JPH10250080A - インクジェットプリントヘッドに用いる遷移金属炭化物膜 - Google Patents
インクジェットプリントヘッドに用いる遷移金属炭化物膜Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 消耗に対する耐性が強化された熱機械的不動
態化層を有するインクジェットプリントヘッドを提供す
ること 【解決手段】 複数の薄膜層と、該複数の薄膜層に画定
された複数のインク発射ヒータ抵抗と、前記複数の薄膜
層上に配置されたパターン形成されたタンタル炭化物層
と、該タンタル炭化物層上に配置されたインクバリア層
と、個々の薄膜抵抗上で前記インクバリア層に形成され
た個々のインクチャンバであって前記バリア層のチャン
バ開口部によって形成された個々のインクチャンバとを
備えた薄膜基板を備えたインクジェットプリントヘッ
ド。
態化層を有するインクジェットプリントヘッドを提供す
ること 【解決手段】 複数の薄膜層と、該複数の薄膜層に画定
された複数のインク発射ヒータ抵抗と、前記複数の薄膜
層上に配置されたパターン形成されたタンタル炭化物層
と、該タンタル炭化物層上に配置されたインクバリア層
と、個々の薄膜抵抗上で前記インクバリア層に形成され
た個々のインクチャンバであって前記バリア層のチャン
バ開口部によって形成された個々のインクチャンバとを
備えた薄膜基板を備えたインクジェットプリントヘッ
ド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般にインクジェ
ットプリンティングに関し、特に、インクジェットカー
トリッジ用の薄膜インクジェットプリントヘッド及びか
かるプリントヘッドの製造方法に関する。
ットプリンティングに関し、特に、インクジェットカー
トリッジ用の薄膜インクジェットプリントヘッド及びか
かるプリントヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】インクジェット印刷技術は、比較的十分
に開発されている。コンピュータ用プリンタ、グラフィ
ックスプロッタ、及びファクシミリ機といった商品は、
インクジェット技術を実施して印刷された媒体を生成す
る。例えば、インクジェット技術に対するヒューレット
・パッカード・カンパニーの貢献について、Hewlett-Pa
ckard JournalのVol.36,No.5(1985年5月)、Vol.39,No.5
(1988年10月)、Vol.43,No.4(1992年8月)、Vol.43,No.6
(1992年12月)、Vol.45,No.1(1994年2月)に多数の論文が
記載されている。なお、本引用をもってそれらの開示内
容を本書に包含させたものとする。
に開発されている。コンピュータ用プリンタ、グラフィ
ックスプロッタ、及びファクシミリ機といった商品は、
インクジェット技術を実施して印刷された媒体を生成す
る。例えば、インクジェット技術に対するヒューレット
・パッカード・カンパニーの貢献について、Hewlett-Pa
ckard JournalのVol.36,No.5(1985年5月)、Vol.39,No.5
(1988年10月)、Vol.43,No.4(1992年8月)、Vol.43,No.6
(1992年12月)、Vol.45,No.1(1994年2月)に多数の論文が
記載されている。なお、本引用をもってそれらの開示内
容を本書に包含させたものとする。
【０００３】一般に、インクジェットイメージは、イン
クジェットプリントヘッドとして知られているインク滴
生成装置によって発せられるインク滴の印刷媒体上への
精確な配置に従って形成される。典型的には、インクジ
ェットプリントヘッドは、印刷媒体の表面上を横断する
可動キャリッジ上に取り付けられ、マイクロプロセッサ
その他の制御装置のコマンドに従って適当な時点でイン
ク滴を射出するよう制御される。このとき、インク滴の
適用のタイミングは、印刷されるイメージの画素パター
ンに対応するよう意図されたものとなる。
クジェットプリントヘッドとして知られているインク滴
生成装置によって発せられるインク滴の印刷媒体上への
精確な配置に従って形成される。典型的には、インクジ
ェットプリントヘッドは、印刷媒体の表面上を横断する
可動キャリッジ上に取り付けられ、マイクロプロセッサ
その他の制御装置のコマンドに従って適当な時点でイン
ク滴を射出するよう制御される。このとき、インク滴の
適用のタイミングは、印刷されるイメージの画素パター
ンに対応するよう意図されたものとなる。
【０００４】典型的なヒューレット・パッカード・カン
パニーのインクジェットプリントヘッドは、オリフィス
プレートに精確に形成されたノズルのアレイを備えてい
る。このオリフィスプレートはインクバリア層に取り付
けられ、更に該インクバリア層が薄膜基礎構造に取り付
けられる。該薄膜基礎構造は、インク発射ヒータ抵抗及
び該抵抗をイネーブルにするための装置を備えている。
前記インクバリア層は、関連するインク発射抵抗上に配
置されたインクチャンバを含むインクチャネルを画定
し、前記オリフィスプレートのノズルが、それぞれに関
連するインクチャンバと整列される。前記インクチャン
バと、該インクチャンバに隣接する前記薄膜基礎構造及
び前記オリフィスプレートの部分とによって、インク滴
生成領域が形成される。
パニーのインクジェットプリントヘッドは、オリフィス
プレートに精確に形成されたノズルのアレイを備えてい
る。このオリフィスプレートはインクバリア層に取り付
けられ、更に該インクバリア層が薄膜基礎構造に取り付
けられる。該薄膜基礎構造は、インク発射ヒータ抵抗及
び該抵抗をイネーブルにするための装置を備えている。
前記インクバリア層は、関連するインク発射抵抗上に配
置されたインクチャンバを含むインクチャネルを画定
し、前記オリフィスプレートのノズルが、それぞれに関
連するインクチャンバと整列される。前記インクチャン
バと、該インクチャンバに隣接する前記薄膜基礎構造及
び前記オリフィスプレートの部分とによって、インク滴
生成領域が形成される。
【０００５】前記薄膜基礎構造は、典型的には、薄膜イ
ンク発射抵抗を形成する様々な薄膜層が上部に形成され
るシリコン等の基板と、抵抗をイネーブルにする装置
と、プリントヘッドに対する外部の電気的接続のために
設けられたボンディングパッドとの相互接続部とから構
成されている。更に詳細には、該薄膜基礎構造は、熱機
械的な不動態化層として抵抗上に配置されたタンタルの
上部薄膜層を備えたものとなる。
ンク発射抵抗を形成する様々な薄膜層が上部に形成され
るシリコン等の基板と、抵抗をイネーブルにする装置
と、プリントヘッドに対する外部の電気的接続のために
設けられたボンディングパッドとの相互接続部とから構
成されている。更に詳細には、該薄膜基礎構造は、熱機
械的な不動態化層として抵抗上に配置されたタンタルの
上部薄膜層を備えたものとなる。
【０００６】インクバリア層は、典型的には、薄膜基礎
構造に対する乾式フィルムとして積層されたポリマー材
料であり、光画定可能であってＵＶ（紫外線）及び熱の
両者により硬化可能となるよう設計される。
構造に対する乾式フィルムとして積層されたポリマー材
料であり、光画定可能であってＵＶ（紫外線）及び熱の
両者により硬化可能となるよう設計される。
【０００７】オリフィスプレート、インクバリア層、及
