(57)【要約】【課題】本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法に関し、例えばサーマル方式によるインクジェットプリンタに適用して、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができるようにする。【解決手段】本発明は、半導体素子２３、２４を絶縁分離する素子分離領域２２をトレンチ構造により形成する。【選択図】        図１
2004276378.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子による発熱素子の駆動により、液室に保持した液体を加熱して所定のノズルより前記液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドにおいて、
所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な前記素子分離領域の材料膜を除去して前記半導体素子を絶縁分離する素子分離領域が形成された
ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
【請求項２】
前記素子分離領域の材料膜が、酸化シリコンである
ことを特徴とする請求項１に記載の液体吐出ヘッド。
【請求項３】
液体吐出ヘッドに設けられた発熱素子の駆動により液滴を飛び出させる液体吐出装置において、
前記液体吐出ヘッドが、
所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な前記素子分離領域の材料膜を除去して半導体素子を絶縁分離する素子分離領域が形成された
ことを特徴とする液体吐出装置。
【請求項４】
半導体素子による発熱素子の駆動により液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドの製造方法において、
所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な前記素子分離領域の材料膜を除去して前記半導体素子を絶縁分離する素子分離領域を形成する
ことを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法に関し、例えばサーマル方式によるインクジェットプリンタに適用することができる。本発明は、半導体素子を絶縁分離する素子分離領域をトレンチ構造により形成することにより、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができるようにする。
【０００２】
【従来の技術】
近年、画像処理等の分野において、ハードコピーのカラー化に対するニーズが高まってきている。このニーズに対して、従来、昇華型熱転写方式、溶融熱転写方式、インクジェット方式、電子写真方式及び熱現像銀塩方式等のカラーコピー方式が提案されている。
【０００３】
これらの方式のうちインクジェット方式は、液体吐出ヘッドであるプリンタヘッドに設けられたノズルから記録液（インク）の液滴を飛翔させ、記録対象に付着してドットを形成するものであり、簡易な構成により高画質の画像を出力することができる。このインクジェット方式は、ノズルからインク液滴を飛翔させる方法の相違により、静電引力方式、連続振動発生方式（ピエゾ方式）及びサーマル方式に分類される。
【０００４】
これらの方式のうちサーマル方式は、インクの局所的な加熱により気泡を発生し、この気泡によりインクをノズルから押し出して印刷対象に飛翔させる方式であり、簡易な構成によりカラー画像を印刷することができるようになされている。
【０００５】
このようなサーマル方式によるプリンタヘッドは、インクを加熱する発熱素子が発熱素子を駆動するロジック集積回路による駆動回路と共に一体に半導体基板上に形成される。これによりこの種のプリンタヘッドにおいては、発熱素子を高密度に配置して確実に駆動できるようになされている。
【０００６】
すなわちこのサーマル方式のプリンタにおいて、高画質の印刷結果を得るためには、発熱素子を高密度で配置する必要がある。具体的に、例えば６００〔ＤＰＩ〕相当の印刷結果を得るためには、発熱素子を４２．３３３〔μｍ〕間隔で配置することが必要になるが、このように高密度で配置した発熱素子に個別の駆動素子を配置することは極めて困難である。これによりプリンタヘッドでは、半導体基板上にスイッチングトランジスタ等を作成して集積回路技術により対応する発熱素子と接続し、さらには同様に半導体基板上に作成した駆動回路により各スイッチングトランジスタを駆動することにより、簡易かつ確実に各発熱素子を駆動できるようになされている。
