[发明专利]喷墨打印头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总的发明构思涉及一种喷墨打印头及其制造方法，更具体地，涉及一种喷墨打印头及其制造方法，其中半导体工艺在喷墨打印头的制造过程中使用以提高效率。

背景技术

喷墨打印头是一种喷出墨滴以在打印介质的所需位置上打印从而形成图像的装置。

根据墨滴喷射原理，喷墨打印头主要分为热驱动型喷墨打印头和压电驱动型喷墨打印头。热驱动型喷墨打印头使用热源在墨水中产生气泡并通过气泡的膨胀力喷出墨滴。

通常，热驱动型喷墨打印头包括：衬底，构造为硅晶片；供墨孔，在衬底上形成用于提供墨水；通道形成层，用于在衬底上形成通道和多个墨水腔；喷嘴层，在通道形成层上形成并包括与墨水腔对应的多个喷嘴；以及加热层，具有多个加热部分并与墨水腔相对应地设置以加热墨水腔中的墨水。

喷墨打印头的加热层由势垒金属(barrier metal)形成，加热层由耐热材料例如氮化钽(TaN)和钽-铝(Ta-Al)形成。

但是，在使用势垒金属的情况下存在问题，即需要进行单独的工艺以形成加热器。在使用金属材料的情况下存在问题，即当金属材料应用于具有精细宽度的半导体的工艺时，耐用性会降低，并且接触和通孔的部分的电阻值增大。

为了解决这些问题，由本发明的申请人提交并已公开的韩国专利申请公开No.2003-0018799号涉及一种仅通过处理单个半导体衬底来形成喷墨打印头的方法。

上述出版物所公开的喷墨打印头的制造方法包括：在半导体衬底上形成器件隔离膜；在带有器件隔离膜的衬底上形成栅极绝缘膜、栅极图案和加热元件图案；使用栅极图案作为掩模进行离子注入以形成带有源极/漏极区域的金属氧化物半导体(MOS)晶体管；在衬底的整个表面上形成层间绝缘膜用于覆盖MOS晶体管，并图案化该层间绝缘膜以形成暴露至少一部分源极/漏极区域的接触孔；在带有接触孔的衬底的整个表面上沉积导电膜，并图案化该导电膜以形成源极/漏极电极和线路；在源极/漏极电极和线路上沉积保护膜；在带有保护膜的衬底上形成蚀刻掩模并进行蚀刻以形成喷嘴孔，该喷嘴孔暴露在与加热元件图案相邻的区域中的半导体衬底；在带有喷嘴孔的衬底上进行各向同性蚀刻以在衬底上形成墨水腔；以及图案化与带有保护膜的衬底表面相对的衬底表面以形成向墨水腔提供墨水的流形空间(manifold space)。

在上述出版物所公开的喷墨打印头的制造方法中，在形成栅极图案和加热元件图案时，加热元件图案可以由多晶硅和硅化物层形成。需要进行额外的光刻工艺和蚀刻工艺以形成硅化物层，从而使工艺复杂化。

此外，在上述参考出版物所公开的发明中，源极/漏极电极和线路在单个层间绝缘膜上形成。因此，由于电极的电路线宽和线路较小，电阻增大并且加热元件的性能降低。

发明内容

本发明提供了一种喷墨打印头及其制造方法，该制造方法能够简化制造工艺而不需进行额外工艺来形成加热层。

本发明还提供了一种喷墨打印头及其制造方法，该制造方法能够抑制线路的电阻增大。

本发明总的发明构思的另外的方面和应用将在下面的描述中部分地阐明，并将从描述中部分地变得明显，或者可以通过本发明总的发明构思的实践而习知。

本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和应用可以通过提供一种喷墨打印头来实现，该喷墨打印头包括：衬底；加热元件，堆叠在衬底上用于加热墨水；具有栅极电极的晶体管，用于驱动加热元件；腔室层，用于在加热元件上形成填充有墨水的墨水腔；以及喷嘴层，堆叠在腔室层上用于形成喷出墨水的喷嘴，其中栅极电极和加热元件包括由自对准硅化物工艺形成的金属硅化物膜。

金属硅化物膜可以是硅化钛膜或硅化钴膜。

第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜可以在加热元件和腔室层之间形成，第一金属线和第二金属线被分别图案化在第一层间绝缘膜和第二层间绝缘膜上。

本发明总的发明构思的前述和/或其它方面和应用还可以通过提供一种喷墨打印头来实现，该喷墨打印头包括：填充有墨水的多个腔室；用于加热腔室中的墨水的多个加热元件；用于施加电流到加热元件的晶体管；与腔室对应的多个喷嘴，其中加热元件包括由多晶硅形成的加热图案和通过在金属膜上进行热处理形成的金属硅化物膜，其中该金属膜用作堆叠在加热图案上的薄膜。