流體噴射結構的制作方法

流體噴射結構的制作方法
【專利摘要】流體噴射結構可以包括熱敏電阻器、襯底、位于襯底上的層，其中所述層可以包括接近電阻器的具有減小的場氧化物的區。
【專利說明】
流體噴射結構
【背景技術】
[0001]流體噴射結構基于輸入數字數據來分配液滴。典型的流體噴射結構包括位于噴嘴板中以分配流體的噴嘴陣列。噴嘴陣列可以被布置在相對高的分辨率下以能夠在高精確度下分配。一些流體噴射結構被提供有位于噴嘴附近以使流體噴射出噴嘴的熱敏電阻器。為了利用熱敏電阻器產生點火事件，電流穿過電阻器，這使電阻器附近的流體的薄層快速加熱并蒸發。液體到蒸汽轉變在點火室中的流體的主體附近產生膨脹氣泡并且通過噴嘴將液滴噴射出。絕緣氧化物層通常存在于電阻器之下，以便于朝著點火室中的流體引導熱。
【附圖說明】
[0002]為了說明的目的，現在將參考附圖描述根據本公開內容所構建的某些示例，在附圖中:
[0003]圖1示出了流體噴射結構的橫截面的示意圖；
[0004]圖2示出了流體噴射結構的另一個示例的橫截面的示意圖；
[0005]圖3示出了流體噴射結構的另一個示例的橫截面的示意圖；
[0006]圖4示出了流體噴射結構的另一個示例的橫截面的示意圖；以及
[0007]圖5示出了流體噴射結構的又一個示例的橫截面視圖；以及
[0008]圖6示出了流體噴射結構的再一個示例的橫截面視圖。
【具體實施方式】
[0009]在以下【具體實施方式】中，參考附圖。在說明書和附圖中的示例應被認為是說明性的，并且不是要局限于所描述的具體示例或元件。可以通過對不同元件的修改、組合或變化從以下【具體實施方式】和附圖中得到多個示例。
[0010]在本公開內容中，將討論流體噴射結構。典型的流體噴射結構是打印頭。本公開內容的流體噴射結構可以形成集成打印頭墨盒或者固定或半永久打印機打印頭的部分。典型的流體包括油墨。另外的示例性流體噴射結構包括三維打印機和高精度數字滴定設備的打印頭。另外的示例性流體包括三維打印流體，例如三維打印制劑，其包括粉末結合增強劑和抑制劑以及用于數字滴定(例如用于測試、組成和/或定劑量制藥、生物醫學、科學或法醫學應用)的流體。流體噴射結構可以是完成的設備的部分或可以形成中間產品。本公開內容的流體噴射結構被提供有熱敏電阻器以噴射液滴。在一個示例中，電阻器是熱噴墨(TIJ)電阻器。電阻器可以在任何高精度分配應用(例如，二維打印、三維打印和數字滴定)中使用。
[0011]流體噴射結構可以包括設置在襯底或導電電路之上的至少一個氧化物層。氧化物層具有電和熱絕緣特性。在熱敏電阻器附近的氧化物層可以在點火事件期間使熱敏電阻器熱絕緣，從而便于快速和能量有效的點火事件。這可以導致電阻器的低接通能量。
[0012]當適當的電流被施加到電阻器時，電阻器和具有電阻器的界面附近的流體快速變熱，例如施加大約0.02到200微秒的脈沖寬度范圍，其中時間的量可以取決于電阻器電阻、電阻器尺寸、高寬比、流體類型、液滴尺寸和電阻器間距。在電阻器附近的流體轉變為蒸汽并產生膨脹氣泡。生長的蒸汽氣泡使液體中的一些強制流出液滴噴射噴嘴，從而產生經噴射的液滴。在這樣的點火事件之后，由蒸汽氣泡引起的局部壓力減小。這個事件可被稱為氣泡破裂。在氣泡破裂期間，存在于附近流體饋送槽中的新流體被抽回到點火室中。在點火事件期間，如果電阻器被充分冷卻下來，則嘶嘶聲效應或小規模再沸騰可以通過流回到點火室中、到熱電阻器表面上的流體出現。在流體是油墨的情況下，有時可以出現以油墨形式的固體沉積在電阻器上或附近，這可能產生可消極地影響電阻器和噴嘴的性能的熱抑制膜。例如，如果流體與熱電阻器反復地發生接觸則電阻器或其保護層(例如鉭)可以更易于氧化。另外，在升高的溫度下花費更多的時間可能對電阻器有消極影響，例如較短的功能電阻器壽命。電阻器或流體的其它化學和物理特性也可能受到緩慢的冷卻消極地影響。因此，電阻器的更快冷卻可以防止以上所提及的消極影響中的一些影響。盡管在電阻器附近的絕緣氧化物層在點火時便于較低的接通能量，太多的絕緣可以在點火之后減慢對電阻器的冷卻。
