液滴吐出ヘッド及びその製造方法
【課題】 高い信頼性で直接接合することができない。
【解決手段】 振動板１０を設けた流路基板１と電極１５を設けた電極基板３がいずれもシリコン基板からなり、流路基板１の振動板１０の電極側面を研磨加工して絶縁膜２０を形成し、流路基板１と電極基板３とを直接接合した。
【解決手段】 振動板１０を設けた流路基板１と電極１５を設けた電極基板３がいずれもシリコン基板からなり、流路基板１の振動板１０の電極側面を研磨加工して絶縁膜２０を形成し、流路基板１と電極基板３とを直接接合した。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関し、特に静電型液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（加圧液室、圧力室、吐出室、インク流路等とも称される。）と、液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを備え、振動板を静電力で変形変位させて液室インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドがある。
【０００３】このような静電型インクジェットヘッドにおいては、振動板の機械的変位特性はインク摘吐出特性に大きく影響し、振動板の薄膜化、高精度化が必要になるとともに、振動板と電極との間の微小ギャップを高精度に確保しなければならない。
【０００４】そこで、従来の静電型インクジェットヘッドにあっては、特開平６−２３９８６号公報、特開平６−７１８８２号公報あるいは特開平９−２６７４７９公報などに記載されているように、振動板を形成するシリコン基板にボロンを拡散した高濃度ボロン拡散層を形成し、このシリコン基板を異方性エッチングすることにより、高濃度ボロン拡散層でエッチングストップすることから、高濃度ボロン拡散層による振動板を形成し、この振動板を設けたシリコン基板と電極を設けたシリコン基板とを直接接合するようにしている。
【０００５】また、特開平６−７１８８２号公報に記載されているように、シリコン基板に酸化膜を形成した後、振動板の形状に相当する部分をフォトリソグラフィー及びエッチング技術により開口し、この開口部にのみ高濃度ボロンのドープを行って、電極を設けたシリコン基板との接合面にはボロンを拡散させないようにしたインクジェットヘッドもある。さらに、特開平１０−４４４０６号公報に記載されているようにＳＯＩ（Ｓilicon on Ｉnsulator）基板を用いて酸化膜（インシュレータ）をエッチングストップ層として振動板を形成するインクジェットヘッドもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、直接接合における接合面には極めて良好な表面性が要求されるが、上述したように、高濃度ボロン拡散層で振動板を形成した場合、高濃度ボロン拡散面を介した直接接合になるため、高信頼性の接合が困難になる。
【０００７】すなわち、高濃度ボロンエッチストップ層の形成には、板状の拡散源（ＢＮやＢ2Ｏ3）を用いた固体拡散法、ＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などがあるが、ボロン拡散されたシリコン面上の最表面にはガラス層（イオン注入法の場合はイオン注入前にバッファ酸化膜などが付けられる）が有り、ガラス層とシリコン層との間には合金（ＳiＢ4〜6）層が形成される。ガラス層はフッ酸水溶液で除去できるが、合金層を除去することはできない。この合金層は親水性を示しかつ表面荒れも大きく、直接接合が妨げられる。また、合金層をフッ硝酸水溶液などでエッチング除去することは可能であるが、合金層除去後のボロン拡散表面の表面粗さが大きいため、接合の信頼性が低くなる。
【０００８】また、ＣＶＤ法やスパッタ法などで形成される堆積面の表面は、直接接合法にて信頼性の高い強固な接合力を得るには困難なレベルの表面荒れを持つものが多く、これらの面を接合面として直接接合することは困難で、更に信頼性の高い直接接合は不可能である。
【０００９】さらに、上述したようにシリコン基板に酸化膜を形成した後、振動板の形状に相当する部分をフォトリソグラフィー、エッチング技術により開口し、開口部にのみボロンドープを行って接合部にボロンを拡散させないこともできるが、これでは工程数増加によるプロセスコストの上昇を招き、また、接合時のアラインメントマージンなど余分な寸法を取らなければならず、高密度化が妨げられる。
【００１０】本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高密度高信頼性を得られる液滴吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、請求項１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１２】請求項２の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１３】請求項３の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１４】請求項４の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１５】請求項５の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１６】請求項６の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１７】請求項７の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１８】請求項８の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１９】請求項９の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２０】請求項１０の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２１】請求項１１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２２】これらの絶縁膜を形成する工程を含む本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法においては、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜が除去されていることが好ましい。また、絶縁膜が熱酸化膜であることが好ましい。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２３】また、上記の各発明の液滴吐出ヘッドの製造方法においては、高濃度Ｐ型不純物が高濃度ボロンであることが好ましい。また、研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することが好ましい。或いは、研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することが好ましい。
【００２４】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されている構成としたものである。
【００２５】ここで、振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜が形成されていることが好ましい。また、振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることが好ましい。さらに、研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２６】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、少なくとも振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、振動板の電極に対向する面には、Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜がある構成としたものである。
【００２７】ここで、少なくとも第二基板との接合部の絶縁膜が除去されていることが好ましい。また、絶縁膜が熱酸化膜であることが好ましい。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル板を透過状態で示す上面説明図、図３は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図４は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。
【００２９】このインクジェットヘッドは、第一シリコン基板（第一基板）である流路基板１と、流路基板１の下側に設けた第二シリコン基板（第二基板）である電極基板３と、流路基板１の上側に設けた第三基板であるノズル板４とを重ねて接合した積層構造体であり、これらにより、複数のノズル５、各ノズル５が連通するインク流路である液室６、液室６に流体抵抗部７を介して連通する共通インク室８などを形成している。
【００３０】流路基板１には、シリコン基板（第一シリコン基板）を用いて、液室６及びこの液室６の底部となる壁面を形成する振動板１０、各液室６を隔てる隔壁１１を形成する凹部、共通インク室８を形成する凹部などを形成している。
【００３１】この流路基板１は、シリコン基板に振動板となる厚み（深さ）に高濃度Ｐ型不純物であるボロンを拡散し、この高濃度ボロン拡散層をエッチングストップ層として異方性エッチングを行うことにより液室６となる凹部等を形成するときに高濃度ボロン拡散層を残して所定の処理を施すことにより所望厚さの振動板１０を得たものである。なお、高濃度Ｐ型不純物としては、ボロンの他、ガリウム、アルミニウム等も用いることができる。また、アルカリ異方性エッチングストップ層としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いて、振動板主材料に単結晶シリコン（この構造の基板は一般にＳＯＩ構造と呼ばれる。）や多結晶シリコンを用いることもできる。
【００３２】また、振動板１０の後述する電極１５と対向する面に絶縁膜２０を形成している。ここで、高濃度ボロン拡散層の電極側の表面は研磨加工面として、この絶縁膜２０は、高濃度ボロン拡散層の研磨面上に熱酸化により形成した厚さ０．１μｍのＳｉＯ2膜である。
【００３３】このように絶縁膜２０を設けることによって、駆動時の絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上するとともに、駆動が繰り返されることにより電極１５上に形成された絶縁膜１７が帯電することを抑制することができ、安定した振動板変位を得られる。
【００３４】また、この絶縁膜２０を熱酸化膜とすることで耐絶縁性及び信頼性（：電荷トラップの低減や耐吸湿性に優れることによる）を向上させることができる。さらに、絶縁膜２０は研磨加工された極めて表面粗さの小さい高濃度B拡散層表面を酸化することにより形成しているので、絶縁膜２０表面は極めて表面粗さの小さい良好な表面性（原子間力顕微鏡による測定で、Ｒa値は０．５ｎｍ以下）を有する。これにより、流路基板１と電極基板３とを直接接合することが容易になる。
【００３５】電極基板３には、熱酸化法などで厚さ２μｍの酸化膜３ａを形成して、この酸化膜３ａに深さ０．３μｍの凹部１４を形成して、この凹部１４の底面に振動板１０に所定（０．２μｍとしている。）のギャップ１６を置いて対向する電極１５を形成し、この電極１５と振動板１０によって、振動板１５を変位させて液室６の内容積を変化させるアクチュエータ部を構成している。
【００３６】この電極基板３の電極１５上には振動板１０との接触によって電極１５が破損するのを防止するため、例えば０．１μｍ厚のシリコン酸化膜などの絶縁膜（絶縁層）１７を成膜している。なお、電極１５には電極基板３の端部付近まで延設して外部駆動回路と接続手段を介して接続するためのリード部１５ａ及び電極パッド部１５ｂを形成している。
【００３７】この電極基板３は、熱酸化膜３ａを形成したシリコン基板（第二シリコン基板）上に、ＨＦ水溶液などでエッチングにより凹部１４を形成し、この凹部１４に窒化チタンなどの高耐熱性を有する電極材料をスパッタ、ＣＶＤ、蒸着などの成膜技術で所望の厚さに成膜し、その後、フォトレジストを形成してエッチングすることにより、凹部１４にのみ電極１５を形成したものである。
【００３８】ここでは、電極１５は、シリコン基板にエッチングで形成した深さ０．４μｍの凹部１４内に窒化チタンを０．１μｍの厚さにスパッタし形成している。また、前述したように、振動板１０の電極１５と対向する面には絶縁膜２０（ここでは熱酸化膜で厚さ０．１μｍ）を形成している。したがって、このヘッドにおいては、電極基板３と流路基板１とを接合した後のギャップ１６の長さ（振動板１０と電極１５との実効間隔）は、０．２μｍとなっている。
【００３９】そして、これらの第一シリコン基板である流路基板１と第二シリコン基板である電極基板２とは直接接合している。この場合、流路基板１の振動板１０の電極側表面（接合面）は研磨加工を施して表面粗さをＲａ＝０．５ｎｍ以下にしている。これにより、流路基板１と電極基板２とを強固に信頼性の高い接合を行うことができる。
【００４０】また、ノズル板４は、厚さ５０μｍのステンレス材（ＳＵＳ）を用いて、ノズル５、液体抵抗部７及び共通インク液室へ外部からインクを供給するためのインク供給口１９を形成している。
【００４１】このインクジェットヘッドにおいては、電極１５に駆動回路（ドライバＩＣ）によって０Ｖから３５Ｖのパルス電位を印加し、電極１５の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板１０の下面はマイナス電位に帯電する。したがって、振動板１０は静電気の吸引作用により下方へ撓む。次いで、電極１５の電位をＯＦＦにすると、振動板１０は復元する。これにより、加圧室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル５よりインク滴が吐出される。次に、振動板１０が再び電極１５側へ撓むことにより、インクが共通液室８より流体抵抗部７を通じて加圧室６内に補給される。
【００４２】この場合、振動板１０が電極側絶縁膜１７に当接するまで変位させる当接駆動方式で駆動したとき、振動板１０の電極１５と対向する面、すなわち絶縁膜１７と接する面が極めて表面粗さの小さい良好な表面性を持つ研磨加工面であるため、絶縁膜１７の絶縁破壊に対して高い信頼性を保証することができる。
【００４３】次に、本発明に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の製造方法の第１実施形態について図５及び図６をも参照して説明する。なお、図５（ａ）、（ｂ）と（ｃ）以降とでは縮尺を異ならせて図示している。まず、図５（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【００４４】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の形成の際、シリコン基板３１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層４３が形成され、ガラス層４３と高濃度Ｂドープシリコン層４１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層４２が形成された。なお、ガラス層は周知の通りフッ酸水溶液で除去可能であるが、合金層４２はフッ酸水溶液で除去できず、また、合金層４２は親水性を示し、この合金層４２が露出した面では直接接合することができない。
【００４５】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面側から、ＣＭＰ（Ｃhemical-ＭechaＮical-ＰＯlishiＮg）を行って、ガラス層４３及び合金層４２を完全に除去する。
【００４６】このＣＭＰでは、図６に示すように、所定のテーブル速度で回転する研磨プレート５１に設けた研磨パッド５２に対して、所定のキャリア速度で回転する研磨ヘッド５３に取り付けたウエハＷ（ここでは第一シリコン基板３１）の研磨する面を所定の加圧力で押し付け、スラリー液５４を滴下しながら研磨する。
【００４７】ここでは、スラリー液５４としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：５に希釈したものを用いた。希釈後のスラリー液のｐＨ値は１０．５であった。また、研磨パッド５２にはシリコンウエハの鏡面研磨加工に用いられるソフト型の研磨パッドを用いた。
【００４８】そして、研磨条件を、テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm、研磨加圧＝１００ｇ／ｃｍ２研磨時間＝５分（なお、研磨レートはガラス層において６５ｎｍ／min.であった）
として、研磨を行った後、ウエハの洗浄（ＲＣＡ洗浄）を行った。
【００４９】このＣＭＰによりガラス層４３及び合金層４２は完全に除去され、研磨後の研磨面（高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面）は撥水性を示した。研磨面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得た。
