JPH0482750A - Silicon substrate having porous silicon oxide layer - Google Patents
Silicon substrate having porous silicon oxide layerInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
本発明は、熱転写式プリンターや感熱式プリンターを構
成するサーマルヘッド、光IC,光スィッチ等の基板、
すなわち断熱性と放熱性とを同時に要求される基板に好
適に利用できるシリコン基板とその製造方法に係り、特
にサーマルヘッドの蓄熱層や断熱層等をなす部分が多孔
質酸化シリコンによって形成されたシリコン基板および
その製造方法に関するものである。Detailed Description of the Invention "Industrial Application Field" The present invention relates to substrates for thermal heads, optical ICs, optical switches, etc. that constitute thermal transfer printers and thermal printers;
In other words, it relates to a silicon substrate that can be suitably used as a substrate that requires both heat insulation and heat dissipation properties, and a method for manufacturing the same, in particular a silicon substrate in which the heat storage layer, heat insulation layer, etc. of the thermal head is formed of porous silicon oxide. The present invention relates to a substrate and a method for manufacturing the same.
「従来の技術」 第1O図は、従来のサーマルヘッドを示すものである。"Conventional technology" FIG. 1O shows a conventional thermal head.
このサーマルヘッドは、アルミナ基板l上に部分的にガ
ラスグレーズ製の蓄熱&j2が形成されたものである。This thermal head has a heat storage layer &j2 made of glass glaze partially formed on an alumina substrate l.
これら蓄熱層2と基板lの上には、発熱抵抗体層3が形
成されている。この発熱抵抗体層3の上には、このs3
に電流を供給するための導体層4が形成されている。そ
してこれら導体層4と抵抗体層3とよって発熱部6がド
ツト状に形成されている。そしてこれらの上には、これ
らを酸化ならびに摩耗から保護するための保護層5が積
層されている。A heating resistor layer 3 is formed on the heat storage layer 2 and the substrate l. On this heating resistor layer 3, this s3
A conductor layer 4 is formed for supplying current to. The conductor layer 4 and the resistor layer 3 form a heat generating portion 6 in the shape of a dot. A protective layer 5 is laminated on these to protect them from oxidation and wear.
このサーマルヘッドは、インクリボンあるいは感熱紙な
どの記録媒体(図示せず)に接した状態で使用される。This thermal head is used in contact with a recording medium (not shown) such as an ink ribbon or thermal paper.
そしてサーマルヘッドの発熱部6に電流を印加して発熱
させると、インクリボンのインクを熱転写したり、記録
媒体を発色させることかできる。When a current is applied to the heat generating section 6 of the thermal head to generate heat, the ink on the ink ribbon can be thermally transferred or the recording medium can be colored.
二のようなサーマルヘッドの熱効率を向上する手段とし
ては、ガラスグレーズ製の蓄熱層2を厚くして熱容量を
増加せしめ、蓄熱量を増加させる手段がある。As the second method for improving the thermal efficiency of the thermal head, there is a method of increasing the heat storage amount by increasing the heat capacity by thickening the heat storage layer 2 made of glass glaze.
ところがこのようにガラスグレーズ製蓄熱層2を厚くす
ると、発熱後の温度降下に要する時間が長くなり、サー
マルヘッドの熱応答性が損なわれるという問題が生じる
。However, when the heat storage layer 2 made of glass glaze is made thicker in this manner, the time required for the temperature to drop after heat generation becomes longer, resulting in a problem that the thermal responsiveness of the thermal head is impaired.
このような問題が生じるのを避けつつ、サーマルヘッド
の熱効率を向上するためには、熱伝導率が小さくかつ熱
容量が小さい蓄熱層を設けると良い。In order to improve the thermal efficiency of the thermal head while avoiding such problems, it is preferable to provide a heat storage layer with low thermal conductivity and low heat capacity.
そのような蓄熱層を形成できる材料としては、多孔質酸
化シリコン(Porous 0xidized 5il
icon以下POSと略称する)が知られている。PO
Sは、耐熱性が高く、十分な機械的強度も有している。As a material that can form such a heat storage layer, porous silicon oxide (Porous Oxidized 5il) is used.
icon (hereinafter abbreviated as POS) is known. P.O.