び薄膜基礎構造の物理的構成の一例が、上記で引用した
1994年2月発行のHewlettーPackard Journalの44頁に示さ
れている。インクジェットプリントヘッドのその他の例
は、本出願人の米国特許第4,719,477号及び米国特許第
5,317,346号に開示されている。なお、本引用をもって
それらの開示内容を本書に包含させたものとする。
び薄膜基礎構造の物理的構成の一例が、上記で引用した
1994年2月発行のHewlettーPackard Journalの44頁に示さ
れている。インクジェットプリントヘッドのその他の例
は、本出願人の米国特許第4,719,477号及び米国特許第
5,317,346号に開示されている。なお、本引用をもって
それらの開示内容を本書に包含させたものとする。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】前述のインクジェット
プリントヘッド構成に関して考慮すべき事項として、タ
ンタル不動態化層の局所領域の加速された酸化によりヒ
ータ抵抗の寿命が短縮されることが挙げられる。
プリントヘッド構成に関して考慮すべき事項として、タ
ンタル不動態化層の局所領域の加速された酸化によりヒ
ータ抵抗の寿命が短縮されることが挙げられる。
【０００９】上述のインクジェットプリントヘッド構成
に関する他の考慮事項として、薄膜基礎構造からのイン
クバリア層の層剥離が挙げられる。該層剥離は、主に周
囲の湿気及びインク滴生成領域における薄膜基礎構造／
バリア界面の縁部と絶えず接触しているインク自体が原
因で生じる。
に関する他の考慮事項として、薄膜基礎構造からのイン
クバリア層の層剥離が挙げられる。該層剥離は、主に周
囲の湿気及びインク滴生成領域における薄膜基礎構造／
バリア界面の縁部と絶えず接触しているインク自体が原
因で生じる。
【００１０】タンタル熱機械的不動態化層はインクバリ
ア層に対する接着を改善するという更なる機能を提供す
るものであることが判明した。タンタルに対するバリア
層の接着は、使い捨て式インクジェットカートリッジに
組み込まれたプリントヘッドには充分であることが証明
されたが、タンタルへのバリア層の接着は、頻繁に交換
されることのない半永久的なインクジェットプリントヘ
ッドの場合には充分に強靱なものとはならない。更に、
インクの化学の新たな発達の結果として、薄膜基礎構造
とバリア層との間の界面ならびにバリア層とオリフィス
プレートとの間の界面を一層攻撃的に剥離させる製剤が
生じることとなった。
ア層に対する接着を改善するという更なる機能を提供す
るものであることが判明した。タンタルに対するバリア
層の接着は、使い捨て式インクジェットカートリッジに
組み込まれたプリントヘッドには充分であることが証明
されたが、タンタルへのバリア層の接着は、頻繁に交換
されることのない半永久的なインクジェットプリントヘ
ッドの場合には充分に強靱なものとはならない。更に、
インクの化学の新たな発達の結果として、薄膜基礎構造
とバリア層との間の界面ならびにバリア層とオリフィス
プレートとの間の界面を一層攻撃的に剥離させる製剤が
生じることとなった。
【００１１】具体的には、インクからの水が、バリア層
の大部分を介した浸透及び薄膜基礎構造／バリア界面に
沿った浸透によって、薄膜基礎構造／バリア界面へと進
入し、その結果、加水分解等の化学的メカニズムによっ
て該界面の剥離が生じる。
の大部分を介した浸透及び薄膜基礎構造／バリア界面に
沿った浸透によって、薄膜基礎構造／バリア界面へと進
入し、その結果、加水分解等の化学的メカニズムによっ
て該界面の剥離が生じる。
【００１２】結合表面としてのタンタルに関する問題
は、タンタル層が最初にスパッタリング装置で形成され
た際には純粋なタンタルであるのに該タンタル層が酸素
を含む雰囲気にさらされると直ぐに酸化タンタル層が形
成されてしまうことに起因するものである。酸化物とポ
リマー膜との間の化学結合は、水によって容易に劣化す
る傾向がある。これは、水が前記酸化物と水素結合を形
成して、元のポリマーと酸化物間との間の結合と競合し
て該元の結合に取って代わってしまい、このためインク
製剤（特に攻撃性の強いもの）が、金属酸化物とポリマ
ーバリア層との間の界面を剥離させることとなる。
は、タンタル層が最初にスパッタリング装置で形成され
た際には純粋なタンタルであるのに該タンタル層が酸素
を含む雰囲気にさらされると直ぐに酸化タンタル層が形
成されてしまうことに起因するものである。酸化物とポ
リマー膜との間の化学結合は、水によって容易に劣化す
る傾向がある。これは、水が前記酸化物と水素結合を形
成して、元のポリマーと酸化物間との間の結合と競合し
て該元の結合に取って代わってしまい、このためインク
製剤（特に攻撃性の強いもの）が、金属酸化物とポリマ
ーバリア層との間の界面を剥離させることとなる。
【００１３】
【課題を解決するための手段】したがって、消耗に対す
る耐性が強化された熱機械的不動態化層を有するインク
ジェットプリントヘッドを提供することが有益である。
る耐性が強化された熱機械的不動態化層を有するインク
ジェットプリントヘッドを提供することが有益である。
【００１４】また薄膜基礎構造とインクバリア層との間
の界面の層剥離を低減させる改善されたインクジェット
プリントヘッドを提供することが有益である。
の界面の層剥離を低減させる改善されたインクジェット
プリントヘッドを提供することが有益である。
【００１５】更に、ポリマーバリア層が安定した化学結
合を形成することができる結合場所を提供する結合表面
をインクジェットプリントヘッドに提供することが有益
である。
合を形成することができる結合場所を提供する結合表面
をインクジェットプリントヘッドに提供することが有益
である。
【００１６】上述その他の利点は、複数の薄膜層と、該
複数の薄膜層に画定された複数のインク発射ヒータ抵抗
と、前記複数の薄膜層上に配置されたパターン形成され
たタンタル炭化物層と、該タンタル炭化物層上に配置さ
れたインクバリア層と、個々の薄膜抵抗上で前記インク
バリア層に形成された個々のインクチャンバであって前
記バリア層のチャンバ開口部によって形成された個々の
インクチャンバとを備えた薄膜基板を備えたインクジェ
ットプリントヘッドにおいて本発明により提供される。
前記タンタル炭化物層は、酸化及び耐消耗層及び／又は
バリア接着層を形成する。
複数の薄膜層に画定された複数のインク発射ヒータ抵抗
と、前記複数の薄膜層上に配置されたパターン形成され
たタンタル炭化物層と、該タンタル炭化物層上に配置さ
れたインクバリア層と、個々の薄膜抵抗上で前記インク
バリア層に形成された個々のインクチャンバであって前
記バリア層のチャンバ開口部によって形成された個々の
インクチャンバとを備えた薄膜基板を備えたインクジェ
ットプリントヘッドにおいて本発明により提供される。
前記タンタル炭化物層は、酸化及び耐消耗層及び／又は
バリア接着層を形成する。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下の詳細な説明及び幾つかの図
面において、同様の構成要素には同様の符号を付してあ
る。
面において、同様の構成要素には同様の符号を付してあ
る。
【００１８】図１は、本発明を用いることが可能なイン
クジェットプリントヘッドを実際とは異なる尺度で概略
的に示す斜視図である。該インクジェットプリントヘッ
