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CN100340405C - 静电激励器及其制造方法以及包括该静电激励器的设备 - Google Patents

静电激励器及其制造方法以及包括该静电激励器的设备 Download PDF

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CN100340405C
CN100340405C CNB038221098A CN03822109A CN100340405C CN 100340405 C CN100340405 C CN 100340405C CN B038221098 A CNB038221098 A CN B038221098A CN 03822109 A CN03822109 A CN 03822109A CN 100340405 C CN100340405 C CN 100340405C
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Abstract

一种静电激励器，具有高可靠性并且特性几乎不变。在衬底(1)上形成有电极(12a)，在电极上形成有多个分隔部件(50a)。在分隔部件(50a)上形成有振动片(19)并且振动片通过施加到电极(12a)的电压所产生的静电力可变形，使得通过蚀刻在电极(12a)和振动片(19)之间形成的牺牲层(14)的一部分，在分隔部件(50a)之间形成空气间隙(14a)。分隔部件(50a)由蚀刻之后牺牲层(14)的剩余部分形成。

Description

静电激励器及其制造方法以及包括该静电激励器的设备
技术领域
本发明涉及一种静电激励器，更具体而言，涉及一种用于液体排放机构、如喷墨记录设备的喷墨头的静电激励器。
背景技术
喷墨记录设备用作图像记录设备或成像设备，如打印机、传真机、复印机等。喷墨记录设备配备喷墨头作为液滴排放头。通常，这种喷墨头包括：一个或多个用于排放墨滴的喷嘴；与喷嘴连接的排放室；和用于产生压力以对排放室中的墨加压的压力产生装置。排放室可以称为加压室、墨室、液体室、加压液体室、压力室或墨通道。通过使用压力产生装置产生的压力对排放室中的墨加压，从喷嘴排放墨滴。
通常，对于喷墨头，使用压电型、热型和静电型以作为液滴排放头。压电喷墨头通过使用机电转换器、如压电元件作为压力产生装置，使形成排放室壁的振动片(隔膜)变形来排放墨滴。热喷墨头通过使用电热转换器、如设置于排放室中的热产生电阻的膜状沸腾来排放墨滴。静电喷墨头通过静电力使形成排放室壁的振动片变形来排放墨滴。
近年来，从环境问题的观点来看，不使用含铅部件的热型和静电型吸引引起了关注。特别是，除了无铅的特征之外，从低功耗的观点来看已经提出了数种静电喷墨头。
日本特开专利申请No.6-71882公开了一种设置有一对电极的静电喷墨头，在所述一对电极之间形成空气间隙。两个电极之一作为振动片，在与面对振动片的电极相对的振动片一侧形成填充墨的墨室。通过跨过电极(在振动片和电极之间)施加电压，在该对电极之间产生静电吸引力，导致电极(振动片)的变形。在撤除电压时，由于弹力使振动片返回到初始位置，由于振动片的返回力而排放墨滴。
此外，日本特开专利申请No.2001-18383和WO99/34979公开了一种喷墨头的结构，其中通过蚀刻牺牲层在振动片和电极之间形成小的空气间隙，并且液体室衬底连接到其上。
而且，日本特开专利申请No.11-314363公开了一种喷墨头，通过形成带有墨能流入的间隙的悬臂梁或跨立式梁(straddle mounted beam)的振动片，并在间隙中填充高介电常数的墨，所述喷墨头可以用低电压驱动。
此外，日本特开专利申请No.9-193375公开了具有彼此非平行设置的振动片和电极的喷墨头。
此外，日本特开专利申请No.2001-277505公开了一种喷墨头，其通过改变在电极上形成的介电绝缘层的厚度以产生非平行电场而试图以低电压驱动。
在包含配备有振动片和面对振动片的电极的静电激励器的静电喷墨头中，需要使电极之间的空气间隙非常小，从而实现低电压驱动。
但是，在上述日本特开专利申请No.6-71882所公开的喷墨头中，因为通过蚀刻形成空腔并通过阳极接合(anode junction)来键合振动片衬底以形成空气间隙，很难精确地形成几乎不变的小空气间隙，这会造成产率低的问题。
因此，在上述日本特开专利申请No.2001-18383所公开的喷墨头中，尽管根据使用蚀刻牺牲层的间隙形成方法形成足够精度的空气间隙，但由于在振动片中形成用于蚀刻牺牲层的蚀刻孔，存在振动片的可靠性低的问题。此外，因为使用在蚀刻牺牲层之后用绝缘层密封蚀刻孔的方法，密封蚀刻孔的绝缘层必须较厚。因此，存在振动片的刚性增加和驱动电压增大的问题，这会造成振动片刚性的波动。而且，由于形成了空气间隙，激励器衬底的表面不平，当连接液体室衬底时，需要高对准精度。而且，因为接合面积小，易于引起操作失误、如连接时的接触所致的破裂等，也存在可靠性降低和产率降低的问题。
而且，在上述日本特开专利申请No.11-314363所公开的喷墨头中，尽管通过蚀刻牺牲层形成空气间隙，但振动片具有悬臂梁或跨立式梁的结构，并且空气间隙与液体室连通。在这种情况下，因为无需形成用于蚀刻牺牲层的蚀刻孔，并允许墨进入空气间隙，可通过使用减小有效空气间隙的高介电常数墨来实现低电压驱动。但是，因为电压施加到间隙中的墨上，易于出现墨成分凝结的问题，并且由于间隙中墨的导电，存在不能进行高速驱动的问题。
而且，上述日本特开专利申请No.9-193375和日本特开专利申请No.2001-277505没有公开任何形成非平行空气间隙的方法或任何用于改变介电绝缘层厚度的具体方法，因此，没有解决很难形成具有几乎不变的小空气间隙的问题。
在静电喷墨头中，振动片和电极之间距离的尺寸精度很大程度上影响静电喷墨头的性能。特别是，在喷墨头的情况下，如果每个激励器的特性变化大，打印精度和图像再现质量显著下降。而且，为了获得低电压操作，空气间隙的尺寸必须为0.2μm-2.0μm，这要求更高的尺寸精度。
日本特开专利申请No.2001-18383和WO99/34979公开了通过应用牺牲层工艺(蚀刻牺牲层)和将流动通道衬底连接其上，以在振动片和电极之间形成小空气间隙而构造的喷墨头。根据这种方法，空气间隙的尺寸取决于形成牺牲层工艺中的变化，因此，可以抑制尺寸的变化，由此获得高精度和高可靠性的激励器和喷墨头。
而且，当使用上述的牺牲层工艺形成空气间隙时，需要密封用于去除牺牲层的通孔(牺牲层去除孔)。因此，WO99/34979公开了在去除牺牲层之后，用通过PVD或CVD法形成的Ni膜或SiO2膜封闭牺牲层去除孔。但是，如果牺牲层去除孔用这种膜淀积法密封，膜的成分会进入空气间隙。此外，牺牲层去除孔也用于保持隔墙的强度，它们不能做得太小。因此，通过使用PVD或CVD法的膜淀积密封牺牲层去除孔会影响激励器的操作特性和可靠性，并且其不能处理稠化问题。
而且，在日本特开专利申请No.2001-18383所公开的喷墨头中，在分隔部件和振动片中形成了台阶，这在连接流动通道衬底时需要高的精度。而且，因为在去除牺牲层之后，薄振动片浮置在周围的部件上，振动片在后续工艺中会被损伤，很难以足够的产率制造激励器。
此外，尽管牺牲层去除孔通过使用真空装置的膜淀积法形成的膜来密封，但使用真空装置会产生问题。如果用真空装置进行膜淀积，膜淀积工艺在真空环境中进行并且振动片和电极之间的空气间隙在真空中密封。因此，当激励器暴露于大气时，由于在空气间隙内的负压，会产生振动片弯曲的问题。此外，如果有振动片的弯曲变化，会出现振动片的位移变化。此外，因为真空密封不能提供密封于空气间隙中的气体的阻尼效应，相对于振动片厚度变化的振动振幅的变化变大。
为了解决这个问题，需要提供用于对大气开放空气的结构或工艺，这造成成本增加和产率下降。因此，如果使用传统的牺牲层工艺，难以用低成本获得具有高精度和可靠性的静电激励器。
同时，在喷墨记录设备中，为了以高速实现彩色图像的高清晰度记录，使用利用微型机械技术的高密度处理以获得高质量图像。因此，构成喷墨头的部件的材料从金属或塑料转移到硅、玻璃或陶瓷。特别是，硅用作适于微处理的材料。
而且，在彩色化方面，墨和记录介质的发展是主流，相对于墨的构成和成分已进行了发展，以便优化吸收性、彩色特性和颜色混合防止特性，或者改善打印介质的长期存储和墨本身的存储稳定性。
在这种情况下，根据墨的混合和喷墨头组成部件的材料，组成部件可以溶解在墨中。特别是，如果流动通道形成部件由硅形成，硅在墨中洗提并淀积在喷嘴部件上，这样由于喷嘴阻塞或墨的着色下降，造成了图像质量的下降。而且，在使用由薄硅膜形成的振动片的喷墨头中，如果形成振动片的硅在墨中洗提，会改变振动特性或者振动片不能振动。
如果改变组成部件的材料以解决所述问题，在许多情况下难以实现高密度处理或者处理精度会下降。而且，材料的变化要求制造工艺或装配工艺较大地变化，这导致了喷嘴密度的增加，因而造成打印质量的下降。
另一方面，如果通过调整墨的成分来解决问题，因为墨的成分和构成被初始调整所以高质量图像会变差，因此，优化相对于记录介质的渗透性和着色特性，从而提高打印质量并提高存储稳定性。
因此，在传统的喷墨头中，在与墨接触的流动通道形成部件的表面上形成具有抗墨性的薄膜。例如，在WO98/42513中公开了在与墨接触的表面上形成钛、钛化合物或氧化铝。在日本特开专利申请No.5-229118公开了在与墨接触的表面上形成氧化膜。在日本特开专利申请No.10-291322中公开了在氧化硅膜的表面上形成具有抗墨性的薄膜，如氧化物、氮化物或金属。在日本特开专利申请No.2000-246895中公开了在压电材料形成的墨室表面上形成有机树脂膜。