S has high heat resistance and sufficient mechanical strength.
POSを用いて蓄熱層を形成したサーマルヘッドとして
は、特開昭63−257652号にて提案されたものが
ある。このサーマルヘッドは、第11図に示すように、
POSによって形成された蓄熱層12がシリコン基板1
1の表面全域に形成され1こものである。そしてこのP
O5製の蓄熱層12の上には、無孔質酸化シリコン層1
3、発熱抵抗体層3、導体層4、保護層5が順次積層さ
れている。As a thermal head in which a heat storage layer is formed using POS, there is one proposed in JP-A-63-257652. This thermal head, as shown in Fig. 11,
The heat storage layer 12 formed by POS is attached to the silicon substrate 1.
It is formed over the entire surface of 1. And this P
A non-porous silicon oxide layer 1 is provided on the heat storage layer 12 made of O5.
3. A heating resistor layer 3, a conductor layer 4, and a protective layer 5 are sequentially laminated.
このサーマルヘッドをなすシリコン基板11の製造方法
としては、フッ酸とアルコールと水とからなる電解液(
フッ化水素酸水溶液)中でシリコン基板11を陽極化成
して多孔質シリコン(P orousSilicon;
以下、PSと略称する)からなる層を形成し、ついでこ
のPSからなる層を熱酸化する方法が知られている。As a method for manufacturing the silicon substrate 11 that forms this thermal head, an electrolytic solution consisting of hydrofluoric acid, alcohol, and water (
The silicon substrate 11 is anodized in a hydrofluoric acid aqueous solution to form porous silicon.
A method is known in which a layer made of PS (hereinafter abbreviated as PS) is formed and then this layer made of PS is thermally oxidized.
ところで、上記シリコン基板11においては、PSを熱
酸化してPO3にする際に体積か約22倍増加するため
、形成された蓄熱層I2に内部応力(圧縮応力)が残留
して、シリコン基板+1か大きく反る問題がある。By the way, in the silicon substrate 11, the volume increases by about 22 times when PS is thermally oxidized to PO3, so internal stress (compressive stress) remains in the formed heat storage layer I2, and the silicon substrate +1 There is a problem that it warps greatly.
実際に上記基板11を製造すると、PO5からなる層(
蓄熱層12)を厚さ25μmに形成した場合、基板11
は1インチ当たり1mm反る。この反りは、市販のアル
ミナセラミックス製基板の反りの約10倍である。この
ような大きな反りが生じるため上記シリコン基板11は
実用性に欠けるものであった。When the substrate 11 is actually manufactured, a layer (
When the heat storage layer 12) is formed to have a thickness of 25 μm, the substrate 11
warps 1 mm per inch. This warpage is about 10 times that of a commercially available alumina ceramic substrate. Because such large warpage occurs, the silicon substrate 11 lacks practicality.
本発明者らはこの問題に対処するために鋭意研究を重ね
た結果、多孔質酸化シリコンからなる層をシリコン基板
11の表面に点在させることによって、前記問題を解決
できることを見出だした。The inventors of the present invention have conducted extensive research to solve this problem, and have discovered that the problem can be solved by interspersing the surface of the silicon substrate 11 with a layer made of porous silicon oxide.
第12図は、本発明者らが初期に製作したサーマルヘッ
ド用シリコン基板である。FIG. 12 shows a silicon substrate for a thermal head that was initially produced by the inventors.
このシリコン基板は、平面形状が矩形の多孔質酸化シリ
コン層(以下、PO3層と記す)26・がシリコン基板
20の表面に部分的に形成されたものである。In this silicon substrate, a porous silicon oxide layer (hereinafter referred to as PO3 layer) 26 having a rectangular planar shape is partially formed on the surface of the silicon substrate 20.
