JPH04320850A - Manufacture of substrate for recording head and recording head - Google Patents

Manufacture of substrate for recording head and recording head

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JPH04320850A
JPH04320850A JP11523891A JP11523891A JPH04320850A JP H04320850 A JPH04320850 A JP H04320850A JP 11523891 A JP11523891 A JP 11523891A JP 11523891 A JP11523891 A JP 11523891A JP H04320850 A JPH04320850 A JP H04320850A
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recording head
wiring electrode
material layer
substrate
etching
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秋野 豊
Yasuhiro Sekine
康弘 関根
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    • B41J2202/01Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/13Heads having an integrated circuit

Abstract

PURPOSE:To manufacture a substrate for a recording head and the recording head so that they have excellent durability, power consumption is lowered and performance is improved. CONSTITUTION:The material layer 34 of a wiring electrode is etched while a photo-resist 100 for a positive type mask is retreated by etching by using an alkaline solution mainly comprising tetra-methyl-ammonium-hydroxide in this example because aluminum is an amphoteric metal and is soluble in alkali and the photo-resist 100 for the mask represented by the mixture of an alkali- soluble phenol resin and naphthoquinone azide is also dissolved in a basically strong alkali aqueous solution. Accordingly, since the quantity of the material layer 34 of the wiring electrode etched in a region, in which the photo-resist 100 for the mask is retreated, changes approximately linearly, the shape of the edge section 241 of the wiring electrode 24 formed can be formed in a linear tapered shape.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、記録ヘッド用基体の製
造方法および記録ヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a substrate for a recording head and a method of manufacturing a recording head.

【0002】0002

【背景技術の説明】近年、インクジェット記録装置は、
複写機,ファクシミリ,ワードプロセッサおよびホスト
コンピュータの出力用プリンタやビデオ出力プリンタな
どに使用され始めている。
[Description of Background Art] In recent years, inkjet recording devices
It is beginning to be used in copiers, facsimile machines, word processors, and host computer output printers and video output printers.

【0003】図17は、インクジェット記録装置に用い
られるインクジェット記録ヘッドの構成を示す概略構成
図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the structure of an inkjet recording head used in an inkjet recording apparatus.

【0004】インクジェット記録ヘッド800 は、シ
リコンなどからなる基板801 と、電気熱変換素子ア
レイを構成する複数の電気熱変換素子802 と、電気
熱変換素子802 と電気熱変換素子802 の駆動用
機能素子(不図示)とをそれぞれ接続する配線電極80
3 と、電気熱変換素子802 を隔絶する複数のノズ
ル壁803 と、ノズル壁803 を介して基板801
 と互いに対向するよう設けられた天板804 とを有
し、前記駆動用機能素子で配線電極803 を介して電
気熱変換素子802 に通電し電気熱変換素子802 
上のインクを加熱することにより発生する発泡のエネル
ギーを利用して、インク液滴を吐出口808 から吐出
させるものである。なお、前記インクは供給管805お
よびコネクタ806 を介して不図示のインクタンクか
ら共通液室807 に供給され、毛管現象によりノズル
(基板801 とノズル壁803 と天板804 とで
囲まれた各空間)に供給される。
The inkjet recording head 800 includes a substrate 801 made of silicon or the like, a plurality of electrothermal transducers 802 constituting an electrothermal transducer array, and functional elements for driving the electrothermal transducers 802 and the electrothermal transducers 802. (not shown)
3 and a plurality of nozzle walls 803 that isolate the electrothermal conversion element 802 , and the substrate 801 via the nozzle wall 803 .
and a top plate 804 provided to face each other, and the driving functional element conducts electricity to the electrothermal conversion element 802 through the wiring electrode 803 .
Ink droplets are ejected from the ejection port 808 by utilizing the energy of bubbling generated by heating the upper ink. The ink is supplied from an ink tank (not shown) to the common liquid chamber 807 via a supply pipe 805 and a connector 806, and the ink is supplied to the common liquid chamber 807 by capillary action. ).

【0005】しかし、このインクジェット記録ヘッド8
00 では、前記駆動用機能素子は基板801 の外部
に配置され、電気熱変換素子802 と前記駆動用機能
素子との接続は、配線電極803 と前記駆動用機能素
子とをフレキシブルケーブルやワイヤードボンディング
などによって接続することにより行われているため、イ
ンクジェット記録ヘッドの構造の簡易化,製造工程で生
ずる不良の低減化,各素子の特性の均一化および再現性
の向上について若干問題がある。そこで、本出願人は、
この問題を解決するため、電気熱変換素子と駆動用機能
素子とを同一基板上に設けたインクジェット記録ヘッド
を特開昭57ー72867号公報において提案した。
However, this inkjet recording head 8
In 00, the driving functional element is arranged outside the substrate 801, and the connection between the electrothermal conversion element 802 and the driving functional element is made by connecting the wiring electrode 803 and the driving functional element with a flexible cable, wire bonding, etc. Since this is done by connecting the elements, there are some problems with simplifying the structure of the inkjet recording head, reducing defects that occur during the manufacturing process, making the characteristics of each element uniform, and improving reproducibility. Therefore, the applicant
In order to solve this problem, an inkjet recording head in which an electrothermal conversion element and a driving functional element are provided on the same substrate was proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 72867/1983.

【0006】図18は、特開昭57ー72867号公報
において提案した構成によるインクジェット記録ヘッド
用基体の一部分の縦構造を示す模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing a vertical structure of a portion of an inkjet recording head substrate according to the structure proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-72867.

【0007】このインクジェット記録ヘッド用基体90
0 は、電気熱変換素子である発熱部920 と駆動用
機能素子であるバイポーラトランジスタ930 とをP
型シリコン基板901 上に形成したものである。
[0007] This inkjet recording head substrate 90
0 is a heat generating part 920 which is an electrothermal conversion element and a bipolar transistor 930 which is a driving functional element.
It is formed on a mold silicon substrate 901.

【0008】ここで、バイポーラトランジスタ930 
は、N型コレクタ埋込領域902 およびN型コレクタ
埋込領域902 を介してP型シリコン基板901 上
に形成された2つの高濃度N型コレクタ領域911 と
、N型コレクタ埋込領域902 およびP型ベース領域
905 を介して高濃度N型コレクタ領域911 の内
側に形成された2つの高濃度P型ベース領域908 と
、N型コレクタ埋込領域902 およびP型ベース領域
905 を介して高濃度P型ベース領域908 に挟ま
れて形成された高濃度N型エミッタ領域910とにより
NPNトランジスタの構造を有するが、高濃度N型コレ
クタ領域911 と高濃度P型ベース領域908 とが
コレクタ・ベース共通電極912 により接続されるこ
とによりダイオードとして動作する。また、バイポーラ
トランジスタ930 に隣接して、素子分離領域として
のP型アイソレーション埋込領域903 ,P型アイソ
レーション領域906 および高濃度P型アイソレーシ
ョン領域909 が順次形成されている。また、発熱抵
抗層923 が、N型エピタキシャル領域904 ,蓄
熱層921 および層間膜922 を介してP型シリコ
ン基板901 上に形成されており、発熱抵抗層923
 上に形成された配線電極924 が切断されることに
より、発熱部920 が構成されている。なお、インク
ジェット記録ヘッド用基体900 の上面は第1の保護
膜925 で覆われており、また、バイポーラトランジ
スタ930 の高濃度N型エミッタ領域910 から発
熱部920 側の第1の保護膜925 は、第2の保護
膜926 で覆われている。このような構造を有するイ
ンクジェット記録ヘッド用基体900 は、公知のフォ
トリソグラフィによる半導体製造プロセスで製造するこ
とができる。
Here, bipolar transistor 930
are two highly doped N-type collector regions 911 formed on the P-type silicon substrate 901 via the N-type collector buried region 902 and the N-type collector buried region 902 , and the N-type collector buried region 902 and P Two high-concentration P-type base regions 908 are formed inside the high-concentration N-type collector region 911 via the type base region 905 , and high-concentration P-type base regions 908 are formed inside the high-concentration N-type collector region 911 via the N-type collector buried region 902 and the P-type base region 905 . It has the structure of an NPN transistor with a highly doped N-type emitter region 910 formed between a type base region 908, and a highly doped N-type collector region 911 and a highly doped P-type base region 908 form a collector-base common electrode. 912, it operates as a diode. Further, adjacent to the bipolar transistor 930, a P-type isolation buried region 903, a P-type isolation region 906, and a heavily doped P-type isolation region 909 are successively formed as element isolation regions. Further, a heat generating resistance layer 923 is formed on the P type silicon substrate 901 via an N type epitaxial region 904 , a heat storage layer 921 and an interlayer film 922 .
A heating section 920 is formed by cutting the wiring electrode 924 formed above. Note that the upper surface of the inkjet recording head substrate 900 is covered with a first protective film 925 , and the first protective film 925 on the side of the heat generating part 920 from the high concentration N-type emitter region 910 of the bipolar transistor 930 is It is covered with a second protective film 926. The inkjet recording head substrate 900 having such a structure can be manufactured by a known semiconductor manufacturing process using photolithography.

【0009】図19(A)〜(E)はそれぞれ、フォト
リソグラフィにより発熱部920 における配線電極の
材料層824 のエッチングを行うときの過程を示す模
式図である。発熱抵抗層923 上全面に配線電極の材
料層824 を形成し、配線電極の材料層824 上全
面にマスク用フォトレジスト1000を塗布し、マスク
を用いてマスク用フォトレジスト1000を露光したの
ち、マスク用フォトレジスト1000を現像することに
より、配線電極の材料層824 をエッチングする部分
のマスク用フォトレジスト1000を除去する(同図(
A))。その後、配線電極用エッチング液で配線電極の
材料層824 をエッチングすることにより、マスク用
フォトレジスト1000が除去された部分の配線電極の
材料層824 が徐々にエッチングされて、配線電極の
材料層824 が切断されて、配線電極924 が形成
される(同図(B)〜(D))。配線電極924 が形
成されたのち、残っているマスク用フォトレジスト10
00が除去される(同図(E))。
FIGS. 19A to 19E are schematic diagrams showing the process of etching the wiring electrode material layer 824 in the heat generating portion 920 by photolithography. A wiring electrode material layer 824 is formed on the entire surface of the wiring electrode material layer 923, a mask photoresist 1000 is applied on the entire surface of the wiring electrode material layer 824, and the mask photoresist 1000 is exposed using a mask. By developing the photoresist 1000 for the mask, the portion of the photoresist 1000 for the mask where the material layer 824 of the wiring electrode is to be etched is removed (see FIG.
A)). Thereafter, by etching the wiring electrode material layer 824 with a wiring electrode etching solution, the wiring electrode material layer 824 in the portion where the mask photoresist 1000 was removed is gradually etched, and the wiring electrode material layer 824 is cut to form a wiring electrode 924 ((B) to (D) in the same figure). After the wiring electrode 924 is formed, the remaining mask photoresist 10
00 is removed ((E) in the same figure).