在上述的喷墨头中，可以形成有机树脂膜、如对二甲苯作为在具有复杂三维结构和振动片的墨室侧壁上的抗腐蚀膜。因为通过真空汽相淀积法形成有机树脂膜、如对二甲苯，由于其淀积性质，膜的覆盖特性不好，并且液体室内部或振动片上的膜厚度的分布出现较大的不均匀性。
当膜厚度很小的区域与墨长期接触时，存在长期可靠性的较大问题，因为抗腐蚀膜被溶解，最终基底材料被腐蚀。而且，由于在振动片上有机树脂膜的膜厚度变化造成的内部应力的分布而产生大的弯曲，这引起喷墨特性的较大变化。
而且，在用溅射法或汽相淀积法在振动片上形成金属抗墨膜的喷墨头中，与上述有机树脂膜类似，抗腐蚀膜的覆盖特性较差。依赖于其中以非常小的厚度形成抗腐蚀膜的区域、位置，当墨长期接触这样的区域时，抗腐蚀膜被溶解，最后基底材料被腐蚀。因此，不能获得长期的可靠性，并且由于金属抗墨膜的厚度波动，在振动片中产生较大弯曲，这造成了喷墨特性的变化。
特别是，这个问题在静电头中比压电头中更严重，因为振动片弯曲和驱动电压不同于设计值导致振动片和电极之间的距离变化。
而且，在形成上述抗腐蚀膜的喷墨头中，因为振动片和电极之间的空气间隙没有密封，操作的可靠性低，使得由于外部环境例如湿度的影响，造成振动片与电极接触。
而且，在振动片和电极之间的空气间隙被密封从而不受外部环境影响的喷墨头中，因为在振动片上没有形成抗腐蚀膜，能使用的墨的PH值受到限制，因此必须保持与墨的匹配，增加了成本。
发明内容
本发明的目的是提供具有更少特性变动并具有高可靠性的静电激励器和使用这种静电激励器的各种设备。
本发明提供了能用低电压驱动的静电激励器和使用这种静电激励器的各种设备。
本发明提供了一种静电激励器和使用这种静电激励器的设备，其通过防止组成部件的腐蚀和防止外部环境的影响，能够提供稳定的液体排放性能和足够的长期可靠性。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面提供了一种静电激励器，包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压产生的静电力而可以变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
根据上述发明，因为通过蚀刻牺牲层形成振动片和电极之间的空气间隙，振动片和电极之间的距离可以被精确地设定为牺牲层的厚度。此外，在通过蚀刻形成空气间隙后，限定振动片和电极之间空气间隙的分隔部件通过牺牲层的剩余部分形成，振动片的上表面可以变平。因此，根据本发明的静电激励器通过半导体制造工艺形成，导致具有更小特性变化的稳定性能。
在根据本发明的静电激励器中，衬底优选为硅衬底。
根据本发明的静电激励器还可以包括在对应于分隔部件的位置处的伪电极(dummy electrode)，伪电极通过分离槽(separation groove)与电极电分离。
在根据本发明的静电激励器中，牺牲层优选由选自多晶硅、非晶硅、氧化硅、铝、氮化钛和树脂构成的组中的材料形成。此外，电极优选由选自多晶硅、铝、钛、氮化钛、硅化钛、钨、硅化钨、钼、硅化钼和ITO(氧化铟锡)组成的组中的材料形成。
在根据本发明的静电激励器中，可以在电极上形成绝缘层，并用绝缘层填充分离槽。绝缘层的厚度优选等于或大于每个分离槽宽度的一半。
在根据本发明的静电激励器中，通过分离槽划分牺牲层，并在牺牲层上形成绝缘层，使得用绝缘层填充分离槽。绝缘层的厚度优选等于或大于每个分离槽宽度的一半。
在根据本发明的静电激励器中，牺牲层优选由导电材料形成，并且牺牲层的剩余部分电连接到衬底、电极和振动片之一，使得剩余部分与衬底、电极和振动片之一等电势。此外，牺牲层优选由导电材料形成，伪电极和牺牲层剩余部分中的至少一个可用作电连线(electric wiring)的一部分。
根据本发明的静电激励器还可以包括在电极和面对电极的振动片表面上的绝缘层，其中牺牲层可由多晶硅和非晶硅之一形成，绝缘层可由氧化硅形成。
在根据本发明的静电激励器中，牺牲层由氧化硅形成，电极可由多晶硅形成。
在根据本发明的静电激励器中，可在振动片中形成通孔，以用于通过通孔用蚀刻去除部分牺牲层，从而形成空气间隙。
在根据本发明的静电激励器中，通孔可位于分隔部件附近。振动片基本上具有矩形形状，并且振动片的短边可基本上等于或小于150μm。沿与面对振动片的电极表面垂直的方向测量的空气间隙的距离基本上是0.2μm-2.0μm。
另外，在根据本发明的静电激励器中，多个通孔沿振动片的长边、以等于或小于振动片短边长度的间隔排列。
根据本发明的静电激励器还可以包括：形成在振动片中的通孔，以用于通过所述通孔去除部分牺牲层从而形成空气间隙；以及形成在与面对电极的表面相对的表面上的树脂膜，其中通过树脂膜的接合表面(joining surface)来密封通孔。每个通孔的横截面面积基本上等于或大于0.19μm2并且等于或小于10μm2。在通孔的开口周围的绝缘层厚度基本上等于或大于0.1μm。电极和振动片之间的空气间隙基本上等于或大于0.1μm。树脂膜相对于与振动片接触的物质具有抗腐蚀性。树脂膜可由聚苯并唑(polybenzaoxazole)膜和聚酰亚胺膜之一形成。
根据本发明的静电激励器还可包括连接到振动片的上表面的部件，其中通过所述部件的接合表面来密封通孔。
根据本发明的静电激励器还可以包括形成在面对电极的振动片表面上的绝缘层，其中靠近彼此相邻的分隔部件之间中心的绝缘层的厚度大于靠近分隔部件的绝缘层的厚度。
根据本发明的静电激励器还可以包括形成在电极上的绝缘层，其中靠近彼此相邻的分隔部件之间中心的绝缘层的厚度大于靠近分隔部件的绝缘层的厚度。
在根据本发明的静电激励器中，可在电极和衬底之间形成空腔，并且电极可具有将空腔连接到空气间隙的连接通孔。
根据本发明的静电激励器还可以包括在电极两侧的绝缘层，其中电极和绝缘层的总厚度超过振动片的厚度。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种静电激励器的制造方法，包括以下步骤：在衬底上形成电极；在电极上形成牺牲层；在牺牲层上形成振动片，该振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻去除部分牺牲层，形成电极和振动片之间的空气间隙，使得蚀刻之后牺牲层的剩余部分形成界定空气间隙的分隔部件。
根据上述发明，因为通过蚀刻牺牲层形成振动片和电极之间的空气间隙，振动片和电极之间的距离可以被精确地设定至牺牲层的厚度。此外，在通过蚀刻形成空气间隙后，界定振动片和电极之间的空气间隙的分隔部件由牺牲层的剩余部分形成，可以使振动片的上表面平坦。因此，根据本发明的静电激励器通过半导体制造工艺形成，导致特性变化很小的稳定性能。
在根据本发明的静电激励器的方法中，空气间隙形成步骤优选包括在形成电极和振动片之后蚀刻部分牺牲层。
另外，根据本发明的静电激励器的方法，还包括在形成牺牲层之前，在电极上形成绝缘层的步骤，其中空气间隙形成步骤包括蚀刻绝缘层，使得靠近彼此相邻的分隔部件之间中心的绝缘层的厚度大于靠近分隔部件的绝缘层的厚度。
根据本发明的静电激励器的方法，还包括在形成牺牲层之后，在面对电极的振动片的表面上形成绝缘层的步骤，其中空气间隙形成步骤包括蚀刻绝缘层，使得靠近彼此相邻的分隔部件之间中心的绝缘层的厚度大于靠近分隔部件的绝缘层的厚度。
根据本发明的静电激励器的方法，还包括：在电极上形成绝缘层的步骤；以及在面对电极的振动片的表面上形成绝缘层的步骤，其中通过使用六氟化硫(SF6)或二氟化氙(XeF2)的等离子体蚀刻法和使用氢氧化四甲铵(TMAH)的湿蚀刻法之一来进行牺牲层的蚀刻。
根据本发明的静电激励器的制造方法，还包括步骤：在振动片中形成通孔，用于去除部分牺牲层；以及在振动片上形成树脂膜，以便密封所述通孔。
在根据本发明的静电激励器的制造方法中，振动片形成步骤可包括形成短边基本等于或小于150μm的矩形形状的振动片的步骤。振动片形成步骤可包括形成防止振动片弯曲的防弯曲膜(bend-preventing film)的步骤。另外，树脂膜形成步骤可包括通过将其上形成树脂膜的振动片的表面暴露于包括六氟化硫(SF6)或二氟化氙(XeF2)的氟化物混合气体而改变振动片的表面条件的步骤。另外，树脂膜形成步骤可包括通过将其上形成树脂膜的振动片的表面暴露于等离子体而改变振动片的表面条件的步骤。树脂膜形成步骤可包括通过相对于将与振动片接触的液体具有抗腐蚀性的材料来形成树脂膜的步骤。树脂膜形成步骤可包括通过旋涂法形成树脂膜。
根据本发明的静电激励器的制造方法，还包括步骤：在振动片中形成多个通孔，用于去除部分牺牲层；以及将密封部件连接到振动片的表面，以便密封所述通孔。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种液滴排放头，包括：用于排放液滴的喷嘴；与喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及用于对储存在液体加压室中的液体加压的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
