CN101125482A - 具有贯通孔的结构体、其制造方法及液体排出头 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的硅等基板上设置贯通孔的结构体，可以减少制造时的工序并提高可靠性。至少在贯通孔(120)的侧面部分连接氧化硅膜(103)的上面形成氮化硅膜(104)，改善氮化硅膜(104)的阶梯差的被覆性能。该氧化硅膜(103)及氮化硅膜(104)在从基板(100)内侧通过蚀刻形成贯通孔(120)时起着隔膜的作用。

Description

具有贯通孔的结构体、其制造方法及液体排出头
本申请是佳能株式会社提交的、申请号为“02147153.3”、申请日为“2002年10月24日”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及由硅(Si)半导体基板等构成的具有贯通孔的结构体及其制造方法，特别是，涉及适用于在打印机等中使用的热记录头及喷墨记录头等的结构体及其制造方法，以及具有这种结构体的液体排出头及装置。
背景技术
具有贯通孔的结构体，用于各种领域。例如，在用于喷墨打印机等、通过排出油墨进行记录的喷墨记录头中，采用由硅半导体基板等构成的具有贯通孔的结构体。下面，以利用热能排出油墨的喷墨记录头的情况为例，对具有贯通孔的结构体进行说明。
在利用热能的喷墨记录头中，通过将由发热电阻器(加热器)产生的热能赋予液体，而在液体选择性地产生发泡现象，利用这种发泡的能量从排出口将油墨滴排出。在这种喷墨记录头中，为了提高记录密度(分辨率)，在硅半导体基板上，配置多个微细的发热电阻器，进而，在发热电阻器上与该发热电阻器对向地配置排出口，在半导体基板上还设置驱动发热电阻器用的驱动电路及外围电路。
图8是表示这种喷墨记录头的结构的剖面图。
如图8所示，喷墨记录头，在硅基板100的一个主面上叠层场氧化膜(LOCOS氧化膜，即硅的局部氧化膜)101、利用常压CVD(化学气相沉积)法制成的BPSG(硼磷硅玻璃)层102、和利用等离子体CVD法生成的氧化硅膜103，在氧化硅膜103上形成发热电阻器(加热器)110，进而，与发热电阻器110对向地设置排出口140。在图中，只画出一个发热电阻器110和一个排出口140，但实际上，在一个喷墨记录头上，设置几百个发热电阻器及排出口。这些发热电阻器在一块硅基板100上沿图中垂直于纸面的方向以规定的间隔(例如40μm)进行配置。
为了保护发热电阻器110等，包括发热电阻器110在内，在硅基板100的上述主面上的整个面上，利用等离子体CVD形成作为钝化层的氮化硅膜104。在氮化硅膜104的表面上与发热电阻器110对应的部位上，为了防止发生在油墨中的气泡造成的气蚀现象引起氮化硅膜110的恶化，作为耐气蚀层，形成钽(Ta)膜105。此外，在硅基板100的不形成发热电阻器110的主面的表面上，用热氧化膜106覆盖。
排出口140形成在为了覆盖硅基板100的上述主面而设置的被覆树脂层130上。在被覆树脂层130与氮化硅膜及钽(Ta)膜105之间形成一个空间，该空间充满将要从排出口140排出的液体(油墨)。将该空间称作液室150。
在这样构成的喷墨记录头中，当通过对发热电阻器110通电使之发热时，利用该热量在液室150中的排出液内产生气泡，利用所产生的气泡的作用力从排出口140中排出液滴。为了进行连续记录，必须向液室150中补充相当于从排出口140排出的液滴的量的排出液(油墨)，但由于排出口140靠近纸等被记录介质配置，且将排出口140与发热电阻器110之间的间隔设定得很小，所以从硅基板100的形成发热电阻器110侧向液室150内供应排出液比较困难。因此，如图所示，设置贯通硅基板100的供应口120，沿图中的箭头所示的方向经由供应口120流过排出液，向液室150内供应排出液。该供应口120通过选择性的蚀刻硅基板100形成。
