具有薄膜的打印頭的制作方法

專利名稱：具有薄膜的打印頭的制作方法
技術領域：
本發明涉及形成打印頭模塊(printhead module)和膜(membrane)。
背景技術：
噴墨打印機通常包括從墨供應源(ink supply)至噴嘴路徑(nozzle path)的墨路徑(ink path)。噴嘴路徑終止于噴嘴開口(nozzle opening)，墨滴從噴嘴開口噴射。墨滴噴射通過用致動器(actuator)壓墨路徑中的墨來控制，該致動器可以是例如壓電導向器(piezoelectric deflector)、熱泡沫噴射生成器(thermalbubble jet generator)、或靜電導向元件(electrostatically deflected element)。通常的打印頭具有墨路徑陣列，墨路徑具有相應的噴嘴開口和相關的致動器，從每個噴嘴開口的墨滴噴射能夠被獨立控制。在按需滴墨(drop-on-demand)打印頭中，隨著打印頭和打印基質(printing substrate)彼此相對移動，每個致動器被開啟從而在圖像的特定像素位置選擇性地噴射墨滴。在高性能打印頭中，噴嘴開口通常具有50微米或更小的直徑，例如25微米左右，以100-300噴嘴/英寸的節距分開，具有100至3000dpi或更高的分辨率，且提供大約1至70皮升(picoliterpl)或更小的墨滴大小。墨滴噴射頻率為通常10kHz或更高。
Hoisington等人的美國專利5265315描述了具有半導體打印頭體和壓電致動器的打印頭，在此引用其全部內容作為參考。該打印頭體由硅構成，其被蝕刻從而定義墨室(ink chamber)。噴嘴開口通過單獨的噴嘴板(nozzle plate)定義，其被附著到硅體。壓電致動器具有壓電材料層，其響應于所施加的電壓改變幾何形狀或彎曲。壓電層的彎曲壓沿墨路徑定位的泵室(pumpingchamber)中的墨。
壓電材料對于給定電壓表現出的彎曲量與材料的厚度成反比。因此，隨著壓電層的厚度增大，電壓要求增大。為了限制用于給定墨滴尺寸的電壓要求，壓電材料的導向壁(deflecting wall)區域可被增加。大的壓電壁區域也會要求相應的大的泵室，這可使諸如保持用于高分辨率打印的小的孔間距的設計方面復雜化。
打印精度受很多因素影響，包括打印機中的頭和多個頭中的噴嘴噴射的墨滴的尺寸、速度和均勻性。墨滴尺寸和墨滴速度均勻性又受諸如墨路徑的尺寸均勻性、聲學干涉效應、墨流動路徑中的污染、以及致動器的致動均勻性的因素影響。

發明內容
總的來說，在一個方面，本發明的特征在于一種形成微加工器件的方法。該方法包括蝕刻襯底的上表面從而形成至少一個蝕刻特征。多層襯底結合到該襯底的上表面使得該上表面上的所述蝕刻特征被覆蓋從而形成室。該多層襯底包括硅層和柄層。該結合在該襯底的上表面與硅層之間形成硅到硅結合。該柄層從該多層襯底被去除從而形成包括該室之上的硅層的膜(membrane)。
本發明的實現可以包括下面特征中的一種或更多種。該多層襯底可以是絕緣體上硅襯底。該多層襯底可以包括氧化物層。該氧化物層可以通過例如蝕刻被去除從而形成膜。導電層可以形成在膜上。壓電層可以粘合到該膜。通過熔合結合(fusion bonding)該多層襯底的硅層到該襯底的上表面的硅，該多層襯底可以與該襯底結合。熔合結合之前利用氫氟酸蝕刻可以從任何硅層去除氧化物。柄層(handle layer)可以例如通過蝕刻或研磨從該多層襯底去除。柄層可以由硅形成。該膜可以小于15、10、5或1微米厚。金屬掩模可以形成在該襯底上。該金屬可以包括鎳和鉻。在蝕刻之前，金屬停止層可以形成在該襯底的底表面上。金屬層可以包括鎳、鉻、鋁、銅、鎢或鐵中的一種。
在另一方面，本發明的特征在于一種形成打印頭的方法。該方法包括蝕刻襯底的上表面從而具有至少一個蝕刻特征。多層襯底結合到該襯底的上表面使得該上表面上的所述蝕刻特征被覆蓋從而形成室。該多層襯底包括第一層和柄層。該柄層從該多層襯底去除從而形成膜。壓電層結合到該膜。
本發明的實現可以包括下面特征的一種或更多種。噴嘴層可以結合到該襯底的下表面，其中該噴嘴層包括用于噴射流體的一個或更多噴嘴的至少一部分。該襯底的上表面可以被蝕刻從而形成墨流動路徑的至少一部分。
在另一方面，本發明的特征在于一種形成微加工器件的方法。金屬層形成在第一襯底的底表面上。該第一襯底從該襯底的頂表面被蝕刻使得蝕刻特征延伸穿過該第一襯底至該金屬層。蝕刻該第一襯底之后，該金屬層從該第一襯底的底表面被去除。一層被接合到該第一襯底的底表面。
本發明的實現可以包括下面特征中的一種或更多種。蝕刻該第一襯底可以包括深反應離子蝕刻該第一襯底。將層接合到該襯底的該底表面可包括將第一硅表面接合到第二硅表面。特征可以被蝕刻進該第一襯底的該底表面。多層襯底可以結合到該襯底的上表面使得該上表面上的蝕刻特征被覆蓋從而形成一個或更多室，該多層襯底包括第一層和柄層，該柄層可以從該多層襯底去除從而形成覆蓋該一個或更多室的膜。
在另一方面，本發明的特征在于一種形成微加工器件的方法。一個或更多凹進部被蝕刻進第一襯底的底表面。蝕刻該底表面之后犧牲層形成在該第一襯底的該底表面上。該第一襯底從該襯底的頂表面被蝕刻使得蝕刻特征延伸穿過該第一襯底至該犧牲層。該犧牲層從該第一襯底的底表面被去除。
在另一方面，本發明的特征在于一種形成打印頭的方法。第一襯底從該第一襯底的頂表面被蝕刻使得蝕刻特征延伸穿過該第一襯底至該第一襯底的該底表面上的層。從頂表面蝕刻該第一襯底之后，層接合到該第一襯底的底表面。所述層接合到該底表面之后，噴嘴特征形成在該層中使得噴嘴特征連接到所述蝕刻特征。
