JPH039847A - インクジェット印字ヘッドとその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、サーマルインクジェット印字ヘッド、より詳
細には、有効寿命がより長く、製造費用効果がより高い
サーマルインクジェット印字ヘッド用の気泡発生発熱体
に関するものである。

従来の技術 サーマルインクジェット印字方式は、電気パルスによっ
て発生した熱エネルギーを用いてインク充満チャンネル
内で気泡を発生させ、その圧力でインク滴を噴射するド
ロップオンデマンド型が広く用いられている。熱エネル
ギー発生器すなわち発熱体（一般に、抵抗器）は、ノズ
ルに近いインクチャンネル内の所定の位置に配置されて
いる。

各抵抗器は、電流パルスによって個別にアドレスされる
と、インクを瞬間的に沸騰させて気泡を発生し、その圧
力でインク滴を噴射する。気泡が膨張すると、インクは
ノズルから膨れ出るが、インクの表面張力でメニスカス
としてノズルの中に入っている。気泡が収縮し始めると
、ノズルと気泡の間のチャンネル内のインクが、収縮す
る気泡のほうへ動き始めるので、ノズルの所でインクの
体積収縮が起こり、その結果、膨れ出ているインクが分
離して滴になる。気泡が膨張しているときインクが加速
され、インク滴に複写用紙などの記録媒体へ向かう方向
の速度と運動量が与えられる。

滴噴射動作中の発熱体は、高温度、熱応力、強電場、大
きなキャビティージョン応力などの環境にさらされる。

このため、発熱体をキャビテーション応力から保護する
層で被覆する必要性が以前より認識されており、周知の
ように、タンタル（Ｔａ）はこの目的に合った非常に優
れた物質の１つである。

発熱体とＴａ保護層の間に二酸化シリコンまたはプラズ
マ堆積窒化シリコンなどの絶縁層を使用する従来の方法
には、幾つかの問題点がある。第１は、二酸化シリコン
または窒化シリコンの熱伝導率が低いので、発熱体をＴ
ａ層よりかなり高温にしなければならず、発熱体の熱効
率を低下させることである。第２は、Ｔａ層の輪郭を定
めるため、ＣＦ４と０２の混合気の中でプラズマエツチ
ングする必要があることである。他の多くの材料のプラ
ズマエツチングと異なり、発生する揮発性ガスは蒸気圧
が低いので、ポンプで排出することが難しい、　Ｔａプ
ロセスは、プラズマエツチング室およびＴａ堆積室内の
湿気に非常に敏感である。

また、エツチング工程は、時々滓がそのまま残るので、
発熱体とアルミニウムアドレッシング電極の付着不良を
起こすほか、アルミニウム電極端子の境界面におけるワ
イヤボンディングの故障を引き起こすこともある。

本発明の発熱体構造および製造方法は、後で述べるよう
に、上記のすべての問題を解決している。

以下の特許文献は、二酸化シリコンやプラズマ堆積窒化
シリコンが有する幾つかの問題点、例えば、寿命を縮め
るピンホール、等について認識しているが、適切な解決
策を見いだしていない。

米国特許第４，５１３，２９８号は、窒化シリコン層を
含むパッシベーション構造と、燐拡散シリコンまたは多
結晶シリコンとから成る抵抗体を用いたサーマルインク
ジェット印字ヘッドを開示している。

窒化シリコンは、プラズマ支ｉｌｌ　ＣＶＤ法によって
形成される。インクと接触してインクの気泡を発生させ
収縮させる抵抗体の上層は、炭化ケイ素である。この上
層は窒化シリコンのパッシベーション層の上に形成され
る。しかし、都合の悪いことに、このパッシベーション
層はどうしてもピンホールなどの欠陥があって、抵抗体
および電極を完全に保護することができない。

米国特許第４，５３５，３４３号は、窒化タンタルとア
ルミニウムの導体で作られた抵抗体構造を使用すること
によって、上記米国特許第４，５１５，２９８号のピン
ホール問題を解決している。導体の間にはさまれた抵抗
体構造を活性酸素の雰囲気にさらすと、アルミニウム導
体のさらされた表面部分が酸化されて、＾１２０コの酸
化皮膜が生じる。同時に、酸素はさらされた抵抗体構造
とも反応して、滑らがで、欠陥のない、五酸化タンタル
またはオキシ窒化タンタルのパッシベーション層を形成
する。そのほかに、二酸化シリコンの断熱層も開示され
ている。

