(57)【要約】      （修正有）【課題】  ＦＭーＢＴＪにおいて、ヒータに電力を供給するＡＬ配線の上下電極接続を行うスルーホール（ＴＨ）に関し、上下電極の接続抵抗低減、及びＴＨの形成寸法を縮小出来るＴＨ配線構造を提案する。【解決手段】  インクを吐出する複数の発熱抵抗体を備え、発熱抵抗体に電力を供給する配線が層間絶縁膜１０４を挟んで上下に形成され、スルーホール１２３にて接続されている配線を備えたインクジェット記録ヘッド用基板において、層間絶縁膜１０４の上下に形成された上下電極の接続個所である、スルーホール１２３で上電極の少なくとも一部が、スルーホール１２３の外周部の層間絶縁膜１０４上に形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有するスルーホール構成とする。【選択図】  図１
2007296643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールにて接続されている配線を備えたインクジェット記録ヘッド用基板において、
層間絶縁膜の上下に形成された上下電極の接続個所である、スルーホールで上電極の少なくとも一部が、スルーホールの外周部の層間絶縁膜上に形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項２】
スルーホールにて接続されている配線を備えたインクジェット記録ヘッド用基板において、
層間絶縁膜の上下に形成された上下電極の接続個所である、スルーホールで上電極の少なくとも一部が、スルーホールのテーパ部に形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有することを特徴とするインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項３】
前記スルーホール寸法の最小寸法が最小線幅の等倍から２倍で形成されている事を特徴とする請求項１に記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【請求項４】
前記インクジェット記録ヘッド用基板の面積が２００ｍｍ2以上１００００００ｍｍ2以下、或いはデバイス寸法が１００ｍｍ以上１０００ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のインクジェット記録ヘッド用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜マトリックス配線構造を有する各種デバイス、特に外部からエネルギーを加えることによって、所望の液体を吐出するインクジェット記録ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
熱等のエネルギーをインクに与えることで、気泡の発生を促し、この体積変化を利用して吐出口からインクを吐出し、これを記録媒体上に付着させて画像形成を行うインクジェット記録方法が知られている。インクジェット方式の中で、基板に対し垂直にインクを吐出するサイドシューター型（特許文献１）が提案されている。
【０００３】
図１２−ａに、インクを吐出する複数の発熱抵抗体を備え、発熱抵抗体に電力を供給する配線が層間絶縁膜を挟んで上下に形成され、スルーホールにて接続されている配線を備えたインクジェット記録ヘッド用基板のヒータ保護膜形成前の模式的概念図を示す。
【０００４】
ヒータ部に電力を供給する配線は、ヒータ１０６を挟んで層間絶縁膜１０４上に形成された上電極からなる個別電極１０５と、層間絶縁膜の下に形成された下電極１０３とスルーホール１２３を介して上電極に接続されヒータに接続された共通電極からなる。ヒータに効率的に電力を供給する為に、配線の抵抗を下げる必要があり、電極の総合抵抗は、配線の抵抗とスルーホールでの接続抵抗の合計値となる。
【０００５】
