(57)【要約】【課題】消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置およびその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  ベース層２２のヒーター配置部２２ａおよび配線層２６を覆うようにヒーター層２４が配置されている。ヒーター層２４はタンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されているのでシート抵抗が大きい。このため、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。また、ヒーター層２４の厚さを薄くしなくてもよいので、寿命が延びる。さらに、ヒーター部２４ａの面積を抑えることができる。【選択図】図１
2005081652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、
ベース層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、
ベース層のうち配線層に覆われていないヒーター配置部と配線層とを覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、
ヒーター層を覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、
を備えた、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置。
【請求項２】
請求項１のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置において、
前記配線層の前記ヒーター配置部側の端部の傾斜角αを鋭角にしたこと、
を特徴とするもの。
【請求項３】
半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、
ベース層を覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、
ヒーター層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、
ヒーター層のうち配線層に覆われていないヒーター部と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、
を備えた、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置。
【請求項４】
半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、
ベース層の少なくとも一部を覆うように配置されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、
ヒーター層と電気的に接続され配線材料により構成された配線層と、
ヒーター層と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、
を備えた、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかのインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置において、
前記絶縁性保護膜の少なくとも一部を覆うように配置された耐インク性のヒーター保護層であって、少なくとも前記ヒーター層の発熱部分の上部に配置されたヒーター保護層、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【請求項６】
絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、
アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ベース層を覆うように形成するステップと、
エッチングにより、前記配線層を部分的に除去してベース層を部分的に露出させヒーター配置部を形成するステップと、
スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ヒーター配置部および配線層を覆うように形成するステップと、
絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、
を備えた、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法。
【請求項７】
絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、
スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ベース層を覆うように形成するステップと、
アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、
エッチングにより、前記配線層を部分的に除去してヒーター層を部分的に露出させヒーター部を形成するステップと、
絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター部および配線層を覆うように形成するステップと、
を備えた、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法。
【請求項８】
請求項６ないし７のいずれかのインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法において、
耐インク性のヒーター保護層を、前記絶縁性保護膜の少なくとも一部を覆うように、少なくとも前記ヒーター層の発熱部分の上部に形成するステップ、を備えたこと、
を特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置およびその製造方法に関し、とくに、サーマル方式のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
サーマル方式のインクジェットプリンタヘッドに用いられるヒーターボードＩＣ（集積回路）が知られている（たとえば、特許文献１参照）。図６は、このような従来のヒーターボードＩＣ２の１ドット分の断面構成を説明するための図面である。
