JP3511363B2 - Electrostatic actuator and method of manufacturing the same - Google Patents

Electrostatic actuator and method of manufacturing the same

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JP3511363B2
JP3511363B2 JP18892398A JP18892398A JP3511363B2 JP 3511363 B2 JP3511363 B2 JP 3511363B2 JP 18892398 A JP18892398 A JP 18892398A JP 18892398 A JP18892398 A JP 18892398A JP 3511363 B2 JP3511363 B2 JP 3511363B2
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diaphragm
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gap
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剛一 大高
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    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14314Structure of ink jet print heads with electrostatically actuated membrane

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、静電型アクチュエ
ータ及びその製造方法、より具体的には、オンデマンド
式インクジェットプリンタ用のヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrostatic actuator and a method of manufacturing the same, and more particularly to a head for an on-demand ink jet printer.

【0002】[0002]

【従来の技術】インク液滴をノズルから直接記録媒体上
に噴射し記録するインクジェットプリンタにおいて、必
要な時のみインクを吐出するオンデマンド方式はインク
を回収するための機構が不要なため低価格化,小型化が
可能であり、カラー化にも容易に対応できる特徴を有す
る。このなかでもパーソナルプリンタとしての主流は、
ピエゾ素子の変位によりインク室に圧力波を発生させ、
ノズルよりインクを吐出させる電気機械変換方式と、短
時間で高温まで加熱されるヒータによりインク室に気泡
を発生させ、気泡の体積膨張によりインクを吐出させる
電気熱変換方式の2種である。
2. Description of the Related Art In an ink-jet printer that ejects ink droplets directly from a nozzle onto a recording medium to record the ink, an on-demand system that ejects ink only when necessary does not require a mechanism for collecting the ink and is therefore inexpensive. , It has the features that it can be downsized and that it can easily handle colorization. Among them, the mainstream as a personal printer is
A pressure wave is generated in the ink chamber by the displacement of the piezo element,
There are two types, an electromechanical conversion method in which ink is ejected from a nozzle, and an electrothermal conversion method in which bubbles are generated in an ink chamber by a heater heated to a high temperature in a short time and ink is ejected due to volume expansion of the bubbles.

【0003】一方、静電方式のインクジェットヘッドに
ついては、ウエハプロセスでの作製が可能であることか
ら、高密度化が容易で、かつ大量に特性の安定した素子
を作製でき、また、平面構成を基本とすることから小型
化が容易である長所をもち、特開平2−289351号
公報,特開平5−50601号公報,特開平6−718
82号公報等に多くの構造が開示されている。これらの
静電方式ヘッドでは、液室の底面を構成する振動板の対
向する位置に平行平板電極が形成され、静電引力と振動
板の剛性による振動でインクを吸引,吐出する。
On the other hand, since the electrostatic ink jet head can be manufactured by a wafer process, it is easy to increase the density and a large number of stable elements can be manufactured. Since it is a basic structure, it has the advantage that it can be easily downsized, and it is disclosed in JP-A-2-289351, JP-A-5-50601, and JP-A-6-718.
Many structures are disclosed in Japanese Patent Publication No. 82 and the like. In these electrostatic heads, parallel plate electrodes are formed at opposite positions of a diaphragm that forms the bottom of the liquid chamber, and ink is sucked and ejected by electrostatic attraction and vibration caused by the rigidity of the diaphragm.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】インクジェットヘッド
で高速,高画質印字するためにはノズルの高密度化が必
要不可欠である。ピエゾ素子や静電引力により振動板を
駆動するインクジェットヘッドにおいて、ノズルピッチ
を狭くして高密度化するためには、個々の振動板におけ
るノズルピッチ方向の短辺長を短くする必要がある。こ
こで、式(1)より静電引力による振動板の変位量は振
動板短辺長の4乗に比例することから、高密度化を目的
として振動板の短辺長を短くすると変位量は著しく小さ
くなる。したがって、変位を大きくして必要とするイン
ク液滴の吐出量を確保するためには式(1),式(2)
より、振動板の厚さを薄くするか、電極間距離を狭くす
るか、あるいは駆動電圧を大きくすることが必要となっ
てくる。電極間の距離については加工精度等、製法上で
の制約から最小値が決まってくる。また、電圧設定値を
大きくすると電源,駆動回路のコストが高くなってしま
う。したがって、この場合、振動板の厚さを薄くするこ
とが必要となってくる。
In order to perform high-speed, high-quality printing with an inkjet head, it is essential to increase the density of nozzles. In an inkjet head that drives a diaphragm by a piezo element or electrostatic attraction, in order to narrow the nozzle pitch and increase the density, it is necessary to shorten the short side length of each diaphragm in the nozzle pitch direction. Here, since the displacement amount of the diaphragm due to the electrostatic attraction is proportional to the fourth side of the short side length of the diaphragm from the equation (1), if the short side length of the diaphragm is shortened for the purpose of increasing the density, the displacement amount becomes Noticeably smaller Therefore, in order to increase the displacement and secure the required ejection amount of the ink droplets, equations (1) and (2)
Therefore, it becomes necessary to reduce the thickness of the diaphragm, reduce the distance between the electrodes, or increase the drive voltage. The minimum value of the distance between the electrodes is determined due to restrictions in the manufacturing method such as processing accuracy. Moreover, if the voltage setting value is increased, the cost of the power supply and the drive circuit increases. Therefore, in this case, it becomes necessary to reduce the thickness of the diaphragm.

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】Siウエハから薄い振動板を形成するため
の方法としては、Siウエハを片面からエッチングして
いき、時間管理で所望の厚さでエッチングを停止すると
いう方法が考えられるが、Siウエハの厚さのばらつき
が、そのまま振動板の厚さのばらつきに反映されてしま
い、均一な振動板を数多くつくることが難しい。これに
対し、エッチング停止層を設ける方法が考えられる。そ
の一つとして高濃度のボロン拡散層でエッチング速度が
遅くなることを利用した方法があるが、高濃度ボロン拡
散層では引っ張り応力が大きいためその分変位しにく
く、また、転移等の格子欠陥が多いため、振動板として
の信頼性,経時変化が懸念される。
As a method for forming a thin diaphragm from a Si wafer, a method of etching the Si wafer from one side and stopping the etching at a desired thickness by time management can be considered. The variation in thickness is directly reflected in the variation in thickness of the diaphragm, making it difficult to make many uniform diaphragms. On the other hand, a method of providing an etching stop layer can be considered. As one of the methods, there is a method that utilizes the fact that the etching rate is slow in a high-concentration boron diffusion layer. Since there are many, there is concern about the reliability of the diaphragm and its change over time.