このシリコン基板20は、POS層を形成すべき部分(
以下、被処理部分と記す)を除いてシリコン基板20の
表面を酸化タンタル等からなるマスクで覆い、これをフ
ッ化水素酸水溶液中で陽極化成することによって製造さ
れる。This silicon substrate 20 has a portion where a POS layer is to be formed (
The silicon substrate 20 is manufactured by covering the surface of the silicon substrate 20 with a mask made of tantalum oxide or the like, except for a portion to be processed (hereinafter referred to as a treated portion), and anodizing the mask in an aqueous hydrofluoric acid solution.
このシリコン基板20に、発熱抵抗体層3、導体層4お
よび保護層5を順次積層すると、第13図に示すサーマ
ルヘッドを得ることかできる。If the heating resistor layer 3, conductor layer 4, and protective layer 5 are sequentially laminated on this silicon substrate 20, the thermal head shown in FIG. 13 can be obtained.
前記シリコン基板20においては、基板全体の反りを大
幅に改善できる利点がある。The silicon substrate 20 has the advantage that warping of the entire substrate can be significantly improved.
ところが前記シリコン基板20においては、208層2
6・・の周囲に局所的に大きな内部応力が残留しており
、多孔質酸化ンリコン層26の幅が0 、5 mm以上
あるいは厚さが10μm以上になると、第14図に示す
ように、基板20の裏面側が多孔質酸化ンリコン層26
・・の外周部の位置で大きく凹む。このためこのシリコ
ン基板20では、露光処理時等に真空チャックによる固
定を行えない場合があった。また、露光時にフォトマス
クをコンタクトするとシリコン基板か割れる場合があっ
fこ。However, in the silicon substrate 20, 208 layers 2
6..., and if the width of the porous silicon oxide layer 26 becomes 0.5 mm or more or the thickness becomes 10 μm or more, as shown in FIG. The back side of 20 is a porous silicon oxide layer 26
There is a large depression at the outer periphery of... For this reason, this silicon substrate 20 may not be fixed by a vacuum chuck during exposure processing or the like. Also, if the photomask comes in contact with the photomask during exposure, the silicon substrate may crack.
本発明は、表層部分に部分的に多孔質酸化シリコン層が
形成されたシリコン基板であって、かつ裏面側の局所的
な反りも極めて小さいシリコン基板を提供することを目
的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a silicon substrate in which a porous silicon oxide layer is partially formed on the surface layer, and the local warpage on the back side is also extremely small.
「課題を解決するための手段」
本発明の多孔質酸化シリコン層を有するシリコン基板は
、多孔質酸化シリコンからなる層の周縁部が外方に向か
って徐々に薄くなるように形成されたものである。"Means for Solving the Problems" A silicon substrate having a porous silicon oxide layer of the present invention is formed such that the peripheral edge of the layer made of porous silicon oxide becomes gradually thinner toward the outside. be.
このシリコン基板を製造する方法としては、208層を
形成するための被処理部分を除いてシリコン基板の表面
をマスクで覆い、このシリコン基板をフッ化水素酸水溶
液中で陽極化成して、マスクで覆われない被処理部分に
多孔質シリコンを生成させ、この後、形成された多孔質
シリコンを酸化させる方法が好適である。The method for manufacturing this silicon substrate is to cover the surface of the silicon substrate with a mask except for the portion to be treated for forming the 208 layer, and then anodize the silicon substrate in an aqueous solution of hydrofluoric acid. A preferred method is to generate porous silicon in the uncovered portion to be treated, and then oxidize the formed porous silicon.
前記マスクとしては、フォトレジストや酸化膜が好適に
用いられる。As the mask, a photoresist or an oxide film is preferably used.