在一方面，本發明的特征在于一種微加工器件。該器件包括體(body)、膜和壓電結構。該體由第一材料構成且具有多個凹進部。該膜由該第一材料構成且小于15微米厚。該膜結合到該體使得該體中的凹進部至少部分地被該膜覆蓋且該膜與體之間的界面基本沒有除了該第一材料之外的材料。該壓電結構形成在該膜上，其中該壓電結構包括第一導電層和壓電材料。
該器件可以包括提供一個或更多路徑的凹進部，每條路徑具有入口和出口以與體外部連通。該路徑可以包括不同深度的區域。每條路徑的出口可以是噴嘴。噴嘴可以在所述體的與所述膜相反的一側。該膜厚度可以小于1微米地變化。該第一材料可以是硅。該膜可以基本沒有開口。凹進部可以包括與膜相鄰的泵室。該膜可以小于10、5、或1微米厚。該膜可以包括第二材料例如氧化物。該壓電結構可以包括第二導電層。該壓電材料可以在所述第一和第二導電層之間。
本發明的潛在優勢可以不包括、包括下面的一個或更多。模塊襯底中的蝕刻特征例如噴嘴、過濾器和墨供應部可以利用金屬蝕刻停止層來形成。在硅襯底上形成金屬蝕刻停止層來制造打印頭蝕刻特征可以減少蝕刻期間的電荷累積。電荷不累積可以減少底切(undercut)，否則當絕緣體上硅襯底中的氧化物層被用作蝕刻停止層時將會發生所述底切。蝕刻過程還會產生累積的高熱，導致襯底中的缺陷。然而，利用金屬蝕刻停止層能提供改善的散熱，因為金屬比氧化物具有更高的熱導率。在蝕刻工藝末尾，當硅襯底被蝕刻穿時，金屬層能夠阻止冷卻劑從襯底相反側的泄漏。金屬還可用作蝕刻掩模，消除了對應用光致抗蝕劑、構圖光致抗蝕劑和蝕刻襯底的多個重復的需要。
包括致動器膜的致動器通常形成或結合在模塊襯底的頂部。硅襯底可以結合到模塊襯底上，然后被研磨至所需厚度從而形成致動器膜。替代地，致動器膜可以通過將絕緣體上硅襯底結合到模塊襯底上而形成。將具有所需厚度的硅器件層的絕緣體上硅襯底結合到模塊襯底上可以允許形成比通過傳統研磨技術形成的膜更薄的膜。絕緣體上硅襯底的硅層在每個襯底中可以非常均勻，因此利用絕緣體上硅襯底形成的打印頭的致動器膜也可以非常均勻。更薄的膜是有利的，因為其可以比較厚的膜需要更小的電壓來產生相同的墨滴尺寸。當形成較薄的膜時，壓電致動器的導向壁區域和泵室尺寸也可以減小。較小的孔間距是可行的，其允許制造更高分辨率的打印機。當研磨所述膜被將絕緣體上硅襯底結合到模塊襯底所取代時，橫跨打印頭的膜厚度均勻性可被改善。
附圖和下面的描述中闡明了本發明的一個或更多實施例的細節。本發明的其它特征、目的和優點將從說明書和附圖以及從權利要求中變得明顯。


圖1示出打印頭的透視圖，圖1A是圖1中區域A的放大視圖；圖2A、2B和2C示出打印頭模塊的透視圖；圖3示出打印頭單元的一個實施例的橫截面圖；圖4A示出打印頭模塊中通過流動路徑的橫截面組件視圖，圖4B是沿圖4A中的線BB的模塊的橫截面組件視圖；圖5示出阻抗過濾器特征的頂視圖；圖6A至6P示出說明打印頭模塊體的制造的橫截面圖；圖7是流程圖，示出壓電致動器和模塊組件的制造。
各圖中相似的附圖標記表示相似的元件。
具體實施例方式
打印頭結構參照圖1，噴墨打印頭10包括打印頭單元76，打印頭單元76以橫跨紙張(sheet)14或部分紙張的方式保持在框架(frame)86上，圖像打印到紙張上。當打印頭10和紙張14彼此相對移動時(沿箭頭方向)，通過選擇性地從單元76噴墨可以打印圖像。在圖1的實施例中，橫跨例如大約12英寸或更多的寬度示出了三組打印頭單元76。每組包括多個打印頭單元，例如沿著打印頭與紙張之間相對運動方向的三個。這些單元可以布置得偏移噴嘴開口從而增加分辨率和/或打印速度。替代地，或另外地，每組中的每個單元可以被提供不同類型或顏色的墨。該布置可以用于在打印頭單次經過紙張時在紙張的整個寬度上的彩色打印。
參照圖2A、2B和3，每個打印頭單元76包括能可控地噴射小墨滴的打印頭模塊12。打印頭模塊定位于面板(faceplate)82上(見圖1A)，使得模塊12的噴嘴65通過面板82中的開口51暴露(見圖3)。柔性電路(未示出)固著到模塊的背表面用于傳送控制墨噴射的驅動信號。特別地參照圖1和3，面板82和模塊12封裝在外罩(housing)88中并且附著到包括用于向模塊12傳送墨的墨供應路徑的管路(manifold assembly)。
返回到圖2A，模塊12為基本矩形立體。在一個實現中，模塊12為大約30與70mm之間長、4與12mm之間寬、400至1000微米厚。模塊的尺寸例如在其中蝕刻有流動路徑的半導體襯底內變化，如下面將論述的。例如，模塊的寬度和長度可以為10cm或更大。
模塊12包括模塊襯底25和壓電致動器結構100。模塊襯底的前表面20包括噴嘴65的陣列，墨滴從噴嘴65噴射，襯底25的背表面固定到壓電致動器結構100。
參照圖2A、2C和4A，襯底包括多個流動路徑55從而將墨從入口30運送到噴嘴。具體地，如圖4A所示，每個流動路徑是由墨入口30、上升部35、阻抗過濾器(impedance filter)部件50、泵室45、以及下降部40定義的穿過模塊襯底25的通路(passage)。墨沿著流動路徑55(見圖4A)從管路向噴嘴65流動。
參照圖2B，每個模塊12在其背部分16上具有柔性印刷附著到其上的一系列驅動接觸17。每個驅動接觸對應于單個致動器21，每個致動器21與墨路徑55相關聯，使得從每個噴嘴開口的墨噴射是單獨可控的。在示出的實施例中，模塊具有單行噴嘴開口。然而，模塊可以設置有多行噴嘴開口。例如，一行中的開口可相對于另一行偏移從而提高分辨率。替代地或另外地，與不同行中的噴嘴對應的流動路徑55可以被提供有不同顏色或類型(例如熱熔的(hot melt)、UV固化的、水基的(aqueous-based))的墨。參照圖2C，示出了噴嘴65對墨流動路徑55的關系(各墨路徑以虛影示出)。