[0013]圖1概略地示出了橫截面前視圖中的流體噴射結構I的一部分的示例的橫截面。流體噴射結構I包括熱敏電阻器3。本公開內容的流體噴射結構I被提供有熱敏電阻器3的陣列。例如，熱敏電阻器3被布置在至少一個線性陣列(例如，多個平行的線性陣列)中。線性陣列可以具有每英寸至少大約300個電阻器、每英寸至少大約590個電阻器(例如，每英寸大約600個噴嘴)的間距。
[0014]每個熱敏電阻器3可以設置在相應的點火室5中或附近。熱敏電阻器3設置在至少一個薄膜層7上。至少一個層7設置在襯底9上。流體饋送槽11被提供為靠近電阻器3和至少一個層7 ο流體饋送槽11將流體饋送到點火室5。
[0015]至少一個層7包括至少一個氧化物層。至少一個氧化物層可以包括場氧化物層13。至少一個層7可以被劃分成兩個區15、17。至少一個層7的在電阻器3與襯底9之間的區15在本文中被稱為散熱區15。靠近散熱區15的區在本文中被稱為相鄰區17。如本公開內容中將解釋的，由層7增強的散熱可以出現在散熱區15中。散熱還可以出現在散熱區15之外，雖然是在較小的程度上。在操作狀態中，流體噴射結構I沿著向下的方向噴射液滴，從而使散熱區15在電阻器3的頂部上延伸。在圖1中，散熱區15直接在電阻器3之下延伸。例如，圖1的流體噴射結構位于可以用于說明的目的的制造或運輸方位上。散熱區15可以被限定為限定電阻器3和襯底9之間的最短距離的層區，其可以通過將熱敏電阻器3投射到層7上、直接到襯底9上來示出，如由虛線指示的。相鄰層區17位于散熱區15旁邊。在所示示例中，相鄰層區17設置在與流體饋送槽11相對的散熱區15的側上。在散熱區15的另一側上，設置了層7的槽區23。槽區23位于流體饋送槽11的邊上。散熱區15可以中心地位于電阻器之下/之上，并且可以具有比相鄰區17和槽區23更少的氧化物絕緣層存在或更小的總氧化物厚度。
[0016]在所示橫截面中，場氧化物層13、13A設置在襯底9之上。具有第一厚度T的場氧化物層13設置在相鄰層區17中的襯底9之上。在散熱區15中，場氧化物相對于相鄰區減小。在一個示例中，存在場氧化物層13A的散熱區15具有減小的厚度T2。在另一個示例中，散熱區15沒有場氧化物。在本公開內容中，“減小的場氧化物”指的是在散熱區15中少于相鄰區的任何場氧化物的特征，其具有在大約0%與80%、0%與70%、0%與60%、0%與50%、0%與40%、0%與30%、或0%與20%之間的厚度T2或相鄰厚度T。當減小的場氧化物是相鄰厚度的O %時，散熱區15沒有場氧化物。在其它示例中，場氧化物13A被減小到在相鄰厚度T的20 %與80 %之間。減小的但不完全省略的場氧化物層13A的示例由虛線指示。
[0017]例如，使用可以在施加相應的條形、矩形或圓形掩模之后包括蝕刻的適當的硅處理技術來減小場氧化物的條形、矩形或圓形場。在一個示例中，沉積氮化硅(SiN)膜、光圖案化和蝕刻，并且隨后在SiN膜不存在的地方生長場氧化物。例如，SiN膜存在于散熱區15中。隨后SiN被蝕刻，并且場氧化物保留在相鄰層區17中。在另一個示例中，場氧化物跨過散熱區15以及相鄰區和槽區17、23生長，但以后在散熱區15中和在槽區23中被蝕刻到較薄的層13A。