此外，硅基板100的厚度一般为几百个μm，在蚀刻形成供应口120时，当从形成有发热电阻器110的主面上蚀刻硅基板100时，即使设定选择性蚀刻条件，蚀刻需要很长时间，并且难免损坏形成于该主面上的各个层及发热电阻器110。因此，从不形成发热电阻器110的主面上蚀刻硅基板100形成供应口120。即使在这种情况下，当供应口120恰好贯通时蚀刻液流入设置发热电阻器110的一侧，存在着损坏发热电阻器110及其它各层的危险。因此，在硅基板100的形成发热电阻器110侧的主面上，在预定形成供应口120的位置上，预先设置蚀刻液阻挡层，使蚀刻液不会流入形成发热电阻器110的一侧。
如图8所示，在形成供应口120的区域中，不设场氧化膜101，BPSG层102及氧化硅膜103，代替它们，设置用减压CPD法制成的氮化硅膜107。这种氮化硅膜107，为了仅配置在供应口120的形成区域及其周边，通过形成图形进行设置，其端部被夹持在场氧化膜101与氧化硅膜103之间。在供应口120的形成区域，氮化硅膜107直接堆积到硅基板100的表面薄的氧化膜108上。利用等离子体CVD法形成的氮化硅膜104，也形成在用减压CVD法制成的氮化硅膜107上。
如后面所述，在蚀刻的末期，氮化硅膜107露出到所形成的供应口120的底面上。在这个阶段，当氮化硅膜107及氮化硅膜104破裂或从硅基板100上剥离时，蚀刻液泄漏到发热电阻器110侧，这是人们所不希望的。因此，如日本特开平10-181032号公报(对应于US6143190)中所述，通过利用减压CVD将氮化硅成膜107，使该氮化硅膜107的内部应力为拉应力，借此，不会引起剥离。
这里对发热电阻器110的结构进行说明。图9(A)是说明发热电阻器(加热器)的结构的简略透视图，图9(B)是表示包括发热电阻器及驱动它的开关元件的部分的电路图。
发热电阻器110将由氮化钽硅(TaSiN)等电阻性材料构成的电阻层111及构成电极的铝层(Al)层112形成相同形状的图形，除去铝层112的一部分，使得该部分仅存在电阻层111。仅存在该电阻层111的部分，当通过电流时，成为发热的部分(发热面H)。如图所示，在氧化硅膜103上依次成膜电阻层111及铝层112之后，首先为了形成コ字形，通过蚀刻该两个层的不需要的部分除去，进而，在构成发热部分的部分，通过仅除去铝层112，制成发热电阻器110。然后，全部用作为钝化层的氮化硅膜104覆盖。
其次，对这种喷墨记录头的制造方法进行说明。下面，为了简化说明，不考虑硅基板100的不形成发热电阻器110侧上形成的热氧化膜106，在图10A～10D及图11A～11C中仅给出供应口120(的形成位置)及其周边的结构。
例如，特开平10-181032号公报中描述了采用具有贯通孔的硅基板的喷墨记录头的制造方法。首先，如图10A所示，在硅基板100的一个主面上选择性地形成例如厚度700nm左右的场氧化膜101。在不形成场氧化膜101的部分上，形成薄的氧化膜108。其次，如图10B所示，在供应口120的形成位置上，除去氧化膜108，使硅的表面露出，进而，如图10C所示，在硅表面的该露出位置上，选择性地形成例如厚度为200～500nm的构成牺牲层的多晶硅层121。这时，不形成氧化膜108的硅表面完全包围多晶硅层121。然后，如图10D所示，在供应口120的形成位置及其周边选择性地用减压CVD法形成氮化硅膜107，氮化硅膜107的厚度例如约为200～300nm左右。
然后，如图11A所示，在氮化硅膜107及场氧化膜101的整个面上利用常压CVD法形成例如厚度为700nm的BPSG层102，进而在它的整个面上利用等离子体CVD法形成例如厚度1.4μm的氧化硅膜103。氧化硅膜103的表面基本上是平坦的。其次，如图11B所示，在设置供应口120的位置上，选择性地除去比供应口120稍大的氧化硅膜103和BPSG层102。这时，被除去的部分的端部，位于氮化硅膜107上，在其下方。存在着场氧化膜101。