【００５０】そして、熱酸化膜（絶縁膜）２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。この熱酸化膜２０表面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００５１】次いで、図５（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。なお、第二シリコン基板３２のギャップ寸法Ｇは０．２μｍに形成されている。
【００５２】この接合工程は、次のとおりである。第一、第二シリコン基板３１、３２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合したもの）で、温度１００℃にて洗浄し、乾燥後、第一シリコン基板３１と第二シリコン基板３２を重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−２時間加熱処理を行う。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００５３】その後、同図（ｄ）に示すように、貼り合わされた基板３３の第一シリコン基板３１にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜４４を形成し、このシリコン窒化膜４４に加圧室６及び共通液室８などの液室パターンをフォトリソグラフィー、エッチング技術によりパターニングする。
【００５４】次いで、基板３３をＫＯＨ（１０ｗｔ／％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。シリコン窒化膜４４の開口部からエッチングが進み、ボロン濃度が１Ｅ２−／ｃｍ3である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、高濃度ボロンドープシリコンからなる振動板１０が形成される。振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキが±０．０５μｍ入っている。
【００５５】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層及びシリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、ガラス層及び合金層の除去及び接合面となる拡散面の直接接合可能な表面性の形成を一括して行うことができ、短工程で高信頼性の直接接合が可能になる。
【００５６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第２実施形態について図７をも参照して説明する。まず、第１実施形態と同様に、図７（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００５７】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すようにＣＭＰを行って合金層４２を完全に除去する。なお、ここでのＣＭＰは、スラリー液としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：１０に希釈したものを用い、また、研磨時間を２分間にした以外は、第１実施形態と同様にして行った。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００５８】そして、同図（ｄ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００５９】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００６０】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。これにより、ＣＭＰ工程時に起因したバラツキは±０．０２μｍに抑えられた。これはガラス層４３を完全に除去してからＣＭＰを施したためガラス層４３の初期膜厚、及びガラス層４３の研磨バラツキを排除できるためである。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【００６１】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００６２】次に、本発明の第３実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図８をも参照して説明する。まず、各実施形態と同様に、図８（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００６３】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【００６４】そこで、同図（ｄ）に示すように、フッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００６５】そして、同図（ｅ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００６６】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００６７】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【００６８】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して、ＣＭＰ等の研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００６９】次に、本発明の第４実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図９をも参照して説明する。まず、図９（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、固体拡散工程によりボロンを拡散するとき、１１５０℃−１時間のドライブの内、最初の５０分間を窒素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝０．２５：１）のドライブ、残り１０分間及び降温中（７５０℃迄３℃／min.で降温）を酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブとした結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ3、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ3である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１上に厚さが約２００ｎｍのガラス層４３のみが形成される。
【００７０】このとき、ガラス層４３上に前述した合金層が形成されないのは、合金層は前記酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブ中に酸化され、ガラス層４３の一部となるためである。
【００７１】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、第３実施形態と同様にして、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００７２】そして、同図（ｃ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００７３】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００７４】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。なお、第３実施形態に比べて僅かにバラツキが増加するのは、合金層の酸化工程が拡散中の場合、ガス切り替え時にガスの流れに不安定さが生じるためであると考えられる。
【００７５】このように、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、このガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００７６】次に、本発明の第５実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１０を参照して説明する。まず、各実施形態と同様に、図１０（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００７７】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【００７８】そこで、同図（ｄ）に示すように、ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏの体積比１：１００：１００の混合液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００７９】そして、同図（ｅ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００８０】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００８１】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。
【００８２】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去した後研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００８３】なお、絶縁膜２０は上述したように研磨面に熱酸化で形成することで直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られることを確認したが、その他の方法を用いることで直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．５ｎｍ以下）が得られないような場合には、絶縁膜２０の表面をＣＭＰなどで研磨することもできる。
【００８４】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図１２は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態で振動板１０の電極側表面に形成した絶縁膜（熱酸化膜）２０のうちの電極基板３（第二シリコン基板）との接合部にあたる部分を除去したものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８５】このように流路基板１と電極基板３との接合部分で熱酸化膜２０を除去することにより、パターニング工程などの追加が必要になるが、接合温度の低温化及び接合信頼性のさらなる向上が図れる。
【００８６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの第３実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図１３は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態における振動板１０の電極側表面に絶縁膜（熱酸化膜）２０を形成しないものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８７】この実施形態のヘッドの場合、振動板１０が電極側絶縁膜１７に当接するまで変位させる当接駆動方式で駆動したとき、振動板１０の電極１５と対向する面、すなわち絶縁膜１７と接する面が極めて表面粗さの小さい良好な表面性を持つ研磨加工面であるため、絶縁膜１７の絶縁破壊に対して高い信頼性を保証することができる。
【００８８】そこで、この第３実施形態のインクジェットヘッドを製造する本発明に係る製造方法について図１５以降を参照して説明する。先ず、本発明に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の製造方法の第６実施形態について図１５をも参照して説明する。なお、図１５１５（ａ）、（ｂ）と（ｃ）以降とでは縮尺を異ならせて図示している。まず、図１５（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【００８９】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の形成の際、シリコン基板３１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層４３が形成され、ガラス層４３と高濃度Ｂドープシリコン層４１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層４２が形成された。なお、ガラス層は周知の通りフッ酸水溶液で除去可能であるが、合金層４２はフッ酸水溶液で除去できず、また、合金層４２は親水性を示し、この合金層４２が露出した面では直接接合することができない。
【００９０】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面側から、ＣＭＰ（Ｃhemical-ＭechaＮical-ＰＯlishiＮg）を行って、ガラス層４３及び合金層４２を完全に除去する。このＣＭＰの方法は前述した図６で説明したと同様である。
【００９１】このＣＭＰによりガラス層４３及び合金層４２は完全に除去され、研磨後の研磨面（高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面）は撥水性を示した。研磨面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得た。
【００９２】次いで、図１５（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。なお、第二シリコン基板３２のギャップ寸法Ｇは０．２μｍに形成されている。
【００９３】この接合工程は、次のとおりである。第一、第二シリコン基板３１、３２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合したもの）で、温度１００℃にて洗浄し、乾燥後、第一シリコン基板３１と第二シリコン基板３２を重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−２時間加熱処理を行う。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００９４】その後、同図（ｄ）に示すように、貼り合わされた基板３３の第一シリコン基板３１にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜４４を形成し、このシリコン窒化膜４４に加圧室６及び共通液室８などの液室パターンをフォトリソグラフィー、エッチング技術によりパターニングする。
【００９５】次いで、基板３３をＫＯＨ（１０ｗｔ／％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。シリコン窒化膜４４の開口部からエッチングが進み、ボロン濃度が１Ｅ２−／ｃｍ3である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、高濃度ボロンドープシリコンからなる振動板１０が形成される。振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキが±０．０５μｍ入っている。
【００９６】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層及びシリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、ガラス層及び合金層の除去及び接合面となる拡散面の直接接合可能な表面性の形成を一括して行うことができ、短工程で高信頼性の直接接合が可能になる。