【０００７】
このためプリンタヘッドは、半導体基板上に酸化シリコンによる素子分離領域が形成され、この素子分離領域により絶縁分離された領域にスイッチングトランジスタ等の半導体素子が形成される。プリンタヘッドは、例えば特許第３２６２５９５号に提案されているように、このような素子分離領域が半導体基板であるシリコン基板の熱酸化処理により作成されるようになされている。
【０００８】
プリンタヘッドは、さらに層間絶縁膜が形成され、この層間絶縁膜上にタンタル、タンタルナイトライド、タンタルアルミ等により発熱素子が形成される。プリンタヘッドは、このようにして作成される素子分離領域と層間絶縁膜とが、発熱素子の熱を下層のシリコン基板に伝搬しないように、発熱素子からの熱伝搬を低減する蓄熱層として機能するようになされ、これにより半導体素子等を保護し、さらに発熱素子によりインクを効率良く加熱するようになされている。なおこのような素子分離領域、層間絶縁膜の厚みにおいては、熱伝導率を考慮した場合、素子分離領域、層間絶縁膜全体の厚みとして少なくとも１．３〔μｍ〕必要であることが知られている（Ｗ．Ｇ．Ｈａｗｋｉｎｓ  他、ＩＥＥＥ  ＩＥＤＭ  １９９５  Ｐ．９５９−９６２）。
【０００９】
すなわち図６は、この種のプリンタヘッドにおける発熱素子近傍の構成を示す断面図である。プリンタヘッド１は、シリコン基板２上の半導体素子４、５作成領域にシリコン窒化膜が積層され、このシリコン窒化膜をマスクにしてシリコン基板２が熱酸化され、これによりこれらの以外の領域にフィールド酸化膜による素子分離領域（ＬＯＣＯＳ：  Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ  ）３が形成される。続いてプリンタヘッド１は、半導体素子４、５が作成され、１層目の層間絶縁膜６が積層された後、半導体素子４、５上の層間絶縁膜６が除去されてコンタクトホールが作成される。
【００１０】
続いてプリンタヘッド１は、配線パターン材料層が堆積され、この配線パターン材料層が所定形状に加工されて１層目の配線パターン７（Ａｌ）が作成される。続いてプリンタヘッド１は、２層目の層間絶縁膜８が積層され、この上層にタンタル、タンタルナイトライド、タンタルアルミ等により発熱素子９が形成される。さらにプリンタヘッド１は、層間絶縁膜８に開口を形成してビアホールが作成され、アルミニューム等により２層目の配線パターン材料層が堆積され、この配線パターン材料層が所定形状に加工されて２層目の配線パターン１０（２Ａｌ）が作成される。プリンタヘッド１は、この２層目の配線パターン１０と１層目の配線パターン７とにより半導体素子４、５と発熱素子９とが接続される。
【００１１】
続いてプリンタヘッド１は、窒化シリコン、炭化シリコン等による絶縁保護層１１が積層され、タンタルによる耐キャビテーション層１２が形成され、さらに所定部材が配置されることにより、インク液室、インク流路及びノズルが作成される。
【００１２】
プリンタヘッド１は、このようにして作成されたインク流路によりインク液室にインクが導かれた後、半導体素子４、５の駆動により発熱素子９が発熱し、インク液室のインクを局所的に加熱する。プリンタヘッド１は、この加熱により、このインク液室に気泡を発生してインク液室の圧力を増大させ、ノズルよりインクを押し出して印刷対象に飛翔させるようになされている。
【００１３】
【特許文献１】
特許３２６２５９５号
【非特許文献１】
Ｗ．Ｇ．Ｈａｗｋｉｎｓ  他、ＩＥＥＥ  ＩＥＤＭ  １９９５年  Ｐ．９５９−９６２
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで熱酸化処理により素子分離領域３を作成する場合、マスクであるシリコン窒化膜の下層にまでフィールド酸化膜が食い込み、これにより半導体基板に欠陥が発生する。プリンタヘッド１は、このような欠陥が発生すると、半導体素子４、５でリーク電流が発生し、その分信頼性が劣化する問題がある。
【００１５】
また熱酸化処理により素子分離領域３を作成する場合、矢印Ａにより示すように、素子分離領域３と半導体素子４、５の作成領域との境界面付近でいわゆるバーズビークと呼ばれるフィールド酸化膜の裾引き部が発生し、この裾引き部を避けて半導体素子４、５を作成しなければならなくなる。このためプリンタヘッド１では、集積度を向上し得ない問題があった。