接着，成膜电阻层111和铝层112，如上所述，将它们制成コ字形图形，进而，通过选择性地除去成为发热部分的位置处的铝层112，在氧化膜103上形成发热电阻器110。然后，如图11C所示，在整个面上形成例如厚度8800nm的构成钝化层的氮化硅膜104，选择性地形成作为气蚀层的钽膜105之后，从硅基板100不形成发热电阻器110的一侧(图中的下侧)，借助各向异性蚀刻除去形成供应口处的硅基板100及作为牺牲层的多晶硅层121，形成供应口120。这时，用氮化硅膜104衬里的氮化硅膜107作为所谓的隔膜露出在供应口120的底部上。在蚀刻的末期，由于由该隔膜阻止蚀刻液侵入到发热电阻器110侧，所以不会在隔膜上产生破裂及剥离，可以大大提高记录头的成品率。
最后，利用氟系、氧系气体的干法蚀刻，除去位于供应口120的底面上的氮化硅膜107及氮化硅膜104。借此，制成设置有作为贯通孔的供应油墨等用的供应口120的记录头用的基板。然后，可以用公知的方法形成被覆树脂层130及排出口140。
在以上工序中，仅为形成供应口120所必需的圆形形成工序(仅限于光刻掩模是必需时)为，图10B所示的除去氧化膜108的一部分的工序，图10C所示的选择性地设置多晶硅层121的工序，图10D所示的选择性地设置氮化硅膜107的工序，图11B所示的在对应于供应口120的位置处蚀刻除去BPSG层102及氧化硅膜103的工序，及图11C所示的蚀刻硅基板100形成供应口120的工序。
另一方面，如图9B所示，发热电阻器110，其一端侧连接到+30V左右的电源VH上，其另一端连接到作为驱动用开关元件的MOS场效应晶体管M1的漏极D上。晶体管M1的源极S接地，在控制极G上外加驱动脉冲进行驱动。因此在把包含这种晶体管M1的驱动回路及其它外围电路制作到硅基板100上时，将BPSG层102及氧化硅膜103作为层间绝缘膜、将氮化硅膜104作为钝化层形成。场氧化膜101在驱动电路及外围电路的形成区域内用作元件隔离用。
在现有技术的结构中，在蚀刻形成供应口120时，作为构成蚀刻阻挡层的隔膜，之所以有意使用由减压CVD法生成的氮化硅膜107，是为了令该膜内部的应力为拉应力。与此相反，利用等离子体CVD法生成的氮化硅膜103的内部应力为压缩应力。在现有技术中，在蚀刻时，为了隔膜不产生破裂及剥离，作为隔膜使用拉应力的膜，必须保持作为隔膜的张力，因此，采用利用减压CVD法生成的氮化硅膜107。即，在压缩应力的膜中，不能避免破裂及剥离的问题。
在上述现有技术的喷墨记录头的制造方法的情况下，即使同时进行在硅基板上设置作为贯通孔的供应口的工序和在硅基板上形成发热电阻器及驱动电路、外围电路工序同时进行，仅与设置供应口有关的光刻掩模至少必须五个，当进行图中未示出的其它部分的加工时，作为整体变成使用17～18个光刻掩模，工序非常复杂。特别是，在作为图形成形设置作为隔膜具有拉应力的氮化硅膜(在上述例子中利用减压CVD生成的氮化硅膜)的同时，有必要在贯通孔的形成位置附近进行氧化硅膜的图形成形，造成工序数很多的问题。
此外，在现有技术中作为钝化层及隔膜兼用的氮化硅膜的典型厚度为800nm左右，较厚，所以隔膜区域的压缩应力变大，为了缓和这一应力，具有拉应力的氮化硅膜是必需的，但另一方面，从发热电阻器产生的热中间经由该氮化硅膜由该氮化硅的膜厚传递给排出液，所以热量的使用效率不够高，并且存在着抑制进行反复排出时的频率的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供工序数量减少、廉价并且可靠性高的结构体及其制造方法。
本发明的另外一个目的是提供良好的具有贯通孔的结构体及其制造方法。
本发明进一步的另外一个目的是提供采用这种结构体的液体排出头及液体排出装置。
本发明至少达成所述这些目的之一。
在本发明中，在氧化硅膜的上表面上设置氮化硅膜，贯通孔的形成位置处原封不动地保持这种氧化硅膜与氮化硅膜的叠层结构，作为对形成贯通孔用的蚀刻的隔膜使用。由于这种氧化硅膜，例如作为层间绝缘膜等使用，通常上表面是平坦的，所以形成于其上的氮化硅膜也难以形成阶梯差，借此，在贯通孔的蚀刻成形时可以防止隔膜的破裂。这里，在所谓氧化硅膜上除用等离子体CVD法形成的SiOx膜之外，还包括含有PSG、BSG、BPSG膜等杂质的氧化硅。