[0018]在附圖中，具有第一厚度T的場氧化物層13在散熱區15的邊緣處終止。在其它示例中，場氧化物層13可以僅在散熱區15之外或僅在散熱區15內終止，只要襯底9的至少一部分不受散熱區15中的場氧化物層13的影響。場氧化物13還設置在槽區23中的襯底9之上。在附圖中，槽區23中的場氧化物13沿著流體饋送槽11終止。在層7已經設置在襯底9上之后，饋送槽11可以被蝕刻穿過層7。散熱區15中的總計的氧化物層的平均厚度可以比相鄰層區17和槽區23中的總計的氧化物層的平均厚度薄。
[0019]可以發現的是可以在散熱區15中去除或省略電阻器3附近的一些氧化物以允許電阻器在流體被抽到點火室5中之前相對快速地冷卻下來，同時在點火事件期間維持足夠的絕緣，即，實質上不影響接通能量。場氧化物13除了是電絕緣體以外還具有相對高的熱絕緣特性。通過減小散熱區中的場氧化物厚度，熱可以更快速地逸出到襯底9。通過增強的散熱，可以抑制慢電阻器冷卻的消極影響。在不同的示例中，減小電阻器3附近的場氧化物可以提高電阻器壽命、電阻器可靠性以及噴嘴健康狀況而實質上不影響電阻器3的接通能量。在另一個示例中，因為電阻器3更快速地冷卻下來，相對寬的范圍的流體可以由流體噴射結構I噴射。
[0020]圖2概略地示出了另一個橫截面中的流體噴射結構101的另一個示例。例如，圖2的一部分I對應于圖1的示意圖。在示例中，圖2的流體噴射結構101形成打印頭的部分。流體噴射結構101包括流體饋送槽111、點火室105和噴嘴板119中的噴嘴121。流體饋送槽111打開到兩個點火室105中，點火室105打開到噴嘴121中。熱敏電阻器103被提供在點火室105中的每個點火室中以使流體噴射出噴嘴121。額外的層(例如，碳化硅、氮化硅和/鉭)可以覆蓋每個電阻器103以提供保護而免受化學和物理攻擊以及在制造期間的電隔離和免受油墨和點火事件。
[0021]電阻器103由襯底109上的相應的層疊置體107支撐。流體饋送槽111貫穿層疊置體107和襯底109。層疊置體107包括場氧化物層113。如所示的，與相鄰層區中的未減小的場氧化物113相比較，在接近電阻器103的層區中的場氧化物減小。在所示示例中，接近電阻器103的場氧化物減小到零。在另一個示例(未示出)中，一些場氧化物存在于電阻器103附近，具有相對于相鄰層區中的場氧化物層113的厚度減小的厚度。
[0022]圖3示出了包括流體噴射結構201的集成打印頭墨盒200的示意圖。墨盒200還可以包括用于向流體饋送槽211供應流體的流體儲液器。圖3的流體噴射結構301可以對應于圖2的流體噴射結構的橫截面m-m O流體噴射結構201包括熱敏電阻器203的線性陣列227，每個熱敏電阻器203設置在至少一個相應噴嘴附近。因為熱敏電阻器203在這個橫截面中不被直接暴露，所以用虛線指示熱敏電阻器203。在所示示例中，沿著單個流體饋送槽211提供了線性電阻器203的兩個平行的線性陣列227。噴嘴在這個橫截面中也是不可見的并且被布置在相應的線性陣列中。例如，可以提供多個流體饋送槽211和雙倍數量的平行電阻器陣列227。例如，在一個集成打印頭墨盒中可以提供多個彩色儲液器，其中每個彩色儲液器流體地連接到至少一個流體饋送槽211。
[0023]在一個示例中，熱敏電阻器和/或噴嘴陣列具有每英寸至少大約300個電阻器203和/或噴嘴的間距。在另一個示例中，熱敏電阻器和/或噴嘴陣列可以具有每英寸至少大約590個電阻器203和/或噴嘴、例如每英寸至少大約600個電阻器203和/或噴嘴、例如每英寸至少大約600個電阻器203和/或噴嘴的間距。在再一些其它示例中，間距可以高達每英寸大約2400個電阻器203和/或噴嘴。