【0010】0010

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たインクジェット記録ヘッド用基体900 は、発熱部
920において形成された配線電極924 のエッジ部
9241が、図19(E)に示すようにほとんど垂直に
近い形状を有するため、以下に示すような問題が生じる
However, in the inkjet recording head substrate 900 described above, the edge portion 9241 of the wiring electrode 924 formed in the heat generating portion 920 is almost vertical as shown in FIG. 19(E). Because of the shape, the following problems arise.

【0011】(1)発熱部920 に熱エネルギーを発
生させるため、高濃度N型エミッタ領域910 から配
線電極924 に電流を流すと、発熱部920 におけ
る配線電極924 から発熱抵抗層923 への電流の
流れは、図20に矢印で示すように、エッジ部9241
の下方に集中する。すなわち、一実験結果によると、エ
ッジ部9241の下方における電流密度は8.2×10
7 A/cm2 に達し、配線電極924 内の電流密
度1.7×106 A/cm2 および発熱部920 
における発熱抵抗層923 の中央部における電流密度
1.03×107 A/cm2 に比較して異常に大き
な値となる。その結果、エッジ部9241の下方におけ
る電流密度の集中が発熱抵抗層923 の一部切断を招
きインクジェット記録ヘッドの寿命を決定することが判
明した。
(1) When a current is passed from the high concentration N-type emitter region 910 to the wiring electrode 924 in order to generate thermal energy in the heat generating part 920, the current from the wiring electrode 924 in the heat generating part 920 to the heat generating resistor layer 923 decreases. The flow is directed to the edge portion 9241 as shown by the arrow in FIG.
Concentrate below. That is, according to one experimental result, the current density below the edge portion 9241 is 8.2×10
7 A/cm2, the current density in the wiring electrode 924 is 1.7×106 A/cm2, and the heat generating part 920
This is an abnormally large value compared to the current density of 1.03×10 7 A/cm 2 at the center of the heating resistance layer 923 in FIG. As a result, it has been found that the concentration of current density below the edge portion 9241 causes a portion of the heat generating resistive layer 923 to be cut off and determines the life span of the inkjet recording head.

【0012】(2)発熱部920 におけるステップカ
バレージをよくするには、第1の保護膜925 の厚さ
をたとえば1.0μm程度とする必要があるため、第1
の保護膜925が発熱部920 で発生した熱エネルギ
ーがインクへ伝わる際の熱抵抗として介在し、発熱抵抗
層923 の駆動電力を大きくしなければならず、かつ
熱伝導遅延による周波数特性の劣化を招いており、イン
クジェット記録ヘッドの低消費電力化および高性能化を
妨げる一因となっていた。
(2) In order to improve the step coverage in the heat generating part 920, the thickness of the first protective film 925 needs to be approximately 1.0 μm.
The protective film 925 intervenes as a thermal resistance when the thermal energy generated in the heat generating part 920 is transmitted to the ink, and the driving power of the heat generating resistance layer 923 must be increased, and the deterioration of frequency characteristics due to heat conduction delay is prevented. This has been one of the factors that hinders lower power consumption and higher performance of inkjet recording heads.

【0013】本発明の目的は、耐久性に優れかつ低消費
電力化および高性能化が図れる記録ヘッド用基体および
記録ヘッドの製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a substrate for a recording head and a method for manufacturing a recording head that is excellent in durability, reduces power consumption, and improves performance.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の記録ヘッド用基
体の製造方法は、フォトリソグラフィにより、複数の電
気熱変換素子と、該各電気熱変換素子をそれぞれ駆動す
る複数の駆動用機能素子と、該各駆動用機能素子と前記
各電気熱変換素子とをそれぞれ接続する複数の配線電極
とを基板に形成する記録ヘッド用基体の製造方法におい
て、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイ
ドを主成分とするアルカリ性溶液を用いて、前記配線電
極の材料層のマスク用フォトレジストをエッチング後退
させながら前記配線電極の材料層をエッチングして前記
配線電極を形成する。
[Means for Solving the Problems] A method for manufacturing a recording head substrate of the present invention includes a method for manufacturing a recording head substrate by photolithography, which includes a plurality of electrothermal transducer elements and a plurality of driving functional elements for respectively driving each of the electrothermal transducer elements. , a method for manufacturing a recording head substrate in which a plurality of wiring electrodes connecting each of the drive functional elements and each of the electrothermal conversion elements are formed on the substrate, the main component being tetramethyl ammonium hydroxide. The wiring electrode is formed by etching the wiring electrode material layer using an alkaline solution to etch back the masking photoresist of the wiring electrode material layer.

【0015】ここで、アルカリ性溶液のテトラ・メチル
・アンモニウム・ハイドロオキサイドの濃度が1.5〜
3.0%であってもよいし、配線電極の材料層がアルミ
ニウム層であってもよい。
[0015] Here, the concentration of tetra methyl ammonium hydroxide in the alkaline solution is 1.5 to
It may be 3.0%, or the material layer of the wiring electrode may be an aluminum layer.

【0016】本発明の記録ヘッドの製造方法は、フォト
リソグラフィにより、複数の電気熱変換素子、該各電気
熱変換素子をそれぞれ駆動する複数の駆動用機能素子、
および該各駆動用機能素子と前記各電気熱変換素子とを
それぞれ接続する複数の配線電極を基板に形成して記録
ヘッド用基体を作成する基体作成工程と、インクを吐出
するための複数の吐出口を有するインク吐出部を前記記
録ヘッド用基体上に作成するインク吐出部作成工程とを
含む記録ヘッドの製造方法において、前記基体作成工程
が、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイ
ドを主成分とするアルカリ性溶液を用いて、前記配線電
極の材料層のマスク用フォトレジストをエッチング後退
させながら前記配線電極の材料層をエッチングして前記
配線電極を形成する配線電極エッチング工程を含む。
A method for manufacturing a recording head according to the present invention includes a plurality of electrothermal transducers, a plurality of drive functional elements for respectively driving each of the electrothermal transducers, and
and a base forming step of creating a recording head base by forming a plurality of wiring electrodes on the substrate to respectively connect each of the driving functional elements and each of the electrothermal transducing elements, and a plurality of ejecting electrodes for ejecting ink. In the method for manufacturing a recording head, the method includes the step of creating an ink jetting part having an outlet on the base for the recording head, wherein the base creating step contains tetra-methyl ammonium hydroxide as a main component. The method includes a wiring electrode etching step of etching the material layer of the wiring electrode while etching back the masking photoresist of the material layer of the wiring electrode using an alkaline solution to form the wiring electrode.

【0017】ここで、アルカリ性溶液のテトラ・メチル
・アンモニウム・ハイドロオキサイドの濃度が1.5〜
3.0%であってもよいし、配線電極の材料層がアルミ
ニウム層であってもよい。
[0017] Here, the concentration of tetra methyl ammonium hydroxide in the alkaline solution is 1.5 to
It may be 3.0%, or the material layer of the wiring electrode may be an aluminum layer.

【0018】[0018]

【作用】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法は、テト
ラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイドを主成
分とするアルカリ性溶液を用いて、配線電極の材料層の
マスク用フォトレジストをエッチング後退させながら配
線電極の材料層をエッチングすることにより、マスク用
フォトレジストが後退する領域における配線電極の材料
層のエッチング量をほぼ直線的に変化させることができ
るため、形成された配線電極のエッジ部の形状を直線状
のテーパーとすることができる。
[Operation] The method for manufacturing a recording head substrate of the present invention uses an alkaline solution containing tetramethyl ammonium hydroxide as a main component to etch back the mask photoresist of the wiring electrode material layer while wiring the wiring. By etching the material layer of the electrode, the amount of etching of the material layer of the wiring electrode in the area where the photoresist for the mask recedes can be changed almost linearly, so the shape of the edge portion of the formed wiring electrode can be changed. It can be a straight taper.

【0019】また、本発明の記録ヘッドの製造方法は、
基体作成工程が、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイ
ドロオキサイドを主成分とするアルカリ性溶液を用いて
、配線電極の材料層のマスク用フォトレジストをエッチ
ング後退させながら配線電極の材料層をエッチングして
配線電極を形成する配線電極エッチング工程を含むこと
により、耐久性に優れた記録ヘッドを製造することがで
きる。
Further, the method for manufacturing a recording head of the present invention includes:
The substrate creation process involves etching the wiring electrode material layer while etching the masking photoresist of the wiring electrode material layer using an alkaline solution containing tetra-methyl ammonium hydroxide as a main component. By including the wiring electrode etching step to form a wiring electrode, a recording head with excellent durability can be manufactured.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明について詳
細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定され
ることはなく、本発明の目的が達成され得るものであれ
ばよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and any embodiments may be used as long as the objects of the present invention can be achieved.

【0021】図1(A)〜(E)はそれぞれ、本発明の
記録ヘッド用基体の製造方法の第1の実施例を説明する
ための配線電極の材料層34がエッチングされる過程を
示す模式図である。
FIGS. 1A to 1E are schematic diagrams showing the process of etching the material layer 34 of the wiring electrode to explain the first embodiment of the method for manufacturing a recording head substrate of the present invention. It is a diagram.