米国特許第４，５３２，５３０号は、不純物添加多結晶
シリコンから作られた発熱体を有するサーマルインクジ
ェット印字ヘッドを開示している。ガラスメサを用いて
、発熱体の能動部分をシリコン支持基板および電極接続
点から断熱している。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、熱分解窒化シリコンを、ポリシリコン
の抵抗層とタンタル層の間の絶縁層として使用する構造
をもつ発熱体を備えたサーマルインクジェット印字ヘッ
ドを提供することである。

この熱分解窒化シリコンは、輪郭を定めるＴａエツチン
グで腐食されないという利点がある。

課題を解決するための手段 本発明は、独自の発熱体構造と製造方法によって改良さ
れたサーマルインクジェット印字ヘッドを提供する。各
発熱体は、抵抗層、続いて堆積されるキャビテーション
応力保護層を電気的に絶縁するため抵抗層の上に所定の
厚さに堆積された高温熱分解窒化シリコン層、および熱
分解窒化シリコン層の上に堆積されたキャビテーション
応力保護層から成っている。熱分解窒化シリコンは、窒
化シリコンに悪い影響を与えずに、エツチングでタンタ
ルの輪郭を定めることを可能にする０輪郭が定め゛られ
たタンタルは、窒化シリコンのウエトエッチで輪郭を定
めるためのマスクの役目をする。

このような構造は、製造費を下げると共に、印字ヘッド
の耐久性をより長くする。

添付図面を参照し、以下の詳細な説明を読まれれば、本
発明をより完全に理解することができるであろう０図中
、類似する部品は同じ参照番号で表示しである。

実施例 第１図は、滴噴射ノズル２７の配列を示す、典型的なサ
ーマルインクジェット印字ヘッド１０の前面２９の拡大
斜視図である。後で説明するが、第２図に図示されてい
るように、下の絶縁性基板すなわちヒーター板２８には
、表面３０に配列された発熱体３４とアドレッシング電
極３３から成る本発明の改良型多層サーマルトランスジ
ューサ３Ｂが設けられている、上の基板すなわちチャン
ネル板３１には、−方向に延びて基板の前面２９を貫通
する平行溝２０が設けられている。溝の他端は傾斜壁２
１で終わっている。内部の凹部は毛管作用で充填される
インクチャンネル２０のインク供給マニホルド２４とし
て使用され、その開いた底はインク供給孔２５として使
用される。溝と下の基板２８によって形成される各イン
クチャンネルの中に、複数の発熱体３４の１つが置かれ
るように、チャンネル板３１とヒーター板２８がぴった
り合わされ、接着される。インクは、凹部２４と下の基
板すなわちヒーター板２８によって形成されたマニホル
ドに流入し、インク供給孔２５を通り、毛管作用によっ
て厚膜絶縁層１８に設けられた細い凹部３８を通過して
チャンネル２０を満たす。

インクは各ノズルの所でメニスカスを形成する。

その表面張力とインクのわずかな負圧が、ノズルからイ
ンクが滲み出るのを防止する。下の基板すなわちヒータ
ー板２８上のアドレッシング電極３３は端子３２で終わ
っている。電極３３の端子３２を露出させて、印字ヘッ
ド１０が永久的に取り付けられる娘基板１９上の電極１
４に対するワイヤボンディング１５のために、上の基板
すなわちチャンネル板３１は下の基板すなわちヒーター
板２８よりも小さい０層１８は、後で説明するが、上の
基板と下の基板にはさまれた厚膜パッシベーション層で
ある。厚膜絶縁層１８は、発熱体３４を露出させるなめ
、すなわち発熱体をピット２６の中に置くため、および
マニホルド２４とインクチャンネル２０の間を連絡する
細長い四部３８を形成するためエツチングされる。その
ほかに、厚膜絶縁層１８は電極３３の端子３２を露出さ
せるためエツチングされる。

