JPH0516369A - Recording head substrate, its manufacturing method, and recording head - Google Patents

Recording head substrate, its manufacturing method, and recording head

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JPH0516369A
JPH0516369A JP17085891A JP17085891A JPH0516369A JP H0516369 A JPH0516369 A JP H0516369A JP 17085891 A JP17085891 A JP 17085891A JP 17085891 A JP17085891 A JP 17085891A JP H0516369 A JPH0516369 A JP H0516369A
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JP
Japan
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heating resistor
substrate
recording head
resistor layer
recording
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Application number
JP17085891A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirokazu Komuro
博和 小室
Asao Saito
朝雄 斉藤
Junichi Kobayashi
順一 小林
Takashi Fujikawa
孝 藤川
Makoto Shibata
誠 柴田
Isao Kimura
勲 木村
Kenji Hasegawa
研二 長谷川
Teruo Ozaki
照夫 尾崎
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable heat energy to be stably supplied to recording liquid by a method wherein in a recording head substrate which has a pinhole reaching a heating element layer and/or an electrode in a protective layer, an aluminium film is formed in the pinhole, and aluminium is anodically oxidized. CONSTITUTION:A SiO2 film 106 is formed on a substrate 105 from a silicon wafer by thermal oxidation, and HfB2 being an electron donative material as a heating element layer 107 is formed thereon by a sputtering method. Then, after vapor deposition of an Al film to be an electrode, electrodes 103, 104 are patterned by using photolithography to form a thermal energy generating part 102 between a pair of the electrodes. Further successively a first protective layer 108 is formed by the sputtering method on the heating element layer 107 and the electrodes 103, 104. Then, after depositing selectively Al 113A, 113B in the pinholes 112A, 112B existing in the heating element layer 107 and the electrode 104 by an Al-CVD method, the Al is anodically oxidized.

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、熱エネルギーによって
インク中に気泡の発生を含む状態変化を生起させ、この
状態変化に伴って吐出口からインクを吐出させて記録を
行うインクジェット記録ヘッド、記録ヘッド基板および
該基板の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ink jet recording head for recording by causing a state change including generation of bubbles in the ink by thermal energy and discharging the ink from an ejection port according to the state change. The present invention relates to a head substrate and a method for manufacturing the substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】インクジェット方式による記録は、記録
時における騒音の発生が無視し得る程度に小さいという
点、および高速記録が可能であり、しかも定着という特
別な処理を必要とせず普通紙に記録の行える点において
最近関心を集めている。
2. Description of the Related Art Ink-jet recording is such that noise generation during recording is negligibly small, high-speed recording is possible, and no special processing such as fixing is required for recording on plain paper. I have recently been interested in what I can do.

【0003】中でも、例えば特開昭54−51837号
公報、ドイツ公開(DOLS)第2843064号公報
等に記載されているインクジェット記録方式は、熱エネ
ルギーをインクに作用させて、インク液滴を吐出するた
めの作用力を得るという点において、他のインクジェッ
ト記録方式とは異なる特徴と有している。
Among them, the ink jet recording method described in, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 54-51837, German Publication (DOLS) No. 2843064, causes thermal energy to act on ink to eject ink droplets. It has a feature different from other ink jet recording methods in that it obtains an action force for

【0004】すなわち、上記公報に開示されている記録
方式は、熱エネルギーの作用を受けた液体が急激に過熱
されて気泡を発生し、この気泡の膨張,収縮に伴うイン
ク中の圧力波伝播によって吐出口よりインク液滴が吐出
され、飛翔的液滴が形成される。
That is, in the recording method disclosed in the above publication, the liquid which has been subjected to the action of thermal energy is rapidly overheated to generate bubbles, and the pressure waves propagate in the ink due to the expansion and contraction of the bubbles. Ink droplets are ejected from the ejection ports to form flying droplets.

【0005】特に、DOSL2843064号公報に開
示されているインクジェット記録方式は、所謂ドロップ
・オンデマンド方式の記憶方式に極めて有効に適用され
るばかりではなく、記録ヘッド部がフルラインタイプ
で、高密度マルチオリフィス化された記録ヘッドが容易
に具現化できるため、高解像度,高品質の画像を高速で
得られるという特徴を有している。
In particular, the ink jet recording system disclosed in DOSL2843064 is not only very effectively applied to a so-called drop-on-demand type storage system, but also the recording head portion is a full line type and high density multi-type. Since the recording head having an orifice can be easily embodied, it has a feature that a high-resolution and high-quality image can be obtained at high speed.

【0006】上記の記録方式に適用される装置の記録ヘ
ッドは、インク液滴を吐出するために設けられた吐出口
(以下、オリフィス)と、オリフィスに連通し、インク
を吐出するための熱エネルギーをインクに作用させる部
分としての熱作用部を構成の一部とするインク液路とを
有する液吐出部と、熱エネルギーを発生する手段として
の電気熱変換体とを具備している。
The recording head of the apparatus applied to the above-mentioned recording system has an ejection port (hereinafter referred to as an orifice) provided for ejecting ink droplets and thermal energy for ejecting ink in communication with the orifice. The liquid ejecting portion has an ink liquid passage having a heat acting portion as a portion for acting on the ink, and an electrothermal converter as a means for generating thermal energy.

【0007】そして、この電気熱変換体は、一対の電極
と、これら電極に接続し、電極間に、発熱する領域(熱
発生部)を構成する発熱抵抗層とからなる。これら電気
熱変換体および電極は、一般的にインクジェット記録ヘ
ッドの基板部分の上部層中に形成される。このような電
気熱変換体の形成された基板構成の一実施例を図6
(A)および図6(B)に示す。以下、図面に従って従
来例について説明する。
The electrothermal converter comprises a pair of electrodes and a heat generating resistance layer which is connected to the electrodes and constitutes a heat generating region (heat generating portion) between the electrodes. These electrothermal converters and electrodes are generally formed in the upper layer of the substrate portion of the inkjet recording head. FIG. 6 shows an embodiment of a substrate structure on which such an electrothermal converter is formed.
It shows in (A) and FIG. 6 (B). A conventional example will be described below with reference to the drawings.

【0008】図6(A)は、インクジェット記録ヘッド
を構成する基体(以下、基板という)における電気熱変
換体付近の部分平面図であり、図6(B)は図6(A)
の一点鎖線XYで示す部分の部分断面図である。
FIG. 6A is a partial plan view in the vicinity of an electrothermal converter in a substrate (hereinafter referred to as a substrate) that constitutes an ink jet recording head, and FIG. 6B is FIG. 6A.
It is a fragmentary sectional view of the portion shown by the dashed-dotted line XY.

【0009】図6において、基板101は、基板支持体
105上に、順次、下部層106,発熱抵抗体層10
7,電極103,104,上部保護層108を積層して
形成される。
In FIG. 6, a substrate 101 comprises a substrate support 105, a lower layer 106, and a heating resistor layer 10 in that order.
7, the electrodes 103 and 104, and the upper protective layer 108 are laminated.

【0010】発熱抵抗体層107と電極103,104
はエッチングによって所定の形状にパターニングされ
る。すなわち、電気熱変換体102を構成する以外の部
分では、同一形状にパターニングされており、電気熱変
換体102を構成する部分では、発熱抵抗体層107上
に電極は積層されず、発熱抵抗体層107を構成してい
る。
Heating resistor layer 107 and electrodes 103, 104
Is patterned into a predetermined shape by etching. That is, the portions other than the electrothermal converter 102 are patterned in the same shape, and in the portion constituting the electrothermal converter 102, the electrodes are not laminated on the heating resistor layer 107, and the heating resistor is not formed. It constitutes the layer 107.

【0011】上記のように形成された基板の上層部に使
用される材料は、その上層部が設けられるそれぞれの部
位によって要求される耐熱性,耐液性,熱伝導性,絶縁
性等の特性に応じて選択される。上記従来例における上
部保護層108の主な機能は、共通電極103と選択電
極104間の絶縁性を保つことにある。
The material used for the upper layer portion of the substrate formed as described above has characteristics such as heat resistance, liquid resistance, thermal conductivity, and insulation which are required by each portion where the upper layer portion is provided. It is selected according to. The main function of the upper protective layer 108 in the above conventional example is to maintain insulation between the common electrode 103 and the selection electrode 104.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、電気熱変換
体(吐出ヒータともいう)102の上層にある保護層1
08では、インクと接しており、これらの層を形成する
膜の欠陥については、絶縁性等の面で特に注意を払わな
ければならない。
By the way, the protective layer 1 on the upper layer of the electrothermal converter (also referred to as a discharge heater) 102.
No. 08 is in contact with the ink, and special attention must be paid to the defects of the films forming these layers in terms of insulation properties.

【0013】保護膜108の形成時に生ずる問題点とし
ては、洗浄工程の不完全さのため、あるいは成膜中に発
生するゴミ等によるいわゆるピンホール112(図6参
照)等の欠陥が生ずる場合がある。その解決方法の一つ
としては特開昭60−157872号公報が挙げられ
る。この方法は発熱抵抗体層あるいは電極を陽極酸化処
理して、記録液による電極あるいは発熱抵抗体層の電食
を防止していたが、次のような問題点がある。
A problem that occurs when the protective film 108 is formed is that the cleaning process is incomplete, or defects such as so-called pinholes 112 (see FIG. 6) may occur due to dust or the like generated during film formation. is there. As one of the solutions, there is JP-A-60-157872. In this method, the heating resistor layer or the electrode is anodized to prevent electrolytic corrosion of the electrode or the heating resistor layer by the recording liquid, but there are the following problems.