ドは一般に、(a)シリコン等の基板から構成され様々な
薄膜層が上部に形成された薄膜基礎構造即ちダイ11と、
(b)該薄膜基礎構造11上に配置されたインクバリア層12
と、(c)炭化珪素接着層14によってインクバリア12の上
部に取り付けられたオリフィス即ちノズルプレート13と
を備えている。
クジェットプリントヘッドを実際とは異なる尺度で概略
的に示す斜視図である。該インクジェットプリントヘッ
ドは一般に、(a)シリコン等の基板から構成され様々な
薄膜層が上部に形成された薄膜基礎構造即ちダイ11と、
(b)該薄膜基礎構造11上に配置されたインクバリア層12
と、(c)炭化珪素接着層14によってインクバリア12の上
部に取り付けられたオリフィス即ちノズルプレート13と
を備えている。
【００１９】薄膜基板11は、集積回路製造技術により形
成され、内部に薄膜ヒータ抵抗56が形成される。典型的
な例として、薄膜ヒータ抵抗56は、薄膜基礎構造の長手
方向の縁部に沿って複数行をなすように配置される。
成され、内部に薄膜ヒータ抵抗56が形成される。典型的
な例として、薄膜ヒータ抵抗56は、薄膜基礎構造の長手
方向の縁部に沿って複数行をなすように配置される。
【００２０】インクバリア層12は乾式フィルムから形成
される。該乾式フィルムは、薄膜基礎構造11に対して熱
及び圧力により積層され、光画定(photodefine)により
その内部にインクチャンバ19及びインクチャネル29が形
成され、該インクチャンバ19及びインクチャネル29は、
薄膜基礎構造11上の中央に一般に配置されるゴールド層
62（図2参照）の両側に位置する抵抗領域上に配置され
る。外部電気接続用のゴールドボンディングパッド71
は、薄膜基礎構造11の端部に配置され、インクバリア層
12によって覆われない。図２に関して説明するように、
薄膜基礎構造11は、ヒータ抵抗56の各行の間の薄膜基礎
構造11の中央にほぼ配置されたパターン形成されたゴー
ルド層62を備えており、インクバリア層12は、かかるパ
ターン形成されたゴールド層62の大部分並びに隣接する
ヒータ抵抗56間の領域を覆う。例示的なものとして、バ
リア層材料は、Delaware州Wilmington市所在のE.I.duPo
nt de Nemours and Companyから入手可能な商品名が「P
arad」のフォトポリマー乾式フィルムといったアクリレ
ートベースのフォトポリマー乾式フィルムから構成され
る。同様の乾式フィルムとして、商品名「Riston」の乾
式フィルム等のduPont製の他の製品や、その他の化学会
社製の乾式フィルムがある。オリフィスプレート13は、
例えば、ポリマー材料からなる平坦な基板から構成さ
れ、この場合、オリフィスは、例えば、本出願人の米国
特許第5,469,199号に開示されるようなレーザ融除によ
って形成される。なお、本引用をもってその開示内容を
本書中に包含させたものとする。オリフィスプレートは
また、ニッケル等のメッキ金属から構成することも可能
である。
される。該乾式フィルムは、薄膜基礎構造11に対して熱
及び圧力により積層され、光画定(photodefine)により
その内部にインクチャンバ19及びインクチャネル29が形
成され、該インクチャンバ19及びインクチャネル29は、
薄膜基礎構造11上の中央に一般に配置されるゴールド層
62（図2参照）の両側に位置する抵抗領域上に配置され
る。外部電気接続用のゴールドボンディングパッド71
は、薄膜基礎構造11の端部に配置され、インクバリア層
12によって覆われない。図２に関して説明するように、
薄膜基礎構造11は、ヒータ抵抗56の各行の間の薄膜基礎
構造11の中央にほぼ配置されたパターン形成されたゴー
ルド層62を備えており、インクバリア層12は、かかるパ
ターン形成されたゴールド層62の大部分並びに隣接する
ヒータ抵抗56間の領域を覆う。例示的なものとして、バ
リア層材料は、Delaware州Wilmington市所在のE.I.duPo
nt de Nemours and Companyから入手可能な商品名が「P
arad」のフォトポリマー乾式フィルムといったアクリレ
ートベースのフォトポリマー乾式フィルムから構成され
る。同様の乾式フィルムとして、商品名「Riston」の乾
式フィルム等のduPont製の他の製品や、その他の化学会
社製の乾式フィルムがある。オリフィスプレート13は、
例えば、ポリマー材料からなる平坦な基板から構成さ
れ、この場合、オリフィスは、例えば、本出願人の米国
特許第5,469,199号に開示されるようなレーザ融除によ
って形成される。なお、本引用をもってその開示内容を
本書中に包含させたものとする。オリフィスプレートは
また、ニッケル等のメッキ金属から構成することも可能
である。
【００２１】インクバリア層12中のインクチャンバ19
は、更に詳細には、個々のインク発射抵抗56上に配置さ
れ、各インクチャンバ19は、バリア層12に形成されたチ
ャンバ開口の縁部または壁部によって画定される。イン
クチャネル29は、バリア層12に形成された別の開口によ
って画定され、個々のインク発射チャンバ19と一体的に
結合される。例示的なものとして、図１は、薄膜基礎構
造11の外周により形成された外縁部に向かってインクチ
ャネル29が開口し、外側縁部供給構造の外縁部の周りで
インクチャネル29及びインクチャンバ19にインクが供給
される、外縁供給式構成を示している。これは、例え
ば、本出願人の米国特許第5,278,584号に一層詳細に開
示されている。本発明はまた、薄膜基礎構造の中央のス
ロットによって形成される縁部に向かってインクチャネ
ルが開口する上述の米国特許第5,317,346号に開示され
ているような中央縁部供給式インクジェットプリントヘ
ッドで採用可能なものである。
は、更に詳細には、個々のインク発射抵抗56上に配置さ
れ、各インクチャンバ19は、バリア層12に形成されたチ
ャンバ開口の縁部または壁部によって画定される。イン
クチャネル29は、バリア層12に形成された別の開口によ
って画定され、個々のインク発射チャンバ19と一体的に
結合される。例示的なものとして、図１は、薄膜基礎構
造11の外周により形成された外縁部に向かってインクチ
ャネル29が開口し、外側縁部供給構造の外縁部の周りで
インクチャネル29及びインクチャンバ19にインクが供給
される、外縁供給式構成を示している。これは、例え
ば、本出願人の米国特許第5,278,584号に一層詳細に開
示されている。本発明はまた、薄膜基礎構造の中央のス
ロットによって形成される縁部に向かってインクチャネ
ルが開口する上述の米国特許第5,317,346号に開示され
ているような中央縁部供給式インクジェットプリントヘ
ッドで採用可能なものである。
【００２２】オリフィスプレート13は、個々のインクチ
ャンバ19上に配置されたオリフィス21を備えており、イ
ンク発射抵抗56、それに関連するインクチャンバ19、及
びそれに関連するオリフィス21が整列するようになって
いる。インク滴生成領域は、各インクチャンバ19と、該
インクチャンバ19に隣接する薄膜基礎構造11及びオリフ
ィスプレート13の部分とによって形成される。
ャンバ19上に配置されたオリフィス21を備えており、イ
ンク発射抵抗56、それに関連するインクチャンバ19、及
びそれに関連するオリフィス21が整列するようになって