模塊襯底特別參照圖3、4A和4B，模塊襯底25是獨石半導體的體(monolithicsemiconductor body)例如硅襯底。穿過硅襯底的通路定義用于墨通過該襯底的流動路徑。模塊襯底可以由硅形成。
模塊12可以包括在模塊中線兩側的流動路徑。在圖3所示的一個實施例中，穿過襯底25的通路定義墨入口30和30’、阻抗過濾器部件50和50’、泵室45和45’、以及噴嘴65。致動器21、21’位于泵室45、45’之上。因此，供應相鄰噴嘴的泵室45、45’在模塊襯底的中心線的交替側。泵室45、45’位于更接近襯底的背表面15而噴嘴65形成在襯底的前表面10中。墨從管路流動路徑24供應，進入入口30，沿上升部35向上流動并送往阻抗過濾器部件50。墨經過阻抗過濾器部件50流到泵室45，在該處墨被致動器21加壓使得其被送往下降部40并離開噴嘴開口65。蝕刻特征能夠以各種方式構造。
獨石體以及打印頭中多個模塊的獨石體之間的厚度均勻性高。例如，對于橫跨6英寸拋光硅襯底形成的獨石體，獨石體的厚度均勻性可以是例如大約+1微米或更小。結果，蝕刻進襯底中的流動路徑特征的尺寸均勻性基本沒有被體中的厚度變化降低。此外，噴嘴開口定義在模塊體中而沒有單獨的噴嘴板。在特定實施例中，噴嘴開口的厚度為大約1至200微米，例如大約30至50微米。在一個實現中，噴嘴開口具有大約140微米的節距(pitch)。泵室具有大約1至5mm的長度例如大約1至2mm、大約0.1至1mm的寬度例如大約0.1至0.5mm、以及大約60至100微米的深度。在特定實施例中，泵室具有大約1.8mm的長度、大約0.21mm的寬度、以及大約65微米的深度。
參照圖4A、4B和5，模塊襯底25包括位于泵室45上游的阻抗過濾器部件50。阻抗過濾器部件50由流動路徑中的一系列凸出部39定義。阻抗過濾器部件50可以構造來僅提供過濾、僅提供聲阻抗控制、或者提供過濾和聲阻抗控制兩者。選擇凸出部的位置、尺寸、間距、以及形狀從而提供過濾和/或所需的聲阻抗。作為過濾器，該部件捕獲碎屑例如微粒或纖維從而它們不到達并阻塞噴嘴。作為聲阻抗元件，該部件吸收從泵室45向入口30傳播的壓力波，從而減小模塊中室之間的聲串擾并增大操作頻率。
可以選擇阻抗過濾器部件50中流開口37的數目使得對于連續高頻操作泵室可得到足夠的墨流。例如，足以提供阻尼的小尺寸單個流開口37會限制墨供應。為避免這樣的墨不足，可以提供多個開口。可選擇開口的數量使得該部件的總體流阻小于噴嘴的流阻。另外，為提供過濾，流開口的直徑或最小橫截面尺寸可以小于相應噴嘴開口的直徑(最小橫截面)，例如噴嘴開口的60％或更小。過濾阻抗部件50的一個實施例，開口37的橫截面為噴嘴開口橫截面的約60％或更小，并且部件中全部流開口的橫截面積大于噴嘴開口的橫截面積，例如大約2或3倍噴嘴橫截面積或更多，例如大約10倍或更多。對于其中流開口具有變化的直徑的阻抗過濾器部件，流開口橫截面積在其最小橫截面尺寸位置測量。在沿墨流方向具有互連流動路徑的阻抗過濾器部件50的情況中，橫截面尺寸和面積在最小橫截面區域測量。在一些實施例中，壓力降(pressure drop)可用于確定通過部件的流阻。壓力降可以以噴射流測量。噴射流(jetting flow)是墨滴體積/激勵脈沖寬度。在一些實施例中，在噴射流方面，跨過阻抗/過濾器部件的壓力降小于經過噴嘴流動路徑的壓力降。例如，經過該部件的壓力降為大約經過噴嘴流動路徑的壓力降的0.5至0.1。
在一個實現中，阻抗過濾器部件50可具有三行凸出部。在該實現中，凸出部39具有大約25至30微米的直徑，其中在每行中凸出部39分隔開約15至20微米且凸出部的每行分隔開約5至20微米。可以選擇阻抗過濾器部件50從而顯著減小聲反射進入墨供應路徑。例如，部件50的阻抗可以基本匹配泵室45的阻抗。替代地，可以期望提供比室大的阻抗從而增強過濾功能或者提供比室小的阻抗從而增強墨流。在后面的情況中，通過利用順應膜(compliant membrane)或者流動路徑中其它地方的額外阻抗控制部件可以減小串擾。泵室45和阻抗過濾器部件50的阻抗可以利用流體動力學軟件模擬，例如來自Flow Science Inc.，Santa Fe，NM的Flow 3D。
圖4A示出的噴嘴65是對應于孔直徑的恒定直徑的基本圓筒路徑。噴嘴開口的小的、基本恒定直徑上游的區域通過提高墨滴軌跡相對于噴嘴開口的軸的準直度(straightness)而提高了打印精度。另外，通過阻礙空氣通過噴嘴開口的吸入，噴嘴65改善了高頻操作的墨滴穩定性。在以噴射前填充(fill-before-fire)模式運行的打印頭中這是特別有利的，該模式中在噴射之前致動器產生負壓從而將墨吸進泵室中。負壓還會導致噴嘴中的墨彎月面從噴嘴開口向里吸引。通過提供比最大彎月形回縮更厚的噴嘴65，阻礙了空氣吸入。替代地，噴嘴65可具有恒定或可變的直徑。例如，噴嘴65可具有從下降部附近較大直徑向噴嘴開口附近較小直徑延伸的漏斗或錐形形狀。錐角可以為例如5至30°。噴嘴65還可包括從較大至較小直徑的二次曲線、或喇叭口形狀。噴嘴65還可包括向噴嘴開口逐漸為較小直徑的多個圓筒區域。向著噴嘴開口直徑逐漸降低減小了跨越加速器區域68的壓力降，其減小了驅動電壓，并且增加了墨滴尺寸范圍和噴射速度(fire rate)能力。具有不同直徑的噴嘴流動路徑的部分的長度可被精確定義。
