JPH0725164B2 - 熱インクジェット・プリントヘッド用発熱体 - Google Patents
熱インクジェット・プリントヘッド用発熱体Info
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- JPH0725164B2 JPH0725164B2 JP62007951A JP795187A JPH0725164B2 JP H0725164 B2 JPH0725164 B2 JP H0725164B2 JP 62007951 A JP62007951 A JP 62007951A JP 795187 A JP795187 A JP 795187A JP H0725164 B2 JPH0725164 B2 JP H0725164B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は一般に熱インクジェット・プリントにに係り、
更に特定的には耐インク浸透性と耐インク腐食性および
キャビテーション磨耗が改善された新規な熱インクジェ
ット・プリントヘッドに関する。本発明はまたマルチレ
ベル金属MOS集積回路構造において、プリントヘッドの
相互接続メタライゼーションとMOSパルス駆動回路メタ
ライゼーションとを組合せた新規な集積回路をも提供す
る。
更に特定的には耐インク浸透性と耐インク腐食性および
キャビテーション磨耗が改善された新規な熱インクジェ
ット・プリントヘッドに関する。本発明はまたマルチレ
ベル金属MOS集積回路構造において、プリントヘッドの
相互接続メタライゼーションとMOSパルス駆動回路メタ
ライゼーションとを組合せた新規な集積回路をも提供す
る。
熱インクジェット・プリントについては多数の出版物に
記述されており、本発明に関連するこのような出版物の
一つは、1985年5月発行のヒューレット・パッカード・
ジャーナル、Vol.36、No.5である。
記述されており、本発明に関連するこのような出版物の
一つは、1985年5月発行のヒューレット・パッカード・
ジャーナル、Vol.36、No.5である。
熱インクジェット・プリントヘッドの製造において、タ
ンタル・アルミニウムのような所定の抵抗性材料上にア
ルミニウムの導電体を形成し、抵抗性材料内のリソグラ
フィで画定されたヒータ抵抗器に電流パルスを伝えるた
めの導電体とすることが知られている。これら導電体は
最初に抵抗性材料層の表面にアルミニウムをスパッタ
し、次いで従来のフォトリソグラフィのマスキングおよ
びエッチングのプロセスを利用してアルミニウム中に導
電体パターン(トレースパターン)を画定することによ
り形成される。
ンタル・アルミニウムのような所定の抵抗性材料上にア
ルミニウムの導電体を形成し、抵抗性材料内のリソグラ
フィで画定されたヒータ抵抗器に電流パルスを伝えるた
めの導電体とすることが知られている。これら導電体は
最初に抵抗性材料層の表面にアルミニウムをスパッタ
し、次いで従来のフォトリソグラフィのマスキングおよ
びエッチングのプロセスを利用してアルミニウム中に導
電体パターン(トレースパターン)を画定することによ
り形成される。
この技術分野においては、抵抗性材料および導電性材料
とインクの間に障壁層を形成するために、アルミニウム
・トレース材料と露出した抵抗性材料との上に炭化ケイ
素または窒化ケイ素のような不活性高融点(耐火)物質
を付着させることも知られている。このインクは個別の
溜めに貯蔵され、個別に規定された抵抗器から発生し、
障壁層を通過して障壁層の上のインク溜めに伝えられる
熱エネルギにより加熱される。インクは非常に腐食性が
あり、したがって障壁層は化学的に不活性であるととも
にインクを極度に通さないものであることが重要であ
る。
とインクの間に障壁層を形成するために、アルミニウム
・トレース材料と露出した抵抗性材料との上に炭化ケイ
素または窒化ケイ素のような不活性高融点(耐火)物質
を付着させることも知られている。このインクは個別の
溜めに貯蔵され、個別に規定された抵抗器から発生し、
障壁層を通過して障壁層の上のインク溜めに伝えられる
熱エネルギにより加熱される。インクは非常に腐食性が
あり、したがって障壁層は化学的に不活性であるととも