在根据本发明的液滴排放头中，可在振动片中形成多个通孔，用于通过所述通孔经由蚀刻去除部分牺牲层从而形成空气间隙，并且形成液体加压室的流动通道形成部件密封振动片的通孔。可靠近分隔部件形成通孔。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种液体供应盒(liquid supplycartridge)，包括：用于排放液滴的液滴排放头；以及与液体排放头集成的液体罐(liquid tank)，用于将液体供应到液滴排放头，其中所述液滴排放头包括：用于排放液滴的喷嘴；与喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及用于对储存在液体加压室中的液体加压的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种喷墨记录设备，包括：用于排放墨滴的喷墨头；以及与喷墨头集成的墨罐，用于将墨供给喷墨头，其中喷墨头包括：用于排放墨滴的喷嘴；与喷嘴连接并储存墨的液体加压室；以及用于对储存在液体加压室中的墨加压的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种液体喷射设备，包括：用于排放液滴的液滴排放头；以及与液体排放头集成的液体罐，用于将液体供应到液滴排放头，其中所述液滴排放头包括：用于排放液滴的喷嘴；与喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及用于对储存在液体加压室中的液体加压的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种微型泵，包括：液体通过其流动的流动通道；用于使流动通道变形使得液体在流动通道中流动的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分。
另外，根据本发明的另一方面，提供了一种光学装置，包括：反射光的镜；以及用于使所述镜变形的静电激励器，其中所述静电激励器包括：衬底；形成在衬底上的电极；形成在电极上的多个分隔部件；形成在分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到电极上的电压所产生的静电力而可变形；以及通过蚀刻形成在电极和振动片之间的部分牺牲层而形成在多个分隔部件之间的空气间隙，其中所述分隔部件包括在蚀刻之后的牺牲层的剩余部分，并且所述镜形成在振动片上，使得所述镜通过振动片的变形而可变形。
通过结合附图的以下详细描述，本发明的其它目的、特征和优点将变得更加明了。
附图说明
图1A是根据本发明第一实施例的静电激励器的平面图；
图1B和1C是根据本发明第一实施例的静电激励器的横截面图；
图2A、2B和2C是用于说明被绝缘层填充的分离槽的合适宽度的横截面图；
图3A和3B是根据本发明第二实施例的静电激励器的横截面图；
图4是用于说明施加到各个电极上的一组电势的激励器的横截面图；
图5A和5B是用于说明当设置伪电极时施加到各个电极的一组电势的激励器的横截面图；
图6A是根据本发明第三实施例的静电激励器的透视平面图；
图6B是沿图6A的线X1-X1′的横截面图；
图6C是沿图6A的线X2-X2′的横截面图；
图6D是沿图6A的线Y1-Y1′的横截面图；
图6E是沿图6A的线Y2-Y2′的横截面图；
图7A、7B和7C是牺牲层去除孔排布实例的平面图；
图8是表示当通过蚀刻去除牺牲层时，从牺牲层去除孔到反应面之间距离的关系曲线图；
图9A、9B和9C是用于说明牺牲层去除和牺牲层的蚀刻区域之间的距离关系的图；
图10A-10D是用于说明牺牲层去除孔的视图；
图11A和11B是用于说明通过树脂膜密封牺牲层去除孔的激励器的横截面图；
图12A-12G是沿平行于振动片短边的线得到的横截面图；
图13A-13D是用于说明防弯曲膜实例的横截面图；
图14A和14B是根据本发明第四实施例的静电激励器的横截面图；
图15A和15B是根据本发明第五实施例的静电激励器的横截面图；
图16是根据本发明第六实施例的静电激励器的横截面图；
图17A-17G是沿平行于振动片短边的线得到的横截面图，用于说明图16所示的静电激励器的制造过程；
图18是根据本发明第七实施例的喷墨头的横截面图；
图19是图18所示的喷墨头的透视平面图；
图20A-20E是用于说明图18所示的喷墨头的制造方法的横截面图；
图21是根据本发明第八实施例的喷墨头在喷嘴形成部件抬起并且激励器形成部件的一部分被切除的状态下的透视图；
图22是沿平行于振动片短边的线得到的喷墨头的横截面图；
图23A是喷墨头的透视平面图；
图23B是沿平行于振动片短边的线得到的喷墨头的横截面图；
图23C是沿平行于振动片长边的线得到的喷墨头的横截面图；
图24A-24F是沿平行于振动片短边的线得到的横截面图，用于说明图21所示的喷墨头的制造过程；
图25是根据本发明的液滴排放头的墨盒集成头的透视图；
图26是根据本发明的喷墨记录设备的透视图；
图27是图26所示的喷墨记录设备的机械部件的侧视图；
图28是根据本发明的微型泵的一部分的横截面图；
图29是根据本发明的光学装置的横截面图；
图30是根据本发明的光学设备的透视图。
具体实施方式
第一实施例
现将参照图1A，1B和1C以及图2A，2B和2C来描述本发明的第一实施例。图1A是根据本发明第一实施例的静电激励器的平面图。图1B和1C分别表示沿图1A的线X1-X1′和线X2-X2′得到的横截面图(两个平行的横截面)。
在这些图中，1表示形成激励器的衬底；11为绝缘层；12a为电极(可以称为单个电极)；14为牺牲层；15为绝缘层(可以称为振动片侧绝缘层)；16为振动片电极层；17为绝缘层，其也用于振动片的应力调整。此外，19表示由绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17构成的振动片。另外，14a表示通过去除部分牺牲层形成的空气间隙；“g”为空气间隙的距离；60为牺牲层去除孔(通孔)；50a为分隔部件；14b为剩余在分隔部件50a中的剩余牺牲层；10为其中形成激励器的激励器形成部件。
第一实施例的激励器形成部件10包括：形成激励器的衬底1；形成在衬底1上的电极12a；形成在电极12a上的分隔部件50a；形成在分隔部件50a上的振动片19，其通过施加给电极12a的电压所产生的静电力而变形；形成在相邻的分隔部件50a之间的空气间隙14a；通过蚀刻去除形成在电极12a和振动片19的电极16之间的牺牲层14的蚀刻部分来形成空气间隙14a。应注意的是，没有被蚀刻去除的牺牲层14的其它部分剩余在分隔部件50a中。
通过重复膜淀积和膜处理(光刻和蚀刻)来形成激励器形成部件10，使得在高清洁度的衬底上形成电极和绝缘层。通过使用硅制成衬底1，可以采用高温处理来形成激励器形成部件10。应该注意的是，高温处理指的是用于形成高质量膜的处理，如热氧化法或热氮化法，形成高温氧化膜(HTO)的热CVD法或形成高质量氮化物膜的LP-CVD法。通过采用高温处理，高质量电极材料和绝缘材料变得可以使用，这可以提供具有极佳传导性和绝缘性的激励器装置。而且，高温处理在膜厚度的可控性和可重复性方面极佳，由此提供电特性几乎不变的激励器装置。而且，因为可控性和可重复性极佳，工艺设计变得简单，并且可以实现低成本的大批量生产。
在图1B和1C中，电极层12形成在形成于衬底1上的绝缘层11上，并且通过分离槽82被划分成每个信道(每驱动位)。如图1C中用虚线圈起来的部分A1所示，分离槽82被形成在电极层12上的绝缘层13填充。因此，通过用分离槽82划分电极层12并且用绝缘层13覆盖电极层12从而用绝缘层13填充分离槽82，可以在后续工艺中形成几乎没有台阶或不平度的平坦表面。结果，可以获得具有高精度尺寸并且电特性几乎不变的激励器。
图2A、2B和2C是用于说明被绝缘层填充的上述分离槽的合适宽度的横截面图。图2A是图1C的部分A1的放大横截面图。
在分离槽中填充绝缘层的重要要素是能够形成共形绝缘层(conformalinsulating layer)的膜淀积法以及分离槽宽度与绝缘层厚度之间的关系。图2B和2C表示对于分离槽的宽度与绝缘层的厚度之间关系变化的绝缘层的状态。在这种情况下，热CVD(热化学汽相淀积)法作为用于绝缘层的膜淀积法是有效的，并且HTO膜是通过热CVD法形成的典型绝缘层。关于绝缘层的厚度t1，优选将厚度t1设定为等于或大于分离槽宽度s1的1/2，从而形成基本平坦的绝缘层表面。对于分离槽82的宽度s1，优选将宽度s1设定为等于或小于绝缘层厚度t1的两倍。根据上述关系，分离槽82可以完全由绝缘层填充，得到如图2C所示的基本上平坦的绝缘层表面。因此，由于通过形成厚度等于或大于电极层分离槽的宽度的1/2的绝缘层而基本消除了表面水平差，因而下面说明的后续工艺，诸如空气间隙形成工艺、树脂膜形成工艺或者与其它部件的连接工艺可以容易地进行。结果，可以获得具有精确距离空气间隙的激励器，同时，可以努力降低成本并提高可靠性。
这里，作为用于形成电极12a的电极层12的材料，优选使用复合硅化物(compound silicide)如多晶硅、硅化钛、硅化钨或硅化钼，或者使用金属化合物如氮化钛。因为这些材料可以以稳定的质量被淀积和处理，并且可以被制成能经受住高温处理的结构，所以相对于其它工艺的温度存在很少的限制。例如，可以在电极层12上层叠HTO(高温氧化物)膜等作为绝缘层13，HTO膜是具有高可靠性的绝缘层。因此，选择范围可以扩大，能够努力降低成本并提高可靠性。此外，也可以使用诸如铝、钛、钨、钼或ITO的材料。通过使用这些材料，可以实现显著的电阻减小，这导致了驱动电压的降低。此外，由于这些材料制成的膜的淀积和处理可以以稳定的质量很容易地实现，因而可以实现成本降低并提高可靠性。