[0024]流體饋送槽211設置在電阻器陣列227之間并平行于電阻器陣列227。流體饋送槽211從儲液器接收流體。場氧化物層213在流體饋送槽211的兩側上延伸，終止于流體饋送槽211。流體饋送槽211可以被蝕刻穿過所述層(在其沉積之后)。流體氧化物213在接近每個電阻器陣列227的、位于電阻器203與襯底之間的散熱區215附近減小。場氧化物213在電阻器203的兩側上(例如在沿著流體饋送槽211的槽區223中和在散熱區215的相對側處的相鄰區217中)延伸。
[0025]在所示示例中，連續減小的場氧化物條狀物229跨越電阻器陣列227，延伸穿過每個電阻器203的每個散熱區215。每個減小的場氧化物條狀物229可以沒有場氧化物或與具有未減小的場氧化物的相鄰層區相比較可以具有更少的場氧化物。在流體饋送槽211的兩側處，減小的場氧化物條狀物229平行于流體饋送槽211延伸。在一個示例中，通過首先沉積并圖案化氮化硅(SiN)膜來圖案化場氧化物，從而使SiN跨越電阻器陣列227。場氧化物隨后在SiN不存在的地方生長，并且SiN被蝕刻掉。因此，矩形減小的場氧化物條狀物229可以被限定為允許更好的散熱。
[0026]圖4示出了流體噴射結構301的橫截面的另一個示例的示意圖。流體噴射結構301包括設置在層疊置體307之上的熱敏電阻器303，進而使層疊置體307設置在襯底309之上。在所示橫截面部分中，在對層疊置體307的沉積之后層疊置體307和襯底309終止于流體饋送槽311，流體饋送槽311已經被蝕刻穿過層疊置體307。層疊置體307包括接近電阻器303的散熱區315，如由圖4中的虛線所指示的，通過將電阻器303投射到層疊置體307之上、直接到襯底307上來限定散熱區315。槽區323在散熱區315的散熱區315與流體饋送槽311之間的一側處延伸，并且相鄰層區317在散熱區315的相對側上延伸。
[0027]層疊置體307包括離襯底309至少一個層的距離的至少一個氧化物層335。在示例中，氧化物層335不是場氧化物層313。氧化物層335分別延伸穿過相鄰區、接近區和槽區317、315、323，并且終止于流體饋送槽311。流體饋送槽311被蝕刻穿過層307并從而限定場氧化物層313和氧化物層335的終止點。氧化物層335使電阻器303電和熱地絕緣。層疊置體307包括導電層337。氧化物層335設置在導電層337之上。導電層337包括金屬部件或可以實質上由金屬部件組成。導電層337延伸穿過相鄰層區317并至少部分地在散熱區315中延伸。在示例中，導電層337跨越整個散熱區315。導電層337可以是電源布線電路的部分。導電層337可以具有導熱特性，從而使其適當的作為散熱材料。導電層337可以起電阻器303的散熱的作用以在點火事件之后進行冷卻。
[0028]場氧化物313、313A設置在襯底309之上。在散熱區315中省略或從襯底309去除場氧化物313的至少一部分。在一個示例中，襯底309在散熱區315中沒有場氧化物。在另一個示例中，如由虛線所指示的，相對于相鄰區317具有減小的氧化物厚度的減小的場氧化物層313A被提供在散熱區315中。通過局部地去除場氧化物313，在點火之后，熱可以穿過導電層337和襯底309逸出，同時氧化物層335為脈沖/點火事件的持續時間提供足夠的絕緣。
[0029]圖5示出了示例性流體噴射結構401的橫截面。流體噴射結構401包括襯底409和位于襯底409之上的層疊置體407。熱敏電阻器材料層441設置在層疊置體407的頂部上。在一個示例中，熱敏電阻器材料層441包括鎢-硅-氮化物(WSiN)。熱敏電阻器材料層441的有源部分403從此以后被稱為電阻器403。可以通過例如在近似直角下將電阻器403投射到襯底409上來限定電阻器403與襯底409之間的散熱區415。相鄰層區417在流體饋送槽411的相對側處、靠近散熱區415延伸。槽區423覆蓋位于散熱區415與流體饋送槽411之間的層疊置體區。
