JP3301086B2 - サーマル印字ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
サーマル印字ヘッドおよびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はサーマル印字ヘッドお
よびその製造方法に関する。
よびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】発熱素子の選択的発熱により感熱記録を
行うサーマル印字ヘッドでは、基板に発熱素子だけが備
えられ、駆動回路部が別体となっていると、発熱素子と
駆動回路部とを半田付け等によって接続することとな
り、このため接続信頼性や生産性が悪く、また小型化に
限界があるという問題がある。
行うサーマル印字ヘッドでは、基板に発熱素子だけが備
えられ、駆動回路部が別体となっていると、発熱素子と
駆動回路部とを半田付け等によって接続することとな
り、このため接続信頼性や生産性が悪く、また小型化に
限界があるという問題がある。
【０００３】そこで、最近では、発熱素子と駆動回路部
とを１枚の基板に設けることにより、発熱素子と駆動回
路部とを半田付け等によって接続する工程を省略するこ
とが検討されている。このようなサーマル印字ヘッドで
は、シリコン基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に
発熱素子とこの発熱素子を駆動するための薄膜トランジ
スタとを形成する構造となっている。
とを１枚の基板に設けることにより、発熱素子と駆動回
路部とを半田付け等によって接続する工程を省略するこ
とが検討されている。このようなサーマル印字ヘッドで
は、シリコン基板上に絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に
発熱素子とこの発熱素子を駆動するための薄膜トランジ
スタとを形成する構造となっている。
【０００４】ところで、このようなサーマル印字ヘッド
では、絶縁膜の厚さが全体に亘って一様であると、感熱
記録時における発熱素子部の記録紙に対する当たりが悪
く、印字品質が低下してしまう。そこで、例えば特開平
２−１３４２５６号公報には、単結晶のｎ型シリコン基
板上にエッチングにより突起を形成し、この突起の表面
を含むシリコン基板の上面にほぼ一様の厚さの絶縁膜
（ＳｉＯ2膜）を形成し、突起の部分の絶縁膜上に発熱
抵抗素子を形成し、突起の厚さの分だけ発熱素子部を突
出させ、これにより感熱記録時における発熱素子部の記
録紙に対する当たりを良くするようにしたものが開示さ
れている。
では、絶縁膜の厚さが全体に亘って一様であると、感熱
記録時における発熱素子部の記録紙に対する当たりが悪
く、印字品質が低下してしまう。そこで、例えば特開平
２−１３４２５６号公報には、単結晶のｎ型シリコン基
板上にエッチングにより突起を形成し、この突起の表面
を含むシリコン基板の上面にほぼ一様の厚さの絶縁膜
（ＳｉＯ2膜）を形成し、突起の部分の絶縁膜上に発熱
抵抗素子を形成し、突起の厚さの分だけ発熱素子部を突
出させ、これにより感熱記録時における発熱素子部の記
録紙に対する当たりを良くするようにしたものが開示さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
このようなサーマル印字ヘッドでは、薄膜トランジスタ
を形成するためのフィールド酸化膜を形成した上、イオ
ン注入およびフィールド酸化膜を蓄熱用グレーズ層とす
る発熱素子を形成するものであるため、蓄熱用グレーズ
層は２０００〜３０００オングストローム程度とされる
ものであった。しかるに、このような蓄熱用グレーズ層
を有するサーマル印字ヘッドでは、例えば２００ｄｐｉ
（１６ドット／ｍｍ）程度の高解像度印字を行なうと、
印字がカスれて不鮮明になってしまう問題が生じる。こ
の原因は、単結晶のシリコン基板は放熱性が高く、発熱
部に十分なエネルギーを蓄熱することができないためと
考えられる。この発明の目的は、シリコン基板を使用す