【0007】また、P型基板にN型層を形成しておき、
P型基板をエッチング除去していってN型層がエッチン
グ液に露出されたときに酸化膜が形成されるように電圧
をかけておく電気化学エッチング停止法があるが、エッ
チング装置が複雑で、数μmの薄膜を得ようとした場
合、pn接合近傍の空乏層の考慮から、基板濃度が制約
される場合がある。さらに別の方法としてSOI基板の
支持基板をエッチング除去する方法も考えられるが基板
が高価である。
In addition, an N-type layer is formed on the P-type substrate,
There is an electrochemical etching stop method in which a voltage is applied so that an oxide film is formed when the N-type layer is exposed to an etching solution by etching away the P-type substrate, but the etching apparatus is complicated, When trying to obtain a thin film of several μm, the substrate concentration may be restricted due to the depletion layer near the pn junction. As another method, a method of etching and removing the supporting substrate of the SOI substrate can be considered, but the substrate is expensive.

【0008】このように、Si基板から薄い振動板を形
成することは、均一な厚さを広い面積で得られない、高
濃度不純物層の利用に対する懸念,装置の複雑化,コス
トが高い等の問題点があった。
As described above, forming a thin diaphragm from a Si substrate causes a problem that a uniform thickness cannot be obtained in a wide area, there is a concern about the use of a high-concentration impurity layer, the apparatus becomes complicated, and the cost is high. There was a problem.

【0009】本発明は、上述のような問題点を解決し、
静電駆動の高密度インクジェットヘッドに用いることが
できるSi薄膜振動板の形成を可能にするものである。
The present invention solves the above problems,
It enables the formation of a Si thin film diaphragm that can be used in an electrostatically driven high density inkjet head.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、多結
晶Si薄膜からなる振動板と、該振動板に対してギャッ
プを介して接合された電極基板と、該電極基板上に前記
振動板に対向して設けられた電極を有し、前記振動板と
前記電極間に駆動電圧を印加し、前記振動板を静電力に
より変形させる静電型アクチュエータにおいて、前記振
動板を構成する多結晶Siのそれぞれの結晶粒が、該振
動板の2つの表面のうち、少なくとも1つの表面の一部
を構成することを特徴としたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a vibrating plate made of a polycrystalline Si thin film, an electrode substrate bonded to the vibrating plate via a gap, and the vibrating plate on the electrode substrate. In an electrostatic actuator having an electrode provided to face a plate and applying a drive voltage between the diaphragm and the electrode to deform the diaphragm by an electrostatic force, a polycrystal forming the diaphragm. It is characterized in that each crystal grain of Si constitutes a part of at least one of the two surfaces of the vibration plate.

【0011】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記振動板を構成する多結晶Siはその粒界が該振
動板の表面におおよそ垂直な柱状構成であることを特徴
としたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the polycrystalline Si forming the diaphragm has a columnar structure in which the grain boundaries are approximately perpendicular to the surface of the diaphragm. Is.

【0012】請求項3の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記振動板を構成する多結晶Si薄膜は非晶
質Si薄膜を形成したのち、再結晶化により多結晶Si
薄膜としたことを特徴としたものである。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the polycrystalline Si thin film forming the vibration plate is an amorphous Si thin film and is then recrystallized to form polycrystalline Si thin film.
The feature is that it is a thin film.

【0013】請求項4の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記振動板と接合される電極基板は単結晶S
iから形成されていて、該振動板と前記電極基板の接合
部の少なくとも一方の面にあらかじめ形成したSiO2
膜をギャップ間隔保持手段としたことを特徴としたもの
である。
According to a fourth aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the electrode substrate bonded to the diaphragm is a single crystal S.
i formed from SiO 2 and formed in advance on at least one surface of the joint between the vibration plate and the electrode substrate.
It is characterized in that the film is used as a gap spacing maintaining means.

【0014】請求項5の発明は、請求項4の発明におい
て、前記SiO2膜がSiの熱酸化膜であることを特徴
としたものである。
According to a fifth aspect of the invention, in the fourth aspect of the invention, the SiO 2 film is a thermal oxide film of Si.

【0015】請求項6の発明は、請求項4の発明におい
て、前記SiO2膜がスパッタリング法または蒸着法ま
たはイオンプレーティング法またはゾル/ゲル法または
CVD法または有機Si化合物の焼結法により形成され
ていることを特徴としたものである。
According to the invention of claim 6, in the invention of claim 4, the SiO 2 film is formed by a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a sol / gel method, a CVD method or a sintering method of an organic Si compound. It is characterized by being.

【0016】請求項7の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記振動板と接合される前記電極基板は単結
晶Siから形成されており、該振動板と電極基板とのギ
ャップは振動板側と電極基板の少なくとも一方に形成さ
れた凹形状により保持されていることを特徴としたもの
である。
According to a seventh aspect of the invention, in the first or second aspect of the invention, the electrode substrate joined to the diaphragm is made of single crystal Si, and the gap between the diaphragm and the electrode substrate vibrates. It is characterized in that it is held by a concave shape formed on at least one of the plate side and the electrode substrate.

【0017】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、前記振動板と電極基板とのギャップを保持する振動
板側と電極基板の少なくとも一方に形成された凹形状は
Siの選択酸化法により形成されていることを特徴とし
たものである。
According to an eighth aspect of the present invention, in the seventh aspect of the present invention, the concave shape formed on at least one of the vibrating plate side and the electrode substrate that holds the gap between the vibrating plate and the electrode substrate is a Si selective oxidation method. It is characterized by being formed by.

【0018】請求項9の発明は、請求項1又は2の発明
において、前記振動板と接合される電極基板は前記単結
晶Siと線膨張係数が近く、Siと陽極接合が可能なガ
ラス材質からなり、前記振動板と前記電極基板とのギャ
ップは前記振動板に形成された凹形状により保持されて
いることを特徴としたものである。
According to a ninth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the electrode substrate bonded to the diaphragm has a linear expansion coefficient close to that of the single crystal Si, and is made of a glass material capable of anodic bonding with Si. The gap between the vibrating plate and the electrode substrate is held by the concave shape formed in the vibrating plate.