フォトレジストとしては、耐酸性に優れたものが用いら
れる。耐酸性に優れたフォトレジストとしては、環化ブ
タジェンゴム系ポリマー(例えば、環化ポリブタンエン
)、環化イソプレンゴム系ポリマー(例えば、環化ポリ
イソプレン)等の環化炭化水素系ポリマーを主成分とす
るメサエッチ用ネガレジスト等が好適に用いられる。こ
の種の有機物膜を用いた場合には、有機物膜のシリコン
基板に対する密着性が適度に弱いので陽極化成時にマス
クの下に若干電界液が侵入してマスクの縁部の下か浅く
陽極化成される。この結果、周縁部が外方に向かって徐
々に薄くなる多孔質酸化シリコン層が自ずと形成される
。As the photoresist, one with excellent acid resistance is used. Photoresists with excellent acid resistance are mainly composed of cyclized hydrocarbon polymers such as cyclized butadiene rubber-based polymers (e.g., cyclized polybutane) and cyclized isoprene rubber-based polymers (e.g., cyclized polyisoprene). A negative resist for mesa etch or the like is preferably used. When this type of organic film is used, the adhesion of the organic film to the silicon substrate is moderately weak, so some electrolyte may enter under the mask during anodization, causing the anodization to occur shallowly below the edge of the mask. Ru. As a result, a porous silicon oxide layer is naturally formed whose peripheral edge becomes gradually thinner toward the outside.
また前記酸化膜としては、酸化タンタル(TayOs)
からなる膜や、酸化クロム(crzos)からなる膜が
好適に用いられる。この種の膜はシリコン基板に対する
密着性が強く、陽極化成時に電界液がマスク下侵入する
ことがないので、周縁部が外方に向かって徐々に薄くな
る多孔質酸化シリコン層を得るためには、陽極化成処理
の而に陽極化成され易いあるいは侵食され易い層をシリ
コン基板の表面に薄く形成しておくとよい。Further, as the oxide film, tantalum oxide (TayOs) is used.
A film made of chromium oxide (crzos) or a film made of chromium oxide (crzos) are preferably used. This type of film has strong adhesion to the silicon substrate, and the electrolyte does not penetrate under the mask during anodization, so it is necessary to obtain a porous silicon oxide layer whose peripheral edge gradually becomes thinner toward the outside. It is preferable to form a thin layer on the surface of the silicon substrate that is easily anodized or eroded during anodizing treatment.
多孔質シリコンを酸化させて多孔質酸化シリコンにする
方法には、酸素が存在する雰囲気下で、基板を850〜
〜1000℃に加熱する熱酸化法や、プラズマに基板を
さらす方法なとが好適に利用できる。The method of oxidizing porous silicon to make porous silicon oxide involves heating the substrate to 850°C or more in an atmosphere containing oxygen.
A thermal oxidation method in which the substrate is heated to ~1000°C or a method in which the substrate is exposed to plasma can be suitably used.
なお、本発明のシリコン基板を製造する際にマスクとし
て使用できる材料は、前記酸化タンタルや酸化クロム、
フォトレジストに限定されるものではなく、種々の不働
態膜やフッ化水素酸に侵されない絶縁物である窒化ケイ
素、サイアロン等も用いることもできる。マスクとして
窒化ケイ素膜やサイアロン膜を用いた場合、窒化ケイ素
のパターン形成や除去はドライエツチングによって行う
ことができる。また、フッ化水素酸に侵されないマスク
用材料としては、モリブデン(Mo)、タングステン(
W)なども利用できる。これらMoやWをマスク材に用
いる場合は、マスクを厚く形成することが望ましい。Note that materials that can be used as a mask when manufacturing the silicon substrate of the present invention include the tantalum oxide, chromium oxide,
The material is not limited to photoresist, and various passive films and insulators that are not attacked by hydrofluoric acid, such as silicon nitride and sialon, can also be used. When a silicon nitride film or a sialon film is used as a mask, pattern formation and removal of the silicon nitride can be performed by dry etching. In addition, materials for masks that are not attacked by hydrofluoric acid include molybdenum (Mo) and tungsten (
W) can also be used. When Mo or W is used as a mask material, it is desirable to form the mask thick.
「作用」
この発明のシリコン基板にあっては、PO5からなる層
が外方に向かって徐々に薄くなるように形成されている
ので、208層を形成する際の体積増加に伴う内部応力
が1箇所に集中せず広い範囲に解放される。"Function" In the silicon substrate of the present invention, the layer made of PO5 is formed so as to gradually become thinner toward the outside, so that the internal stress due to the increase in volume when forming the 208 layer is reduced to 1. It is released over a wide area without being concentrated in one spot.
「実施例」
(実施例)
第1図は本発明のシリコン基板の一実施例を示すもので
ある。"Example" (Example) FIG. 1 shows an example of a silicon substrate of the present invention.