るものにおいて、鮮明な高解像度印字を達成することを
可能とするサーマル印字ヘッドおよびその製造方法を提
供することにある。
このようなサーマル印字ヘッドでは、薄膜トランジスタ
を形成するためのフィールド酸化膜を形成した上、イオ
ン注入およびフィールド酸化膜を蓄熱用グレーズ層とす
る発熱素子を形成するものであるため、蓄熱用グレーズ
層は２０００〜３０００オングストローム程度とされる
ものであった。しかるに、このような蓄熱用グレーズ層
を有するサーマル印字ヘッドでは、例えば２００ｄｐｉ
（１６ドット／ｍｍ）程度の高解像度印字を行なうと、
印字がカスれて不鮮明になってしまう問題が生じる。こ
の原因は、単結晶のシリコン基板は放熱性が高く、発熱
部に十分なエネルギーを蓄熱することができないためと
考えられる。この発明の目的は、シリコン基板を使用す
るものにおいて、鮮明な高解像度印字を達成することを
可能とするサーマル印字ヘッドおよびその製造方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
平面状のシリコン基板上の所定の領域に台形状の突起形
状とされた蓄熱用グレーズ層を設け、この蓄熱用グレー
ズ層上に発熱抵抗素子を設けたサーマル印字ヘッドにお
いて、蓄熱用グレーズ層は単層の熱酸化膜により形成さ
れ、側部に傾斜面を有し、１．５〜５．０μｍの厚さを
有するようにしたものである。
平面状のシリコン基板上の所定の領域に台形状の突起形
状とされた蓄熱用グレーズ層を設け、この蓄熱用グレー
ズ層上に発熱抵抗素子を設けたサーマル印字ヘッドにお
いて、蓄熱用グレーズ層は単層の熱酸化膜により形成さ
れ、側部に傾斜面を有し、１．５〜５．０μｍの厚さを
有するようにしたものである。
【０００７】請求項２記載の発明は、平面状のシリコン
基板上全面に単層で、厚さが１．５〜５．０μｍでほぼ
一様な熱酸化膜を形成し、エッチングにより不要な部分
を除去するとともに側部に傾斜面を形成して、シリコン
基板上の所定の領域に台形状の突起形状に蓄熱用グレー
ズ層を形成した後、この蓄熱用グレーズ層上に発熱抵抗
素子を形成するようにしたものである。
基板上全面に単層で、厚さが１．５〜５．０μｍでほぼ
一様な熱酸化膜を形成し、エッチングにより不要な部分
を除去するとともに側部に傾斜面を形成して、シリコン
基板上の所定の領域に台形状の突起形状に蓄熱用グレー
ズ層を形成した後、この蓄熱用グレーズ層上に発熱抵抗
素子を形成するようにしたものである。
【０００８】
【作用】この発明によれば、蓄熱用グレーズ層を単層の
熱酸化膜により形成し、厚さを１．５〜５．０μｍと比
較的厚くし、台形状の突起形状に形成しているので、発
熱素子部における蓄熱用グレーズ層の蓄熱効率を良くす
ることができる。
熱酸化膜により形成し、厚さを１．５〜５．０μｍと比
較的厚くし、台形状の突起形状に形成しているので、発
熱素子部における蓄熱用グレーズ層の蓄熱効率を良くす
ることができる。
【０００９】
【実施例】図１〜図５はそれぞれこの発明の一実施例に
おけるサーマル印字ヘッドの各製造工程を示したもので
ある。そこで、これらの図を順に参照しながら、サーマ
ル印字ヘッドの構造についてその製造方法と併せ説明す
る。
おけるサーマル印字ヘッドの各製造工程を示したもので
ある。そこで、これらの図を順に参照しながら、サーマ
ル印字ヘッドの構造についてその製造方法と併せ説明す
る。
【００１０】まず、図１において二点鎖線で示すよう
に、単結晶のｎ型シリコン基板１の上面に、高圧酸化法
（７ｋｇ／ｃｍ2、１０００℃）によりＳｉＯ2膜２を
１．５〜５．０μｍの厚さでほぼ一様に形成する。次
に、エッチングにより不要な部分のＳｉＯ2膜２を除去
し、側部に傾斜面３を有する蓄熱用グレーズ層４を形成
する。
に、単結晶のｎ型シリコン基板１の上面に、高圧酸化法
（７ｋｇ／ｃｍ2、１０００℃）によりＳｉＯ2膜２を
１．５〜５．０μｍの厚さでほぼ一様に形成する。次
に、エッチングにより不要な部分のＳｉＯ2膜２を除去
し、側部に傾斜面３を有する蓄熱用グレーズ層４を形成