【0019】請求項10の発明は、請求項9の発明にお
いて、前記振動板と電極基板とのギャップを保持する振
動板側に形成された凹形状はSiの選択酸化法により形
成されていることを特徴としたものである。
According to a tenth aspect of the invention, in the ninth aspect of the invention, the concave shape formed on the side of the diaphragm that holds the gap between the diaphragm and the electrode substrate is formed by a selective oxidation method of Si. It is characterized by.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は、請求項1の静電アクチュ
エータの構成例を示す図で、図1(A)は本発明の静電
アクチュエータの断面図(図1(B)の点線部での断面
図)、図1(B)は図1(A)の点線部での断面図であ
る。また、図1(C)は本発明の多結晶Si振動板の拡
大模式図、図1(D)は同じく多結晶Si振動板の断面
拡大図で、図中、11は多結晶Si振動板、12は電極
基板、13は電極、14はギャップ、15は結晶粒、1
6は結晶粒界を示す。図1(A),図1(B)に示した
ように、多結晶Si振動板11がギャップ14を介して
電極13が形成されている電極基板12と接合されてい
る。本発明の静電アクチュエータは振動板形成に用いら
れる多結晶Siの結晶粒15が、図1(C),図1
(D)に示すように、振動板11の2つの表面(表面/
裏面)のうち少なくとも1つの表面を構成していること
を特徴としている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a view showing a constitutional example of an electrostatic actuator according to claim 1, and FIG. 1A is a sectional view of the electrostatic actuator of the present invention (a dotted line portion in FIG. 1B). FIG. 1B is a sectional view taken along the dotted line in FIG. 1A. 1 (C) is an enlarged schematic view of the polycrystalline Si diaphragm of the present invention, and FIG. 1 (D) is an enlarged sectional view of the polycrystalline Si diaphragm, in which 11 is a polycrystalline Si diaphragm. 12 is an electrode substrate, 13 is an electrode, 14 is a gap, 15 is a crystal grain, 1
6 indicates a crystal grain boundary. As shown in FIGS. 1A and 1B, a polycrystalline Si diaphragm 11 is bonded to an electrode substrate 12 on which an electrode 13 is formed via a gap 14. In the electrostatic actuator of the present invention, the crystal grains 15 of polycrystalline Si used for forming the diaphragm are shown in FIGS.
As shown in (D), two surfaces of the diaphragm 11 (surface /
It is characterized in that it constitutes at least one surface of the back surface).

【0021】また、本発明の他の特徴は多結晶Si振動
板11を構成する多結晶Siは、図2に示すように、そ
の結晶粒界26が振動板の表面におおよそ垂直な柱状構
造であることである。これにより振動板11が変位した
ときに多結晶Siの粒界26に剪断応力が作用しないた
めに、剪断力の繰り返し作用のための材料疲労が発生せ
ず振動板の寿命が伸び、信頼性が向上する。
Another feature of the present invention is that the polycrystalline Si constituting the polycrystalline Si vibrating plate 11 has a columnar structure in which the crystal grain boundaries 26 are substantially perpendicular to the surface of the vibrating plate as shown in FIG. There is. As a result, when the diaphragm 11 is displaced, shear stress does not act on the grain boundaries 26 of polycrystalline Si, so that material fatigue due to repeated actions of shearing force does not occur, the life of the diaphragm is extended, and reliability is improved. improves.

【0022】本発明の多結晶Si振動板は基板上に非晶
質Siの状態で形成し、その後、熱アニールにより非晶
質Siを多結晶Si化して形成する点に製法上の特徴が
ある。多結晶Si膜を形成すると、その表面には多結晶
80の粒径を反映した凹凸が形成される(図8
(A))。このような多結晶Si膜81を電極基板材料
82であるSiあるいはガラスと接合する場合、この多
結晶膜81の表面の凹凸のために接合条件のマージンが
狭くなり、歩留まり低下に繋がる。そこで本発明では表
面が平坦に得られる方法を考案した。非晶質膜83は結
晶粒界が存在しないために、形成した膜は極めて平坦に
得られる(図8(B))。この膜83を加熱処理するこ
とにより、表面の平坦性を維持して再結晶化し多結晶S
i膜84を得ることができる(図8(C))。加熱処理
による多結晶Si化は温度450℃以上で可能である
が、得られる多結晶Si膜の表面性は加熱温度が低いほ
ど良好である。また再結晶した多結晶Siの粒径も加熱
温度が低いほど大きく得られる。しかし再結晶化に必要
な時間は加熱温度が低温なほど長時間になるので、実施
上は種々条件の最適な組み合わせを選ぶ。
The polycrystalline Si diaphragm of the present invention is characterized in that it is formed on the substrate in a state of amorphous Si, and then the amorphous Si is transformed into polycrystalline Si by thermal annealing. . When the polycrystalline Si film is formed, irregularities reflecting the grain size of the polycrystalline 80 are formed on the surface (FIG. 8).
(A)). When such a polycrystalline Si film 81 is bonded to Si or glass which is the electrode substrate material 82, the unevenness of the surface of the polycrystalline film 81 narrows the margin of bonding conditions, leading to a reduction in yield. Therefore, the present invention has devised a method for obtaining a flat surface. Since the amorphous film 83 has no crystal grain boundaries, the formed film is extremely flat (FIG. 8B). By subjecting this film 83 to a heat treatment, it is recrystallized while maintaining the flatness of the surface, and the polycrystalline S
The i film 84 can be obtained (FIG. 8C). Polycrystalline Si can be formed by heat treatment at a temperature of 450 ° C. or higher, but the surface properties of the obtained polycrystalline Si film are better as the heating temperature is lower. Also, the grain size of recrystallized polycrystalline Si can be increased as the heating temperature is lowered. However, the lower the heating temperature is, the longer the time required for recrystallization is. Therefore, an optimum combination of various conditions is selected in practice.