【0014】電極,発熱抵抗体層を陽極酸化することに
より絶縁化して、電極または発熱抵抗体層の抵抗が大き
くなる。省電力化のために、実際には、電圧は小さいこ
とが望ましいけれども、電極または発熱抵抗体層の抵抗
が大きくなる結果、流れる電流値は小さくなり、記録液
に供給される熱エネルギーが減少して、記録液が発泡,
吐出しなくなる。
The electrodes and the heating resistor layer are insulated by anodizing to increase the resistance of the electrode or the heating resistor layer. In order to save power, it is actually desirable that the voltage is small, but as a result of the increase in the resistance of the electrode or the heating resistor layer, the flowing current value becomes smaller and the thermal energy supplied to the recording liquid decreases. The recording liquid is foamed,
Stops discharging.

【0015】更に、発熱抵抗体層または電極配線を基板
上に例えば400dpi〜1000dpi程度に高密度
に配置しようとすると、電極配線の幅が狭くなる。もし
も電極配線の幅が5μmであり、ピンホールの径が3μ
m程度の時、陽極酸化すると電極配線の幅が2μmの電
極と同じになってしまう。その結果、全体としての電極
配線の抵抗値は増大し、流れる電流値は小さくなり、記
録液に供給する熱エネルギーは減少し、記録液が発泡,
吐出しなくなる。ピンホールが1つ程度であればあまり
問題がないが、保護膜に数個所ピンホールが存在する
と、この影響は著しい。
Furthermore, when the heating resistor layer or the electrode wiring is arranged on the substrate at a high density of, for example, about 400 dpi to 1000 dpi, the width of the electrode wiring becomes narrow. If the width of the electrode wiring is 5 μm and the diameter of the pinhole is 3 μm
When the thickness is about m, the width of the electrode wiring becomes the same as that of the electrode having the width of 2 μm by anodizing. As a result, the resistance value of the electrode wiring as a whole increases, the flowing current value decreases, the thermal energy supplied to the recording liquid decreases, and the recording liquid foams.
Stops discharging. If there is only one pinhole, there is not much problem, but if there are several pinholes in the protective film, this effect is remarkable.

【0016】また、ピンホールが電極配線および発熱抵
抗体層の両方に存在する場合は、電極と発熱抵抗体層の
材料が異なるため、酸化条件が設定が難しい。従って、
電極および発熱抵抗体層の両方を酸化することは困難で
あった。もしも電極および発熱抵抗体層を酸化しない
と、発熱抵抗体層と記録液が直接に接触することもあり
得る。その時は、記録液の抵抗値如何によっては記録液
を通じて電気が流れたり、記録液を通じての電気の流れ
によって記録液自身が電気分解したり、あるいは発熱抵
抗体層への通電の際に発熱抵抗体層の材料と記録液とが
反応して、発熱抵抗体層の腐食による抵抗値の変化や発
熱抵抗体層の破損あるいは破壊が起ったりする場合も考
えられる。
If pinholes are present in both the electrode wiring and the heating resistor layer, the materials for the electrodes and the heating resistor layer are different, so it is difficult to set the oxidation conditions. Therefore,
It was difficult to oxidize both the electrodes and the heating resistor layer. If the electrodes and the heating resistor layer are not oxidized, the heating resistor layer and the recording liquid may come into direct contact with each other. At that time, depending on the resistance value of the recording liquid, electricity may flow through the recording liquid, the recording liquid itself may be electrolyzed by the flow of electricity through the recording liquid, or a heating resistor may be generated when electricity is applied to the heating resistor layer. It is also conceivable that the layer material and the recording liquid may react with each other to cause a change in resistance value due to corrosion of the heating resistor layer, or damage or destruction of the heating resistor layer.

【0017】以上のように、従来のピンホールの陽極酸
化では、ピンホールが少なく電極配線が低密度の時には
良好であったが、電極配線が高密度になり、ピンホール
が多い保護膜では不適であった。
As described above, the conventional anodic oxidation of pinholes was good when the number of pinholes was small and the electrode wiring was low in density, but it was unsuitable for a protective film having a high number of pinholes due to the high density of electrode wiring. Met.

【0018】特に、記録ヘッドの吐出ヒータが24個程
度のものは、ピンホールが少なくさして問題はなかった
が、例えば、1000個以上の吐出ヒータを設け、高精
密で高画質の記録を行なおうとする場合は、ピンホール
の数が問題となり、以上述べてきたような問題が顕著と
なり、記録ヘッド基板の信頼性を著しく低下させること
になる。
In particular, when the recording head has about 24 discharge heaters, there were no problems because the number of pinholes was reduced, but for example, 1000 or more discharge heaters were provided to perform high-precision and high-quality recording. In the case of attempting to do so, the number of pinholes becomes a problem, the problems described above become remarkable, and the reliability of the recording head substrate is significantly deteriorated.

【0019】このようなピンホールを埋め込む技術とし
てはリフトオフ法によるフォトリソグラフィ技術,レー
ザCVD,およびタングステン選択CVD技術などが考
えられる。
As a technique for burying such a pinhole, a photolithography technique by a lift-off method, a laser CVD, a tungsten selective CVD technique, etc. can be considered.

【0020】リフトオフ法などによるフォトリソグラフ
ィ技術は、マスク等を用いるため、ピンホールがランダ
ムに分布している場合には不適である。
A photolithography technique such as the lift-off method uses a mask or the like and is not suitable when the pinholes are randomly distributed.

【0021】また、レーザCVD法は、特別な装置を用
意しなくてはならず、またピンホールの箇所にレーザ光
を照射するため、その照射部位を位置決めしなくてはな
らず、労力と時間を要し不向きである。
Further, in the laser CVD method, a special device must be prepared, and since the laser beam is applied to the pinhole, the irradiation site must be positioned, which requires labor and time. It is not suitable because it requires.

【0022】タングステン選択CVD技術は、Si上に
しかタングステンが選択成長しないので、選択性が悪
い。
The tungsten selective CVD technique has poor selectivity because tungsten selectively grows only on Si.

【0023】以上述べてきたように、保護膜に多数ピン
ホールが存在する記録ヘッドを用いると、記録液の発泡
安定性,飛翔液滴の吐出安定性が悪く、記録品位の向上
にはおのずと限定があった。
As described above, when the recording head having a large number of pinholes in the protective film is used, the foaming stability of the recording liquid and the ejection stability of the flying droplets are poor, and the improvement of the recording quality is naturally limited. was there.

【0024】そこで、本発明の目的は上述した問題点を
解消し、記録液の発泡安定性,飛翔液滴の吐出安定性,
記録品位の向上させることが可能で、且つ記録ヘッドの
基板の耐久性を増大し、信頼性の高い記録ヘッド基板お
よびその製造方法を提供することにある。
Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, to stabilize the bubbling of the recording liquid, the ejection stability of the flying droplets,
It is an object of the present invention to provide a recording head substrate that can improve the recording quality, increase the durability of the substrate of the recording head, and have high reliability, and a manufacturing method thereof.

【0025】さらに、本発明の目的は上述の問題点を解
消した記録ヘッドを提供することにある。
A further object of the present invention is to provide a recording head that solves the above problems.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の記録ヘッド基板は、基体と、該基体
上に設けられ、電子供与性材料からなり、記録液を吐出
するための熱エネルギーを前記記録液に供給する発熱抵
抗体層と、前記発熱抵抗体層の所定の位置に前記発熱抵
抗体層と電気的に接続する電子供与性材料からなる一対
の電極と、前記発熱抵抗体層および前記電極を被覆する
保護層とを具備し、該保護層に、前記発熱抵抗体層およ
び/または前記電極に達するピンホールを有する記録ヘ
ッド基板において、前記ピンホール内にアルミニウム膜
が形成され、前記アルミニウムが陽極酸化されているこ
とを特徴とする。
In order to achieve such an object, a recording head substrate of the present invention is provided with a substrate and an electron-donating material provided on the substrate and ejecting a recording liquid. A heating resistor layer for supplying the heat energy of the heating liquid to the recording liquid; a pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at a predetermined position of the heating resistor layer; A recording head substrate having a resistor layer and a protective layer covering the electrode, wherein the protective layer has a pinhole reaching the heating resistor layer and / or the electrode, and an aluminum film is provided in the pinhole. Formed, and the aluminum is anodized.

【0027】本発明の記録ヘッドは、基体と、該基体上
に設けられ、電子供与性材料からなり、記録液を吐出す
るための熱エネルギーを前記記録液に供給する発熱抵抗
体層と、前記発熱抵抗体層の所定の位置に前記発熱抵抗
体層と電気的に接続する電子供与性材料からなる一対の
電極と、前記発熱抵抗体層および前記電極を被覆する保
護層とを具備し、前記保護層には前記発熱抵抗体層およ
び/または前記電極まで達するピンホールを有し、該ピ
ンホール内にアルミニウム膜が形成され、前記アルミニ
ウムが陽極酸化されている記録ヘッド基板と、該記録ヘ
ッド基板上に設けられ、前記発熱抵抗体層が供給する熱
エネルギーを利用して前記記録液を吐出するオリフィス
が開口された液流路とを具えたことを特徴とする。
The recording head of the present invention comprises a substrate, a heating resistor layer which is provided on the substrate and is made of an electron-donating material, and which supplies thermal energy for discharging the recording liquid to the recording liquid, A pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at a predetermined position of the heating resistor layer; and a protective layer covering the heating resistor layer and the electrode, A recording head substrate in which a protective layer has a pinhole reaching the heating resistor layer and / or the electrode, an aluminum film is formed in the pinhole, and the aluminum is anodized, and the recording head substrate. The liquid flow path is provided on the liquid flow path, the liquid flow path having an orifice for discharging the recording liquid utilizing the thermal energy supplied by the heating resistor layer.