【００１６】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができる液体吐出ヘッド、液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法を提案しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するため請求項１の発明においては、半導体素子による発熱素子の駆動により、液室に保持した液体を加熱して所定のノズルより液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドに適用して、所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な素子分離領域の材料膜を除去して半導体素子を絶縁分離する素子分離領域が形成されてなるようにする。
【００１８】
また請求項３の発明においては、液体吐出ヘッドに設けられた発熱素子の駆動により液滴を飛び出させる液体吐出装置に適用して、この液体吐出ヘッドが、所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な素子分離領域の材料膜を除去して半導体素子を絶縁分離する素子分離領域が形成されてなるようにする。
【００１９】
また請求項４の発明においては、半導体素子による発熱素子の駆動により液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドの製造方法に適用して、所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な素子分離領域の材料膜を除去して半導体素子を絶縁分離する素子分離領域を形成する。
【００２０】
請求項１の構成によれば、半導体素子による発熱素子の駆動により、液室に保持した液体を加熱して所定のノズルより液体の液滴を飛び出させる液体吐出ヘッドに適用して、所定の基板上をドライエッチングしてトレンチを形成した後、素子分離領域の材料膜を成膜し、余剰な素子分離領域の材料膜を除去して半導体素子を絶縁分離する素子分離領域が形成されることにより、フィールド酸化膜におけるバーズビークのような、半導体素子を作成し得ない領域の発生を有効に回避することができる。また半導体素子作成領域については、フィールド酸化膜の食い込みによる欠陥が発生しないことにより、半導体素子でリーク電流の発生を防止することができる。従って集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができる液体吐出ヘッドを作成することができる。
【００２１】
これにより請求項３、請求項４の構成によれば、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができる液体吐出装置及び液体吐出ヘッドの製造方法を提供することができる。
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳述する。
【００２２】
（１）実施の形態の構成
図１は、本発明の実施の形態に係るプリンタに適用されるプリンタヘッドを示す断面図である。プリンタヘッド２１は、シリコン基板２５に形成された溝（以下、トレンチと呼ぶ）にシリコン酸化膜を埋め込んで素子分離領域２２が形成される。
【００２３】
すなわち図２（Ａ）に示すように、プリンタヘッド２１は、ウエハによるシリコン基板２５が洗浄された後、リソグラフィー工程によりトランジスタ２３、２４を形成する領域がマスクされる。続いてプリンタヘッド２１は、ドライエッチング工程により素子分離領域２２を作成する領域が厚さ０．４〜０．６〔μｍ〕によりエッチング処理され、これにより深さ０．４〜０．６〔μｍ〕によるトレンチが形成される。
【００２４】
続いてプリンタヘッド２１は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ）法によりトレンチが完全に埋まる膜厚によりシリコン酸化膜が成膜され、さらにＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈ）法によりトレンチ以外の部位に成膜された余剰なシリコン酸化膜が研磨除去され、これらによりトレンチ構造による素子分離領域２２が膜厚０．４〜０．６〔μｍ〕により作成される。これによりプリンタヘッド２１は、フィールド酸化膜におけるバーズビークのような、トランジスタ２３、２４を作成し得ない領域の発生を有効に回避するようになされ、その分トランジスタの集積度を向上できるようになされている。