即，本发明的结构体，具有半导体基板、和设置在所述半导体基板的第一个主面上的氧化硅膜及氮化硅膜，且配备有贯穿所述半导体基板与所述氧化膜及所述氮化硅膜的贯通孔，其特征在于，至少在所述贯通孔的侧面部分，与所述氧化硅膜的上面连接形成所述氮化硅膜。
此外，本发明的结构体的制造方法，用于制造具有半导体基板、和设置在所述半导体基板的第一个主面上的氧化硅膜及氮化硅膜，且配备有贯穿所述半导体基板与所述氧化膜及所述氮化硅膜的贯通孔的结构体，其特征在于，包括：与所述贯通孔的形成位置相对应，在所述半导体基板的第一个主面上形成牺牲层的工序；以覆盖所述牺牲层及所述第一个主面的整个面的方式形成所述氧化硅膜的工序；在所述氧化硅膜的上面形成所述氮化硅膜的工序；以及从所述半导体基板的第二个主面侧蚀刻所述半导体基板，通过除去所述牺牲层、所述氧化硅膜及氮化硅膜，形成贯通孔的工序。
根据本发明，没有必要仅仅为了隔膜设置利用减压CVD法形成具有拉应力的氮化硅膜。
在本发明中，优选地，将使用硅基板作为半导体基板，优选地，在该硅基板的第一个主面上设置电路元件，这里，所谓电路元件是指在第一个主面上用通常的半导体制造工艺形成的例如MOS场效应晶体管。在设置电路元件的情况下，可以和控制电极或源-漏极用相同的材料、与形成控制电极或源-漏极的工序同时形成牺牲层。
上述结构体，可以优选地用作记录头用基板。这种记录头用基板具有半导体基板、设于半导体基板的第一主面上的氧化硅膜及氮化硅膜、夹持在氧化硅膜与氮化硅膜之间的发热电阻器，并配备有贯通半导体基板与氧化硅膜和氮化硅膜供应液体的供应口；其特征为，至少在供应口的侧面部分上，形成与氧化硅膜的上表面连接的氮化硅膜。在这种情况下，特别优选地，用硅基板作为半导体基板，在第一个主面上设置驱动发热电阻器的电路元件。
并且，本发明的液体排出装置，具有上述液体排出头、及容纳经由供应口所供应的液体的容器。
另外，本发明提供一种液体排出头的制造方法，所述液体排出头包括半导体基板、氧化硅膜、氮化硅膜，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述半导体基板的所述第一主面的整个面；在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
另外，本发明提供一种结构体的制造方法，所述结构体包括半导体基板、电路元件、氧化硅膜、氮化硅膜，所述电路元件包括设置在所述半导体基板的第一主面上的晶体管，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述半导体基板的所述第一主面的整个面；在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
另外，本发明提供一种结构体的制造方法，所述结构体包括半导体基板、氧化硅膜、氮化硅膜，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：在所述半导体基板的第一主面上形成场氧化膜；在由所述场氧化膜划分的区域中，与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；形成BPSG膜，以便至少覆盖所述场氧化膜；形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述BPSG膜；在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
附图说明
图1是本发明的一种实施例的结构体，是表示作为喷墨记录用基板使用的结构体的示意剖面图。
图2A、2B、2C是表示图1所示的结构体的制造工序的示意剖面图。
图3A、3B是表示图1所示的结构体的制造工序的示意剖面图。
图4表示本发明的另外一种实施例的结构体，是表示作为喷墨记录头用的基板使用的结构体的示意剖面图。
图5A、5B、5C是表示图4所示的结构体的制造工序的示意剖面图。
图6A、6B是表示图4所示的结构体的制造工序的示意剖面图。