【0028】本発明の記録ヘッドは、基体と、該基体上
に設けられ、電子供与性材料からなり、前記記録液を吐
出するための熱エネルギーを前記記録液に供給する発熱
抵抗体層と、前記発熱抵抗体層の所定の位置に前記発熱
抵抗体層に電気的に接続する電子供与性材料からなる一
対の電極と、前記発熱抵抗体層と前記電極を被覆する保
護層とを具備し、前記保護層には前記発熱抵抗体層およ
び/または前記電極まで達するピンホールを有し、該ピ
ンホール内にアルミニウム膜が形成され、前記アルミニ
ウム膜が陽極酸化され、前記保護層と前記陽極酸化され
たアルミニウム膜を被覆する第2の保護層が被覆されて
いる記録ヘッド基板と、該記録ヘッド基板上に設けら
れ、前記発熱抵抗体層が供給する熱エネルギーを利用し
て前記記録液を吐出するオリフィスが開口された液流路
とを具えたことを特徴とする。
The recording head of the present invention comprises a substrate, a heating resistor layer which is provided on the substrate and is made of an electron-donating material, and which supplies thermal energy for discharging the recording liquid to the recording liquid. A pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at a predetermined position of the heating resistor layer; and a protective layer covering the heating resistor layer and the electrode, The protection layer has a pinhole reaching the heating resistor layer and / or the electrode, an aluminum film is formed in the pinhole, the aluminum film is anodized, and the protection layer and the anodization are performed. And a recording head substrate coated with a second protective layer that covers the aluminum film, and the recording liquid is ejected by using the thermal energy provided by the heating resistor layer provided on the recording head substrate. That the orifice is characterized in that comprising a are open liquid flow paths.

【0029】本発明の記録ヘッド基板の製造方法は、基
体上に電子供与性材料からなり、記録液を吐出するため
の熱エネルギーを前記記録液に供給する発熱抵抗体層を
形成する工程と、前記発熱抵抗体層の所定の位置に前記
発熱抵抗体層と電気的に接続する電子供与性材料からな
る一対の電極を形成する工程と、前記発熱抵抗体層およ
び前記電極を被覆する保護層を形成する工程と、前記発
熱抵抗体層および/または前記電極まで達する前記保護
層のピンホール内に有機金属CVD法により選択的にア
ルミニウム膜を形成する工程と、前記アルミニウム膜を
陽極酸化する工程とを含むことを特徴とする。
The method of manufacturing a recording head substrate according to the present invention comprises a step of forming a heat generating resistor layer on a substrate, which is made of an electron donating material and supplies heat energy for discharging the recording liquid to the recording liquid. A step of forming a pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at predetermined positions of the heating resistor layer, and a protective layer covering the heating resistor layer and the electrode. A step of forming, a step of selectively forming an aluminum film in a pinhole of the protective layer reaching the heating resistor layer and / or the electrode by an organic metal CVD method, and a step of anodizing the aluminum film. It is characterized by including.

【0030】発熱抵抗体層の材料としてはNiCr等の
合金、HfB2 等の金属ホウ化物、Irなどを例示する
ことができ、例えば、高周波(RF)スパッタリング法
等を用いて発熱抵抗体層を形成することができる。
Examples of the material of the heating resistor layer include alloys such as NiCr, metal borides such as HfB 2 and Ir. For example, the heating resistor layer is formed by using a high frequency (RF) sputtering method. Can be formed.

【0031】保護層としてはSiO2 ,Si34等を
例示することができ、スパッタリング法等を用いて堆積
することができる。
Examples of the protective layer include SiO 2 , Si 3 N 4 and the like, which can be deposited by a sputtering method or the like.

【0032】基板としては所望の材料、例えばガラス,
セラミックスあるいはプラスチックス等を例示すること
ができる。
As the substrate, a desired material such as glass,
Examples include ceramics and plastics.

【0033】保護層のピンホールにAlを堆積させるの
に好適な方法について以下説明する。
A suitable method for depositing Al in the pinholes of the protective layer will be described below.

【0034】(成膜方法)この方法は、例えばアスペク
ト比が1以上の微細かつ深い開孔(コンタクトホール,
スルーホール,ピンホール)内への金属材料を埋め込み
に適した方法であり、また選択性に優れた堆積方法であ
る。
(Film Forming Method) This method is, for example, a fine and deep opening (a contact hole, which has an aspect ratio of 1 or more).
It is a method suitable for embedding a metal material in through holes and pinholes) and a deposition method with excellent selectivity.

【0035】そしてこの方法により形成された金属膜は
単結晶Alが形成されるように極めて結晶性に優れ、炭
素等の含有もほとんどない。
The metal film formed by this method has extremely excellent crystallinity so that single crystal Al is formed, and contains almost no carbon or the like.

【0036】同様に、この金属は、0.7ないし3.4
μΩcmの低い抵抗率をもち、85ないし95%の高い
反射率を有し、1μm以上のヒロック密度が1ないし1
00cm-2程の表面性に優れたものとなる。
Similarly, this metal is 0.7 to 3.4.
It has a low resistivity of μΩcm, a high reflectance of 85 to 95%, and a hillock density of 1 to 1 μm.
It has an excellent surface property of about 00 cm -2 .

【0037】また、シリコンと界面におけるアロイスパ
イクの発生確率についても、0.15μmの半導体接合
の破壊確率をとってみればほぼ0に等しくなる。
The probability of occurrence of alloy spikes at the interface with silicon is almost equal to 0 when the probability of breaking the semiconductor junction of 0.15 μm is taken.

【0038】この方法とは、アルキルアルミニウムハイ
ドライドのガスと水素ガスとを用いて、電子供与性の基
体上に表面反応により堆積膜を形成するものである。特
に、原料ガスとしてモノメチルアルミニウムハイドライ
ド(MMAH)またはジメチルアルミニウムハイドライ
ド(DMAH)等のメチル基を含むアルキルアルミニウ
ムハイドライドを用い、反応ガスとしてH2 ガスを用
い、これらの混合ガスの下で基体表面を加熱すれば良質
のAl膜を堆積することができる。
In this method, a deposited film is formed by a surface reaction on an electron-donating substrate using an alkylaluminum hydride gas and a hydrogen gas. In particular, an alkylaluminum hydride containing a methyl group such as monomethylaluminum hydride (MMAH) or dimethylaluminum hydride (DMAH) is used as a source gas, H 2 gas is used as a reaction gas, and the substrate surface is heated under these mixed gases. By doing so, a good quality Al film can be deposited.

【0039】ここで、Al選択堆積の際には直接加熱ま
たは間接加熱により基体の表面温度をアルキルアルミニ
ウムハイドライドの分解温度以上450℃未満に保持す
ることが好ましく、より好ましくは260℃以上440
℃以下、最適には260℃以上350℃以下がよい。
Here, in the selective Al deposition, it is preferable to maintain the surface temperature of the substrate at a temperature not lower than the decomposition temperature of alkylaluminum hydride and lower than 450 ° C., more preferably 260 ° C. or higher and 440 by direct heating or indirect heating.
C. or lower, optimally 260 to 350.degree.

【0040】基体を上記温度範囲になるべく加熱する方
法としては直接加熱と間接加熱とがあるが、特に直接加
熱により基体を上記温度に保持すれば高堆積速度で良質
のAl膜を形成することができる。例えば、Al膜形成
時の基体表面温度をより好ましい温度範囲である260
℃〜440℃とした時、3000Å〜5000Å/分と
いう抵抗加熱の場合よりも高い堆積速度で良質な膜が得
られるのである。このような直接加熱(加熱手段からの
エネルギーが直接基体に伝達されて基体自体を加熱す
る)の方法としては、例えば、ハロゲンランプ,キセノ
ンランプ等によるランプ加熱があげられる。また、間接
加熱の方法としては抵抗加熱があり、堆積膜を形成すべ
き基体を支持するための堆積膜形成用の空間に配設され
た基体支持部材に設けられた発熱体等を用いて行うこと
ができる。
Direct heating and indirect heating are available as methods for heating the substrate within the above temperature range. Particularly, if the substrate is kept at the above temperature by direct heating, a good quality Al film can be formed at a high deposition rate. it can. For example, the substrate surface temperature at the time of forming the Al film is 260 which is a more preferable temperature range.
When the temperature is set at ℃ to 440 ℃, a good quality film can be obtained at a deposition rate higher than that of resistance heating of 3000 Å to 5000 Å / min. Examples of such a method of direct heating (energy from the heating means is directly transmitted to the substrate to heat the substrate itself) include, for example, lamp heating with a halogen lamp, a xenon lamp or the like. In addition, there is resistance heating as a method of indirect heating, which is performed by using a heating element or the like provided on a substrate supporting member arranged in a space for forming a deposited film for supporting a substrate on which a deposited film is to be formed. be able to.