在特定實施例中，噴嘴65的厚度與噴嘴開口的直徑的比率通常為約0.5或更大，例如約1至4，或約1至2。噴嘴65具有大約50至300微米的最大橫截面及大約400-800微米的長度。噴嘴開口和噴嘴65具有大約5至80微米的直徑，例如約10至50微米。噴嘴65具有約1至200微米的長度，例如約20至50微米。在模塊體的噴嘴之間，噴嘴65長度的均勻性可以為例如大約+3％或更小或者+2微米或更小。對于布置用于10pl墨滴的流動路徑，下降部具有大約550微米的長度。通向噴嘴65的下降部具有跑道(racetrack)、橢圓形狀，具有約160微米的主要寬度(major width)和約85微米的次要寬度(minor width)。噴嘴65具有約30微米的長度和約23微米的直徑。
致動器參照圖4A和4B，形成各致動器21的壓電致動器結構100包括致動器膜80(其也可看成襯底25的部分)、地電極層110、壓電層105、以及驅動電極層120。壓電層105是壓電材料薄膜，具有約50微米或更小的厚度，例如約25微米至1微米，或約8至約18微米。壓電層105可以由具有所需特性例如高密度、低空隙(void)、以及高壓電常數的壓電材料構成。致動器膜可以由硅形成。
致動器電極層110和120可以是金屬，例如銅、金、鎢、銦錫氧化物(ITO)、鈦、鉑、或金屬的組合。電極層的厚度可以是例如約2微米或更小，例如約0.5微米。在特定實施例中，使用ITO以減少短路(shorting)。ITO材料可以填充壓電材料中的小空隙和通路并具有足夠的電阻以減少短路。ITO對于以較高電壓驅動的薄壓電層是有利的。
一側具有地電極層110的壓電層105固定到致動器膜80。致動器膜80將地電極層110和壓電層105與室45中的墨隔離。致動器膜80可以是硅并具有選定的順應性(compliance)使得壓電層的活動引起致動器膜80的彎曲，其足以對泵室45中的墨加壓。致動器膜的厚度均勻性提供橫跨模塊的精確且均勻的動作。
在一實施例中，壓電層105通過結合層附著到致動器膜80。在其它實施例中，致動器不包括壓電層與泵室之間的膜。壓電層可以直接暴露于墨室。在該情況中，驅動和地電極兩者可設置在壓電層的相反背側并且不暴露于墨室。
回到圖2B以及圖4A和4B，模塊中心線兩側的致動器通過具有延伸到致動器膜80的深度的切割線18、18’分隔開。相鄰的致動器通過隔離切口(isolation cut)19分隔開。隔離切口延伸(例如1微米深，約10微米寬)到硅體襯底(圖4B)中。隔離切口19機械地隔離相鄰室從而降低串擾。如果需要，切口可以更深地延伸到硅中，例如至泵室的深度。致動器的背部分16還包括地接觸13，其通過延伸到壓電層中而不損壞電極層110的分隔切口130(圖4A)與致動器和驅動接觸17分隔開。頂表面被金屬化之前制成的地平面切口(ground plane cut)115在模塊的邊緣處暴露地電極層110使得頂表面金屬化將地接觸連接到地電極層110。
制造參照圖6A至6P，示出包括襯底和壓電致動器的模塊的制造。多個模塊襯底可以同時形成在襯底上。為清晰起見，圖6A-6P示出了單個模塊的單個流動路徑。流動路徑特征可以通過蝕刻工藝形成。
圖7提供了說明圖6A-6P所示的制造方法的流程圖。
參照圖6A，提供單個雙面拋光(DSP)襯底605，即主要包括硅的襯底(步驟705)。襯底605具有前側610和背側615，其中將形成模塊襯底的上升部、下降部、阻抗過濾器部件、模塊供應路徑和泵室、或其它蝕刻特征。DSP襯底605在任一側或兩側可具有氧化物層603(如圖6B所示)。該襯底可以為400與1000微米之間厚，例如600微米左右，或適于制造打印頭模塊的任何厚度。DSP襯底605用于形成模塊襯底25。
參照圖6B，如果期望蝕刻特征模塊流動路徑55朝向襯底的前部，光致抗蝕劑625沉積在襯底605的前側上。光致抗蝕劑625被構圖且襯底605被蝕刻從而形成將提供流動路徑特征的凹進620，例如墨入口30(步驟710)。然后去除留下的光致抗蝕劑625和氧化物603。氧化物603被去除時，襯底605的相反側可以例如用帶(tape)或光致抗蝕劑保護。
如圖6C所示，襯底的前表面610被金屬化(步驟715)，例如通過用金屬例如鎳、鉻、鋁、銅、鎢、或鐵真空沉積或濺鍍從而形成金屬層630。
如圖6D所示，光致抗蝕劑層623被設置到硅的背表面615上。氧化物層603和光致抗蝕劑623被構圖從而定義流動路徑的蝕刻特征中的至少一些的位置。然后襯底從背側被蝕刻，如圖6E所示(步驟720)。可以利用構圖光致抗蝕劑和蝕刻的多個層來制造多級(multilevel)特征。例如，蝕刻可以形成通道635和640，以及凹進645和650，當工藝完成時其可提供上升部35、下降部40、泵室45、以及阻抗過濾器部件50。
蝕刻工藝的示例是通過深反應離子蝕刻的各向同性干蝕刻，其利用等離子體來選擇性地蝕刻硅從而形成具有基本垂直側壁的特征。稱為博施(Bosch)工藝的反應離子蝕刻技術在Laermor等人的美國專利5501893中進行了論述，在此引用其全部內容作為參考。從STS Redwood City，CA，Alcatel，Plano，Texas，或Unaxis Switzerland可得到深硅反應離子蝕刻設備，通過包括IMT，Santa Barbara，CA的蝕刻提供商可以進行反應離子蝕刻。深反應離子蝕刻被使用是由于切基本恒定直徑的深特征的能力。利用等離子體及諸如SF6和C4F8的氣體在真空室中進行蝕刻。由于蝕刻工藝期間產生的熱會引起襯底中的缺陷，襯底的背表面被冷卻。諸如氦的冷卻劑可以用來冷卻襯底。金屬層有效地將熱傳導到冷卻劑，并防止冷卻劑逸入真空室中并破壞真空。
如果諸如二氧化硅的電絕緣體接觸所蝕刻的層，電荷將積累在界面處，導致硅與絕緣體的界面處硅的底切(undercut)。該底切可收集空氣并干擾墨流。當使用金屬作為蝕刻停止層時，金屬的導電性防止電荷累積在硅與金屬的界面處，從而避免了底切問題。