いる。インク滴生成領域は、各インクチャンバ19と、該
インクチャンバ19に隣接する薄膜基礎構造11及びオリフ
ィスプレート13の部分とによって形成される。
【００２３】次に図２を参照する。同図は、薄膜基礎構
造11の全体的なレイアウトを実際とは異なる尺度で概略
的に示す平面図である。インク発射抵抗56は、薄膜基礎
構造11の長手方向の縁部に隣接する抵抗領域に形成され
る。ゴールドトレースからなるパターン形成されたゴー
ルド層62は、抵抗領域間で薄膜基礎構造11のほぼ中央に
配置されると共に該薄膜基礎構造11の端部間に延びるゴ
ールド層領域に薄膜基礎構造の上層を形成する。外部接
続用のボンディングパッド71は、（例えば薄膜基礎構造
11の端部に隣接する）パターン形成されたゴールド層62
に形成される。インクバリア層12は、ボンディングパッ
ド71を除いてパターン形成されたゴールド層62のすべて
を覆うように、またインクチャンバを形成する個々の開
口とそれに関連するインクチャネルとの間の領域を覆う
ように、画定される。実施の態様に依存して、パターン
形成されたゴールド層62上に１つまたは２つ以上の薄膜
層を配置することが可能である。
造11の全体的なレイアウトを実際とは異なる尺度で概略
的に示す平面図である。インク発射抵抗56は、薄膜基礎
構造11の長手方向の縁部に隣接する抵抗領域に形成され
る。ゴールドトレースからなるパターン形成されたゴー
ルド層62は、抵抗領域間で薄膜基礎構造11のほぼ中央に
配置されると共に該薄膜基礎構造11の端部間に延びるゴ
ールド層領域に薄膜基礎構造の上層を形成する。外部接
続用のボンディングパッド71は、（例えば薄膜基礎構造
11の端部に隣接する）パターン形成されたゴールド層62
に形成される。インクバリア層12は、ボンディングパッ
ド71を除いてパターン形成されたゴールド層62のすべて
を覆うように、またインクチャンバを形成する個々の開
口とそれに関連するインクチャネルとの間の領域を覆う
ように、画定される。実施の態様に依存して、パターン
形成されたゴールド層62上に１つまたは２つ以上の薄膜
層を配置することが可能である。
【００２４】ここで図３を参照する。同図は、複数の例
示的なヒータ抵抗56、インクチャンバ19、及びそれに関
連するインクチャネル29の構成を実際とは異なる尺度で
概略的に示す平面図である。図４に示すように、ヒータ
抵抗56は、多角形状（例えば矩形）を有しており、（例
えば多数の側面を有する）インクチャンバ19の壁部によ
って少なくとも２つの側面で取り囲まれる。インクチャ
ネル29は、関連するインクチャンバ19から離れる方向に
延び、インクチャンバ19から離れた所定距離で一層広く
なっている。隣接するインクチャネル29が全体的に同一
方向に延びている限り、インクチャンバ19及びインクチ
ャネル29を画定する開口を形成するインクバリア層12の
部分が、バリア先端部12aのアレイを形成する。該バリ
ア先端部12aのアレイは、パターン形成されたゴールド
層62を覆うと共に隣接する供給縁部から離れたヒータ抵
抗56の側に位置するバリア層12の中央部から、薄膜基礎
構造11の隣接する供給縁部に向かって延びる。換言すれ
ば、インクチャンバ19及びそれに関連するインクチャネ
ル29は、インクバリア12の中心部から薄膜基礎構造11の
供給縁部に向かって延びるバリア先端部12aの並置され
たアレイによって形成される。
示的なヒータ抵抗56、インクチャンバ19、及びそれに関
連するインクチャネル29の構成を実際とは異なる尺度で
概略的に示す平面図である。図４に示すように、ヒータ
抵抗56は、多角形状（例えば矩形）を有しており、（例
えば多数の側面を有する）インクチャンバ19の壁部によ
って少なくとも２つの側面で取り囲まれる。インクチャ
ネル29は、関連するインクチャンバ19から離れる方向に
延び、インクチャンバ19から離れた所定距離で一層広く
なっている。隣接するインクチャネル29が全体的に同一
方向に延びている限り、インクチャンバ19及びインクチ
ャネル29を画定する開口を形成するインクバリア層12の
部分が、バリア先端部12aのアレイを形成する。該バリ
ア先端部12aのアレイは、パターン形成されたゴールド
層62を覆うと共に隣接する供給縁部から離れたヒータ抵
抗56の側に位置するバリア層12の中央部から、薄膜基礎
構造11の隣接する供給縁部に向かって延びる。換言すれ
ば、インクチャンバ19及びそれに関連するインクチャネ
ル29は、インクバリア12の中心部から薄膜基礎構造11の
供給縁部に向かって延びるバリア先端部12aの並置され
たアレイによって形成される。
【００２５】本発明によれば、薄膜基礎構造11は、ヒー
タ抵抗を覆う耐消耗層及び／又はインクバリア層12のた
めの接着層として機能するパターン形成されたタンタル
炭化物層63（図４ないし図６参照）を備えている。本書
で詳述するように、該タンタル炭化物層は、(a)薄膜基
礎構造の大部分を覆うブランケットフィルム（図４に示
す）、(b)個々のインクチャンバの下方に位置する副領
域（図５に示す）、または(c)ヒータ抵抗領域に存在し
ないようにヒータ抵抗上に開口を有する包括的なブラン
ケットフィルムを備えることが可能である。
タ抵抗を覆う耐消耗層及び／又はインクバリア層12のた
めの接着層として機能するパターン形成されたタンタル
炭化物層63（図４ないし図６参照）を備えている。本書
で詳述するように、該タンタル炭化物層は、(a)薄膜基
礎構造の大部分を覆うブランケットフィルム（図４に示
す）、(b)個々のインクチャンバの下方に位置する副領
域（図５に示す）、または(c)ヒータ抵抗領域に存在し
ないようにヒータ抵抗上に開口を有する包括的なブラン
ケットフィルムを備えることが可能である。
【００２６】ここで図４を参照する。同図は、例示的な
インク滴生成領域及び中央に配置されたゴールド層領域
の部分を通る図１のインクジェットプリントヘッドの断
面を実際とは異なる尺度で概略的に示したものであり、
薄膜基礎構造11の特定の実施例を示している。図４のイ
ンクジェットプリントヘッドの薄膜基礎構造11は、詳細
には、シリコン基板51と、該シリコン基板51上に配置さ
れたフィールド酸化物層53と、該フィールド酸化物層53
上に配置されたパターン形成されたリン不純物添加酸化
物層54とを備えている。タンタルアルミニウムからなる
抵抗層55は、リン酸化物層54上に形成され、インク発射
抵抗56を含む薄膜抵抗がインクチャンバ19の下方に形成
されるべき領域上に延びている。小さな割合の銅及び／
又は珪素がドープされたアルミニウムからなるパターン
形成されたメタライゼーション層57は、例えば、抵抗層
55上に配置される。
インク滴生成領域及び中央に配置されたゴールド層領域
の部分を通る図１のインクジェットプリントヘッドの断
面を実際とは異なる尺度で概略的に示したものであり、
薄膜基礎構造11の特定の実施例を示している。図４のイ
ンクジェットプリントヘッドの薄膜基礎構造11は、詳細
には、シリコン基板51と、該シリコン基板51上に配置さ
れたフィールド酸化物層53と、該フィールド酸化物層53
上に配置されたパターン形成されたリン不純物添加酸化
物層54とを備えている。タンタルアルミニウムからなる
抵抗層55は、リン酸化物層54上に形成され、インク発射
抵抗56を含む薄膜抵抗がインクチャンバ19の下方に形成