【0041】この方法により電子供与性の表面部分と非
電子供与性の表面部分とが共存する基体にCVD法を適
用すれば電子供与性の基体表面部分にのみ良好な選択性
のもとにAlの単結晶が形成される。
When the CVD method is applied to a substrate in which an electron-donating surface portion and a non-electron-donating surface portion coexist by this method, Al can be formed only on the electron-donating substrate surface portion with good selectivity. A single crystal is formed.

【0042】電子供与性の材料とは、基体中に自由電子
が存在しているか、もしくは自由電子を意図的に生成せ
しめたかしたもので、基体表面上に付着した原料ガス分
子との電子授受により化学反応が促進される表面を有す
る材料をいう。例えば一般に金属や半導体がこれに相当
する。また、金属もしくは半導体表面に薄い酸化膜が存
在しているものも基体と付着原料分子間で電子授受によ
り化学反応が生じ得るため、本発明の電子供与性材料に
含まれる。
The electron-donating material is a material in which free electrons are present in the substrate or the free electrons are intentionally generated, and by electron transfer with the source gas molecules attached on the substrate surface. A material having a surface on which a chemical reaction is promoted. For example, metals and semiconductors generally correspond to this. In addition, a substance having a thin oxide film on the surface of a metal or a semiconductor may be included in the electron donating material of the present invention because a chemical reaction can occur between the substrate and the adhering material molecules by electron transfer.

【0043】電子供与性材料の具体例としては、例え
ば、III族元素としてのGa,In,Al等とV族元
素としてのP,As,N等とを組み合わせて成る二元系
もしくは三元系もしくはそれ以上の多元系のIII−V
族化合物半導体、または、単結晶シリコン,非晶質シリ
コンなどのP型,I型、N型等の半導体材料、あるいは
以下に示す金属,合金,シリサイド等であり、例えば、
タングステン,モリブデン,タンタル銅,チタン,アル
ミニウム,チタンアルミニウム,チタンナイトライド,
アルミニウムシリコン銅,アルミニウムパラジウム,タ
ングステンシリサイド,チタンシリサイド,アルミニウ
ムシリサイド,モリブデンシリサイドタンタルシリサイ
ド,NiCr等の合金,ZrB2 ,HfB2 等の金属ホ
ウ化物、Ir等が挙げられる。
Specific examples of the electron donating material include, for example, binary or ternary systems formed by combining Ga, In, Al, etc. as group III elements and P, As, N etc. as group V elements. Or more multinary III-V
Group compound semiconductors, semiconductor materials of P-type, I-type, N-type, etc. such as single crystal silicon and amorphous silicon, or metals, alloys, silicides and the like shown below.
Tungsten, molybdenum, tantalum copper, titanium, aluminum, titanium aluminum, titanium nitride,
Examples thereof include aluminum silicon copper, aluminum palladium, tungsten silicide, titanium silicide, aluminum silicide, molybdenum silicide tantalum silicide, alloys such as NiCr, metal borides such as ZrB 2 and HfB 2 , Ir, and the like.

【0044】これに対して、Alあるいは、Al−Si
が選択的に堆積しない表面を形成する材料、すなわち非
電子供与性材料としては、熱酸化,CVDおよびスパッ
タ等により形成された酸化シリコン,BSG,PSG,
BPSG等のガラスまたは酸化膜,熱窒化膜や、プラズ
マCVD法,減圧CVD法,ECR−CVD法などによ
り形成されたシリコン窒化膜等が挙げられる。
On the other hand, Al or Al--Si
Examples of materials that form a surface that does not deposit selectively, that is, non-electron-donating materials, include silicon oxide formed by thermal oxidation, CVD, sputtering, BSG, PSG,
Examples thereof include glass or an oxide film such as BPSG, a thermal nitride film, a silicon nitride film formed by a plasma CVD method, a low pressure CVD method, an ECR-CVD method, or the like.

【0045】このAl−CVD法によれば以下のような
修飾原子を含み、Alを主成分とする金属膜をも選択的
に堆積でき、その膜質も優れた特性を示すのである。
According to this Al-CVD method, a metal film containing the following modifying atoms and containing Al as a main component can be selectively deposited, and its film quality also exhibits excellent characteristics.

【0046】たとえば、アルキルアルミニウムハイドラ
イドのガスと水素とに加えて、SiH4 ,Si26
Si38 ,Si(CH34 ,SiCl4,SiH2
Cl2 ,SiHCl3 等のSi原子を含むガス、TiC
4 ,TiBr4 ,Ti(CH34 等のTi原子を含
むガス、ビスアセチルアセトナト銅Cu(C57
22 ,ビスジピバロイルメタナイト銅Cu(C1119
22 ,ビスヘキサフルオロアセチルアセトナト銅C
u(C5 HF622 等のCu原子を含むガスを適宜
組み合わせて導入して混合ガス雰囲気として、例えばA
l−Si,Al−Ti,Al−Cu,Al−Si−T
i,Al−Si−Cu等の導電材料を選択的に堆積させ
て電極を形成してもよい。
For example, in addition to alkylaluminum hydride gas and hydrogen, SiH 4 , Si 2 H 6 ,
Si 3 H 8 , Si (CH 3 ) 4 , SiCl 4 , SiH 2
Gas containing Si atoms such as Cl 2 and SiHCl 3 , TiC
Gases containing Ti atoms such as l 4 , TiBr 4 , Ti (CH 3 ) 4 and bisacetylacetonato copper Cu (C 5 H 7 O
2 ) 2 , bisdipivaloylmethanite copper Cu (C 11 H 19
O 2 ) 2 , bishexafluoroacetylacetonato copper C
A gas containing Cu atoms such as u (C 5 HF 6 O 2 ) 2 is appropriately combined and introduced to form a mixed gas atmosphere, for example, A
l-Si, Al-Ti, Al-Cu, Al-Si-T
An electrode may be formed by selectively depositing a conductive material such as i or Al-Si-Cu.

【0047】また、上記Al−CVD法は、選択性に優
れた成膜方法であり、かつ堆積した膜の表面性が良好で
あるために、次に堆積工程に非選択性の成膜方法を適用
して、上述の選択堆積したAl膜および絶縁膜としての
SiO2 等の上にもAlまたはAlを主成分とする金属
膜を形成することにより、半導体装置の配線として汎用
性の高い好適な金属膜を得ることができる。
Further, the Al-CVD method is a film forming method having excellent selectivity, and since the surface property of the deposited film is good, a non-selective film forming method is next used in the deposition process. By applying and forming a metal film containing Al or Al as a main component also on the above selectively deposited Al film and SiO 2 as an insulating film, it is suitable as a wiring for a semiconductor device with high versatility. A metal film can be obtained.

【0048】このような金属膜とは、具体的には以下の
とおりである。選択堆積したAl,Al−Si,Al−
Ti,Al−Cu,Al−Si−Ti,Al−Si−C
uと非選択的に堆積したAl,l−Si,Al−Ti,
Al−Cu,Al−Si−Ti,Al−Si−Cuとの
組み合わせ等である。
Specifically, such a metal film is as follows. Selectively deposited Al, Al-Si, Al-
Ti, Al-Cu, Al-Si-Ti, Al-Si-C
u, non-selectively deposited Al, 1-Si, Al-Ti,
For example, a combination with Al-Cu, Al-Si-Ti, Al-Si-Cu and the like.

【0049】非選択堆積のための成膜方法としては上述
したAl−CVD法以外のCVD法やスパッタリング法
等がある。
As a film forming method for non-selective deposition, there are a CVD method other than the above Al-CVD method, a sputtering method and the like.

【0050】また、CVD法やスパッタリング法により
導電性の膜を形成しパターニングして所望の配線形状を
有する下引層を形成した後、Al−CVD法を用いて選
択的にAlやAlを主成分とする金属膜を該下引層上に
堆積させて配線を形成しても良い。
Further, a conductive film is formed by the CVD method or the sputtering method and patterned to form an undercoat layer having a desired wiring shape, and then Al or Al is selectively formed by the Al-CVD method. Wiring may be formed by depositing a metal film as a component on the undercoat layer.

【0051】さらには、Al−CVD法を利用して絶縁
膜上に形成することもできる。そのためには、絶縁膜に
表面改質工程を施し実質的に電子供与性の表面部分を形
成することである。このような表面改質工程としては、
プラズマによるダメージを絶縁膜に付与することや、電
子,イオン等のエネルギービームを照射することであ
る。この時に所望の配線形状にビームによる描画を行え
ば、選択堆積によりその描画された配線形状の電子供与
性部分にのみ堆積するので、パターニングなしで自己整
合的に配線を形成することが可能となる。
Further, it can be formed on the insulating film by utilizing the Al-CVD method. For that purpose, a surface modification process is performed on the insulating film to form a substantially electron donating surface portion. As such a surface modification step,
The damage is caused by plasma to the insulating film, and the energy beam of electrons, ions, etc. is irradiated. At this time, if a beam is drawn in a desired wiring shape, the wiring is deposited only on the electron-donating portion of the drawn wiring shape by selective deposition, so that the wiring can be formed in a self-aligned manner without patterning. .

【0052】(成膜装置)次に、Al−CVD法により
電極を形成するに好適な成膜装置について、図5を参照
しながら説明する。
(Film Forming Apparatus) Next, a film forming apparatus suitable for forming electrodes by the Al-CVD method will be described with reference to FIG.

【0053】図5は上述した成膜方法を適用するに好適
なCVD装置を有する金属膜連続形成装置を模式的に示
す。
FIG. 5 schematically shows a metal film continuous forming apparatus having a CVD apparatus suitable for applying the above-described film forming method.