【0022】発熱抵抗層23上全面にアルミニウムから
なる配線電極の材料層34を形成し、配線電極の材料層
34上全面にマスク用フォトレジスト100 (ポジ型
)を厚さ1.2μmだけ塗布し、マスクを用いてマスク
用フォトレジスト100 を露光したのち、マスク用フ
ォトレジスト100 を現像することにより、配線電極
の材料層34をエッチングする部分のマスク用フォトレ
ジスト100 を除去する(同図(A))。その後、配
線電極の材料層34とマスク用フォトレジスト100 
との密着性向上およびマスク用フォトレジスト100 
中の溶媒などを除却するため、ベークを125℃で22
5秒行ったのち、配線電極の材料層34のエッチング動
作を開始する。ここで、アルミからなる配線電極24の
エッチングに用いる配線電極(アルミ)用エッチング液
としては、リン酸(H3PO4),硝酸(HNO3)お
よび酢酸(CH3COOH)の混合液が一般的に知られ
ているが、この混合液ではマスク用フォトレジスト10
0 をエッチングすることができない。そこで、アルミ
は両性金属でありアルカリ可溶であること、また、アル
カリ可溶性フェノール樹脂とナフトキノンジアジドとの
混合物で代表されるポジ型のマスク用フォトレジスト1
00 も基本的には強いアルカリ水溶液に溶けることか
ら、本実施例では、テトラ・メチル・アンモニウム・ハ
イドロオキサイド(以下、「TMAH」と称する。)を
主成分とするアルカリ性溶液を使用して配線電極の材料
層34のエッチングを行う。前記アルカリ性溶液を用い
て配線電極の材料層34のエッチングを開始した時点で
は、配線電極の材料層34のみが主にエッチングされる
(同図(B))が、時間が経過するにつれてマスク用フ
ォトレジスト100 もエッチングされるため、マスク
用フォトレジスト100 がエッチング後退されながら
配線電極の材料層34がエッチングされる(同図(C)
)。したがって、マスク用フォトレジスト100 が後
退した領域における配線電極の材料層34のエッチング
量はほぼ直線的に変化するため、配線電極の材料層34
のエッチング動作が終了して配線電極24が形成された
ときには、同図(D)に示すように、配線電極24のエ
ッジ部241の形状は直線状のテーパーとなる。以上の
ようにして配線電極24の形成が終了すると、残ってい
るマスク用フォトレジスト100 を除去する(同図(
E))。なお、34℃に加熱した前記アルカリ性溶液を
用いて10分間配線電極の材料層34のエッチングを行
った一実験結果では、マスク用フォトレジスト100 
のエッチング後退量(パターン寸法シフト量)は約1.
3μmであり、図2(A)に示す配線電極24のエッジ
部241 のテーパーの角度(配線電極24の表面の法
線に対する角度)θは約65度であった。
A wiring electrode material layer 34 made of aluminum is formed on the entire surface of the heating resistor layer 23, and a masking photoresist 100 (positive type) is applied to a thickness of 1.2 μm over the entire surface of the wiring electrode material layer 34. After exposing the mask photoresist 100 using a mask, the mask photoresist 100 is developed to remove the mask photoresist 100 in the portion where the wiring electrode material layer 34 is to be etched (see (A) in the same figure). )). After that, the wiring electrode material layer 34 and the mask photoresist 100 are
Improved adhesion with mask photoresist 100
Bake at 125℃ for 22 hours to remove the solvent etc.
After 5 seconds, the etching operation of the material layer 34 of the wiring electrode is started. Here, a mixed solution of phosphoric acid (H3PO4), nitric acid (HNO3) and acetic acid (CH3COOH) is generally known as a wiring electrode (aluminum) etching solution used for etching the wiring electrode 24 made of aluminum. However, with this mixed solution, the mask photoresist 10
0 cannot be etched. Therefore, it is important to note that aluminum is an amphoteric metal and is soluble in alkali.
00 is basically soluble in a strong alkaline aqueous solution, so in this example, an alkaline solution containing tetra methyl ammonium hydroxide (hereinafter referred to as "TMAH") as a main component was used to form the wiring electrode. The material layer 34 is etched. At the point when etching of the material layer 34 of the wiring electrode is started using the alkaline solution, only the material layer 34 of the wiring electrode is mainly etched (FIG. 3(B)), but as time passes, the mask photo Since the resist 100 is also etched, the material layer 34 of the wiring electrode is etched while the mask photoresist 100 is etched back (FIG. 3(C)).
). Therefore, since the etching amount of the wiring electrode material layer 34 in the region where the mask photoresist 100 has retreated changes approximately linearly, the wiring electrode material layer 34
When the etching operation is completed and the wiring electrode 24 is formed, the shape of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 becomes a linear taper, as shown in FIG. When the wiring electrode 24 is formed as described above, the remaining mask photoresist 100 is removed (see FIG.
E)). In addition, in one experimental result in which the material layer 34 of the wiring electrode was etched for 10 minutes using the alkaline solution heated to 34° C., it was found that the mask photoresist 100
The etching regression amount (pattern dimension shift amount) is approximately 1.
The tapered angle θ of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 shown in FIG. 2A (the angle with respect to the normal to the surface of the wiring electrode 24) was approximately 65 degrees.

【0023】また、図1に示すようにして配線電極の材
料層34をエッチングすると、形成された配線電極24
の両側面(紙面の手前および後方側の面)242 の形
状も、図2(B)に示すように、直線状のテーパーとな
る。
Furthermore, when the wiring electrode material layer 34 is etched as shown in FIG.
The shapes of both side surfaces 242 (front and rear surfaces of the paper) are also linearly tapered, as shown in FIG. 2(B).

【0024】図3は、図1に示した製造方法により製造
したインクジェット記録ヘッド用基体40の一部分の縦
構造を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the vertical structure of a portion of the inkjet recording head substrate 40 manufactured by the manufacturing method shown in FIG.

【0025】このインクジェット記録ヘッド用基体40
が図18に示したインクジェット記録ヘッド用基体90
0 と異なる点は、配線電極24のエッジ部241 お
よび両側面242 の形状が直線状のテーパーとなって
いることと、コレクタ・ベース共通電極12,エミッタ
電極13およびアイソレーション電極14のエッジ部,
両側面の形状も、図4(A),(B)にそれぞれ示すよ
うに、直線状のテーパーとなっていることである。
[0025] This inkjet recording head substrate 40
is the inkjet recording head substrate 90 shown in FIG.
0 is that the edge portion 241 and both side surfaces 242 of the wiring electrode 24 are linearly tapered, and the edge portions of the collector/base common electrode 12, the emitter electrode 13, and the isolation electrode 14,
The shapes of both side surfaces are also linearly tapered, as shown in FIGS. 4(A) and 4(B), respectively.

【0026】したがって、このインクジェット記録ヘッ
ド用基体40では、発熱部20における電流の流れは、
図5に示すように、配線電極24のエッジ部241 の
下方に集中することがない。たとえば、一実験結果によ
ると、配線電極24のエッジ部241 の下方における
電流密度をエッジ部241 の形状がほぼ垂直なときの
8.2×107 A/cm2 から2.6×107 A
/cm2 にまで低減することができる。その結果、発
熱抵抗層23の一部切断を防止することができるため、
たとえばインクジェット記録ヘッド用基体40を用いて
インクジェット記録ヘッドを構成した一実験結果による
と、インクジェット記録ヘッドの耐久性を7×107 
パルスから1×109 パルスにまで大幅に延ばすこと
ができた。
Therefore, in this inkjet recording head substrate 40, the current flow in the heat generating section 20 is as follows.
As shown in FIG. 5, there is no concentration below the edge portion 241 of the wiring electrode 24. For example, according to one experimental result, the current density below the edge portion 241 of the wiring electrode 24 was increased from 8.2×107 A/cm2 when the shape of the edge portion 241 was almost vertical to 2.6×107 A.
/cm2. As a result, it is possible to prevent the heating resistance layer 23 from being partially cut.
For example, according to the results of an experiment in which an inkjet recording head was constructed using the inkjet recording head substrate 40, the durability of the inkjet recording head was 7×107
It was possible to significantly extend the pulse from 1 x 109 pulses.

【0027】また、第1の保護膜25(図3参照)にお
けるステップカバレージ性も極めて良好にすることがで
きるため、第1の保護膜25の厚さをエッジ部241 
の形状がほぼ垂直なときよりも薄く(たとえば、1.0
μmから0.6μm)することができた。その結果、発
熱部20で発生した熱エネルギーを効率的にかつ高速に
インクに伝達することができるとともに、第1の保護膜
25を形成する装置のスループットを約2倍にすること
ができた。
Furthermore, since the step coverage of the first protective film 25 (see FIG. 3) can be made extremely good, the thickness of the first protective film 25 can be adjusted to the edge portion 241.
is thinner than when the shape is almost vertical (for example, 1.0
μm to 0.6 μm). As a result, the thermal energy generated in the heat generating section 20 could be efficiently and quickly transferred to the ink, and the throughput of the apparatus for forming the first protective film 25 could be approximately doubled.

【0028】次に、図3に示したインクジェット記録ヘ
ッド用基体40の製造工程について説明する。
Next, the manufacturing process of the inkjet recording head substrate 40 shown in FIG. 3 will be explained.

【0029】図6に示すように、P型シリコン基板1(
不純物濃度1×1012〜1×1016cmー3程度)
の表面に、8000Å程度のシリコン酸化膜を形成した
のち、各セル(各バイポーラトランジスタ30)のN型
コレクタ埋込領域2を形成する部分のシリコン酸化膜を
フォトリソグラフィーにより除去した。シリコン酸化膜
を形成したのち、N型不純物(たとえば、P,Asなど
)をイオン注入し、熱拡散により不純物濃度1×101
8cmー3以上のN型コレクタ埋込領域2を厚さ2〜6
μmほど形成し、シート抵抗が30Ω/□以下の低抵抗
となるようにした。続いて、P型アイソレーション埋込
領域3を形成する領域のシリコン酸化膜を除去し、10
00Å程度のシリコン酸化膜を形成したのち、P型不純
物(たとえば、Bなど)をイオン注入し、熱拡散により
不純物濃度1×1015〜1×1017cmー3以上の
P型アイソレーション埋込領域3を形成した。
As shown in FIG. 6, a P-type silicon substrate 1 (
Impurity concentration approximately 1 x 1012 to 1 x 1016 cm-3)
After forming a silicon oxide film with a thickness of about 8000 Å on the surface, the silicon oxide film in the portions where the N-type collector buried region 2 of each cell (each bipolar transistor 30) was to be formed was removed by photolithography. After forming a silicon oxide film, N-type impurities (for example, P, As, etc.) are ion-implanted, and the impurity concentration is increased to 1×101 by thermal diffusion.
N-type collector buried region 2 of 8 cm-3 or more with a thickness of 2 to 6 cm
It was formed to have a sheet resistance of about 30 Ω/□ or less. Subsequently, the silicon oxide film in the region where the P-type isolation buried region 3 is to be formed is removed, and
After forming a silicon oxide film with a thickness of about 0.00 Å, P-type impurities (such as B) are ion-implanted, and a P-type isolation buried region 3 with an impurity concentration of 1×1015 to 1×1017 cm-3 or more is formed by thermal diffusion. Formed.