除了或替代使用光致抗蝕劑層作為蝕刻掩模，可以應用金屬蝕刻掩模例如鎳鉻合金蝕刻掩模到DSP襯底605的前側610。在該實現中，金屬層可以形成在DSP襯底605上，例如在光致抗蝕劑層被沉積之前通過真空沉積或濺鍍。光致抗蝕劑層被構圖，然后可以利用該光致抗蝕劑層作為掩模來蝕刻和構圖該金屬層。利用構圖的金屬層作為掩模，襯底605然后經歷蝕刻步驟，例如上述深反應離子蝕刻。襯底蝕刻步驟中光致抗蝕劑層可以留在金屬層上，或者該光致抗蝕劑層在蝕刻襯底605之前被剝離。
盡管大多數蝕刻工藝是選擇性的，使得光致抗蝕劑的蝕刻速率低于硅的蝕刻速率，但是當僅利用光致抗蝕劑層作為蝕刻掩模進行很深的蝕刻時，蝕刻工藝可蝕刻穿光致抗蝕劑。為了避免該問題，在部件達到所需深度之前，應用光致抗蝕劑、構圖該光致抗蝕劑和蝕刻的多次反復是必需的。然而，金屬通常蝕刻得比光致抗蝕劑慢得多。因此，通過利用金屬層作為蝕刻掩模，在單個蝕刻步驟中可以蝕刻很深的特征，由此消除蝕刻較深的、基本均勻橫截面的特征所需的一個或更多步驟。
接著，金屬層630從襯底的背側剝離(且，如果存在的話，從襯底前側剝離)，例如通過酸蝕刻，如圖6F所示(步驟725)。所有特征被蝕刻之后，硅層可以結合到模塊襯底25的前側615。
參照圖6G，硅到硅的熔合結合(fusion bonding)或者直接硅結合(directsilicon bonding)被用來將被蝕刻的硅襯底的前表面610結合到絕緣體上硅襯底653(步驟730)。絕緣體上硅襯底653包括硅的噴嘴層或器件層655、氧化物層657、以及柄硅層(handle silicon layer)659，氧化物層657夾在噴嘴層655與柄層659之間。絕緣體上硅襯底653可以通過在DSP襯底的表面上生長氧化物層657且然后在氧化物層657上形成器件層655而形成。具體地，為了形成器件層655，第二DSP襯底可以結合到氧化物層657并被研磨到預定厚度。研磨可以是多步工藝。研磨工藝的第一部分可以是塊研磨(bulk grind)從而從器件層655去除材料。塊研磨之后可以是第二精細研磨步驟。可選的最后拋光可以降低表面粗糙度。
當使兩個平坦的、高度拋光的、清潔硅表面在一起而沒有中間層在該兩個硅層之間時，會發生熔合結合，其在兩個硅表面之間產生范德瓦爾斯鍵。為了制備用于熔合結合的兩個元件，模塊襯底25和絕緣體上硅襯底653都被清潔，例如通過逆RCA清潔(reverse RCA cleaning)。利用緩沖氫氟酸蝕刻(BOE)可以去除模塊襯底25和絕緣體上硅襯底653上的任何氧化物。然后使模塊襯底25和絕緣體上硅襯底653到一起并在例如1050℃-1100℃的退火溫度退火。熔合結合的優點是沒有額外層形成在模塊襯底25與噴嘴層655之間。熔合結合之后，兩個硅層成為一個整體的層，使得事實上兩層之間不存在界線(delineation)，結合完成。因此，該結合的組件在該組件內基本可沒有氧化物層。該組件可基本由硅形成。熔合結合的其它方法例如疏水襯底處理可被用來結合一個硅層至第二硅層。熔合結合之后，柄層659的剩余部分被研磨從而去除部分厚度，如圖6H所示。蝕刻被用來完全去除柄層659(步驟735)。
抗蝕劑660設置在襯底的前表面上，并且抗蝕劑660和氧化物層657被構圖，如圖6I所示。然后襯底被蝕刻，例如利用深反應離子蝕刻，從而生成穿透通道(through passage)以形成噴嘴665。抗蝕劑層和任何氧化物層從襯底剝離，如圖6J所示(步驟740)。
在替代實施例中，可以使用DSP襯底替代絕緣體上硅襯底來形成噴嘴。如果第二DSP襯底被用來形成噴嘴665，第二DSP襯底被結合到前側610。然后襯底被蝕刻到第二DSP襯底中。采用任一噴嘴形成方法，噴嘴665的長度由其中蝕刻有噴嘴的硅襯底的厚度決定。這允許噴嘴流動路徑長度的精確定義。噴嘴形狀可以是圓筒形。在一些實施例中，部分流動路徑例如墨入口30對模塊襯底25的前部開放。該開口可以與噴嘴665同時蝕刻。
如圖6K所示，第二絕緣體上硅襯底685的薄硅層680可以用來形成致動器膜。第二絕緣體上硅襯底685具有夾在硅柄層695與硅膜層680之間的掩埋氧化物層690。第二絕緣體上硅襯底685可以利用粘合劑或熔合結合結合到模塊襯底25(步驟745)，如上面關于步驟730所論述的。在一個實施例中，疏水性熔合結合將模塊襯底25的硅與絕緣體上硅襯底685的硅膜層680結合。
參照圖6L，一旦絕緣體上硅襯底685已經結合到模塊襯底25上，所結合的絕緣體上硅襯底685的柄硅層695被去除，例如通過研磨、蝕刻或進行體研磨步驟之后蝕刻剩余的硅(步驟750)(圖中的虛線表示膜與室體熔合的地方)。如果柄695被蝕刻，則絕緣體上硅襯底的氧化物層690用作蝕刻停止層。從絕緣體上硅殘留的氧化物層690可以被保留以浮置電極或者例如通過利用SF6和O2的反應離子蝕刻被去除。從絕緣體上硅襯底685留下的膜680可以是任何厚度，下至1微米左右。絕緣體上硅層上的硅層680傾向于橫跨襯底是均勻的，因此通過將絕緣體上硅襯底結合到室體而形成的致動器膜內的厚度均勻性高。如果光致抗蝕劑層被包括在絕緣體上硅襯底中，例如在氧化物層690與膜層680之間或在膜層680與柄硅層695之間，柄硅層695可以通過去除光致抗蝕劑的技術被去除，例如代替蝕刻和研磨或與之一起的去頂方法(lift-off method)中使用的技術。然后絕緣體上硅襯底685的保留的層或多層被金屬化，例如通過真空沉積，從而形成金屬層700(步驟755)。