にインクを極度に通さないものであることが重要であ
る。
上記のプリントヘッド構造の障壁層を形成するのに使用
する付着プロセスにおいて、障壁層の下にあるアルミニ
ウム導電体のうちのエッチングによって除去されて下層
の抵抗層が現れている部分との境界である縁の近傍に相
当する障壁層の部分に曲率半径のかなり小さい曲面がで
きる。この曲面は障壁層である炭化ケイ素層に丸みを帯
びた縁を形成しており、最初はアルミニウム・トレース
の縁を越えて横方向外側へ延び、次に下にある抵抗性材
料が実際に発熱抵抗体として働く領域でアルミニウム・
トレースの縁方向へ向かって下に折り返す。この地点
で、炭化ケイ素の障壁層は、抵抗性材料上に直接付着し
ているところの、別の炭化ケイ素の概ね平坦な領域との
間で交差部分を形成する。この交差部分は、走査電子顕
微鏡(SEM)で観察すれば、脆弱な箇所あるいは領域で
あることを明示する障壁層材料中のクラック、つまりひ
び割れとして見える。この脆弱な箇所あるいは領域であ
るひび割れは、熱インクジェット・プリントヘッドの構
造上及び動作上の故障の原因となることが多い。何故な
らば、プリントヘッドの動作中、そこからインクが浸透
したり、インクの泡の崩壊によるキャビテーション損傷
を生ずるからである。
する付着プロセスにおいて、障壁層の下にあるアルミニ
ウム導電体のうちのエッチングによって除去されて下層
の抵抗層が現れている部分との境界である縁の近傍に相
当する障壁層の部分に曲率半径のかなり小さい曲面がで
きる。この曲面は障壁層である炭化ケイ素層に丸みを帯
びた縁を形成しており、最初はアルミニウム・トレース
の縁を越えて横方向外側へ延び、次に下にある抵抗性材
料が実際に発熱抵抗体として働く領域でアルミニウム・
トレースの縁方向へ向かって下に折り返す。この地点
で、炭化ケイ素の障壁層は、抵抗性材料上に直接付着し
ているところの、別の炭化ケイ素の概ね平坦な領域との
間で交差部分を形成する。この交差部分は、走査電子顕
微鏡(SEM)で観察すれば、脆弱な箇所あるいは領域で
あることを明示する障壁層材料中のクラック、つまりひ
び割れとして見える。この脆弱な箇所あるいは領域であ
るひび割れは、熱インクジェット・プリントヘッドの構
造上及び動作上の故障の原因となることが多い。何故な
らば、プリントヘッドの動作中、そこからインクが浸透
したり、インクの泡の崩壊によるキャビテーション損傷
を生ずるからである。
薄膜抵抗器基板の製造に対する上記の従来技術の方法に
従う特定の問題の他に、一般に、プリント速度とプリン
ト品質とが優れているように最適化したこれら構造内の
薄膜と流体キャビティは、プリント用抵抗器の動作寿命
を短かくすることがわかった。このことはエネルギの上
方許容差が大きくなければならない場合に特に正しい。
熱インクジェットのヒータ抵抗器のプリント寿命から得
られた抵抗器の老化曲線からヒータ抵抗器の早期消滅に
寄与する二つの機構が明確に明らかになる。一つは抵抗
器の端部近くで電気化学的および機械的相互作用により
抵抗値が急速に増大することである。第二は熱的に孤立
した層とパッシベーション層との境界酸化により生ずる
ゆっくりとした、しかし連続的な抵抗値の増大である。
簡単に述べると、抵抗値(オームで表わした)の増大に
寄与する機構はすべて、抵抗値が無限大になると抵抗器
が最終的に故障する方向に導く機構である。
従う特定の問題の他に、一般に、プリント速度とプリン
ト品質とが優れているように最適化したこれら構造内の
薄膜と流体キャビティは、プリント用抵抗器の動作寿命
を短かくすることがわかった。このことはエネルギの上
方許容差が大きくなければならない場合に特に正しい。
熱インクジェットのヒータ抵抗器のプリント寿命から得
られた抵抗器の老化曲線からヒータ抵抗器の早期消滅に
寄与する二つの機構が明確に明らかになる。一つは抵抗
器の端部近くで電気化学的および機械的相互作用により
抵抗値が急速に増大することである。第二は熱的に孤立
した層とパッシベーション層との境界酸化により生ずる
ゆっくりとした、しかし連続的な抵抗値の増大である。
簡単に述べると、抵抗値(オームで表わした)の増大に
寄与する機構はすべて、抵抗値が無限大になると抵抗器
が最終的に故障する方向に導く機構である。
