SU1071456A1 - Способ создани термопечатающей головки - Google Patents

Abstract

СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЕРМОПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ, включающий последовательное нанесение на диэлектрическую, подложку резистивного -сло , электропровод щего сло , получение требуемого рисунка этих слоев, формирона-. ние маскирующего сло  на электропровод щем слое с образованием на последнем открытых участков, формирование реэистивных элементов, удаление маскирующего сло , формирование защитного сло  MS оксида алюмини , о т личающийс  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных характеристик и повышени  качества печати , формирование защитного сло  осуществл ют сквознь электролитическим окислением открь тых участков электропровод щего сло  в электролитах , раствор ющих оксид материала электропровод щего сло , и частичным электролитическим окислением ре- о зистивного сло  до достижени  требуе СЛ мого номинала резисторов.

Description

Изобретение относитс  к микроэлектронике и может быть использова но в тонкопленочной технологии гиб ридных микросхем, в частности при иэготовле.1ии термопечатающих голово дл  печатного вывода данных и построени  графиков. Известен способ создани  теплово печатающей головки, включающий нанесение на диэлектрическую подложку толстопленочных резистивных элементов и электропровод щих электродов способом трафаретной печати L11 . Недостатками данного способа  вл ютс  низкое быстродействие обусловленное большой массой и тепловой инерционностью, а также неравномер: ное качество печати, обусловленное трудностью получени  единообразных резисторов. Известен также способ создани  тонкопленочной печатающей головки, включающий нанесение на диэлектриче скую подложку резистивного сло  затем электропровод щего сло , получе ние требуемого рисунка этих слоев, нанесение маскирующего сло , травле ние незащищенных участков электропровод щего сло  и удаление маскирующего сло  С 21. Недостатками известного способа  вл ютс  низка  надежность и износо стойкость, обусловленна  отсутствие защитного покрыти  на резистивном слое, что приводит к его окислению, коррозии и разрушению в процессе эксплуатации, а также низкое качество печати, обусловленное отсутствием однородного и плотного конта та резисторхэв с бумагой при печатании . Известен способ создани  термопечатающей головки, включающий последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного сло электропровод щег о сло , получение требуемого рисунка этих слоев, формирование маскирующего сло  на элек тропровод щем слое с образованием на последнем открытых участков, фор мирование резистивных элементов, уд ление маскирующего сло , формирование защитного сло  из оксида алюмини  СЗЗ . Недостатком данного способа  вл етс  то, что защитные слои лежат не только над резистивными элементами , но и над электропровод щими, что приводит к увеличению тепловой массы и инерционности термопечатаюией головки, а также взаимному, тепловому вли нию соседних резисторов Кроме того, не обеспечиваетс  однородный и плотный контакт нагреваемых участков с бумагой при термопе чатании. Все это вместе приводит к снижению качества печати и быстродействи  головки. В случае создани  локального защитного сло  только над резисторами необходимо дл  формировани  каждого защитного сло  проводить операцию фотолитографии и избирательного химического травлени  с использованием агрессивных селективных травителей. Применение таких химических травителей не позвол ет получить воспроизводимые по площади защитные слои и номиналы резисторов из-за клина травлени  и воздействи  травителей на нижележащие слои, что снижает качество печати термопечатающей головки . Недостатком способа  вл етс  также различ,;е температурных коэффициентов раст жени  как материалов защитных слоев, так и резистивного сло , что приводит к возникновению механических напр жений в этих сло х и их растрескиванию при термоциклировании в процессе эксплуатации, ч-ро снижает надежность термопечат ающей голов к и. Пель изобретени  - улучшение эксплуатационных характеристик головки и повышение качества печати. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу создани  термопечатающей головки, включающему последовательное нанесение на диэлектрическую подложку резистивного сло , электропровод щего сло , получение требуемого рисунка этих , формирование маскирующего сло  на электропровод щем слое с образованием на последнем открытых участков, формирование резистивных элементов, удаление маскирующего сло , формирование защитного сло  из оксида алюмини ,, формирование защитного сло  осуществл ют сквозным электролитическим окислением открытых участков электропровод щего сло  в электролитах, раствор ющих оксид материала электропровод щего сло , и частичным электролитическим окислением резистивного сло  до достижени  требуемого номинала резисторов. На фиг. 1-5 изображены отдельные этапы создани  тонкопленочной печатающей головки. На диэлектрическую подложку 1 Гфиг. 1) нанос т слой резистивного материала 2, затем слой электропровод щего материала 3, получают требуемый рисунок этих слоев (фиг.2), нанос т маскирующий слой 4 фиг.З), после чего анодным электролитиче- , ским окислением перевод т открытые участки электропровод щего сло  йолностью в окисел 5 (фиг. 4), а резистивного сло  частично в окисел б (фиг. 4У V удал ют маскирующий, слой (фиг..5).

Толщина наносимого резистивного сло  выбираетс  такой, чтобы после электролитического окислени  толадк- на, оставшегос  резистивного сло , соответствовала требуемому номиналу резистивного элемента.5

Пример 1. На ситалловые подложки СТ50-1 методом электроннолучевого испарени  нанос т слой Та толщиной S затем слой А толщиной 1,5 мкм. Затем с помощью Ю стандартных методов фотолитографии формируют тр.ебуемый рисунок этих слоев, после 4er.j формируют фоторезистную маску и в электролитической  чейке с помощью потенциостата . j П-5827.М провод т сквозное анодное окисление открытых участков алюмини  и частичное окисление сло  Та в электролите, содержащем смесь водных растворов 3%-ной щавелевой (,) и 0,6%-ной серной () кислот. 20

Процесс анодировани  провод т при температуре электролита ЗОС, конечном -напр жении формовки В и плотности остаточного тока формовки 10 А/см . Толщина образую- 25 щегос  при этом окисла 1,8 мкм, толщина Та2О5 1700 ;, тольшна резистивного сло  после анодировани  400 Л.