【0030】図7に示すように、全面のシリコン酸化膜
を除去したのち、N型エピタキシャル領域4(不純物濃
度1×1013〜1×1015cmー3程度)を厚さ5
〜20μmほどエピタキシャル成長させた。
As shown in FIG. 7, after removing the silicon oxide film from the entire surface, the N-type epitaxial region 4 (with impurity concentration of approximately 1×10 13 to 1×10 15 cm −3 ) is formed to a thickness of 5 μm.
It was epitaxially grown to about 20 μm.

【0031】図8に示すように、N型エピタキシャル領
域4の表面に1000Å程度のシリコン酸化膜を形成し
、レジストを塗布し、パターニングを行い、低濃度のP
型ベース領域5を形成する部分にのみP型不純物をイオ
ン注入した。レジスト除去後、熱拡散によって低濃度の
P型ベース領域5(不純物濃度5×1014〜5×10
17cmー3程度)を厚さ5〜10μmほど形成した。 その後、再びシリコン酸化膜を全面除去し、8000Å
程度のシリコン酸化膜を形成したのち、P型アイソレー
ション領域6を形成する部分のシリコン酸化膜を除去し
、BSG膜を全面にCVD法を用いて堆積し、さらに、
熱拡散によって、P型アイソレーション埋込領域3に届
くように、P型アイソレーション領域6(不純物濃度1
×1018〜1×1020cmー3程度)を厚さ10μ
mほど形成した。このとき、BBr3 を拡散源として
用いてP型アイソレーション領域6を形成することも可
能である。
As shown in FIG. 8, a silicon oxide film with a thickness of about 1000 Å is formed on the surface of the N-type epitaxial region 4, a resist is applied, patterning is performed, and a low concentration P film is formed.
P-type impurity ions were implanted only into the portion where the type base region 5 was to be formed. After removing the resist, a low concentration P-type base region 5 (impurity concentration 5×1014 to 5×10
17 cm-3) with a thickness of about 5 to 10 μm. After that, the silicon oxide film was completely removed again to a thickness of 8,000 Å.
After forming a silicon oxide film to a certain extent, the silicon oxide film in the portion where the P-type isolation region 6 is to be formed is removed, a BSG film is deposited on the entire surface using the CVD method, and further,
By thermal diffusion, the P-type isolation region 6 (impurity concentration 1
×1018~1×1020cm-3) with a thickness of 10μ
It was formed about m. At this time, it is also possible to form the P-type isolation region 6 using BBr3 as a diffusion source.

【0032】図9に示すように、BSG膜を除去し、8
000Å程度のシリコン酸化膜を形成し、さらに、N型
コレクタ領域7を形成する部分のみシリコン酸化膜を除
去したのち、N型の固相拡散およびリンイオンを注入し
あるいは熱拡散によって、N型コレクタ埋込領域2に届
きかつシート抵抗が10Ω/□以下の低抵抗となるよう
にN型コレクタ領域7(不純物濃度1×1018〜1×
1020cmー3程度)を厚さ10μmほど形成した。 続いて、12500Å程度のシリコン酸化膜を形成し、
蓄熱層21(図10参照)を形成したのち、セル領域の
シリコン酸化膜を選択的に除去し、2000Å程度のシ
リコン酸化膜を形成した。レジストパターニングを行い
、高濃度ベース領域8および高濃度アイソレーション領
域9を形成する部分にのみP型不純物の注入を行った。 レジストを除去したのち、高濃度N型エミッタ領域10
および高濃度N型コレク領域11を形成する部分のシリ
コン酸化膜を除去し、熱酸化膜を全面に形成し、N型不
純物を注入して、熱拡散によって高濃度N型エミッタ領
域10および高濃度N型コレク領域11を同時に形成し
た。 なお、高濃度N型エミッタ領域10および高濃度N型コ
レク領域11の厚さは1.0μm以下、不純物濃度は1
×1018〜1×1020cmー3程度とした。
As shown in FIG. 9, the BSG film is removed and 8
After forming a silicon oxide film with a thickness of approximately 000 Å and removing the silicon oxide film only from the portion where the N-type collector region 7 will be formed, the N-type collector is buried by solid-phase diffusion of N-type, implantation of phosphorus ions, or thermal diffusion. N-type collector region 7 (impurity concentration 1×1018 to 1×
1020cm-3) with a thickness of about 10 μm. Next, a silicon oxide film of about 12,500 Å is formed,
After forming the heat storage layer 21 (see FIG. 10), the silicon oxide film in the cell region was selectively removed to form a silicon oxide film with a thickness of about 2000 Å. Resist patterning was performed, and P-type impurities were implanted only into the portions where the high concentration base region 8 and the high concentration isolation region 9 were to be formed. After removing the resist, high concentration N type emitter region 10
Then, the silicon oxide film in the portion where the high concentration N-type collector region 11 is to be formed is removed, a thermal oxide film is formed on the entire surface, an N-type impurity is implanted, and the high concentration N-type emitter region 10 and the high concentration An N-type collector region 11 was formed at the same time. The thickness of the heavily doped N-type emitter region 10 and the heavily doped N-type collector region 11 is 1.0 μm or less, and the impurity concentration is 1.
It was set to about ×1018 to 1×1020 cm-3.

【0033】次に、図10に示すように、一部電極の接
続箇所のシリコン酸化膜を除去したのち、Al(アルミ
ニウム)を全面堆積して、コレクタ・ベース共通電極1
2,エミッタ電極13およびアイソレーション電極14
の領域以外のAlを除去した。このとき、コレクタ・ベ
ース共通電極12,エミッタ電極13およびアイソレー
ション電極14のエッジ部,両側面の形状が垂直ではな
く、法線に対して30度〜75度の角度になるように、
図1に示したようにレジストをエッチング後退させなが
らAlをエッチングした。
Next, as shown in FIG. 10, after removing the silicon oxide film at the connection points of some electrodes, Al (aluminum) is deposited on the entire surface to form the collector/base common electrode 1.
2, emitter electrode 13 and isolation electrode 14
Al was removed from areas other than the area. At this time, the shapes of the edges and both side surfaces of the collector/base common electrode 12, emitter electrode 13, and isolation electrode 14 are not perpendicular, but are at an angle of 30 degrees to 75 degrees with respect to the normal line.
As shown in FIG. 1, Al was etched while etching the resist back.

【0034】続いて、図11に示すように、スパッタリ
ング法により蓄熱層としての機能も有する層間膜22と
なるSiO2 膜を全面に0.6〜1.0μmほど形成
した。SiO2 膜はCVD法によるものであってもよ
い。 また、SiO2 膜に限らずSiO膜またはSiON膜
であってもよい。その後、電気的接続をとるために、エ
ミッタ電極13およびコレクタ・ベース共通電極12の
上部にあたる層間膜22の一部をフォトリソグラフィに
より開口し、スルーホールTHを形成した。
Subsequently, as shown in FIG. 11, a SiO2 film having a thickness of about 0.6 to 1.0 μm was formed on the entire surface by sputtering to serve as the interlayer film 22 which also functions as a heat storage layer. The SiO2 film may be formed by CVD. Further, the film is not limited to the SiO2 film, but may be an SiO film or a SiON film. Thereafter, in order to establish electrical connection, a part of the interlayer film 22 above the emitter electrode 13 and the collector/base common electrode 12 was opened by photolithography to form a through hole TH.

【0035】次に、図12に示すように、エミッタ電極
13およびコレクタ・ベース共通電極12上と層間膜2
2(SiO2 膜)上とに、発熱抵抗層23としてスル
ーホールTHを通してHfB2 を1000Åほど堆積
した。発熱抵抗層23上に、電気熱変換素子の一対の配
線電極24(ダイオードのカソード配線電極に相当)お
よびダイオードのアノード配線電極15を形成するため
の配線電極の材料層であるAl層を約5000Åほど堆
積したのち、配線電極24のエッジ部241 および両
側面の形状が垂直ではなく、法線に対して30度〜75
度の角度になるように、図1に示したようにマスク用フ
ォトレジストをエッチング後退させながらAlをエッチ
ングした。
Next, as shown in FIG. 12, the emitter electrode 13 and the collector/base common electrode 12 are
2 (SiO2 film), HfB2 was deposited to a thickness of about 1000 Å as a heating resistance layer 23 through a through hole TH. On the heating resistance layer 23, an Al layer, which is a material layer of wiring electrodes for forming a pair of wiring electrodes 24 (corresponding to the cathode wiring electrodes of the diode) and an anode wiring electrode 15 of the diode, of the electrothermal transducer element is formed to a thickness of about 5000 Å. After a certain amount of deposition, the shape of the edge portion 241 and both side surfaces of the wiring electrode 24 is not perpendicular, but is at an angle of 30 to 75 degrees with respect to the normal line.
As shown in FIG. 1, the Al layer was etched while etching the mask photoresist back so as to form an angle of .degree.

【0036】その後、図13に示すように、スパッタリ
ング法またはCVD法により、電気熱変換素子の保護層
およびAl層間の絶縁層としての第1の保護膜25(S
iO2 膜)を約6000Åほど堆積したのち、耐キャ
ビテーションのための第2の保護膜26としてTaを電
気熱変換体の発熱部20上部に約2000Åほど堆積し
た。このようにして作成された電気熱変換素子,Taお
よびSiO2 膜を部分的に除去し、ボンディング用の
パッドPを形成した。なお、第1の保護膜25はSiO
2 以外にSiONまたはSiNでもよい。
Thereafter, as shown in FIG. 13, a first protective film 25 (S
After depositing about 6,000 Å of Ta (iO2 film) to a thickness of about 6,000 Å, Ta was deposited to a thickness of about 2,000 Å on the heat generating portion 20 of the electrothermal converter as a second protective film 26 for anti-cavitation. The electrothermal transducer thus prepared and the Ta and SiO2 films were partially removed to form bonding pads P. Note that the first protective film 25 is made of SiO
In addition to 2, SiON or SiN may be used.