在图1B和1C中，尽管通过蚀刻去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a，但用14b表示并嵌入图1B中的分隔部件50a的牺牲层14的其它部分在本发明中保留而不去除。因为空气间隙14a的距离g是通过去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a的牺牲层14的厚度精确限定的，所以空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，由此实现特性几乎不变的精确激励器。这里，空气间隙14a的距离“g”对应于振动片19和电极12a之间空气间隔的尺寸。此外，因为防止外部物质进入空气间隙，其可以用稳定的产率制成并且可以获得可靠的激励器。另外，因为在分隔部件50a中保留了牺牲层14b并且用分隔部件50a牢固地固定振动片19，可以很好地保持空气间隙14a的距离“g”的精度，激励器的结构耐久性极佳。而且，因为在每个分隔部件50a中保留了牺牲层14b，所以在振动片19的表面上几乎没有台阶或不平度，这使得在激励器形成部件10上形成基本平坦的表面。因此，可以容易地进行后面提及的树脂膜的形成或用于将激励器连接到其它部件的工艺，这使得成本降低并提高了可靠性。
这里，作为牺牲层14的材料，优选使用多晶硅或非晶硅。这些材料可以通过蚀刻被非常容易地去除，并且，优选使用利用SF6气体的各向同性干蚀刻法，利用XeF2气体的干蚀刻法或者利用氢氧化四甲铵(TMAH)溶液的湿蚀刻法。此外，因为多晶硅和非晶硅被普遍使用，材料不贵并经受得住高温，在后续工艺中的工艺自由度也较高。另外，因为通过在牺牲层上面和下面设置具有高抗蚀刻性的氧化硅膜(绝缘层13和15)而使极其重要的空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，所以可以获得具有很小性能变动的精确激励器。而且，也容易以低成本大批量生产。
对于牺牲层14的材料，可以使用氮化钛、铝、氧化硅或聚合物材料如树脂膜。此外，在树脂膜中，优选使用感光树脂材料(抗蚀剂材料)，因为这种材料容易处理。尽管蚀刻剂(蚀刻材料)和空气间隙形成工艺依赖于形成牺牲层14的材料并且其工艺难度和加工成本可依据牺牲层14的材料而变化，但可以基于其目的来选择牺牲层14的材料。
当氧化硅膜用于牺牲层14时，优选使用多晶硅作为蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物(etching stopper))。多晶硅膜普遍用于电极层12和振动片电极层。为了去除形成牺牲层14的氧化膜，优选使用湿蚀刻法，HF汽相法、化学干蚀刻法等。如果在空气间隙14a之内需要绝缘层，则通过氧化遗留下来作为蚀刻阻挡物的多晶硅膜的表面可以形成所述绝缘层。因此，如果氧化硅膜用作牺牲层14，可以通过使用用于半导体制造工艺的蚀刻材料来进行牺牲层14的去除。此外，如果在牺牲层14的两侧形成了多晶硅膜，可以实现几乎不变的制造工艺。另外，多晶硅膜实际上可以用作电极，这能够以低成本大批量生产。而且，这样获得的激励器也具有高质量和高精度。
此外，通过牺牲层14的材料和蚀刻剂的不同组合可以实现相似的工艺。例如，当聚合物材料用于牺牲层14时，可以通过O2等离子体或剥离液体(exfoliation liquid)来去除牺牲层14。当铝用于牺牲层14时，可以通过诸如KOH的液体来去除牺牲层14。当氮化钛用于牺牲层14时，可以通过化学制品如NH3OH和H2O2的混合溶液来去除牺牲层14。
在图1B和1C中，通过具有依次堆叠的绝缘层15、用作公共电极的振动片电极层16和用作振动片应力调整的绝缘层17的层叠薄膜，来构成振动片19。应该注意的是，绝缘层15用作蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物)，也用作用于留下分隔部件50a的牺牲层14b的保护膜。如用图1C所示的虚线圈起来的部分A2所示，在牺牲层14b的壁表面上的绝缘层15对应于已填充在形成于牺牲层14中的分离槽84中的材料。在图1B和1C所示的实例中，尽管牺牲层14的分离槽84仅用绝缘层15填充，但除了绝缘层15之外，也可以用振动片的其它结构层如电极层和绝缘层17来填充分离槽84。通过在划分牺牲层14的分离槽84中填充绝缘层15，可以使形成在绝缘层15表面上的台阶或不平度很小。而且，由于填充在分离槽84中的绝缘层15的存在，在分隔部件中剩余了牺牲层14b。小台阶或不平度的效果如上所述。此外，因为被填充的绝缘层15可靠地固定到牺牲层14b的壁表面上，使得振动片19被分隔部件50a牢固地固定，由此获得的激励器的空气间隙14a的距离“g”的精度高，而且结构耐久性极佳。
此外，与在电极层12的分离槽82中填充绝缘层13的情况类似，在绝缘层15填充在牺牲层14的分离槽84中的情况下，优选形成厚度等于或小于牺牲层14的分离槽84宽度的1/2的绝缘层15。但是，也可以在分离槽84中填充整个振动片层(绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17的叠层)。因此，通常，牺牲层14的分离槽84的宽度可以大于电极层12的分离槽82的宽度。如上所述，几乎可以消除激励器形成部件的表面的水平差(台阶或不平度)，这种效果与前面说明的效果相同。
作为构成部分振动片19的振动片电极层16的材料，出于与电极层12的材料相同的原因，可以使用如多晶硅、硅化钛、硅化钨、硅化钼、氮化钛、铝、钛、钨、钼的材料。此外，也可以使用如ITO膜的透明膜，透明导电膜(nesa film)或ZnO薄膜。当使用透明膜时，可以容易地进行对空气间隙14a内部的检查。因此，在制造过程中可以检测出异常性，这有助于实现成本的降低和可靠性的提高。
如上所述，由于在电极层12的分离槽82中填充了绝缘层13，在牺牲层14的分离槽84中填充了绝缘层15，牺牲层14b剩余在分隔部件50a中，以及通过形成在振动片19中的牺牲层去除孔60来蚀刻牺牲层14，使得激励器形成部件10的表面(振动片19的表面)基本上平坦。因为激励器的表面变平坦，为了通过密封牺牲层去除孔60而获得环境抵抗性(对于高湿度的措施)并获得振动片的抗腐蚀性的目的，可以如后面所述进行树脂膜形成工艺。而且，当需要将分离的部件与激励器装置连接时，可以容易地进行这种连接工艺。
如上所述，根据本实施例的静电激励器具有极少的特性变化以及高可靠性。此外，根据本实施例的静电激励器可以用低成本大批量生产。
第二实施例
现将参照图3A和3B，图4，图5A和5B描述本发明的第二实施例。在图3A和3B，图4，图5A和5B中，与图1B和1C所示部件相同的部件用相同的附图标记表示。
在图中，1表示形成激励器的衬底；11为绝缘层；12a为电极(可以称为单个电极)；12b为伪电极；14为牺牲层；15为绝缘层(可以称为振动片侧绝缘层)；16为振动片电极层；17为绝缘层，其也起振动片应力调整的作用。此外，19表示由绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17构成的振动片。另外，14a表示通过去除部分牺牲层形成的空气间隙；“g”为空气间隙的距离；60为牺牲层去除孔(通孔)；50a为分隔部件；14b为遗留在分隔部件50a中的剩余牺牲层；10为其中形成激励器的激励器形成部件。
图3A和3B分别表示不设置和设置牺牲层去除孔60的情况下的部分激励器的横截面图(两个平行横截面)。
第二实施例的激励器形成部件10包括：形成激励器的衬底1；形成在衬底1上的电极层12(电极12a和伪电极12b)；形成在电极层12上的分隔部件50a；形成在分隔部件50a上的振动片19，其通过施加给电极12a的电压所产生的静电力而可变形；形成在相邻的分隔部件50a之间的空气间隙14a。通过蚀刻去除形成在电极12a和振动片19的电极16之间的部分牺牲层14，来形成空气间隙14a。应该注意的是，没有被蚀刻去除的牺牲层14的其它部分遗留在分隔部件50a中作为剩余牺牲层14b。
通过重复膜淀积和膜处理(光刻和蚀刻)来形成激励器形成部件10，使得在高清洁度的衬底上形成电极和绝缘层。通过使用硅制成衬底1，可以采用高温处理来形成激励器形成部件10。应该注意的是，高温处理指的是用于形成高质量膜的处理，如热氧化法或热氮化法，形成高温氧化膜(HTO)的热CVD法或形成高质量氮化物膜的LP-CVD法。通过采用高温处理，高质量电极材料和绝缘材料变得可以使用，这可以提供具有极佳传导性和绝缘性的激励器装置。而且，高温处理在膜厚度的可控性和可重复性方面极佳，由此提供电特性几乎不变的激励器装置。而且，因为可控性和可重复性极佳，工艺设计变得简单，并且可以实现低成本的大批量生产。
在图3A和3B中，电极层12形成在形成于衬底1上的绝缘层11上，并且通过分离槽82被划分成每个信道(每驱动位)。如图3B中用虚线圈起来的部分A3所示，分离槽82被形成在电极层12上的绝缘层13填充。因此，通过用分离槽82划分电极层12并且用绝缘层13覆盖电极层12从而用绝缘层13填充分离槽82，可以在后续工艺中形成几乎没有台阶或不平度的平坦表面。结果，可以获得具有高精度尺寸并且电特性几乎不变的激励器。
为了用绝缘层13完全填充分离槽82，优选将绝缘层13的厚度设定为基本等于或大干分离槽宽度的1/2，以便形成基本上平坦的绝缘层表面。或者，优选将分离槽的宽度设定为等于或小于绝缘层厚度的两倍。根据上述关系，分离槽可以完全被绝缘层填充，这导致基本上平坦的绝缘层表面。因此，由于通过形成厚度基本等于或大于电极层12的分离槽82宽度的1/2的绝缘层而基本消除了表面水平差，因而下面说明的后续工艺，诸如空气间隙形成工艺、树脂膜形成工艺或者与其它部件的连接工艺可以容易地进行。结果，可以获得具有精确距离空气间隙的激励器，同时，可以努力降低成本并提高可靠性。