【0023】具体的な例として石英ガラス基板上にジシ
ランガス(Si26)を原料ガスとして加熱温度500
℃で非晶質Si膜を厚さ3ミクロン形成した。その後、
この膜を窒素雰囲気中、600℃で40時間加熱するこ
とにより多結晶化した。その膜の表面性は非晶質膜で形
成した状態を維持し、粒界のエッチング(セコエッチ)
による粒径は平均1.3ミクロンであった。また、膜断
面では多結晶Siの個々の粒子が膜表面を構成してい
て、本発明の請求項1に記載した多結晶Si膜であった
(実施例1)。
As a specific example, a heating temperature of 500 is used on a quartz glass substrate using disilane gas (Si 2 H 6 ) as a source gas.
An amorphous Si film having a thickness of 3 μm was formed at ℃. afterwards,
This film was polycrystallized by heating at 600 ° C. for 40 hours in a nitrogen atmosphere. The surface property of the film is maintained as it was formed of an amorphous film, and grain boundary etching (seco etching)
The average particle size was 1.3 microns. Further, in the cross section of the film, individual particles of polycrystal Si constituted the film surface, and the polycrystal Si film was described in claim 1 of the present invention (Example 1).

【0024】また、同様にして形成した非晶質Si膜を
窒素雰囲気中、550℃で80時間加熱することにより
多結晶化した。このとき得られた多結晶Si膜の粒径は
平均4ミクロンであり、その断面は図2に示した構造図
のごとく個々の粒子が柱状に成長し多結晶膜Si膜を形
成していて、本発明の請求項2に記載した多結晶Si膜
であった(実施例2)。
The amorphous Si film formed in the same manner was polycrystallized by heating at 550 ° C. for 80 hours in a nitrogen atmosphere. The grain size of the polycrystalline Si film obtained at this time is 4 microns on average, and the cross-section shows that the individual grains grow in columns as shown in the structural diagram of FIG. 2 to form a polycrystalline film Si film. The polycrystalline Si film was described in claim 2 of the present invention (Example 2).

【0025】また、本発明は電極基板が単結晶Siで形
成され、多結晶Si振動板と電極基板の接合部の少なく
とも一方の面にあらかじめ形成したSiO2膜により、
ギャップの保持手段を構成する。前記SiO2膜はSi
の熱酸化膜で形成することができる。また、該SiO2
膜はスパッタリング法または蒸着法またはイオンプレー
ディング方またはゾル・ゲル法またはCVD法または有
機Si化合物の焼結法により形成することも可能であ
る。電極基板が単結晶Siで形成される場合には、電極
はSi基板にp型又はn型不純物を拡散し形成すること
ができる。
Further, according to the present invention, the electrode substrate is made of single crystal Si, and the polycrystalline Si diaphragm and the SiO 2 film previously formed on at least one surface of the bonding portion of the electrode substrate,
It constitutes a gap holding means. The SiO 2 film is Si
Can be formed of a thermal oxide film. In addition, the SiO 2
The film can also be formed by a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a sol-gel method, a CVD method, or a sintering method of an organic Si compound. When the electrode substrate is formed of single crystal Si, the electrode can be formed by diffusing p-type or n-type impurities in the Si substrate.

【0026】また、本発明は多結晶Si振動板と単結晶
Siからなる電極基板に形成した電極とのギャップ保持
手段として、振動板,電極基板に形成した凹構造を用い
ることも特徴の一つとしている。このような構成の場
合、振動板と電極基板は接合後は電気的に接続されるの
で、振動板の電気的駆動に有利な構成となる。振動板,
電極基板の凹構造はSiのエッチング(ウエットエッチ
ング,ドライエッチング双方)で形成可能であるが、そ
のほかに凹構造とする部分のSiを選択的に酸化してS
iO2とし、その後、SiO2酸化膜を除去することで形
成することも可能である。Siの酸化速度は酸化温度に
より正確に制御可能であるので、この凹構造形成方法に
よれば精度の高いギャップ寸法の凹構造が形成できる。
Another feature of the present invention is that a concave structure formed on the diaphragm or the electrode substrate is used as a gap maintaining means between the polycrystalline Si diaphragm and the electrode formed on the electrode substrate made of single crystal Si. I am trying. In such a configuration, since the diaphragm and the electrode substrate are electrically connected after the joining, the structure is advantageous for electrically driving the diaphragm. Diaphragm,
The concave structure of the electrode substrate can be formed by etching Si (both wet etching and dry etching), but in addition, Si in the concave structure is selectively oxidized to form S.
It is also possible to use iO 2 and then form the SiO 2 oxide film by removing it. Since the oxidation rate of Si can be controlled accurately by the oxidation temperature, this method for forming a concave structure can form a concave structure with a highly accurate gap size.

【0027】本発明では電極基板に単結晶Siと線膨張
計数が近く、Siと陽極接合が可能なガラス材質を使用
することができる。例えば、コーニング社製パイレック
スガラス#7740,岩城ガラス社製SW3,ホーヤ社
製SD2等のガラスが使用可能である。電極基板材料に
ガラスを使用した場合にはその基板寸法を自由に選択で
きるので、長尺のアクチュエータアレイが形成可能であ
る。
In the present invention, a glass material having a linear expansion coefficient close to that of single crystal Si and capable of anodic bonding with Si can be used for the electrode substrate. For example, Pyrex glass # 7740 manufactured by Corning, SW3 manufactured by Iwaki Glass, and SD2 manufactured by Hoya can be used. When glass is used as the electrode substrate material, the substrate size can be freely selected, so that a long actuator array can be formed.

【0028】図3は、本発明の請求項1,3及び5の実
施例(実施例3)を説明するための図で、この実施例は
本発明の静電アクチュエータをインクジェットヘッドの
応用した場合の例である。 (a):31は単結晶シリコンの(110)ウエハであ
る。本実施例ではこのシリコン(110)ウエハを多結
晶シリコン振動板形成の基板として用いると同時にイン
クジェットヘッドの加圧液室を作成する部材として用い
る(図3(A))。
FIG. 3 is a view for explaining an embodiment (embodiment 3) of claims 1, 3 and 5 of the present invention. This embodiment is a case where the electrostatic actuator of the present invention is applied to an ink jet head. Is an example of. (A): 31 is a (110) wafer of single crystal silicon. In this embodiment, this silicon (110) wafer is used as a substrate for forming a polycrystalline silicon diaphragm and at the same time used as a member for forming a pressurized liquid chamber of an inkjet head (FIG. 3A).