【0037】次に、図3に示したインクジェット記録ヘ
ッド用基体40の駆動用機能素子であるバイポーラトラ
ンジスタ30の基本動作について、図14を用いて説明
する。
Next, the basic operation of the bipolar transistor 30, which is a functional element for driving the inkjet recording head substrate 40 shown in FIG. 3, will be explained using FIG. 14.

【0038】バイポーラトランジスタ30では、コレク
タ・ベース共通電極12がダイオードのアノード電極に
対応し、エミッタ電極13がダイオードのカソード電極
に対応している。すなわち、コレクタ・ベース共通電極
12に正電位のバイアスVH1を印加することにより、
セル内のNPNトランジスタがターンオンし、バイアス
電流がコレクタ電流およびベース電流としてエミッタ電
極13から流出する。また、ベースとコレクタとを短絡
した構成にした結果、電気熱変換素子の熱の立上がりお
よび立下がり特性が良好となり膜沸騰現象の生起、それ
に伴う気泡の成長収縮の制御性がよくなり安定したイン
クの吐出を行うことができる。これは、熱エネルギーを
利用するインクジェット記録ヘッドではトランジスタの
特性と膜沸騰の特性との結び付きが深く、トランジスタ
における少数キャリアの蓄積が少ないためスイッチング
特性が速く立上がり特性がよくなることが予想以上に大
きく影響しているものと考えられる。また、比較的寄生
効果が少なく、素子間のバラツキがなく、安定した駆動
電流が得られるものでもある。さらに、アイソレーショ
ン電極14を接地することにより、隣接する他のセルへ
の電荷の流入を防ぐことができ、他の素子の誤動作とい
う問題を防ぐことができる。
In the bipolar transistor 30, the collector/base common electrode 12 corresponds to the anode electrode of the diode, and the emitter electrode 13 corresponds to the cathode electrode of the diode. That is, by applying a positive potential bias VH1 to the collector-base common electrode 12,
The NPN transistor in the cell turns on and bias current flows out of the emitter electrode 13 as collector and base current. In addition, as a result of short-circuiting the base and collector, the heat rise and fall characteristics of the electrothermal transducer are good, and the film boiling phenomenon and the accompanying growth and contraction of bubbles are better controlled, resulting in stable ink. can be discharged. This is because in inkjet recording heads that use thermal energy, the characteristics of transistors are closely related to the characteristics of film boiling, and because the accumulation of minority carriers in transistors is small, switching characteristics are faster and rise characteristics are better, which has a greater influence than expected. It is thought that this is the case. Furthermore, it has relatively few parasitic effects, has no variation between elements, and can obtain a stable drive current. Furthermore, by grounding the isolation electrode 14, it is possible to prevent charges from flowing into other adjacent cells, and the problem of malfunction of other elements can be prevented.

【0039】このような半導体装置においては、N型コ
レクタ埋込領域2の濃度を1×1018cmー3以上と
すること、ベース領域5の濃度を5×1014〜5×1
017cmー3とすること、さらには、高濃度ベース領
域8と電極との接合面の面積をなるべく小さくすること
が望ましい。このようにすれば、NPNトランジスタか
らP型シリコン基板1およびアイソレーション領域を経
てグランドにおちる漏れ電流の発生を防止することがで
きる。
In such a semiconductor device, the concentration of the N-type collector buried region 2 should be 1×10 18 cm −3 or more, and the concentration of the base region 5 should be 5×10 14 to 5×1
017 cm-3, and furthermore, it is desirable to make the area of the bonding surface between the high concentration base region 8 and the electrode as small as possible. In this way, it is possible to prevent leakage current from flowing from the NPN transistor to the ground via the P-type silicon substrate 1 and the isolation region.

【0040】図14には、2つのダイオードセルSH1
,SH2が示されているだけであるが、実際には、この
ような駆動用機能素子がたとえば128個の電気熱変換
素子に対応して同数等間隔に配置され、ブロック駆動が
可能なように電気的にマトリックス接続されている。 ここでは、説明の簡単のため、同一グループに2つのセ
グメントとしての電気熱変換素子RH1,RH2の駆動
について説明する。
In FIG. 14, two diode cells SH1
, SH2 are shown, but in reality, the same number of driving functional elements corresponding to, for example, 128 electrothermal conversion elements are arranged at equal intervals to enable block driving. Electrically matrix connected. Here, for the sake of simplicity, driving of the electrothermal transducers RH1 and RH2 as two segments in the same group will be described.

【0041】電気熱変換素子RH1を駆動するためには
、まずスイッチング信号G1によりグループの選択がな
されるとともに、スイッチング信号S1により電気熱変
換素子RH1が選択される。すると、トランジスタ構成
のダイオードセルSH1は正バイアスされ、電流が供給
されて電気熱変換素子RH1は発熱する。この熱エネル
ギーが液体(インク)に状態変化を生起させて気泡を発
生させ、吐出口より液体を吐出させる。同様に、電気熱
変換素子RH2を駆動する場合にも、スイッチング信号
G1およびスイッチング信号S2により電気熱変換素子
RH2を選択して、ダイオードセルSH2を駆動して電
気熱変換素子RH2に電流を供給する。このとき、P型
シリコン基板1はアイソレーション領域を介して接地さ
れている。このように各半導体素子(セル)のアイソレ
ーション領域が接地されることにより各半導体素子間の
電気的な干渉による誤動作を防止している。
In order to drive the electrothermal transducer RH1, a group is first selected using the switching signal G1, and the electrothermal transducer RH1 is selected using the switching signal S1. Then, the diode cell SH1 having a transistor configuration is positively biased, a current is supplied, and the electrothermal conversion element RH1 generates heat. This thermal energy causes a state change in the liquid (ink) to generate bubbles, causing the liquid to be ejected from the ejection port. Similarly, when driving the electrothermal transducer RH2, the electrothermal transducer RH2 is selected by the switching signal G1 and the switching signal S2, and the diode cell SH2 is driven to supply current to the electrothermal transducer RH2. . At this time, the P-type silicon substrate 1 is grounded via the isolation region. By grounding the isolation region of each semiconductor element (cell) in this way, malfunctions due to electrical interference between the semiconductor elements are prevented.

【0042】次に、本発明の記録ヘッドの製造方法の一
実施例について説明する。
Next, an embodiment of the method for manufacturing a recording head of the present invention will be described.

【0043】図3に示したインクジェット記録ヘッド用
基体40を有する、図17に示したような構造をもつイ
ンクジェット記録ヘッドを製造するためには、配線電極
の材料層34のマスク用フォトレジスト100をエッチ
ング後退させながら配線電極の材料層34をエッチング
する図1に示した配線電極エッチング工程を有する、図
6から図13に示した基体作成工程に続いて、インクを
吐出するための複数の吐出口を有するインク吐出部を前
記記録ヘッド用基体上に作成するインク吐出部作成工程
(図15に示すように、インクジェット記録ヘッド用基
体40上に、吐出口208 を形成するための複数のノ
ズル壁(図17参照)および天板204 を設ける工程
)や、天板204 にコネクタ(図17参照)を設ける
工程などを追加すればよい。
In order to manufacture an ink jet recording head having the structure shown in FIG. 17 and having the ink jet recording head substrate 40 shown in FIG. Following the base fabrication process shown in FIGS. 6 to 13, which includes the wiring electrode etching step shown in FIG. 1 in which the material layer 34 of the wiring electrode is etched while etching the material layer 34 of the wiring electrode while retreating, a plurality of ejection ports for ejecting ink are formed. An ink ejection part creation step of creating an ink ejection part having a 17) and the step of providing the top plate 204), the step of providing the connector (see FIG. 17) on the top plate 204, etc. may be added.

【0044】このようにして製造したインクジェット記
録ヘッドについて、電気熱変換素子をブロック駆動し、
記録,動作試験を行った。動作試験では、一つのセグメ
ントに8個の半導体ダイオードを接続し、各半導体ダイ
オードに300mA(計2.4A)の電流を流したが、
他の半導体ダイオードは誤動作せず、良好な吐出を行う
ことができた。また、上記インクジェット記録ヘッドは
熱伝達効率がよいため、駆動電力が従来の80%ですみ
、かつ高周波応答性に優れたものであった。さらに、寿
命,均一性に関しても優れた特性が得られた。
[0044] Regarding the inkjet recording head manufactured in this manner, the electrothermal transducer was block driven,
Recording and operation tests were conducted. In the operation test, eight semiconductor diodes were connected to one segment, and a current of 300 mA (total 2.4 A) was passed through each semiconductor diode.
The other semiconductor diodes did not malfunction and were able to perform good ejection. Further, since the inkjet recording head has good heat transfer efficiency, it requires only 80% of the driving power of conventional inkjet recording heads, and has excellent high frequency response. Furthermore, excellent characteristics in terms of life and uniformity were obtained.

【0045】表1に、配線電極24のエッジ部241 
の直線状のテーパーの角度θを変えてインクジェット記
録ヘッドの耐久試験を行ったときの評価結果の一例を示
す。
Table 1 shows the edge portion 241 of the wiring electrode 24.
An example of the evaluation results when an inkjet recording head was subjected to a durability test while changing the angle θ of the linear taper is shown below.

【0046】[0046]

【表1】 この評価結果から、配線電極24のエッジ部241 の
直線状のテーパーの角度θを30度から75度の間にす
ることにより、インクジェット記録ヘッドの耐久性が向
上することがわかった。
[Table 1] From this evaluation result, it was found that the durability of the inkjet recording head was improved by setting the linear taper angle θ of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 between 30 degrees and 75 degrees. .

【0047】また、表2に、TMAHを主成分とするア
ルカリ性溶液のTMAH濃度と、配線電極24のエッジ
部241 のテーパーの角度θとの関係を調べた一実験
結果を示す。
Furthermore, Table 2 shows the results of an experiment in which the relationship between the TMAH concentration of an alkaline solution containing TMAH as a main component and the taper angle θ of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 was investigated.