スルーホールでの接触抵抗は、[図３]に示すように接触面積が狭くなると増加し、極端に狭くなると接触抵抗は急激に増大する。また、接触抵抗の増加以外にスルーホールの接触面積が狭くなるとスルーホールでの電流密度が大きくなり、スルーホールが破壊されたり、過電流によるマイグレーションが発生し断線を招く等の問題がある。従って、スルーホールはある大きさが必要となる。
【０００６】
一方、インクジェットのインク吐出性能に関するインク供給能力は、インク供給口、犠牲層１２２とヒータ１０６部分の距離を出来るだけ狭くする必要がある。スルーホール１２３はヒータとインク供給口の間にあり、インク供給口とヒータ部分の距離を狭くする為には、スルーホールを小さくする必要があるが、スルーホールを小さくすると接触抵抗が急増してしまうという問題がある。
【特許文献１】特開平９−０１１４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の如く、スルーホール部での接触抵抗を低減させるために、スルーホールを広くするとインク供給口とヒータ間の距離が長くなりインク供給能力が低下し、インク吐出性能が悪くなる。一方、インク供給口とヒータ間の距離を狭くするとインク供給能力は向上するが、スルーホールの寸法が狭くなり接触抵抗が増加してしまうという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する手段として、本発明の構成は以下の通りである。
【０００９】
スルーホールにて接続されている配線を備えたインクジェット記録ヘッド用基板において、層間絶縁膜の上下に形成された上下電極の接続個所であるスルーホールで上電極の少なくとも一部が、スルーホールの外周部の層間絶縁膜上に形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有すること、或いは、スルーホールのテーパ部に上電極が形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有することにより解決される。
【００１０】
前記スルーホール寸法の最小寸法が最小線幅の等倍〜２倍で形成されていることにより解決される。
【００１１】
前記デバイス面積が、２００〜１００００００ｍｍ2、或いはデバイス寸法が１００〜１０００ｍｍ以上のデバイス基板に適用される。
【００１２】
[本発明の実験]
本発明のスルーホールでの接続形状と従来スルーホールでの接続形状の接触面積を比較した。
【００１３】
前提として、Ｙ方向の寸法は同一とし、Ｘ方向の上電極がスルーホール外周部の層間絶縁膜上に形成されていない構造であり、本説明では、上部電極はスルーホールのテーパ部分に掛からない構造とした。図１に本発明のスルーホールの平面図を示す。
【００１４】
尚、本発明のスルーホール構造は、上電極がスルーホール外周部の層間絶縁膜上に形成されていない構造であり、ここで説明したＸ方向（即ち、一方向）に限定されるものでなく、図１−ｂに示すようにＸＹ両方向に層間絶縁膜上に上電極が形成されない場合もあり、また、図１−ｃに示すようにスルーホールは四角でなく円形の場合もあり、更に、多角形、自由形状もある。
【００１５】
本発明の下電極１０３或いは、下部電極１０３とは層間絶縁膜が形成される前に形成される電極である。層間絶縁膜１０４の下に形成されている。スルーホールに於いては下電極上の層間絶縁膜は除かれている。次に、上電極１０５あるいは上部電極１０５とは、層間絶縁膜１０４上に形成された電極であり、また、スルーホール内に於いては、下電極１０３上に形成された電極である。プロセス上は、層間絶縁膜形成後に形成された電極である。
【００１６】
スルーホール部で上下電極の接続に必要なＸ方向の寸法を評価した。パターン形成の重ね合わせ精度を±Ｍμｍとし、スルーホールのテーパ部分のＸ方向寸法をＴμｍとする。
【００１７】
スルーホールでの上下電極の接続寸法Ａを確保するためには、従来形状では、図２−ｂに示すようにスルーホールの重ね合わせマージンと上電極の重ね合わせマージンを考慮し、上電極のはみ出し幅を２Ｍとすると、左側にはＭ＋２Ｍ＋２Ｍのスペースが必要となる。右側にはスルーホールの重ね合わせマージンＭが必要となり、さらに、スルーホールのテーパ部分で両端にＴが必要となる。