【0054】この金属膜連続形成装置は、図5に示すよ
うに、ゲートバルブ310a〜310fによって互いに
外気遮断下で連通可能に連接されているロードロック室
311,第1の成膜室としてのCVD反応室312,R
Fエッチング室313,第2の成膜室としてのスパッタ
室314,ロードロック室315とから構成されてお
り、各室はそれぞれ排気系316a〜316eによって
排気され減圧可能に構成されている。
As shown in FIG. 5, this continuous metal film forming apparatus has a load lock chamber 311, which is connected by gate valves 310a to 310f so that they can communicate with each other while shutting off the outside air, and CVD as a first film forming chamber. Reaction chamber 312, R
An F etching chamber 313, a sputtering chamber 314 as a second film forming chamber, and a load lock chamber 315 are provided, and each chamber is exhausted by exhaust systems 316a to 316e so that the pressure can be reduced.

【0055】ここで前記ロードロック室311は、スル
ープット性を向上させるために堆積処理前の基体雰囲気
を排気後にH2 雰囲気に置き換える為の室である。
Here, the load lock chamber 311 is a chamber for replacing the substrate atmosphere before the deposition process with the H 2 atmosphere after exhausting in order to improve the throughput.

【0056】次のCVD反応室312は基体上に常圧ま
たは減圧下で上述したAl−CVD法による選択堆積を
行う室であり、成膜すべき基体表面を少なくとも200
℃〜450℃の範囲で加熱可能な発熱抵抗体317を有
する基体ホルダ318が内部に設けられるとともに、C
VD用原料ガス導入ライン319によって室内にバブラ
ー319−1で水素によりバブリングされ気化されたア
ルキルアルミニウムハイドライド等の原料ガスが導入さ
れ、またガスライン319′より反応ガスとしての水素
ガスが導入されるように構成されている。
The next CVD reaction chamber 312 is a chamber in which selective deposition by the above-described Al-CVD method is performed on the substrate under normal pressure or reduced pressure, and the substrate surface to be formed is at least 200.
A base holder 318 having a heating resistor 317 capable of heating in the range of ℃ to 450 ℃ is provided inside and C
A raw material gas such as alkylaluminum hydride vaporized by bubbling with hydrogen in the bubbler 319-1 is introduced into the chamber through the VD raw material gas introduction line 319, and hydrogen gas as a reaction gas is introduced through the gas line 319 '. Is configured.

【0057】次のRFエッチング室313は選択堆積後
の基体表面のクリーニング(エッチング)をAr雰囲気
下で行う為の室であり、内部には基体を少なくとも10
0℃〜250℃の範囲で加熱可能な基体ホルダ320と
RFエッチング用電極ライン321とが設けられるとと
もに、Arガス供給ライン322が接続されている。
The next RF etching chamber 313 is a chamber for cleaning (etching) the surface of the substrate after selective deposition in an Ar atmosphere, and at least 10 substrates are provided inside.
A base holder 320 that can be heated in the range of 0 ° C. to 250 ° C. and an RF etching electrode line 321 are provided, and an Ar gas supply line 322 is connected.

【0058】次のスパッタ室314は基体表面にAr雰
囲気下でスパッタリングにより金属膜を非選択的に堆積
する室であり、内部に少なくとも200℃〜250℃の
範囲で加熱される基体ホルダ323とスパッタターゲッ
ト材324aを取りつけるターゲット電極324とが設
けられるとともに、Arガス供給ライン325が接続さ
れている。最後のロードロック室315は金属膜堆積完
了後の基体を外気中に出す前の調整室であり、雰囲気を
2 に置換するように構成されている。
The next sputtering chamber 314 is a chamber for non-selectively depositing a metal film on the surface of the substrate by sputtering in an Ar atmosphere, and inside the substrate holder 323 heated at least in the range of 200 ° C. to 250 ° C. and the sputtering. A target electrode 324 to which the target material 324a is attached is provided, and an Ar gas supply line 325 is connected. The final load-lock chamber 315 is an adjustment chamber before the substrate after the completion of metal film deposition is exposed to the outside air, and is configured to replace the atmosphere with N 2 .

【0059】[0059]

【作用】本発明によれば、保護層のピンホールにAl−
CVD法によりAlを堆積させることにより、容易にピ
ンホールの埋め込みが可能となる。また、Alの成膜時
間を制御することにより、任意にAl膜の厚さを定める
ことができるので、保護層と同一の膜厚にすれば段差
(ステップ)がなくなり、良好なステップカベレッジが
得られる。
According to the present invention, Al- is formed in the pinhole of the protective layer.
By depositing Al by the CVD method, it becomes possible to easily fill the pinhole. Further, by controlling the Al film formation time, the thickness of the Al film can be arbitrarily determined. Therefore, if the film thickness is the same as that of the protective layer, steps (steps) are eliminated and good step coverage is obtained. can get.

【0060】また、本発明によれば、保護層のピンホー
ル内にAl−CVD法によりAlを選択的に堆積し、A
lを陽極酸化するか薄い絶縁層を成膜することにより、
ピンホールのない保護層を形成することが容易にでき
る。
Further, according to the present invention, Al is selectively deposited in the pinhole of the protective layer by the Al-CVD method, and A
by anodizing l or depositing a thin insulating layer
It is easy to form a protective layer without pinholes.

【0061】更にまた、本発明によれば、電極および/
または発熱抵抗体層の抵抗値が変化することがないの
で、記録液に安定的に熱エネルギーを供給することがで
きるので、記録液の発泡安定性,飛翔液滴の吐出安定性
を達成することができ、記録品位を向上させることがで
きる。
Furthermore, according to the present invention, electrodes and /
Alternatively, since the resistance value of the heating resistor layer does not change, it is possible to stably supply heat energy to the recording liquid, so that the foaming stability of the recording liquid and the ejection stability of flying droplets can be achieved. The recording quality can be improved.

【0062】その上、保護層のピンホール内にAl−C
VD法によりAlが選択的に堆積されるので、基板に記
録液が浸透して記録液と基板の材料との反応が起きなく
なるので、基板の破損あるいは破壊が起きることはなく
なる。
In addition, Al--C is placed in the pinhole of the protective layer.
Since Al is selectively deposited by the VD method, the recording liquid permeates the substrate and the reaction between the recording liquid and the material of the substrate does not occur, so that the substrate is not damaged or destroyed.

【0063】[0063]

【実施例】以下、本発明を適用した記録ヘッド基板の製
造方法を詳細に説明する。
EXAMPLES A method of manufacturing a recording head substrate to which the present invention is applied will be described in detail below.

【0064】(実施例1)図1(a)および図1(b)
は、記録ヘッド基板の製造方法を示す工程図である。
Example 1 FIG. 1A and FIG. 1B
FIG. 6A is a process diagram showing the method of manufacturing the recording head substrate.

【0065】シリコンウエハーからなる基板105上に
熱酸化により厚さ3μmのSiO2膜106を形成し
た。このSiO2 膜106上に発熱抵抗体層107とし
て電子供与性材料であるHfB2 をスパッタリング法に
より膜厚が0.2μmとなるように成膜した。次に、電
極となるべきAl膜を膜厚が0.6μmとなるように蒸
着した。更に、フォトリソグラフィー技術を用いて電極
103および104をパターニングして一対の電極間に
熱エネルギー発生部102形成した。引き続いて、発熱
抵抗体層107,電極103および104上に第1の保
護層108を、スパッタリング法を用いてSiO2
1.0μmの厚みとなるように形成するが、発熱抵抗体
層107および電極104には、それぞれピンホール1
12Aおよび112Bが存在する(図1(a)参照)。
A SiO 2 film 106 having a thickness of 3 μm was formed on a substrate 105 made of a silicon wafer by thermal oxidation. On this SiO 2 film 106, HfB 2 which is an electron donating material was formed as a heating resistor layer 107 by a sputtering method so as to have a film thickness of 0.2 μm. Next, an Al film to be an electrode was vapor-deposited so that the film thickness would be 0.6 μm. Further, the electrodes 103 and 104 were patterned by using the photolithography technique to form the thermal energy generating portion 102 between the pair of electrodes. Subsequently, a first protective layer 108 is formed on the heat generating resistor layer 107 and the electrodes 103 and 104 by sputtering so that SiO 2 has a thickness of 1.0 μm. Each of the electrodes 104 has a pinhole 1
There are 12A and 112B (see FIG. 1 (a)).

【0066】次に、Al−CVD法を用いて、ピンホー
ル112Aおよび112BにAlを選択的に堆積させた
(図1(b))。堆積状況を観察すると、電子供与性材
料であるHfB2 からなる発熱抵抗体層107および同
じく電子供与性材料であるAlからなる電極104上に
のみAlが堆積していることが観察され、一方、非電子
供与性材料であるSiO2 層108上にはAlが堆積し
ていないことが観察された。
Next, Al was selectively deposited on the pinholes 112A and 112B by using the Al-CVD method (FIG. 1 (b)). When observing the deposition state, it was observed that Al was deposited only on the heating resistor layer 107 made of HfB 2 which is an electron donating material and the electrode 104 made of Al which is also an electron donating material. It was observed that Al was not deposited on the SiO 2 layer 108 which was a non-electron donating material.