【００２５】
またこのときプリンタヘッド２１は、トランジスタ２３、２４が形成される領域については、シリコン酸化膜が除去されてシリコン基板２５の表面が確実に露出され、続く作成工程でこれらの部位にトランジスタ２３、２４が作成されるようになされ、これによりトランジスタ２３、２４における欠陥の発生を防止するようになされている。
【００２６】
このようにして素子分離領域２２が作成されると、続いてプリンタヘッド２１は、シリコン基板２５が洗浄された後、トランジスタ２３、２４の作成領域にタングステンシリサイド／ポリシリコン／熱酸化膜構造のゲートが作成される。さらにソース・ドレイン領域を形成するためのイオン注入工程、熱処理工程によりシリコン基板２５が処理され、ＭＯＳ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  ）型によるトランジスタ２３、２４等が作成される。なおここでスイッチングトランジスタ２３は、２５〔Ｖ〕程度の耐圧を有するＭＯＳ型ドライバートランジスタであり、発熱素子の駆動に供するものである。これに対してスイッチングトランジスタ２４は、このドライバートランジスタを制御する集積回路を構成するトランジスタであり、５〔Ｖ〕の電圧により動作するものである。なおこの実施の形態においては、ゲート／ドレイン間に低濃度の拡散層が形成され、その部分で加速される電子の電界を緩和することで耐圧を確保してドライバートランジスタ２３が形成されるようになされている。
【００２７】
続いてプリンタヘッド２１は、ＣＶＤ法によりリンが添加されたシリコン酸化膜であるＰＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ  ）膜、ボロンとリンが添加されたシリコン酸化膜であるＢＰＳＧ（Ｂｏｒｏｎ  Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｌａｓｓ  ）膜２６が順次膜厚０．１〔μｍ〕、１．０〜２．０〔μｍ〕により堆積され、これらにより１層目の層間絶縁膜が蓄熱層として十分に機能する膜厚により形成される。
【００２８】
続いてフォトリソグラフィー工程の後、Ｃ４  Ｆ８  ／ＣＯ／Ｏ２  ／Ａｒ系ガスを用いたリアクティブイオンエッチング法によりシリコン半導体拡散層（ソース・ドレイン）上にコンタクトホール２７が作成される。
【００２９】
続いて図２（Ｂ）に示すように、プリンタヘッド２１は、希フッ酸により洗浄された後、スパッタリング法により、膜厚０．０５〔μｍ〕によるチタンコンタクトメタル膜、膜厚０．０７〜０．１〔μｍ〕による窒化チタンバリアメタル膜２８が順次堆積される。続いてランプアニール装置において、１００％の窒素ガス雰囲気中で６００〜７００度、３０〜１２０秒間の熱処理が実施され、これによりプリンタヘッド２１は、チタンコンタクトメタル膜が安定化されてコンタクト抵抗が低減され、さらに窒化チタンバリアメタル膜２８の結晶粒界を介した拡散防止性が向上される。
【００３０】
続いて図３（Ｃ）に示すように、プリンタヘッド２１は、コンタクトホール２７が埋まるまで、ＣＶＤ法により膜厚０．５〜１．０〔μｍ〕によるプラグ材料層３０が堆積され、この実施の形態では、このプラグ材料層３０の余剰な部位を除去して図３（Ｄ）に示すようにプラグ３１が作成される。なおここでプラグ３１は、トランジスタ２３、２４と１層目の配線パターン３２とを接続する金属プラグであり、配線パターンの材料であるアルミニュームに比して高いエレクトロマイグレーション耐性を有するタングステンにより作成される。
【００３１】
具体的にプリンタヘッド２１は、ＣＶＤ装置内のチェンバーに搭載された後、初めに６フッ化タングステンガス（ＷＦ６  ）、シランガス（ＳｉＨ４  ）の導入により６フッ化タングステンガスがシランガスにより還元され、窒化チタンバリアメタル膜２８上にタングステン膜が成膜される。続いてシランガスに代えた水素ガス（Ｈ２  ）の導入により６フッ化タングステンガスが水素ガスにより還元され、窒化チタンバリアメタル膜２８上に成膜されたタングステン膜を核にしてタングステン膜が気相成長する。これによりプリンタヘッド２１は、コンタクトホール２７が埋め込まれてなるタングステン膜３０が堆積される。なおこの実施の形態においては、シリコン基板２５を４００〜４５０度に加熱してこれらタングステン膜３０を成膜した。
【００３２】