【００１８】
したがって、接続寸法Ａを確保するためには、Ａ＋６Ｍ＋２ＴがＸ方向に必要となり、これをスルーホールのＸ方向寸法ＴＨ_Ｘと定義する。
【００１９】
接続寸法Ａを１０μｍ、重ね合わせマージンＭを１．５μｍ、スルーホールのテーパＴを１μｍとすると、ＴＨ_Ｘは合計２１μｍとなる。
【００２０】
一方、図２−ａに示す、本発明のスルーホール形状では、スルーホール内での上電極の重ね合わせマージンを考慮して、スルーホール底面のＸ方向寸法を２Ｍ長くしてＡ＋２Ｍとし、全体のＸ方向の寸法はＡ＋４Ｍ＋２Ｔとなる。接続寸法Ａを１０μｍ、重ね合わせマージンＭを１．５μｍ、スルーホールのテーパＴを１μｍとすると、ＴＨ_Ｘは合計１８μｍとなる。
【００２１】
本構成の場合には、従来構成よりスルーホール部分として必要なＴＨ_Ｘの寸法が３μｍ短くできる。
【００２２】
次に、同一寸法内で上下電極接続を行った場合の上下電極の接触面積を比較する。
【００２３】
スルーホール部のＸ方向の寸法ＴＨ_Ｘを２１μｍとし、重ね合わせマージンＭを変えた場合の上下電極の接触面積を比較した。尚、スルーホールのテーパ幅は１μｍとした。
【００２４】
Ｘ方向の接触寸法をＡとし、表１に本発明のスルーホール構成と従来のスルーホール構成の接触寸法Ａを記した。本発明のスルーホール構成の方が接触面積が広く確保できることが分かる。更に、重ね合わせマージンが広くなるにしたがって接触寸法の増加率が向上することが分かり、重ね合わせ誤差が大きな装置で作成するほど本発明のスルーホール構成が有利なことが分かる。
【００２５】
【表１】
2007296643.tif 000003
「プロセス解像との関連」
同一寸法内で上下電極接続を行った場合の製造装置のプロセス解像度（具体的には露光機の解像度、ホトレジストの解像度、ウエットエッチング、ドライエッチング精度等の総合されたプロセスの解像度）と上下電極の接触面積を比較する。
【００２６】
スルーホール部のＸ方向の寸法ＴＨ_Ｘを１５μｍとし、プロセス解像度を変えた場合の上下電極の接触面積を比較した。尚、スルーホールのテーパ幅は１μｍとした。重ね合わせマージンをプロセス解像度の１／５とした。
【００２７】
Ｘ方向の接触寸法をＡとし、表２に本発明のスルーホール構成と従来のスルーホール構成のＡを記した。本発明のスルーホール構成の方が接触面積が広く確保できることが分かる。更に、プロセス解像度が悪くなるにしたがって従来構成との差が顕著になる。プロセス解像度が悪い、即ち、重ね合わせ誤差が大きな装置で作成するほど本発明のスルーホール構成が有利となる。また、従来構造のスルーホールではプロセス解像度が７μｍで、スルーホール寸法を１５μｍとすると重ね合わせマージンの関係上、作成することは不可能であるが、本発明の構成では作成可能である。
【００２８】
従来構成のスルーホール構造では、スルーホール寸法ＴＨ_Ｘはプロセス装置の解像度の２倍以上必要であるが、本発明のスルーホール構造では、スルーホール寸法ＴＨ_Ｘはプロセス装置の解像度の１．５倍以上で作成可能である。
【００２９】
【表２】
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「接触寸法（接触面積）と接触抵抗の関係」
接触面積ＳＴＨと接触抵抗ＲＴＨの実験を行った。実験結果を図３に示す。
【００３０】
接触面積ＳＴＨが十分広い場合には、接触抵抗ＲＴＨは接触面積ＳＴＨにほとんど依存しないが、接触面積ＳＴＨがある程度以下に狭くなると接触抵抗ＲＴＨは急激に増大する。
【００３１】
したがって、接触面積を出来るだけ広く形成する必要があり、本発明のスルーホール構成の有効性が確認された。
【発明の効果】
【００３２】
以上のように、本発明によれば、層間絶縁膜の上下に形成された上下電極の接続個所である、スルーホールで上電極の少なくとも一部が、スルーホールの外周部の層間絶縁膜上に形成されていない上下電極接続形態を少なくとも一部有する構造にすることにより、スルーホールの接触抵抗を増加させる事なくスルーホール寸法を短縮できるので、インク供給口とヒータ間の距離を狭くできたのでインク供給能力が向上し、吐出性能が向上した。