本発明の一般的目的は、特に、障壁層材料内の上述のク
ラックを除き、障壁層におけるインクの浸透と不適当な
キャビテーション磨耗との関連問題を克服する新規且つ
改良された熱インクジェット・プリントヘッドの構造と
その製造法とを提供することである。
ラックを除き、障壁層におけるインクの浸透と不適当な
キャビテーション磨耗との関連問題を克服する新規且つ
改良された熱インクジェット・プリントヘッドの構造と
その製造法とを提供することである。
この目的を達成するために、プリントヘッド構造の抵抗
性ヒータ層を多結晶ケイ素か、ケイ化タンタルまたはケ
イ化チタンまたはケイ化タングステンまたはケイ化モリ
ブデンのような高融点(耐火)ケイ化物または多結晶シ
リコンのいずれかから形成する。次いで、タングステン
またはモリブデンのような高融点金属の導電材料を抵抗
性ヒータ層上に付着させる。次に、フォトリソグラフィ
により導電材料を一部除去する。この除去によって露出
した下層の抵抗性ヒータ層が気泡発生のための発熱体と
なる。次に、二酸化ケイ素の障壁層を化学的蒸着(CV
D)技術を利用して導電材料上に付着させ、次にリフロ
ーさせて導電材料の端部の上方の障壁層の区域にクラッ
クのない滑らかな段差面を形成する。最後に、タンタル
のような外側保護金層層をリフローした二酸化ケイ素障
壁層の頂部にスパッタしてインクの浸透およびキャビテ
ーション磨耗に対する隔離部を更に提供する。
性ヒータ層を多結晶ケイ素か、ケイ化タンタルまたはケ
イ化チタンまたはケイ化タングステンまたはケイ化モリ
ブデンのような高融点(耐火)ケイ化物または多結晶シ
リコンのいずれかから形成する。次いで、タングステン
またはモリブデンのような高融点金属の導電材料を抵抗
性ヒータ層上に付着させる。次に、フォトリソグラフィ
により導電材料を一部除去する。この除去によって露出
した下層の抵抗性ヒータ層が気泡発生のための発熱体と
なる。次に、二酸化ケイ素の障壁層を化学的蒸着(CV
D)技術を利用して導電材料上に付着させ、次にリフロ
ーさせて導電材料の端部の上方の障壁層の区域にクラッ
クのない滑らかな段差面を形成する。最後に、タンタル
のような外側保護金層層をリフローした二酸化ケイ素障
壁層の頂部にスパッタしてインクの浸透およびキャビテ
ーション磨耗に対する隔離部を更に提供する。
本発明の他の実施例においては、上述の新規なプリント
ヘッド構造は金層酸化物ケイ素電界効果トランジスタ
(MOSFET)ドライバのようなパルス駆動回路とともに、
新規なマルチレベル金属集積回路に組込まれる。この集
積回路では、メタライゼーションの第1レベルはタング
ステン、チタン、タンタル、またはモリブデンのような
高融点金属から成り、この金属は抵抗層においてプリン
トヘッド抵抗器の一つの寸法を画定するようにパターン
化されている。1つまたは複数のパッシベーション層が
メタライゼーションの第1レベル上に付着され、これに
1つまたは複数個の開口を形成するように選択的にエッ
チされる。次に、アルミニウムのような、メタライゼー
ションの第2レベルはこの開口内に付着されてメタライ
ゼーションの第1レベルと電気的接触をなし、これによ
りプリントヘッド抵抗器とMOSFETパルス駆動回路などと
の間に相互接続経路が形成される。このようにして、MO
Sあるいはバイポーラ・トランジスタまたは他の半導体
装置をシリコン基板の一領域に形成し、一方プリントヘ
ッド抵抗器を同じシリコン基板の表面上の他の領域に画
定し、形成することができる。次に、上記のマルチレベ
ル相互接続構造を利用して、これらトランジスタの出力
からのアルミニウム相互接続部を、新規なMOSFETドライ
バー・インクジェット・プリントヘッド集積回路構造内
の各種プリントヘッド抵抗器に通じた高融点金属接続部
に接続することができる。
ヘッド構造は金層酸化物ケイ素電界効果トランジスタ
(MOSFET)ドライバのようなパルス駆動回路とともに、
新規なマルチレベル金属集積回路に組込まれる。この集
積回路では、メタライゼーションの第1レベルはタング
ステン、チタン、タンタル、またはモリブデンのような
高融点金属から成り、この金属は抵抗層においてプリン
トヘッド抵抗器の一つの寸法を画定するようにパターン