【0067】また、Alの成膜時間を制御して第1の保
護層108と同じ厚み(1.0μm)にするようにAl
を堆積すれば良好なステップ・カバレッジが得られる。
Further, the Al film formation time is controlled so that the same thickness (1.0 μm) as that of the first protective layer 108 is obtained.
Good step coverage is obtained.

【0068】次に堆積したAlを陽極酸化した。陽極酸
化の条件は以下の通りである。
Next, the deposited Al was anodized. The conditions of anodic oxidation are as follows.

【0069】燐酸10%濃度の水溶液中に基板を浸し、
電極を陽極として200Vの電圧を30分間印加すると
ピンホール内のAl膜114は全て陽極酸化することが
できた。このようにして記録ヘッド基板を作成した。こ
の記録ヘッド基板はAlが陽極酸化されているので、電
気熱変換体層および/または電極と記録液が電気的に接
続することがない。従って、従来発生していた記録液が
電気分解したりすることはなくなる。その結果、基板の
耐インク性が向上する。
The substrate was dipped in an aqueous solution containing 10% phosphoric acid,
When a voltage of 200 V was applied for 30 minutes using the electrode as an anode, the Al film 114 in the pinhole was completely anodized. In this way, the recording head substrate was prepared. Since Al is anodized in this recording head substrate, the recording liquid is not electrically connected to the electrothermal converter layer and / or the electrode. Therefore, the recording liquid which has been conventionally generated is not electrolyzed. As a result, the ink resistance of the substrate is improved.

【0070】また、一般に保護層のピンホール密度検出
法として知られているメタノール溶液中の銅デコレーシ
ョン法によりピンホール密度を測定したが、ピンホール
は検出されなかった。
Further, the pinhole density was measured by the copper decoration method in a methanol solution which is generally known as a method for detecting the pinhole density of the protective layer, but no pinhole was detected.

【0071】また、ピンホールに埋め込んだAlを陽極
酸化しただけであるので、陽極酸化前後での発熱抵抗体
層および/または電極の抵抗値の変化はなかった。従っ
て、発熱抵抗体層および電極上とも良好な陽極酸化膜が
得られた。
Further, since the Al buried in the pinhole was merely anodized, there was no change in the resistance value of the heating resistor layer and / or the electrode before and after the anodization. Therefore, a good anodic oxide film was obtained on both the heating resistor layer and the electrodes.

【0072】(実施例2)Al−CVD法により選択的
にAlをピンホール112Aおよび112Bに堆積する
までは、実施例1と同じ条件で行なった。
Example 2 The same conditions as in Example 1 were performed until Al was selectively deposited on the pinholes 112A and 112B by the Al-CVD method.

【0073】次に、SiO2 層115をスパッタリング
法で0.2μmの厚みになるように成膜した(図2)。
このように単純にSiO2 層115を成膜しても、記録
液と発熱抵抗体層および/または電極と電気的に接続す
ることはなくなるので、記録液が電気分解することは起
きないので、耐インク性が向上する。保護膜108とA
l膜113Aおよび113Bとの厚みが同一となるよう
に成膜すれば、段差(ステップ)もなくなり、SiO2
層115の厚みが薄くても良好なステップカバレッジが
得られる。また、SiO2 層115のキャビテーション
損傷性を防止するために、Taからなる耐キャビテーシ
ョン層(不図示)をスパッタリング法等を用いて形成し
てもよい。このようにして記録ヘッド基板を作成した。
Next, a SiO 2 layer 115 was formed by sputtering to a thickness of 0.2 μm (FIG. 2).
Even if the SiO 2 layer 115 is simply formed as described above, the recording liquid is not electrically connected to the heating resistor layer and / or the electrode, and thus the recording liquid is not electrolyzed. Ink resistance is improved. Protective film 108 and A
If the first and second films 113A and 113B are formed to have the same thickness, the steps (steps) are eliminated and the SiO 2
Good step coverage is obtained even when the layer 115 is thin. Further, in order to prevent the cavitation damage property of the SiO 2 layer 115, a cavitation resistant layer (not shown) made of Ta may be formed by a sputtering method or the like. In this way, the recording head substrate was prepared.

【0074】図3および図4は、それぞれ、実施例1ま
たは実施例2の記録ヘッド基板を用いて製造された記録
ヘッドの分解斜視図および記録ヘッドの斜視図である。
FIG. 3 and FIG. 4 are an exploded perspective view and a perspective view of a recording head manufactured using the recording head substrate of the first or second embodiment, respectively.

【0075】図3に示すように、記録ヘッド基板1に
は、記録液を吐出するために記録液に熱エネルギーを供
給する発熱抵抗体層であるヒータ8と電気エネルギーを
ヒータ8に供給する電極3とが設けられている。天板1
1には作用室であるところのインク流路6用の溝が形成
され、このインク流路6用の溝は、マイクロカッター等
を用いて切削形成することもできるし、また光硬化樹脂
からなる天板11をパターニングして形成することもで
きる。インク流路6は、インク供給口9を介してインク
が供給されるインク液室10と連通している。インクを
吐出するインク吐出口7と記録ヘッド基板1とを対応す
るように十分に位置合わせして接合する。また、電極3
は記録ヘッドの外部から所望のパルス信号を印加するた
めの電極リードを有する不図示のリード基板を付設して
図4に示されるような記録ヘッドを製造する。
As shown in FIG. 3, on the recording head substrate 1, a heater 8 which is a heating resistor layer for supplying thermal energy to the recording liquid for ejecting the recording liquid and an electrode for supplying electric energy to the heater 8 are provided. 3 and 3 are provided. Top plate 1
In FIG. 1, a groove for the ink flow path 6 which is a working chamber is formed in 1. The groove for the ink flow path 6 can be formed by cutting with a micro cutter or the like, and is made of a photocurable resin. The top plate 11 can also be formed by patterning. The ink flow path 6 communicates with an ink liquid chamber 10 to which ink is supplied via an ink supply port 9. The ink ejection port 7 for ejecting ink and the recording head substrate 1 are sufficiently aligned and bonded so as to correspond to each other. Also, the electrode 3
In order to manufacture a recording head as shown in FIG. 4, a lead substrate (not shown) having electrode leads for applying a desired pulse signal from the outside of the recording head is attached.

【0076】図3と図4の違いは電気熱変換体面の吐出
方向が異なる点にある。すなわち、図3では記録液の吐
出方向が電気熱変換体であるヒータ8と同一平面内にあ
り、図4においては記録液の吐出方向が垂直である。
The difference between FIG. 3 and FIG. 4 is that the discharge direction of the electrothermal converter surface is different. That is, in FIG. 3, the discharge direction of the recording liquid is in the same plane as the heater 8 which is the electrothermal converter, and in FIG. 4, the discharge direction of the recording liquid is vertical.

【0077】実施例1または実施例2の記録ヘッド基板
を用いて製造した記録ヘッドを電気駆動装置に取り付
け、実際に記録液を吐出させた所、保護膜にピンホール
がないために、記録液の発泡安定性が良好であり、飛翔
液滴の吐出安定性を達成することができ、記録品位が向
上し、高精細,高画質であり歩留まりが向上した。
When the recording head manufactured by using the recording head substrate of Example 1 or 2 was attached to the electric driving device and the recording liquid was actually discharged, the recording liquid was not formed because there was no pinhole in the protective film. The foaming stability of No. 1 was good, the ejection stability of the flying droplets could be achieved, the recording quality was improved, and the high definition and high image quality were obtained, and the yield was improved.

【0078】(その他)なお、本発明は、特にインクジ
ェット記録方式の中でも、インク吐出を行わせるために
利用されるエネルギとして熱エネルギを発生する手段
(例えば電気熱変換体やレーザ光等)を備え、前記熱エ
ネルギによりインクの状態変化を生起させる方式の記録
ヘッド、記録装置において優れた効果をもたらすもので
ある。かかる方式によれば記録の高密度化,高精細化が
達成できるからである。
(Others) The present invention is provided with a means (for example, an electrothermal converter or a laser beam) for generating thermal energy as energy used for ejecting ink, particularly in the ink jet recording system. The present invention brings about excellent effects in a recording head and a recording apparatus of the type in which the state of ink is changed by the heat energy. This is because such a system can achieve high density recording and high definition recording.

【0079】その代表的な構成や原理については、例え
ば、米国特許第4723129号明細書,同第4740
796号明細書に開示されている基本的な原理を用いて
行うものが好ましい。この方式は所謂オンデマンド型,
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1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を発生せ
しめ、記録ヘッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結
果的にこの駆動信号に一対一で対応した液体(インク)
内の気泡を形成できるので有効である。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1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4463359号明細書,同第
4345262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4313124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うことが
できる。
Regarding the typical structure and principle thereof, see, for example, US Pat. Nos. 4,723,129 and 4740.
What is done using the basic principles disclosed in 796 is preferred. This method is a so-called on-demand type,
It can be applied to any of the continuous type, but especially in the case of the on-demand type, it can be applied to the sheet holding the liquid (ink) or the electrothermal converter arranged corresponding to the liquid path. By applying at least one drive signal corresponding to the recording information and giving a rapid temperature rise exceeding nucleate boiling, heat energy is generated in the electrothermal converter, and film boiling is caused on the heat acting surface of the recording head. Liquid (ink) corresponding to this drive signal in a one-to-one correspondence
It is effective because bubbles can be formed inside. Due to the growth and contraction of the bubbles, the liquid (ink) is ejected through the ejection opening to form at least one droplet. It is more preferable to make this drive signal into a pulse shape because bubbles can be immediately and appropriately grown and contracted, so that liquid (ink) ejection with excellent responsiveness can be achieved. As the pulse-shaped drive signal, those described in US Pat. Nos. 4,463,359 and 4,345,262 are suitable. If the conditions described in US Pat. No. 4,313,124 of the invention relating to the rate of temperature rise on the heat acting surface are adopted, more excellent recording can be performed.