这里，作为用于形成电极12a的电极层12的材料，优选使用复合硅化物如多晶硅、硅化钛、硅化钨或硅化钼，或者使用金属化合物如氮化钛。因为这些材料可以以稳定的质量被淀积和处理，并且可以被制成能经受住高温处理的结构，所以相对于其它工艺的温度存在很少的限制。例如，可以在电极层12上层叠HTO(高温氧化物)膜等作为绝缘层13，HTO膜是具有高可靠性的绝缘层。因此，选择范围可以扩大，能够努力降低成本并提高可靠性。此外，也可以使用诸如铝、钛、钨、钼或ITO的材料。通过使用这些材料，可以实现显著的电阻减小，这导致了驱动电压的降低。此外，由于这些材料制成的膜的淀积和处理可以以稳定的质量很容易地实现，因而可以实现成本降低并提高可靠性。
在图3A和3B中，尽管通过蚀刻去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a，但用14b表示并嵌入图1B中的分隔部件50a的牺牲层14的其它部分在本发明中保留而不去除。因为空气间隙的距离g是通过去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a的牺牲层14的厚度精确限定的，所以空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，由此实现特性几乎不变的精确激励器。此外，因为防止外部物质进入空气间隙14a，其可以用稳定的产率制造并且可以获得可靠的激励器。另外，因为在分隔部件50a中保留了牺牲层14b并且用分隔部件50a牢固地固定振动片19，可以很好地保持空气间隙14a的距离“g”的精度，激励器的结构耐久性极佳。而且，因为在分隔部件50a中保留了牺牲层14b，所以在振动片19的表面上几乎没有台阶或不平度，这使得在激励器形成部件10上形成基本平坦的表面。因此，可以容易地进行后面提及的树脂膜的形成或用于将激励器连接到其它部件的工艺，这使得成本降低并提高了可靠性。
这里，作为牺牲层14的材料，优选使用多晶硅或非晶硅。这些材料可以通过蚀刻被非常容易地去除，并且，优选使用利用SF6气体的各向同性干蚀刻法，利用XeF2气体的干蚀刻法或者利用氢氧化四甲铵(TMAH)溶液的湿蚀刻法。此外，因为多晶硅和非晶硅被普遍使用，材料不贵并经受得住高温，在后续工艺中的工艺自由度也较高。另外，因为通过在牺牲层上面和下面设置具有高抗蚀刻性的氧化硅膜(绝缘层13和15)而使极其重要的空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，所以可以获得具有很小特性变动的精确激励器。而且，也容易以低成本大批量生产。
对于牺牲层14的材料，可以使用氮化钛、铝、氧化硅或聚合物材料如树脂膜。此外，在树脂膜中，优选使用感光树脂材料(抗蚀剂材料)，因为这种材料容易处理。尽管蚀刻剂(蚀刻材料)和空气间隙形成工艺依赖于形成牺牲层14的材料并且其工艺难度和加工成本可依据牺牲层14的材料而变化，但可以基于其目的来选择牺牲层14的材料。
当氧化硅膜用于牺牲层14时，优选使用多晶硅作为蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物)。多晶硅膜普遍用于电极层12和振动片电极层。为了去除形成牺牲层的氧化膜，优选使用湿蚀刻法，HF汽相法、化学干蚀刻法等。如果在空气间隙14a之内需要绝缘层，则通过氧化遗留下来作为蚀刻阻挡物的多晶硅膜可以形成所述绝缘层。因此，如果氧化硅膜用作牺牲层14，可以通过使用用于半导体制造工艺的蚀刻材料来进行牺牲层14的去除。此外，如果在牺牲层的两侧形成了多晶硅膜，可以实现几乎不变的制造工艺。另外，多晶硅膜实际上可以用作电极，这能够以低成本大批量生产。而且，这样获得的激励器也具有高质量和高精度。
此外，通过牺牲层的材料和蚀刻剂的不同组合可以实现相似的工艺。例如，当聚合物材料用于牺牲层14时，可以通过O2等离子体或剥离液体来去除牺牲层14。当铝用于牺牲层14时，可以通过诸如KOH的液体来去除牺牲层14。当氮化钛用于牺牲层14时，可以通过化学制品如NH3OH和H2O2的混合溶液来去除牺牲层14。
在图3A和3B中，通过具有依次堆叠的绝缘层15、用作公共电极的振动片电极层16和用作振动片应力调整的绝缘层17的层叠薄膜，来构成振动片19。应该注意的是，绝缘层15用作蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物)，也用作用于留下分隔部件50a的牺牲层14b的保护膜。如用图3B所示的虚线圈起来的部分A3所示，在牺牲层14b的壁表面上的绝缘层15对应于在制造工艺期间已填充在形成于牺牲层14中的分离槽84中的材料。
在图3A和3B所示的实例中，尽管牺牲层14的分离槽84仅用绝缘层15填充，但除了绝缘层15之外，也可以用振动片的其它结构层如电极层和绝缘层17来填充分离槽84。通过在划分牺牲层14的分离槽84中填充绝缘层15，可以使形成在绝缘层15表面上的台阶或不平度很小。
而且，由于填充在分离槽84中的绝缘层15的存在，在分隔部件中可遗留牺牲层14b。小台阶或不平度的效果如上所述。
此外，因为被填充的绝缘层可靠地固定到牺牲层14b的壁表面上，使得振动片19被分隔部件50a牢固地固定，由此获得的激励器的空气间隙14a的距离“g”的精度高，而且结构耐久性极佳。
此外，与在电极层12的分离槽82中填充绝缘层13的情况类似，在绝缘层15填充在牺牲层14的分离槽84中的情况下，优选形成厚度等于或小于牺牲层14的分离槽宽度的1/2的绝缘层15。但是，也可以在分离槽84中填充整个振动片层(绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17的叠层)。因此，通常，牺牲层14的分离槽84的宽度可以大于电极层12的分离槽82的宽度。如上所述，几乎可以消除激励器形成部件的表面的水平差(台阶或不平度)，这种效果与前面说明的效果相同。
作为构成部分振动片19的振动片电极层16的材料，出于与电极层12的材料相同的原因，可以使用如多晶硅、硅化钛、硅化钨、硅化钼、氮化钛、铝、钛、钨、钼的材料。此外，也可以使用如ITO膜的透明膜，透明导电膜或ZnO薄膜。当使用透明膜时，可以容易地进行对空气间隙14a内部的检查。因此，在制造过程中可以检测出异常性，这有助于实现成本的降低和可靠性的提高。
如上所述，由于在电极层12的分离槽82中填充了绝缘层13，在牺牲层14的分离槽84中填充了绝缘层15，牺牲层14b剩余在分隔部件50a中，以及通过形成在振动片19中的牺牲层去除孔60来蚀刻牺牲层14，使得激励器形成部件10的表面(振动片19的表面)基本上平坦。因为激励器的表面变平坦，为了通过密封牺牲层去除孔60而获得环境抵抗性(对于高湿度的措施)并获得振动片的抗腐蚀性的目的，可以如后面所述进行树脂膜形成工艺。而且，当需要将分离的部件与激励器装置连接时，可以容易地进行这种连接工艺。结果，根据本实施例的静电激励器具有极少的特性变化并具有高可靠性。此外，根据本实施例的静电激励器可以用低成本大批量生产。
图4、图5A和5B分别表示了用于说明存在和不存在伪电极时施加到各个电极的一组电势的实例。电极12a对应于向每个激励器元件提供电势波形的单个电极，电势波形为正电势波形或负电势波形或者正和负电势波形。而且，振动片的电极16对应于多个激励器公用的公共电极。因此，存在电极16供应地电势的情况或者电极16供应不同于电极12a的电势波形的情况。在本实施例中，牺牲层14b由导电材料形成，例如，由掺杂有如P或As的杂质的多晶硅形成。
在图4所示的实例中，因为电极12a和电极16在每个分隔部件50a的区域中彼此面对，每个分隔部件50a被给予大的静电容量。但是，通过将剩余在每个分隔部件50a中的牺牲层14b连接到参考电势从而确定地降低静电容量，可以实现激励器的高速驱动。用于参考电势的合适的电势根据驱动方法而变化，诸如地电势、振动片电极的电势、单个电极的电势、振动片和电极之间的电势。因此，优选根据驱动方法设定合适的电势来作为参考电势。在图4的实例中，彼此反向的电势波形被分别提供给电极12a和电极16。因此，优选将剩余牺牲层14b设定为等于衬底1的电势的地电势。
在图5A和5B所示的实例中，形成伪电极12b，并且电极12a和16在每个分隔部件50a的区域中不面对。因此，在每个分隔部件50a中产生的静电容量小于图4所示实例的静电容量。但是，通过将遗留在每个分隔部件50a中的牺牲层14b连接到某个参考电势，会进一步降低静电容量，这更进一步地有助于激励器的高速驱动。用于参考电势的合适的电势根据驱动方法而变化，诸如地电势、振动片电极的电势、单个电极的电势、振动片和电极之间的电势。因此，优选根据驱动方法设定合适的电势来作为参考电势。
在图5A的实例中，振动片19的电极16被设定为地(GND)电势，并且优选将伪电极12b和剩余牺牲层14b的电势设定为地电势。在图5B的实例中，反向的电势波形被分别提供给电极12a和电极16，因此，优选将伪电极12b和剩余牺牲层14b设定为振动片的电势。
当分隔部件50a的剩余牺牲层14b由如同上述实例的导电材料形成时，剩余牺牲层14b和伪电极12b可以用作电连线的一部分。如果分隔部件50a的静电容量产生问题，电极16可以被划分，使得在分隔部件50a的区域中的部分电极16成为伪电极。
这样形成的伪电极也可以用作电连线的一部分。通过使用这些作连线，可以在小区域内形成每个激励器元件，这实现了高密度集成。因此，可以以低成本和高性能来制造激励器。
当使用剩余牺牲层14b和伪电极12b作为电连线时，需要在电极之间电连接，因此，预先在绝缘层13、15和17中设置开口(通孔)。然而，因为在形成通孔的区域中产生水平差，通孔必须形成在水平差不引起问题的区域中。
第三实施例
现在，参照图6A-6E描述根据本发明第三实施例的激励器。图6A是根据本发明第三实施例的静电激励器的透视平面图。图6B是沿图6A的线X1-X1′的横截面图。图6C是沿图6A的线X2-X2′的横截面图。图6D是沿图6A的线Y1-Y1′的横截面图。图6E是沿图6A的线Y2-Y2′的横截面图。
