喷墨打印头及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种喷墨打印头及其制造方法。所述喷墨打印头包括：具有供墨孔的衬底；在所述衬底上围绕所述供墨孔形成的层间介电层；形成于所述层间介电层上的至少一个金属层；和抗湿气部分，其形成于所述供墨孔和所述至少一金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触所述至少一个金属层。因为可以防止湿气穿透具有吸收特性的层进入金属互连层、逻辑区或压力驱动部分，所以所述喷墨打印头及其制造方法能够防止比如层间脱层、电短路、电路故障和金属互连层的腐蚀的问题。因此，有可能增加喷墨打印头的寿命和可靠性，及增加产率和通过增加成品率来减小制造成本。

【技术实现步骤摘要】

本总体专利技术构思涉及一种，更具体而言，涉及一种安装于喷墨打印机上来以细小液滴喷射墨水的打印头及其制造方法。
技术介绍
常规的喷墨打印头将墨水的细小液滴通过喷嘴喷射到记录介质的表面上来获得期望的图像。根据压力产生元件，通常将喷墨头分为热敏头型和压电头型，热敏头型通过电热换能器利用施加到墨水上的热量来产生气泡，压电头型通过机电换能器利用施加到墨水上的压力来产生气泡。对于热敏头型，将电流施加到加热电阻来将墨水加热到几百度的温度以沸腾墨水，由此产生气泡。随着气泡膨胀，暂时存储于墨水室中的墨水被加压且通过喷嘴被喷射。热敏喷墨打印头通常具有几百个紧密集成的喷嘴以增加每英寸点数(DPI)。通过在硅衬底上形成多层结构来制造热敏打印头。具体而言，在晶片上形成控制供给到加热电阻的用于操作喷墨打印头的加热电阻电流的逻辑区，然后将层间介电(ILD)层、金属互连层和金属间介电层依次淀积淀积在逻辑区上。其后，形成通过所述层延伸的供墨孔和喷嘴，由此完成喷墨打印头的制造。在这一过程中，层间介电层应具有高程度的平整度，因为其直接形成于逻辑区上。为此，常规层间介电层通常由具有高粘度的硼磷硅酸盐玻璃(BPSG)制成。因为BPSG具有湿气吸收特性，且层间介电层的一端通常暴露于供墨孔，从而与墨水直接接触，使得BPSG趋于从墨水吸收湿气。因此，产生了诸如界面脱层(de-lamination)、金属互连层和加热体的腐蚀和电学短路、逻辑区中器件故障等问题。这样的问题恶化了喷墨打印头的特性且缩短了其寿命。
技术实现思路
本总体专利技术构思提供了一种，其具有与供墨孔阻隔开的墨水吸收通道。本总体专利技术构思的其他方面和优点将部分在以下的说明书中得到阐释，部分从说明书中显而易见，或者可以通过本总体专利技术构思的实践获得。本总体专利技术构思的前述和/或其它方面通过提供一种喷墨打印头来实现，所述喷墨打印头包括具有供墨孔的衬底；在所述衬底上围绕所述供墨孔形成的层间介电层；形成于所述层间介电层上的至少一个金属层；和抗湿气部分，其形成于所述供墨孔和所述的至少一个金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触所述的至少一个金属层。可以在所述衬底上形成一逻辑区，并且，可以在所述供墨孔合所述逻辑区之间形成所述抗湿气部分。抗湿气部分可以形成为填充部分的层间介电层的抗湿气层。层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。抗湿气层可以包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金(monel)、哈司特镍合金(hastelloy)、铅、铝、锡、钛、钽、及其合金之一。所述的至少一个金属层可以包括第一金属互连层、与第一金属互连层接触的第二金属互连层、和与第二金属互连层接触以产生压力的加热电阻层。衬底可以包括场氧化层、形成于场氧化层上的层间介电层、形成于层间介电层上的第一金属互连层、形成于第一金属互连层上的金属间介电层、形成于金属间介电层上的第二金属互连层和加热电阻层，以及形成于第二金属互连层和加热电阻层上的钝化层。抗湿气部分可以包括沟槽和填充沟槽的抗湿气层，所述沟槽围绕供墨孔形成且从钝化层延伸到衬底。钝化层和抗湿气层可以由钽形成。钝化层可以包括金属钝化层和抗空化(anti-cavitation)层，且抗湿气层可以与金属钝化层和抗空化层一起形成。金属钝化层可以包括氮化硅，抗空化层可以包括钽。钝化层可以形成于所述的至少一个金属层上，且抗湿气部分可以包括围绕供墨孔朝向衬底形成的台阶和在台阶上与钝化层一起形成的抗湿气层。钝化层可以包括由氮化硅制成的金属钝化层和淀积在金属钝化层上由钽制成的抗空化层。抗湿气层可以由氮化硅和钽的层结构形成。