【0080】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
の組合せ構成(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4558333号明細書,米国特許第44
59600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59−123670号公報や熱エネルギの圧
力波を吸収する開孔を吐出部に対応させる構成を開示す
る特開昭59−138461号公報に基いた構成として
も本発明の効果は有効である。すなわち、記録ヘッドの
形態がどのようなものであっても、本発明によれば記録
を確実に効率よく行うことができるようになるからであ
る。
As the constitution of the recording head, in addition to the combination constitution of the ejection port, the liquid passage, and the electrothermal converter (the linear liquid passage or the right-angled liquid passage) as disclosed in the above-mentioned specifications, US Pat. No. 4,558,333, US Pat. No. 4,558,333, which discloses a configuration in which a heat acting portion is arranged in a bending region.
The structure using the specification of No. 59600 is also included in the present invention. In addition, Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-123670 discloses a configuration in which a common slit is used as a discharge portion of the electrothermal converter for a plurality of electrothermal converters, and an opening for absorbing a pressure wave of thermal energy is provided. The effect of the present invention is effective even if the configuration corresponding to the ejection portion is disclosed in JP-A-59-138461. That is, according to the present invention, recording can be surely and efficiently performed regardless of the form of the recording head.

【0081】さらに、記録装置が記録できる記録媒体の
最大幅に対応した長さを有するフルラインタイプの記録
ヘッドに対しても本発明は有効に適用できる。そのよう
な記録ヘッドとしては、複数記録ヘッドの組合せによっ
てその長さを満たす構成や、一体的に形成された1個の
記録ヘッドとしての構成のいずれでもよい。
Furthermore, the present invention can be effectively applied to a full-line type recording head having a length corresponding to the maximum width of a recording medium which can be recorded by the recording apparatus. Such a recording head may have a configuration that satisfies the length by a combination of a plurality of recording heads or a configuration as one recording head integrally formed.

【0082】加えて、上例のようなシリアルタイプのも
のでも、装置本体に固定された記録ヘッド、あるいは装
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
体的にインクタンクが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, even in the case of the serial type as in the above example, the recording head fixed to the main body of the apparatus or the ink jet from the main body of the apparatus can be electrically connected to the main body of the apparatus by being attached to the main body of the apparatus. The present invention is also effective when a replaceable chip-type recording head that can be supplied or a cartridge-type recording head in which an ink tank is integrally provided in the recording head itself is used.

【0083】また、本発明の記録装置の構成として、記
録ヘッドの吐出回復手段、予備的な補助手段等を付加す
ることは本発明の効果を一層安定できるので、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、加圧或
は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子或
はこれらの組み合わせを用いて加熱を行う予備加熱手
段、記録とは別の吐出を行なう予備吐出手段を挙げるこ
とができる。
Further, as the constitution of the recording apparatus of the present invention, it is preferable to add the ejection recovery means of the recording head, the auxiliary auxiliary means and the like because the effects of the present invention can be further stabilized. Specifically, heating is performed by using a capping unit, a cleaning unit, a pressure or suction unit for the recording head, an electrothermal converter or a heating element other than this, or a combination thereof. Examples thereof include a preliminary heating unit for performing the discharge and a preliminary discharge unit for performing discharge different from the recording.

【0084】また、搭載される記録ヘッドの種類ないし
個数についても、例えば単色のインクに対応して1個の
みが設けられたものの他、記録色や濃度を異にする複数
のインクに対応して複数個数設けられるものであっても
よい。すなわち、例えば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るか
いずれでもよいが、異なる色の複色カラー、または混色
によるフルカラーの各記録モード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。
Regarding the type or number of recording heads to be mounted, for example, only one is provided corresponding to a single color ink, or a plurality of inks having different recording colors and densities are supported. A plurality of pieces may be provided. That is, for example, the recording mode of the recording apparatus is not limited to the recording mode of only the mainstream color such as black, but it may be either the recording head is integrally formed or a plurality of combinations may be used. The present invention is also extremely effective for an apparatus provided with at least one of full-color recording modes by color mixing.

【0085】さらに加えて、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
くは液化するものを用いてもよく、あるいはインクジェ
ット方式ではインク自体を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を用いてもよ
い。加えて、熱エネルギによる昇温を、インクの固形状
態から液体状態への状態変化のエネルギとして使用せし
めることで積極的に防止するため、またはインクの蒸発
を防止するため、放置状態で固化し加熱によって液化す
るインクを用いてもよい。いずれにしても熱エネルギの
記録信号に応じた付与によってインクが液化し、液状イ
ンクが吐出されるものや、記録媒体に到達する時点では
すでに固化し始めるもの等のような、熱エネルギの付与
によって初めて液化する性質のインクを使用する場合も
本発明は適用可能である。このような場合のインクは、
特開昭54−56847号公報あるいは特開昭60−7
1260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又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 addition, in the above-described embodiments of the present invention, the ink is described as a liquid, but an ink that solidifies at room temperature or lower and that softens or liquefies at room temperature may be used. Or, in the inkjet system, it is common to control the temperature of the ink itself within the range of 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower to control the temperature so that the viscosity of the ink is within the stable ejection range. Sometimes, a liquid ink may be used. In addition, the temperature rise due to thermal energy is positively prevented by using it as the energy of the state change of the ink from the solid state to the liquid state, or in order to prevent the evaporation of the ink, it is solidified and heated in the standing state. You may use the ink liquefied by. In any case, by applying thermal energy such as ink that is liquefied by applying thermal energy according to the recording signal and liquid ink is ejected, or that begins to solidify when it reaches the recording medium. The present invention can be applied to the case where an ink having a property of being liquefied for the first time is used. In this case, the ink is
JP-A-54-56847 or JP-A-60-7
As described in Japanese Patent No. 1260, it may be configured to face the electrothermal converter in a state of being held as a liquid or a solid in the concave portion or the through hole of the porous sheet. In the present invention, the most effective one for each of the above-mentioned inks is to execute the above-mentioned film boiling method.

【0086】さらに加えて、本発明インクジェット記録
装置の形態としては、コンピュータ等の情報処理機器の
画像出力端末として用いられるものの他、リーダ等と組
合せた複写装置、さらには送受信機能を有するファクシ
ミリ装置の形態を採るもの等であってもよい。
In addition, as a form of the ink jet recording apparatus of the present invention, in addition to the one used as an image output terminal of an information processing apparatus such as a computer, a copying apparatus combined with a reader or the like, and a facsimile apparatus having a transmitting / receiving function are provided. It may be a form or the like.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
保護層のピンホールにAl−CVD法によりAlを堆積
させることにより、容易にピンホールの埋め込みが可能
となる。また、Alの成膜時間を制御することにより、
任意にAl膜の厚さを定めることができるので、保護層
と同一の膜厚にすれば段差(ステップ)がなくなり、良
好なステップカベレッジが得られる。
As described above, according to the present invention,
By depositing Al in the pinhole of the protective layer by the Al-CVD method, the pinhole can be easily filled. Further, by controlling the Al film formation time,
Since the thickness of the Al film can be arbitrarily determined, if the film thickness is the same as that of the protective layer, steps (steps) are eliminated and good step coverage can be obtained.

【0088】また、本発明によれば、保護層のピンホー
ル内にAl−CVD法によりAlを選択的に堆積し、A
lを陽極酸化するか薄い絶縁層を成膜することにより、
ピンホールのない保護層を形成することが容易にでき
る。
Further, according to the present invention, Al is selectively deposited in the pinhole of the protective layer by the Al-CVD method, and A
by anodizing l or depositing a thin insulating layer
It is easy to form a protective layer without pinholes.

【0089】更にまた、本発明によれば、電極および/
または発熱抵抗体層の抵抗値が変化することがないの
で、記録液に安定的に熱エネルギーを供給することがで
きるので、記録液の発泡安定性,飛翔液滴の吐出安定性
を達成することができ、記録品位を向上させることがで
きる。
Furthermore, according to the present invention, electrodes and / or
Alternatively, since the resistance value of the heating resistor layer does not change, it is possible to stably supply heat energy to the recording liquid, so that the foaming stability of the recording liquid and the ejection stability of flying droplets can be achieved. The recording quality can be improved.

【0090】その上、保護層のピンホール内にAl−C
VD法によりAlが選択的に堆積されるので、基板に記
録液が浸透して記録液と基板の材料との反応が起きなく
なるので、基板の破損あるいは破壊が起きることはなく
なる。
In addition, Al--C is placed in the pinhole of the protective layer.
Since Al is selectively deposited by the VD method, the recording liquid permeates the substrate and the reaction between the recording liquid and the material of the substrate does not occur, so that the substrate is not damaged or destroyed.

【0091】従って、記録ヘッド基板の耐インク性に優
れるので、信頼性,歩留まりが向上し、廉価な記録ヘッ
ド基板を提供することができる。
Therefore, since the ink resistance of the recording head substrate is excellent, the reliability and the yield are improved, and the inexpensive recording head substrate can be provided.

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

【図1】本発明の記録ヘッド基板の製造工程を示す工程
図である。
FIG. 1 is a process drawing showing a manufacturing process of a recording head substrate of the present invention.