將絕緣體上硅襯底685熔合結合到模塊襯底25的替代是將厚硅片結合到模塊襯底并將片研磨至所需厚度。然而，研磨或拋光該片限制了膜的最小厚度。通常，小于15微米的膜一般不能通過研磨形成，因為這樣的膜不能應付研磨期間的機械力。相反，將絕緣體上硅襯底685熔合結合到模塊襯底25允許非常薄的膜形成在氧化物上并且轉移到模塊襯底25。絕緣體上硅襯底685可以通過在硅柄襯底695上生長氧化物層690來形成。然后硅器件層680可以結合到氧化物層690。因為硅器件層680然后可以被拋光或蝕刻至所需厚度。當硅器件層680的厚度減小時，硅柄層695支承硅器件層680。因此，膜層680能夠以幾乎任何所需厚度形成，例如薄于15微米、10微米、5微米或甚至薄于1微米，然后結合到襯底25上，從而允許所得到的膜80很薄。在一個實施例中，該膜為大約8微米厚。
選擇壓電材料705用于在模塊襯底25上構造壓電致動器結構100。壓電材料705的密度為大約7.5g/cm3或更高，例如約8g/cm3至10g/cm3。d31系數為大約200或更大。HIPS處理的壓電材料705作為H5C和H5D可以從日本Sumitomo Piezoelectric Materials獲得。H5C材料表現出大約8.05g/cm3的表觀密度(apparent density)以及約210的d31。H5D材料表現出大約8.15g/cm3的表觀密度以及約300的d31。襯底通常約1cm厚并且可以切片至約0.2mm。壓電材料705可以通過包括壓(pressing)、刮片(doctor blading)、坯片(green sheet)、溶膠凝膠(sol gel)、或沉積技術的技術形成。壓電材料705的制造在Piezoelectric Ceramics(B.Jaffe，Academic Press Limited，1971)中進行了論述，在此引用其全部內容作為參考。包括熱壓的形成方法在第258-9頁進行了描述。高密度、高壓電常數材料或者較低特性材料可以被研磨從而提供薄層和光滑、均勻的表面形態。單晶壓電材料例如來自賓夕法尼亞費城TRS Ceramics的鉛鎂鈮酸鹽(PMN)也可被使用。
通過使用包括在將材料結合到致動器膜之前燒制(firing)該材料的技術可以在壓電材料705中建立這些特性。例如，模制和單獨燒制(與在支承物上相反)的壓電材料705具有這樣的優點，即可以用高壓將材料705填塞到模具中(加熱或未加熱)。另外，通常需要少許添加劑例如流動活性劑(flowagent)或粘結劑(binder)。在燒制工藝中可以使用較高的溫度例如1200-1300℃，允許更好的熟化(maturing)和晶粒(grain)生長。可以使用減小PbO從陶瓷中的損失(由于高溫)的燒制氣氛(例如富鉛氣氛)。可能具有PbO損失或其它退化的模制部分的外部表面可以被切除并作廢。材料還可以通過熱等靜壓制(hot isostatic pressing)(HIP)處理，期間陶瓷經歷高壓，通常1000-2000atm。熱等靜壓工藝通常在壓電材料塊已經燒制之后進行，并用于增加密度、減少空隙、及增加壓電常數。
壓電材料705的前部被金屬化，諸如通過真空沉積例如濺鍍，從而形成金屬層707(步驟760)。沉積的金屬包括銅、金、鎢、錫、銦錫氧化物(ITO)、鈦、鉑、或金屬的組合。在一個實施例中，金屬層707包括鈦-鎢、金-錫和金的疊層。類似地，金屬層700可包括鈦-鎢和金的疊層。壓電材料的金屬化表面707然后被結合到硅膜680上的金屬層700(步驟765)。該結合可以利用在大約305℃及在1000N的力下形成的共晶結合(eutectic bond)實現。該結合形成地電極710，如圖6M所示。替代地，PZT層可以利用粘合層例如環氧樹脂結合到模塊襯底25。
如圖6N所示，預燒制的壓電材料705的薄層可以通過減少較厚襯底的厚度形成(步驟770)。精細研磨技術例如水平研磨可以制造具有光滑、低空隙表面形態的高均勻薄層。在水平研磨中，工件安裝在具有以高平坦容差加工的參考表面的旋轉夾具上。工件的暴露表面與水平研磨輪接觸，還以高容差對準。壓電襯底可以具有足夠的厚度，例如約0.2mm或更大，其可以被處理用于初始表面研磨。該研磨可以產生例如0.25微米或更小的平面度和平行度，例如約0.1微米或更小，以及襯底上5nm Ra或更小的表面光潔度。研磨還產生對稱的表面光潔度及均勻的殘留應力。需要時，可以產生稍微凹入或凸起的表面。研磨期間，可以覆蓋噴嘴開口從而密封墨流路徑免于暴露到研磨冷卻劑。噴嘴開口可以用帶(tape)覆蓋。
適合的精密研磨設備是Toshiba Model UHG-130C，通過CiebaTechnologies ChandlerAZ可以獲得。襯底可以用粗輪研磨，然后用細輪。適合的粗和細輪分別具有1500粒度(grit)和2000粒度的人造金剛石樹脂基體。適合的研磨輪可從日本的Adoma或Ashai Diamond Industrial Corp.獲得。工件軸以500rpm運轉，研磨輪軸以1500rpm運轉。x軸進給速率對于使用粗輪的第一個200-250微米是10微米/分鐘，對于使用細輪的最后50-100微米是1微米/分鐘。冷卻劑是18mW去離子水。表面形態可以利用Zygo的Newview 5000型干涉儀使用Metroview軟件測量，其從CT Middlefield的Zygo公司可以得到。
替代結合預燒制的PZT層以在模塊襯底25上形成壓電致動器結構100，PZT層可以利用其它層形成技術形成，所述技術包括但不限于濺鍍例如RF濺鍍、或溶膠凝膠。PZT層可以形成所需的PZT層厚度，或者更厚并被研磨從而獲得所需厚度，如上所述。
如圖6O所示，研磨平面715可以例如通過鋸法(sawing)被切割穿過壓電層705、地電極層710、和模塊襯底25的硅680從而暴露地電極層710(步驟775)。然后襯底被清潔。