【００９７】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第７実施形態について図１６をも参照して説明する。まず、前記第６実施形態と同様に、図１６（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００９８】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すようにＣＭＰを行って合金層４２を完全に除去する。なお、ここでのＣＭＰは、スラリー液としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：１０に希釈したものを用い、また、研磨時間を２分間にした以外は、第５実施形態（第１実施形態を引用）と同様にして行った。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００９９】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１００】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。これにより、ＣＭＰ工程時に起因したバラツキは±０．０２μｍに抑えられた。これはガラス層４３を完全に除去してからＣＭＰを施したためガラス層４３の初期膜厚、及びガラス層４３の研磨バラツキを排除できるためである。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１０１】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１０２】次に、本発明の第８実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１７をも参照して説明する。まず、前記各実施形態と同様に、図１７（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１０３】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【０１０４】そこで、同図（ｄ）に示すように、フッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第７実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１０５】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１０６】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１０７】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して、ＣＭＰ等の研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１０８】次に、本発明の第９実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１８をも参照して説明する。まず、図１８（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、固体拡散工程によりボロンを拡散するとき、１１５０℃−１時間のドライブの内、最初の５０分間を窒素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝０．２５：１）のドライブ、残り１０分間及び降温中（７５０℃迄３℃／min.で降温）を酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブとした結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ3、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ3である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１上に厚さが約２００ｎｍのガラス層４３のみが形成される。
【０１０９】このとき、ガラス層４３上に前述した合金層が形成されないのは、合金層は前記の酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブ中に酸化され、ガラス層４３の一部となるためである。
【０１１０】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、前記第３実施形態と同様にして、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第６実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１１１】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１１２】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。なお、第３実施形態に比べて僅かにバラツキが増加するのは、合金層の酸化工程が拡散中の場合、ガス切り替え時にガスの流れに不安定さが生じるためであると考えられる。
【０１１３】このように、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、このガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１１４】次に、本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１９をも参照して説明する。まず、前記と同様に、図１９（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１１５】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面からＣＭＰを行ってガラス層４３を研磨する。なお、研磨時間は１分間とした。このとき、ガラス層４３をウエハ全面に残存させる。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１１６】そして、図１９（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１１７】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０５μｍのバラツキに抑えることができた。ただし、ギャップ長（振動板１０と電極１５との間の距離）のバラツキは他の実施形態がウエハ面内で０．２±０．０１μｍであったのに対し、この実施形態では０．２±０．０４μｍと大きくなった。
【０１１８】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去して、第二シリコン基板と直接接合することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１１９】次に、本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図２０を参照して説明する。まず、前記各実施形態と同様に、図２０（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１２０】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【０１２１】そこで、同図（ｄ）に示すように、ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏの体積比１：１００：１００の混合液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第７実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１２２】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１２３】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１２４】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去した後研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１２５】次に、本発明の第１２実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について説明する。この実施形態は、前記第７実施形態（図１６参照）における研磨工程で、ＣＭＰに代えて、スピンエッチング法（スピンエッチングとは、回転しているウエハに所望のエッチング液をかけ、全面にわたる均一な処理が可能な湿式処理法である。）による研磨を行ったものである。スピンエッチング法による研磨は、回転しているウエハにＨＦ：ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏの体積比１：１００：１００の混合液をかけ、合金層４２及び高濃度Ｂドープシリコン層４１を約1μｍのエッチングを行った。ウエハ全面にわたりエッチング量の均一性は±５％であり、エッチング後の高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面ラフネスはＲａ＝０．５０ｎｍが得られた。その他の工程及び作用効果は第７実施形態と同様であるので省略する。
【０１２６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１３実施形態について図２１及び図２２をも参照して説明する。まず、図２１（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ５００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板６１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【０１２７】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が１．５Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層７１の形成の際、シリコン基板６１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層７３が形成され、ガラス層７３と高濃度Ｂドープシリコン層７１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層７２が形成された。
【０１２８】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板６１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層７３を除去した後、同図（ｃ）に示すように第一シリコン基板６１のガラス層７３表面側からＣＭＰを行って合金層７２を完全に除去する。
【０１２９】このＣＭＰでは、スラリー液としてヒュームドシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：２に希釈したものを用いた。希釈後のスラリー液のｐＨ値は１０．８であった。また、研磨パッドにはシリコンウエハの鏡面研磨加工に用いられるソフト型の研磨パッドを用いた。
【０１３０】なお、スラリーは被研磨材料によって研磨レートが異なってくるため、被研磨材料により最適なスラリーを選定することが好ましい。また、研磨パッドも研磨する基板によって使用するパッドを選定することが好ましい。例えば酸化化膜研磨用などによく使用されるＩＣ１０００／ＳＵＢＡでもよいが、より表面粗さを小さくするにはシリコンウエハの鏡面研磨加工や仕上げ研磨用に用いられるソフト型の研磨パッド（サーフィンなど)を用いた方が好ましい。また、被研磨基板にパターニングが施されている場合、パッドが柔らかいことにより、凹パターンのボトム面も研磨され凹形状が変化してしまうことが許されない場合は、逆にＩＣ１０００／ＳＵＢＡやそれ以上に硬いタイプのパッドを使用することにより接合面のみを研磨することが可能である。
【０１３１】そして、研磨条件として、テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm、研磨加圧＝１００ｇ／ｃｍ２研磨時間＝２分（なお、研磨レートはガラス層において４５ｎｍ/min.であった）
として、研磨を行った後、ウエハの洗浄を行った。
【０１３２】この洗浄は、スクラブ洗浄を（１％ＨＦディップ）１分間、純水リンスを２０分間施した。さらにクリーン度を求めるなら、汚染物（contamination）除去として硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：:Ｈ2Ｏ＝１：１：５)洗浄やアンモニア過水洗浄（ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ：Ｈ2Ｏ=１：１：５）などをこれに加えることが好ましい。
【０１３３】この研磨加工により、合金（ＳｉＢ4〜6）層７２を研磨除去すると共に、信頼性の高い直接接合が可能な表面粗さ（原子間力顕微鏡により測定した結果、表面粗さ（Ｒａ＝０．２ｎｍ：測定エリアは１０μｍ□））をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られる。
【０１３４】この研磨加工では、合金層７２とその下の高濃度Ｂドープシリコン層７１の一部を研磨除去したことになるが、高濃度Ｂドープシリコン層７１の研磨除去量（厚さ）の変動はそのまま振動板厚さの変動となるため、高い精度で研磨除去量を管理する必要がある。そのためには、研磨量を小さく（好ましくは２０００Å以下に）抑える。ここでは、高濃度Ｂドープシリコン層７１の研磨量（とり代）は９００Åで研磨量のばらつきは±１５０Å以下であった。
【０１３５】次に、図２２（ａ）に示すように、凹部１４、電極１５などを形成した第二シリコン基板６２と、第一シリコン基板６１の表面を研磨した高濃度ボロンドープシリコン層７１を接合面として直接接合した。具体的には、第一及び第二シリコン基板６１、６２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合、温度１００℃）にて洗浄し、乾燥後、第一及び第二シリコン基板６１、６２を減圧下（室温）で重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−１時間加熱処理を行い、両基板６１、６２を直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１３６】次いで、同図（ｂ）に示すように、厚さ５００μｍの第一シリコン基板６１を厚さ１００μｍまで研磨によって薄くする。その後、同図（ｃ）に示すように、接合した基板６３全体にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜７４を形成し、シリコン窒化膜７４上にレジストをコートし、露光、現像により吐出室６や共通インク室８などの液室形状のレジストパターンを形成する。このとき、第二シリコン基板６２の電極１５と吐出室のパターンの位置が一致するようにＩＲ光によりアライメントする。そして、同図（ｄ）に示すように、レジストの開口部のシリコン窒化膜７４をドライエッチによりエッチング除去し、レジストを除去する。
【０１３７】そして、基板６３をＫＯＨ（１０ｗｔ％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。パターニングした側の開口部からエッチングが進みボロン濃度が１Ｅ２０／ｃｍ３である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、同図（ｅ）に示すように、高濃度ボロンドープシリコン層から成る振動板１０及び吐出室６等が形成される。
【０１３８】このようにして形成された振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキ（±０．０１５μm）が含まれている。
【０１３９】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１４実施形態について図２３をも参照して説明する。まず、同図（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ５００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板６１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１４０】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が１．５Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層７１の形成の際、シリコン基板６１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層７３が形成され、ガラス層７３と高濃度Ｂドープシリコン層７１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層７２が形成された。
【０１４１】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板６１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層７３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層７２及びその下の結晶欠陥を多く含むシリコン層を酸化して酸化膜７５を形成する。酸化条件は、８００℃（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）６０分で行った。この酸化工程は８００℃以下の低温で酸化することが好ましい。これにより、後工程のアルカリ異方性エッチングのストップ位置に影響を与えるボロン濃度プロファイルが変化することを抑制し、かつ高温で起こりやすい結晶欠陥の伝播を抑制することができる。ここでは、１２００Åの酸化膜７５が形成された。そこで、この酸化膜７５をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液で除去し、表面粗さ（Ｒａ＝０．９ｎｍ：測定エリアは１０μm□）をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られる。
【０１４２】このままでは、まだ信頼性の高い直接接合を行えるレベルの表面粗さにないため、前記第１３実施形態とほぼ同様の手順で表面を研磨加工する。酸化工程により合金層７２及び欠陥層を除去しているため、研磨レートを極めて安定に保つことができ、第８実施形態よりも研磨加工精度を向上させることができる。ここでの研磨条件は、スラリー液にはヒュームドシリカを含有するＫＯＨベースのスラリー（SEMI-SPRESE25：商品名）を脱イオン水にて１：１に希釈したものを用いた。