【0048】[0048]

【表2】 表2に示した実験結果より、TMAHを主成分とするア
ルカリ性溶液のTMAH濃度を変えることにより、配線
電極24のエッジ部241 のテーパーの角度θを所望
の角度に設定することができるとともに、TMAHを主
成分とするアルカリ性溶液のTMAH濃度を1.5〜3
.0%とすることにより、配線電極24のエッジ部24
1 のテーパーの角度θを30度から75度の間にする
ことができることがわかった。
[Table 2] From the experimental results shown in Table 2, it is possible to set the taper angle θ of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 to a desired angle by changing the TMAH concentration of the alkaline solution containing TMAH as the main component. At the same time, the TMAH concentration of the alkaline solution containing TMAH as the main component is 1.5 to 3.
.. By setting it to 0%, the edge portion 24 of the wiring electrode 24
It has been found that the angle θ of the taper 1 can be between 30 degrees and 75 degrees.

【0049】次に、本発明の記録ヘッド用基体の製造方
法の第2の実施例について説明する。
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a recording head substrate of the present invention will be described.

【0050】図1に示した実施例では、配線電極24の
両側面242(図2(B)参照)の形状も直線状のテー
パーとしたが、発熱部20における電流密度の低減のみ
を達成するためには、配線電極24の両側面242 の
形状は、図16(B),(C)にそれぞれ示すようにほ
ぼ垂直のままであってもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the shape of both side surfaces 242 (see FIG. 2B) of the wiring electrode 24 is also linearly tapered, but only a reduction in the current density in the heat generating portion 20 is achieved. In order to achieve this, the shapes of both side surfaces 242 of the wiring electrode 24 may remain substantially vertical as shown in FIGS. 16(B) and 16(C), respectively.

【0051】この場合には、配線電極24を形成するた
めの配線電極の材料層34のエッチングと、配線電極2
4のエッジ部241 の形状を直線状のテーパーとする
ための配線電極24のエッジ部241 のエッチングと
を分けて行えばよい。すなわち、まず、配線電極の材料
層34全面上にレジストを塗布し、従来のウエットエッ
チング法またはCl系のガスによるRIEなどによるド
ライエッチング法を用いて配線電極の材料層34をエッ
チングすることにより、配線電極24を形成する。この
とき、配線電極24の両側面の形状は従来と同様にほぼ
垂直となる。その後、図16(A)に示すように、配線
電極の材料層34のマスク用フォトレジスト50で発熱
部20以外を覆ったのち、図1に示した方法により配線
電極24をエッチングして、同図(B),(C)に示す
ように、配線電極24のエッジ部241 の形状を直線
状のテーパーとする。
In this case, etching of the wiring electrode material layer 34 to form the wiring electrode 24 and
Etching may be performed separately from etching of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 to make the shape of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 linearly tapered. That is, first, a resist is applied on the entire surface of the material layer 34 of the wiring electrode, and the material layer 34 of the wiring electrode is etched using a conventional wet etching method or a dry etching method such as RIE using a Cl-based gas. Wiring electrodes 24 are formed. At this time, the shapes of both side surfaces of the wiring electrode 24 are substantially vertical as in the conventional case. Thereafter, as shown in FIG. 16A, after covering the wiring electrode material layer 34 other than the heat generating part 20 with a masking photoresist 50, the wiring electrode 24 is etched by the method shown in FIG. As shown in Figures (B) and (C), the shape of the edge portion 241 of the wiring electrode 24 is linearly tapered.

【0052】以上の説明においては、インクジェット記
録ヘッド用基体およびインクジェット記録ヘッドについ
て説明したが、本発明により製造される記録ヘッド用基
体および記録ヘッドは、たとえば、サーマルヘッド用基
体およびサーマルヘッドにも応用できるものである。ま
た、図3に示した発熱抵抗層23を構成する材料として
は、Ta,ZrB2,Ti−W,Ni −Cr,Ta−
Al,Ta−Si,Ta−Mo,Ta−W,Ta−Cu
,Ta−Ni,Ta−Ni−Al,Ta−Mo−Al,
Ta−Mo−Ni,Ta−W−Ni,Ta−Si−Al
,Ta−W−Al−Niなどがある。
In the above explanation, the substrate for an inkjet recording head and the inkjet recording head have been explained, but the substrate for a recording head and the recording head manufactured according to the present invention can also be applied to, for example, a substrate for a thermal head and a thermal head. It is possible. Furthermore, the materials constituting the heating resistance layer 23 shown in FIG. 3 include Ta, ZrB2, Ti-W, Ni-Cr, Ta-
Al, Ta-Si, Ta-Mo, Ta-W, Ta-Cu
, Ta-Ni, Ta-Ni-Al, Ta-Mo-Al,
Ta-Mo-Ni, Ta-W-Ni, Ta-Si-Al
, Ta-W-Al-Ni, etc.

【0053】図21は、本発明の記録ヘッドの製造方法
により製造したインクジェット記録ヘッド(以下、「記
録ヘッド」と称する。)510 が搭載されたインクジ
ェット記録装置700 の一構成例を示す概略構成図で
ある。
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing an example of the configuration of an inkjet recording apparatus 700 equipped with an inkjet recording head (hereinafter referred to as "recording head") 510 manufactured by the recording head manufacturing method of the present invention. It is.

【0054】記録ヘッド510 は、駆動モータ701
 の正逆回転に連動して駆動力伝達ギア702,703
 を介して回転するリードスクリュー704 の螺旋溝
721 に対して係合するキャリッジ720 上に搭載
されており、駆動モータ701 の動力によってキャリ
ッジ720 とともにガイド719 に沿って矢印a,
b方向に往復移動される。図示しない記録媒体給送装置
によってプラテン706 上に搬送される記録用紙P用
の紙押え板705 は、キャリッジ移動方向にわたって
記録用紙Pをプラテン706 に対して押圧する。
The recording head 510 is driven by a drive motor 701.
The driving force transmission gears 702, 703 are linked to the forward and reverse rotation of the
The carriage 720 is mounted on the carriage 720 which engages with the helical groove 721 of the lead screw 704 which rotates via the drive motor 701 , and moves along the guide 719 with the carriage 720 by the power of the drive motor 701 .
It is moved back and forth in direction b. A paper pressing plate 705 for the recording paper P conveyed onto the platen 706 by a recording medium feeding device (not shown) presses the recording paper P against the platen 706 in the carriage movement direction.

【0055】フォトカプラ707,708は、キャリッ
ジ720 のレバー709 のこの域での存在を確認し
て駆動モータ701 の回転方向切換などを行うための
ホームポジション検知手段である。支持部材710 は
、前述の記録ヘッド510 の全面をキャップするキャ
ップ部材711 を支持する。また、吸引手段712 
は、前記キャップ部材711 内を吸引し、キャップ内
開口713 を介して記録ヘッド510の吸引回復を行
う。移動部材715 はクリーニングブレード714 
を前後方向に移動可能にするものである。移動部材71
5 およびクリーニングブレード714 は本体支持板
716 により支持されている。クリーニングブレード
714 は、この形態でなく周知のクリーニングブレー
ドが本例に適用できることはいうまでもない。また、吸
引回復の吸引を開始するためのレバー717 は、キャ
リッジ720 と係合するカム718 の移動に伴って
移動し、駆動モータ701 からの駆動力がクラッチ切
換などの公知の伝達手段で移動制御される。記録ヘッド
510 に設けられた発熱部に信号を付与したり、前述
した各機構の駆動制御を司ったりする印字制御部は、装
置本体側に設けられている(不図示)。
The photocouplers 707 and 708 are home position detection means for confirming the presence of the lever 709 of the carriage 720 in this area and switching the rotational direction of the drive motor 701. The support member 710 supports a cap member 711 that caps the entire surface of the recording head 510 described above. In addition, the suction means 712
The inside of the cap member 711 is suctioned, and the recording head 510 is recovered by suction through the opening 713 in the cap. The moving member 715 is the cleaning blade 714
This allows for movement in the front and rear directions. Moving member 71
5 and the cleaning blade 714 are supported by a main body support plate 716. It goes without saying that the cleaning blade 714 is not of this type, but any known cleaning blade can be applied to this example. In addition, the lever 717 for starting suction recovery moves with the movement of the cam 718 that engages with the carriage 720, and the driving force from the drive motor 701 is controlled by known transmission means such as clutch switching. be done. A print control section that applies signals to the heat generating section provided in the recording head 510 and controls the drive of each of the mechanisms described above is provided on the apparatus main body side (not shown).

【0056】上述のような構成のインクジェット記録装
置700 は、前記記録媒体給送装置によってプラテン
706 上に搬送される記録用紙Pに対し、記録ヘッド
510 が記録用紙Pの全幅にわたって往復移動しなが
ら記録を行うものであり、記録ヘッド510は、前述し
たような方法で製造したものを用いているため、高精度
で高速な記録が可能である。
In the inkjet recording apparatus 700 having the above-described configuration, the recording head 510 performs recording while reciprocating over the entire width of the recording paper P, which is conveyed onto the platen 706 by the recording medium feeding device. Since the recording head 510 is manufactured by the method described above, highly accurate and high-speed recording is possible.

【0057】本発明は、特にインクジェット記録方式の
中でもキヤノン(株)の提唱する、熱エネルギーを利用
してインクを吐出する方式のインクジェット記録ヘッド
(以下、「記録ヘッド」と称する。)およびインクジェ
ット記録装置(以下、「記録装置」と称する。)におい
て、優れた効果をもたらすものである。
The present invention particularly relates to an inkjet recording head (hereinafter referred to as a "recording head") that uses thermal energy to eject ink, which is proposed by Canon Inc. among inkjet recording methods, and an inkjet recording method. It brings about excellent effects in a device (hereinafter referred to as a "recording device").