続いてプリンタヘッド２１は、エッチバック法により、コンタクトホール２７に堆積された部位を除くタングステン膜３０がＳＦ６  等のフッ素系ガスによりエッチング処理され、さらにコンタクトホール２７に堆積された部位を除くチタンコンタクトメタル膜、窒化チタンバリアメタル膜２８がＣｌ２  等の塩素系ガスによりエッチング処理され、これらによりタングステンによるプラグ３１が作成される。これによりプリンタヘッド２１は、蓄熱層として十分に機能する膜厚により１層目の層間絶縁膜を形成した場合でも、トランジスタ２３、２４への通電によるエレクトロマイグレーションの発生を防止し、コンタクトホール２７に形成されたプラグ３１の断線を防止するようになされている。
【００３３】
なおプラグ３１においては、このようにエッチバック法により余剰な部位を除去して作成する場合に限らず、ＣＭＰ法により余剰な部位を研磨除去して作成するようにしてもよく、この場合、タングステン膜３０、チタンコンタクトメタル膜及び窒化チタンバリアメタル膜２８を酸化溶解する研磨剤を用いることが考えられる。
【００３４】
このようにしてプラグ３１が作成されると、続いてプリンタヘッド２１は、図４（Ｅ）に示すように、スパッタリング法により膜厚０．０２〔μｍ〕によるチタン、膜厚０．０２〔μｍ〕による窒化チタン、膜厚０．００５〔μｍ〕によるチタン、シリコンが１〔ａｔ％〕添加されたアルミニュームが膜厚０．４〜０．５〔μｍ〕により順次堆積される。さらに続いてプリンタヘッド２１は、膜厚０．００５〔μｍ〕によるチタン、反射防止膜である窒化酸化チタン（ＴｉＯＮ）が膜厚０．０２５〔μｍ〕により順次堆積され、これらにより配線パターン材料層が成膜される。さらに続いてプリンタヘッド２１は、フォトリソグラフィー工程、ドライエッチング工程により、成膜された配線パターン材料層が選択的に除去され、これにより上層側から見て、膜厚０．０２５〔μｍ〕による窒化酸化チタン、膜厚０．００５〔μｍ〕によるチタン、膜厚０．４〜０．５〔μｍ〕によるシリコンが１〔ａｔ％〕添加されたアルミニューム、膜厚０．００５〔μｍ〕によるチタン、膜厚０．０２〔μｍ〕による窒化チタン、膜厚０．０２〔μｍ〕によるチタンからなる１層目の配線パターン３２が作成される。プリンタヘッド２１は、このようにして作成された１層目の配線パターン３２とプラグ３１とにより駆動回路を構成するＭＯＳ型トランジスタ２４を接続してロジック集積回路が形成される。
【００３５】
続いてプリンタヘッド２１は、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン：Ｓｉ（ＯＣ２  Ｈ５  ）４  ）を原料ガスとしたＣＶＤ法により層間絶縁膜であるシリコン酸化膜が堆積される。続いてプリンタヘッド２１は、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ  ）を含む塗布型シリコン酸化膜の塗布とフッ素系ガスを用いたエッチバック法とにより、シリコン酸化膜が平坦化され、これらの工程が２回繰り返されて１層目の配線パターン３２と続く２層目の配線パターンとを絶縁する２層目の層間絶縁膜３３が膜厚０．６〜１．０〔μｍ〕のシリコン酸化膜により形成される。因みにこのような層間絶縁膜３３の平坦化においては、ＳＯＧの塗布を省略し、ＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を堆積した後、ＣＭＰ法により研磨除去して平坦化するようにしてもよい。
【００３６】
続いてプリンタヘッド２１は、フォトリソグラフィー工程、ＣＨＦ３  ／ＣＦ４  ／Ａｒガスを用いたドライエッチング工程により層間絶縁膜３３に開口を形成してビアホール３４が作成される。
【００３７】
続いて図４（Ｆ）に示すように、プリンタヘッド２１は、シリコン基板２５が洗浄された後、スパッタリング装置内のスパッタ成膜チェンバーに搭載され、スパッタリング法により膜厚０．０８〔μｍ〕によるタンタル膜が堆積され、これによりシリコン基板２５上に抵抗体膜が形成される。
【００３８】
続いてプリンタヘッド２１は、感光性樹脂であるフォトレジストが塗布されて露光装置に搬送され、所定形状を描画してなるマスクがシリコン基板２５上に載置されて紫外線が照射される。さらにプリンタヘッド２１は、現像液に浸漬されて紫外線の照射を受けた部位が溶解され、これにより抵抗体膜上に発熱素子作成領域がマスクされる。続いてプリンタヘッド２１は、ＢＣｌ３  ／Ｃｌ２  ガスを用いたドライエッチング工程により、発熱素子作成領域以外の抵抗体膜が除去されてタンタルによる発熱素子３５が作成される。
【００３９】
続いてプリンタヘッド２１は、スパッタリング装置内のスパッタ成膜チェンバーに搭載され、ターゲットにアルミニュームを用いてスパッタリング処理され、これにより膜厚０．３〜０．６〔μｍ〕による配線パターン材料層が成膜される。