【０１４３】ここでの研磨条件は、次のとおりとした。
テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm研磨加圧＝１２５ｇ／ｃｍ2研磨時間＝１分（なお、研磨レートは７０ｎｍ／min.であった。）
【０１４４】この研磨加工により、信頼性の高い直接接合が可能な表面粗さ（原子間力顕微鏡により測定した結果、表面粗さ（Ｒａ＝０．１５ｎｍ：測定エリアは１０μm□)）をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られた。また、本実施形態では、研磨量（とり代）は７００Åで研磨時間は１分間であるが、研磨量のばらつきはウエハ面内にて±５０Å以下であった。
【０１４５】以下、第１３実施形態と同様（図２２参照）にして振動板を形成した。
【０１４６】
【０１４７】なお、上記各実施形態においては本発明を静電型インクジェットヘッドに適用した例で説明したが、インク滴を吐出するインクジェットヘッド以外にも、例えば液体レジストを吐出するための液滴吐出ヘッドなどにも同様に適用することができる。
【０１４８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去するので、短工程で高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１４９】請求項２の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を研磨除去するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上する。
【０１５０】請求項３の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して酸化層を除去し、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドのヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５１】請求項４の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して研磨するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５２】請求項５の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去し、この研磨面を接合面とするので、極めて高精度に振動板厚さを制御できて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５３】請求項６の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去して研磨するので、高信頼性の直接接合が可能になり、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上する。
【０１５４】請求項７の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去し、研磨面に絶縁膜を形成するので、短工程で高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５５】請求項８の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を研磨除去し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５６】請求項９の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して酸化層を除去し、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドのヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５７】請求項１０の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５８】請求項１１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去して研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高信頼性の直接接合が可能になり、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５９】これらの絶縁膜を形成する工程を含む本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法において、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜を除去することで、接合温度の低温化及び接合信頼性の更なる向上を図れる。また、絶縁膜が熱酸化膜であることで、耐絶縁性及び更なる信頼性の向上を図れる。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性での直接接合が容易になる。
【０１６０】これらの各発明の液滴吐出ヘッドの製造方法においては、高濃度Ｐ型不純物として高濃度ボロンを用いることで、製造工程が容易になる。また、研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することにより、高精度の表面性を得ることができる。また、研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することにより、簡易で安価のプロセスとなり、ヘッドの低コスト化を図れる。
【０１６１】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されている構成としたので、高信頼性の直接接合が可能になって、ヘッドの高精度化、高密度化を図れ、高信頼性を向上することができる。
【０１６２】ここで、振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜を形成することにより、絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上し、安定した振動板変位特性を得ることができる。また、振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることで、高精度に振動板厚さを制御することができる。さらに、研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性で直接接合することができる。
【０１６３】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、少なくとも振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、振動板の電極に対向する面には、Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜がある構成としたので、高信頼性の直接接合が可能になって、絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上し、ヘッドの高精度化、高密度化を図れ、信頼性を向上することができる。
【０１６４】ここで、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜が除去されていることで、接合温度の低温化及び接合信頼性が更に向上する。また、絶縁膜が熱酸化膜であることで、耐絶縁性及び信頼性が更に向上する。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性での直接接合が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第１実施形態を示す分解斜視説明図
【図２】同ヘッドのノズル板を透過状態で示す上面説明図
【図３】同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図４】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図５】本発明に係るヘッドの製造方法の第１実施形態の説明に供する説明図
【図６】図５の研磨工程の説明に供する説明図
【図７】本発明に係るヘッドの製造方法の第２実施形態の説明に供する説明図
【図８】本発明に係るヘッドの製造方法の第３実施形態の説明に供する説明図
【図９】本発明に係るヘッドの製造方法の第４実施形態の説明に供する説明図
【図１０】本発明に係るヘッドの製造方法の第５実施形態の説明に供する説明図
【図１１】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第２実施形態を示す振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図１２】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図１３】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第３実施形態を示す振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図１４】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図１５】本発明に係るヘッドの製造方法の第６実施形態の説明に供する説明図
【図１６】本発明に係るヘッドの製造方法の第７実施形態の説明に供する説明図
【図１７】本発明に係るヘッドの製造方法の第８実施形態の説明に供する説明図
【図１８】本発明に係るヘッドの製造方法の第９実施形態の説明に供する説明図
【図１９】本発明に係るヘッドの製造方法の第１０実施形態の説明に供する説明図
【図２０】本発明に係るヘッドの製造方法の第１１実施形態の説明に供する説明図
【図２１】本発明に係るヘッドの製造方法の第１３実施形態の説明に供する説明図
【図２２】図２１に続く工程の説明に供する説明図
【図２３】本発明に係るヘッドの製造方法の第１４実施形態の説明に供する説明図
【符号の説明】
１…流路基板、３…電極基板、４…ノズル板、５…ノズル、６…液室、１０…振動板、１５…電極、２０…絶縁膜、３１、６１…第一シリコン基板、３２、６２…第二シリコン基板、４１、７１…高濃度ボロンドープシリコン層、４２、７２…シリコン−ボロン合金層、４３、７３…ガラス層。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関し、特に静電型液滴吐出ヘッド及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】プリンタ、ファクシミリ、複写装置、プロッタ等の画像記録装置或いは画像形成装置として用いるインクジェット記録装置において使用する液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドとしては、インク滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室（加圧液室、圧力室、吐出室、インク流路等とも称される。）と、液室の壁面を形成する振動板と、この振動板に対向する電極とを備え、振動板を静電力で変形変位させて液室インクを加圧することによってノズルからインク滴を吐出させる静電型インクジェットヘッドがある。
【０００３】このような静電型インクジェットヘッドにおいては、振動板の機械的変位特性はインク摘吐出特性に大きく影響し、振動板の薄膜化、高精度化が必要になるとともに、振動板と電極との間の微小ギャップを高精度に確保しなければならない。
【０００４】そこで、従来の静電型インクジェットヘッドにあっては、特開平６−２３９８６号公報、特開平６−７１８８２号公報あるいは特開平９−２６７４７９公報などに記載されているように、振動板を形成するシリコン基板にボロンを拡散した高濃度ボロン拡散層を形成し、このシリコン基板を異方性エッチングすることにより、高濃度ボロン拡散層でエッチングストップすることから、高濃度ボロン拡散層による振動板を形成し、この振動板を設けたシリコン基板と電極を設けたシリコン基板とを直接接合するようにしている。
【０００５】また、特開平６−７１８８２号公報に記載されているように、シリコン基板に酸化膜を形成した後、振動板の形状に相当する部分をフォトリソグラフィー及びエッチング技術により開口し、この開口部にのみ高濃度ボロンのドープを行って、電極を設けたシリコン基板との接合面にはボロンを拡散させないようにしたインクジェットヘッドもある。さらに、特開平１０−４４４０６号公報に記載されているようにＳＯＩ（Ｓilicon on Ｉnsulator）基板を用いて酸化膜（インシュレータ）をエッチングストップ層として振動板を形成するインクジェットヘッドもある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、直接接合における接合面には極めて良好な表面性が要求されるが、上述したように、高濃度ボロン拡散層で振動板を形成した場合、高濃度ボロン拡散面を介した直接接合になるため、高信頼性の接合が困難になる。
【０００７】すなわち、高濃度ボロンエッチストップ層の形成には、板状の拡散源（ＢＮやＢ2Ｏ3）を用いた固体拡散法、ＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などがあるが、ボロン拡散されたシリコン面上の最表面にはガラス層（イオン注入法の場合はイオン注入前にバッファ酸化膜などが付けられる）が有り、ガラス層とシリコン層との間には合金（ＳiＢ4〜6）層が形成される。ガラス層はフッ酸水溶液で除去できるが、合金層を除去することはできない。この合金層は親水性を示しかつ表面荒れも大きく、直接接合が妨げられる。また、合金層をフッ硝酸水溶液などでエッチング除去することは可能であるが、合金層除去後のボロン拡散表面の表面粗さが大きいため、接合の信頼性が低くなる。
【０００８】また、ＣＶＤ法やスパッタ法などで形成される堆積面の表面は、直接接合法にて信頼性の高い強固な接合力を得るには困難なレベルの表面荒れを持つものが多く、これらの面を接合面として直接接合することは困難で、更に信頼性の高い直接接合は不可能である。
【０００９】さらに、上述したようにシリコン基板に酸化膜を形成した後、振動板の形状に相当する部分をフォトリソグラフィー、エッチング技術により開口し、開口部にのみボロンドープを行って接合部にボロンを拡散させないこともできるが、これでは工程数増加によるプロセスコストの上昇を招き、また、接合時のアラインメントマージンなど余分な寸法を取らなければならず、高密度化が妨げられる。
【００１０】本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、高密度高信頼性を得られる液滴吐出ヘッド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するため、請求項１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１２】請求項２の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１３】請求項３の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１４】請求項４の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１５】請求項５の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１６】請求項６の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１７】請求項７の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１８】請求項８の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００１９】請求項９の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２０】請求項１０の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２１】請求項１１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法は、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして振動板を形成する工程とを含む構成としたものである。
【００２２】これらの絶縁膜を形成する工程を含む本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法においては、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜が除去されていることが好ましい。また、絶縁膜が熱酸化膜であることが好ましい。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２３】また、上記の各発明の液滴吐出ヘッドの製造方法においては、高濃度Ｐ型不純物が高濃度ボロンであることが好ましい。また、研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することが好ましい。或いは、研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することが好ましい。