Пример 2. На ситалловые 30 подложки СТ-50-1 методом ионноплазменного распылени  в атмосфере аргона на установке УРМЗ.279.014 с комбинированной мишени нанос т слой сплава TaAl с процентным со- 35 держанием Л1 до 45 ат.% толш.иной 1300 г затем нанос т слой А1 толщи . ной 1,5 мкм. После этого с помощью стандартных методов фотолитографии формируют требуемый рисунок этих дл слоев затем создают фоторезистную маску и в электролитической  чейке с помощью потенциостата П-5827М провод т сквозное анодирование, окисление открытых участков алюмини  И частичное окисление сло  TaAl в электролите, содержащем смесь водных растворов 3%-ной щавелевой (HjCjO) и 0,6%-ной серной (HjSOi,) кислот. .Процесс анодного окислени  провод т при температуре электролита , 50 конечном напр жении формовки-100 В и плотности остаточного типа формовки Ю А/см . Толщина образующегос  сло  пористого окисла AlzOj ,8 мкм, толщина окисленного TaAl 55 1600 л, толщина резистивного сло  TaAl после анодного окислени  500 А.

Пример 3. На ситалловые подложки-СТ-50-1 методом реактивного катодного распылени  на посто нном 60 токе в атмосфере азотана установке УРМЗ.279.013 нанос т слой ТаМ толщиной 1100 f, после чего нанос т слой Al толщиной 1,5 мкм. После этого с .помощью стандартных методов фотоли- 45

тографии формируют требуемый рису- нок этих слоев, затем создают фоторезистную маску и в электролитической  чейке с помощью потенциостата П-2827М провод т сквозное окисление открытых участков алюмини  и частичное окисление резистивного сло  TaN в электролите, содержащем смесь водных растворов 3%-ной щавелевой (,) и 0,%-ной серной (, кислот. Процесс анодного оксилени  провод т при температуре электролита 20°С, конечном напр жении формовки 130 В и плотности остаточного тока формовки А/см . Толщина образующегос  сло  пористого окисла 1,8 мкм толщина окисленного TaN - 1800 rf, толщина резистивного сло  TaN пос-ле анодного окислени  500.

Применение операции сквозного анодного окислени  электропровод щего сло  и частичного окислени  резистивного сло  приводит к формировнию резистивных элементов, поверхность которых защищена двойным диг электрическим слоем, состо щим из плотного окисла материала резистивного сло  и оксила пористого типа материала электропровод щего сло .

Окислы Та, TaAl и TaN , полученные электролитическим анодированием при своей незначительной толщине (1500-2000 А)  вл ютс  однородными, беспористыми, обладают высокими диэлектрическими и защитными свойствами и исключают возможность окислени  и коррозии резистивного материала , повышают стабильность резисторов и следовательно, повышают надежность термопечатающей головки.

Окисный слой пористого тип имеет регул рную  чеистую структуру расположен только над нагреваемыми резисторами, т.е. имеет небольшую тепловую массу, что обеспечивает кратковременный разогрев и быстрое остывание разогреваемых областей и, следовательно, повышаетс  быстродействие термопечатающей головки и снижаетс  потребл ема  мощность.

При анодном окислении алюмини  .sa счет того, что алюминий имеет ко|эффициент объемного сюста окисла . происходит увеличение объема растущего окисла, поверхность которого образует выступы, что обеспечивает однородный и плотный контакт с термобумагой при печатании. Причем применение операции электролитического анодировани  позвол ет получат выступающие области защитного покрыти  А12Оэ воспроизводимой площади, все это вместе повышает как качество печати, так и быстродействие термопечатак дей головки.

Близкие коэффициенты температурного расширени  резистивного и защитных слоев, а также эластичность, сло  , обусловленна  его пористостью , исключает возможность растрескивани  и разрушени  этих слоев в процессе эксплуатации, что повышает.надежность термопечатающей головки.

Кроме того, применение операции анодного окислени  позвол ет проводить подгонку номиналов сопротивлени  резисторов, что также повииает качество печати.

Таким образом, предложенный способ повышает быстродействие и надежность термопечатагацей головки , а также качество печати .

Claims (1)

1. СПОСОБ СОЗДАНИЯ ТЕРМОПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ , включающий последовательное нанесение на диэлектрическую, подложку резистивного слоя, электропроводящего слоя, получение требу емого рисунка этих слоев, формирова-. ние маскирующего слоя на электропроводящем слое с образованием на последнем открытых участков, формирование резистивных элементов, удаление маскирующего слоя, формирование защитного слоя иЭ оксида алюминия, о т личающий'ся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных характеристик и повышения качества печати, формирование защитного слоя осуществляют сквозным электролитическим окислением открытых участков электропроводящего слоя в электроли тах, растворяющих оксид материала электропроводящего слоя, и частичным электролитическим окислением ре- о зистивного слоя до достижения требуе-) мого номинала резисторов.

   Фиг.1

   SU „„1071456