【００４０】
続いてプリンタヘッド２１は、シリコン基板２５上にフォトレジストが塗布され、所定形状を描画してなるマスクが載置されて露光装置により露光される。さらにプリンタヘッド２１は、現像液に浸漬されて露光された部位が溶解され、これによりインクを加熱する発熱素子３５の部位を除く配線パターン作成領域がマスクされる。さらに続いてＢＣｌ３  ／Ｃｌ２  ガスを用いたドライエッチング工程により、配線パターンの作成領域以外の余剰な配線パターン材料層が除去され、これによりこれらの部位で２層目の配線パターン３６が作成される。プリンタヘッド２１は、このようにして作成された２層目の配線パターン３６により、電源用の配線パターン、アース用の配線パターンが作成され、またドライバートランジスタ２３を発熱素子３５に接続する配線パターン３６が作成される。
【００４１】
続いてプリンタヘッド２１は、フォトリソグラフィー工程によりインクを加熱する発熱素子３５の部位がマスクされ、燐酸−硝酸−酢酸からなる薬液を用いたウエットエッチング工程によりこの部位の配線パターン３６がエッチング処理され、これによりインクを加熱する部位の発熱素子３５のみが露出される。
【００４２】
続いてプリンタヘッド２１は、流水により洗浄されて乾燥された後、図５（Ｇ）に示すように、ＣＶＤ法により膜厚３００〜４００〔ｎｍ〕による窒化シリコンが堆積されて絶縁保護層３７が形成される。なおここで絶縁保護層３７は、２層目の配線パターン３６を絶縁する層であり、また発熱素子３５とインクとの直接の接触を防止する層である。
【００４３】
続いてプリンタヘッド２１は、熱処理炉において、４％の水素を添加した窒素ガス（フォーミングガス）の雰囲気中で、又は１００％の窒素ガス雰囲気中で、４００度、６０分間の熱処理が実施される。これによりプリンタヘッド２１は、トランジスタ２３、２４の動作が安定化され、さらに１層目の配線パターン３２と２層目の配線パターン３６との接続が安定化されてコンタクト抵抗が低減される。
【００４４】
プリンタヘッド２１は、続いてＤＣマグネトロン・スパッタリング装置内のスパッタ成膜チェンバーに搭載された後、スパッタリング法によりβ−タンタルによる耐キャビテーション層材料膜が膜厚２００〔ｎｍ〕により堆積される。続いてプリンタヘッド２１は、フォトレジスト工程により所望の形状にパターニングされ、ＢＣｌ３  ／Ｃｌ２  ガスを用いたドライエッチング工程により耐キャビテーション層材料膜がエッチング処理され、これにより耐キャビテーション層３８が形成される。なおここで耐キャビテーション層３８は、インクの発泡、消泡を繰り返す毎に発生するキャビテーションによる機械的な衝撃を緩和する層であり、これにより下層の発熱素子３５の断線を防止するようになされている。
【００４５】
プリンタヘッド２１は、続いて図１に示すように、有機系樹脂によるドライフィルム４１が圧着により配置された後、インク液室４４、インク流路に対応する部位が取り除かれ、その後硬化され、これによりインク液室４４の隔壁、インク流路の隔壁等が作成される。
【００４６】
また続いて各チップにスクライビングされた後、ノズルプレート４２が積層される。ここでノズルプレート４２は、発熱素子３５の上に微小なインク吐出口であるノズル４３を形成するように所定形状に加工された板状部材であり、ドライフィルム４１上に接着により保持される。これによりプリンタヘッド２１は、ノズル４３、インク液室４４、このインク液室４４にインクを導くインク流路等が形成されて作成される。
【００４７】
プリンタヘッド２１は、このようなインク液室４４が紙面の奥行き方向に連続するように形成され、これによりラインヘッドを構成するようになされている。
【００４８】
（２）実施の形態の動作
以上の構成において、プリンタヘッド２１は、半導体基板であるシリコン基板２５に素子分離領域２２が作成されて半導体素子であるトランジスタ２３、２４が作成され、絶縁層により絶縁されてプラグ３１が作成される。また続いて１層目の配線パターン３２が作成された後、絶縁層により絶縁されて発熱素子３５が作成され、２層目の配線パターン３６が作成される。また続いて絶縁保護層３７が作成された後、熱処理により配線パターン間、配線パターンと発熱素子等との間の接続が安定化され、耐キャビティーション層３８、インク液室４４、ノズル４３が順次形成されて作成される（図１〜図５）。
【００４９】