【００３３】
スルーホールでの上下電極の接触面積を広く出来たので、スルーホールの接触面積が狭くなるとに起因する電流密度の増大による、スルーホールが破壊や、過電流によるマイグレーションによる断線を防止でき、信頼性が向上したインクジェットヘッドを作成できた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【００３５】
以下に本発明の実施の形態を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００３６】
以下に、本発明によるインクジェット記録ヘッド基板の工程フローを図４−１〜図４−５、図１３−１〜図１３−４を使って説明する。
【００３７】
厚さ６２５μｍで６インチΦの基板面方位（１１０）または（１００）のシリコン（Ｓｉ）基板１０１（この断面図では基板方位（１００）基板を使って説明する）に、絶縁膜として熱酸化により熱酸化膜（ＳｉＯ2）１０２を１００００Å形成し（図４−１）、フォトリソ技術を使って供給口開口部（エッチングストップ層を形成する部分）１２１の熱酸化膜を除去した。
【００３８】
尚、本実施例では、６インチΦのシリコン基板を使って説明するが、ウエハ形状や大きさが限定されるもので無く、角型、長方形形状のシリコン基板でも良く大きさも限定されない。
【００３９】
前記絶縁膜は、熱酸化膜（ＳｉＯ2）の他に窒化シリコン（ＳｉＮ）などを用いても良い。また、製法は、熱酸化法に限定されるもので無く、ＬＰＣＶＤ法や常圧ＣＶＤ法などでも良い。
【００４０】
スパッタ-でＡｌＣｕ膜を３０００Å堆積し、フォトリソ技術によって図４−２のようにパターニングして犠牲層１２２と共通電極（下電極）１０３を形成した。犠牲層の幅は１２０μｍ、長辺方向は１５ｍｍとした。
【００４１】
この犠牲層は、裏面からエッチングが進行してエッチャントが犠牲層に到達するとシリコンウエハよりエッチングレートが格段に速いので短時間にエッチングされ、犠牲層パターンに対応した開口部を開けることができるものである。
【００４２】
本実施例では、犠牲層として、ＡｌＣｕを用いて説明したが、Ａｌ、ＣｕとＳｉの合金、プラズマＣＶＤによるアモルファスシリコン、多結晶シリコン、陽極酸化による多孔質シリコン、多孔質シリコンを酸化した二酸化シリコン等を用いても良い。
【００４３】
次に、エッチングストップ層、層間絶縁膜としてプラズマＣＶＤにて窒化シリコン膜１０４を１４０００Å堆積した。
【００４４】
エッチングストップ層の膜厚は、２０００Åから２μｍであり、より好ましくは６０００Åから１５０００Åである。
【００４５】
エッチングストップ層の膜応力は、圧縮応力−３×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２から引っ張り応力＋３×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２で、より好ましくは、圧縮応力−２×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２から引っ張り応力＋２×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２で、最適には、圧縮応力−１×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２から引っ張り応力＋１×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である。
【００４６】
また、膜応力が上記の範囲内でしかも、ＴＭＡＨ（２２％、８３℃）のエッチングレートが５００Å/ｈｒ以下で、ＢＨＦのエッチングレートが２００Å/ｍｉｎ以下である窒化シリコン膜をプラズマＣＶＤにより成膜した。
【００４７】
本実施例での、プラズマＣＶＤによる窒化シリコン膜の成膜条件を、記述する。
【００４８】