【０００３】
ヒーターボードＩＣ２は、シリコン酸化物（ＳiＯ2）により構成されたベース層４と、タンタルシリコン窒化物（ＴaＳiＮ）により構成されたヒーター層６と、配線層８と、シリコン窒化物（ＳiＮ）により構成されたプラズマ窒化膜１０と、タンタル（Ｔa）により構成されたヒーター保護層１２とを備えている。ヒーター層６のうち、配線層８に覆われていない部分がヒーター部１４である。
【０００４】
ヒーターボードＩＣ２を用いて印刷を行うには、ヒーター保護層１２上に印刷用のインクを供給し、供給したインクをヒーター部１４により瞬間的に加熱して図面上方に放出する。放出されたインクが印刷用紙に吹き付けられ、１ドット分の印刷が行われる。ヒーターボードＩＣ２にはこのようなドット部分が多数設けられており、多数のドットを一度に印刷することができる。
【０００５】
しかしながら、従来のこのようなヒーターボードＩＣ２には、次のような問題点があった。従来のヒーターボードＩＣ２においては、ヒーター層６の材料としてタンタルシリコン窒化物を用いていることから、ヒーター層６のシート抵抗はそれほど大きくなかった（１０〜２００Ω／□程度）。
【０００６】
したがって、ヒーター部１４で所定の発熱量を得るためには大きな電流を流す必要があり、この結果、配線部での電力ロスが大きかった。
【０００７】
また、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部１４の抵抗値を確保するためにヒーター層６の厚さを薄くすると、加熱の繰り返しによるヒーター層６の焼き切れが早く起きてしまう。一方、これを防止するためにヒーター層６の厚さを厚くすると、発熱に必要なヒーター部１４の抵抗値を確保するために、ヒーター部１４の面積を大きくしなければならない。すなわち、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが困難であった。
【特許文献１】特開２００２−３３９０８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明は、このような従来のヒーターボードＩＣ等の問題点を解決し、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置に関し、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、ベース層のうち配線層に覆われていないヒーター配置部と配線層とを覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層を覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置に関し、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層を覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、ヒーター層のうち配線層に覆われていないヒーター部と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置に関し、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層の少なくとも一部を覆うように配置されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層と電気的に接続され配線材料により構成された配線層と、ヒーター層と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法に関し、絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ベース層を覆うように形成するステップと、エッチングにより、配線層を部分的に除去してベース層を部分的に露出させヒーター配置部を形成するステップと、スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ヒーター配置部および配線層を覆うように形成するステップと、絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
本発明は、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法に関し、絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ベース層を覆うように形成するステップと、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、エッチングにより、配線層を部分的に除去してヒーター層を部分的に露出させヒーター部を形成するステップと、絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター部および配線層を覆うように形成するステップと、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
本発明の特徴は、上記のように広く示すことができるが、その構成や内容は、目的および特徴とともに、図面を考慮に入れた上で、以下の開示によりさらに明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置は、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、ベース層のうち配線層に覆われていないヒーター配置部と配線層とを覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層を覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えている。
【００１６】
したがって、タンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を用いることによって、シート抵抗の大きいヒーター層を実現することができる。このため、従来に比し、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。この結果、配線部等での電力ロスを小さくすることができる。
