液体传送头、液体传送装置和液体传送头的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及液体传送头、液体传送装置和制造该液体传送头的方法，其应用于热敏型喷墨打印机，其中加热元件和驱动加热元件的晶体管一体形成于同一衬底上。晶体管是具有多晶硅硅化物或金属栅极金属氧化物场效应晶体管用于减小寄生电阻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及液体传送头、液体传送装置和制造该液体传送头的方法，该方法应用于热敏型喷墨打印机，其中加热元件和驱动加热元件的晶体管一体形成于同一衬底上。晶体管是具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极的金属氧化物场效应晶体管用于减小寄生电阻。
技术介绍
图像处理的领域中有对于彩色硬拷贝的增长的需求。该需求已经被几种彩色拷贝方法满足，其包括染料升华热传导工艺、熔融热传导工艺、喷墨工艺、电光刻工艺和热显影银盐工艺。在这些工艺中，喷墨工艺在构造上简单但又能产生高质量的图像。它被这样设计以向打印纸(或其它物体)从在打印头(或液体传送头)中开口的喷嘴喷射墨水液滴。依据从喷嘴喷射墨水液滴的方法，喷墨工艺被分为三类静电放出工艺、连续振动工艺(或压电工艺)和热敏工艺。热敏工艺被这样设计以通过局部墨水加热产生气泡，从而导致气泡从喷嘴向打印纸喷射墨水。因而尽管其简单的结构，它能够打印彩色图像。热敏工艺的打印头具有加热元件以加热墨水，该加热元件与驱动加热元件的逻辑集成电路一体成形于同一半导体衬底。在该种打印头中，紧密排列加热元件使得它们确定地驱动。换言之，需要热敏工艺的打印头具有紧密排列的加热元件用于高质量打印。具体地，需要以42.333μm的间距排列加热元件用于相应于600DPI的打印质量。令人遗憾地，对于紧密排列的加热元件单独排列驱动元件是非常困难的。避免上述困难的打印头具有在同一半导体衬底上的开关晶体管和加热元件，由集成电路技术将前者连接于后者。开关晶体管被在同一半导体衬底上形成的驱动电路驱动。通过该方法，容易且确定地驱动单独的加热元件。在该打印头中，开关晶体管和驱动开关晶体管的驱动电路是MOS(金属氧化物半导体)场效应晶体管(金属氧化物场效应晶体管)，且加热元件由钽(Ta)、氮化钽(TaNx)或钽铝(TaAl)制成。每个加热元件接收脉冲电压以散发0.8至1.4μJ的热，其在墨水室产生气泡，从而从喷嘴喷射墨水液滴。虽然驱动电路由通常在5V下运行的MOS晶体管构建，在驱动电路控制下的驱动加热元件的开关二极管在8至25V的源极电压下运行，使得加热元件提供有足够的电能。这是因为施加于加热元件的电功率正比于电压的平方和反比于电阻。图1是显示该类开关晶体管的构造的剖面图。晶体管1由硅衬底2、氮化硅(Si3N4)的LOCOS(硅的局部氧化)3、在晶体管形成区域中的栅极氧化物膜4和在层叠结构中的多晶硅的栅极G。换言之，该类晶体管具有多晶硅电极的栅极。另外，该类晶体管具有通过离子注入和热处理在硅衬底2上形成的源极S和漏极D。以该方式构建的晶体管1具有在栅极G和漏极D之间的低浓度扩散层AR。该扩散层AR减小漏极和栅极下的沟道形成区域之间的电场，由此增加了击穿电压。在日本专利公开平10-138484公开的打印头提供有每个具有3μm长的多晶硅栅极。该栅极长度是通过使用镜投射光刻机(MPA，mirror projectionaligner)可以获得的低限，该光刻机是1∶1曝光系统。另一方面，日本专利公开2000-1083555提出了侧射型打印头。该打印头具有从多晶硅同时形成的加热元件和栅极。侧射型打印头的特征为喷嘴不是设置在加热元件的正上方，使得加热元件产生气泡且作为结果的气泡传递压力波以从喷嘴喷射墨水液滴。依据晶体管的开电阻和布线图案的电阻(总称为寄生电阻)，驱动喷射墨水液滴的加热元件的晶体管消耗不同量的电能。由于晶体管与加热元件串联，由晶体管施加的驱动电压被分在寄生电阻和加热元件的电阻上。因此，如果有效率地驱动加热元件，则寄生电阻应远远小于加热元件的电阻。因此认为如果减小寄生电阻，则可以实现消耗电能少于以前的打印机且远远有效率地喷射墨水液滴。而且认为减小的寄生电阻将减小驱动加热元件的电压。
技术实现思路