第２図は、第１図の線２−２に沿った断面図で、インク
がマニホルド２４から溝２０の端部２２をまわって流れ
る様子を矢印２３で示す。米国特許筒４゜６３８．３３
７号に記載されているように、（１００）シリコンウェ
ーハの研磨された面に、複数組の気泡発生用発熱体３４
と、アドレッシング電極３３がパターニングされる。複
数組のアドレッシング電極３３と、発熱体の役目をする
抵抗体と、共通帰線３５をバターニングする前に、ウェ
ーハの研磨面に、厚さ約２ミクロンの二酸化シリコンな
どのアンダーグレーズ層３９が被覆される。抵抗体は、
化学気相蒸着（ＣＶＯ）法で蒸着することができる不純
物添加多結晶シリコンでもよいし、あるいは硼化ジルコ
ニウム（ＺｒＢ２）などの他の周知の抵抗体でもよい。

共通帰線とアドレッシング電極は、−ｆｆｉに、アンダ
ーグレーズ層の上および発熱体の縁に蒸着されたアルミ
ニムのリード線である。チャンネル板３１を接着して印
字ヘッドを作った後、娘基板１９の電極１４にワイヤボ
ンディングするときの隙間を与えるため、共通帰線３５
の端子３フ（第１図）とアドレッシング電極３３の端子
３２は所定の場所に配置されている。共通帰線３５とア
ドレッシング電極３３は、０．５〜３ミクロン（１，５
ミクロンが好ましい）の厚さに堆積される。

第３図は、本発明の改良型サーマルトランスジューサ３
６を示す、インクチャンネル２０のノズル付近の拡大断
面図である。好ましい実施例の場合、下の基板すなわち
ヒーター板２８は、熱酸化物のアンダーグレーズ層３９
、または二酸化シリコンなどの他の適当な絶縁層を持つ
シリコンである。アンダーグレーズ層３９の上に、ポリ
シリコン発熱体３４が形成され、そしてアンダーグレー
ズ層３９と発熱体３４上に別の絶縁性オーバーブレース
層１３が堆積される。このオーバーブレース層１３は、
二酸化シリコンの熱酸化物でもよいし、熱酸化物と再流
動ケイ酸燐ガラス（ｐｓｃ）との複合層でもよい。熱酸
化層は、一般に、発熱体を保護かつ絶縁するため、０．
５〜１．０ミクロンの厚さに成長させる。再流動ＰＳＧ
と熱酸化物との複合層は、通例、約０．５〜１．０ミク
ロンの厚さである。複合層の場合には、薄い熱酸化物に
続いて、約５０００人のＰＳＧ層が堆積され、次に、Ｐ
ＳＧ層が加熱され、再流動化されて、平滑な表面が生成
される。平滑化されたガラス表面はアルミニウム金属化
処理でより容易に被覆される。次に、発熱体３４をアル
ミニウムアドレッシング電極３３およびアルミニウム共
通帰線３５に電気的に接続のための開化を発熱体の縁の
近くに形成するため、オーバーブレース層がマスクされ
、エツチングされる。同時に、発熱体３４の気泡発生区
域内のオーバーブレース層も同時に除去される。

サーマルトランスジューサを製作する次の工程は、露出
したポリシリコン発熱体の上に直かに熱分解窒化シリコ
ン層１７を約１５００人の厚さに堆積し、続いて熱分解
窒化シリコン層１７をキャビテーション応力から保護す
るために０．１〜１．０ミクロンの厚さのタンタル層１
２を堆積することである。

熱分解窒化層の厚さは、５００〜２５００人であるが、
１５００人の厚さが最適である。

熱分解窒化シリコンは、アンモニア（８１１３）とジク
ロロシラン（ＳｉＣ１ｄｌｚ）を約８００℃で反応させ
て、または、シランとアンモニアをそれより若干低い温
度で反応させて、発熱体の上に堆積される。このプロセ
スは、反応室（図示せず）に導入され、３７１６インチ
の間隔をおいて積み重ねられたウェーハすなわちヒータ
ー板（１実行に、約１００個のウェーハが適当である）
の上を通過する２種類のガスの表面触媒反応を用いてい
る。米国特許筒Ｒｅ、３２，５７２号に記載されている
ように、１個のウェーハから多数のヒーター板を同時に
製作することができる。高い堆積温度が必要であるため
、反応の副生物である水素や塩素は、窒化シリコン層１
７に容易に入り込まず、その結果、熱分解窒化物は内部
窒化シリコンの性質に近くになる。窒化シリコンの望ま
しい主な性質は、高い熱伝導率、移動イオン（Ｎａ”や
Ｌｉ”）浸透に対する耐性、および硬度である。熱分解
窒化物堆積法は、シリコンの部分酸化（ＬＯＧＯＳ）の
基本であり、精密な均一性制御により、多数のウェーハ
を、非常に欠陥率の低い窒化シリコン誘電層で被覆する
ことができるように改良された。