化されている。1つまたは複数のパッシベーション層が
メタライゼーションの第1レベル上に付着され、これに
1つまたは複数個の開口を形成するように選択的にエッ
チされる。次に、アルミニウムのような、メタライゼー
ションの第2レベルはこの開口内に付着されてメタライ
ゼーションの第1レベルと電気的接触をなし、これによ
りプリントヘッド抵抗器とMOSFETパルス駆動回路などと
の間に相互接続経路が形成される。このようにして、MO
Sあるいはバイポーラ・トランジスタまたは他の半導体
装置をシリコン基板の一領域に形成し、一方プリントヘ
ッド抵抗器を同じシリコン基板の表面上の他の領域に画
定し、形成することができる。次に、上記のマルチレベ
ル相互接続構造を利用して、これらトランジスタの出力
からのアルミニウム相互接続部を、新規なMOSFETドライ
バー・インクジェット・プリントヘッド集積回路構造内
の各種プリントヘッド抵抗器に通じた高融点金属接続部
に接続することができる。
上に要約したプリントヘッドの構造と集積回路との利点
と新規な特徴とは図面を参照した以下の説明を参照する
ことにより一層良く理解され認識されるであろう。
と新規な特徴とは図面を参照した以下の説明を参照する
ことにより一層良く理解され認識されるであろう。
第1図は、本発明によるプリントヘッドの断面図、第2A
図から第2G図は第1図のプリントヘッドの製造工程図で
ある。
図から第2G図は第1図のプリントヘッドの製造工程図で
ある。
第1図においては、出発物質であるプリントヘッド基板
1はシリコンであり、その上に二酸化ケイ素の表面熱絶
縁層(隔離層)2がある。窒化ケイ素層3は二酸化ケイ
素層2の表面に付着され、そして、ケイ化タンタルの抵
抗層4は窒化ケイ素層3の表面上に付着され、これは後
述する幾何学的形状をなす抵抗性ヒータ素子の層材料と
なっている。
1はシリコンであり、その上に二酸化ケイ素の表面熱絶
縁層(隔離層)2がある。窒化ケイ素層3は二酸化ケイ
素層2の表面に付着され、そして、ケイ化タンタルの抵
抗層4は窒化ケイ素層3の表面上に付着され、これは後
述する幾何学的形状をなす抵抗性ヒータ素子の層材料と
なっている。
次の二つの層5および6は共にタングステンであり、そ
して窒化ケイ素の層7は第2のしかもより厚いタングス
テン層6の上面に形成され、図示の幾何学的形状にフォ
トリソグラフィにより画定され、ヒータ抵抗器の横方向
の範囲を決定している。次に、りんケイ酸ガラス(PS
G)の層8は窒化ケイ素層7の上面に形成され、そして
一層軽くドープされたりんガラス(phosphorous glas
s)の他の層9が前のガラス層8の上に形成されてい
る。誘電パッシベーション層7、8、および9は今はSF
6およびアルゴンのような乾性エッチャントを使用して
適切にエッチされる。
して窒化ケイ素の層7は第2のしかもより厚いタングス
テン層6の上面に形成され、図示の幾何学的形状にフォ
トリソグラフィにより画定され、ヒータ抵抗器の横方向
の範囲を決定している。次に、りんケイ酸ガラス(PS
G)の層8は窒化ケイ素層7の上面に形成され、そして
一層軽くドープされたりんガラス(phosphorous glas
s)の他の層9が前のガラス層8の上に形成されてい
る。誘電パッシベーション層7、8、および9は今はSF
6およびアルゴンのような乾性エッチャントを使用して
適切にエッチされる。
タンタルの層10はガラス層9の上面に付着され、さらに
アルミニウムの一層導電的な層11はタンタル層10の上に
付着される。これら相互接続層10と11とは素子構造の左
右の側で、それぞれ、ヒータ抵抗器および相互接続パッ
ドのための二つの表面障壁を画定するようにエッチされ
ている。第1図の左側のこれら導電層10と11とは層4内
に作られたヒータ抵抗器に対するパルス駆動回路のよう
な他の電子装置との電気接続体として働く。このよう
に、第1図のヒータ抵抗器は、新規な構造の金属酸化物
ケイ素(MOS)プリントヘッド集積回路において、タン
グステン層5および6により、相互接続パッド側の導体
10および11を介して、電気的に接続することができる。
たとえば、金属接触部11はメタライゼーションのストリ
ップの形で特定のMOSパルス駆動回路の出力回路として