されるべき領域上に延びている。小さな割合の銅及び／
又は珪素がドープされたアルミニウムからなるパターン
形成されたメタライゼーション層57は、例えば、抵抗層
55上に配置される。
【００２７】メタライゼーション層57は、適当なマスキ
ング及びエッチングにより画定されたメタライゼーショ
ントレースから構成される。該メタライゼーション層57
のマスキング及びエッチングはまた抵抗領域を画定す
る。詳細には、抵抗層55及びメタライゼーション層57
は、抵抗が形成される領域でメタライゼーション層57の
トレースの部分が除去されていることを除き、全体的に
互いに位置合わせされる。このようにして、メタライゼ
ーション層のトレースの開口における導電経路は、導電
トレースにおける開口またはギャップに配置された抵抗
層55の一部を含む。換言すれば、抵抗領域は、抵抗領域
の周辺の異なる位置で終端する第１及び第２の金属トレ
ースを設けることにより画定される。該第１及び第２ト
レースは、該第１及び第２トレースの終端間にある抵抗
層の一部を効果的に備える抵抗の端子又はリードを備え
ている。この抵抗形成技術により、抵抗層55及びメタラ
イゼーション層を同時にエッチングして、互いに位置合
わせされたパターン形成層を形成することができる。次
いで、メタライゼーション層57において開口がエッチン
グされて抵抗が画定される。このため、インク発射抵抗
56は、メタライゼーション層57のトレースのギャップに
従って抵抗層55に特定的に形成される。
ング及びエッチングにより画定されたメタライゼーショ
ントレースから構成される。該メタライゼーション層57
のマスキング及びエッチングはまた抵抗領域を画定す
る。詳細には、抵抗層55及びメタライゼーション層57
は、抵抗が形成される領域でメタライゼーション層57の
トレースの部分が除去されていることを除き、全体的に
互いに位置合わせされる。このようにして、メタライゼ
ーション層のトレースの開口における導電経路は、導電
トレースにおける開口またはギャップに配置された抵抗
層55の一部を含む。換言すれば、抵抗領域は、抵抗領域
の周辺の異なる位置で終端する第１及び第２の金属トレ
ースを設けることにより画定される。該第１及び第２ト
レースは、該第１及び第２トレースの終端間にある抵抗
層の一部を効果的に備える抵抗の端子又はリードを備え
ている。この抵抗形成技術により、抵抗層55及びメタラ
イゼーション層を同時にエッチングして、互いに位置合
わせされたパターン形成層を形成することができる。次
いで、メタライゼーション層57において開口がエッチン
グされて抵抗が画定される。このため、インク発射抵抗
56は、メタライゼーション層57のトレースのギャップに
従って抵抗層55に特定的に形成される。
【００２８】窒化珪素（Si3N4）の層59及び炭化珪素（S
iC）の層60を備えた複合不動態化層は、メタライゼーシ
ョン層57と、抵抗層55の露出部分と、酸化物層53の露出
部分との上に配置される。タンタル不動態化層61は、ヒ
ータ抵抗56上に配置されインクチャンバ19を越えて延び
るように、薄膜基礎構造11の大部分にわたり複合不動態
化層59,60上に配置される。タンタル不動態化層61はま
た、複合不動態化層59,60中に形成される導電性バイア5
8によるメタライゼーション層57への外部電気接続のた
めにパターン形成されたゴールド層62が形成される領域
まで延びることができる。タンタル炭化物層63は、タン
タル層61上に配置され、インクチャンバ19中では消耗層
として機能し、バリア層12と接触する領域では接着層と
して機能する。このため、インクチャンバ及びインクチ
ャネルの近傍においてバリアへのタンタル炭化物の接着
が望まれる範囲で、タンタル炭化物層63とバリア12との
間の界面は、例えば少なくとも抵抗56とパターン形成ゴ
ールド層62との間の領域からバリア先端12aの端部まで
延びることができる。バイア中のタンタル炭化物の増大
した抵抗率が適切でない範囲では、タンタル炭化物をバ
イアからエッチングにより除去することができる。
iC）の層60を備えた複合不動態化層は、メタライゼーシ
ョン層57と、抵抗層55の露出部分と、酸化物層53の露出
部分との上に配置される。タンタル不動態化層61は、ヒ
ータ抵抗56上に配置されインクチャンバ19を越えて延び
るように、薄膜基礎構造11の大部分にわたり複合不動態
化層59,60上に配置される。タンタル不動態化層61はま
た、複合不動態化層59,60中に形成される導電性バイア5
8によるメタライゼーション層57への外部電気接続のた
めにパターン形成されたゴールド層62が形成される領域
まで延びることができる。タンタル炭化物層63は、タン
タル層61上に配置され、インクチャンバ19中では消耗層
として機能し、バリア層12と接触する領域では接着層と
して機能する。このため、インクチャンバ及びインクチ
ャネルの近傍においてバリアへのタンタル炭化物の接着
が望まれる範囲で、タンタル炭化物層63とバリア12との
間の界面は、例えば少なくとも抵抗56とパターン形成ゴ
ールド層62との間の領域からバリア先端12aの端部まで
延びることができる。バイア中のタンタル炭化物の増大
した抵抗率が適切でない範囲では、タンタル炭化物をバ
イアからエッチングにより除去することができる。
【００２９】次に図５を参照する。同図は、図１のイン
クジェットプリントヘッドを例示的なインク滴生成領域
及びパターン形成されたゴールド層62の一部を通って横
方向に断面して実際と異なる尺度で概略的に示す断面図
であり、本発明によるインクジェットプリントヘッドの
もう１つの特定実施例を示すものである。図５のインク
ジェットプリントヘッドは、図４のインクジェットプリ
ントヘッドと類似したものであるが、タンタル炭化物層
163が、インクチャンバ19及び該インクチャンバ19に隣
接する関連するインクチャネル29の部分の下方に位置す
るタンタル副領域163aに限定されている点で、図４のイ
ンクジェットプリントヘッドとは異なる。図３の平面図
に示すように、副領域163aは、インクチャンバ19及びイ
ンクチャネル29を越えて延び、かかる態様で、タンタル
炭化物副領域163aは、インクチャンバ19中で耐酸化及び
消耗層として機能し、またインクチャンバ19及びインク
チャネル29との隣接部分でバリア接着層として機能す
る。最小限のタンタル炭化物副領域63aが、気泡崩壊(bu
bble collapse)を受ける領域内へと延び、崩壊する駆動
気泡(drive bubble)のキャビテーション圧力を吸収する
ことによりインク発射抵抗に機械的不動態化を提供す
る。
クジェットプリントヘッドを例示的なインク滴生成領域
及びパターン形成されたゴールド層62の一部を通って横
方向に断面して実際と異なる尺度で概略的に示す断面図
であり、本発明によるインクジェットプリントヘッドの
もう１つの特定実施例を示すものである。図５のインク
ジェットプリントヘッドは、図４のインクジェットプリ
ントヘッドと類似したものであるが、タンタル炭化物層
163が、インクチャンバ19及び該インクチャンバ19に隣
接する関連するインクチャネル29の部分の下方に位置す
るタンタル副領域163aに限定されている点で、図４のイ
ンクジェットプリントヘッドとは異なる。図３の平面図
に示すように、副領域163aは、インクチャンバ19及びイ