熱分解窒化物堆積法は、＾ｌ金属被覆ウウェーハ適合し
ないという欠点がある。その理由は、＾Ｉが６７５℃で
溶融すること、および融点より低い温度でも、Ｓｉ　と
　＾１の間に強い相互作用があり、そのため接合部スパ
イクや他の重大な問題が生じるからである。金属被覆し
た集積回路チップをアルカリイオンに対し不活性化する
ため従来の印字ヘッドに使用されているプラズマ窒化シ
リコンが開発された。この方法は、ＲＦプラズマ励起と
一緒にシランとアンモニアを使用して、１００℃程度の
低い温度で５ｉＮｘｌｌｙプラズマ窒化物を堆積する。

低い堆積温度は、堆積膜内にかなりの水素が存在するこ
とを意味し、この水素が移行して、タンタル（Ｔａ）を
脆弱化する可能性があるほか、プラズマ窒化物層から放
出された水素によるシリコン結晶粒子境界パッシベーシ
ョンのため、ポリシリコンのシート抵抗が変化する可能
性がある。それに加えて、ＲＦパワー密度、５ｉＨ＝と
ＮＨ，の混合ガスのすべてを一度に制御することが難し
いので１通例は、プラズマ窒化物がより厚くなったり、
組成の不均一が生じたりする。プラズマ窒化物が理論的
構成から逸脱していると、移動イオンの浸透がより大き
くなって、熱伝導率がより低下し、正確な制御を行うの
が少なからず困難になる。プラズマ支援窒化シリコンに
付随するすべての問題は、熱分解窒化シリコンを使用す
ることによって解消される。

熱分解窒化シリコンは、２つの非常に有益な機能を果た
す、第１は、非常に熱伝導率が高いので、抵抗体に直か
に接して堆積させたとき、熱効率のよい抵抗体構造が得
られることである。第２は、熱分解窒化シリコンがＴａ
エッチに対し耐性を有する数少ない物質の１つであるこ
とである。Ｔａは、はとんどの腐食性高温環境に十分に
耐えるので、当然に、Ｔａを腐食させることは難しい。

最もよく知られたウェットケミカルＴａエッチは、高温
の濃縮した苛性アルカリ溶液とＩＩ　Ｆ　／　ＩＩ　Ｎ
　ＯＩＩ　３の混合液である。熱分解窒化シリコンは、
これらのエッチによって非常にゆっくり腐食されるので
＜ｍ食速度は５０Å以下である）　、Ｔａエッチによる
熱分解窒化シリコンの腐食は無視できる。したがって、
簡単なフォトレジストのマスクとＩＦ／ＨＮＯＨ。

混合液を用いて、熱分解窒化シリコン（Ｓ１３Ｎ４）を
除き、Ｔａをウェットエツチングすることができる０代
わりに、フッ素または塩素ベースエッチの化学的性質を
用いて、Ｔａをプラズマエツチングすることができる。

その後、Ｔａは、沸騰している（１８０℃）リン酸の中
で、熱分解Ｓｉ、Ｎ、のウェットまたはプラズマエツチ
ングの輪郭を定めるマスクの役目をする。

次に、表■と表Ｈに、熱分解窒化シリコンを用いて抵抗
体の保護処理を行った場合と行わない場合について、パ
ワーＭＯＳ回路の工程の流れを示す、熱分解窒化物工程
とＴａパッシベーション工程は、工程順序に容易に組み
入れられることがわかる。熱分解窒化物およびＴａの堆
積工程、１回のリソグラフィー工程、およびＴａおよび
窒化物のエツチング工程を追加するだけでよい。

多層サーマルトランスジューサ構造は、トランスジュー
サの４重量％のＣＶＤ　ＰＳＧまたはプラズマ窒化鉛パ
ッシベーション（７１者が好ましい）によって完成する
。これらの物質は、いずれも、＾ｌポンディングパッド
および抵抗体区域から工・ｌチングにより選択的に除去
することができる。

