前記発熱抵抗体の下方に配置されている、液体吐出ヘッド用基板。 A base, an electrode wiring disposed on the base, an interlayer insulating film disposed on the electrode wiring, a heating resistor disposed on the interlayer insulating film, and the heating resistor A liquid ejection head substrate having a protective layer disposed on
A substrate for a liquid discharge head, wherein the interlayer insulating film has a flat upper surface, and an oxidation suppression layer is disposed below the heating resistor.
A liquid discharge head comprising the liquid discharge head substrate according to claim 1.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2017098983A JP2018192719A (en) | 2017-05-18 | 2017-05-18 | Substrate for liquid discharge head and liquid discharge head |
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Publications (1)
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- 2017-05-18 JP JP2017098983A patent/JP2018192719A/en active Pending
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