このプリンタは、このようにして作成されたプリンタヘッド２１のインク液室４４にインクが導かれ、トランジスタ２３、２４による発熱素子３５の駆動により、インク液室４４に保持したインクが加熱されて気泡が発生し、この気泡によりインク液室４４内の圧力が急激に増大する。プリンタでは、この圧力の増大によりインク液室４４のインクがノズル４３からインク液滴として飛び出し、このインク液滴が対象物である用紙等に付着する。
【００５０】
プリンタでは、このような発熱素子３５の駆動が間欠的に繰り返され、これにより所望の画像等が対象物に印刷される。しかしてプリンタヘッド２１においては、このような発熱素子３５の駆動による熱伝搬が、素子分離領域２２、１層目及び２層目の層間絶縁膜２６及び３３により低減され、これによりトランジスタ２３、２４が保護される。
【００５１】
この実施の形態に係るプリンタヘッド２１においては、トランジスタ２３、２４を絶縁分離し、またこのような蓄熱層として機能する素子分離領域２２がトレンチ構造により作成される。すなわちプリンタヘッド２１では、トランジスタ２３、２４の作成領域を除く領域のシリコン基板２５がドライエッチングされてトレンチが作成され、ＣＶＤ法によりこのトレンチにシリコン酸化膜が堆積され、さらにＣＭＰ法によりトレンチ以外の部位の余剰なシリコン酸化膜が研磨除去されて素子分離領域２２が作成される。これによりプリンタヘッド２１では、フィールド酸化膜におけるバーズビークのような、トランジスタ２３、２４を作成し得ない裾引き部の発生を有効に回避することができ、これによりトランジスタ２３、２４の集積度を向上することができる。
【００５２】
またこのときトランジスタ２３、２４の作成領域については、欠陥の発生を防止し得、続いてシリコン酸化膜が除去されてシリコン基板２５の表面が確実に露出され、続く作成工程でこの領域にトランジスタ２３、２４が作成されることにより、トランジスタ２３、２４でリーク電流の発生を防止することができ、その分信頼性を確保することができる。
【００５３】
（３）実施の形態の効果
以上の構成によれば、半導体素子であるトランジスタを絶縁分離する素子分離領域をトレンチ構造により形成することにより、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができる。
【００５４】
（４）他の実施の形態
なお上述の実施の形態においては、１層目の配線パターンと金属プラグとによりトランジスタを接続してロジック集積回路を作成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、１層目の配線パターンをトランジスタに直接接続してロジック集積回路を作成する場合にも広く適用することができる。
【００５５】
また上述の実施の形態においては、タンタルにより発熱素子を形成する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、これに代えてタンタルナイトライド（ＴａＮＸ  ）、タンタルアルミ（ＴａＡｌ）等のタンタル化合物により発熱素子を形成する場合に広く適用することができる。
【００５６】
また上述の実施の形態においては、本発明をプリンタヘッドに適用してインク液滴を飛び出させる場合について述べたが、本発明はこれに限らず、インク液滴に代えて各種染料の液滴、保護層形成用の液滴等を用いるプリンタヘッド、さらには液滴が試薬等であるマイクロディスペンサー、各種測定装置、各種試験装置、液滴がエッチングより部材を保護する薬剤である各種のパターン描画装置等に広く適用することができる。
【００５７】
【発明の効果】
上述のように本発明によれば、半導体素子を絶縁分離する素子分離領域をトレンチ構造により形成することにより、集積度を向上し、かつ信頼性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るプリンタヘッドを示す断面図である。
【図２】図１のプリンタヘッドの作成工程の説明に供する断面図である。
【図３】図２の続きを示す断面図である。
【図４】図３の続きを示す断面図である。
【図５】図４の続きを示す断面図である。
【図６】従来のプリンタヘッドにおける発熱素子をその周辺構成と共に示す断面図である。
【符号の説明】
１、２１……プリンタヘッド、２、２５……シリコン基板、３、２２……素子分離領域、４、５、２３、２４……トランジスタ、６、８、３０、３６……配線パターン、９、３５……発熱素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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