【００２４】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されている構成としたものである。
【００２５】ここで、振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜が形成されていることが好ましい。また、振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることが好ましい。さらに、研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２６】本発明に係る液滴吐出ヘッドは、少なくとも振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、振動板の電極に対向する面には、Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜がある構成としたものである。
【００２７】ここで、少なくとも第二基板との接合部の絶縁膜が除去されていることが好ましい。また、絶縁膜が熱酸化膜であることが好ましい。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことが好ましい。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第１実施形態について図１乃至図４を参照して説明する。なお、図１は同ヘッドの分解斜視説明図、図２は同ヘッドのノズル板を透過状態で示す上面説明図、図３は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図４は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。
【００２９】このインクジェットヘッドは、第一シリコン基板（第一基板）である流路基板１と、流路基板１の下側に設けた第二シリコン基板（第二基板）である電極基板３と、流路基板１の上側に設けた第三基板であるノズル板４とを重ねて接合した積層構造体であり、これらにより、複数のノズル５、各ノズル５が連通するインク流路である液室６、液室６に流体抵抗部７を介して連通する共通インク室８などを形成している。
【００３０】流路基板１には、シリコン基板（第一シリコン基板）を用いて、液室６及びこの液室６の底部となる壁面を形成する振動板１０、各液室６を隔てる隔壁１１を形成する凹部、共通インク室８を形成する凹部などを形成している。
【００３１】この流路基板１は、シリコン基板に振動板となる厚み（深さ）に高濃度Ｐ型不純物であるボロンを拡散し、この高濃度ボロン拡散層をエッチングストップ層として異方性エッチングを行うことにより液室６となる凹部等を形成するときに高濃度ボロン拡散層を残して所定の処理を施すことにより所望厚さの振動板１０を得たものである。なお、高濃度Ｐ型不純物としては、ボロンの他、ガリウム、アルミニウム等も用いることができる。また、アルカリ異方性エッチングストップ層としてシリコン酸化膜やシリコン窒化膜を用いて、振動板主材料に単結晶シリコン（この構造の基板は一般にＳＯＩ構造と呼ばれる。）や多結晶シリコンを用いることもできる。
【００３２】また、振動板１０の後述する電極１５と対向する面に絶縁膜２０を形成している。ここで、高濃度ボロン拡散層の電極側の表面は研磨加工面として、この絶縁膜２０は、高濃度ボロン拡散層の研磨面上に熱酸化により形成した厚さ０．１μｍのＳｉＯ2膜である。
【００３３】このように絶縁膜２０を設けることによって、駆動時の絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上するとともに、駆動が繰り返されることにより電極１５上に形成された絶縁膜１７が帯電することを抑制することができ、安定した振動板変位を得られる。
【００３４】また、この絶縁膜２０を熱酸化膜とすることで耐絶縁性及び信頼性（：電荷トラップの低減や耐吸湿性に優れることによる）を向上させることができる。さらに、絶縁膜２０は研磨加工された極めて表面粗さの小さい高濃度B拡散層表面を酸化することにより形成しているので、絶縁膜２０表面は極めて表面粗さの小さい良好な表面性（原子間力顕微鏡による測定で、Ｒa値は０．５ｎｍ以下）を有する。これにより、流路基板１と電極基板３とを直接接合することが容易になる。
【００３５】電極基板３には、熱酸化法などで厚さ２μｍの酸化膜３ａを形成して、この酸化膜３ａに深さ０．３μｍの凹部１４を形成して、この凹部１４の底面に振動板１０に所定（０．２μｍとしている。）のギャップ１６を置いて対向する電極１５を形成し、この電極１５と振動板１０によって、振動板１５を変位させて液室６の内容積を変化させるアクチュエータ部を構成している。
【００３６】この電極基板３の電極１５上には振動板１０との接触によって電極１５が破損するのを防止するため、例えば０．１μｍ厚のシリコン酸化膜などの絶縁膜（絶縁層）１７を成膜している。なお、電極１５には電極基板３の端部付近まで延設して外部駆動回路と接続手段を介して接続するためのリード部１５ａ及び電極パッド部１５ｂを形成している。
【００３７】この電極基板３は、熱酸化膜３ａを形成したシリコン基板（第二シリコン基板）上に、ＨＦ水溶液などでエッチングにより凹部１４を形成し、この凹部１４に窒化チタンなどの高耐熱性を有する電極材料をスパッタ、ＣＶＤ、蒸着などの成膜技術で所望の厚さに成膜し、その後、フォトレジストを形成してエッチングすることにより、凹部１４にのみ電極１５を形成したものである。
【００３８】ここでは、電極１５は、シリコン基板にエッチングで形成した深さ０．４μｍの凹部１４内に窒化チタンを０．１μｍの厚さにスパッタし形成している。また、前述したように、振動板１０の電極１５と対向する面には絶縁膜２０（ここでは熱酸化膜で厚さ０．１μｍ）を形成している。したがって、このヘッドにおいては、電極基板３と流路基板１とを接合した後のギャップ１６の長さ（振動板１０と電極１５との実効間隔）は、０．２μｍとなっている。
【００３９】そして、これらの第一シリコン基板である流路基板１と第二シリコン基板である電極基板２とは直接接合している。この場合、流路基板１の振動板１０の電極側表面（接合面）は研磨加工を施して表面粗さをＲａ＝０．５ｎｍ以下にしている。これにより、流路基板１と電極基板２とを強固に信頼性の高い接合を行うことができる。
【００４０】また、ノズル板４は、厚さ５０μｍのステンレス材（ＳＵＳ）を用いて、ノズル５、液体抵抗部７及び共通インク液室へ外部からインクを供給するためのインク供給口１９を形成している。
【００４１】このインクジェットヘッドにおいては、電極１５に駆動回路（ドライバＩＣ）によって０Ｖから３５Ｖのパルス電位を印加し、電極１５の表面がプラスに帯電すると、対応する振動板１０の下面はマイナス電位に帯電する。したがって、振動板１０は静電気の吸引作用により下方へ撓む。次いで、電極１５の電位をＯＦＦにすると、振動板１０は復元する。これにより、加圧室６内の圧力が急激に上昇し、ノズル５よりインク滴が吐出される。次に、振動板１０が再び電極１５側へ撓むことにより、インクが共通液室８より流体抵抗部７を通じて加圧室６内に補給される。
【００４２】この場合、振動板１０が電極側絶縁膜１７に当接するまで変位させる当接駆動方式で駆動したとき、振動板１０の電極１５と対向する面、すなわち絶縁膜１７と接する面が極めて表面粗さの小さい良好な表面性を持つ研磨加工面であるため、絶縁膜１７の絶縁破壊に対して高い信頼性を保証することができる。
【００４３】次に、本発明に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の製造方法の第１実施形態について図５及び図６をも参照して説明する。なお、図５（ａ）、（ｂ）と（ｃ）以降とでは縮尺を異ならせて図示している。まず、図５（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【００４４】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の形成の際、シリコン基板３１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層４３が形成され、ガラス層４３と高濃度Ｂドープシリコン層４１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層４２が形成された。なお、ガラス層は周知の通りフッ酸水溶液で除去可能であるが、合金層４２はフッ酸水溶液で除去できず、また、合金層４２は親水性を示し、この合金層４２が露出した面では直接接合することができない。
【００４５】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面側から、ＣＭＰ（Ｃhemical-ＭechaＮical-ＰＯlishiＮg）を行って、ガラス層４３及び合金層４２を完全に除去する。
【００４６】このＣＭＰでは、図６に示すように、所定のテーブル速度で回転する研磨プレート５１に設けた研磨パッド５２に対して、所定のキャリア速度で回転する研磨ヘッド５３に取り付けたウエハＷ（ここでは第一シリコン基板３１）の研磨する面を所定の加圧力で押し付け、スラリー液５４を滴下しながら研磨する。
【００４７】ここでは、スラリー液５４としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：５に希釈したものを用いた。希釈後のスラリー液のｐＨ値は１０．５であった。また、研磨パッド５２にはシリコンウエハの鏡面研磨加工に用いられるソフト型の研磨パッドを用いた。
【００４８】そして、研磨条件を、テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm、研磨加圧＝１００ｇ／ｃｍ２研磨時間＝５分（なお、研磨レートはガラス層において６５ｎｍ／min.であった）
として、研磨を行った後、ウエハの洗浄（ＲＣＡ洗浄）を行った。
【００４９】このＣＭＰによりガラス層４３及び合金層４２は完全に除去され、研磨後の研磨面（高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面）は撥水性を示した。研磨面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得た。
【００５０】そして、熱酸化膜（絶縁膜）２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。この熱酸化膜２０表面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００５１】次いで、図５（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。なお、第二シリコン基板３２のギャップ寸法Ｇは０．２μｍに形成されている。
【００５２】この接合工程は、次のとおりである。第一、第二シリコン基板３１、３２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合したもの）で、温度１００℃にて洗浄し、乾燥後、第一シリコン基板３１と第二シリコン基板３２を重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−２時間加熱処理を行う。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００５３】その後、同図（ｄ）に示すように、貼り合わされた基板３３の第一シリコン基板３１にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜４４を形成し、このシリコン窒化膜４４に加圧室６及び共通液室８などの液室パターンをフォトリソグラフィー、エッチング技術によりパターニングする。
【００５４】次いで、基板３３をＫＯＨ（１０ｗｔ／％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。シリコン窒化膜４４の開口部からエッチングが進み、ボロン濃度が１Ｅ２−／ｃｍ3である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、高濃度ボロンドープシリコンからなる振動板１０が形成される。振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキが±０．０５μｍ入っている。
【００５５】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層及びシリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、ガラス層及び合金層の除去及び接合面となる拡散面の直接接合可能な表面性の形成を一括して行うことができ、短工程で高信頼性の直接接合が可能になる。
【００５６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第２実施形態について図７をも参照して説明する。まず、第１実施形態と同様に、図７（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００５７】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すようにＣＭＰを行って合金層４２を完全に除去する。なお、ここでのＣＭＰは、スラリー液としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：１０に希釈したものを用い、また、研磨時間を２分間にした以外は、第１実施形態と同様にして行った。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００５８】そして、同図（ｄ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００５９】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００６０】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。これにより、ＣＭＰ工程時に起因したバラツキは±０．０２μｍに抑えられた。これはガラス層４３を完全に除去してからＣＭＰを施したためガラス層４３の初期膜厚、及びガラス層４３の研磨バラツキを排除できるためである。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【００６１】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００６２】次に、本発明の第３実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図８をも参照して説明する。まず、各実施形態と同様に、図８（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００６３】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【００６４】そこで、同図（ｄ）に示すように、フッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００６５】そして、同図（ｅ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００６６】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００６７】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【００６８】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して、ＣＭＰ等の研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００６９】次に、本発明の第４実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図９をも参照して説明する。まず、図９（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、固体拡散工程によりボロンを拡散するとき、１１５０℃−１時間のドライブの内、最初の５０分間を窒素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝０．２５：１）のドライブ、残り１０分間及び降温中（７５０℃迄３℃／min.で降温）を酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブとした結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ3、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ3である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１上に厚さが約２００ｎｍのガラス層４３のみが形成される。