原料ガスとしてＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2を用い、流量はそれぞれ２００、１００、２０００sccm、放電圧力１．５Ｔｏｒｒ、ＲＦパワー１０００Ｗ、堆積温度は３００℃で行った。
【００４９】
窒化シリコンの膜応力は、圧縮の−２×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２、ＴＭＡＨ（２２％、８３℃）のエッチングレートが１３０Å/ｈｒで、ＢＨＦのエッチングレートが１９０Å/ｍｉｎ、屈折率は１．８８であった。
【００５０】
本実施例では、プラズマＣＶＤによる窒化シリコンの成膜条件の一例を示したが、膜応力とＴＭＡＨ（２２％、８３℃）のエッチングレート、ＢＨＦのエッチングレートが該記述の条件を満たすものであれば良い。
【００５１】
更に、堆積温度は好ましくは２５０〜４００℃、最適には３００〜３５０℃である。また、プラズマＣＶＤによる窒化シリコン膜の原料ガスは、本実施例で説明したＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2の組み合わせに限定されるもので無く、ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｎ2、Ｈ2の組み合わせ（ＳｉＨ4/ＮＨ3/Ｎ2/Ｈ2、ＳｉＨ4/ＮＨ3/Ｎ2、ＳｉＨ4/ＮＨ3/Ｈ2、ＳｉＨ4/Ｎ2、ＳｉＨ4/Ｈ2/Ｎ2、ＳｉＨ4/ＮＨ3）を用いてもかまわない。
【００５２】
次に、図４−３に示すように窒化シリコン膜をフォトリソ技術によりパターニングを行い、スルーホール１２３を形成した。尚、スルーホールのテーパ角は６０°以下に形成した。
【００５３】
次にスパッタ−により、ＴａＮを５００ÅとＡｌを２５００Å連続成膜し、パターニングを行い、インク供給口に合わせて、インク吐出圧力発生素子としてヒーター部１０６と個別電極１０５を形成した（図４−４）。
【００５４】
本実施例での個別電極、共通電極、下電極、上電極を説明する。
【００５５】
個別電極は、ヒータに電力を個別に供給する為の電極であり、共通電極はブロック単位で駆動する場合の共通で接続されている電極である。また、実験の項目で説明した通り、上電極は、層間絶縁膜形成後に形成された電極であり、下電極は層間絶縁膜形成前に形成された電極である。
【００５６】
下電極は共通電極であり、上電極の内の一部が個別電極であり、ヒータからスルーホールまでは共通電極として機能する。
【００５７】
ヒータ材料としては、ＴａＮ以外にＴａ、ＴａＮＳｉ等などの金属膜をスパッターや真空蒸着等によって堆積してもよい。さらに電力供給用の個別電極としてＡｌ以外にＭｏ、Ｎｉ等の金属膜を同様にして形成しても良い。
【００５８】
ここで、本発明の実施例１のスルーホール構成について説明する。
【００５９】
図５にヒータ保護膜形成前のスルーホールの平面図を、図６にヒータ保護膜形成前のスルーホールの拡大図を、図７にヒータ保護膜形成前のスルーホールの断面図を示した。
【００６０】
本実施例のスルーホール部は、図示したように上電極がスルーホールの左側の層間絶縁膜の上部に形成されない構成となっており、実験の項で説明した通り、ヒータ部１０６とインク供給口１２６、犠牲層１２２からの距離を短縮でき、しかも、スルーホールにおける上下電極の接触面積を広くすることが出来たため、上下電極の接触抵抗を低減できた。
【００６１】
次に、図４−５に示すように、ヒータ１０６には耐久性の向上を目的として保護膜１０７を付けた。
【００６２】
保護膜は耐熱性、耐液性、液浸透防止性、酸化安定性、絶縁性、耐破傷性及び熱伝導性に優れていることが要求され、ＳｉＯ２あるいはＳｉＮ等の無機化合物が一般に用いられる。本実施例では、保護膜としてはプラズマＣＶＤによる窒化シリコン膜を２０００Å成膜し、パターニングを行い形成した。
【００６３】
さらに、単層の保護膜では、発熱抵抗体層の保護性に不十分な場合もあり、保護膜上に、より耐キャビテーション性の高いＴａ等の金属の層を形成することもある。
【００６４】
次にフォトリソ技術を使ってのウエハ裏面の熱酸化膜（１０２）を除去し、ウエハ面を露出させ、裏面のインク供給部分１２４を形成した。（図１３−１）