ンクチャネル29を越えて延び、かかる態様で、タンタル
炭化物副領域163aは、インクチャンバ19中で耐酸化及び
消耗層として機能し、またインクチャンバ19及びインク
チャネル29との隣接部分でバリア接着層として機能す
る。最小限のタンタル炭化物副領域63aが、気泡崩壊(bu
bble collapse)を受ける領域内へと延び、崩壊する駆動
気泡(drive bubble)のキャビテーション圧力を吸収する
ことによりインク発射抵抗に機械的不動態化を提供す
る。
【００３０】図６を参照する。同図は、図１のインクジ
ェットプリントヘッドを例示的なインク滴生成領域及び
パターン形成されたゴールド層62の一部を通って横方向
に断面して実際と異なる尺度で概略的に示す断面図であ
り、本発明によるインクジェットプリントヘッドの別の
特定実施例を示すものである。図６のインクジェットプ
リントヘッドは、図４のインクジェットプリントヘッド
と類似しているが、ヒータ抵抗56上の領域を除いた薄膜
基礎構造の大部分を覆うブランケットバリア接着層から
タンタル炭化物層263が構成されるという修正が施され
たものである。換言すれば、タンタル炭化物層263はヒ
ータ抵抗56上に開口を有している。
ェットプリントヘッドを例示的なインク滴生成領域及び
パターン形成されたゴールド層62の一部を通って横方向
に断面して実際と異なる尺度で概略的に示す断面図であ
り、本発明によるインクジェットプリントヘッドの別の
特定実施例を示すものである。図６のインクジェットプ
リントヘッドは、図４のインクジェットプリントヘッド
と類似しているが、ヒータ抵抗56上の領域を除いた薄膜
基礎構造の大部分を覆うブランケットバリア接着層から
タンタル炭化物層263が構成されるという修正が施され
たものである。換言すれば、タンタル炭化物層263はヒ
ータ抵抗56上に開口を有している。
【００３１】上述のプリントヘッドは、例えば、上記引
用の本出願人の米国特許第4,719,477号及び米国特許第
5,317,346号で開示されるように、化学蒸着、フォトレ
ジスト堆積、マスキング、現像、及びエッチングを含む
標準的な薄膜集積回路製造プロセスに従って容易に製造
することができる。
用の本出願人の米国特許第4,719,477号及び米国特許第
5,317,346号で開示されるように、化学蒸着、フォトレ
ジスト堆積、マスキング、現像、及びエッチングを含む
標準的な薄膜集積回路製造プロセスに従って容易に製造
することができる。
【００３２】その例として、上述の構造は次のようにし
て作製することができる。即ち、シリコン基板51から開
始し、トランジスタが形成されることになる任意の能動
領域が、パターン形成された酸化物層及び窒化物層によ
って保護される。保護されていない領域にフィールド酸
化物53が成長され、酸化物層及び窒化物層が除去され
る。次いで活性領域にゲート酸化物が成長され、基板全
体にわたりポリシリコン層が堆積される。ゲート酸化物
及びポリシリコンがエッチングされて、能動領域上にポ
リシリコンゲートが形成される。その結果として得られ
る薄膜構造は、リンの事前堆積(predeposition)を受
け、これにより、シリコン基板の保護されていない領域
にリンが導入される。次いで、リンがドープされた酸化
物層54が、プロセス中の薄膜構造全体にわたり堆積さ
れ、リンがドープされた酸化物で被覆された該構造が、
拡散打ち込み(drive in)ステップを受けて、能動領域に
おいて所望の深さの拡散が達成される。次いで、リンが
ドープされた該酸化物層がマスクされ及びエッチングさ
れて、能動素子との接点が開口される。
て作製することができる。即ち、シリコン基板51から開
始し、トランジスタが形成されることになる任意の能動
領域が、パターン形成された酸化物層及び窒化物層によ
って保護される。保護されていない領域にフィールド酸
化物53が成長され、酸化物層及び窒化物層が除去され
る。次いで活性領域にゲート酸化物が成長され、基板全
体にわたりポリシリコン層が堆積される。ゲート酸化物
及びポリシリコンがエッチングされて、能動領域上にポ
リシリコンゲートが形成される。その結果として得られ
る薄膜構造は、リンの事前堆積(predeposition)を受
け、これにより、シリコン基板の保護されていない領域
にリンが導入される。次いで、リンがドープされた酸化
物層54が、プロセス中の薄膜構造全体にわたり堆積さ
れ、リンがドープされた酸化物で被覆された該構造が、
拡散打ち込み(drive in)ステップを受けて、能動領域に
おいて所望の深さの拡散が達成される。次いで、リンが
ドープされた該酸化物層がマスクされ及びエッチングさ
れて、能動素子との接点が開口される。
【００３３】次いでタンタルアルミニウム抵抗層55が堆
積され、続いて該タンタルアルミニウム抵抗層55上にア
ルミニウムメタライゼーション層57が堆積される。アル
ミニウム層57及びタンタルアルミニウム層55が共にエッ
チングされて所望の導電パターンが形成される。次いで
結果的に得られるパターン形成されたアルミニウム層が
エッチングされて抵抗領域が開口される。
積され、続いて該タンタルアルミニウム抵抗層55上にア
ルミニウムメタライゼーション層57が堆積される。アル
ミニウム層57及びタンタルアルミニウム層55が共にエッ
チングされて所望の導電パターンが形成される。次いで
結果的に得られるパターン形成されたアルミニウム層が
エッチングされて抵抗領域が開口される。
【００３４】窒化珪素不動態化層59及びSiC不動態化層6
0がそれぞれ堆積される。窒化珪素及び炭化珪素層59,60
中に形成されることになるバイアを画定するフォトレジ
ストパターンが、炭化珪素層60上に堆積され、薄膜構造
がオーバーエッチングを受け、これにより、アルミニウ
ムメタライゼーション層に対して窒化珪素及び炭化珪素
から構成される複合不動態化層を通るバイアが開口され
る。
0がそれぞれ堆積される。窒化珪素及び炭化珪素層59,60
中に形成されることになるバイアを画定するフォトレジ
ストパターンが、炭化珪素層60上に堆積され、薄膜構造
がオーバーエッチングを受け、これにより、アルミニウ
ムメタライゼーション層に対して窒化珪素及び炭化珪素
から構成される複合不動態化層を通るバイアが開口され
る。
【００３５】タンタル層61及びタンタル炭化物層63が同
様にパターン形成される図４の実施例の場合、かかる層
は、例えばスパッタリングによって形成される。タンタ
ルターゲットがアルゴン又はクリプトンといった不活性
ガス中でスパッタリングされてタンタル層が形成され
る。所定の厚さのタンタルが得られた後、アセチレン又
はメタン等のガスを含む炭化水素が不活性ガスと混合さ
れ、これによりタンタル炭化物層の形成が可能になる。
その一例として、タンタル層の厚さは約5000オングスト
ローム、タンタル炭化物層の厚さは約1000オングストロ
ームである。次いで、タンタル層及びタンタル炭化物層
が同一パターンにエッチングされ、外部接続用のゴール
ド層62が堆積されてエッチングされる。
様にパターン形成される図４の実施例の場合、かかる層
は、例えばスパッタリングによって形成される。タンタ
ルターゲットがアルゴン又はクリプトンといった不活性
ガス中でスパッタリングされてタンタル層が形成され
る。所定の厚さのタンタルが得られた後、アセチレン又
はメタン等のガスを含む炭化水素が不活性ガスと混合さ