動作するMOSドライバ電界効果トランジスタの出力すな
わちドレイン端子まで延長することができる。
アルミニウムの一層導電的な層11はタンタル層10の上に
付着される。これら相互接続層10と11とは素子構造の左
右の側で、それぞれ、ヒータ抵抗器および相互接続パッ
ドのための二つの表面障壁を画定するようにエッチされ
ている。第1図の左側のこれら導電層10と11とは層4内
に作られたヒータ抵抗器に対するパルス駆動回路のよう
な他の電子装置との電気接続体として働く。このよう
に、第1図のヒータ抵抗器は、新規な構造の金属酸化物
ケイ素(MOS)プリントヘッド集積回路において、タン
グステン層5および6により、相互接続パッド側の導体
10および11を介して、電気的に接続することができる。
たとえば、金属接触部11はメタライゼーションのストリ
ップの形で特定のMOSパルス駆動回路の出力回路として
動作するMOSドライバ電界効果トランジスタの出力すな
わちドレイン端子まで延長することができる。
次に第2A図から第2Gまでを参照すると、シリコン基板1
は典型的には厚さが15ミルから25ミルで、電気固有抵抗
は約20Ωcmであり、その上に第2A図に示すように厚さが
約1.6ミクロンの熱二酸化ケイ素の層2を備えている。
は典型的には厚さが15ミルから25ミルで、電気固有抵抗
は約20Ωcmであり、その上に第2A図に示すように厚さが
約1.6ミクロンの熱二酸化ケイ素の層2を備えている。
第2B図には低圧化学蒸着(LPCVD)によりSiO2層2の上
に付着している薄い0.1ミクロンの窒化ケイ素Si3N4の層
3を示してある。このプロセスおよび本明細書中で参照
する同様の他のプロセスは半導体処理技術では一般に良
く知られており、たとえば1979年にAddison−Wesleyか
ら発行の「Integrated Circuit Engineering Design,Fa
brication and Application」と題する本の237頁に述べ
られている。
に付着している薄い0.1ミクロンの窒化ケイ素Si3N4の層
3を示してある。このプロセスおよび本明細書中で参照
する同様の他のプロセスは半導体処理技術では一般に良
く知られており、たとえば1979年にAddison−Wesleyか
ら発行の「Integrated Circuit Engineering Design,Fa
brication and Application」と題する本の237頁に述べ
られている。
次に第2C図に示すように、抵抗層4はケイ化タンタルを
500Åと1000Åとの間の厚さにスパッタしてSi3N4層3上
に形成され、タングステン層5はこのステップに続いて
約250Åの厚さにスパッタすることにより形成される。
次に、より厚い、電気抵抗の低いタングステン層6が薄
いタングステン層5の上に化学蒸着(CVD)を利用して
約0.5ミクロンの厚さに成長される。次に、第2D図に示
すように、先に付着した導電層および抵抗層4、5、お
よび6を図示の幾何学的形状にエッチした後、プラズマ
高揚化学蒸着(PECVD)を使用して厚さ約1000Åの窒化
ケイ素SiNxHyの層7をタングステン層6の表面上に付着
させる。このPECVDプロセスは半導体処理技術の当業者
には既知であり、たとえば、1982年にNoyes Publicatio
nsが発行した「Deposition Technologies for Films an
d Coatings」と題する本の376頁以降に述べられてい
る。
500Åと1000Åとの間の厚さにスパッタしてSi3N4層3上
に形成され、タングステン層5はこのステップに続いて
約250Åの厚さにスパッタすることにより形成される。
次に、より厚い、電気抵抗の低いタングステン層6が薄
いタングステン層5の上に化学蒸着(CVD)を利用して
約0.5ミクロンの厚さに成長される。次に、第2D図に示
すように、先に付着した導電層および抵抗層4、5、お
よび6を図示の幾何学的形状にエッチした後、プラズマ
高揚化学蒸着(PECVD)を使用して厚さ約1000Åの窒化
ケイ素SiNxHyの層7をタングステン層6の表面上に付着
させる。このPECVDプロセスは半導体処理技術の当業者
には既知であり、たとえば、1982年にNoyes Publicatio