このシリコン基板30は、シリコン基板30の表層部分
に部分的にPOS層3Iが形成されたものである。この
PO8層31の平面形状は、角部が丸められた四角形と
されている。このPO9層31の周縁部は、第3図に拡
大して示すように、外方に向かって徐々に薄くなるよう
に形成されている。This silicon substrate 30 has a POS layer 3I partially formed on the surface layer of the silicon substrate 30. The planar shape of this PO8 layer 31 is a rectangle with rounded corners. As shown in an enlarged view in FIG. 3, the peripheral edge of this PO9 layer 31 is formed so as to become gradually thinner toward the outside.
つぎにこのシリコン基板30の製造方法を、第4図〜第
7図に沿って説明する。Next, a method for manufacturing this silicon substrate 30 will be explained with reference to FIGS. 4 to 7.
■ このシリコン基板30を製造するには、まず第4図
に示すシリコン基板30を用意した。この基板30とし
ては、抵抗率が0.01ΩcIIlのP型基板を用いた
。(2) To manufacture this silicon substrate 30, first, the silicon substrate 30 shown in FIG. 4 was prepared. As this substrate 30, a P-type substrate with a resistivity of 0.01ΩcIIl was used.
■ 次に第5図に示すように、シリコン基板30にフォ
トレジスト32、例えばネガレノスト(CBR−M90
1 :日本合成ゴム製)を塗布し、フォトリソグラフィ
ーによってパターニングした。5 Next, as shown in FIG.
1: manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) was applied and patterned by photolithography.
■ ついで白金板を陰極にした電解槽に20vt%のフ
ッ化水素酸水溶液を入れ、シリコン基板30を陽極とし
て、直流50 mA / cm”の電流密度で16分間
陽極化成を行ったところ、第6図に示すように、フォト
レジスト32の開口部での深さが32μm、気孔率80
%のPS層33が形成された。■ Next, a 20vt% hydrofluoric acid aqueous solution was placed in an electrolytic cell with a platinum plate as a cathode, and anodization was performed for 16 minutes at a current density of 50 mA/cm'' DC with the silicon substrate 30 as an anode. As shown in the figure, the depth at the opening of the photoresist 32 is 32 μm, and the porosity is 80.
% PS layer 33 was formed.
形成されたPS層33の周囲は、フォトレジスト32に
覆われた部分に若干侵入していた。この部分の深さは、
フォトレジスト32の開口部から離れるに従って徐々に
浅くなっていた。The periphery of the formed PS layer 33 slightly invaded the portion covered with the photoresist 32. The depth of this part is
The depth gradually became shallower as the distance from the opening of the photoresist 32 increased.
■ 次にフォトレジスト32を除去して、第7図に示す
状態とした。フォトレジスト32の除去は市販の剥離液
、熱硫酸(硫酸+過酸化水素水)によって簡単に行うこ
とができた。(2) Next, the photoresist 32 was removed to obtain the state shown in FIG. The photoresist 32 could be easily removed using a commercially available stripping solution, hot sulfuric acid (sulfuric acid + hydrogen peroxide solution).
■ この後、十分に洗浄を行って、加湿酸素中で、85
0℃〜1000℃の熱酸化を行ない、PS層33を酸化
した。この酸化によってPS層33の体積が増大し、基
板30表面から隆起した208層31が形成された(第
1図番ff)。このPOS113Iの周囲は、外方に向
かって徐々に薄くなっていた。PO5層31の高さは3
〜5μmであった。■ After this, thoroughly wash and store in humidified oxygen for 85 minutes.
Thermal oxidation was performed at 0°C to 1000°C to oxidize the PS layer 33. This oxidation increased the volume of the PS layer 33 and formed a 208 layer 31 protruding from the surface of the substrate 30 (number ff in the first figure). The periphery of this POS113I gradually became thinner toward the outside. The height of the PO5 layer 31 is 3
It was ~5 μm.