【００７０】このとき、ガラス層４３上に前述した合金層が形成されないのは、合金層は前記酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブ中に酸化され、ガラス層４３の一部となるためである。
【００７１】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、第３実施形態と同様にして、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００７２】そして、同図（ｃ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００７３】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００７４】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。なお、第３実施形態に比べて僅かにバラツキが増加するのは、合金層の酸化工程が拡散中の場合、ガス切り替え時にガスの流れに不安定さが生じるためであると考えられる。
【００７５】このように、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、このガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００７６】次に、本発明の第５実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１０を参照して説明する。まず、各実施形態と同様に、図１０（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００７７】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【００７８】そこで、同図（ｄ）に示すように、ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏの体積比１：１００：１００の混合液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は第２実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００７９】そして、同図（ｅ）に示すように、熱酸化膜２０を９００℃でウエット酸化（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）により高濃度ボロンドープシリコン層４１上に膜厚５００Åで形成した。熱酸化膜２０表面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られた。
【００８０】その後、第１実施形態と同様（図５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００８１】次に、第１実施形態と同様（図５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。
【００８２】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去した後研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【００８３】なお、絶縁膜２０は上述したように研磨面に熱酸化で形成することで直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１９ｎｍ）が得られることを確認したが、その他の方法を用いることで直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．５ｎｍ以下）が得られないような場合には、絶縁膜２０の表面をＣＭＰなどで研磨することもできる。
【００８４】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの第２実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。なお、図１１は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図１２は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態で振動板１０の電極側表面に形成した絶縁膜（熱酸化膜）２０のうちの電極基板３（第二シリコン基板）との接合部にあたる部分を除去したものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８５】このように流路基板１と電極基板３との接合部分で熱酸化膜２０を除去することにより、パターニング工程などの追加が必要になるが、接合温度の低温化及び接合信頼性のさらなる向上が図れる。
【００８６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの第３実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。なお、図１３は同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図、図１３は同ヘッドの液室短手方向に沿う模式的断面説明図である。このインクジェットヘッドは、上記第１実施形態における振動板１０の電極側表面に絶縁膜（熱酸化膜）２０を形成しないものである。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００８７】この実施形態のヘッドの場合、振動板１０が電極側絶縁膜１７に当接するまで変位させる当接駆動方式で駆動したとき、振動板１０の電極１５と対向する面、すなわち絶縁膜１７と接する面が極めて表面粗さの小さい良好な表面性を持つ研磨加工面であるため、絶縁膜１７の絶縁破壊に対して高い信頼性を保証することができる。
【００８８】そこで、この第３実施形態のインクジェットヘッドを製造する本発明に係る製造方法について図１５以降を参照して説明する。先ず、本発明に係るインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）の製造方法の第６実施形態について図１５をも参照して説明する。なお、図１５１５（ａ）、（ｂ）と（ｃ）以降とでは縮尺を異ならせて図示している。まず、図１５（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【００８９】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の形成の際、シリコン基板３１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層４３が形成され、ガラス層４３と高濃度Ｂドープシリコン層４１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層４２が形成された。なお、ガラス層は周知の通りフッ酸水溶液で除去可能であるが、合金層４２はフッ酸水溶液で除去できず、また、合金層４２は親水性を示し、この合金層４２が露出した面では直接接合することができない。
【００９０】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面側から、ＣＭＰ（Ｃhemical-ＭechaＮical-ＰＯlishiＮg）を行って、ガラス層４３及び合金層４２を完全に除去する。このＣＭＰの方法は前述した図６で説明したと同様である。
【００９１】このＣＭＰによりガラス層４３及び合金層４２は完全に除去され、研磨後の研磨面（高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面）は撥水性を示した。研磨面は，原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得た。
【００９２】次いで、図１５（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。なお、第二シリコン基板３２のギャップ寸法Ｇは０．２μｍに形成されている。
【００９３】この接合工程は、次のとおりである。第一、第二シリコン基板３１、３２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合したもの）で、温度１００℃にて洗浄し、乾燥後、第一シリコン基板３１と第二シリコン基板３２を重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−２時間加熱処理を行う。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【００９４】その後、同図（ｄ）に示すように、貼り合わされた基板３３の第一シリコン基板３１にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜４４を形成し、このシリコン窒化膜４４に加圧室６及び共通液室８などの液室パターンをフォトリソグラフィー、エッチング技術によりパターニングする。
【００９５】次いで、基板３３をＫＯＨ（１０ｗｔ／％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。シリコン窒化膜４４の開口部からエッチングが進み、ボロン濃度が１Ｅ２−／ｃｍ3である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、高濃度ボロンドープシリコンからなる振動板１０が形成される。振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキが±０．０５μｍ入っている。
【００９６】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層及びシリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、ガラス層及び合金層の除去及び接合面となる拡散面の直接接合可能な表面性の形成を一括して行うことができ、短工程で高信頼性の直接接合が可能になる。
【００９７】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第７実施形態について図１６をも参照して説明する。まず、前記第６実施形態と同様に、図１６（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【００９８】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すようにＣＭＰを行って合金層４２を完全に除去する。なお、ここでのＣＭＰは、スラリー液としてコロイダルシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：１０に希釈したものを用い、また、研磨時間を２分間にした以外は、第５実施形態（第１実施形態を引用）と同様にして行った。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【００９９】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１００】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。これにより、ＣＭＰ工程時に起因したバラツキは±０．０２μｍに抑えられた。これはガラス層４３を完全に除去してからＣＭＰを施したためガラス層４３の初期膜厚、及びガラス層４３の研磨バラツキを排除できるためである。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１０１】このように、高濃度Ｐ型不純物拡散後、ガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をＣＭＰなどの研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１０２】次に、本発明の第８実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１７をも参照して説明する。まず、前記各実施形態と同様に、図１７（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１０３】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【０１０４】そこで、同図（ｄ）に示すように、フッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第７実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１０５】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１０６】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０７μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１０７】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して、ＣＭＰ等の研磨法で研磨除去することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１０８】次に、本発明の第９実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１８をも参照して説明する。まず、図１８（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、固体拡散工程によりボロンを拡散するとき、１１５０℃−１時間のドライブの内、最初の５０分間を窒素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝０．２５：１）のドライブ、残り１０分間及び降温中（７５０℃迄３℃／min.で降温）を酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブとした結果、ピーク値が２Ｅ２０／ｃｍ3、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ3である高濃度Ｂドープシリコン層４１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層４１上に厚さが約２００ｎｍのガラス層４３のみが形成される。
【０１０９】このとき、ガラス層４３上に前述した合金層が形成されないのは、合金層は前記の酸素ガス主体（ガス流量比Ｏ2:Ｎ2＝１：０）のドライブ中に酸化され、ガラス層４３の一部となるためである。
【０１１０】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、前記第３実施形態と同様にして、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第６実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１１１】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１１２】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。なお、第３実施形態に比べて僅かにバラツキが増加するのは、合金層の酸化工程が拡散中の場合、ガス切り替え時にガスの流れに不安定さが生じるためであると考えられる。
【０１１３】このように、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、このガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１１４】次に、本発明の第１０実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図１９をも参照して説明する。まず、前記と同様に、図１９（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１１５】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３表面からＣＭＰを行ってガラス層４３を研磨する。なお、研磨時間は１分間とした。このとき、ガラス層４３をウエハ全面に残存させる。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１１６】そして、図１９（ｃ）に示すように、第一シリコン基板３１のガラス層４３と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１１７】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０５μｍのバラツキに抑えることができた。ただし、ギャップ長（振動板１０と電極１５との間の距離）のバラツキは他の実施形態がウエハ面内で０．２±０．０１μｍであったのに対し、この実施形態では０．２±０．０４μｍと大きくなった。