依据上述完成本专利技术。本专利技术的一个目的是提供具有减小的寄生电阻的液体传送头、液体传送装置和制造该液体传送头的方法。为了实现以上目的，依据本专利技术，提供有一种形成于衬底上的具有加热元件和驱动加热元件的金属氧化物场效应晶体管的液体传送头，使得由金属氧化物场效应晶体管驱动的加热元件加热在液体室中容纳的液体，从而从喷嘴以液滴形式喷射液体，每个金属氧化物场效应二极管可以具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极。在本专利技术的构造中，提供有一种形成于衬底上的具有加热元件和驱动加热元件的金属氧化物场效应晶体管的液体传送头，使得由金属氧化物场效应晶体管驱动的加热元件加热在液体室中容纳的液体，从而从喷嘴以液滴形式喷射液体，在多晶硅硅化物栅极或金属栅极与栅极氧化物膜之间的耗尽层可以薄于传统多晶硅栅极和栅极氧化物膜之间的耗尽层。该薄耗尽层增加了漏极电流且降低了开电阻和寄生电阻。依据本专利技术，用于从液体传送头向物体喷射液体液滴的液体传送装置的特征为液体传送头具有加热元件和金属氧化物场效应晶体管以驱动形成在衬底上的加热元件和金属氧化物场效应晶体管，使得由金属氧化物场效应晶体管驱动的加热元件加热在液体室中容纳的液体，从而从喷嘴以液滴形式喷射液体，每个金属氧化物场效应二极管可以具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极。因此，液体传送装置可以具有低于从前的寄生电阻。另外，依据本专利技术，提供了一种制造液体传送头的方法，该液体传送头具有加热元件和金属氧化物场效应晶体管以驱动形成在衬底上的加热元件和金属氧化物场效应晶体管，使得由金属氧化物场效应晶体管驱动的加热元件加热在液体室中容纳的液体，从而从喷嘴以液滴形式喷射液体，每个金属氧化物场效应二极管可以具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极。设计依据本专利技术的方法以形成用于金属氧化物场效应晶体管的多晶硅硅化物栅极或金属栅极以驱动加热元件。作为结果的晶体管可以具有比以前低的寄生电阻。附图说明图1是显示传统打印头使用的晶体管的剖面图；图2是显示本专利技术的第一实施例的打印机的透视图；图3是显示图2中所示的打印机中的头基片的排列的平面图； 图4是显示图2中所示的打印机使用的打印头的剖面图；图5(A)和5(B)是图示制备图4中所示的打印头的步骤的剖面图；图6(A)和6(B)是图示图5(B)所示步骤的随后步骤的剖面图；图7(A)和7(B)是图示图6(B)所示步骤的随后步骤的剖面图；图8是显示由图5所示的步骤制造的晶体管的剖面图；图9是本专利技术的第二实施例的打印机引入的打印头使用的晶体管的剖面图。具体实施例方式参考附图将更详细地描述本专利技术的实施例。(1)实施例的构造图2是显示本专利技术的第一实施例的打印机的透视图。在矩形外壳12中容纳整个行打印机11。行打印机11提供有保存其上打印图像的纸13的纸盘14。为了送纸，纸盘14在外壳的前端插入纸盘端口。一旦行打印机11通过纸盘端口提供有纸盘14，纸13通过进纸机构被压于进纸滚轴。进纸滚轴旋转以在箭头A的方向上向行打印机11的后侧供给纸13。进纸的方向通过设置靠近行打印机11的后侧的反转滚轴16反转。因此，反转滚轴16在箭头B的方向上向行打印机11的前侧移回纸13。然后，纸13还通过正齿滚轴(spur rollers)17以箭头C的方向被传送到纸盘14上，且最终从行打印机11的前侧的纸释放端口释放。行打印机11具有由正齿滚轴17和纸释放端口之间的箭头D指示的可替换的头墨盒18。头墨盒18包括托架20和其中包含黄(Y)、品红(M)、青(C)和黑(B)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体传送头，具有形成于衬底上的加热元件和驱动所述加热元件的金属氧化物场效应晶体管，使得所述由所述金属氧化物场效应晶体管驱动的所述加热元件加热在液体室容纳的液体，从而从喷嘴喷射液滴形式的所述液体，其特征为每个所述金属氧化物场效应晶体管具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-8-28 303853/20031.一种液体传送头，具有形成于衬底上的加热元件和驱动所述加热元件的金属氧化物场效应晶体管，使得所述由所述金属氧化物场效应晶体管驱动的所述加热元件加热在液体室容纳的液体，从而从喷嘴喷射液滴形式的所述液体，其特征为每个所述金属氧化物场效应晶体管具有多晶硅硅化物栅极或金属栅极。2.如权利要求1所述的液体传送头，其中所述栅极有不大于2μm的栅极长度。3.一种用于从液体传送头向物体喷射液体液滴的液体传送装置，其特征为所述液体传送头具有形成于...

【专利技术属性】
技术研发人员：官本孝章，河野稔，立石修，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]