【0058】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4,723,129号明細書、同第4,
740,796号明細書に開示されている基本的な原理
を用いて行なうものが好ましい。この方式はいわゆるオ
ンデマンド型、コンティニュアス型のいずれにも適用可
能であるが、特に、オンデマンド型の場合には、液体(
インク)が保持されているシートや液路に対応して配置
されている電気熱変換体に、記録情報に対応していて核
沸騰を越える急速な温度上昇を与える少なくとも一つの
駆動信号を印加することによって、電気熱変換体に熱エ
ネルギーを発生せしめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰
させて、結果的にこの駆動信号に一対一対応し液体(イ
ンク)内の気泡を形成出来るので有効である。この気泡
の成長、収縮により吐出用開口を介して液体(インク)
を吐出させて、少なくとも一つの滴を形成する。この駆
動信号をパルス形状とすると、即時適切に気泡の成長収
縮が行なわれるので、特に応答性に優れた液体(インク
)の吐出が達成でき、より好ましい。このパルス形状の
駆動信号としては、米国特許第4,463,359号明
細書、同第4,345,262号明細書に記載されてい
るようなものが適している。なお、上記熱作用面の温度
上昇率に関する発明の米国特許第4,313,124号
明細書に記載されている条件を採用すると、さらに優れ
た記録を行なうことができる。
[0058] For its typical configuration and principle, see, for example, US Patent No. 4,723,129;
Preferably, this is done using the basic principles disclosed in US Pat. No. 740,796. This method can be applied to both so-called on-demand type and continuous type, but in particular, in the case of on-demand type, liquid (
At least one drive signal that corresponds to recorded information and provides a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling is applied to an electrothermal transducer disposed corresponding to a sheet holding ink (ink) or a liquid path. This is effective because it generates thermal energy in the electrothermal transducer and causes film boiling on the heat-active surface of the recording head, resulting in the formation of bubbles in the liquid (ink) in one-to-one correspondence with this drive signal. be. Due to the growth and contraction of these bubbles, liquid (ink) flows through the ejection opening.
to form at least one drop. It is more preferable to use this drive signal in a pulse form, since the growth and contraction of bubbles can be carried out immediately and appropriately, so that ejection of liquid (ink) with particularly excellent responsiveness can be achieved. As this pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. No. 4,463,359 and US Pat. No. 4,345,262 are suitable. Furthermore, if the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 concerning the invention regarding the temperature increase rate of the heat acting surface are adopted, even more excellent recording can be performed.

【0059】記録ヘッドの構成としては、上述の各明細
書に開示されているような吐出口、液路、電気熱変換体
の組み合わせ構成(直線状液流路または直角液流路)の
他に熱作用部が屈曲する領域に配置されている構成を開
示する米国特許第4,558,333号明細書、米国特
許第4,459,600号明細書を用いた構成も本発明
に含まれるものである。加えて、複数の電気熱変換体に
対して、共通するスリットを電気熱変換体の吐出部とす
る構成を開示する特開昭59年第123670号公報や
熱エネルギーの圧力波を吸収する開口を吐出部に対応さ
せる構成を開示する特開昭59年第138461号公報
に基づいた構成としても本発明は有効である。
In addition to the configuration of the recording head that combines ejection ports, liquid paths, and electrothermal converters (straight liquid flow path or right-angled liquid flow path) as disclosed in the above-mentioned specifications, The present invention also includes configurations using U.S. Pat. No. 4,558,333 and U.S. Pat. No. 4,459,600, which disclose a configuration in which a heat acting part is arranged in a bending region. It is. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 123670 of 1981 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge part of a plurality of electrothermal converters, and an opening that absorbs pressure waves of thermal energy is disclosed. The present invention is also effective as a configuration based on Japanese Patent Application Laid-Open No. 138461 of 1982, which discloses a configuration corresponding to the discharge section.

【0060】さらに、記録装置が記録できる最大記録媒
体の幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドとしては、上述した明細書に開示されているよう
な複数記録ヘッドの組み合わせによって、その長さを満
たす構成や一体的に形成された一個の記録ヘッドとして
の構成のいずれでもよいが、本発明は、上述した効果を
一層有効に発揮することができる。
Furthermore, a full-line type recording head having a length corresponding to the width of the maximum recording medium that can be recorded by the recording apparatus can be produced by combining a plurality of recording heads as disclosed in the above-mentioned specification. Either a configuration that satisfies the length or a configuration as a single recording head formed integrally may be used, but the present invention can more effectively exhibit the above-mentioned effects.

【0061】加えて、装置本体に装着されることで、装
置本体との電気的な接続や装置本体からのインクの供給
が可能になる交換自在のチップタイプの記録ヘッド、あ
るいは記録ヘッド自体に一体的に設けられたカートリッ
ジタイプの記録ヘッドを用いた場合にも本発明は有効で
ある。
In addition, a replaceable chip-type recording head that is attached to the apparatus main body enables electrical connection with the apparatus main body and ink supply from the apparatus main body, or a print head that is integrated into the print head itself. The present invention is also effective when a cartridge type recording head is used.

【0062】また、本発明の記録装置の構成として設け
られる、記録ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助
手段などを付加することは本発明の効果を一層安定化で
きるので好ましいものである。これらを具体的に挙げれ
ば、記録ヘッドに対しての、キャッピング手段、クリー
ニング手段、加圧あるいは吸引手段、電気熱変換体ある
いはこれとは別の加熱素子あるいはこれらの組み合わせ
による予備加熱手段、記録とは別の吐出を行なう予備吐
出モードを行なうことも安定した記録を行なうために有
効である。
Further, it is preferable to add a recovery means for the recording head, a preliminary auxiliary means, etc., which are provided as a configuration of the recording apparatus of the present invention, because the effects of the present invention can be further stabilized. . Specifically, these include capping means, cleaning means, pressure or suction means, preheating means for the recording head using an electrothermal transducer or another heating element, or a combination of these, and recording and It is also effective to perform a preliminary ejection mode in which different ejection is performed in order to perform stable recording.

【0063】さらに、記録装置の記録モードとしては黒
色等の主流色のみの記録モードだけではなく、記録ヘッ
ドを一体的に構成するか複数個の組み合わせによってで
もよいが、異なる色の複色カラーまたは、混色によるフ
ルカラーの少なくとも一つを備えた装置にも本発明は極
めて有効である。
Furthermore, the recording mode of the recording apparatus is not limited to a recording mode of only mainstream colors such as black, but may also include a recording head that is configured integrally or a combination of a plurality of recording heads; The present invention is also extremely effective for devices equipped with at least one of the following: , full color by color mixing.

【0064】以上説明した本発明実施例においては、イ
ンクを液体として説明しているが、室温やそれ以下で固
化するインクであって、室温で軟化もしくは液体あるい
は、上述のインクジェットではインク自体を30℃以上
70℃以下の範囲内で温度調整を行なってインクの粘性
を安定吐出範囲にあるように温度制御するものが一般的
であるから、使用記録信号付与時にインクが液状をなす
ものであればよい。加えて、積極的に熱エネルギーによ
る昇温をインクの固形状態から液体状態への態変化のエ
ネルギーとして使用せしめることで防止するかまたは、
インクの蒸発防止を目的として放置状態で固化するイン
クを用いるかして、いずれにしても熱エネルギーの記録
信号に応じた付与によってインクが液化してインク液状
として吐出するものや記録媒体に到達する時点ではすで
に固化し始めるものなどのような、熱エネルギーによっ
て初めて液化する性質のインク使用も本発明には適用可
能である。このような場合インクは、特開昭54−56
847号公報あるいは特開昭60−71260号公報に
記載されるような、多孔質シート凹部または貫通孔に液
状または固形物として保持された状態で、電気熱変換体
に対して対向するような形態としてもよい。本発明にお
いては、上述した各インクに対して最も有効なものは、
上述した膜沸騰方式を実行するものである。
In the embodiments of the present invention described above, the ink is described as a liquid, but it is an ink that solidifies at room temperature or lower, and is softened or liquid at room temperature, or in the above-mentioned inkjet, the ink itself is Generally, the temperature is adjusted within the range of ℃ to 70℃ to keep the viscosity of the ink within the stable ejection range, so if the ink is in a liquid state when the recording signal is applied, good. In addition, the temperature increase due to thermal energy is actively prevented by using it as energy for changing the state of the ink from a solid state to a liquid state, or
In order to prevent ink evaporation, ink that solidifies when left unused is used, and in any case, the ink is liquefied by applying thermal energy in accordance with the recording signal and is ejected as liquid ink or reaches the recording medium. It is also applicable to the present invention to use inks that are liquefied only by thermal energy, such as those that already begin to solidify at this point. In such a case, the ink is JP-A-54-56
847 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-71260, a form in which the porous sheet is held as a liquid or solid in the recesses or through holes and faces the electrothermal converter. You can also use it as In the present invention, the most effective inks for each of the above-mentioned inks are:
This implements the film boiling method described above.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は次に示す
効果がある。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention has the following effects.

【0066】請求項1乃至請求項3記載の発明は、配線
電極の材料層のマスク用フォトレジストをエッチング後
退させながら配線電極の材料層をエッチングして配線電
極を形成することにより、配線電極のエッジ部の形状を
直線状のテーパーにすることができるため、発熱部にお
ける電流密度の集中を防止することができるとともに、
発熱部におけるステップカバレージを向上させることが
できる。
[0066] In the invention described in claims 1 to 3, the material layer of the wiring electrode is etched while the masking photoresist of the material layer of the wiring electrode is etched back to form the wiring electrode. Since the shape of the edge part can be made into a linear taper, concentration of current density in the heat generating part can be prevented, and
Step coverage in the heat generating section can be improved.

【0067】請求項4乃至請求項6記載の発明は、基体
作成工程が、配線電極の材料層のマスク用フォトレジス
トをエッチング後退させながら配線電極の材料層をエッ
チングして配線電極を形成する配線電極エッチング工程
を含むことにより、耐久性に優れかつ低消費電力化およ
び高性能化が図れる記録ヘッドを製造することができる
[0067] The invention according to claims 4 to 6 provides a wiring structure in which the substrate forming step is performed by etching the material layer of the wiring electrode while etching back the masking photoresist of the material layer of the wiring electrode to form the wiring electrode. By including the electrode etching step, it is possible to manufacture a recording head that has excellent durability, low power consumption, and high performance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の第1の
実施例を説明するための配線電極の材料層がエッチング
される過程を示す模式図であり、(A)は配線電極の材
料層をエッチングする前の状態を示す図、(B)〜(D
)は配線電極の材料層をエッチングする途中の状態を示
す図、(E)は配線電極の材料層をエッチングが終わっ
たときの状態を示す図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a process in which a material layer of a wiring electrode is etched to explain a first embodiment of the method for manufacturing a recording head substrate of the present invention; FIG. Figures showing the state before etching the layer, (B) to (D
) is a diagram showing the state in the middle of etching the material layer of the wiring electrode, and (E) is a diagram showing the state when the material layer of the wiring electrode has been etched.

【図2】形成された配線電極の形状を示す図であり、(
A)は(B)のAーA線に沿う断面図、(B)は平面図
である。
FIG. 2 is a diagram showing the shape of the formed wiring electrode;
A) is a sectional view taken along line AA in (B), and (B) is a plan view.