インク吐出のためのノズル形成工程を説明する。
【００６５】
感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、図１３−２のようにインク流路型材１０８を形成した。更に、ノズル形成材１０９として感光性樹脂層を１０μｍ塗布しパタ−ニングして、インク吐出口１２５を形成した。
【００６６】
尚、感光性樹脂は
（１）エポキシ樹脂（ｏクレゾール型エポキシ樹脂
油化シェル社エピコート１８０Ｈ６５）    １００部
なお、エピコートは登録商標である。
【００６７】
（２）光カチオン重合開始剤
（４４‘ジｔブチルフェニールヨードニウム
ヘキサフルオロアンチモーネート）          １部
（３）シランカップリング剤  日本ユニカーＡ１８７              １０部
である。
【００６８】
ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製  ＯＢＣ）で保護膜１１０を形成した。（図１３−２）
この基板を２０％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１２時間とした。これは基板の厚み６２５μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。（図１３−３）
本実施例では、異方性エッチング液としてＴＭＡＨを使用したが、水酸化カリウム水溶液、ＥＤＰ、ヒドラジン等のエッチング液を用いても良い。
【００６９】
次に、エッチングストップ層であるｐ−ＳｉＮをＲＩＥによって除去した。エッチング条件は、ＳＦ6/Ｏ2  ２００/４０sccm  ＲＦ８００Ｗ、圧力２０ｍＴｏｒｒであった。次に、メチルイソブチルケトンに浸漬後、キシレン中で超音波を掛け保護膜１１０を除去した。
【００７０】
図１３−４のように、乳酸メチル中で超音波を掛け樹脂１０８を除去して、インク流路１２７を形成し、インクジェット記録ヘッドができた。
【００７１】
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ＫＨｚで印字テストを行ったが、ヒータ部とインク供給口からの距離を短縮でき、しかも、スルーホールにおける上下電極の接触面積を広くすることが出来たため、上下電極の接触抵抗を低減でき、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【実施例２】
【００７２】
以下に、本発明の他の実施例を説明する。
【００７３】
第二の実施例では、基板として、面方位（１１０）のＳｉ基板を使用した。
【００７４】
インク供給口の平面形状は、シリコンウエハの面方位（１００）基板を用いるときは、パターンは図、図８−１のように長方形に配置する。また、基板面方位（１１０）基板を用いるときは、パターンは基板に対して垂直にエッチング穴があくように、図８−２のように狭角が７０．５度をなす平行四辺形とし、平行四辺形の長辺および短辺は（１１１）と等価の面に平行になるように配置する。
【００７５】
本発明の第二の実施例のインクジェット記録ヘッドの作製フローを図９−１から図９−４に示す。
【００７６】
前記、実施例１と同様にウエハに熱酸化膜（ＳｉＯ２）を形成し、パターニングを行い下電極と犠牲層として、ＡｌＣｕを形成パターニングを行った。
【００７７】
次に、エッチングストップ層と層間絶縁膜を兼用した膜として、プラズマＣＶＤにて窒化シリコン膜を１８０００Å堆積した。
【００７８】
フォトリソ技術を使い、層間絶縁膜にコンタクトホールを形成した。
【００７９】
さらに、スパッターによりＡｌを３０００Å成膜しパターニングし、次にＴａＮを５００Å成膜しパターニングして、上電極２０５とヒータ２０６を形成する。（図９−１）
本実施例のスルーホール部は、上電極がスルーホール２２３の左側の層間絶縁膜の上部に形成されない構成となっており、実験の項で説明した通り、下電極がスルーホールのテーパに掛からない構成となっている。このことによりヒータ部とインク供給口からの距離を短縮でき、しかも、スルーホールにおける上下電極の接触面積を広くすることが出来たため、上下電極の接触抵抗を低減できた。