在图中，附图标记1表示用于形成激励器的衬底；11为绝缘层；1 2a为电极(可以称作单个电极)；12b为伪电极；13为绝缘层(可以称为电极侧绝缘层)；14为牺牲层；15为绝缘层(可以称为振动片侧绝缘层)；16为振动片电极层；17为绝缘层，其也起振动片应力调整的作用；18为对墨具有抗腐蚀性的树脂膜。此外，附图标记19表示包括绝缘层15、振动片电极层16、绝缘层17和树脂膜18的振动片。另外，附图标记14a表示通过去除部分牺牲层14而形成的空气间隙；“g”为空气间隙14a的距离；  50a为分隔部件；14b为遗留在分隔部件50a中的剩余牺牲层；10为其中形成激励器的激励器形成部件。
此外，图中的附图标记40表示形成空气间隙14a的振动片可移动区域(vibration plate movable area)，50表示形成剩余牺牲层14b的分隔区域。而且，图6A中的字母“a”表示振动片可移动区域40的短边长度；“b”表示振动片可移动区域40的长边长度；“f”表示分隔区域50的宽度(分隔宽度)；“c”表示牺牲层去除孔60(通孔)之间的间隔。
尽管在图6A中分隔宽度“f”大于振动片的短边长度“a”，但存在其中分隔宽度“f”设定得尽可能小而长度“a”设定得尽可能大的许多情况。而且，可能存在其中短边与长边互换的情况。
如图6A所示，振动片可移动区域40通过填充在牺牲层14的分离槽84中的绝缘层15s而与分隔部件50a分开。每层的厚度和分离槽84的宽度设计成在分隔区域50和振动片可移动区域40之间不形成台阶。而且，经由绝缘层11在衬底上形成电极12a，从而在电极12a和振动片19之间施加电压，使得振动片在可移动区域40中变形。为了在振动片可移动区域40中形成空气间隙14a，在振动片中形成牺牲层去除孔60。
如图6A所示，在靠近分隔部件50a的用虚线圈起来的小矩形区域中形成牺牲层去除孔60。因为小矩形区域的三条边s1，s2和s3被分隔部件50a支撑，在矩形部分中的振动片部分具有相对高的强度。因此，如果牺牲层去除孔60设置在这个区域中，则在振动片中不会产生变形或扭曲。此外，因为在这个区域的振动片相对坚硬并且几乎不移动，所以该区域属于分隔部件50a所在的分隔区域50。根据上述结构，可以在部分振动片中形成牺牲层去除孔60，所述部分振动片不在振动片可移动区域中。
如上所述，通过在分隔部件50a的附近形成牺牲层去除孔60，可以使振动片可移动区域40平坦，这不会影响振动片的位移。例如，这对于振动片可移动区域40用作镜(后面提及的光学装置)的情况或者振动片可移动区域40用作喷墨头的加压室的情况是有用的。
另外，牺牲层去除孔60优选沿振动片的长边、以等于或小于振动片的短边的长度“a”的间隔设置。
例如，当用作喷墨头的激励器时，激励器的结构(从上面看)优选为矩形形状，因为需要以高密度排布多个激励器。通常采用这样的排布，其中相邻激励器在矩形形状的短边方向对准，其间具有分隔区域50。而且在许多其它微型激励器的情况下，激励器被制成矩形形状。
基本上通过各向同性蚀刻进行牺牲层14的蚀刻。因此，通常，牺牲层去除孔60在振动片可移动区域40中以相等间隔排列成栅格图案是有效的。但是，如果牺牲层去除孔60位于振动片可移动区域40中，振动片的表面不能形成平坦表面，这会影响激励器的振动特性。因此，优选将牺牲层去除孔60设置在沿振动片19的长边的端部以及分隔部件50a的附近。
另外，当用作喷墨头的激励器时，需要形成小的空气间隙、如2.0μm，使得刚性的振动片19必须在低电压下变形。而且，为了将振动片用作墨流动通道(加压液体室)的壁，通过其发生液体泄漏的牺牲层去除区域(大开口)必须不在振动片中。因此，尽管如根据本发明的激励器那样，需要形成其中多个小牺牲层去除孔60排布在分隔区域中的结构，但已考虑到根据使用小牺牲层去除孔60的牺牲层去除工艺，难以形成相对大面积的小空气间隙。
但是，已发现通过满足以下所述的结构、处理方法和处理条件，可以形成0.2μm-2.0μm的空气间隙。
图8是表示当通过蚀刻去除牺牲层14时，从牺牲层去除孔60到反应面的距离之间关系的曲线图。当通过牺牲层去除孔60经由使用SF6的各向同性蚀刻来去除封闭空间内的牺牲层14时，蚀刻时间依赖于距牺牲层去除孔60的距离。换句话说，被蚀刻部分的量依赖于距牺牲层去除孔60的距离，如图8所示，当所述距离等于或大于75μm时，被蚀刻部分的量趋于饱和。因此，当沿振动片的长边排列多个牺牲层去除孔60时，短边的长度“a”优选设定为等于或小于150μm(75μm×2)，在150μm的长度，被蚀刻部分的量饱和。
如果短边设定为等于或大于150μm，未蚀刻部分会剩余在远离牺牲层去除孔60的部分中。如果蚀刻工艺时间延长以消除未蚀刻部分，则会出现非蚀刻区域(由掩模保护并且不被蚀刻的区域)被蚀刻的问题，或者由于蚀刻阻挡物的失效，使要留下作为剩余牺牲层14b的部分被蚀刻。而且，如果蚀刻工艺时间较长，则加工成本增加，这会在大批量生产时产生问题。
而且，从蚀刻牺牲层14的观点来看，期望在被排列的牺牲层去除孔60的间隔(间距)c更小时，更大地提高蚀刻效率。如上所述，因为用于去除牺牲层14的蚀刻是各向同性蚀刻，牺牲层去除孔60的间隔“c”优选等于或小于振动片短边的长度“a”。
图9A，9B和9C是用于说明牺牲层去除孔60之间的距离和牺牲层的蚀刻区域之间关系的图。
如图9A和9B所示，当沿振动片长边排列的牺牲层去除孔60的间隔(间距)“c”和振动片的短边长度“a”之间的关系是a＞c或者a＝c时，可以理解的是，沿短边方向的振动片区域中的部分牺牲层被蚀刻之后的剩余牺牲层可以用轻微的过蚀刻(over etching)而被有效地蚀刻。
另一方面，如果如图9C所示a＜c，在沿短边方向的振动片区域中的部分牺牲层已被蚀刻之后，大部分牺牲层剩余下来。正如从图8的曲线中所解释的那样，如果牺牲层去除孔60之间的间隔“c”大于150μm(75μm×2)，需要非常长的时间以完全蚀刻要蚀刻的牺牲层部分。出于这个原因，不要被蚀刻的膜的蚀刻量变为可以忽略的量，这会引起问题。因此，当通过各向同性蚀刻来蚀刻牺牲层时，通过将牺牲层去除孔60的间隔“c”设定为等于或小于振动片的短边长度“a”，可以有效和确定地去除牺牲层。因此，提高了制造工艺的产率，也提高了激励器的质量。
为了参考，不同于图6A所示的牺牲层去除孔60的排列表示在图7A，7B和7C中。
在图7A所示的排列中，牺牲层去除孔60沿两条长边彼此不相对。因此，蚀刻效率轻微地但进一步地提高，可以进行更精确的处理。
在图7B所示的排列中，通过牺牲层去除孔60进入的蚀刻剂可以容易地沿各个方向扩散。因此，与图6A或图7A的排列相比，可以提高蚀刻效率，并且可以期望更高的生产量。但是，振动片的强度降低。
在图7C所示的排列中，在振动片可移动区域40上方形成牺牲层去除孔60。尽管相对于上述排列实例的表面特性下降，但去除牺牲层14的蚀刻效率最大化并且分隔区域50的尺寸可以最小化。这里，尽管沿在振动片的长边方向延伸的单条线来排列牺牲层去除孔60，但也可以沿多条线排列牺牲层去除孔60。而且，在多条线的情况下，孔可以以Z字形排布而排列。可以根据其应用来选择要使用的牺牲层去除孔60的排列。
从蚀刻牺牲层14的观点来看，更优选较大尺寸的牺牲层去除孔60，但是，从影响振动片可移动区域的观点来看，更优选较小的尺寸，获得分隔部件50a的强度并用树脂膜(后面会提及)密封牺牲层去除孔60。
每个牺牲层去除孔60的横截面面积的最小值取决于在照相工艺中的分辨率的限制和用于去除牺牲层14的蚀刻的限制。尽管省略了详细的说明，但作为详细的评估结果，已发现通过沿多条线排列多个牺牲层去除孔60可以消除蚀刻中的限制。因此，发现根据加工限制可以决定牺牲层去除孔60的尺寸。因为使用传统的半导体制造工艺形成牺牲层去除孔60，优选将每个牺牲层去除孔60的横截面面积(从振动片表面观看的面积)设定为等于或大于0.19μm2。后面会提到每个牺牲层去除孔60的尺寸上限。
在本实施例中，如图6B-6E所示，形成树脂膜18以作为振动片19的最上层。出于密封牺牲层去除孔60和获得激励器表面的抗腐蚀性的目的而设置树脂膜18。当使用激励器而牺牲层去除孔60不密封时，由于在高温环境下的操作、环境变化(温度变化)或在不同环境之间的运输，在空气间隙内部会发生露水的形成。此外，由于外部材料从操作环境进入空气间隙，可能出现操作失败。在本实施例中，为了解决上述问题(为了密封牺牲层去除孔60)，形成树脂膜18以作为振动片的最上层。
尽管抗腐蚀性的获得不同于使用激励器的环境，但树脂层是在各种环境下具有抗腐蚀性的有用保护膜。当激励器用作喷墨头的加压部件时，因为振动片的表面与墨接触，需要对墨具有抗腐蚀性的膜。特别是，在使用高PH值碱性墨的喷墨头的情况下，抗腐蚀膜是不可缺少的，树脂膜作为在墨中可溶解的膜(膜厚度不变)并具有耐久性。特别是，发现优选使用聚酰亚胺膜或聚苯并唑膜。
图11A和11B是用于说明用树脂膜18密封牺牲层去除孔60的激励器的横截面图。
在本实施例中，如图11A所示，形成树脂膜18从而使其填充在牺牲层去除孔60中但不进入空气间隙14a，并且也处于可移动区域中的振动片不变形的状态。在本实施例中，可以通过旋涂法形成树脂层18。如果使用传统的方法，由于如图11B所示的毛细管现象，存在密封材料被吸入空气间隙的问题，空气间隙14a被密封材料填充。
为了形成图11A所示结构的树脂膜，需要考虑各种限制、结构和条件，如其上形成树脂膜的部件的表面粗糙度、其上形成树脂膜的部件的表面浸润特性(wet property)等。这里，浸润特性是当液体与表面接触时，不排斥液体的表面性质。