する。
【００１１】次に、図２に示すように、シリコン基板１
の上面にＳｉＯ2膜１１を形成し、エッチングにより所
定の部分のＳｉＯ2膜１１を除去し、この除去した部分
におけるシリコン基板１の上面にＳｉＯ2膜１２を形成
し、このＳｉＯ2膜１２の形成されたシリコン基板１の
上面側にボロンイオンを注入して拡散させ、シリコン基
板１の上面側にｐ型領域１３を形成する。ＳｉＯ2膜１
２は、イオン打ち込み時にシリコン基板１の上面が荒れ
ないようにするための保護膜である。この後、ＳｉＯ2
膜１１および１２をエッチングして除去する。
の上面にＳｉＯ2膜１１を形成し、エッチングにより所
定の部分のＳｉＯ2膜１１を除去し、この除去した部分
におけるシリコン基板１の上面にＳｉＯ2膜１２を形成
し、このＳｉＯ2膜１２の形成されたシリコン基板１の
上面側にボロンイオンを注入して拡散させ、シリコン基
板１の上面側にｐ型領域１３を形成する。ＳｉＯ2膜１
２は、イオン打ち込み時にシリコン基板１の上面が荒れ
ないようにするための保護膜である。この後、ＳｉＯ2
膜１１および１２をエッチングして除去する。
【００１２】次に、図３に示すように、シリコン基板１
の上面にＳｉＯ2膜２１を形成し、このＳｉＯ2膜２１の
上面にＳｉＮ膜２２を形成し、エッチングにより不要な
部分のＳｉＮ膜２２を除去し、次いでエッチングにより
同じく不要な部分のＳｉＯ 2膜２１を除去し、この除去
した部分におけるシリコン基板１の上面にＬＯＣＯＳ法
によりフィールドＳｉＯ2膜（絶縁膜）２３を数千オン
グストロームの厚さでほぼ一様に形成する。この後、Ｓ
ｉＮ膜２２をエッチングして除去し、次いでＳｉＯ2膜
２１をエッチングして除去する。
の上面にＳｉＯ2膜２１を形成し、このＳｉＯ2膜２１の
上面にＳｉＮ膜２２を形成し、エッチングにより不要な
部分のＳｉＮ膜２２を除去し、次いでエッチングにより
同じく不要な部分のＳｉＯ 2膜２１を除去し、この除去
した部分におけるシリコン基板１の上面にＬＯＣＯＳ法
によりフィールドＳｉＯ2膜（絶縁膜）２３を数千オン
グストロームの厚さでほぼ一様に形成する。この後、Ｓ
ｉＮ膜２２をエッチングして除去し、次いでＳｉＯ2膜
２１をエッチングして除去する。
【００１３】次に、図４に示すように、シリコン基板１
の上面にＳｉＯ2からなるゲート絶縁膜３１を形成し、
このゲート絶縁膜３１の上面中央部および蓄熱用グレー
ズ層４の頂面中央部にポリシリコンからなるゲート電極
３２および発熱抵抗素子３３を同時にパターン形成す
る。そして、この状態でリンイオンを注入して拡散さ
せ、ゲート電極３２および発熱抵抗素子３３の抵抗値を
所定の値に減少させるとともに、ｐ型領域１３内にリン
イオンが拡散された２つのｎ型領域３４、３５を形成す
る。右側のｎ型領域３４はソース領域を形成するための
ものであり、左側のｎ型領域３５はドレイン領域を形成
するためのものである。
の上面にＳｉＯ2からなるゲート絶縁膜３１を形成し、
このゲート絶縁膜３１の上面中央部および蓄熱用グレー
ズ層４の頂面中央部にポリシリコンからなるゲート電極
３２および発熱抵抗素子３３を同時にパターン形成す
る。そして、この状態でリンイオンを注入して拡散さ
せ、ゲート電極３２および発熱抵抗素子３３の抵抗値を
所定の値に減少させるとともに、ｐ型領域１３内にリン
イオンが拡散された２つのｎ型領域３４、３５を形成す
る。右側のｎ型領域３４はソース領域を形成するための
ものであり、左側のｎ型領域３５はドレイン領域を形成
するためのものである。
【００１４】次に、図５に示すように、ゲート電極３２
の表面にＰＳＧからなる絶縁膜４１を形成し、ゲート絶
縁膜３１の不要な部分をエッチングして除去し、フィー
ルドＳｉＯ2膜２３の上面にＡｌからなるソース電極４
２およびドレイン電極４３をパターン形成して２つのｎ
型領域３４、３５とそれぞれ接続させると同時に、蓄熱
用グレーズ層４の傾斜面３を含む上面等に同じくＡｌか
らなるアース電極４４および制御電極４５をパターン形
成して発熱抵抗素子３３とそれぞれ接続させ、また制御