參照圖6P，切割的壓電材料被金屬化，例如通過真空沉積鈦、鎢、鎳和金、銅、鎳鉻合金、或其它合適金屬的層到壓電層705背部上(步驟780)。壓電材料上的金屬層720提供到地層710的金屬接觸并還提供壓電層705的致動器部分的背表面之上的金屬層。電極分隔切口730也制得穿過頂金屬化層并部分穿過壓電層705使得地電極710與頂金屬化層電分隔，從而金屬層720形成驅動電極。隔離切口718切割在壓電層705中流動路徑之間從而將致動器結構100分離成用于相鄰的室的各個致動器21(步驟785)。這些切口可以是直線鋸痕(saw cut)。替代地或另外地，通過蝕刻可以形成凹槽(kerf)，然后利用切割鋸可以在凹槽中生成切口。模塊也可以沿著凹槽手工折斷。然后襯底被再次清潔。
對于最后的組裝，模塊的前表面附著到面板，柔性電路附著到模塊的背表面，且該裝置固定到管路框架。
模塊的前面可以設置有提高或阻礙墨潤濕的保護涂層(coating)和/或涂層。涂層可以是例如聚合物諸如特富龍(Teflon)或者金屬諸如金或銠。
用途該打印頭模塊可以用于任何打印應用中，特別是高速、高性能打印。該模塊在寬格式打印中特別有用，寬格式打印中寬基質通過長模塊和/或布置成陣列的多個模塊打印。
回到圖4A和4B，模塊襯底定義墨流路徑55。在該示例中，下降部40相對于上和下模塊襯底表面垂直地引導墨流。下降部40具有較大體積而噴嘴65具有較小體積。下降部40將墨從泵室45送往噴嘴65，該處墨在從噴嘴開口噴射出去之前被加速。橫跨模塊的噴嘴65的均勻性增強了墨滴尺寸和墨滴速度的均勻性。
致動器膜80通常是不活潑材料并具有順應性使得壓電層的動作引起致動器膜層的足以給泵室中的墨加壓的彎曲。電壓施加在地和驅動電極之間，導致壓電層彎曲。壓電層施加力在膜上。膜流進墨供應路徑、噴嘴流動路徑和噴嘴開口到打印介質上。
該模塊可以用在打印機中，用于替換偏移打印。該模塊可以用來選擇性地沉積施加到被打印的材料或打印基質的光滑透明涂層。該打印頭和模塊可以用于分發或沉積各種流體，包括非圖像形成流體。例如，三維模型膏(paste)可以被選擇性地沉積來構造模型。生物樣品可沉積在分析陣列上。
從描述顯見，任何所描述的技術可以與其它技術結合從而實現說明書的目標。例如，任何上述技術可以與申請日期為2002年7月3日的打印頭專利申請No.10/189947中描述的技術和設備結合，在此引用其全部內容作為參考。在一個實施例中，壓電致動器在噴嘴層結合到模塊襯底之前固定到模塊襯底。由于上述方法能夠可重復地形成小于15微米的高均勻膜層，該方法可以用在打印頭以外的微機電器件中。例如，高均勻薄膜可以用于換能器(transducer)。更進一步的實施例在所附權利要求中。
已經說明了本發明的多個實施例。然而，應當理解在不脫離本發明的精神和范圍的情況下可以進行各種改變。例如，在一個實現中，硅體可以被摻雜。因此，其它實施例在所附權利要求的保護范圍內。
本申請要求2003年10月10日提交的美國臨時申請No.60/510459的優先權，在此引用其全部內容作為參考。
權利要求
1.一種形成微加工器件的方法，包括蝕刻襯底的上表面從而形成至少一個蝕刻特征；將多層襯底結合到所述襯底的所述上表面，使得所述上表面上的所述蝕刻特征被覆蓋從而形成室，所述多層襯底包括硅層和柄層，其中所述結合形成所述襯底的所述上表面與所述硅層之間的硅到硅結合；以及從所述多層襯底去除所述柄層從而在所述室之上形成包括所述硅層的膜。
2.如權利要求1所述的方法，其中該多層襯底是包括氧化物層的絕緣體上硅襯底。
3.如權利要求2所述的方法，還包括從所述絕緣體上硅襯底去除所述氧化物層從而形成所述膜。
4.如權利要求3所述的方法，其中從所述絕緣體上硅襯底去除所述氧化物層包括蝕刻所述氧化物層。
5.如權利要求1所述的方法，還包括在所述膜上形成導電層。
6.如權利要求1所述的方法，還包括將壓電層結合到所述膜。
7.如權利要求1所述的方法，其中將多層襯底結合到所述襯底的所述上表面包括將所述第一層的硅熔合結合到所述上表面的硅。
8.如權利要求1所述的方法，其中從所述多層襯底去除所述柄層包括研磨所述柄層。
9.如權利要求1所述的方法，其中從所述多層襯底去除所述柄層包括蝕刻所述柄層。
10.如權利要求1所述的方法，其中所述膜小于15微米厚。
11.如權利要求10所述的方法，其中所述膜小于10微米厚。
12.如權利要求11所述的方法，其中所述膜小于5微米厚。
13.如權利要求11所述的方法，其中所述膜小于1微米厚。
14.如權利要求1所述的方法，還包括在蝕刻所述上表面之前在所述襯底的所述上表面上形成金屬掩模。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述金屬掩模包括鎳和鉻。
16.如權利要求1所述的方法，還包括在蝕刻之前在所述襯底的底表面上形成金屬停止層。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述金屬停止層包括來自包括鎳、鉻、鋁、銅、鎢和鐵的組的至少一種金屬。
18.如權利要求1所述的方法，其中所述柄層包括硅。
19.如權利要求1所述的方法，還包括在結合所述多層襯底之前從所述襯底的所述上表面去除氧化物。
20.如權利要求19所述的方法，還包括在結合所述多層襯底之前從所述多層襯底的所述硅層去除氧化物。
21.如權利要求19所述的方法，其中去除所述氧化物包括氫氟酸蝕刻。
22.一種形成打印頭的方法，包括蝕刻襯底的上表面從而具有至少一個蝕刻特征；將多層襯底結合到所述襯底的所述上表面，使得所述上表面上的所述蝕刻特征被覆蓋從而形成室，所述多層襯底包括第一層和柄層；從所述多層襯底去除所述柄層從而形成膜；及將壓電層結合到所述膜。
23.如權利要求22所述的方法，還包括將噴嘴層結合到所述襯底的下表面，其中所述噴嘴層包括用于噴射流體的一個或更多噴嘴的至少一部分。