【0029】(b):単結晶シリコン31上に熱酸化膜
33を厚さ500nmに形成し、この上にジシランガス
(Si26)を原料ガスとして加熱温度500℃で非晶
質Si膜を厚さ3ミクロン形成した。その後、窒素雰囲
気中,550℃で80時間加熱することにより多結晶化
32した。このとき膜厚は2.7ミクロンであった(図
3(B))。 (c):(110)ウエハは水酸化カリウム(KOH)
溶液を用いてのエッチングでインクジェットヘッドの液
室34形状に加工した(図3(C))。加工には水酸化
カリウムの異方性エッチング技術を使用する。水酸化カ
リウム溶液はシリコンの(111)に対するエッチング
速度が他の面に対する速度に比べて極めて遅く、この溶
液でエッチングを行うとエッチング面は(111)面で
構成された面になる。この方法は従来技術等に記載され
ている方法と同様であり、本発明の要点ではないので詳
細な記述は省略する。
(B): A thermal oxide film 33 having a thickness of 500 nm is formed on the single crystal silicon 31, and an amorphous Si film is formed thereon at a heating temperature of 500 ° C. using disilane gas (Si 2 H 6 ) as a source gas. Formed to a thickness of 3 microns. Then, polycrystallized 32 by heating at 550 ° C. for 80 hours in a nitrogen atmosphere. At this time, the film thickness was 2.7 μm (FIG. 3 (B)). (C): (110) wafer is potassium hydroxide (KOH)
The solution was etched into a liquid chamber 34 of the inkjet head (FIG. 3C). Anisotropic etching technology of potassium hydroxide is used for processing. The potassium hydroxide solution has an extremely low etching rate of silicon with respect to the (111) plane as compared with the rate of etching with other planes. When etching is performed with this solution, the etching plane becomes a plane composed of the (111) plane. This method is the same as the method described in the related art and the like, and is not an essential point of the present invention, and therefore detailed description thereof will be omitted.

【0030】(d):電極基板35としてはシリコン
(100)基板(p型,抵抗率10Ω・cm)を用い
た。まず、振動板32と電極36間のギャップ保持手段
としての酸化膜をシリコンの水素ガス雰囲気中熱酸化に
より形成した。酸化温度は1000℃,酸化時間は95
分で、このときの酸化膜厚は510nmであった。酸化
膜はフォトリソエッチングによりギャップ形状に除去さ
れギャップ保持手段としての酸化膜37が形成される。
さらに電極基板35には電極36が不純物拡散の手法で
形成される。本実施例では基板中にリンPイオンを注入
する方法で形成した。注入条件はドーズ量4E15cm
2,加速電圧50KeVである。その後、電極基板35
は多結晶シリコン振動板32と接合する。接合はシリコ
ン/シリコン直接接合の手法によった。接合前に両基板
を(アンモニア/過酸化水素水)混液で事前に洗浄し、
両基板を重ねて、窒素雰囲気中800℃熱処理すること
により接合できる(図3(D))。
(D): As the electrode substrate 35, a silicon (100) substrate (p type, resistivity 10 Ω · cm) was used. First, an oxide film as a means for maintaining the gap between the diaphragm 32 and the electrode 36 was formed by thermal oxidation of silicon in a hydrogen gas atmosphere. Oxidation temperature is 1000 ° C, oxidation time is 95
In this case, the oxide film thickness at this time was 510 nm. The oxide film is removed into a gap shape by photolithography and an oxide film 37 as a gap holding means is formed.
Further, the electrode 36 is formed on the electrode substrate 35 by the impurity diffusion method. In this embodiment, it is formed by a method of implanting phosphorus P ions into the substrate. The implantation conditions are a dose of 4E15 cm.
2 , acceleration voltage is 50 KeV. Then, the electrode substrate 35
Is bonded to the polycrystalline silicon diaphragm 32. Bonding was performed by the method of silicon / silicon direct bonding. Before bonding, wash both substrates with a mixed solution of (ammonia / hydrogen peroxide),
It is possible to bond the two substrates by stacking them and heat-treating them at 800 ° C. in a nitrogen atmosphere (FIG. 3D).

【0031】(e):最後に液室34の上にステンレス
製の蓋38を接着し、本発明の静電アクチュエータを用
いたインクジェットヘッドが完成する(図3(E))。 (f):図3(F),(F)に上述のごとくして形
成した本実施例インクジェットヘッドの正面図,側面図
を示す。
(E): Finally, a stainless steel lid 38 is adhered on the liquid chamber 34 to complete an ink jet head using the electrostatic actuator of the present invention (FIG. 3 (E)). (F): FIG. 3 (F 1 ), (F 2 ) shows a front view and a side view of the inkjet head of this embodiment formed as described above.

【0032】図4は、本発明の請求項4の実施例を説明
するための正面横断面図(図4(A))及び正面縦断面
図で、多結晶シリコン振動板41の製法はすでに説明し
た実施例と同様である。電極基板42としてシリコン
(100)ウエハ(p型,抵抗率10Ω・cm)を用い
た。このウエハを水素ガス雰囲気中に熱酸化により酸化
膜45を形成した。酸化温度は1000℃,酸化時間は
140分でこのときの酸化膜厚は750nmであった。
振動板と電極のギャップとなる部分の酸化膜をバファー
フッ酸により700nmエッチングし、ギャップ43を
形成した。次いで、このギャップ部分に電極44として
白金薄膜をスパッタ法により厚さ200nmに形成し
た。その後に上記多結晶Si振動板41を電極基板42
に直接接合し、本発明の静電アクチュエータが完成した
(実施例4)。
FIG. 4 is a front cross-sectional view (FIG. 4 (A)) and a front vertical cross-sectional view for explaining an embodiment of claim 4 of the present invention. The manufacturing method of the polycrystalline silicon diaphragm 41 has already been described. It is similar to the embodiment described above. A silicon (100) wafer (p-type, resistivity 10 Ω · cm) was used as the electrode substrate 42. An oxide film 45 was formed on this wafer by thermal oxidation in a hydrogen gas atmosphere. The oxidation temperature was 1000 ° C., the oxidation time was 140 minutes, and the oxide film thickness at this time was 750 nm.
The oxide film in the gap between the vibrating plate and the electrode was etched to 700 nm with buffered hydrofluoric acid to form the gap 43. Next, a platinum thin film having a thickness of 200 nm was formed as an electrode 44 in this gap portion by a sputtering method. Then, the polycrystalline Si diaphragm 41 is attached to the electrode substrate 42.
Was directly bonded to the substrate to complete the electrostatic actuator of the present invention (Example 4).