nsが発行した「Deposition Technologies for Films an
d Coatings」と題する本の376頁以降に述べられてい
る。
さらに第2D図に示すステップでは、りん含有量が約8パ
ーセントになるようにドープされたりんドープ・ガラス
SiO2の層8を化学蒸着(CVD)により図示の輪郭に形成
し、その後、この構造体を1000℃で約15分間アニーリン
グ(熱処理)し、ケイ化タンタルの抵抗層4を安定化
し、抵抗器端部上のりんドープされたまたはりんケイ酸
ガラス(PSG)をリフローさせる。次いで、りんケイ酸
ガラスの層9を層8の表面に厚さ約2000Åに形成し、り
ん含有量が約4パーセントになるようにドープする。こ
のPSG層9は、第2E図に示してあるが、以後に形成され
るアルミニウム最終導体を攻 する可能性のあるりん酸
の形成を排除するような働きをする。
ーセントになるようにドープされたりんドープ・ガラス
SiO2の層8を化学蒸着(CVD)により図示の輪郭に形成
し、その後、この構造体を1000℃で約15分間アニーリン
グ(熱処理)し、ケイ化タンタルの抵抗層4を安定化
し、抵抗器端部上のりんドープされたまたはりんケイ酸
ガラス(PSG)をリフローさせる。次いで、りんケイ酸
ガラスの層9を層8の表面に厚さ約2000Åに形成し、り
ん含有量が約4パーセントになるようにドープする。こ
のPSG層9は、第2E図に示してあるが、以後に形成され
るアルミニウム最終導体を攻 する可能性のあるりん酸
の形成を排除するような働きをする。
プロセスのこの点で、三重層パッシベーション(7、
8、および9)を第2F図に参照番号6で示すようにCVD
タングステン層までドライエッチする。次に、タンタル
のキャビテーション障壁10とアルミニウム最終相互接続
層11とがそれぞれ厚さ約0.6ミクロンおよび0.4ミクロン
にスパッタされる。これらのステップは第2G図に概要を
図示してあるが、第1図の複合集積回路構造と同一な合
成構造が完成される。パッドまたは相互接続層10および
11は湿式化学エッチング技術によりパターン化され第2G
図に示す装置の幾何学的形状を画定する。以下に本実施
例のプリントヘッドの各要素の寸法、性質について述べ
る。
8、および9)を第2F図に参照番号6で示すようにCVD
タングステン層までドライエッチする。次に、タンタル
のキャビテーション障壁10とアルミニウム最終相互接続
層11とがそれぞれ厚さ約0.6ミクロンおよび0.4ミクロン
にスパッタされる。これらのステップは第2G図に概要を
図示してあるが、第1図の複合集積回路構造と同一な合
成構造が完成される。パッドまたは相互接続層10および
11は湿式化学エッチング技術によりパターン化され第2G
図に示す装置の幾何学的形状を画定する。以下に本実施
例のプリントヘッドの各要素の寸法、性質について述べ
る。
〔発明の効果〕 このように、高融点局部接続メタライゼーション、すな
わち、タングステンにより、続いて付着されるりんドー
プケイ素ガラス(PSG)の高温リフローが可能となり、
これにより抵抗器電極端部をシールする新規なプリント
ヘッド装置の構造と製造法とが提供される。窒化ケイ素
の膜は抵抗膜の上下に形成され、したがって、有効な酸
化障壁として役立つとともに、上層の窒化ケイ素膜が更
に水分障壁として働く。高融点ケイ化物抵抗膜は優れた
高温安定性を示す他に、相互接続メタライゼーションを
施す前に構造体を1100℃までの熱処理に耐える能力があ
る。
わち、タングステンにより、続いて付着されるりんドー
プケイ素ガラス(PSG)の高温リフローが可能となり、
これにより抵抗器電極端部をシールする新規なプリント
ヘッド装置の構造と製造法とが提供される。窒化ケイ素
の膜は抵抗膜の上下に形成され、したがって、有効な酸
化障壁として役立つとともに、上層の窒化ケイ素膜が更
に水分障壁として働く。高融点ケイ化物抵抗膜は優れた
高温安定性を示す他に、相互接続メタライゼーションを
施す前に構造体を1100℃までの熱処理に耐える能力があ
る。
上記の構造体およびそのケイ化物層は集積回路処理に適
応できるとともに、論理状態を表わす抵抗器および駆動
トランジスタを製作した後に、抵抗層、導体層、および