[0030]熱敏電阻器材料層441相應地設置在第一和第二導電層443、445之上。第一和第二導電層443、445是電阻器電源線以在電阻器材料層441的有源電阻器部分403之上施加電壓。在圖示中，第一和第二導電層443、445是同一層，電阻器403所位于的層443的部分被去除。在示例中，第一和第二導電層443、445包括鋁-銅(AlCu)合金。第一和第二導電層443、445在電阻器403的相對側上延伸。電阻器403和第一和第二導電層443、445設置在第一氧化物層435之上。第一氧化物層435包括四乙基原硅酸鹽(TEOS)和/或高密度等離子體TE0S。第一氧化物層435在相鄰層區417、散熱區415和槽區423中延伸。第一氧化物層435終止于流體饋送槽411。第一氧化物層435設置在第三導電層437之上。第三導電層437包括金屬部件。在示例中，第三導電層437包括鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)和AlCu。第三導電層437可以是電源布線電路(例如，電源接地或電源電路)的部分。第三導電層437從相鄰層區417延伸到散熱區415中。在所示示例中，第三導電層437在槽區423中的散熱區415之外、在離流體饋送槽411的一段距離處終止。在槽區423中，第一氧化物層435和場氧化物413使第三導電層437與流體饋送槽411中的流體隔離。第三導電層437設置在第二氧化物層447之上。在示例中，第二氧化物層447包括TEOS和硼磷硅酸鹽(BPSG)。在所示示例中，第二氧化物層447在相鄰層區417中延伸和終止。散熱區415沒有第二氧化物層447。第二氧化物層447設置在場氧化物層413之上。場氧化物層413覆蓋襯底409。在這個示例中，場氧化物層413在相鄰層區417中和在槽區423中延伸。在這個示例中，場氧化物層413相應地在相鄰區和槽區417、423中的散熱區415之外終止。襯底409不受到散熱區415中的場氧化物的影響。柵極層449設置在散熱區415中的襯底409之上，跨越散熱區415。柵極層449可以包括多晶硅和柵極氧化物。多晶硅可以表現為保護性蝕刻停止層，同時柵極氧化物提供電絕緣。柵極層449終止于相鄰層區417和槽區423。柵極層449部分地設置在場氧化物層413之上、在相鄰層區417中、在一個邊緣附近和部分地在場氧化物層413之上、在槽區423中、在相對的邊緣附近。第三導電層437設置在相鄰層區417、散熱區415和槽區423的部分中的柵極層449之上。第二氧化物層447和柵極層449可以使第三導電層437與場氧化物層413和襯底409絕緣。
[0031]襯底409可以包括具有增加的電阻的摻雜η阱區433，其提供位于導電襯底409與第三導電層437之間的額外電隔離。這樣的η阱區433可以電連接到接地電源或是電浮動的。一個摻雜的η阱區433跨越散熱區415。例如，摻雜的η阱區433從相鄰層區417延伸到散熱區415中和槽區423中，終止于相鄰層區415中的一個邊緣和槽區423中的相對邊緣。摻雜的η阱區433跨越整個表面，其中柵極層449設置在襯底409上，邊緣終止于相應的場氧化物層413。