【００１７】
また、ヒーター層の厚さを薄くしなくても、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。このため、加熱の繰り返しによるヒーター層の焼き切れが発生しにくい。さらに、このようにヒーター層の厚さが厚くても、ヒーター部の面積をそれほど大きくすることなく発熱に必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。この結果、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが可能となる。
【００１８】
すなわち、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置を実現することができる。
【００１９】
請求項２のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置においては、配線層のヒーター配置部側の端部の傾斜角αを鋭角にしたこと、を特徴とする。
【００２０】
したがって、配線層のヒーター配置部側の端部がスロープ状になるため、配線層の上部に形成される各層のカバレッジを良好にすることができる。このため、たとえば、配線層の電気抵抗を軽減するために配線層の膜厚を厚くした場合であっても、配線層の上部に形成される各層のカバレッジ不良に起因して発生するインクによる配線層の浸食を防止することが可能となる。
【００２１】
請求項３のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置は、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層を覆うように配置されタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層を部分的に覆うように配置され配線材料により構成された配線層と、ヒーター層のうち配線層に覆われていないヒーター部と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えている。
【００２２】
したがって、タンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を用いることによって、シート抵抗の大きいヒーター層を実現することができる。このため、従来に比し、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。この結果、配線部等での電力ロスを小さくすることができる。
【００２３】
また、ヒーター層の厚さを薄くしなくても、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。このため、加熱の繰り返しによるヒーター層の焼き切れが発生しにくい。さらに、このようにヒーター層の厚さが厚くても、ヒーター部の面積をそれほど大きくすることなく発熱に必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。この結果、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが可能となる。
【００２４】
すなわち、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置を実現することができる。
【００２５】
請求項４のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置は、半導体基板上に配置され絶縁材料により構成されたベース層と、ベース層の少なくとも一部を覆うように配置されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層と、ヒーター層と電気的に接続され配線材料により構成された配線層と、ヒーター層と配線層とを覆うように配置され絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜と、を備えている。
【００２６】
したがって、タンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を用いることによって、シート抵抗の大きいヒーター層を実現することができる。このため、従来に比し、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。この結果、配線部等での電力ロスを小さくすることができる。
【００２７】
また、ヒーター層の厚さを薄くしなくても、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。このため、加熱の繰り返しによるヒーター層の焼き切れが発生しにくい。さらに、このようにヒーター層の厚さが厚くても、ヒーター部の面積をそれほど大きくすることなく発熱に必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。この結果、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが可能となる。
【００２８】
すなわち、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置を実現することができる。
【００２９】
請求項５のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置は、絶縁性保護膜の少なくとも一部を覆うように配置された耐インク性のヒーター保護層であって、少なくともヒーター層の発熱部分の上部に配置されたヒーター保護層、をさらに備えたことを特徴とする。
【００３０】
したがって、ヒーター部近傍の配線層がインクによる浸食をさらに受けにくいため、装置の寿命がいっそう長い。
【００３１】
請求項６のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法は、絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ベース層を覆うように形成するステップと、エッチングにより、配線層を部分的に除去してベース層を部分的に露出させヒーター配置部を形成するステップと、スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ヒーター配置部および配線層を覆うように形成するステップと、絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、を備えている。