本总体专利技术构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括在衬底上形成层间介电层；在层间介电层上形成金属层；在金属层上形成金属间介电层；蚀刻金属间介电层和层间介电层从而在衬底的表面上围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽，填充金属间介电层和层间介电层中的沟槽从而在沟槽中的金属层和抗湿气层上形成钝化层；在钝化层的上方形成至少一喷嘴；以及形成邻近抗湿气层通过衬底延伸的供墨孔。层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。钝化层可以包括由钽制成的抗空化层。钝化层可以包括在抗空化层下的由氮化硅形成的金属钝化层。本总体专利技术构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括在衬底上形成层间介电层；在层间介电层中围绕将形成供墨孔的区域形成沟槽；用抗湿气材料填充层间介电层中的沟槽来形成抗湿气层；在层间介电层上围绕抗湿气层形成至少一个金属层；在至少一个金属层上形成钝化层；在钝化层的上方形成至少一喷嘴；以及形成邻近抗湿气层通过衬底延伸的供墨孔。层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。抗湿气层可以包括不锈钢、镍、蒙乃尔铜-镍合金(monel)、哈司特镍合金(hastelloy)、铅、铝、锡、钛、钽、及其合金之一。本总体专利技术构思的前述和/或其它方面还通过提供一种制造喷墨打印头的方法来实现，所述方法包括在衬底上形成层间介电层；在层间介电层上形成至少一个金属层；在层间介电层中部分地形成供墨孔，其邻近所述的至少一个金属层延伸至衬底表面；在所述的至少一个金属层上形成钝化层，且具有在所述的至少一个金属层之间凹入部分形成的供墨孔内的抗湿气部分；在钝化层的上方形成喷嘴层和至少一喷嘴；以及对衬底进行蚀刻，使得部分形成的供墨孔通过衬底延伸。金属间介电层可以形成于至少一个金属层和钝化层之间。层间介电层可以包括硼磷硅酸盐玻璃。钝化层可以包括由钽制成的抗空化层，以及在抗空化层下由氮化硅形成的金属钝化层。抗湿气部分可以由钽形成。抗湿气部分可以包括在钽下形成的氮化硅。供墨孔在衬底上的层间介电层和至少一个金属层中的宽度可以大于在衬底中的宽度。附图说明结合附图，通过下述对实施例的描述，本总体专利技术构思的这些和/或其它方面和优点将变得更加明显易懂，在附图中图1是根据本总体专利技术构思的喷墨打印头的平面图；图2是沿线I-I’所取的图1的喷墨打印头的横截面图；图3A到3E是示出根据本总体专利技术构思的图2的喷墨打印头的制造方法的横截面图；图4是根据本总体专利技术构思的另一实施例的喷墨打印头的横截面图；图5A到5E是示出根据本总体专利技术构思的图4的喷墨打印头的制造方法的横截面图；图6是根据本总体专利技术构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图；图7A到7D是示出根据本总体专利技术构思的图6的喷墨打印头的制造方法的横截面图；图8是根据本总体专利技术构思的又一实施例的喷墨打印头的横截面图；图9A到9F是示出根据本总体专利技术构思的图8的喷墨打印头的制造方法的横截面图。具体实施例方式现在将详细参考本总体专利技术构思的实施例，在附图中示出了其实例，其中通篇采用相似的附图标记指示相似的元件。为了通过参考附图说明本总体专利技术构思，在以下描述了实施例。在附图中，为了图示的目的，放大了层和区域的厚度。另外，虽然图1是本总体专利技术构思的实施例的平面图，其它实施例的平面图可以相似于图1。图1是根据本总体专利技术构思的具有喷嘴层的喷墨打印头的平面图，为了图示的目的没有显示该喷嘴层，图2是根据本总体专利技术构思的实施例的包括该喷嘴层的图1的喷墨打印头的横截面图。还将参考图3A至3E所示出的方法来描述图1和2的喷墨打印头。参考图1和2，喷墨打印头具有衬底100。衬底100可以是具有几百μm(微米)厚度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷墨打印头，其包括：衬底，具有供墨孔；层间介电层，在所述衬底上围绕所述供墨孔形成；至少一金属层，形成于所述层间介电层上；和抗湿气部分，形成于所述供墨孔和所述至少一金属层之间来防止所述供墨孔中的墨水湿气接触 所述至少一金属层。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：闵在植，河龙雄，秋冈秀，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]