【００８０】
感光性樹脂としてポリメチルイソプロペニルケトン（東京応化ＯＤＵＲ−１０１０）を２０μｍ塗布してパターニングして、インク流路型材を形成した。さらに感光性樹脂層を１０μｍ塗布しパタ−ニングしてインク吐出口２２５を形成した。
【００８１】
ノズル形成面側を保護するために、ゴム系レジスト（東京応化製  ＯＢＣ）で保護膜を形成した。ノズルの裏面側のＳｉＯ２をパターニングして、裏面インク供給口２２４を形成した。（図９−２）
この基板を２０％のＴＭＡＨ水溶液に浸漬して異方性エッチングした。エッチャント温度は８３℃、エッチング時間は１２時間とした。これは基板の厚み６２５μｍをジャストエッチする時間に対して１０％のオーバーエッチ時間とした。
【００８２】
次に、エッチングストップ層である窒化シリコン層をＣＤＥによって除去した。
【００８３】
ＣＤＥのエッチング条件は、ＣＦ４／Ｏ２／Ｎ２＝３００／２５０／５ｓｃｃｍ、ＲＦ８００Ｗ、圧力２５０ｍＴｏｒｒであった。
【００８４】
乳酸メチル中で超音波を掛け樹脂を除去して、インク流路２２７を形成した。最後に、図９−４のようにメチルイソブチルケトンに浸漬後、キシレン中で超音波を掛け保護膜を除去してインクジェット記録ヘッドができた。
【００８５】
このインクジェット記録ヘッドを使って、吐出周波数１０ＫＨｚで印字テストを行ったが、ヒータ部とインク供給口からの距離を短縮でき、しかも、スルーホールにおける上下電極の接触面積を広くすることが出来たため、上下電極の接触抵抗を低減でき、１５ｍｍ幅全域にわたって、印字のカスレ、濃度ムラ、インクの不吐出のない高品位な印字物が得られた。
【実施例３】
【００８６】
本実施例は有機ＥＬ表示装置に適用されるＴＦＴ基板を作製した例であり、図１０に本実施例に係わるスルーホール構造を用いたＴＦＴ廻りの断面を模式的に示す。
【００８７】
また、本発明は有機EL法事装置に限定するものでなく、本発明のスルーホール構成を取りうるマトリックス駆動の有機EL表示装置、TFT駆動の液晶表示装置、マトリックス駆動の液晶表示装置、その他デバイスに関するものである。
【００８８】
本実施例では、ゲート電極３０２、ゲート絶縁膜３０３、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜３０４、ｎ+型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜３０５、ソース電極３０６、ドレイン電極３０７、ＩＴＯ膜からなる透明な画素電極３０８を、成膜技術およびホトリソグラフィ技術とドライエッチングによりパターンを形成した。尚、ａ−Ｓｉ：Ｈ膜に代えてポリＳｉ膜を用いてもよい。
【００８９】
本実施例では、上下電極の接続箇所であるスルーホールに本発明のスルーホール構成を採用した。
【００９０】
次に、有機ＥＬ層３０９と有機ＥＬ素子の上部共通電極３１０を、画素領域全面にメタルマスクが設けられた状態で真空蒸着法により形成した。この上部電極は、たとえば銀を含むマグネシウム膜により構成されている。
【００９１】
その後、必要に応じ、信頼性向上の為、たとえば、ＳｉＮｘの保護膜３１１の形成を行い有機ＥＬディスプレイが構成される。
【００９２】
有機ＥＬディスプレーをアクティブマトリックス回路により駆動する場合、図１１に示すように、各有機ＥＬのピクセル（画素）には、このピクセルに対して供給する電流を制御するための薄膜トランジスタが一組ずつ接続されている。
【００９３】
即ち、アクティブマトリックス回路により駆動される有機ＥＬディスプレーは、Ｘ方向信号線４０１、Ｙ方向信号線４０２、電源線４０３、スイッチ用薄膜トランジスタ４０４、電流制御用薄膜トランジスタ４０５、有機ＥＬ素子４０６、Ｘ方向周辺駆動回路、Ｙ方向周辺駆動回路、等により構成される。
【００９４】
上記構成において、Ｙ方向信号線４０２が選択されてスイッチ用薄膜トランジスタ４０４がオン状態となると、Ｘ方向信号線４０１の電圧がスイッチ用薄膜トランジスタ４０４を通してコンデンサ（電荷保持用容量）４０７に供給される。