【図3】図1に示した製造方法により製造したインクジ
ェット記録ヘッド用基体の一部分の縦構造を示す模式図
である。
3 is a schematic diagram showing the vertical structure of a portion of an inkjet recording head substrate manufactured by the manufacturing method shown in FIG. 1. FIG.

【図4】図3に示したコレクタ・ベース共通電極,エミ
ッタ電極およびアイソレーション電極のエッジ部,両側
面の形状を示す図であり、(A)は(B)のAーA線に
沿う断面図、(B)は平面図である。
FIG. 4 is a diagram showing the shapes of the edge portions and both side surfaces of the collector-base common electrode, emitter electrode, and isolation electrode shown in FIG. 3, and (A) is a cross section taken along line A-A in (B). FIG. 2B is a plan view.

【図5】図3に示した発熱部における電流の流れを示す
図である。
FIG. 5 is a diagram showing the flow of current in the heat generating section shown in FIG. 3;

【図6】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基体
の製造工程を示す図である。
6 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図7】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基体
の製造工程を示す図である。
7 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図8】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基体
の製造工程を示す図である。
8 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図9】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基体
の製造工程を示す図である。
9 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図10】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基
体の製造工程を示す図である。
10 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図11】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基
体の製造工程を示す図である。
11 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図12】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基
体の製造工程を示す図である。
12 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図13】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基
体の製造工程を示す図である。
13 is a diagram showing a manufacturing process of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図14】図3に示したインクジェット記録ヘッド用基
体の駆動用機能素子であるバイポーラトランジスタの基
本動作を説明するための図である。
14 is a diagram for explaining the basic operation of a bipolar transistor, which is a functional element for driving the inkjet recording head substrate shown in FIG. 3. FIG.

【図15】本発明による記録ヘッドの製造方法を説明す
る為の模式的断面図である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a recording head according to the present invention.

【図16】本発明の記録ヘッド用基体の製造方法の第2
の実施例を示す図であり、(A)は配線電極の材料層を
エッチングする前の状態を示す図、(B)は配線電極の
材料層をエッチングしたあとの状態を示す(C)のAー
A線に沿う断面図、(C)は配線電極の材料層をエッチ
ングしたあとの状態を示す平面図である。
FIG. 16: Second method for manufacturing a recording head substrate of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an example of the above, in which (A) is a diagram showing the state before etching the material layer of the wiring electrode, and (B) is a diagram showing the state after etching the material layer of the wiring electrode. - A cross-sectional view taken along line A, and (C) a plan view showing the state after etching the material layer of the wiring electrode.

【図17】インクジェット記録装置に用いられるインク
ジェット記録ヘッドの構成を示す概略構成図である。
FIG. 17 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an inkjet recording head used in an inkjet recording apparatus.

【図18】特開昭57ー72867号公報において提案
した構成によるインクジェット記録ヘッド用基体の一部
分の縦構造を示す模式図である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing a vertical structure of a portion of an inkjet recording head substrate according to the configuration proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-72867.

【図19】フォトリソグラフィにより発熱部における配
線電極の材料層のエッチングを行うときの過程を示す模
式図であり、(A)は配線電極の材料層をエッチングす
る前の状態を示す図、(B)〜(D)は配線電極の材料
層をエッチングする途中の状態を示す図、(E)は配線
電極の材料層のエッチングが終わったときの状態を示す
図である。
FIG. 19 is a schematic diagram showing the process of etching the material layer of the wiring electrode in the heat generating part by photolithography; (A) is a diagram showing the state before the material layer of the wiring electrode is etched; ) to (D) are diagrams showing the state in the middle of etching the material layer of the wiring electrode, and (E) is a diagram showing the state when the etching of the material layer of the wiring electrode is completed.

【図20】図18に示したインクジェット記録ヘッド用
基体の問題点を説明するための図である。
20 is a diagram for explaining the problem of the inkjet recording head substrate shown in FIG. 18. FIG.

【図21】本発明の記録ヘッドの製造方法により製造し
たインクジェット記録ヘッドが搭載されたインクジェッ
ト記録装置の一構成例を示す概略構成図である。
FIG. 21 is a schematic configuration diagram showing an example of the configuration of an inkjet recording apparatus equipped with an inkjet recording head manufactured by the recording head manufacturing method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1      P型シリコン基板 2      N型コレクタ埋込領域 3      P型アイソレーション埋込領域4   
   N型エピタキシャル領域5      P型ベー
ス領域 6      P型アイソレーション領域7     
 N型コレクタ領域 8      高濃度P型ベース領域 9      高濃度P型アイソレーション領域10 
   高濃度N型エミッタ領域 11    高濃度N型コレクタ領域 12    コレクタ・ベース共通電極13    エ
ミッタ電極 14    アイソレーション電極 15    アノード配線電極 20    発熱部 21    蓄熱層 22    層間膜 23    発熱抵抗層 24    配線電極 241   エッジ部 242   側面 25    第1の保護膜 26    第2の保護膜 30    バイポーラトランジスタ 34    配線電極の材料層 40    インクジェット記録ヘッド用基体50,1
00    マスク用フォトレジスト204    天
板 208    吐出口 TH    スルーホール P      パッド RH1,RH2    電気熱変換素子SH1,SH2
    ダイオードセルS1,S2        ス
イッチ信号G1    スイッチング信号 VH1    バイアス
1 P-type silicon substrate 2 N-type collector buried region 3 P-type isolation buried region 4
N-type epitaxial region 5 P-type base region 6 P-type isolation region 7
N-type collector region 8 High concentration P-type base region 9 High concentration P-type isolation region 10
High concentration N type emitter region 11 High concentration N type collector region 12 Collector/base common electrode 13 Emitter electrode 14 Isolation electrode 15 Anode wiring electrode 20 Heat generating part 21 Heat storage layer 22 Interlayer film 23 Heat generating resistor layer 24 Wiring electrode 241 Edge part 242 Side surface 25 First protective film 26 Second protective film 30 Bipolar transistor 34 Wiring electrode material layer 40 Inkjet recording head substrate 50,1
00 Photoresist for mask 204 Top plate 208 Discharge port TH Through hole P Pad RH1, RH2 Electrothermal conversion element SH1, SH2
Diode cells S1, S2 Switch signal G1 Switching signal VH1 Bias

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  フォトリソグラフィにより、複数の電
気熱変換素子と、該各電気熱変換素子をそれぞれ駆動す
る複数の駆動用機能素子と、該各駆動用機能素子と前記
各電気熱変換素子とをそれぞれ接続する複数の配線電極
とを基板に形成する記録ヘッド用基体の製造方法におい
て、テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイ
ドを主成分とするアルカリ性溶液を用いて、前記配線電
極の材料層のマスク用フォトレジストをエッチング後退
させながら前記配線電極の材料層をエッチングして前記
配線電極を形成することを特徴とする記録ヘッド用基体
の製造方法。
1. A plurality of electrothermal transducers, a plurality of driving functional elements that drive each of the electrothermal transducing elements, and each of the driving functional elements and each of the electrothermal transducing elements are formed by photolithography. In a method for manufacturing a recording head substrate in which a plurality of wiring electrodes to be connected to each other are formed on a substrate, an alkaline solution containing tetramethyl ammonium hydroxide as a main component is used to mask the material layer of the wiring electrodes. A method of manufacturing a recording head substrate, comprising etching a material layer of the wiring electrode while etching a photoresist to form the wiring electrode.
【請求項2】  アルカリ性溶液のテトラ・メチル・ア
ンモニウム・ハイドロオキサイドの濃度が1.5〜3.
0%である請求項1記載の記録ヘッド用基体の製造方法
2. The concentration of tetra methyl ammonium hydroxide in the alkaline solution is 1.5 to 3.
2. The method for manufacturing a recording head substrate according to claim 1, wherein the content is 0%.
【請求項3】  配線電極の材料層がアルミニウム層で
ある請求項1または請求項2記載の記録ヘッド用基体の
製造方法。
3. The method for manufacturing a recording head substrate according to claim 1, wherein the material layer of the wiring electrode is an aluminum layer.
【請求項4】  フォトリソグラフィにより、複数の電
気熱変換素子、該各電気熱変換素子をそれぞれ駆動する
複数の駆動用機能素子、および該各駆動用機能素子と前
記各電気熱変換素子とをそれぞれ接続する複数の配線電
極を基板に形成して記録ヘッド用基体を作成する基体作
成工程と、インクを吐出するための複数の吐出口を有す
るインク吐出部を前記記録ヘッド用基体上に作成するイ
ンク吐出部作成工程とを含む記録ヘッドの製造方法にお
いて、前記基体作成工程が、テトラ・メチル・アンモニ
ウム・ハイドロオキサイドを主成分とするアルカリ性溶
液を用いて、前記配線電極の材料層のマスク用フォトレ
ジストをエッチング後退させながら前記配線電極の材料
層をエッチングして前記配線電極を形成する配線電極エ
ッチング工程を含むことを特徴とする記録ヘッドの製造
方法。
4. A plurality of electrothermal transducers, a plurality of driving functional elements that respectively drive each of the electrothermal transducing elements, and each of the driving functional elements and each of the electrothermal transducing elements are formed by photolithography. A substrate creation step of forming a plurality of wiring electrodes to be connected on a substrate to create a recording head substrate, and an ink ejection portion having a plurality of ejection ports for ejecting ink on the recording head substrate. In the method for manufacturing a recording head, the substrate forming step includes forming a photoresist for a mask of the material layer of the wiring electrode using an alkaline solution containing tetramethyl ammonium hydroxide as a main component. A method for manufacturing a recording head, comprising a wiring electrode etching step of etching a material layer of the wiring electrode while etching backward to form the wiring electrode.
【請求項5】  アルカリ性溶液のテトラ・メチル・ア
ンモニウム・ハイドロオキサイドの濃度が1.5〜3.
0%である請求項4記載の記録ヘッドの製造方法。
5. The concentration of tetra methyl ammonium hydroxide in the alkaline solution is 1.5 to 3.
5. The method for manufacturing a recording head according to claim 4, wherein the amount is 0%.
【請求項6】  配線電極の材料層がアルミニウム層で
ある請求項4または請求項5記載の記録ヘッド用基体の
製造方法。
6. The method for manufacturing a recording head substrate according to claim 4, wherein the material layer of the wiring electrode is an aluminum layer.
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