またこのPOS層31の周囲のシリコン基板30の表面
には、第3図に示すように、厚さ0.2〜0.5μmの
5IO2層24が形成されていた。Further, on the surface of the silicon substrate 30 around this POS layer 31, as shown in FIG. 3, a 5IO2 layer 24 having a thickness of 0.2 to 0.5 μm was formed.
この後シリコン基板30に発熱抵抗体層3、導体層4、
保護層5を順次積層すると、第8図に示すサーマルヘッ
ドが得られる。After that, a heating resistor layer 3, a conductor layer 4,
By sequentially laminating the protective layers 5, the thermal head shown in FIG. 8 is obtained.
このシリコン基板30にあっては、208層31の外周
部分が外方に向かって徐々に薄くなるように形成されて
いるので、PO9層30を形成する際の体積増加に伴う
内部応力が1箇所に集中せず広い範囲に分散される。よ
ってこのシリコン基板20は裏面側の反りが緩やかにな
る。そしてこのシリコン基板30は、真空チャックによ
り確実に固定できるうえ、フォトマスクを接触させたと
きには割れる心配のない、実用的なものとなる。In this silicon substrate 30, since the outer peripheral portion of the 208 layer 31 is formed so as to become gradually thinner toward the outside, internal stress due to the increase in volume when forming the PO9 layer 30 is absorbed in one place. It is not concentrated in one area but is dispersed over a wide area. Therefore, this silicon substrate 20 has a gentle warpage on the back surface side. This silicon substrate 30 can be reliably fixed by a vacuum chuck, and is practical because there is no fear of it breaking when a photomask is brought into contact with it.
(他の製造例1)
次に前記実施例に示したシリコン基板の製造方法の他の
例を説明する。(Other Manufacturing Example 1) Next, another example of the method for manufacturing the silicon substrate shown in the above embodiment will be described.
この製造方法では、まず第9図に示すように、準備した
シリコン基板30の表面に薄くダメージ層35を形成す
る。ダメージ層35は、アルゴンなどの不活性ガスのイ
オンを照射すると形成できる。具体的には、圧力1.0
xlO−’ 〜3.0X10−’Torr程度のアルゴ
ン雰囲気下、高周波電力(RFl[力)0゜3〜Ikv
でシリコン基板30の表面をスパッタリングすることに
よって形成できる。In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 9, a thin damaged layer 35 is formed on the surface of a prepared silicon substrate 30. The damaged layer 35 can be formed by irradiating ions of an inert gas such as argon. Specifically, the pressure is 1.0
In an argon atmosphere of about
It can be formed by sputtering the surface of the silicon substrate 30.
このようにダメージ&i30を形成したあと酸化タンタ
ル製のマスクを形成し、ついで萌記■工程〜■工程と同
様の処理を行うと、前記第1図に示したシリコン基板2
0を製造できる。After forming the damage &i30 in this way, a mask made of tantalum oxide is formed, and then the same processing as Moeki's process ① to ② is performed, and the silicon substrate 2 shown in FIG. 1 is formed.
0 can be manufactured.
この製造方法では、ダメージ層35に多くの格子欠陥が
存在するので、陽極化成処理時にダメージ層35が激し
く侵食されてマスクの周縁部の下も若干陽極化成される
。従ってこの製造方法によれば、基板30に対する密着
性の強い酸化タンタル製マスクを用いても前記実施例1
のシリコン基板30を製造できる。In this manufacturing method, since there are many lattice defects in the damaged layer 35, the damaged layer 35 is severely eroded during the anodization treatment, and a portion below the peripheral edge of the mask is also anodized. Therefore, according to this manufacturing method, even if a mask made of tantalum oxide with strong adhesion to the substrate 30 is used,
It is possible to manufacture a silicon substrate 30 of.
なおこの製造方法では、ダメージ層35を形成する手段
として、アルゴンや酸素のイオンのプラズマにシリコン
基板30をさらす方法や、イオンビームをシリコン基板
30に照射する等の方法を採用することもできる。Note that in this manufacturing method, as a means for forming the damaged layer 35, a method of exposing the silicon substrate 30 to plasma of argon or oxygen ions, a method of irradiating the silicon substrate 30 with an ion beam, etc. can also be adopted.