【００９５】
Ｙ方向信号線４０２が非選択の状態になるとスイッチ用薄膜トランジスタ４０４がオフになって、Ｘ方向信号線４０１の電圧がコンデンサ（電荷保持用容量）４０７に保持される。
【００９６】
コンデンサ（電荷保持用容量）４０７の端子電圧は電流制御用薄膜トランジスタ４０５のゲート、ソース間に印可され、電流制御用薄膜トランジスタ４０５のゲート電圧、ドレイン電流特性に応じた電流が、電源線４０３→有機ＥＬ素子４０６→電流制御用薄膜トランジスタ４０５→Ｙ方向信号線４０２という経路で流れ、有機ＥＬ素子４０６が発光する。
【００９７】
このとき、有機ＥＬ素子の輝度とコンデンサに印可する電圧との関係が分かっていれば、所定の輝度で有機ＥＬ素子を発光させることが可能である。
【００９８】
本実施例のスルーホール構造は、上電極がスルーホールの外周部の絶縁膜上の少なくとも一部に形成されていない構造であるため、接続面積を広くすることが出来るため、接続抵抗が減少し配線抵抗のばらつきによる表示ムラ等が低減され、良好な表示装置が得られた。
【００９９】
また、本実施例のスルーホール構造では、スルーホールの片側の寸法、製造装置の解像度の１．５倍程度で作成できるため、スルーホールの占有面積が減少し、実質表示領域が拡大し表示品位が向上した。
【０１００】
また、より安価な装置が使用できるためコストの低減が図られた。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明のスルーホール部の平面図
【図２】スルーホール部Ｘ（ＸＸ‘）方向  断面図
【図３】スルーホールの接触面積と接触抵抗
【図４】本発明の実施例１  インクジェット記録ヘッド  製造フロー図
【図５】本発明の実施例１  インクジェット記録ヘッドのヒータ保護膜形成前の平面図
【図６】本発明の実施例１のスルーホールの平面図
【図７】本発明の実施例１のスルーホールの断面図
【図８】（８−１）本発明の第一の実施例の犠牲層  平面図。（８−２）本発明の第二の実施例の犠牲層  平面図
【図９】本発明の実施例二のインクジェット記録ヘッド  製造フロー図
【図１０】本発明の実施例３に係わる有機ＥＬ表示装置に適用されるＴＦＴ基板のＴＦＴ、スルーホールまわりの断面を示す模式図
【図１１】本発明の実施例３に係わる有機ＥＬ表示装置の説明図
【図１２】従来例  インクジェット記録ヘッドのヒータ保護膜形成前の平面図
【図１３】本発明の実施例１  インクジェット記録ヘッド  製造フロー図
【符号の説明】
【０１０２】
１０１  Ｓｉ基板
１０２  熱酸化膜
１０３  下電極或いは共通電極
１０４  層間絶縁膜
１０５，２０５  個別電極
１０６，２０６  ヒータ
１０７  保護膜
１０８  インク流路型材
１０９  ノズル形成材
１１０  保護膜
１２１  供給口開口部
１２２  犠牲層
１２３，２２３  スルーホール
１２４，２２４  インク供給部分
１２５，２２５  インク吐出口
１２６，２２６  インク供給口
１２７，２２７  インク流路
２０１  Ｓｉ基板
２０４  犠牲層
３０１  基板
３０２  ゲート電極
３０３  ゲート絶縁膜
３０４  ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
３０５  ｎ＋型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
３０６  ソース電極
３０７  ドレイン電極
３０８  透明電極
３０９  有機ＥＬ層
３１０  上部共通電極
３１１  保護膜
４０１  Ｘ方向信号線
４０２  Ｙ方向信号線
４０３  電源線
４０４  スイッチ用薄膜トランジスター
４０５  電流制御用薄膜トランジスター
４０６  有機ＥＬ素子
４０７  コンデンサー
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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