【００３２】
したがって、この方法によって製造されたインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置においては、タンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を用いることによって、シート抵抗の大きいヒーター層を実現することができる。このため、従来に比し、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。この結果、配線部等での電力ロスを小さくすることができる。
【００３３】
また、ヒーター層の厚さを薄くしなくても、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。このため、加熱の繰り返しによるヒーター層の焼き切れが発生しにくい。さらに、このようにヒーター層の厚さが厚くても、ヒーター部の面積をそれほど大きくすることなく発熱に必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。この結果、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが可能となる。
【００３４】
また、配線層を、アルミニウムを含む配線材料により構成することにより、さらにコンパクトなヒーター装置を実現することができる。
【００３５】
一方、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層は、高温で活性化したインクによる浸食を受けやすく、いったんヒーター部近傍の配線層が浸食されると、浸食はさらに内部の配線層にまで進行し、装置の機能不全を引き起こすおそれが高いが、このインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置では、配線層は、絶縁性保護膜のみならずヒーター層によってもその全体を覆われている。したがって、ヒーター部近傍の配線層がインクによる浸食を受けにくく、装置の寿命がいっそう長い。
【００３６】
すなわち、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置を実現することができる。
【００３７】
請求項７のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法は、絶縁材料により構成されたベース層、を有する半導体基板を用意するステップと、スパッタリングにより形成されたタンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を、ベース層を覆うように形成するステップと、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層を、ヒーター層を覆うように形成するステップと、エッチングにより、配線層を部分的に除去してヒーター層を部分的に露出させヒーター部を形成するステップと、絶縁性材料により構成された絶縁性保護膜を、ヒーター部および配線層を覆うように形成するステップと、を備えている。
【００３８】
したがって、この方法によって製造されたインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置においては、タンタルシリコン酸化物により構成されたヒーター層を用いることによって、シート抵抗の大きいヒーター層を実現することができる。このため、従来に比し、小さい電流で所定の発熱量を得ることが可能になる。この結果、配線部等での電力ロスを小さくすることができる。
【００３９】
また、ヒーター層の厚さを薄くしなくても、所定の発熱量を得るのに必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。このため、加熱の繰り返しによるヒーター層の焼き切れが発生しにくい。さらに、このようにヒーター層の厚さが厚くても、ヒーター部の面積をそれほど大きくすることなく発熱に必要なヒーター部の抵抗値を確保することができる。この結果、長寿命でかつ印刷解像度の高いヒーターボードＩＣを実現することが可能となる。
【００４０】
また、配線層を、アルミニウムを含む配線材料により構成することにより、さらにコンパクトなヒーター装置を実現することができる。
【００４１】
すなわち、消費電力の少ない、または長寿命でかつ印刷解像度の高いインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置を実現することができる。
【００４２】
請求項８のインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置の製造方法は、耐インク性のヒーター保護層を、絶縁性保護膜の少なくとも一部を覆うように、少なくともヒーター層の発熱部分の上部に形成するステップ、をさらに備えたことを特徴とする。
【００４３】
したがって、この方法によって製造されたインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置においては、ヒーター部近傍の配線層がインクによる浸食をさらに受けにくいため、装置の寿命がいっそう長い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
図１に、この発明の一実施形態によるインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置であるヒーターボードＩＣ２０の１ドット分の断面構成を説明するための図面を示す。ヒーターボードＩＣ２０は、サーマル式（加熱式）のインクジェット式プリンター等のプリンターヘッドに用いられるＩＣ（集積回路）である。
【００４５】
ヒーターボードＩＣ２０は、半導体基板上に配置されたベース層２２と、ベース層２２を部分的に覆うように、これに接して配置された配線層２６とを備えている。ベース層２２は、絶縁材料であるシリコン酸化物（ＳiＯ2）により構成されている。配線層２６を構成する配線材料は特に限定されるものではないが、この実施形態においては、配線材料としてアルミ・カッパ（Ａl-Ｃu）を用いている。