またマスクとしては、酸化クロム製のものや、ネガレジ
スト膜等も利用できる。Furthermore, as a mask, one made of chromium oxide, a negative resist film, etc. can be used.
さらに、不活性ガスとしては前記アルゴンの他にヘリウ
ムやネオン等も利用できる。Furthermore, in addition to the above-mentioned argon, helium, neon, etc. can also be used as the inert gas.
(他の製造例2)
この製造方法では、準備しfこシリコン基板30の表面
jこ、まずホロンあるいはアルミニウムを高濃度にドー
プし1こ層を形成する。(Other Manufacturing Example 2) In this manufacturing method, the surface of a prepared silicon substrate 30 is first doped with holon or aluminum at a high concentration to form a layer.
ポロンをシリコン基板30表面にドープする方法として
は、シリコン基板300表面にホ。ンイオンを照射した
り、ポロンの高濃度拡散剤(例えば東京応化製PBP塗
布液)をシリコン基板30表面に塗布し、900〜12
00℃で拡散させたあと表面に生じた酸化ホロン(B
、o 3)膜を除去する方法がある。A method of doping the surface of the silicon substrate 30 with poron is to dope the surface of the silicon substrate 300 with poron. The surface of the silicon substrate 30 is coated with a high-concentration diffusion agent of poron (for example, PBP coating liquid manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), and
Holon oxide (B) generated on the surface after diffusion at 00℃
, o 3) There is a method to remove the film.
またアルミニウムをシリコン基板30表面に拡散する方
法としては、スパッタリング等で厚さ500〜5000
人のアルミニウム膜を形成し1こ後これを真空中で70
0〜1200°Cに加熱してアルミニウムを拡散させ、
ついで表面に残留し1ニアルミニウムを除去する方法が
好適である。Further, as a method of diffusing aluminum onto the surface of the silicon substrate 30, sputtering etc. can be used to spread aluminum to a thickness of 500 to 5000
After forming a human aluminum film, it was heated for 70 minutes in a vacuum.
Heat to 0-1200°C to diffuse aluminum,
A preferred method is to then remove the aluminum remaining on the surface.
このようにしてポロンやアルミニウムかドープされfコ
層を形成した後は、前記した製造方法と同様にマスクを
形成し陽極化成処理等を行う。After forming the fco layer doped with poron or aluminum in this manner, a mask is formed and anodization treatment is performed in the same manner as in the manufacturing method described above.
この製造方法では、ボロンやアルミニウムがドープされ
た表面の抵抗値が小さく優先的に陽極化成されるので、
シリコン基板30に対する密着性の強いマスクの周縁部
の下の部分も浅く陽極化成される。この結果この製造方
法によれば酸化タンタル製マスク等を用いても外周部が
外方に向かって徐々に薄くなる108層26を有するシ
リコン基板20を製造できる。In this manufacturing method, the surface doped with boron or aluminum has a small resistance value and is preferentially anodized.
The lower portion of the peripheral edge of the mask, which has strong adhesion to the silicon substrate 30, is also shallowly anodized. As a result, according to this manufacturing method, even if a tantalum oxide mask or the like is used, a silicon substrate 20 having 108 layers 26 whose outer periphery gradually becomes thinner toward the outside can be manufactured.
署発明の効果−1
以上説明したように、本発明の多孔質酸化ンリコン層を
有するシリコン基板は、多孔質酸化シリコンからなる層
の周縁部が外方に向かって徐々に薄くなるように形成さ
れたものなので、多孔質酸化ンリコン層を形成する際の
体積増加に伴う内部応力が1箇所に集中せず広い範囲に
分散される。Effects of the Invention-1 As explained above, the silicon substrate having the porous silicon oxide layer of the present invention is formed such that the peripheral edge of the layer made of porous silicon oxide becomes gradually thinner toward the outside. Therefore, the internal stress that accompanies the increase in volume when forming the porous silicon oxide layer is not concentrated in one place but is dispersed over a wide range.