電極４５とソース電極４２とを接続し、最後に全表面に
ＳｉＯＮからなる保護膜４６を形成する。かくして、１
枚のシリコン基板１の上面に発熱素子５１とこの発熱素
子５１を駆動するためのＣＭＯＳ薄膜トランジスタ５２
とが形成されることになる。なお、必要に応じて、ＣＭ
ＯＳ薄膜トランジスタ５２の代わりに、ＰＭＯＳ薄膜ト
ランジスタ、ＮＭＯＳ薄膜トランジスタあるいはバイポ
ーラ薄膜トランジスタを形成することもできる。
の表面にＰＳＧからなる絶縁膜４１を形成し、ゲート絶
縁膜３１の不要な部分をエッチングして除去し、フィー
ルドＳｉＯ2膜２３の上面にＡｌからなるソース電極４
２およびドレイン電極４３をパターン形成して２つのｎ
型領域３４、３５とそれぞれ接続させると同時に、蓄熱
用グレーズ層４の傾斜面３を含む上面等に同じくＡｌか
らなるアース電極４４および制御電極４５をパターン形
成して発熱抵抗素子３３とそれぞれ接続させ、また制御
電極４５とソース電極４２とを接続し、最後に全表面に
ＳｉＯＮからなる保護膜４６を形成する。かくして、１
枚のシリコン基板１の上面に発熱素子５１とこの発熱素
子５１を駆動するためのＣＭＯＳ薄膜トランジスタ５２
とが形成されることになる。なお、必要に応じて、ＣＭ
ＯＳ薄膜トランジスタ５２の代わりに、ＰＭＯＳ薄膜ト
ランジスタ、ＮＭＯＳ薄膜トランジスタあるいはバイポ
ーラ薄膜トランジスタを形成することもできる。
【００１５】このように、このサーマル印字ヘッドで
は、蓄熱用グレーズ層４の厚さが１．５〜５．０μｍで
あってフィールドＳｉＯ2膜（絶縁膜）２３の厚さ数千
オングストロームよりもかなり厚くなっているので、蓄
熱用グレーズ層４の蓄熱効率を良くすることができ、こ
のため発熱抵抗素子３３に流れる電流を小さくすること
ができ、ひいては２００ｄｐｉ（１６ドット／ｍｍ）の
高解像度印字を可能とすることができる。また、蓄熱用
グレーズ層４は１．５〜５．０μｍと大変厚いので、常
圧酸化法では大変な長時間処理が必要となるが、この発
明では最初にシリコン基板１の上面全面に形成するの
で、高圧酸化法等によって能率的に形成することが可能
となる上、下地層による凹凸の影響を受けないので、傾
斜面３を均一な滑らかさに形成することが容易となり、
制御電極４５等の導電パターンの信頼性を確保すること
ができるという利点もある。
は、蓄熱用グレーズ層４の厚さが１．５〜５．０μｍで
あってフィールドＳｉＯ2膜（絶縁膜）２３の厚さ数千
オングストロームよりもかなり厚くなっているので、蓄
熱用グレーズ層４の蓄熱効率を良くすることができ、こ
のため発熱抵抗素子３３に流れる電流を小さくすること
ができ、ひいては２００ｄｐｉ（１６ドット／ｍｍ）の
高解像度印字を可能とすることができる。また、蓄熱用
グレーズ層４は１．５〜５．０μｍと大変厚いので、常
圧酸化法では大変な長時間処理が必要となるが、この発
明では最初にシリコン基板１の上面全面に形成するの
で、高圧酸化法等によって能率的に形成することが可能
となる上、下地層による凹凸の影響を受けないので、傾
斜面３を均一な滑らかさに形成することが容易となり、
制御電極４５等の導電パターンの信頼性を確保すること
ができるという利点もある。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蓄熱用グレーズ層を単層の熱酸化膜により形成し、
側部に傾斜面を有して厚さを１．５〜５．０μｍと比較
的厚くし、側部に傾斜を有する台形状の突起形状に形成
しているので、蓄熱用グレーズ層の蓄熱効率を良くする
ことができ、このため発熱抵抗素子に流れる電流を小さ
くすることができ、ひいては鮮明な高解像度印字を可能
とすることができるとともに、発熱抵抗素子への導電パ
ターンの信頼性を確保することができる。
ば、蓄熱用グレーズ層を単層の熱酸化膜により形成し、
側部に傾斜面を有して厚さを１．５〜５．０μｍと比較
的厚くし、側部に傾斜を有する台形状の突起形状に形成
しているので、蓄熱用グレーズ層の蓄熱効率を良くする
ことができ、このため発熱抵抗素子に流れる電流を小さ