【0033】図5は、本発明の請求項6の実施例を説明
するための正面横断面図(図5(A))及び正面縦断面
図で、多結晶シリコン振動板51の製法はすでに説明し
た実施例と同様である。電極基板52としてシリコン
(110)ウエハ(p型,抵抗率10Ω・cm)を用い
た。このウエハをシラン(SiH),亜酸化窒素(N
O)を原料ガスとしてCVD法により酸化膜55を形
成した。成膜温度は800℃,成膜時間は14分でこの
ときの酸化膜厚は800nmであった。振動板と電極の
ギャップとなる部分の酸化膜をバファーフッ酸により7
00nmエッチングし、ギャップ53を形成した。次い
でこのギャップ部分に電極54としてニッケル薄膜をス
パッタ法により厚さ150nmに形成した。その後に上
記多結晶Si振動板51を電極基板52に直接接合し、
本発明の静電アクチュエータを完成した(実施例5)。
FIG. 5 illustrates an embodiment of claim 6 of the present invention.
Front cross-sectional view (FIG. 5A) and front vertical cross-section for
In the figure, the manufacturing method of the polycrystalline silicon diaphragm 51 has already been described.
It is similar to the embodiment described above. Silicon as the electrode substrate 52
Using (110) wafer (p type, resistivity 10 Ω · cm)
It was This wafer is treated with silane (SiHFour), Nitrous oxide (N
TwoO) is used as the source gas to form the oxide film 55 by the CVD method.
I made it. The film formation temperature is 800 ° C and the film formation time is 14 minutes.
At that time, the oxide film thickness was 800 nm. Of diaphragm and electrode
The oxide film in the part that becomes the gap is formed with buffered hydrofluoric acid.
Etching was performed at 00 nm to form the gap 53. Next
Then, a nickel thin film is used as an electrode 54 in this gap portion.
It was formed to a thickness of 150 nm by the putter method. Then on
The polycrystalline Si vibration plate 51 is directly bonded to the electrode substrate 52,
The electrostatic actuator of the present invention was completed (Example 5).

【0034】図6は、本発明の請求項7,8の実施例を
説明するための正面横断面図(図6(A))及び正面縦
断面図であり、結晶シリコン振動板61の製法はすでに
説明した実施例と同様である。電極基板62としてシリ
コン(100)ウエハ(p型,抵抗率10Ω・cm)を
用いた。このウエハのギャップを形成する部分を選択酸
化法により水素ガス雰囲気中熱酸化で酸化膜を形成し
た。選択酸化はウエハ表面の酸化を防止する部分をSi
膜でマスクする方法で行った。このSi
スクによるシリコンの選択酸化は半導体製造工程におい
て素子分離法として広く用いられている。Si
スクの形成に先立って酸化膜を形成しておく場合もあ
る。酸化温度は1000℃,酸化時間は280分で、こ
のときの酸化膜厚は1500nmであった。この酸化膜
をエッチングにより除去すると電極基板中にギャップと
なる部分が750nmの深さで形成される。
6A and 6B are a front cross-sectional view (FIG. 6A) and a front vertical cross-sectional view for explaining the embodiments of claims 7 and 8 of the present invention. This is similar to the embodiment already described. A silicon (100) wafer (p-type, resistivity 10 Ω · cm) was used as the electrode substrate 62. An oxide film was formed by thermal oxidation in a hydrogen gas atmosphere on the portion of the wafer where the gap is formed by a selective oxidation method. In the selective oxidation, the portion of the wafer surface that prevents
The masking was performed with a 3 N 4 film. This selective oxidation of silicon by the Si 3 N 4 mask is widely used as an element isolation method in a semiconductor manufacturing process. The oxide film may be formed prior to the formation of the Si 3 N 4 mask. The oxidation temperature was 1000 ° C., the oxidation time was 280 minutes, and the oxide film thickness at this time was 1500 nm. When this oxide film is removed by etching, a gap portion is formed at a depth of 750 nm in the electrode substrate.

【0035】次いで、このギャップ部分に電極64が不
純物拡散の手法で形成される。本実施例では基板中にリ
ン(P)イオンを注入する方法で形成した。注入条件は
ドーズ量4E15/cm2,加速電圧50keVであ
る。その後に上記多結晶Si振動板61を電極基板62
に直接接合し、本発明の静電アクチュエータを完成した
(実施例6)。
Next, the electrode 64 is formed in this gap portion by the impurity diffusion technique. In this embodiment, it is formed by a method of implanting phosphorus (P) ions into the substrate. The implantation conditions are a dose amount of 4E15 / cm 2 and an acceleration voltage of 50 keV. Then, the polycrystalline Si diaphragm 61 is attached to the electrode substrate 62.
Was directly bonded to the above to complete the electrostatic actuator of the present invention (Example 6).

【0036】図7は、本発明の請求項9,10の実施例
を説明するための正面横断面図(図7(A))及び正面
縦断面図で、多結晶シリコン振動板71の製法はすでに
説明した実施例と同様であるが、本実施例ではギャップ
を振動板側に形成するので、振動板厚はギャップ部分を
加味して3.5ミクロンとした。振動板側のギャップを
形成する部分を選択酸化法により水素ガス雰囲気中熱酸
化で酸化膜を形成した。選択酸化はウエハ表面の酸化を
防止する部分をSi膜でマスクする方法で行っ
た。このSiマスクによるシリコンの選択酸化は
半導体製造工程において素子分離法として広く用いられ
ている。
FIG. 7 is a front cross-sectional view (FIG. 7A) and a front vertical cross-sectional view for explaining the embodiments of claims 9 and 10 of the present invention. This is the same as the above-described embodiment, but in this embodiment, since the gap is formed on the diaphragm side, the diaphragm thickness is set to 3.5 μm considering the gap portion. An oxide film was formed by thermal oxidation in a hydrogen gas atmosphere at the portion forming the gap on the diaphragm side by the selective oxidation method. The selective oxidation was performed by a method of masking a portion of the wafer surface that prevents oxidation with a Si 3 N 4 film. This selective oxidation of silicon by the Si 3 N 4 mask is widely used as an element isolation method in a semiconductor manufacturing process.