当通过旋涂法形成树脂膜18时，首要的因素是其上形成树脂膜的部件的表面粗糙度。如果存在几微米量级的不平度，就不能均匀地形成树脂膜18。因此，必须努力降低至少包括振动片可移动区域40和分隔区域50的激励器形成区域中的粗糙度和不平度。因为在根据本发明的激励器中通过上述各种结构和方法实现表面的平坦，所以可在振动片上很好地形成树脂膜18。在本实施例中，可以实现在激励器形成区域中的表面粗糙度或不平度为0.5μm或更小的级别。
当通过旋涂法形成树脂膜18时，其上形成树脂膜18的部件的表面浸润控制是很重要的。优选在其上形成树脂膜18的表面上存在氟(氟化的)。至于方法，有暴露于SF6气体或二氟化氙(xenon difluoride)气体的方法以及应用等离子体工艺的方法。因为含氟表面降低了相对于树脂膜的浸润特性，所以提高了工艺裕度并提高了产率和质量。
在本实施例中，使用SF6等离子体进行氟化工艺。因此，降低了相对于在部件表面上的树脂膜的浸润特性，这防止了树脂膜18通过牺牲层去除孔60进入空气间隙14a，并且用树脂膜18填充牺牲层去除孔60。而且，在本实施例中，通过使用SF6等离子体的蚀刻进行去除牺牲层的蚀刻，这种蚀刻工艺用作氟化工艺，从而简化制造激励器的工艺。使用的材料和工艺流程不限于上面提及的。
在用旋涂法形成树脂膜18的情况下，牺牲层去除孔60的结构(横截面面积和去除孔的长度)很重要。
图10A-10D是用于说明牺牲层去除孔60的图。图10A是每个牺牲层去除孔60的区域的平面图。图10B-10D是表示不同横截面实例的横截面图。在本实施例中，横截面的结构可以是平行柱面、锥形柱面或倒锥形柱面。牺牲层去除孔60的横截面对应于图中的区域S。
从用于去除牺牲层14的蚀刻的观点来看，优选较大横截面面积的牺牲层去除孔60，但是，从抑制对于振动片可移动区域40的影响以及用树脂层18密封牺牲层去除孔60的观点来看，优选较小的横截面面积。如上所述，当考虑用于去除牺牲层14的蚀刻时，牺牲层去除孔60的横截面面积的下限是0.19μm2。另一方面，从密封牺牲层去除孔60的观点来看，决定了牺牲层去除孔60的横截面面积的上限，并且发现所述横截面面积应等于或小于10μm2。作为包括上述氟化工艺和形成树脂膜18的表面的等离子工艺的各种评估的结果，发现仅仅在牺牲层去除孔60的横截面面积等于或小于10μm2时，可以在牺牲层去除孔60中填充树脂膜18并防止树脂膜材料进入空气间隙14a。
另外，发现所述表面的氟化工艺和等离子体工艺防止了变化，并有助于提高产率(防止树脂膜材料进入空气间隙14a)。
而且，牺牲层去除孔60的长度，即其中形成牺牲层去除孔60的绝缘层(绝缘层15和17)的厚度t2，优选等于或大于0.1μm。如果其中形成牺牲层去除孔60的绝缘层的厚度t2小于0.1μm，不能保持足够的强度，并且由于在树脂涂敷工艺期间的碰撞造成的牺牲层去除孔60外围的破坏，树脂膜可能进入空气间隙14a中。当其中形成牺牲层去除孔60的绝缘层的厚度等于或大于0.1μm时，牺牲层去除孔60的外围不被破坏并且能进行密封，这提高了制造过程的产率。
存在形成包括树脂膜的抗腐蚀性密封膜的各种其他方法，如真空淀积法。在这些方法中，旋涂法是传统的并且是便宜的。根据旋涂法，可以形成约0.05μm到几十μm的均匀厚度的树脂膜。
通过实现树脂膜的形成，包括使用旋涂法密封牺牲层去除孔60，可以实现质量的显著提高和成本的下降。而且，通过使用上述方法形成树脂膜可以进一步改善表面特性。
根据本实施例的激励器的其它结构和特征与参照图1B和1C、图3A和3B说明的上述实施例中的激励器相同，将省略对其的描述。
接下来，参照图12A-12G描述根据本发明的静电激励器的制造方法。应注意的是，图12A-12G中的每一个是沿平行于振动片短边的线得到的横截面图。
这里，通过将电极材料、牺牲层材料和振动片材料的顺序淀积到衬底1上而形成激励器衬底。
首先，如图12A所示，通过湿氧化法(高热氧化法(pyrogenic oxidationmethod)，在具有(100)的平面方向(plane direction)并对应于衬底1的硅衬底上，以例如约1.0μm的厚度形成对应于绝缘层11的热氧化膜。然后，将变成电极层12的多晶硅以0.4μm的厚度淀积在绝缘层11上，并将磷掺杂到电极层12的多晶硅中以降低电阻。在通过光刻蚀刻法(lithography etchingmethod)(照相处理技术和蚀刻技术)在电极层12中形成分离槽82之后，即，在形成电极12a和伪电极12b之后，形成厚度为0.25μm的高温氧化膜(HTO膜)作为绝缘层13。此时，用绝缘层13填充电极层12的分离槽82，使得绝缘层13的表面平坦。
随后，如图12B所示，在绝缘层13上淀积用作牺牲层14的厚度为0.5μm的多晶硅之后，通过光刻蚀刻法在牺牲层14中形成分离槽84，并进一步淀积厚度为0.1μm-0.3μm的高温氧化膜(HTO膜)以作为绝缘层15。此时，优选分离槽的宽度等于分离槽84能够被结构层、如绝缘层15填充的宽度。尽管它依赖于振动片的厚度，优选将所述宽度设定为等于或小于2.0μm。在本实施例中，分离槽84的宽度设定为0.5μm。
因此，通过用分离槽84划分牺牲层14并将牺牲层14嵌入到绝缘层15或振动片层19(绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17)中，可以在后续工艺中形成具有很小不平度的基本上平坦的表面的振动片19。因此，激励器衬底的表面可以变平坦，后续工艺的工艺设计变得容易。
另外，如图12C所示，淀积厚度为0.2μm的磷掺杂多晶硅，其将变成振动片电极层(公共电极)16。然后，在以后形成牺牲层去除孔60的区域中，用尺寸超过牺牲层去除孔60的图案，通过光刻蚀刻法来蚀刻振动片电极层16。随后，形成厚度为0.3μm的绝缘层17。绝缘层17用作应力调整(防弯曲)膜，用于防止振动片弯曲或变形。
在本实施例中，绝缘层17是厚度为0.15μm的氮化物膜和厚度为0.15μm的氧化膜的层叠膜。图13A-13D是用于说明防弯曲膜实例的横截面图。这些图的横截面图是对应于图12C所示的部分A5的局部放大图。本实施例使用了图13C所示的实例。在图中，用虚线圈起来的部分A6对应于后来形成牺牲层去除孔60的区域。在图中，附图标记17a表示拉伸应力膜，其通常由氮化物膜形成，17b表示压缩应力膜，其在许多情况下由氧化膜形成。在本实施例中，作为绝缘层17下层的各个振动片电极层16和绝缘层15由压缩应力膜形成。即，振动片19是其中拉伸应力膜夹在压缩膜之间的层叠膜，从而设计膜厚度以提供应力松弛。
接下来，如图12D所示，通过光刻蚀刻法形成牺牲层去除孔60。在图12D中的附图标记70表示抗蚀剂。尽管用于去除牺牲层的蚀刻可以带有附着到其上的抗蚀剂70来执行，但本实施例中在去除抗蚀剂之后进行用于去除牺牲层的蚀刻，如图12E和12F所示。这是为了避免在去除牺牲层之后去除抗蚀剂。
尽管通过使用SF6气体的各向同性干蚀刻进行去除牺牲层14的蚀刻，但也可以使用利用碱性蚀刻液体如KOH或TMAH的湿蚀刻，或着可以使用利用XeF2气体的干蚀刻。因为牺牲层(多晶硅)14被氧化膜包围，所以在相对于氧化膜能提供高选择性的牺牲层去除条件下可以去除牺牲层14，由此形成足够精度的空气间隙14a。而且，由分离槽84中填充的绝缘层15分离的牺牲层14b遗留在每个分隔部件50a中，这样形成了基本上平坦的激励器衬底的表面。
应该注意的是，因为去除牺牲层的蚀刻是各向同性蚀刻，优选以等于或小于空气间隙(可移动振动片)的短边长度“a”的间隔排列牺牲层去除孔60。
然后，如图12G所示，形成树脂膜18作为振动片的最上层。为了通过密封牺牲层去除孔60而获得环境抵抗性(防止在空气间隙中形成露水以及外部物质的侵入)并获得振动片对于墨的抗腐蚀性而设置树脂膜。
用旋涂法可以容易地进行树脂膜的形成。根据这种方法，可以均匀地形成厚度从约0.05μm至几十μm的足够精度的树脂膜。而且，通过根据上述方法形成树脂膜，可以进一步改善表面特性。
在通过上述制造方法制造的静电激励器中，通过牺牲层14的厚度可以限定空气间隙的距离“g”，因此，形成变动很小的足够精度的空气间隙14a。因此，振动片9的振动特性(排放特性)也几乎不变。而且，因为通过半导体工艺可以形成激励器的大部分，所以可以实现足够产量的稳定的大批量生产。
第四和第五实施例
接下来，参照图14A和14B、15A和15B描述本发明的第四和第五实施例。各个图14A和14B、15A和15B表示根据本发明第四或第五实施例的静电激励器的横截面图。图14A和14B表示第四实施例，图15A和15B表示第五实施例。在图14A和14B、15A和15B中，与图1A和1B、图3A和3B所示部分相同的部分具有相同的附图标记，将省略对其的描述。但是，并不意味着由相同的材料形成。
在图14A和14B所示的第四实施例中，振动片19包括绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17。另一方面，在图15A和15B所示的第五实施例中，振动片19包括绝缘层15、振动片电极层16、绝缘层17和树脂膜18。
在图14A和14B所示的第四实施例中，密封部件41被连接到振动片19的表面，从而密封牺牲层去除孔60。当激励器衬底用作激励器而不密封振动片19中的牺牲层去除孔60时，由于在高温环境下的操作、环境变化(湿度变化)或者在不同环境之间的运输，可能会产生在空气间隙中形成露水的问题，或者由于从使用激励器的环境中侵入外部物质而造成操作失败。在本实施例中，为了解决上述问题，密封部件被连接到振动片的表面，以便密封牺牲层去除孔60。
尽管在本实施例中薄片用作密封部件41，但本发明不限于这种结构，密封部件可以是三维结构物体。如后面所述，当使用根据本实施例的激励器作为喷墨头时，形成墨流动通道(管道)的流动通道形成部件被连接以作为密封部件。