くすることができ、ひいては鮮明な高解像度印字を可能
とすることができるとともに、発熱抵抗素子への導電パ
ターンの信頼性を確保することができる。
【図１】この発明の一実施例におけるサーマル印字ヘッ
ドの製造に際し、シリコン基板上に蓄熱用グレーズ層を
形成した状態の断面図。
ドの製造に際し、シリコン基板上に蓄熱用グレーズ層を
形成した状態の断面図。
【図２】このサーマル印字ヘッドの製造に際し、シリコ
ン基板の上面側にｐ型領域を形成した状態の断面図。
ン基板の上面側にｐ型領域を形成した状態の断面図。
【図３】このサーマル印字ヘッドの製造に際し、フィー
ルドＳｉＯ2 膜（絶縁膜）を形成した状態の断面図。
ルドＳｉＯ2 膜（絶縁膜）を形成した状態の断面図。
【図４】このサーマル印字ヘッドの製造に際し、２つの
ｎ型領域、ゲート電極および発熱抵抗素子を形成した状
態の断面図。
ｎ型領域、ゲート電極および発熱抵抗素子を形成した状
態の断面図。
【図５】このサーマル印字ヘッドの製造に際し、その他
の電極および保護膜を形成した状態の断面図。
の電極および保護膜を形成した状態の断面図。
１ シリコン基板 ４ 蓄熱用グレーズ層 ３３ 発熱抵抗素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B41J 2/335 H01L 21/822 H01L 27/00 H01L 27/04
Claims (2)
- 【請求項１】平面状のシリコン基板上の所定の領域に台
形状の突起形状とされた蓄熱用グレーズ層を設け、この
蓄熱用グレーズ層上に発熱抵抗素子を設けたサーマル印
字ヘッドにおいて、 前記蓄熱用グレーズ層は単層の熱酸化膜により形成さ
れ、側部に傾斜面を有し、１．５〜５．０μｍの厚さを
有することを特徴とするサーマル印字ヘッド。 - 【請求項２】平面状のシリコン基板上全面に単層で、厚
さが１．５〜５．０μｍでほぼ一様な熱酸化膜を形成
し、エッチングにより不要な部分を除去するとともに側
部に傾斜面を形成して、シリコン基板上の所定の領域に
台形状の突起形状に蓄熱用グレーズ層を形成した後、こ
の蓄熱用グレーズ層上に発熱抵抗素子を形成することを
特徴とするサーマル印字ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5568491A JP3301086B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | サーマル印字ヘッドおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5568491A JP3301086B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | サーマル印字ヘッドおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04275158A JPH04275158A (ja) | 1992-09-30 |
| JP3301086B2 true JP3301086B2 (ja) | 2002-07-15 |
Family
ID=13005730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5568491A Expired - Fee Related JP3301086B2 (ja) | 1991-02-28 | 1991-02-28 | サーマル印字ヘッドおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3301086B2 (ja) |
-
1991
- 1991-02-28 JP JP5568491A patent/JP3301086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04275158A (ja) | 1992-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |