发明名称 具有驱动电路之微喷射头及其制作方法
摘要 本发明系提供一种具有驱动电路之微喷射头及其制作方法,微喷射头系利用气泡做为虚拟气阀以射出流体,其包括:一歧管、一个以上之流体腔、一对以上之第一气泡产生构件与第二气泡产生构件、一个以上之喷孔及一驱动电路,其中,驱动电路系用以同时控制一对以上之第一气泡产生构件与第二气泡产生构件,将对应流体腔内部之流体由对应之喷孔喷出,藉此,以达到喷射流体之效果;另外,由于将驱动电路与气泡产生构件整合于同一基板上,不仅制程步骤之数目减少,而且可得一电路元件与连接线路数量较少之结构。
申请公布号 TWI232807 申请公布日期 2005.05.21
申请号 TW090101314 申请日期 2001.01.19
申请人 明基电通股份有限公司 发明人 陈志清;黄宗伟
分类号 B41J2/16 主分类号 B41J2/16
代理机构 代理人 许锺迪 台北县永和市福和路389号5楼
主权项 1.一种具有驱动电路之微喷射头,系利用一气泡做为虚拟气阀以射出流体,其包括:一个以上之流体腔;一歧管,系与该流体腔相连通,用以供应流体至该流体腔;一个以上之喷孔,系与该对应之流体腔相连通;一对以上之气泡产生器,该气泡产生器包含一第一气泡产生构件与一第二气泡产生构件,该第一气泡产生构件与该第二气泡产生构件系配置于接近该对应之喷孔处,且位于该对应之流体腔之上方,当该对应之流体腔充满流体时,该第一气泡产生构件在该流体腔中产生一第一气泡以做为一虚拟气阀,继该第一气泡产生后,该第二气泡产生构件产生一第二气泡,以导致该流体腔中之流体由该喷孔射出;以及一驱动电路,系包含一个以上之功能元件,且与该一对以上之气泡产生器形成于同一基板上,该驱动电路用以分别独立地传送一讯号至个别的该气泡产生器,且用以驱动该一对以上之气泡产生器。2.如申请专利范围第1项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该功能元件系为一电晶体(Transistor)。3.如申请专利范围第2项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该电晶体系为一金氧半场效电晶体(Metaloxide semiconductor field effect transistor;MOSFET)。4.如申请专利范围第1项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该第一气泡产生构件包含一第一加热器,及该第二气泡产生构件包含一第二加热器。5.如申请专利范围第4项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该第一气泡产生构件与该第二气泡产生构件还包含一导电层。6.如申请专利范围第5项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该导电层之材质系选自于铝(Aluminum)、金(Gold)、铜(Copper)、钨(Tungsten)及铝矽铜合金(Alloysof Aluminum-Silicon-Copper)所构成之族群中之任一者。7.如申请专利范围第4项所述具有驱动电路之微喷射头,其中该第一加热器与该第二加热器之材质系选自于铝钽合金(Alloys of tantalum and aluminum)、铂(Platinum)、及硼化铪(HfB2)所构成之族群中之任一者。8.一种制作具有驱动电路的微喷射头之方法,该微喷射头系利用一气泡做为虚拟气阀以射出流体,其包括:提供一基板;形成一介电层于该基板上,该介电层包含一第一部位以及一第二部位;形成一驱动电路于该介电层之第一部位上,该驱动电路包含一个以上之功能元件;形成一低应力材料层于该介电层之第二部位上;蚀刻该基板与该介电层,以形成一歧管及一个以上之流体腔,且该歧管系与该流体腔相连通,以供应流体至该流体腔;形成复数个气泡产生器于该低应力材料层上,且与该驱动电路相连通;以.及形成一个以上之喷孔,系连通该对应之流体腔以喷出该流体。9.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中形成该介电层之步骤包括:形成一薄氧化层于该基板上;形成一氮化矽层于该薄氧化层上;利用局部热氧化法(Local oxidation)氧化未被该氮化矽层覆盖之薄氧化层,以形成一场氧化层(Field oxide),其中被该氮化矽层所覆盖之该薄氧化层为该介电层之第一部位,而该场氧化层(Field oxide)则为该介电层之第二部位;以及去除该氮化矽层。10.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中形成该驱动电路之步骤包括:布植硼离子(Boron implant)于该介电层上;形成一复晶矽闸极(Polysilicon gate)于该介电层之第一部位上;以及离子布植砷(Arsenic)离子于该基板内,形成一源极(Source)及一汲极(Drain)邻近该闸极。11.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该驱动电路用以分别独立地传送一讯号至个别的该气泡产生器,且用以驱动该复数个气泡产生器。12.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该功能元件系为一电晶体。13.如申请专利范围第12项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该电晶体系为一金氧半场效电晶体(Metal oxide semiconductor field effect transistor;MOSFET)。14.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中蚀刻该基板与该介电层以形成歧管及流体腔之步骤包括:背面蚀刻该基板以形成该歧管;去除该介电层之第二部位;以及再次背面蚀刻该基板以形成该流体腔。15.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该气泡产生器包含一第一气泡产生构件及一第二气泡产生构件。16.如申请专利范围第15项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该形成第一气泡产生构件及第二气泡产生构件之步骤包括:形成一电阻层于该低应力材料层上,以形成一第一加热器与一第二加热器;以及形成一导电层于该电阻层上,且该导电层与该驱动电路相连通。17.如申请专利范围第16项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该导电层之材质系选自于铝(Aluminum)、金(Gold)、铜(Copper)、钨(Tungsten)及铝矽铜合金(Alloys of Aluminum-Silicon-Copper)所构成之族群中之任一者。18.如申请专利范围第16项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该第一加热器与该第二加热器之材质系选自于铝钽合金(Alloys of tantalum andaluminum)、铂(Platinum)及硼化铪(HfB2)所构成之族群中之任一者。19.如申请专利范围第16项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中于形成该电阻层与形成该导电层之间还包括一步骤:形成一第一氧化层于该电阻层上,以保护该第一加热器及该第二加热器。20.如申请专利范围第8项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中还包括一步骤:形成一第二氧化层于该气泡产生器上,以保护该气泡产生器。21.一种制作具有驱动电路的微喷射头之方法,该微喷射头系利用一气泡做为虚拟气阀以射出流体,其包括:提供一基板;形成一介电层于该基板上,该介电层包含一第一部位以及一第二部位;形成一驱动电路于该介电层之第一部位上,该驱动电路包含一个以上之功能元件;蚀刻部分该介电层之第二部位,且形成一牺牲层于该被蚀刻之部分介电层第二部位的位置上;形成一低应力材料层于该牺牲层上;蚀刻不具该驱动电路之该基板与牺牲层,以形成一歧管及一个以上之流体腔,且该歧管系与该流体腔相连通,以供应流体至该流体腔;形成复数个气泡产生器于该低应力材料层上,且与该驱动电路相连通;似及形成一个以上之喷孔,系连通该对应之流体腔以喷出该流体。22.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中形成该介电层之步骤包括:形成一薄氧化层于该基板上;形成一氮化矽层于该薄氧化层上;利用局部热氧化法(Local oxidation)氧化未被该氮化矽层覆盖之薄氧化层,以形成一场氧化层(Field oxide),其中被该氮化矽层所覆盖之该薄氧化层为该介电层之第一部位,而该场氧化层(Field oxide)则为该介电层之第二部位;以及去除该氮化矽层。23.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中形成该驱动电路之步骤包括:布植硼离子(Boron implant)于该介电层上;形成一复晶矽闸极(Polysilicon gate)于该介电层之第一部位上;以及离子布植砷(Arsenic)离子于该基板内,形成一源极(Source)及一汲极(Drain)邻近该闸极。24.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该驱动电路用以分别独立地传送一讯号至个别的该气泡产生器,且用以驱动该一对以上之气泡产生器。25.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该功能元件系为一电晶体(Transistor)。26.如申请专利范围第25项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该电晶体系为一金氧半场效电晶体(Metal oxide semiconductor field effect transistor;MOSFET)。27.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该蚀刻基板与牺牲层以形成歧管及流体腔之步骤包括:背面蚀刻该基板以形成该歧管;去除该不覆盖该驱动电路之牺牲层部位;以及再次背面蚀刻该基板以形成该流体腔。28.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该气泡产生器包含一第一气泡产生构件及一第二气泡产生构件。29.如申请专利范围第28项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该形成第一气泡产生构件及第二气泡产生构件之步骤包括:形成一电阻层于该低应力材料层上,以形成一第一加热器与一第二加热器;以及形成一导电层于该电阻层上,且该导电层与该驱动电路相连通。30.如申请专利范围第29项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该导电层之材质系选自于铝(Aluminum)、金(Gold)、铜(copper)、钨(Tungsten)及铝矽铜合金(Alloys of Aluminum-Silicon-Copper)所构成之族群中之任一者。31.如申请专利范围第29项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中该第一加热器与该第二加热器之材质系选自于铝钽合金(Alloys of tantalum andaluminum)、铂(platinum)及硼化铪(HfB2)所构成之族群中之任一者。32.如申请专利范围第29项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中于形成该电阻层与形成该导电层之间还包括一步骤:形成一第一氧化层于该电阻层上,以保护该第一加热器及该第二加热器。33.如申请专利范围第21项所述制作具有驱动电路的微喷射头之方法,其中还包括一步骤:形成一第二氧化层于该气泡产生器上,以保护该气泡产生器。图式简单说明:第1图,系为前案具有虚拟气阀功能的喷射装置之立体结构图;第2图,系为前案具有驱动电路的喷墨头之结构剖面图;以及第3~9图,系为本发明制作具有驱动电路的微喷射头步骤及其微喷射头之结构示意图,其中,「第9图」系为本发明具有驱动电路的微喷射头之完整结构示意图。第10~12图,系为本发明另一实施例制作具有驱动电路的微喷射头步骤及其微喷射头之结构示意图。
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