图7是表示喷墨记录装置的透视图。
图8是表示现有技术的喷墨记录头的结构的示意剖面图。
图9A是表示发热电阻器的透视图，图9B是表示包括发热电阻器及驱动它的开关元件(MOS场效应晶体管)的电路的电路图。
图10A、10B、10C、10D是表示图8所示的喷墨记录头的制造工序的剖面图。
图11A、11B、11C是表示图8所示的喷墨记录头的制造工序的剖面图。
具体实施方式
下面，参考附图对本发明的优选形式进行说明。
图1是表示本发明的优选形式的结构体的示意剖面图。在图1中赋予和图8、图10A～10D及图11A～11C相同参考标号的部件，与图8、图10A～10D及图11A～11C的部件具有相同的功能。
图1所示的结构体构成液体排出头及作为液体排出装置的喷墨记录头用的基板，相对于上述图8、图10A～10D及图11A～11C所示的结构的不同之处在于，在贯通孔的侧面部分形成连接氧化硅膜103的上表面的氮化硅膜104。即，具体地说，其不同之处在于，不设置用减压CVD法生成的氮化硅膜，而是利用由常压CVD法生成的BPSG层102及用等离子体CVD法生成的氧化硅膜103以及起着钝化层作用的用等离子体CVD法生成的氮化硅膜104，构成形成供应口时用的隔膜。此外，氮化硅膜104的内部应力，优选地为3×108Pa以下的压缩应力。此外，在图8、图10A～10D及图11A～11C所示的结构体中，除去比供应口120的外径大的BPSG层102及氧化硅膜103，但在图1所示的结构体中，除去基本上和供应口120相同大小的BPSG层102，氧化硅膜103及氮化硅膜104。在供应口120的边缘部分上，BPSG层102中间不经过氧化膜直接连接硅基板100。同时，根据需要，这里图中没有示出，驱动各发热电阻器用的驱动电路及外围电路单片地集成在该硅基板100上。下面以这种驱动电路及外围电路被一体化的结构体为例进行说明。
其次，用图2A～2C及图3A、3B说明这种结构体的制造方法。图2A～2C及图3A、3B仅表示出将要形成供应口120的位置的附近，未画出包括发热电阻器的形成区域。
首先，如图2A所示，在硅基板100的一个主面上，例如利用热氧化选择性地形成厚度700nm左右的场氧化膜101。在未形成场氧化膜101的部分上，形成薄的氧化膜108。其次，如图2B所示，在供应口120形成的位置上除去氧化膜108，使硅表面露出，进而，如图2C所示，在硅表面的该露出的位置上例如利用减压CVD及反应性离子蚀刻选择性地形成厚度200～500nm的作为牺牲层的多晶硅层121。这时，不形成氧化膜108的硅表面完全包围多晶硅层121。此外，直到图2C所示的阶段结束前，在驱动电路及外围电路的形成区域，完成栅绝缘膜及控制电极的形成工序。这里，如果和构成驱动电路及外围电路的MOS晶体管的控制电极的成膜工序及蚀刻工序相同的工序中形成多晶硅层121的话，由于无需牺牲层专用的掩模，所以是优选的。
然后，完成向源极/漏极区域内的离子注入掺杂物工序。
其次，如图3A所示，在整个面上利用常压CVD法形成例如厚700nm的BPSG层102，在驱动电路及外围电路中，利用蚀刻形成接触孔，形成构成源-漏极的电极的铝等的导电层，用氯系气体干法将其蚀刻成配线的形状。
然后，在BPSG层102上的整个面上利用等离子体CVD法形成例如厚度为1.4μm的氧化硅膜103。在驱动电路及外围电路中，氧化硅膜103成为覆盖导电体层的层间绝缘膜，在其上利用反应性离子蚀刻形成贯通孔。
然后，图中没有示出，与现有技术的情况一样形成发热电阻器，中间经由贯通孔与驱动电路连接。
然后，如图3A所示，在氧化硅膜103及发热电阻器等上的整个面上，形成例如厚度300nm的成为钝化层的氮化硅膜104。由于在供应口120的形成位置的附近，在该氮化硅膜104的衬底上未蚀刻BPSG层102及氧化硅膜103残留下来，所以极为平坦地形成氮化硅膜104。然后，在选择性地形成作为耐气蚀层的钽膜(未示出)之后，如图3B所示，在基板的背面形成耐蚀刻掩模(图中未示出)，从硅基板100的图中的下侧，利用采用TMAH(氢氧化四甲铵)等蚀刻液的各向异性蚀刻除去供应口形成位置的硅基板100和作为牺牲层的多晶硅层121，形成供应口120。这时，在供应口120的底部上，露出由BPSG层102、氧化硅膜103及氮化硅膜104构成的叠层体隔膜。
最后，从基板的背面，借助利用氟系氧系气体的干法蚀刻除去位于供应口120的底面的BPSG层102，氧化硅膜103，氮化硅膜104。借此制成设置作为贯通孔的供应油墨等用的供应口120的记录头用基板。在这里的蚀刻工序中，为了除掉氧化硅膜103，也可以利用湿法蚀刻。然后通过利用公知的方法形成被覆树脂层130及排出口140，制成以上述结构体作为记录头用基板的喷墨记录头。
此外，如上所述，与场氧化膜101、BPSG层102、氧化硅膜103的形成一起，形成驱动电路及外围电路中的晶体管等电路元件等所必需的各种绝缘层。
在作为喷墨记录头用的基板形成上面所说明的结构体时，仅与供应口120的形成有关的图形形成工序(限于必要的光刻掩模)为如图2B所示的除去氧化膜108的一部分的工序，图2C所示的选择性地设置多晶硅层121的工序，以及图3B所示的蚀刻硅基板100形成供应口120的工序，比图10A～10D及图11A～11C所示的现有技术的工序减少两个工序。进而，如果将作为牺牲层的多晶硅层121与MOS晶体管的控制电极形成工序同时进行的话，还可以减少一个工序。从而，利用这种实施例的方法，总体来讲，所需的光刻掩模比现有技术的掩模也减少两个～三个。此外，根据本实施例的结构，由于相对于现有技术而言可以将氮化硅膜形成的更薄，所以与现有技术的情况相比，热效率更高，同时，由于可以缩小形成在隔膜区域的叠层膜的压缩应力，从而，可以省去形成具有拉应力的氮化硅膜的工序。
图4是表示本发明的另外的实施例的结构体的示意剖面图。图4所示的结构体是作为喷墨记录头用的基板构成的，与上面的图1所示的是同样的结构体，但其不同之处为，在供应口120的边缘部分，BPSG层102不与硅基板直接连接，而是氧化硅膜103中间不经由氧化膜，直接与硅基板100接触。
其次，利用图5A～5C及图6A、6B说明这种结构体的制造方法。图5A～5C及图6A、6B仅表示出将要形成供应口120的位置的附近，没有画出包括发热电阻器的形成区域的结构体。
首先，如图5A所示，在硅基板100的一个主面上选择性地形成例如厚700nm左右的场氧化膜101。在不形成场氧化膜101的部分上形成薄的氧化膜108。这种氧化膜108当在驱动电路及外围电路中起着作为控制极氧化膜的功能时，可以减少制造工序，是优选的。然后，在驱动电路及外围电路的区域内形成控制电极，在向源/漏极区域进行离子注入掺杂后，接着，如图5B所示，在整个面上利用常压CVD法形成例如厚度为700nm的BPSG层102，在驱动电路及外围电路中形成接触孔的工序中，同时，对应于形成供应口120的位置蚀刻除去BPSG层102及氧化膜108，使硅表面露出。这里，无需仅仅为了使供应口部的硅表面露出用的专用的光刻掩模。进而，如图5C所示，在驱动电路和外围电路中形成源极及漏极的工序中，通过在硅表面的露出的位置上，选择性地堆积蚀刻含铜(Cu)或硅(Si)的铝(Al)组成的膜，形成例如厚度为400～800nm的由铝构成的牺牲层122。这种含铜或硅的铝层，在驱动电路及外围电路中，用作电极接触层，无需仅为供应口部的牺牲层专用的掩模。这时，利用来形成氧化膜108的硅表面完全将牺牲层122包围。如本实施例所述，当作为牺牲层利用铝等金属时，比用poly-Si(多晶硅)作为牺牲层更加理想。这是因为，铝等金属可以很容易地兼作外围电路的层，但在poly-Si的情况下，当兼作外围电路时，根据不同的条件有必要掺杂杂质，在利用这种poly-Si作为牺牲层时，有可能造成蚀刻速度下降。
其次在整个面上利用等离子体CVD法形成例如厚度为1.4μm的氧化硅膜103。然后，与图中没有示出的配线用的配线插头及配线层同时和现有技术的情况一样形成发热电阻器，进而，如图6A所示，利用等离子体CVD法在整个面上形成例如厚度为300nm的成为钝化层的氮化硅膜104，进而选择性地形成作为耐气蚀层的钽膜(图中未示出)。
然后，如图6B所示，从硅基板100的图中所示的下侧利用各向异性蚀刻除去位于供应口形成位置处的硅基板100与牺牲层122，形成供应口120。这时，在供应口120的底部，露出由氧化硅膜103及氮化硅膜104构成的隔膜。
最后，通过利用氟系、氧系气体的干法蚀刻除去位于供应口120的底面上的氧化硅膜103、氮化硅膜104。在这里的蚀刻工序中，为除去氧化硅膜103、也可以进行湿法蚀刻。借此，完成作为贯通孔设置供应油墨等用的供应口120的记录头用基板。然后，用公知的方法，通过形成被覆树脂层130及排出口140，完成将该结构体作为记录头用的基板的喷墨记录头。
在作为喷墨记录头用基板形成上面所说明的结构体的情况下，由于在形成驱动电路及外围电路时所必需的接触孔形成工序、电极形成工序、与贯通孔形成工序分别相同的工序中，为形成供应口进行必要的图形成形，所以仅与供应口120的形成有关的图形形成工序(限于必需光刻掩模)仅为蚀刻硅基板100形成供应口120的工序，比图10A～10D及图11A～11C所示的现有技术的工序减少四个。从而，根据本实施例的方法，总体而言，所需的光刻掩模与现有技术相比也减少四个。此外，根据本实施例的结构，由于相对于现有技术而言可以形成更薄的氮化硅膜，从而与现有技术相比热效率更高，同时，由于形成隔膜区域的叠层膜的压缩应力缩小，可以省掉形成具有拉应力的氮化硅膜的工序。并且，根据本实施例的结构，由于在供应口的端部不露出BPSG膜可以更加提高对油墨的耐久性。
根据上述各个实施例，在把构成驱动电路及外围电路的晶体管等元件和发热电阻器集成化为单片时，通过把几个工序与供应口的形成工序变成一个工序，可以大幅度地简化制造工艺。
其次，说明根据本发明的液体排出装置，即，配备有上述喷墨记录头的喷墨记录装置。图7是表示这种喷墨记录装置的结构的示意透视图。这里，采用具有将喷墨记录头52与作为容纳油墨的容器的油墨槽53制成整体的结构的记录头盒51。
记录头盒51可更换地(可自由拆装地)装载到托架54上。借助托架驱动轴(丝杠)55的旋转，托架54沿托架驱动轴55及导向轴56在图中X、Y方向(主扫描方向)上往复移动。即，在托架驱动轴55上形成螺旋槽57，在托架54上设置与螺旋槽57配合的销(图中未示出)，伴随着托架驱动轴55的旋转，托架54沿螺旋槽57平行移动。此外，在利用定位机构将记录头盒51相对于托架54固定到规定的位置上的同时，经由触点与连接托架54及记录装置主体侧的控制电路的柔性缆线电连接。
在图7中，在与托架54的范围内的对向位置处，与托架驱动轴55平行且可旋转地轴支承用来保持所供应的被记录材料58和送(运送)纸的运送辊59。在图示的例子中，运送辊59兼作压印盘(压印辊)。运送辊59由运送马达60旋转驱动。此外被记录材料58在记录位置处借助压纸板61在托架54的移动(主扫描)方向上压紧运送辊(压印辊)59。
在记录装置的主体侧安装有驱动马达62，托架驱动轴(丝杠)55经由驱动力传递齿轮63、64被旋转驱动。同时，通过利用驱动马达62的正反旋转使托架驱动轴55的旋转方向正反转，切换托架54的移动方向(箭头X、Y)。
在托架54的移动范围内，脱离记录区域的规定位置上，设定托架54的静止位置。在该静止位置的附近配置光电耦合器65。所述光电耦合器65通过检测出托架54到达静止位置时设于托架54上的杆66的进入，检测出托架54到达静止位置。即，该光电耦合器65作为一种控制记录装置的各种动作用的检测机构(传感器)使用，所述记录装置的各种动作有：记录头52到达静止位置时切换驱动马达62的旋转方向，使托架移动方向反转，排除或防止记录头52的排出口的阻塞用的恢复动作的开始等。
在静止位置处，设置覆盖(密封)记录头盒51的记录头52的排出面用的盖68。借助盖保持器69将盖68相对于排出口面可沿贴紧及脱离的方向移动的支承。在盖68与记录区域之间配置擦拭清洗(清洁)用的刮刀(清洗构件)70。该刮刀70利用支承在主体支承板71上的刮刀保持器72可在擦拭排出口面的前进位置与和排出口面接触的后退位置之间进行移动地加以保持。