【０１１８】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去して、第二シリコン基板と直接接合することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１１９】次に、本発明の第１１実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について図２０を参照して説明する。まず、前記各実施形態と同様に、図２０（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ２００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板３１の片側に、例えば固体拡散法（気相拡散法、イオン注入法、塗布拡散法などでも良い。）によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１２０】次いで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板３１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層４３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層４２を熱酸化する（酸素及び水蒸気雰囲気、７５０℃−１ｈｒの条件)することにより、合金層４２は酸化（Ｂ2Ｏ3及びＳｉＯ2）され、フッ酸水溶液でエッチング除去可能な酸化層４５となる。
【０１２１】そこで、同図（ｄ）に示すように、ＨＦ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏの体積比１：１００：１００の混合液にて酸化層４５を除去し、高濃度Ｂドープシリコン層４１を露出させ、高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面からＣＭＰを行って研磨した。なお、ＣＭＰの条件は前記第７実施形態で説明したのと同様である。これにより、研磨面は、原子間力顕微鏡により測定した結果、高信頼度の直接接合が可能な表面ラフネス値（Ｒａ＝０．１７ｎｍ）を得られた。
【０１２２】そして、第６実施形態と同様（図１５（ｃ）参照）にして、第一シリコン基板３１の高濃度Ｂドープシリコン層４１と、電極１５が形成された第二シリコン基板３２を向かい合わせて直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１２３】次に、第６実施形態と同様（図１５（ｄ）、（ｅ）参照）にして振動板１０を形成した。この結果、振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．０９μｍのバラツキに抑えることができた。
【０１２４】このように、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去した後研磨することにより、高精度な振動板厚さの制御、高信頼性の直接接合が可能になる。
【０１２５】次に、本発明の第１２実施形態に係るインクジェットヘッドの製造方法について説明する。この実施形態は、前記第７実施形態（図１６参照）における研磨工程で、ＣＭＰに代えて、スピンエッチング法（スピンエッチングとは、回転しているウエハに所望のエッチング液をかけ、全面にわたる均一な処理が可能な湿式処理法である。）による研磨を行ったものである。スピンエッチング法による研磨は、回転しているウエハにＨＦ：ＨＮＯ3：Ｈ2Ｏの体積比１：１００：１００の混合液をかけ、合金層４２及び高濃度Ｂドープシリコン層４１を約1μｍのエッチングを行った。ウエハ全面にわたりエッチング量の均一性は±５％であり、エッチング後の高濃度Ｂドープシリコン層４１の表面ラフネスはＲａ＝０．５０ｎｍが得られた。その他の工程及び作用効果は第７実施形態と同様であるので省略する。
【０１２６】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１３実施形態について図２１及び図２２をも参照して説明する。まず、図２１（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ５００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板６１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。なお、拡散方法は、この他にＢＢｒ3を用いた気相拡散法、イオン注入法、Ｂ2Ｏ3を有機溶媒に分散させウエハ上にスピンコートする塗布拡散法などを用いることもできる。
【０１２７】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が１．５Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層７１の形成の際、シリコン基板６１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層７３が形成され、ガラス層７３と高濃度Ｂドープシリコン層７１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層７２が形成された。
【０１２８】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板６１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層７３を除去した後、同図（ｃ）に示すように第一シリコン基板６１のガラス層７３表面側からＣＭＰを行って合金層７２を完全に除去する。
【０１２９】このＣＭＰでは、スラリー液としてヒュームドシリカを含有するＫＯＨベースのスラリーを脱イオン水にて１：２に希釈したものを用いた。希釈後のスラリー液のｐＨ値は１０．８であった。また、研磨パッドにはシリコンウエハの鏡面研磨加工に用いられるソフト型の研磨パッドを用いた。
【０１３０】なお、スラリーは被研磨材料によって研磨レートが異なってくるため、被研磨材料により最適なスラリーを選定することが好ましい。また、研磨パッドも研磨する基板によって使用するパッドを選定することが好ましい。例えば酸化化膜研磨用などによく使用されるＩＣ１０００／ＳＵＢＡでもよいが、より表面粗さを小さくするにはシリコンウエハの鏡面研磨加工や仕上げ研磨用に用いられるソフト型の研磨パッド（サーフィンなど)を用いた方が好ましい。また、被研磨基板にパターニングが施されている場合、パッドが柔らかいことにより、凹パターンのボトム面も研磨され凹形状が変化してしまうことが許されない場合は、逆にＩＣ１０００／ＳＵＢＡやそれ以上に硬いタイプのパッドを使用することにより接合面のみを研磨することが可能である。
【０１３１】そして、研磨条件として、テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm、研磨加圧＝１００ｇ／ｃｍ２研磨時間＝２分（なお、研磨レートはガラス層において４５ｎｍ/min.であった）
として、研磨を行った後、ウエハの洗浄を行った。
【０１３２】この洗浄は、スクラブ洗浄を（１％ＨＦディップ）１分間、純水リンスを２０分間施した。さらにクリーン度を求めるなら、汚染物（contamination）除去として硫酸過水（Ｈ2ＳＯ4：Ｈ2Ｏ2：:Ｈ2Ｏ＝１：１：５)洗浄やアンモニア過水洗浄（ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ：Ｈ2Ｏ=１：１：５）などをこれに加えることが好ましい。
【０１３３】この研磨加工により、合金（ＳｉＢ4〜6）層７２を研磨除去すると共に、信頼性の高い直接接合が可能な表面粗さ（原子間力顕微鏡により測定した結果、表面粗さ（Ｒａ＝０．２ｎｍ：測定エリアは１０μｍ□））をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られる。
【０１３４】この研磨加工では、合金層７２とその下の高濃度Ｂドープシリコン層７１の一部を研磨除去したことになるが、高濃度Ｂドープシリコン層７１の研磨除去量（厚さ）の変動はそのまま振動板厚さの変動となるため、高い精度で研磨除去量を管理する必要がある。そのためには、研磨量を小さく（好ましくは２０００Å以下に）抑える。ここでは、高濃度Ｂドープシリコン層７１の研磨量（とり代）は９００Åで研磨量のばらつきは±１５０Å以下であった。
【０１３５】次に、図２２（ａ）に示すように、凹部１４、電極１５などを形成した第二シリコン基板６２と、第一シリコン基板６１の表面を研磨した高濃度ボロンドープシリコン層７１を接合面として直接接合した。具体的には、第一及び第二シリコン基板６１、６２を硫酸過水（硫酸と過酸化水素水を体積比２：１で混合、温度１００℃）にて洗浄し、乾燥後、第一及び第二シリコン基板６１、６２を減圧下（室温）で重ね合わせ、窒素雰囲気中にて９００℃−１時間加熱処理を行い、両基板６１、６２を直接接合した。その結果、ボイドが無く、ギャップ寸法を高精度に保つ、強固な接合状態が得られた。
【０１３６】次いで、同図（ｂ）に示すように、厚さ５００μｍの第一シリコン基板６１を厚さ１００μｍまで研磨によって薄くする。その後、同図（ｃ）に示すように、接合した基板６３全体にＬＰ−ＣＶＤによりシリコン窒化膜７４を形成し、シリコン窒化膜７４上にレジストをコートし、露光、現像により吐出室６や共通インク室８などの液室形状のレジストパターンを形成する。このとき、第二シリコン基板６２の電極１５と吐出室のパターンの位置が一致するようにＩＲ光によりアライメントする。そして、同図（ｄ）に示すように、レジストの開口部のシリコン窒化膜７４をドライエッチによりエッチング除去し、レジストを除去する。
【０１３７】そして、基板６３をＫＯＨ（１０ｗｔ％）水溶液に浸し、シリコンをエッチングする。パターニングした側の開口部からエッチングが進みボロン濃度が１Ｅ２０／ｃｍ３である深さに達した時エッチングがストップ（エッチレートが極端に下がり）し、同図（ｅ）に示すように、高濃度ボロンドープシリコン層から成る振動板１０及び吐出室６等が形成される。
【０１３８】このようにして形成された振動板１０の厚さはウエハ面内において２μｍ±０．１μｍのバラツキに抑えることができた。なお、このバラツキにはＣＭＰ工程時に起因したバラツキ（±０．０１５μm）が含まれている。
【０１３９】次に、本発明に係るインクジェットヘッドの製造方法の第１４実施形態について図２３をも参照して説明する。まず、同図（ａ）に示すように、両面鏡面研磨した、厚さ５００μｍ、結晶面方位（１１０）の第一シリコン基板６１の片側に、例えば固体拡散法によりボロン（Ｂ）を拡散する。
【０１４０】この固体拡散として、１１５０℃（Ｏ2：Ｎ2＝０．２５：１）で１時間の拡散を行った結果、ピーク値が１．５Ｅ２０／ｃｍ３、深さ２．０μｍで１Ｅ２０／ｃｍ３である高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られ、高濃度Ｂドープシリコン層７１の形成の際、シリコン基板６１の最表面に厚さが約１５０ｎｍのガラス層７３が形成され、ガラス層７３と高濃度Ｂドープシリコン層７１との間には厚さが約３０ｎｍのシリコン−ボロン合金（ＳiＢ4〜6）層７２が形成された。
【０１４１】そこで、同図（ｂ）に示すように、第一シリコン基板６１をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液に１５分間浸してガラス層７３を除去した後、同図（ｃ）に示すように、合金層７２及びその下の結晶欠陥を多く含むシリコン層を酸化して酸化膜７５を形成する。酸化条件は、８００℃（Ｏ2ガス６sccm、Ｈ2ガス９sccm）６０分で行った。この酸化工程は８００℃以下の低温で酸化することが好ましい。これにより、後工程のアルカリ異方性エッチングのストップ位置に影響を与えるボロン濃度プロファイルが変化することを抑制し、かつ高温で起こりやすい結晶欠陥の伝播を抑制することができる。ここでは、１２００Åの酸化膜７５が形成された。そこで、この酸化膜７５をフッ酸（ＨＦ：１０％）水溶液で除去し、表面粗さ（Ｒａ＝０．９ｎｍ：測定エリアは１０μm□）をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られる。
【０１４２】このままでは、まだ信頼性の高い直接接合を行えるレベルの表面粗さにないため、前記第１３実施形態とほぼ同様の手順で表面を研磨加工する。酸化工程により合金層７２及び欠陥層を除去しているため、研磨レートを極めて安定に保つことができ、第８実施形態よりも研磨加工精度を向上させることができる。ここでの研磨条件は、スラリー液にはヒュームドシリカを含有するＫＯＨベースのスラリー（SEMI-SPRESE25：商品名）を脱イオン水にて１：１に希釈したものを用いた。
【０１４３】ここでの研磨条件は、次のとおりとした。
テーブル速度／キャリア速度＝３８rpm／２５rpm研磨加圧＝１２５ｇ／ｃｍ2研磨時間＝１分（なお、研磨レートは７０ｎｍ／min.であった。）
【０１４４】この研磨加工により、信頼性の高い直接接合が可能な表面粗さ（原子間力顕微鏡により測定した結果、表面粗さ（Ｒａ＝０．１５ｎｍ：測定エリアは１０μm□)）をもつ高濃度Ｂドープシリコン層７１が得られた。また、本実施形態では、研磨量（とり代）は７００Åで研磨時間は１分間であるが、研磨量のばらつきはウエハ面内にて±５０Å以下であった。
【０１４５】以下、第１３実施形態と同様（図２２参照）にして振動板を形成した。
【０１４６】
【０１４７】なお、上記各実施形態においては本発明を静電型インクジェットヘッドに適用した例で説明したが、インク滴を吐出するインクジェットヘッド以外にも、例えば液体レジストを吐出するための液滴吐出ヘッドなどにも同様に適用することができる。
【０１４８】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去するので、短工程で高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１４９】請求項２の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を研磨除去するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上する。
【０１５０】請求項３の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して酸化層を除去し、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドのヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５１】請求項４の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して研磨するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５２】請求項５の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去し、この研磨面を接合面とするので、極めて高精度に振動板厚さを制御できて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上する。
【０１５３】請求項６の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去して研磨するので、高信頼性の直接接合が可能になり、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上する。
【０１５４】請求項７の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去し、研磨面に絶縁膜を形成するので、短工程で高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５５】請求項８の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を研磨除去し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５６】請求項９の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層を酸化して酸化層を除去し、高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドのヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５７】請求項１０の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化し、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去して研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高精度に振動板厚さを制御できるとともに、高信頼性の直接接合を行うことができて、ヘッドの高密度化を図れ、信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５８】請求項１１の発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法によれば、第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去し、シリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去して研磨し、研磨面に絶縁膜を形成するので、高信頼性の直接接合が可能になり、ヘッドの高密度化を図れ、ヘッドの信頼性が向上するとともに、絶縁破壊、ショートに対する信頼性も向上して安定した振動板変位特性が得られる。