【００４６】
ベース層２２のうち配線層２６に覆われていない部分をヒーター配置部２２ａと呼ぶ。ヒーター配置部２２ａおよび配線層２６を覆うように、これらに接して、ヒーター層２４が配置されている。ヒーター層２４は、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されている。
【００４７】
ヒーター層２４のうち、ヒーター配置部２２ａの上部に配置された部分が発熱部分であり、この部分をヒーター部２４ａと呼ぶ。
【００４８】
ヒーター層２４の厚さは特に限定されるものではないが、２００〜１５００オングストローム程度が好ましい。２００オングストロームより薄いと発熱により断線する可能性が高くなり、１５００オングストロームより厚いと、周辺回路との段差が大きくなりすぎるためである。
【００４９】
なお、ヒーター層２４を構成する材料をシート抵抗の大きいタンタルシリコン酸化物により構成した（５００Ω／□〜２０ＫΩ／□程度）ことで、ヒーター層２４の厚さの自由度が増し、その結果、ヒーター部２４ａの抵抗値の選択幅を大きくすることができた。この実施形態においては、ヒーター部２４ａの抵抗値を１００〜１００００オーム程度の範囲で選択可能であった。
【００５０】
ヒーター層２４を覆うように、これに接して、絶縁性保護膜であるプラズマ窒化膜２８（プラズマ−シリコン窒化膜、Ｐ−ＳiＮ）が配置されている。プラズマ窒化膜２８は、絶縁材料であるシリコン窒化物（ＳiＮ）により構成されている。
【００５１】
プラズマ窒化膜２８の厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては１０００〜５０００オングストローム程度に設定している。
【００５２】
プラズマ窒化膜２８の少なくとも一部を覆うように、プラズマ窒化膜２８に接して、耐インク性のヒーター保護層３０が配置されている。ヒーター保護層３０は、タンタル（Ｔa）により構成されており、少なくともヒーター部２４ａの上部に配置されている。
【００５３】
ヒーター保護層３０の厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては１０００オングストローム程度以上に設定している。
【００５４】
このようにして形成されたヒーターボードＩＣ２０を用いて印刷を行うには、ヒーター保護層３０上に印刷用のインク（図示せず）を供給し、供給したインクをヒーター部２４ａにより瞬間的に加熱して図面上方に放出する。放出されたインクが印刷用紙（図示せず）に吹き付けられ、１ドット分の印刷が行われる。ヒーターボードＩＣ２０にはこのようなドット部分が多数設けられており、多数のドットを一度に印刷することができる。
【００５５】
図５は、ヒーターボードＩＣ２０の平面構成を示す模式図である。上述の図１は、図５の断面Ｉ−Ｉに対応する断面図である。
【００５６】
図５の例では、１つのヒーターボードＩＣ２０に多数のドット部分（ヒーター部２４ａ）が行列配置されている。この例では、各列のドット部分をそれぞれ連続して覆うようにヒーター保護層３０が形成されている。また、隣接する２列のドット部分のほぼ中間にインク供給口３２が設けられている。この図では、６列のドット部分と、３個のインク供給口３２が設けられている。インク供給口３２を経て、ヒーター保護層３０上にインクが供給されることになる。
【００５７】
つぎに、ヒーターボードＩＣ２０を製造する方法について説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、ヒーターボードＩＣ２０を製造する手順を説明するための図面であり、各工程におけるヒーターボードＩＣ２０の要部断面を表す。図２Ａ〜図２Ｃおよび図１に基づいてヒーターボードＩＣ２０の製造方法を説明する。
【００５８】
ヒーターボードＩＣ２０を形成するには、図２Ａに示すように、まず、シリコン酸化物（ＳiＯ2）により構成されたベース層２２を有する半導体基板を用意し、ベース層２２の上に、アルミ・カッパ（Ａl-Ｃu）により構成された配線層２６を形成する。配線層２６の形成方法、膜厚はとくに限定されるものでないが、たとえばスパッタリング法を用いて６０００オングストローム程度の膜厚に形成する。
【００５９】
つぎに、図２Ｂに示すように、ドライエッチングにより、配線層２６を部分的に除去してベース層２２を部分的に露出させ、ヒーター配置部２２ａを形成する。
【００６０】
この実施形態においては、エッチング条件を調整し、エッチング時の圧力を通常より低い値、たとえば１．５Ｐa程度、に設定することで、配線層２６のヒーター配置部２２ａ側の端部の傾斜角αが緩く（すなわち鋭角に）なるようにしている。つまり、裾広がりのエッチングを行うようにしている。傾斜角αの鋭角の程度はとくに限定されるものではないが、好ましくは、８０〜４５度程度である。さらに好ましくは、６０〜４５度程度であり、ほぼ４５度程度であればなお好ましい。
【００６１】
傾斜角αを鋭角とすることにより、その上部に形成される各層のカバレッジが改善される。このため、たとえば、インクが直接接触するヒーター保護層３０のカバレッジ不良を軽減することができる。したがって、たとえば、配線層２６の電気抵抗を軽減するために配線層２６の膜厚を厚くした場合であっても、ヒーター保護層３０のカバレッジ不良に起因して発生するインクによる配線層２６の浸食を防止することが可能となる。
【００６２】
なお、この実施形態においては、配線層２６には、シリコンがほとんど添加されていない。このため、配線層２６をエッチングする際、添加シリコンに起因するヒーター配置部２２ａの荒れがほとんど生じない。この結果、ヒーター配置部２２ａに接して形成されるヒーター層２４をフラットな状態に仕上げることができる。
【００６３】
つぎに、図２Ｃに示すように、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたヒーター層２４を、ヒーター配置部２２ａおよび配線層２６を覆うように形成する。ヒーター層２４の形成方法および厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたターゲットを用いたスパッタリングにより、４００オングストローム程度の膜厚に形成するようにしている。
【００６４】