パッシベーション層を作ることができる。本発明の非常
に重要な利点の一つはシリコンのような単独の共通の半
導体基板を基板の一領域にMOSまたはバイポーラ駆動ト
ランジスタを作り、基板の他の領域に熱インクジェット
・プリントヘッド抵抗器を作るのに使用することができ
るという事実である。その後でこれらの素子を上述のマ
ルチレベル金属相互接続方式を利用して相互に接続する
ことができる。
応できるとともに、論理状態を表わす抵抗器および駆動
トランジスタを製作した後に、抵抗層、導体層、および
パッシベーション層を作ることができる。本発明の非常
に重要な利点の一つはシリコンのような単独の共通の半
導体基板を基板の一領域にMOSまたはバイポーラ駆動ト
ランジスタを作り、基板の他の領域に熱インクジェット
・プリントヘッド抵抗器を作るのに使用することができ
るという事実である。その後でこれらの素子を上述のマ
ルチレベル金属相互接続方式を利用して相互に接続する
ことができる。
第1図は本発明によるプリントヘッドの断面図、第2A図
から第2G図は第1図のプリントヘッドの製造工程図であ
る。 1:シリコン基板、2:熱融離層(SiO2)、3:窒化ケイ素
層、4:抵抗層、5,6:タングステン層、7:窒化ケイ素層、
8,9:PSG層、10:タンタル層、11:アルミニウム層。
から第2G図は第1図のプリントヘッドの製造工程図であ
る。 1:シリコン基板、2:熱融離層(SiO2)、3:窒化ケイ素
層、4:抵抗層、5,6:タングステン層、7:窒化ケイ素層、
8,9:PSG層、10:タンタル層、11:アルミニウム層。
Claims (5)
- 【請求項1】基板と、前記基板上に形成された薄膜抵抗
層と、前記薄膜抵抗層上に抵抗素子の寸法を画定するよ
うに形成された導電パターンと、前記導電パターンおよ
び前記抵抗素子上に形成され、リフローされた二酸化ケ
イ素層とを有する熱インクジェット・プリントヘッド用
発熱体。 - 【請求項2】前記リフローされた二酸化ケイ素層はりん
ケイ酸ガラス層であることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の熱インクジェット・プリントヘッド用発熱
体。 - 【請求項3】前記二酸化ケイ素層に開設された開口部を
介して前記導電パターンに電気的に接続される相互接続
金属層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
または第2項記載の熱インクジェット・プリントヘッド
用発熱体。 - 【請求項4】前記抵抗素子上の前記二酸化ケイ素層上に
金属の障壁層を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
第1項ないし第3項記載の熱インクジェット・プリント
ヘッド用発熱体。 - 【請求項5】前記導電パターン及び前記薄膜抵抗層の上
下に夫々窒化ケイ素の保護層を設けたことを特徴とする
特許請求の範囲第1項ないし第4項記載の熱インクジェ
ット・プリントヘッド用発熱体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/820,754 US4719477A (en) | 1986-01-17 | 1986-01-17 | Integrated thermal ink jet printhead and method of manufacture |
US820754 | 1986-01-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62169660A JPS62169660A (ja) | 1987-07-25 |
JPH0725164B2 true JPH0725164B2 (ja) | 1995-03-22 |
Family
ID=25231632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62007951A Expired - Fee Related JPH0725164B2 (ja) | 1986-01-17 | 1987-01-16 | 熱インクジェット・プリントヘッド用発熱体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4719477A (ja) |