此外，作为排出口面上的清洁机构，除刮刀70的形式之外，只要能够除去异物的构件，可以使用各种形式。此外，排出口面的盖、排出口面的清洁等动作，在托架54来到静止位置侧的区域时，通过利用托架驱动轴55的螺旋槽57的作用，使托架54在它们的对应位置处于规定的时刻停止或移动。
上面，对于本发明的实施例列举了形成喷墨记录头用基板时的例子进行了说明，但本发明并不局限于此，一般可用于在制造硅基板等结构体时，在设置贯通孔的情况。例如，本发明也适用于所述微型机械的制造等。

Claims (9)

1.一种液体排出头的制造方法，所述液体排出头包括半导体基板、氧化硅膜、氮化硅膜，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：
与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；
形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述半导体基板的所述第一主面的整个面；
在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；
其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，利用等离子体CVD法形成所述氮化硅膜。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，还包括在所述半导体基板的所述第一主面上形成电路元件的步骤，其中所述半导体基板包括硅基板，并且所述电路元件包括晶体管。
4.如权利要求3所述的制造方法，其特征在于，所述牺牲层与所述晶体管的控制电极、源-漏电极同时形成，并且由与所述晶体管的控制电极、源-漏电极相同的材料形成。
5.一种由权利要求1所述的制造方法制造的液体排出头，其特征在于，所述贯通孔被用作液体供应孔。
6.一种液体排出装置，其包括：由权利要求1所述的制造方法制造的液体排出头、以及容纳经由所述液体供应孔供应的液体的容器。
7.一种结构体的制造方法，所述结构体包括半导体基板、电路元件、氧化硅膜、氮化硅膜，所述电路元件包括设置在所述半导体基板的第一主面上的晶体管，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：
与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；
形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述半导体基板的所述第一主面的整个面；
在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；
其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述牺牲层与所述电路元件的所述晶体管的控制电极、源-漏电极同时形成，并且由与所述电路元件的所述晶体管的控制电极、源-漏电极相同的材料形成。
9.一种结构体的制造方法，所述结构体包括半导体基板、氧化硅膜、氮化硅膜，所述氧化硅膜与氮化硅膜设置在所述半导体基板的第一主面上，并且设置贯穿所述半导体基板、所述氧化硅膜、以及所述氮化硅膜的贯通孔，所述制造方法包含以下步骤：
在所述半导体基板的第一主面上形成场氧化膜；
在由所述场氧化膜划分的区域中，与所述贯通孔的位置对应地在所述半导体基板的所述第一主面上形成牺牲层；
形成BPSG膜，以便至少覆盖所述场氧化膜；
形成所述氧化硅膜，以便覆盖所述牺牲层和所述BPSG膜；
在所述氧化硅膜之上形成所述氮化硅膜；
其后，通过从所述半导体基板的第二个主面蚀刻所述半导体基板，以便除去所述牺牲层，并且通过蚀刻所述氧化硅膜和氮化硅膜，以便形成所述贯通孔。
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