[0032]P阱區431被提供在η阱區433的兩側處。場氧化物413可以被設置在p阱區431之上。例如，P阱區431延伸，其中場氧化物層413和另一個氧化物層435、447堆疊在襯底409之上。例如，在相鄰層區417中，P阱區431存在，其中場氧化物層413和第二氧化物層447堆疊在襯底409之上。例如，在槽區423中，其它P阱區431存在，其中場氧化物層413和第一氧化物層435堆疊在襯底409之上。
[0033]η阱區433使第三導電層437與P阱區431電隔離。為了進一步增強第三導電層437的電隔離，在相鄰層區417中，第二氧化物層447終止于柵極層449，并且柵極層449終止于場氧化物層413上和第二氧化物層447之下。在相對側，在槽區423中，柵極層449終止于場氧化物層413上，而η阱區433更進一步終止于槽區423中。
[0034]示例性流體噴射結構401可以提供適當的點火事件-絕緣和點火事件后冷卻。第一氧化物層435在點火事件期間使電阻器403熱絕緣，而所去除和減小的第二氧化物層447和減小的場氧化物層在點火后允許熱傳送到襯底409。第三導電層437幫助將熱傳導到襯底409。
[0035]圖6示出了另一個示例性流體噴射結構501的橫截面的示意圖。流體噴射結構501包括襯底509和位于襯底509之上的層疊置體507。熱敏電阻器503被提供在層疊置體507的頂部上，例如作為熱敏電阻器材料層(未示出)的部分，并且連接到電源線以將電壓施加在電阻器503之上。可以通過例如在近似直角下將電阻器503投射到襯底509上來限定電阻器503與襯底509之間的散熱區515。相鄰層區517在流體饋送槽511的相對側處靠近散熱區515延伸。槽區523覆蓋位于散熱區515與流體饋送槽511之間的層疊置體區。
[0036]電阻器503設置在第一氧化物層535之上。第一氧化物層535在相鄰層區517、散熱區515和槽區523中延伸。第一氧化物層535終止于流體饋送槽511，其中流體饋送槽511在沉積層507之后被蝕刻穿過層507。第一氧化物層535設置在導電層537之上。導電層537可以是電源布線電路(例如電源接地或電源電路)的部分。導電層537從相鄰層區517延伸到散熱區515中。在所示示例中，導電層537在槽區523中的散熱區515之外、在離流體饋送槽511的一段距離處終止。在槽區523中，第一氧化物層535使導電層537與流體饋送槽511中的流體隔離。導電層537設置在第二氧化物層547之上。在所示示例中，第二氧化物層547在相鄰層區517中延伸并終止。散熱區515沒有第二氧化物層547。第二氧化物層547設置在場氧化物層513、513Α 之上。
[0037]場氧化物層513覆蓋襯底509。在這個示例中，氧化物層513在相鄰層區517、散熱區515中和在槽區523中延伸。在相鄰層區517中，場氧化物層513具有第一厚度Τ。在散熱區515和槽區523中，場氧化物層513Α具有相對于第一厚度T減小的厚度Τ2。在所示示例中，減小的場氧化物層513Α延伸到相鄰層區517中，在第二氧化物層547終止的點處終止于散熱區515之外。在槽區523中，減小的場氧化物層513Α終止于流體饋送槽511。減小的場氧化物層513Α具有未減小的厚度Tl的大約70%或更小、或大約60%或更小、或大約50%或更小、或大約40%或更小的厚度Τ2。此處，在散熱區515中的襯底之上沒有提供柵極層或蝕刻停止層。襯底509包括與散熱區515重疊并延伸到相鄰層區517和槽區523中的摻雜的P阱區533。例如，P阱區533沿著整個減小的場氧化物層513Α和在此之外延伸。