EP (1) | EP0229673B1 (ja) |
JP (1) | JPH0725164B2 (ja) |
CA (1) | CA1275854C (ja) |
DE (1) | DE3780177T2 (ja) |
HK (1) | HK46693A (ja) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4947192A (en) * | 1988-03-07 | 1990-08-07 | Xerox Corporation | Monolithic silicon integrated circuit chip for a thermal ink jet printer |
JPH0764072B2 (ja) * | 1988-03-07 | 1995-07-12 | ゼロックス コーポレーション | バブル・インクジェット印字機構のシリコン集積回路チップ |
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US5068674A (en) * | 1988-06-07 | 1991-11-26 | Canon Kabushiki Kaisha | Liquid jet recording head stabilization |
US5081474A (en) * | 1988-07-04 | 1992-01-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording head having multi-layer matrix wiring |
US5243363A (en) * | 1988-07-22 | 1993-09-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Ink-jet recording head having bump-shaped electrode and protective layer providing structural support |
US5570119A (en) * | 1988-07-26 | 1996-10-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Multilayer device having integral functional element for use with an ink jet recording apparatus, and recording apparatus |
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JP2840271B2 (ja) * | 1989-01-27 | 1998-12-24 | キヤノン株式会社 | 記録ヘッド |
US5189436A (en) * | 1989-03-29 | 1993-02-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording method that selects a movement velocity in conformity with a recognized recording width to accomplish recording and recording apparatus using the same method |
JP2933970B2 (ja) * | 1989-03-29 | 1999-08-16 | キヤノン株式会社 | 記録方法及び前記記録方法を用いた記録装置 |
EP0390548B1 (en) * | 1989-03-31 | 1995-02-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording head and substrates therefor having pads |
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