【0037】Si膜マスクの形成に先立って酸化
膜を形成しておく場合もある。酸化温度は1000℃,
酸化時間は280分でこのときの酸化膜厚1500nm
であった。この酸化膜をエッチングにより除去すると振
動板71中にギャップとなる部分が750nmの深さで
形成される。電極基板72としてコーニング社製パイレ
ックスガラス#7740を用いた。このガラス基板上に
電極74として白金薄膜をスパッタ法により厚さ200
nmに形成した。その後に上記多結晶Si振動板71を
電極基板72に陽極接合し、本発明の静電アクチュエー
タを完成した(実施例7)。
In some cases, an oxide film may be formed prior to the formation of the Si 3 N 4 film mask. Oxidation temperature is 1000 ℃,
The oxidation time is 280 minutes and the oxide film thickness at this time is 1500 nm
Met. When this oxide film is removed by etching, a gap portion is formed in the vibration plate 71 with a depth of 750 nm. Pyrex glass # 7740 manufactured by Corning was used as the electrode substrate 72. On this glass substrate, a platinum thin film having a thickness of 200 is formed as an electrode 74 by a sputtering method.
nm. After that, the polycrystalline Si vibrating plate 71 was anodically bonded to the electrode substrate 72 to complete the electrostatic actuator of the present invention (Example 7).

【0038】[0038]

【発明の効果】請求項1の静電型アクチュエータにおい
ては、振動板を構成する多結晶Siの粒径が大きいの
で、ヤング率の大きな強度の高い静電アクチュエータと
することができる。
According to the electrostatic actuator of the first aspect, since the grain size of the polycrystalline Si forming the diaphragm is large, the electrostatic actuator having a large Young's modulus and high strength can be obtained.

【0039】請求項2の静電アクチュエータにおいて
は、振動板が変形しても振動板を構成する多結晶Siの
粒界に剪断力が作用しないので、長寿命な信頼性の高い
静電アクチュエータとすることができる。
According to the electrostatic actuator of claim 2, since the shearing force does not act on the grain boundary of the polycrystalline Si forming the vibrating plate even if the vibrating plate is deformed, the electrostatic actuator has a long life and high reliability. can do.

【0040】請求項3の静電アクチュエータの製造方法
においては、表面性の良好な多結晶Si薄膜となるの
で、電極基板との接合の歩留まりを高く得ることができ
る。
In the method of manufacturing an electrostatic actuator according to the third aspect, since the polycrystalline Si thin film has a good surface property, the yield of bonding with the electrode substrate can be increased.

【0041】請求項4の静電アクチュエータにおいて
は、電極基板が単結晶Siから形成されているので電極
をSiへの不純物拡散で形成できるので、生産性高く電
極基板を形成できる。
In the electrostatic actuator of the fourth aspect, since the electrode substrate is made of single crystal Si, the electrode can be formed by diffusing impurities into Si, so that the electrode substrate can be formed with high productivity.

【0042】請求項5の静電アクチュエータにおいて
は、ギャップ保持手段がSiの熱酸化膜であるので、寸
法精度の高いギャップを得ることができる。
In the electrostatic actuator of the fifth aspect, since the gap holding means is the thermal oxide film of Si, it is possible to obtain a gap with high dimensional accuracy.

【0043】請求項6の静電アクチュエータにおいて
は、ギャップ形成手段がスパッタリング法または蒸着法
またはイオンプレーティング法またはゾル/ゲル法また
はCVD法または有機Si化合物の焼結法の低温プロセ
スであるので、低コストな製造法を得ることができる。
In the electrostatic actuator of claim 6, the gap forming means is a low temperature process such as a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a sol / gel method, a CVD method or a sintering method of an organic Si compound. A low-cost manufacturing method can be obtained.

【0044】請求項7の静電アクチュエータによれば、
振動板と電極基板とが同電位に形成できるので、配線構
造の簡単アクチュエータを得ることができる。
According to the electrostatic actuator of claim 7,
Since the vibration plate and the electrode substrate can be formed at the same potential, a simple actuator having a wiring structure can be obtained.

【0045】請求項8の静電アクチュエータによれば、
ギャップを保持する凹形状がSiの選択酸化により形成
されているので、寸法制御性の高いアクチュエータの製
造法を得ることができる。
According to the electrostatic actuator of claim 8,
Since the concave shape that holds the gap is formed by the selective oxidation of Si, it is possible to obtain a method of manufacturing an actuator with high dimensional controllability.

【0046】請求項9の静電アクチュエータによれば、
電極基板をガラスで形成できるので、長尺な静電ヘッド
を得ることができる。
According to the electrostatic actuator of claim 9,
Since the electrode substrate can be formed of glass, a long electrostatic head can be obtained.

【0047】請求項10の静電アクチュエータによれ
ば、ギャップを保持する凹形状がSiの選択酸化法によ
り形成されているので、寸法制御性の高い静電アクチュ
エータの製造法を得ることができる。
According to the electrostatic actuator of the tenth aspect, since the concave shape for holding the gap is formed by the selective oxidation method of Si, it is possible to obtain a method of manufacturing an electrostatic actuator having high dimensional controllability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明による静電アクチュエータの一構成例
を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of an electrostatic actuator according to the present invention.

【図2】 多結晶Siの柱状構造の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a columnar structure of polycrystalline Si.

【図3】 本発明による静電アクチュエータの製造工程
の例を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a manufacturing process of the electrostatic actuator according to the present invention.

【図4】 本発明による静電アクチュエータの他の例を
説明するための構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram for explaining another example of the electrostatic actuator according to the present invention.

【図5】 本発明による静電アクチュエータの更に他の
例を説明するための構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram for explaining still another example of the electrostatic actuator according to the present invention.

【図6】 本発明による静電アクチュエータの更に他の
例を説明するための構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram for explaining still another example of the electrostatic actuator according to the present invention.

【図7】 本発明による静電アクチュエータの更に他の
例を説明するための構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram for explaining still another example of the electrostatic actuator according to the present invention.