24.如權利要求22所述的方法，其中蝕刻所述襯底的所述上表面形成墨流路徑的至少一部分。
25.如權利要求1所述的方法，其中蝕刻襯底的上表面包括蝕刻主要包括硅的襯底。
26.一種形成微加工器件的方法，包括在第一襯底的底表面上形成金屬層；從所述襯底的頂表面蝕刻所述第一襯底，使得蝕刻特征延伸穿過所述第一襯底至所述金屬層；蝕刻所述第一襯底之后從所述第一襯底的所述底表面去除所述金屬層；及將層接合到所述第一襯底的所述底表面。
27.如權利要求26所述的方法，其中蝕刻所述第一襯底包括深反應離子蝕刻所述第一襯底。
28.如權利要求26所述的方法，其中將層接合到所述襯底的所述底表面包括將第一硅表面接合到第二硅表面。
29.如權利要求26所述的方法，其中所述第一襯底包括雙面拋光硅襯底。
30.如權利要求26所述的方法，還包括蝕刻一個或更多特征到所述第一襯底的所述底表面中。
31.如權利要求30所述的方法，其中蝕刻所述一個或更多特征發生在形成所述金屬層之前。
32.如權利要求26所述的方法，還包括將多層襯底結合到所述襯底的所述上表面，使得所述上表面上的所述蝕刻特征被覆蓋從而形成一個或更多室，所述多層襯底包括第一層和柄層；及從所述多層襯底去除所述柄層從而形成覆蓋所述一個或更多室的膜。
33.一種形成微加工器件的方法，包括將一個或更多凹進部蝕刻到第一襯底的底表面中；在蝕刻所述底表面之后在所述第一襯底的所述底表面上形成犧牲層；從所述襯底的頂表面蝕刻所述第一襯底，使得蝕刻特征延伸穿過所述第一硅襯底至所述犧牲層；及從所述第一襯底的所述底表面去除所述犧牲層。
34.如權利要求33所述的方法，其中形成犧牲層包括形成金屬層。
35.如權利要求34所述的方法，其中形成金屬層包括形成包括鎳、鉻、鋁、銅、鎢或鐵中的至少一種的層。
36.如權利要求33所述的方法，其中形成犧牲層包括形成蝕刻停止層。
37.如權利要求33所述的方法，還包括蝕刻所述第一襯底包括深反應離子蝕刻。
38.如權利要求33所述的方法，其中形成所述犧牲層包括形成這樣的材料的層，當所述第一襯底從所述頂表面被蝕刻時該材料不導致底切形成在所述第一襯底中。
39.如權利要求33所述的方法，還包括在蝕刻所述襯底的所述頂表面之前在所述襯底的所述頂表面上形成金屬掩模。
40.如權利要求39所述的方法，其中所述金屬掩模包括鎳和鉻。
41.一種形成打印頭的方法，包括從第一襯底的頂表面蝕刻所述第一襯底，使得蝕刻特征延伸穿過所述第一襯底至所述第一襯底的底表面上的層；在從所述頂表面蝕刻所述第一襯底之后將層接合到所述第一襯底的所述底表面；以及在將所述層接合到所述底表面之后，在所述層中形成噴嘴特征使得所述噴嘴特征連接到所述蝕刻特征。
42.如權利要求41所述的方法，其中形成噴嘴特征包括蝕刻。
43.如權利要求41所述的方法，其中所述第一襯底包括硅。
44.如權利要求43所述的方法，其中將層接合到所述第一襯底的所述底表面包括將雙面拋光襯底結合到所述第一襯底。
45.如權利要求43所述的方法，其中將層接合到所述第一襯底的所述底表面包括將多層襯底結合到所述第一襯底，其中所述多層襯底包括硅層。
46.如權利要求43所述的方法，其中將所述層接合到所述第一襯底的所述底表面包括熔合結合。
47.如權利要求43所述的方法，其中將層接合到所述第一襯底的所述底表面包括將絕緣體上硅襯底結合到所述第一襯底，其中所述絕緣體上硅襯底包括硅層、氧化物層和柄層。
48.如權利要求43所述的方法，其中將層接合到所述底表面形成硅到硅結合，其中所述結合基本沒有氧化物。
49.一種微加工器件，包括第一材料體，其中所述體具有多個凹進部；所述第一材料的膜，小于15微米厚且被結合到所述體，使得所述體中的所述凹進部至少部分地被所述膜覆蓋，且所述膜與體之間的界面基本沒有除了所述第一材料之外的材料；以及壓電結構，形成在所述膜上，其中所述壓電結構包括第一導電層和壓電材料。
50.如權利要求49所述的器件，其中所述體中的所述凹進部提供一條或更多路徑，每條路徑具有入口和出口從而與體外部連通。
51.如權利要求50所述的器件，其中所述一條或更多路徑包括變化深度的一個或更多區域。
52.如權利要求51所述的器件，其中每條路徑的所述出口是噴嘴。
53.如權利要求52所述的器件，其中所述噴嘴在所述體的與所述膜相反的一側。
54.如權利要求53所述的器件，其中所述膜厚度變化小于1微米。
55.如權利要求54所述的器件，其中所述第一材料是硅。
56.如權利要求55所述的器件，其中所述膜基本沒有開口。
57.如權利要求56所述的器件，其中所述凹進部包括與所述膜相鄰的泵室。
58.如權利要求57所述的器件，其中所述膜小于10微米厚。
59.如權利要求58所述的器件，其中所述膜小于5微米厚。
60.如權利要求59所述的器件，其中所述膜小于1微米厚。
61.如權利要求57所述的器件，其中所述膜包括第二材料。
62.如權利要求61所述的器件，其中所述第二材料是氧化物。
63.如權利要求57所述的器件，其中所述壓電結構包括第二導電層。
64.如權利要求63所述的器件，其中所述壓電材料在所述第一與第二導電層之間。
全文摘要
本發明描述了微加工器件及用于形成微加工器件的方法。包括硅(680)的薄膜通過將絕緣體上硅襯底(685)結合到硅襯底而形成在硅體(25)上。絕緣體上硅襯底的柄和絕緣層(695，690)被去除，留下結合到硅體的硅薄膜，使得沒有絕緣體材料的中間層留在所述膜與所述體之間。壓電層被結合到所述膜。
文檔編號B41J2/14GK1890104SQ200480036898
公開日2007年1月3日 申請日期2004年10月7日 優先權日2003年10月10日
發明者陳振方, 安德烈亞斯·比布爾, 杰弗里·伯克邁耶 申請人:迪馬蒂克斯股份有限公司