このターゲットの組成比は、たとえば、Ｔa：ＳiＯ2＝５０：５０〜９０：１０の範囲とするのが好ましい。
【００６５】
なお、この発明は、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたターゲットを用いるものに限定されるものでないことは言うまでもない。たとえば、Ｔaのみで構成されたターゲットとＳiＯ2のみで構成されたターゲットの２種類のターゲットを用意し、所定比率で交互にスパッタリングを行うよう構成することもできる。
【００６６】
つぎに、図１に示すように、ヒーター層２４を覆うように、たとえば、プラズマＣＶＤ法（化学的気相成長法）を用いてプラズマ窒化膜２８を形成する。プラズマ窒化膜２８の厚さはとくに限定されるものではないが、この実施形態においては３０００オングストローム程度としている。
【００６７】
つぎに、図１に示すように、プラズマ窒化膜２８の上に、タンタル（Ｔa）により構成されたヒーター保護層３０を形成する。ヒーター保護層３０の形成方法はとくに限定されるものではないが、たとえばスパッタリング法を用いてプラズマ窒化膜２８を全て覆うようにタンタルの層を形成し、その後、エッチング処理などを行うことにより所望の形状にパタニングすればよい。
【００６８】
ヒーター保護層３０の厚さはとくに限定されるものではないが、この実施形態においては２３００オングストローム程度としている。このようにして、ヒーターボードＩＣ２０を形成することができる。
【００６９】
なお、この実施形態においては、配線層を、アルミニウムを含む配線材料により構成するようにしているが、これによって、コンパクトなヒーター装置を実現することができる。
【００７０】
一方、アルミニウムを含む配線材料により構成された配線層は、高温で活性化したインクによる浸食を受けやすく、いったんヒーター部近傍の配線層が浸食されると、浸食はさらに内部の配線層にまで進行し、装置の機能不全を引き起こすおそれが高いが、この実施形態によるインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置では、配線層は、絶縁性保護膜のみならずヒーター層によってもその全体を覆われている。したがって、ヒーター部近傍の配線層がインクによる浸食を受けにくく、装置の寿命がいっそう長い。
【００７１】
また、この実施形態においては、ドライエッチングにより配線層を部分的に除去してベース層を部分的に露出させてヒーター配置部を形成するから、エッチング条件を調整して配線層のヒーター配置部側の端部の傾斜角を緩くすることが可能となる。このため、ヒーター配置部近傍における絶縁性保護膜のカバレッジが良好となる。この結果、インクによる配線層の浸食を防止し、装置の寿命を長くすることができる。
【００７２】
図３に、この発明の他の実施形態によるインクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置であるヒーターボードＩＣ４０の１ドット分の断面構成を説明するための図面を示す。ヒーターボードＩＣ４０は、図１に示すヒーターボードＩＣ２０と同様に、サーマル式のインクジェット式プリンター等のプリンターヘッドに用いられるＩＣである。
【００７３】
ヒーターボードＩＣ４０は、半導体基板上に配置されたベース層４２と、ベース層４２を覆うように、これに接して配置されたヒーター層４４とを備えている。ベース層４２は、絶縁材料であるシリコン酸化物（ＳiＯ2）により構成されており、ヒーター層４４は、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されている。
【００７４】
ヒーター層４４の厚さは特に限定されるものではないが、２００〜１５００オングストローム程度が好ましい。２００オングストロームより薄いと発熱により断線する可能性が高くなり、１５００オングストロームより厚いと、周辺回路との段差が大きくなりすぎるためである。
【００７５】
なお、ヒーター層４４を構成する材料をシート抵抗の大きいタンタルシリコン酸化物により構成した（５００Ω／□〜２ＫΩ／□程度）ことで、ヒーター層４４の厚さの自由度が増し、その結果、後述するヒーター部４４ａの抵抗値の選択幅を大きくすることができた。この実施形態においては、ヒーター部４４ａの抵抗値を１００〜１００００オーム程度の範囲で選択可能であった。
【００７６】
ヒーター層４４を部分的に覆うように、これに接して、配線層４６が配置されている。配線層４６を構成する配線材料は特に限定されるものではないが、この実施形態においては、配線材料としてアルミ・カッパ（Ａl-Ｃu）を用いている。
【００７７】
ヒーター層４４のうち配線層４６に覆われていない部分をヒーター部４４ａと呼ぶ。ヒーター部４４ａが発熱部分である。
【００７８】
ヒーター部４４ａおよび配線層４６を覆うように、これらに接して、絶縁性保護膜であるプラズマ窒化膜４８（プラズマ−シリコン窒化膜、Ｐ−ＳiＮ）が配置されている。プラズマ窒化膜４８は、絶縁材料であるシリコン窒化物（ＳiＮ）により構成されている。
【００７９】
プラズマ窒化膜４８の厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては１０００〜５０００オングストローム程度に設定している。
【００８０】
プラズマ窒化膜４８の少なくとも一部を覆うように、プラズマ窒化膜４８に接して、耐インク性のヒーター保護層５０が配置されている。ヒーター保護層５０は、タンタル（Ｔa）により構成されており、少なくともヒーター部４４ａの上部に配置されている。
【００８１】
ヒーター保護層５０の厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては１０００オングストローム程度以上に設定している。
【００８２】
このようにして形成されたヒーターボードＩＣ４０を用いて印刷を行う方法は、図１に示すヒーターボードＩＣ２０の場合と同様であるから、説明を省略する。また、ヒーターボードＩＣ４０の平面構成は、前述のヒーターボードＩＣ２０の図５に示す平面構成とほぼ同じであるので、説明を省略する。
【００８３】
つぎに、ヒーターボードＩＣ４０を製造する方法について説明する。図４Ａ〜図４Ｃは、ヒーターボードＩＣ４０を製造する手順を説明するための図面であり、各工程におけるヒーターボードＩＣ４０の要部断面を表す。図４Ａ〜図４Ｃおよび図３に基づいてヒーターボードＩＣ４０の製造方法を説明する。