【図2】本発明による記録ヘッド基板の実施例を示す断
面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing an embodiment of a recording head substrate according to the present invention.

【図3】本発明による記録ヘッド基板を用いて製造され
た記録ヘッドの分解斜視図である。
FIG. 3 is an exploded perspective view of a recording head manufactured using the recording head substrate according to the present invention.

【図4】記録ヘッドの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a recording head.

【図5】Al−CVD法により電極を形成するのに好適
な成膜装置の模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a film forming apparatus suitable for forming electrodes by an Al-CVD method.

【図6】従来の記録ヘッド基板を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a conventional recording head substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 3 電極 6 インク流路 7 インク吐出口 8 ヒータ 9 インク供給口 10 インク液室 11 天板 101 基板 102 電気熱変換体 103,104 電極 105 基板支持体 106 下部層 107 発熱抵抗体層 108 上部保護層 112,112A,112B ピンホール 113A,113B Al膜 115 SiO2 層 310a〜310f ゲートバルブ 311 ロードロック室 312 CVD反応室 313 RFエッチング室 314 スパッタ室 315 ロードロック室 316a〜316e 排気系 319 CVD用原料ガス導入ライン 319−1 バブラ 320 基体ホルダ 321 RFエッチング用電極ライン 322 Arガス供給ライン 323 基体ホルダ 324a スパッタターゲット材 324 ターゲット電極 325 Arガス供給ライン1 Substrate 3 Electrode 6 Ink Flow Path 7 Ink Ejection Port 8 Heater 9 Ink Supply Port 10 Ink Liquid Chamber 11 Top Plate 101 Substrate 102 Electrothermal Converters 103, 104 Electrode 105 Substrate Support 106 Lower Layer 107 Heat Generation Resistor Layer 108 Upper Protective layers 112, 112A, 112B Pinholes 113A, 113B Al film 115 SiO 2 layers 310a to 310f Gate valve 311 Load lock chamber 312 CVD reaction chamber 313 RF etching chamber 314 Sputter chamber 315 Load lock chamber 316a to 316e Exhaust system 319 For CVD Source gas introduction line 319-1 Bubbler 320 Base holder 321 RF etching electrode line 322 Ar gas supply line 323 Base holder 324a Sputter target material 324 Target electrode 325 Ar gas supply line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤川 孝 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 柴田 誠 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 木村 勲 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 長谷川 研二 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 尾崎 照夫 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takashi Fujikawa             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Makoto Shibata             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Isao Kimura             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Kenji Hasegawa             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation (72) Inventor Teruo Ozaki             3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo             Non non corporation

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体と、該基体上に設けられ、電子供与
性材料からなり、記録液を吐出するための熱エネルギー
を前記記録液に供給する発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗
体層の所定の位置に前記発熱抵抗体層と電気的に接続す
る電子供与性材料からなる一対の電極と、前記発熱抵抗
体層および前記電極を被覆する保護層とを具備し、該保
護層に、前記発熱抵抗体層および/または前記電極に達
するピンホールを有する記録ヘッド基板において、 前記ピンホール内にアルミニウム膜が形成され、前記ア
ルミニウムが陽極酸化されていることを特徴とする記録
ヘッド基板。
1. A substrate, a heating resistor layer provided on the substrate, made of an electron-donating material, for supplying thermal energy for discharging the recording liquid to the recording liquid, and a heating resistor layer. A pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at a predetermined position, and a protective layer covering the heating resistor layer and the electrode, the protective layer, A recording head substrate having a heating resistor layer and / or a pinhole reaching the electrode, wherein an aluminum film is formed in the pinhole and the aluminum is anodized.
【請求項2】 請求項1に記載の記録ヘッド基板に、さ
らに前記保護膜および前記陽極酸化されたアルミニウム
膜を被覆する第2の保護層が形成されていることを特徴
とする記録ヘッド基板。
2. A recording head substrate according to claim 1, further comprising a second protective layer which covers the protective film and the anodized aluminum film.
【請求項3】 基体と、該基体上に設けられ、電子供与
性材料からなり、記録液を吐出するための熱エネルギー
を前記記録液に供給する発熱抵抗体層と、前記発熱抵抗
体層の所定の位置に前記発熱抵抗体層と電気的に接続す
る電子供与性材料からなる一対の電極と、前記発熱抵抗
体層および前記電極を被覆する保護層とを具備し、前記
保護層には前記発熱抵抗体層および/または前記電極ま
で達するピンホールを有し、該ピンホール内にアルミニ
ウム膜が形成され、前記アルミニウムが陽極酸化されて
いる記録ヘッド基板と、 該記録ヘッド基板上に設けられ、前記発熱抵抗体層が供
給する熱エネルギーを利用して前記記録液を吐出するオ
リフィスが開口された液流路とを具えたことを特徴とす
る記録ヘッド。
3. A substrate, a heating resistor layer provided on the substrate, made of an electron-donating material, for supplying thermal energy for discharging the recording liquid to the recording liquid, and the heating resistor layer. A pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer at a predetermined position, and a protective layer covering the heating resistor layer and the electrode, the protective layer is A recording head substrate having a heating resistor layer and / or a pinhole reaching the electrode, an aluminum film is formed in the pinhole, and the aluminum is anodized; and the recording head substrate is provided on the recording head substrate. A recording head, comprising: a liquid flow path in which an orifice for discharging the recording liquid is opened by utilizing thermal energy supplied by the heating resistor layer.
【請求項4】 基体と、該基体上に設けられ、電子供与
性材料からなり、前記記録液を吐出するための熱エネル
ギーを前記記録液に供給する発熱抵抗体層と、前記発熱
抵抗体層の所定の位置に前記発熱抵抗体層に電気的に接
続する電子供与性材料からなる一対の電極と、前記発熱
抵抗体層と前記電極を被覆する保護層とを具備し、前記
保護層には前記発熱抵抗体層および/または前記電極ま
で達するピンホールを有し、該ピンホール内にアルミニ
ウム膜が形成され、前記アルミニウム膜が陽極酸化さ
れ、前記保護層と前記陽極酸化されたアルミニウム膜を
被覆する第2の保護層が被覆されている記録ヘッド基板
と、 該記録ヘッド基板上に設けられ、前記発熱抵抗体層が供
給する熱エネルギーを利用して前記記録液を吐出するオ
リフィスが開口された液流路とを具えたことを特徴とす
る記録ヘッド。
4. A substrate, a heating resistor layer which is provided on the substrate and is made of an electron donating material, and which supplies thermal energy for discharging the recording liquid to the recording liquid, and the heating resistor layer. A pair of electrodes made of an electron-donating material electrically connected to the heat generating resistor layer at a predetermined position, a protective layer covering the heat generating resistor layer and the electrode, and the protective layer is A pinhole reaching the heating resistor layer and / or the electrode is formed, an aluminum film is formed in the pinhole, the aluminum film is anodized, and the protective layer and the anodized aluminum film are covered. A recording head substrate coated with a second protective layer, and an orifice provided on the recording head substrate for discharging the recording liquid by utilizing the thermal energy supplied by the heating resistor layer. Recording head, characterized in that the equipped with a liquid flow path.
【請求項5】 基体上に電子供与性材料からなり、記録
液を吐出するための熱エネルギーを前記記録液に供給す
る発熱抵抗体層を形成する工程と、 前記発熱抵抗体層の所定の位置に前記発熱抵抗体層と電
気的に接続する電子供与性材料からなる一対の電極を形
成する工程と、 前記発熱抵抗体層および前記電極を被覆する保護層を形
成する工程と、 前記発熱抵抗体層および/または前記電極まで達する前
記保護層のピンホール内に有機金属CVD法により選択
的にアルミニウム膜を形成する工程と、 前記アルミニウム膜を陽極酸化する工程とを含むことを
特徴とする記録ヘッド基板の製造方法。
5. A step of forming a heating resistor layer made of an electron donating material on a substrate and supplying heat energy for discharging the recording liquid to the recording liquid, and a predetermined position of the heating resistor layer. Forming a pair of electrodes made of an electron donating material electrically connected to the heating resistor layer, forming a protective layer covering the heating resistor layer and the electrodes, and the heating resistor. Recording head comprising: a step of selectively forming an aluminum film in a pinhole of the protective layer reaching the layer and / or the electrode by an organometallic CVD method; and a step of anodizing the aluminum film. Substrate manufacturing method.
【請求項6】 請求項5の記録ヘッド基板の製造方法
に、さらに前記保護層および前記陽極酸化されたアルミ
ニウム膜を被覆する第2の保護層を形成する工程を含む
ことを特徴とする記録ヘッド基板の製造方法。
6. The recording head according to claim 5, further comprising the step of forming a second protective layer covering the protective layer and the anodized aluminum film. Substrate manufacturing method.
【請求項7】 前記アルミニウム膜をアルキルアルミニ
ウムハイドライドのガスと水素ガスとを反応させて形成
することを特徴とする請求項5または6に記載の記録ヘ
ッド基板の製造方法。
7. The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 5, wherein the aluminum film is formed by reacting an alkylaluminum hydride gas and a hydrogen gas.
【請求項8】 前記アルキルアルミニウムハイドライド
がジメチルアルミニウムハイドライドであることを特徴
とする請求項7に記載の記録ヘッド基板の製造方法。
8. The method of manufacturing a recording head substrate according to claim 7, wherein the alkyl aluminum hydride is dimethyl aluminum hydride.
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