【図8】 多結晶膜の粒径を反映した凹凸表面を説明す
るための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining an uneven surface reflecting the grain size of a polycrystalline film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…Si振動板、12…電極基板、13…電極、14
…ギャップ、15…結晶粒、16,26…結晶粒界、3
1…単結晶シリコン、32…多結晶化シリコン、33…
熱酸化膜、34…液室、35…電極基板、36…電極、
37…ギャップ保持手段、38…蓋、41,51,6
1,71…振動板、42,52,62,72…電極基
板、43,53,63,73…ギャップ、44,54,
64,74…電極、45,55…酸化膜。
11 ... Si diaphragm, 12 ... Electrode substrate, 13 ... Electrode, 14
... gap, 15 ... crystal grain, 16, 26 ... crystal grain boundary, 3
1 ... Single crystal silicon, 32 ... Polycrystal silicon, 33 ...
Thermal oxide film, 34 ... Liquid chamber, 35 ... Electrode substrate, 36 ... Electrode,
37 ... Gap holding means, 38 ... Lid, 41, 51, 6
1, 71 ... Vibration plate, 42, 52, 62, 72 ... Electrode substrate, 43, 53, 63, 73 ... Gap, 44, 54,
64, 74 ... Electrodes, 45, 55 ... Oxide films.

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 多結晶Si薄膜からなる振動板と、該振
動板に対してギャップを介して接合された電極基板と、
該電極基板上に前記振動板に対向して設けられた電極を
有し、前記振動板と前記電極間に駆動電圧を印加し、前
記振動板を静電力により変形させる静電型アクチュエー
タにおいて、前記振動板を構成する多結晶Siのそれぞ
れの結晶粒が、該振動板の2つの表面のうち、少なくと
も1つの表面の一部を構成することを特徴とした静電型
アクチュエータ。
1. A vibrating plate made of a polycrystalline Si thin film, and an electrode substrate bonded to the vibrating plate via a gap,
An electrostatic actuator that has an electrode provided on the electrode substrate so as to face the diaphragm, applies a driving voltage between the diaphragm and the electrode, and deforms the diaphragm by an electrostatic force. An electrostatic actuator, wherein each crystal grain of polycrystalline Si that constitutes the diaphragm constitutes a part of at least one surface of the two surfaces of the diaphragm.
【請求項2】 請求項1の静電型アクチュエータにおい
て、前記振動板を構成する多結晶Siはその粒界が該振
動板の表面におおよそ垂直な柱状構成であることを特徴
とした静電型アクチュエータ。
2. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the polycrystalline Si forming the vibration plate has a columnar structure in which grain boundaries are substantially perpendicular to the surface of the vibration plate. Actuator.
【請求項3】 請求項1又は2の静電型アクチュエータ
の製造方法において、前記振動板を構成する多結晶Si
薄膜は非晶質Si薄膜を形成したのち、再結晶化により
多結晶Si薄膜としたことを特徴とする静電型アクチュ
エータの製造方法。
3. The method of manufacturing an electrostatic actuator according to claim 1, wherein the vibrating plate is made of polycrystalline Si.
A method for manufacturing an electrostatic actuator, comprising forming an amorphous Si thin film and then recrystallizing the thin film into a polycrystalline Si thin film.
【請求項4】 請求項1又は2の静電型アクチュエータ
において、前記振動板と接合される電極基板は単結晶S
iから形成されていて、該振動板と前記電極基板の接合
部の少なくとも一方の面にあらかじめ形成したSiO2
膜をギャップ間隔保持手段としたことを特徴とした静電
型アクチュエータ。
4. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the electrode substrate bonded to the diaphragm is a single crystal S.
i formed from SiO 2 and formed in advance on at least one surface of the joint between the vibration plate and the electrode substrate.
An electrostatic actuator characterized in that a film is used as a gap spacing maintaining means.
【請求項5】 請求項4の静電型アクチュエータにおい
て、前記SiO2膜がSiの熱酸化膜であることを特徴
とした静電型アクチュエータ。
5. The electrostatic actuator according to claim 4, wherein the SiO 2 film is a thermal oxide film of Si.
【請求項6】 請求項4の静電型アクチュエータにおい
て、前記SiO2膜がスパッタリング法または蒸着法ま
たはイオンプレーティング法またはゾル/ゲル法または
CVD法または有機Si化合物の焼結法により形成され
ていることを特徴とした静電型アクチュエータ。
6. The electrostatic actuator according to claim 4, wherein the SiO 2 film is formed by a sputtering method, a vapor deposition method, an ion plating method, a sol / gel method, a CVD method or a sintering method of an organic Si compound. Electrostatic actuator characterized by
【請求項7】 請求項1又は2の静電型アクチュエータ
において、前記振動板と接合される前記電極基板は単結
晶Siから形成されており、該振動板と電極基板とのギ
ャップは振動板側と電極基板の少なくとも一方に形成さ
れた凹形状により保持されていることを特徴とした静電
型アクチュエータ。
7. The electrostatic actuator according to claim 1 or 2, wherein the electrode substrate joined to the diaphragm is made of single crystal Si, and the gap between the diaphragm and the electrode substrate is on the diaphragm side. And an electrostatic actuator held by a concave shape formed on at least one of the electrode substrate and the electrode substrate.
【請求項8】 請求項7の静電型アクチュエータにおい
て、前記振動板と電極基板とのギャップを保持する振動
板側と電極基板の少なくとも一方に形成された凹形状は
Siの選択酸化法により形成されていることを特徴とし
た静電型アクチュエータ。
8. The electrostatic actuator according to claim 7, wherein the concave shape formed on at least one of the vibrating plate side that holds the gap between the vibrating plate and the electrode substrate and the electrode substrate is formed by a selective oxidation method of Si. Electrostatic actuator characterized by being used.
【請求項9】 請求項1又は2の静電型アクチュエータ
において、前記振動板と接合される電極基板は前記単結
晶Siと線膨張係数が近く、Siと陽極接合が可能なガ
ラス材質からなり、前記振動板と前記電極基板とのギャ
ップは前記振動板に形成された凹形状により保持されて
いることを特徴とした静電型アクチュエータ。
9. The electrostatic actuator according to claim 1, wherein the electrode substrate bonded to the vibration plate is made of a glass material having a linear expansion coefficient close to that of the single crystal Si and capable of anodic bonding with Si, The electrostatic actuator, wherein a gap between the vibrating plate and the electrode substrate is held by a concave shape formed in the vibrating plate.
【請求項10】 請求項9の静電型アクチュエータにお
いて、前記振動板と電極基板とのギャップを保持する振
動板側に形成された凹形状はSiの選択酸化法により形
成されていることを特徴とした静電型アクチュエータ。
10. The electrostatic actuator according to claim 9, wherein the concave shape formed on the diaphragm side holding the gap between the diaphragm and the electrode substrate is formed by a selective oxidation method of Si. And electrostatic actuator.
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