[0038]在示例中，流體噴射結構501不具有作為保護性蝕刻停止的多晶硅。干法蝕刻過程可以用于去除預先暴露的或經圖案化的第二氧化物層547。例如，當第二氧化物層547被蝕刻以清除第二氧化物層547的部分時，場氧化物暴露于要清除第二氧化物層547的相同蝕刻過程，從而對未被任何多晶硅保護的場氧化物進行蝕刻并減薄。在這個最終蝕刻之后，靠近第二氧化物層547的場氧化物513的厚度T2可以是原始場氧化物厚度T的80%或更小、70%或更小、60 %或更小、50 %或更小、40%或更小、30%或更小、或20%或更小。在示例中，減小的場氧化物層513A具有介于相鄰厚度T的大約20%和大約80%之間的厚度T2。在示例中，減小的場氧化物層513A終止于與第二氧化物層547大約相同的點處。因此，減小的場氧化物層513A從第二氧化物層547的端點一直延伸到流體饋送槽511。減小的場氧化物層513A減小，以便于足夠厚以致于提供在導電層537與襯底509之間的電隔離。因此，在減小的場氧化物層513A之下不需要η阱摻雜區531。
[0039]示例性流體噴射結構501可以提供適當的點火事件-絕緣和點火事件后冷卻。第一氧化物層535在點火事件期間使電阻器503熱絕緣，同時減小的第二氧化物層547和場氧化物513Α在點火后允許熱傳送到襯底509。導電層537和減小的場氧化物513Α幫助將熱傳導到襯底509。
[0040]在本公開內容中所描述的不同示例中，在電阻器附近的氧化物層足夠厚以致于在點火事件的持續時間期間絕緣，并且足夠薄以致于允許散熱到襯底以在點火之后并在被吹出點火室之后流體重新填充點火室之前將電阻器冷卻下來。在本公開內容的不同示例中，熱和冷事件出現在使用小于I毫秒一直到幾(數十)毫秒的脈沖寬度范圍時。在本公開內容的不同示例中，所有層厚度可以在大約1到大約2000nm的范圍內。例如，場氧化物層可以具有在大約200與大約100nm之間、例如在大約400與大約700nm之間的厚度。
[0041]可以通過使用適當的集成電路(IC)晶片制造技術(例如阻止場氧化物生長的圖案化膜或光刻法和干法或濕法蝕刻技術)來沉積并減小場氧化物。在不同的示例中，減小的場氧化物層厚度T2可以在相鄰厚度T的大約O與80%之間。例如，場氧化物的減小的厚度在被完全省略時是0% (例如，防止生長)或在只部分地被去除時高于0%，例如高達20%、30%、40%、50%、60%、70%或80%。其它層可以被設置或省略以提供足夠魯棒的電絕緣和隔離或在結構的制造期間提供化學或物理蝕刻停止。示例性流體結構的增強的熱性能可以至少在一些程度上抑制熱驅動問題，問題包括電阻器的鉭保護層的化學或物理降級和在電阻器上對污染物的沉積。可以得到執行得更好且更長的電阻器，并且可以使用本公開內容的示例中的一些示例來噴射更寬泛范圍的流體。
【主權項】
1.一種流體噴射結構，包括: 處于每英寸至少大約300個的間距的多個熱敏電阻器； 襯底； 位于所述襯底上的層，其包括: 位于每個電阻器與所述襯底之間的、接近所述電阻器的散熱區；以及靠近所述散熱區的相鄰層區，所述相鄰層區包括位于所述襯底上的、具有第一厚度的場氧化物，其中 位于所述散熱區中的減小的場氧化物具有介于所述第一厚度的大約0%與80%之間的減小的厚度。2.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中，至少一個熱敏電阻器材料層包括所述多個熱敏電阻器，其中，所述散熱區和所述相鄰層區由堆疊在所述襯底與所述熱敏電阻器材料層之間的層組成。3.根據權利要求1所述的流體噴射結構，包括至少一個流體槽和平行于所述流體槽的至少一個熱敏電阻器陣列，其中，所述減小的場氧化物場跨越整個熱敏電阻器陣列。4.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中: 所述相鄰層區包括除了所述相鄰層區中的所述場氧化物之外的至少一個氧化物層，并且 所述層沒有位于所述散熱區中的所述氧化物層。