【００８４】
ヒーターボードＩＣ４０を形成するには、図４Ａに示すように、まず、シリコン酸化物（ＳiＯ2）により構成されたベース層４２を有する半導体基板を用意し、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたヒーター層４４を、ベース層４２を覆うように形成する。
【００８５】
ヒーター層４４の形成方法および厚さは特に限定されるものではないが、この実施形態においては、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたターゲットを用いたスパッタリングにより、４００オングストローム程度の膜厚に形成するようにしている。
【００８６】
このターゲットの組成比は、たとえば、前述の実施形態の場合と同様に設定することができる。また、スパッタリングに際し、タンタルシリコン酸化物（ＴaＳiＯ2）により構成されたターゲットを用いるものに限定されるものでなく、たとえば、Ｔaのみで構成されたターゲットとＳiＯ2のみで構成されたターゲットの２種類のターゲットを用意し、所定比率で交互にスパッタリングを行うよう構成することもできる点も、前述の実施形態の場合と同様である。
【００８７】
つぎに、図４Ｂに示すように、ヒーター層４４を覆うように、アルミ・カッパ（Ａl-Ｃu）により構成された配線層４６を形成する。配線層４６の形成方法、膜厚はとくに限定されるものでないが、たとえばスパッタリング法を用いて６０００オングストローム程度の膜厚に形成する。
【００８８】
つぎに、図４Ｃに示すように、この実施形態においては、ウエットエッチングにより、配線層４６を部分的に除去してヒーター層４４を部分的に露出させ、ヒーター部４４ａを形成する。エッチング条件は特に限定されるものではないが、たとえば、燐酸７８．９パーセント、酢酸１５．８パーセント、硝酸３．２パーセント、純水２．１パーセントの構成を持つエッチング液を用い、温度５５℃程度の設定で行うことができる。
【００８９】
つぎに、図３に示すように、ヒーター部４４ａおよび配線層４６を覆うように、たとえば、プラズマＣＶＤ法（化学的気相成長法）を用いてプラズマ窒化膜４８を形成する。プラズマ窒化膜４８の厚さはとくに限定されるものではないが、この実施形態においては３０００オングストローム程度としている。
【００９０】
つぎに、図３に示すように、プラズマ窒化膜４８の上に、タンタル（Ｔa）により構成されたヒーター保護層５０を形成する。ヒーター保護層５０の形成方法はとくに限定されるものではないが、たとえばスパッタリング法を用いてプラズマ窒化膜４８を全て覆うようにタンタルの層を形成し、その後、エッチング処理などを行うことにより所望の形状にパタニングすればよい。
【００９１】
ヒーター保護層５０の厚さはとくに限定されるものではないが、この実施形態においては２３００オングストローム程度としている。このようにして、ヒーターボードＩＣ４０を形成することができる。
【００９２】
この実施形態においては、配線層を、アルミニウムを含む配線材料により構成するようにしている。このためコンパクトなヒーター装置を実現することができる。
【００９３】
なお上述の各実施形態においては、ヒーター層は、タンタルシリコン酸化物により構成されたターゲットを用いたスパッタリングにより形成されたものであるから、たとえば、タンタルおよびシリコンにより構成されたターゲットを酸素雰囲気中でスパッタリングすることにより得られるヒーター層に比べ、成分の安定性が高い。このため、成分のばらつきを考慮してヒーター部の面積を大きめに設定する必要がない。
【００９４】
また、上述の各実施形態においては、ヒーターボードＩＣに用いられるベース層を構成する絶縁材料、配線材料、絶縁性保護膜を構成する絶縁材料、ヒーター保護層を構成する材料として、シリコン酸化物、アルミ・カッパ、プラズマシリコン窒化物、タンタルをそれぞれ用いたが、ベース層を構成する絶縁材料、配線材料、絶縁性保護膜を構成する絶縁材料、ヒーター保護層を構成する材料はこれらに限定されるものではなく、適宜、変更することができる。
【００９５】
また、上述の実施形態においては、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置としてヒーターボードＩＣを例に説明したが、インクジェットプリンタヘッド用ヒーター装置はヒーターボードＩＣに限定されるものではない。さらに、ヒーター保護層を形成しない場合にも、この発明を適用することができる。
【００９６】
上記においては、本発明を好ましい実施形態として説明したが、各用語は、限定のために用いたのではなく、説明のために用いたものであって、本発明の範囲および精神を逸脱することなく、添付のクレームの範囲において、変更することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】この発明の一実施形態によるヒーターボードＩＣ２０の１ドット分の断面構成を説明するための図面である。
【図２】図２Ａ〜図２Ｃは、ヒーターボードＩＣ２０を製造する手順を説明するための図面であって、各工程におけるヒーターボードＩＣ２０の要部断面を表している。
【図３】この発明の一実施形態によるヒーターボードＩＣ４０の１ドット分の断面構成を説明するための図面である。
【図４】図４Ａ〜図４Ｃは、ヒーターボードＩＣ４０を製造する手順を説明するための図面であって、各工程におけるヒーターボードＩＣ４０の要部断面を表している。
【図５】ヒーターボードＩＣ２０の平面構成を説明するための図面である。
【図６】従来のヒーターボードＩＣ２の１ドット分の断面構成を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００９８】
２２      ベース層
２２ａ    ヒーター配置部
２４      ヒーター層
２４ａ    ヒーター部
２６      配線層
特許出願人  ローム株式会社
出願人代理人  弁理士  田川  幸一
【図１】
2005081652.tif 000003
【図２】
2005081652.tif 000004
【図３】
2005081652.tif 000005
【図４】
2005081652.tif 000006
【図５】
2005081652.tif 000007
【図６】
2005081652.tif 000008