れ、これによりタンタル炭化物層の形成が可能になる。
その一例として、タンタル層の厚さは約5000オングスト
ローム、タンタル炭化物層の厚さは約1000オングストロ
ームである。次いで、タンタル層及びタンタル炭化物層
が同一パターンにエッチングされ、外部接続用のゴール
ド層62が堆積されてエッチングされる。
【００３６】図５の実施例の場合、タンタル層61及びタ
ンタル炭化物層63は、例えば上述のようにスパッタリン
グによって形成される。次いで、タンタル炭化物層がエ
ッチングされて該タンタル炭化物層が画定され、露出し
たタンタル層がエッチングされてタンタル領域が画定さ
れる。
ンタル炭化物層63は、例えば上述のようにスパッタリン
グによって形成される。次いで、タンタル炭化物層がエ
ッチングされて該タンタル炭化物層が画定され、露出し
たタンタル層がエッチングされてタンタル領域が画定さ
れる。
【００３７】図６の実施例の場合には、タンタル層61が
形成されエッチングされてタンタル領域が画定される。
次いで、ゴールド層62が堆積されてエッチングされ、タ
ンタル炭化物層が例えばスパッタリングにより形成さ
れ、次いでエッチングされる。
形成されエッチングされてタンタル領域が画定される。
次いで、ゴールド層62が堆積されてエッチングされ、タ
ンタル炭化物層が例えばスパッタリングにより形成さ
れ、次いでエッチングされる。
【００３８】薄膜基礎構造11が形成された後、該薄膜基
礎構造上にインクバリア層12が熱及び圧力により積層さ
れる。炭化珪素層14がオリフィスプレート13上に形成さ
れ、該炭化珪素層14を備えた該オリフィスプレート13
が、炭化珪素層14、インクバリア層12、及び薄膜基礎構
造11から構成される薄層構造上に積層される。
礎構造上にインクバリア層12が熱及び圧力により積層さ
れる。炭化珪素層14がオリフィスプレート13上に形成さ
れ、該炭化珪素層14を備えた該オリフィスプレート13
が、炭化珪素層14、インクバリア層12、及び薄膜基礎構
造11から構成される薄層構造上に積層される。
【００３９】上述の実施例は、ヒータ抵抗上にタンタル
不動態化層を備えたものであるが、タンタル層及びタン
タル炭化物層を単一のタンタル炭化物層で置換すること
も可能であることが理解されよう。本発明では、タング
ステン炭化物及びチタン炭化物といった他の遷移金属炭
化物膜もまた企図されている。
不動態化層を備えたものであるが、タンタル層及びタン
タル炭化物層を単一のタンタル炭化物層で置換すること
も可能であることが理解されよう。本発明では、タング
ステン炭化物及びチタン炭化物といった他の遷移金属炭
化物膜もまた企図されている。
【００４０】以上、耐消耗層及び／又はバリア接着層と
しての遷移金属炭化物層を有するインクジェットプリン
トヘッドを開示した。該プリントヘッドは、インクチャ
ンバ中でコゲ(kogation)リミッタとして機能することに
より印字品質を改善するという更なる利点を提供するも
のとなる。
しての遷移金属炭化物層を有するインクジェットプリン
トヘッドを開示した。該プリントヘッドは、インクチャ
ンバ中でコゲ(kogation)リミッタとして機能することに
より印字品質を改善するという更なる利点を提供するも
のとなる。
【００４１】上記は、本発明の特定の実施例の説明及び
図示であったが、当業者であれば、特許請求の範囲によ
って画定される本発明の思想及び範囲から逸脱すること
なく、それら実施例に様々な修正及び変更を加えること
が可能である。
図示であったが、当業者であれば、特許請求の範囲によ
って画定される本発明の思想及び範囲から逸脱すること
なく、それら実施例に様々な修正及び変更を加えること
が可能である。
【００４２】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。
【００４３】１．複数の薄膜層を備えた薄膜基板(11)
と、該複数の薄膜層中に画定された複数のインク発射ヒ
ータ抵抗(56)と、前記複数の薄膜層上に配置されたパタ
ーン形成された遷移金属炭化物層(63)と、該遷移金属炭
化物層上に配置されたインクバリア層(12)と、個々の前
記薄膜抵抗上で前記インクバリア層中に形成された個々
のインクチャンバ(19)であって、その各々が前記バリア
層におけるチャンバ開口により形成される、インクチャ
ンバ(19)とを備えていることを特徴とする、薄膜インク
ジェットプリントヘッド。
と、該複数の薄膜層中に画定された複数のインク発射ヒ
ータ抵抗(56)と、前記複数の薄膜層上に配置されたパタ
ーン形成された遷移金属炭化物層(63)と、該遷移金属炭
化物層上に配置されたインクバリア層(12)と、個々の前
記薄膜抵抗上で前記インクバリア層中に形成された個々
のインクチャンバ(19)であって、その各々が前記バリア
層におけるチャンバ開口により形成される、インクチャ
ンバ(19)とを備えていることを特徴とする、薄膜インク
ジェットプリントヘッド。
【００４４】２．前記遷移金属炭化物層が、前記ヒータ
抵抗上に配置され、前記インクチャンバを越えて延び
る、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
抵抗上に配置され、前記インクチャンバを越えて延び
る、請求項１に記載のインクジェットプリントヘッド。
【００４５】３．前記遷移金属炭化物層の下方にタンタ
ル層を更に備えている、請求項２に記載のインクジェッ
トプリントヘッド。
ル層を更に備えている、請求項２に記載のインクジェッ
トプリントヘッド。
【００４６】４．前記薄膜抵抗が、前記基板の供給縁部
に沿って配列され、前記インクチャンバが、前記抵抗の
前記供給縁部と反対側の領域から前記供給縁部に向かっ
て前記抵抗間に延びるバリア先端(12a)によって形成さ
れ、前記遷移金属炭化物が、前記抵抗の前記供給縁部と
反対側の前記領域から前記バリア先端(12a)に沿って延
びる、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
に沿って配列され、前記インクチャンバが、前記抵抗の
前記供給縁部と反対側の領域から前記供給縁部に向かっ
て前記抵抗間に延びるバリア先端(12a)によって形成さ
れ、前記遷移金属炭化物が、前記抵抗の前記供給縁部と
反対側の前記領域から前記バリア先端(12a)に沿って延
びる、請求項２に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
【００４７】５．前記供給縁部が前記基板の外縁部から
なる、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
なる、請求項４に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
【００４８】６．前記供給縁部が、前記基板の中央のス
ロットにより形成される、請求項４に記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
ロットにより形成される、請求項４に記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
【００４９】７．前記遷移金属炭化物層が、前記ヒータ
抵抗上に開口を有している、請求項１に記載のインクジ
ェットプリントヘッド。
抵抗上に開口を有している、請求項１に記載のインクジ