表１ 勉　　窒　シリコンで　　された　　体を　　る　　ド
ライバの工 １、再流動ガラス／２酸化物に接触開孔をエツチングす
る。

２、洗浄する。

３．５ｉＪ４を堆積する。

４、　　Ｔａを堆積する。

５、７オトレジストを塗布し、パターニングする。

Ｔａをエツチングする。

フォトレジストを剥離する。

Ｓ；３Ｎ４をエツチングする。

洗浄する。

３１７１％Ｓｉ　を堆積する。

３１７１％Ｓｉ　をパターニングする。

表■ １、再流動ガラス／熱酸化物に接触開孔をエツチングす
る。

２、＾Ｉ／１％のＳｉを堆積する。

３、＾１／１％のＳｉをパターニングする。

電極パッシベーションのため、複数組の発熱体とアドレ
ッシング電極を有するウェーハ表面すなわちヒーター板
の全面に、厚さ　１．２５ミクロンの燐ドープＣＶＤ二
酸化シリコン膜１６が堆積される。

このパッシベーション膜１６は、露出した電極をインク
から保護する。上記の燐ドープ二酸化シリコンのほかに
、他のイオン遮断層、例えばポリイミド、プラズマ窒化
物、あるいはそれらの組合せを使用してもよい、イオン
遮断層は、１０００人〜１０ミクロンの厚さで有効にイ
オンを遮断するが、好ましい厚さは１ミクロンである。

後で娘基板の電極に対するワイヤボンディングのため、
共通帰線の端子とアドレッシング電極の端子の所のパッ
シベーション膜１６がエツチングで取り除かれる。この
二酸化シリコン膜のエツチングは、ウェットエツチング
法またはドライエツチング法のどれを用いてもよい。上
記の代わりに、プラズマ堆積窒化シリコン（ＳｉｚＮ＜
）で電極パッシベーションを施してもよい。

次に、パッシベーション膜１６の上に、厚さ１０〜１０
０ミクロン（２５〜５０ミクロンが好ましい）の、Ｒ１
５ｔｏｎ（登録商標）、Ｖａｃｒｅｌ（登録商標）、Ｐ
ｒｏ−ｂｉｍｅｒ　５２（登録商標）、またはポリイミ
ドなどの厚膜絶縁層１８が形成される。この絶縁層１８
は、フォトリソグラフィ法で処理され、各発熱体の上の
部分（凹部すなわちビット２６を形成するため）、マニ
ホルド２４からインクチャンネル２０へのインク通路に
なる細い凹部３８の部分、および各電極端子３２゜３フ
の上の部分がエツチングによって取り除かれる。

厚膜層１８の上記部分の除去によって、細い凹部３８が
形成される。この結果、この細い凹部３８において、電
［ｆ３３がインクにさらされるのを、パッシベーション
層１６だけが保護している。

厚膜層１８に形成されたビット２６の壁４２は、多層サ
ーマルトランスジューサ３６の各気泡発生区域を露出さ
せる。そして、細い凹部３８を形成する壁４１はインク
チャンネル２０とマニホルド２４を連絡している。ビッ
トの壁４２は、ビット２６の底にある発熱体によって発
生した各気泡が横に移動するのを阻止し、したがって気
泡が発熱体に直角な方向へ膨張するのを助ける作用をす
る。この結果、米国特許第４，６３８，３３７号に記載
されているように、蒸発したインクが破裂して放出する
吹出し現象（空気の吸込みが起きる）が避けられる。

パッシベーション層１６で被覆されたアドレッシング電
極３３はほぼ全長にわたりインクにさらされる。もしパ
ッシベーション層１６にピンホールがあれば、電極３３
は電気分解にさらされ、最終的には、その電極３３でア
ドレスされる発熱体の故障につながる。アドレッシング
電極３３は、上に重ねた２つの層、すなわちパッシベー
ション層１６と厚膜層１８によって不活性化されている
ので、アドレッシング電極は厚膜層１８により余分に保
護される。