よって本発明のシリコン基板は裏面側の反りか小さいも
のとなる。そして本発明のシリコン基板は、真空チャッ
クにより確実に固定できるうえ、フォトマスクを接触さ
せたときにも割れる心配のない、実用的なものとなる。Therefore, the silicon substrate of the present invention has a small warp on the back side. Moreover, the silicon substrate of the present invention can be securely fixed by a vacuum chuck, and is also practical because there is no fear of it breaking when a photomask is brought into contact with it.
第1図は本発明の多孔質酸化シリコン層を有するシリコ
ン基板の一実施例を示す断面図である。
第2図は同実施例を示す平面図である。
第3図は第1図中A部を示す拡大図である。
第4図ないし第7図は実施例の多孔質酸化ンリコン層を
有するシリコン基板を製造する方法の各工程を説明する
ための断面図である。
第8図は実施例のシリコン基板を用いて製造され1ニサ
ーマルヘツトを示す断面図である。
第9図は(他の製造例1)の−工程を示す断面図である
。
第10図は蓄熱層かガラスグレーズで形成された従来の
サーマルヘッドを示す断面図である。
第11図は蓄熱層が多孔質酸化シリコンによって形成さ
れた従来のサーマルヘッドを示す断面図である。
第12図は先に本発明者らが提案したシリコン基板を示
す断面図である。
第13図は同シリコン基板を用いたサーマルヘッドを示
す断面図である。
第14図は従来のシリコン基板の問題点を説明する断面
図である。
第を図
第2図
第3図
ス
30・・・ シリコン基板、31・・・・多孔質酸化シ
リコン層(P OS層)。
第4図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a silicon substrate having a porous silicon oxide layer according to the present invention. FIG. 2 is a plan view showing the same embodiment. FIG. 3 is an enlarged view showing section A in FIG. 1. 4 to 7 are cross-sectional views for explaining each step of a method for manufacturing a silicon substrate having a porous silicon oxide layer according to an embodiment. FIG. 8 is a cross-sectional view showing one thermal head manufactured using the silicon substrate of the embodiment. FIG. 9 is a sectional view showing the - step of (Other Manufacturing Example 1). FIG. 10 is a sectional view showing a conventional thermal head formed of a heat storage layer or glass glaze. FIG. 11 is a sectional view showing a conventional thermal head in which the heat storage layer is formed of porous silicon oxide. FIG. 12 is a sectional view showing a silicon substrate previously proposed by the present inventors. FIG. 13 is a sectional view showing a thermal head using the same silicon substrate. FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating problems with conventional silicon substrates. 30...Silicon substrate, 31...Porous silicon oxide layer (POS layer). Figure 4
Claims (1)
ンからなる層が形成された多孔質酸化シリコン層を有す
るシリコン基板において、 前記多孔質酸化シリコンからなる層の周縁部が外方に向
かって徐々に薄くなるように形成されていることを特徴
とする多孔質酸化シリコン層を有するシリコン基板。[Scope of Claims] A silicon substrate having a porous silicon oxide layer in which a layer made of porous silicon oxide is partially formed on a surface portion of the silicon substrate, wherein a peripheral portion of the layer made of porous silicon oxide is A silicon substrate having a porous silicon oxide layer formed so as to gradually become thinner toward the outside.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19590490A JPH0482750A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Silicon substrate having porous silicon oxide layer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19590490A JPH0482750A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Silicon substrate having porous silicon oxide layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0482750A true JPH0482750A (en) | 1992-03-16 |
Family
ID=16348919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19590490A Pending JPH0482750A (en) | 1990-07-24 | 1990-07-24 | Silicon substrate having porous silicon oxide layer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0482750A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014034659A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | ローム株式会社 | Thermal print head and thermal printer |
-
1990
- 1990-07-24 JP JP19590490A patent/JPH0482750A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014034659A1 (en) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | ローム株式会社 | Thermal print head and thermal printer |
JP2014231216A (en) * | 2012-08-29 | 2014-12-11 | ローム株式会社 | Thermal print head and thermal printer |
US9248663B2 (en) | 2012-08-29 | 2016-02-02 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head and thermal printer |
US9352585B2 (en) | 2012-08-29 | 2016-05-31 | Rohm Co., Ltd. | Thermal print head and thermal printer |
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