【０１５９】これらの絶縁膜を形成する工程を含む本発明に係る液滴吐出ヘッドの製造方法において、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜を除去することで、接合温度の低温化及び接合信頼性の更なる向上を図れる。また、絶縁膜が熱酸化膜であることで、耐絶縁性及び更なる信頼性の向上を図れる。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性での直接接合が容易になる。
【０１６０】これらの各発明の液滴吐出ヘッドの製造方法においては、高濃度Ｐ型不純物として高濃度ボロンを用いることで、製造工程が容易になる。また、研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することにより、高精度の表面性を得ることができる。また、研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することにより、簡易で安価のプロセスとなり、ヘッドの低コスト化を図れる。
【０１６１】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されている構成としたので、高信頼性の直接接合が可能になって、ヘッドの高精度化、高密度化を図れ、高信頼性を向上することができる。
【０１６２】ここで、振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜を形成することにより、絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上し、安定した振動板変位特性を得ることができる。また、振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることで、高精度に振動板厚さを制御することができる。さらに、研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性で直接接合することができる。
【０１６３】本発明に係る液滴吐出ヘッドによれば、少なくとも振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、振動板の電極に対向する面には、Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜がある構成としたので、高信頼性の直接接合が可能になって、絶縁破壊、ショートに対する信頼性が向上し、ヘッドの高精度化、高密度化を図れ、信頼性を向上することができる。
【０１６４】ここで、少なくとも第二シリコン基板との接合部の絶縁膜が除去されていることで、接合温度の低温化及び接合信頼性が更に向上する。また、絶縁膜が熱酸化膜であることで、耐絶縁性及び信頼性が更に向上する。さらに、絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことで、高い信頼性での直接接合が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第１実施形態を示す分解斜視説明図
【図２】同ヘッドのノズル板を透過状態で示す上面説明図
【図３】同ヘッドの振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図４】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図５】本発明に係るヘッドの製造方法の第１実施形態の説明に供する説明図
【図６】図５の研磨工程の説明に供する説明図
【図７】本発明に係るヘッドの製造方法の第２実施形態の説明に供する説明図
【図８】本発明に係るヘッドの製造方法の第３実施形態の説明に供する説明図
【図９】本発明に係るヘッドの製造方法の第４実施形態の説明に供する説明図
【図１０】本発明に係るヘッドの製造方法の第５実施形態の説明に供する説明図
【図１１】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第２実施形態を示す振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図１２】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図１３】本発明に係る液滴吐出ヘッドとしての静電型インクジェットヘッドの第３実施形態を示す振動板長手方向に沿う模式的断面説明図
【図１４】同ヘッドの振動板短手方向に沿う模式的断面説明図
【図１５】本発明に係るヘッドの製造方法の第６実施形態の説明に供する説明図
【図１６】本発明に係るヘッドの製造方法の第７実施形態の説明に供する説明図
【図１７】本発明に係るヘッドの製造方法の第８実施形態の説明に供する説明図
【図１８】本発明に係るヘッドの製造方法の第９実施形態の説明に供する説明図
【図１９】本発明に係るヘッドの製造方法の第１０実施形態の説明に供する説明図
【図２０】本発明に係るヘッドの製造方法の第１１実施形態の説明に供する説明図
【図２１】本発明に係るヘッドの製造方法の第１３実施形態の説明に供する説明図
【図２２】図２１に続く工程の説明に供する説明図
【図２３】本発明に係るヘッドの製造方法の第１４実施形態の説明に供する説明図
【符号の説明】
１…流路基板、３…電極基板、４…ノズル板、５…ノズル、６…液室、１０…振動板、１５…電極、２０…絶縁膜、３１、６１…第一シリコン基板、３２、６２…第二シリコン基板、４１、７１…高濃度ボロンドープシリコン層、４２、７２…シリコン−ボロン合金層、４３、７３…ガラス層。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】 請求項７乃至１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、少なくとも第二シリコン基板との接合部の前記絶縁膜が除去されていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】 請求項７乃至１２のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記絶縁膜が熱酸化膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】 請求項７乃至１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記高濃度Ｐ型不純物が高濃度ボロンであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板を設けた第一基板と前記電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１９】 請求項１８に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜が形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２０】 請求項１８又は１９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２１】 請求項１８乃至２０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２２】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも前記振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、前記振動板の電極に対向する面には、前記Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜があることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２３】 請求項２２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも第二基板との接合部の前記絶縁膜が除去されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２４】 請求項２２又は２３に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記絶縁膜が熱酸化膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２５】 請求項２２乃至２４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項２】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項３】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項４】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項５】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層の一部を研磨除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項６】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層と前記電極を設けた第二シリコン基板とを向かい合わせて直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項８】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を研磨除去する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項９】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、このシリコン−ボロン合金層の酸化層を除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１０】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成しながらかつシリコン−ボロン合金層を酸化する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層及びシリコン−ボロン合金層を酸化した層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１１】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドの製造方法において、第一シリコン基板の片側に高濃度Ｐ型不純物拡散層を形成する工程と、この第一シリコン基板の高濃度Ｐ型不純物拡散層表面のガラス層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に形成されたシリコン−ボロン合金層をウエットエッチングで除去する工程と、前記高濃度Ｐ型不純物拡散面を研磨する工程と、この高濃度Ｐ型不純物拡散層表面に絶縁膜を形成する工程と、前記第一シリコン基板と電極を設けた第二シリコン基板とを直接接合により貼り合わせる工程と、第二シリコン基板と貼り合わせられた第一シリコン基板をアルカリ異方性エッチングして前記振動板を形成する工程とを含むことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１２】 請求項７乃至１１のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、少なくとも第二シリコン基板との接合部の前記絶縁膜が除去されていることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１３】 請求項７乃至１２のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記絶縁膜が熱酸化膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１４】 請求項７乃至１３のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１５】 請求項１乃至１４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記高濃度Ｐ型不純物が高濃度ボロンであることを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１６】 請求項１乃至１５のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記研磨工程では、スラリー液に水酸基を有する水溶液を用いた化学的機械的研磨法で研磨することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１７】 請求項１乃至１６のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドの製造方法において、前記研磨工程では、スピンエッチング法で研磨することを特徴とする液滴吐出ヘッドの製造方法。
【請求項１８】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板を設けた第一基板と前記電極を設けた第二の基板がいずれもシリコン基板からなり、第一、第二基板は、少なくとも一方の研磨加工された面を接合面として、直接接合されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項１９】 請求項１８に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板の電極に対向する面には研磨面を有する絶縁膜が形成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２０】 請求項１８又は１９に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記振動板が高濃度Ｐ型不純物シリコン層から構成されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２１】 請求項１８乃至２０のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記研磨加工された面の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２２】 液滴を吐出するノズルと、このノズルが連通する液室と、この液室の壁面を形成する振動板と、この振動板を変位変形をさせることで前記ノズルから液滴を吐出させる液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも前記振動板を設けた第一基板と電極を設けた第二基板とを重ねて接合した積層構造をなし、第一基板はシリコン基板からなりかつ研磨加工されたＰ型不純物拡散層を有し、前記振動板の電極に対向する面には、前記Ｐ型不純物拡散層の研磨面に形成された絶縁膜があることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２３】 請求項２２に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、少なくとも第二基板との接合部の前記絶縁膜が除去されていることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２４】 請求項２２又は２３に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記絶縁膜が熱酸化膜であることを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２５】 請求項２２乃至２４のいずれかに記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記絶縁膜の表面粗さがＲａ＝０．５ｎｍを越えないことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１０】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１１】
【図１２】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１３】
【図１４】
【図１０】
【図１５】
【図１６】
【図１８】
【図１７】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００２−９６４８０（Ｐ２００２−９６４８０Ａ）
【公開日】平成１４年４月２日（２００２．４．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００１−１７２１２７（Ｐ２００１−１７２１２７）
【出願日】平成１３年６月７日（２００１．６．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１４年４月２日（２００２．４．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１３年６月７日（２００１．６．７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]