米国特許第Ｒｅ、３２，５７２号および同第４，６３８
，３３７号に開示されているように、印字ヘッドの上基
板３１すなわちチャンネル板は、（１００）シリコンウ
ェーハから同時に複数個作られる。またヒーター板２８
もウェーハまたはウェーハサイズ構造から同時に複数個
作られる。ウェーハの片面に、比較的大きな長方形の貫
通凹部と複数組の等間隔の平行な■形溝凹部がエツチン
グされる。これらの凹部は最終的に印字ヘッドのインク
マニホルド２４と、インクチャンネル２０になる。チャ
ンネル板を有するウェーハと、ヒーター板を有するウェ
ーハは、ぴったり合わせて接着された後、切り分けられ
て複数の個々の印字ヘッドになる。ダイシング切断の１
つは、端面２９を生成し、かつＶ形？ｌＩ２０の一端を
開いて、ノズル２７を作る。Ｖ形溝２０の他端は端部２
２によって閉じたままである。しかし、２つのウェーハ
をぴったり合わせて接着したとき、各組のインクチャン
ネル２０の端部２２が、第２図に示すように、厚膜絶縁
層１８の細い凹部３８の真上に置かれるので、矢印２３
で示すように、インクはインクチャンネル２０からイン
クマニホルド２４へ流れることができる。

従来のヒーター板製造方法では、最初に、抵抗体が形成
され、続いてアルミニウム電極が作られ、次に約４００
”Ｃでプラズマ窒化物パッシベーション層が堆積され、
最後にキャビテーション応力保護タンタル層が堆積され
、輪郭が定められる０本発明の製造方法では、抵抗体を
不活性化した後にアルミニウム電極が形成されるので、
プラズマ窒化物層の処理温度を約４００℃から約６００
℃へ高めて、プラズマ窒化物を使用するサーマルトラン
スジューサを改良することができる。タンタル層の輪郭
を定めなた後、アルミニウムリード線がパターニングさ
れ、不活性化される。このように、金属被覆の順序を変
更することによって、プラズマ窒化物により高い処理温
度を使用できるので、その性質が大幅に強化される。ア
ルミニウムを堆積した後、その後の処理温度は、約４０
０℃に制限される。

約４００℃でのプラズマ窒化物の堆積は、特徴として、
水素の含有率が比較的高く（ガス発生による）、その結
果、抵抗値が変化したり、タンタル層が脆弱化する可能
性があり、またプラズマ窒化物の熱伝導率が低下するの
で都合が悪い、さらに、薄膜のプラズマ窒化物（約１５
００人）の欠陥率は、並〜高である。また、−ｆｆｉ的
なウェーハロードサイズである　１００ウエーハを均一
に加熱できないので、厚さの制御は約±５％である。し
かし、プラズマ窒化物の処理温度を単に約６００℃に高
めるだけで、水素含有率が高から低へ下がる。

勿論、プラズマ窒化物を堆積した後にアルミニウムを堆
積させないかぎり、これは不可能であり、さもなくば、
著しい電極劣化が起きる。厚さの制御を約２％に高め、
水素含有率を無視できる値まで下げ、そして欠陥率を大
幅に改善させるためには、熱分解窒化物を使用すること
が最も望ましい。３つの抵抗体パッシベーション層の比
較を表■に示す。

表■ 本発明のトランスジューサは、どのＴａ輪郭描写法でも
、またどの熱分解窒化物輪郭描写法でも使用できる。す
なわち、熱分解窒化物の堆積に続（Ｔａの堆積後、パタ
ーニングしたフォトレジストで、ウェットまたはドライ
（プラズマ）エッチで輪郭を描くことができる。フォト
レジストを剥離し、丁ａをマスクとして使用し、例えば
、１Ｉ３ＰＯ。

エッチの中で熱分解窒化物をエツチングすることができ
る。代わりに、同じＴａのフォトレジストマスクを使用
して熱分解窒化物をプラズマエツチングし、その後、フ
ォトレジストを除去することもできる。このように、す
べてのウェットエツチング法、すべてのドライエツチン
グ法またはそれらの組合せを使用することができる。