5.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中，位于所述散熱區中的氧化物層的平均厚度比位于所述相鄰層區中的氧化物層的平均厚度薄。6.根據權利要求1所述的流體噴射結構，包括導電電路層，所述導電電路層包括從所述相鄰層區延伸到所述散熱區中的金屬部件。7.根據權利要求6所述的流體噴射結構，其中，所述導電層是電源布線電路的部分。8.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中，所述散熱區沒有場氧化物。9.根據權利要求8所述的流體噴射結構，其中，至少一個柵極層設置在所述襯底與所述導電層之間。10.根據權利要求8所述的流體噴射結構，其中，所述襯底包括跨越所述散熱區的η阱區。11.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中，具有減小的層厚度的場氧化物被提供在所述散熱區中，并且沒有柵極層設置在所述散熱區中。12.根據權利要求11所述的流體噴射結構，其中，所述襯底包括跨越所述散熱區的P阱區。13.根據權利要求1所述的流體噴射結構，包括: 處于所述電阻器中的至少一個電阻器附近的至少一個點火室， 到所述點火室的流體饋送槽，其中 所述相鄰層區靠近與所述流體饋送槽相對的所述散熱區延伸，并且槽區被提供在所述散熱區與所述流體饋送槽之間，所述槽區包括覆蓋所述襯底并且終止于流體饋送槽處的場氧化物。14.根據權利要求1所述的流體噴射結構，其中，所述相鄰層區還包括: 熱敏電阻器材料層； 除了所述場氧化物以外的至少兩個氧化物層；以及 電源布線電路層;并且 所述散熱區還包括: 至少一個與所述相鄰層區相比更小的氧化物層； 所述電源布線電路層；以及 柵極氧化物層。15.一種流體噴射結構，包括: 包括熱敏電阻器陣列的至少一個熱敏電阻器材料層，所述熱敏電阻器陣列具有每英寸至少大約300個的間距； 襯底；以及 位于熱敏電阻器材料層與所述襯底之間的至少一個氧化物層，所述至少一個氧化物層包括: 位于所述襯底之上的接近所述電阻器的區中的減小的場氧化物層場，其用于在點火之后增強對所述電阻器的冷卻；以及 位于所述襯底之上的接近所述電阻器的區之外的未減小的場氧化物層。
【文檔編號】B41J2/14GK106068186SQ201480076794
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2014年6月30日 公開號201480076794.8, CN 106068186 A, CN 106068186A, CN 201480076794, CN-A-106068186, CN106068186 A, CN106068186A, CN201480076794, CN201480076794.8, PCT/2014/44845, PCT/US/14/044845, PCT/US/14/44845, PCT/US/2014/044845, PCT/US/2014/44845, PCT/US14/044845, PCT/US14/44845, PCT/US14044845, PCT/US1444845, PCT/US2014/044845, PCT/US2014/44845, PCT/US2014044845, PCT/US201444845
【發明人】B·D·鐘, G·P·庫克, M·H·海斯, A·L·戈澤爾, C·E·多明格, V·J·馬蒂, A·M·富勒, S·沙芬斯
【申請人】惠普發展公司，有限責任合伙企業