ェットプリントヘッド。
【００５０】８．前記薄膜抵抗が、前記基板の供給縁部
に沿って配列され、前記インクチャンバが、前記抵抗の
前記供給縁部と反対側の領域から前記供給縁部に向かっ
て前記抵抗間に延びるバリア先端(12a)により形成さ
れ、前記遷移金属炭化物層が、前記抵抗の前記供給縁部
と反対側の前記領域から前記バリア先端に沿って延び
る、請求項７に記載のインクジェットプリントヘッド。
に沿って配列され、前記インクチャンバが、前記抵抗の
前記供給縁部と反対側の領域から前記供給縁部に向かっ
て前記抵抗間に延びるバリア先端(12a)により形成さ
れ、前記遷移金属炭化物層が、前記抵抗の前記供給縁部
と反対側の前記領域から前記バリア先端に沿って延び
る、請求項７に記載のインクジェットプリントヘッド。
【００５１】９．前記供給縁部が前記基板の外側縁部か
らなる、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
らなる、請求項８に記載のインクジェットプリントヘッ
ド。
【００５２】１０．前記供給縁部が前記基板の中央のス
ロットにより形成される、請求項８に記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
ロットにより形成される、請求項８に記載のインクジェ
ットプリントヘッド。
【００５３】１１．前記遷移金属炭化物層がタンタル炭
化物層からなる、請求項１に記載のインクジェットプリ
ントヘッド。
化物層からなる、請求項１に記載のインクジェットプリ
ントヘッド。
【図１】本発明によるインクジェットプリントヘッドを
その一部を断面して概略的に示す斜視図である。
その一部を断面して概略的に示す斜視図である。
【図２】図１のインクジェットプリントヘッドの薄膜基
礎構造の全体的なレイアウトを実際と異なる尺度で概略
的に示す平面図である。
礎構造の全体的なレイアウトを実際と異なる尺度で概略
的に示す平面図である。
【図３】複数の例示的なヒータ抵抗、インクチャンバ、
及びそれに関連するインクチャネルの構成を実際と異な
る尺度で概略的に示す平面図である。
及びそれに関連するインクチャネルの構成を実際と異な
る尺度で概略的に示す平面図である。
【図４】図１のインクジェットプリントヘッドを例示的
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドの一実施例を示すものである。
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドの一実施例を示すものである。
【図５】図１のインクジェットプリントヘッドを例示的
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドのもう１つの実施例を示すものである。
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドのもう１つの実施例を示すものである。
【図６】図１のインクジェットプリントヘッドを例示的
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドの更に別の実施例を示すものである。
なインク滴生成領域を通って横方向に断面して実際と異
なる尺度で概略的に示す断面図であり、図１のプリント
ヘッドの更に別の実施例を示すものである。
インクバリア層12 シリコン基板51 フィールド酸化物層53 リン酸化物層54 抵抗層55 ヒータ抵抗56 メタライゼーション層57 導電性バイア58 複合不動態化層59,60 タンタル不動態化層61 ゴールド層62 タンタル炭化物層６３
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エイル・エマンジョメフ アメリカ合衆国カリフォルニア州92122, サン・ディエゴ，オーナーズ・ドライヴ・ 5550 (72)発明者 ロジャー・ジェイ・コロジー アメリカ合衆国オレゴン州97330，コルバ リス，ノースウエスト・マグノリア・ドラ イヴ・1355 (72)発明者 ユーリッチ・イー・ヘス アメリカ合衆国オレゴン州97330，コルバ リス，ノースウエスト・セカンド・アヴェ ニュー・520 (72)発明者 ジョン・ピー・ウィットロック アメリカ合衆国オレゴン州97355，レバノ ン，ストルツ・ヒル・ロード・31540 (72)発明者 ドミンゴ・エイ・フィジェレド アメリカ合衆国カリフォルニア州94550, リヴモアー，アーレン・ウェイ・5576 (72)発明者 グレゴリー・ティー・ヒンドマン アメリカ合衆国オレゴン州97321，アルバ ニー，ノースウエスト・トゥエンティーフ ァースト・1225
Claims (1)
- 【請求項１】複数の薄膜層を備えた薄膜基板(11)と、 該複数の薄膜層中に画定された複数のインク発射ヒータ
抵抗(56)と、 前記複数の薄膜層上に配置されたパターン形成された遷
移金属炭化物層(63)と、 該遷移金属炭化物層上に配置されたインクバリア層(12)
と、 個々の前記薄膜抵抗上で前記インクバリア層中に形成さ
れた個々のインクチャンバ(19)であって、その各々が前
記バリア層におけるチャンバ開口により形成される、イ
ンクチャンバ(19)とを備えていることを特徴とする、薄
膜インクジェットプリントヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US811403 | 1997-03-04 | ||
| US08/811,403 US6209991B1 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Transition metal carbide films for applications in ink jet printheads |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10250080A true JPH10250080A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=25206450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10051652A Pending JPH10250080A (ja) | 1997-03-04 | 1998-03-04 | インクジェットプリントヘッドに用いる遷移金属炭化物膜 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6209991B1 (ja) |
| EP (1) | EP0863006B1 (ja) |
| JP (1) | JPH10250080A (ja) |
| DE (1) | DE69707831T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005081555A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Canon Inc | 回路基板及び液体吐出装置、並びに回路基板の製造方法 |
Families Citing this family (15)
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