以上の説明から、この分野の専門家は多くの修正物や変
更物をすぐ思い付かれるであろうが、それらのすべての
修正物や変更は本発明の範囲に含まれるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の改良型発熱体を有する印字ヘッドの
部分斜視図、 第２図は、第１図の線２−２に沿った印字ヘッドの断面
図、および 第３図は、インクチャンネル、ノズルおよび本発明の発
熱体を示す印字ヘッドの拡大断面図である。 符号の説明 １０・・・インクジェット印字ヘッド、１２・・・Ｔａ
層、１３・・・オーバーグレーズ層、１４・・・電極、
１５・・・ワイヤボンディング、１６・・・パッシベー
ション層、１フ・・・熱分解窒化シリコン層、１８・・
・厚膜絶縁層、１９・・・娘基板、２０・・・平行溝、
２１・・・チャンネル溝の端、２２・・・端部、２３・
・・インクの流れる方向、２４・・・マニホルド、２５
・・・インク供給孔、２６・・・ピット、２７・・・ノ
ズル、２８・・・ヒーター板、２９・・・前面、３０・
・・ウェーハの表面、３１・・・チャンネル板、３２・
・・端子、３３・・・アドレッシング電極、３４・・・
発熱体、３５・・・共通帰線、３６・・・多層サーマル
トランスジューサ、３７・・・端子、３８・・・細い凹
部、３９・・・アンダーグレーズ層、４１．４２・・・
壁。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれに多層サーマルトランスジューサが入っ
   ている複数のインクチャンネル、インクチャンネルに通
   じたインクリザーバ、および複数のインク滴噴射ノズル
   を有し、サーマルトランスジューサにディジタルデータ
   を表す電気パルスが選択的に加えられると、インク滴を
   噴射し、記録媒体へ向けて飛ばす形式のサーマルインク
   ジェット印字ヘッドであって、 前記各サーマルトランスジューサは、気泡発生抵抗層す
   なわち発熱体、続いて堆積されるキャビテーション応力
   保護層を電気的に絶縁するため前記抵抗層の上に所定の
   厚さに堆積された高温熱分解窒化シリコン層、および前
   記熱分解窒化シリコン層の上に堆積され、エッチング工
   程によって輪郭が定められたキャビテーション応力保護
   層から成り、前記熱分解窒化シリコン層は保護層のエッ
   チングによる腐食に対し耐性を有すると同時に、印字ヘ
   ッドの熱効率を向上させ、より耐久性のあるものにする
   ことを特徴とする印字ヘッド。
2. （２）前記抵抗層の上に堆積された熱分解窒化シリコン
   層はプラズマ堆積窒化シリコンで置き換えられ、前記プ
   ラズマ堆積窒化シリコンの堆積温度は約６００℃である
   ため、プラズマ窒化シリコンの水素含有率が低いことを
   特徴とする請求項１に記載の印字ヘッド。
3. （３）インクジェット印字装置に使用する印字ヘッドを
   製造する方法であって、 （ａ）基板の表面に、発熱体として使用する抵抗体が等
   間隔で一直線に並んだ配列を形成すること、 （ｂ）反応室の中で、約８００℃で、所定の層厚が得ら
   れる時間の間、アンモニヤガスとシランガスまたはジク
   ロロシランガスを反応させて熱分解窒化シリコンを堆積
   させること、 （ｃ）前記熱分解窒化シリコン層の上に所定の厚さのタ
   ンタル層を堆積させ、ウェトケミカルＴａエッチまたは
   ドライプラズマＴａエッチによってパターニングするこ
   と、 （ｄ）抵抗体の気泡発生区域のみを熱分解窒化シリコン
   およびタンタル層で被覆するため、前記パターニングさ
   れたタンタル層をマスクとして使用し前記熱分解窒化シ
   リコンの輪郭を定めること、 （ｅ）各発熱体を電気パルスで個別にアドレッシングで
   きるように、アドレッシング電極を基板の同じ表面に形
   成し、活性化すること、（ｆ）各インクチャンネル内に
   、その開端から所定の距離の所に１個の発熱体が置かれ
   るように、開端をもつ複数のインクチャンネルが設けら
   れたインクチャンネル構造に、前記基板をぴったり合わ
   せて接着すること、 の諸ステップから成ることを特徴とする製造方法。
4. （４）ステップ（ｂ）で堆積された熱分解窒化シリコン
   は、プラズマ堆積窒化シリコンで置き換えられ、その堆
   積温度は約６００℃であることを特徴とする請求項３に
   記載の製造方法。