在图15A和15B所示的第五实施例中，在振动片19的最上层上形成树脂层18，并且密封部件41连接到树脂层18。如上所述，形成树脂膜的目的是密封牺牲层去除孔60，并获得激励器表面的抗腐蚀性。因为密封牺牲层去除孔60通过形成树脂膜而密封或封闭，几乎没有可能由于在高温环境下的操作、环境变化(湿度变化)或在不同环境之间的运输而在空气间隙中形成露水。而且，几乎没有可能由于从使用激励器的环境侵入外部物质而使操作失败。
但是，因为普通的树脂膜稍微具有渗透性，所以如果激励器被放在不总是在自然界的特殊环境中，则不能防止湿气的迅速穿透。在本实施例中，为了解决上述问题，进一步连接密封部件，从而完全密封牺牲层去除孔60。
尽管在本实施例中薄片用作密封部件41，但本发明不限于这种结构，密封部件可以是三维结构物体。如后面所述，当使用根据本实施例的激励器作为喷墨头时，特别是当使用高PH值的墨时，需要形成抗腐蚀膜如树脂膜，并在形成树脂膜之后进一步连接流动通道形成部件。
在第四和第五实施例中，密封部件41可以连接到振动片19上，因为密封部件41连接到其上的表面通过上述实施例中说明的各种结构和方法而变得平坦。
第六实施例
现参照图16描述根据本发明的第六实施例。图16是根据本发明第六实施例的静电激励器的横截面图。在图16中，与图3B和图6A-6E所示部分相同的部分具有相同的附图标记，将省略对其的描述。但是，并不意味着由相同的材料形成。
在本实施例中，电极侧绝缘层13和振动片侧绝缘层15在存在空气间隙14a的区域中厚度有变化。每个绝缘层13和绝缘层15的厚度设定为在沿平行于振动片短边的线获得的横截面中的空气间隙的中心部分较大，而在横截面中的空气间隙的相对端部较小。
在静电激励器中，当在电极12a和振动片电极16上施加电压时，在空气间隙距离g的方向产生静电吸引力，由此使振动片19朝向电极12a而变形。以分隔区域50作为固定端，在振动片可移动区域40中的振动片19通常以高斯曲线(从电极12a观看时的凸面(convex))变形，在振动片的中心变形最大。在有些情况下，变型的振动片19会接触电极12a。在这种情况下，振动片19的中心部分首先接触。
而且，在电极12a和振动片电极16上的电压以预定比率分配到绝缘层13、空气间隙14a和绝缘层15中。所述预定比率根据各绝缘层的厚度、各绝缘层的介电常数、空气间隙距离和空气间隙的电介常数而决定。起静电吸引力作用的电压的一部分取决于分布到空气间隙的电压的一部分。因此，如果施加相同的电压，静电吸引力随各绝缘层13和15的厚度相对于空气间隙距离“g”的减小而增加。换句话说，通过减小绝缘层13和/或绝缘层15的厚度可以实现激励器的低电压操作。另一方面，为了保证激励器的电可靠性(例如，能经受的初始介电电压和随时间的介电击穿电压)，要求绝缘层有一定厚度。
根据上述原因，通过将在振动片19变形最大的中心部分处各绝缘层13和15的厚度设定为可以提供足够的电可靠性并且减小在相对端部处的厚度，可以实现激励器的低电压操作，同时保持可靠性。不需要改变绝缘层13和15两者的厚度，而可以仅改变绝缘层13的厚度或者仅改变绝缘层15的厚度。或者，如图16所示，改变绝缘层13和15两者的厚度。
接下来，参照图17A-17G描述静电激励器的制造方法。各个图17A-17G是沿平行于振动片短边的线获得的横截面图。在图17A-17G中，与图12A-12G所示部分相同的部分具有相同的附图标记，将省略对其的描述。但是，并不意味着由相同的材料形成。
图17A-17D的工艺与图12A-12D的工艺相同，将省略对其的描述。
图17E示出了去除牺牲层的蚀刻工艺的结果。通过进行去除牺牲层14的蚀刻，在空气间隙中的每个绝缘层13和15的厚度同时改变。这种工艺利用了用于去除牺牲层14的蚀刻从牺牲层去除孔60附近进行的事实，并且在空气间隙14a相对端的等离子体蚀刻时间长于在空气间隙14a中心部分的等离子体蚀刻时间。
图17E与图12E的工艺之间的不同在于：在将被蚀刻的牺牲层14和作为蚀刻阻挡物的绝缘层13和15之间的蚀刻选择比不同。即，在图17E的实例中，采取的手段使得蚀刻选择比小于图12E所示的实例。这里，蚀刻选择比是用“牺牲层材料的蚀刻速率/绝缘层材料的蚀刻速率”表示的数值。
至于改变蚀刻选择比的手段，有改变绝缘层13和15和/或牺牲层14的种类的手段，改变膜淀积条件和/或膜淀积方法的手段，改变去除牺牲层14的蚀刻条件的手段。尽管在本实施例中使用改变去除牺牲层14的蚀刻条件的手段，但在这种手段中还存在各种方法。例如，可以改变蚀刻剂的混合比率或流动量(使用量)，或者改变等离子体的电源。与图12E的实例不同，在图17E的实例中，抗蚀剂70遗留在其上而进行去除牺牲层14的蚀刻。这是因为牺牲层14与绝缘层13和15之间的蚀刻选择比的降低影响绝缘层17之间的蚀刻选择比。
接下来，如图17F所示，通过氧等离子体去除抗蚀剂70。
最后，如图17G所示，形成作为振动片19的最上层的树脂膜18，以便获得根据本实施例的静电激励器。但是，在本实施例的工艺中，因为在用于去除牺牲层14的蚀刻之后，空气间隙14a的内表面暴露于氧等离子体，所以在形成树脂膜18之前，需要使用氟气的等离子体进行表面处理。
第七实施例
现将参照图18，图19和图20A-20E描述本发明的第七实施例。图18是沿平行于振动片短边的线获得的根据本发明第七实施例的喷墨头的横截面图。
图18所示的喷墨头包括第一衬底(激励器形成部件)1，以及分别连接到第一衬底的底表面和顶表面的第二衬底4和第三衬底(对应于喷嘴形成部件)3。与上述实施例相似，通过将第三衬底3连接到第一衬底1上，形成连接到多个喷嘴孔31的液体加压室21、公共液体室(未示出)和流动限制部分。
形成在第一衬底1中的液体加压室21的底壁用作振动片19A。在振动片19A下面形成单个的电极12a，从而面对振动片19A，其间具有空气间隙14a。静电激励器由振动片19A和单个的电极12a构成。
振动片19A具有包括在电极12a侧的氮化物膜5a和用作公共电极的多晶硅膜5b的两层结构。如后面所述，在形成电极12a和振动片19A之后，通过蚀刻形成在电极12a上的牺牲层14来形成空气间隙14a。因此，振动片19A的电极材料是多晶硅膜，并且层叠对蚀刻气体具有高选择性的氮化物膜作为保护膜。由此，可以使用对蚀刻气体具有低选择性的电极材料，扩大了用于形成激励器衬底的工艺的选择范围，并实现了成本的降低。
连接到第一衬底1的底表面的第二衬底4用作保护第一衬底1的保护衬底。
在第二衬底4中形成凹陷部分45，以便对应于各个空气间隙14a在单个电极12a下面形成空腔。凹陷部分45通过连接槽(在图中未示出)相互连接。此外，每个单个电极12a被部分地去除，从而形成连接通孔46，使得空气间隙14a通过连接通孔46连接到由凹陷部分45形成的空腔。
当空气间隙14a中的空气通过振动片19A的位移而被压缩时，在单个电极12a下面形成的空腔用作阻尼器(damper)。因此，由振动片19A的位移所致的空气间隙14a中的压力增大可以被减小，从而使激励器的驱动电压降低。
当蚀刻形成在电极12a和振动片19A之间的牺牲层时，连接通孔46(对应于上述实施例中的牺牲层去除孔60)用作通孔。图19是图18所示的喷墨头的平面图，表示了连接通孔46的排列。如图19所示，连接通孔46排列在对应于整个的单个电极12a(对应于每个空气间隙14a)的区域中。因此，能够从整个单个电极12a去除牺牲层，这允许蚀刻气体被供应到将要形成空气间隙14a的区域，减少了蚀刻时间。
在第二衬底4中也形成压力调整凹陷部分和将压力调整凹陷部分与外部连接的连接通孔。此外，在第一衬底中形成用于压力调整的可移动片，从而形成由压力调整凹陷部分限定的空腔的壁。因此，通过将干燥空气供应到空气间隙14a以及由凹陷部分45和压力调整凹陷部分限定的空腔之后封闭连接通孔46，使激励器部分不受外部环境的影响。
接下来，将参照图20A-20E描述上述喷墨头的制造方法。图20A-20E是说明喷墨头制造方法的横截面图。
首先，如图20A所示，在构成第一衬底1的硅衬底上形成厚度为0.2μm的氮化物膜5a和厚度为0.1μm的多晶硅膜5b。硅衬底具有(110)的平面方向。此外，在本实施例中，在多晶硅膜5b上形成厚度为0.8μm的氧化膜5c。因为公共电极(多晶硅膜5b)夹在绝缘层(氮化物膜5a和氧化膜5c)之间，所以任何导电材料可以用作公共电极的材料。
然后，在氧化膜5c上形成厚度为0.5μm的多晶硅20。多晶硅膜20用作牺牲层，多晶硅膜20的厚度限定了空气间隙14a的距离(尺寸)。
另外，在多晶硅膜20上形成用作绝缘层13和单个电极12a的氧化膜。作为单个电极12a的材料，可以使用多晶硅、铝、TiN、Ti、W、ITO等。
接下来，通过光刻蚀刻法构图单个电极12a，并且绝缘层13和多晶硅膜20也构图成需要的图案。
然后，如图20B所示，在绝缘层13上以及在单个电极12a和绝缘层15的暴露表面上形成对应于绝缘层15的厚度为5μm的氧化膜。优选通过约1μm的化学机械抛光(CMP)法使绝缘层15的表面变平。此外，优选将绝缘层15的厚度设定为大于振动片19A的厚度，使得包含单个电极的部分的刚性等于或大于振动片19A的刚性的10倍。
接下来，如图20C所示，通过光刻蚀刻法构图绝缘层13和15以及单个电极12a，从而形成用于去除用作牺牲层的多晶硅膜20的连接通孔46。另外，如图19所示，在单个电极12a中也形成电极焊盘部分47。然后，在于侧表面上暴露的单个电极12a的暴露表面上通过氧化形成氧化膜，并通过使用SF6的各向同性干蚀刻法去除多晶硅膜20。
因为用作牺牲层的多晶硅膜20被氧化膜13和5c包围，能够在对氧化膜13和5c提供高选择性(electivity)的牺牲层蚀刻条件下去除牺牲层，导致了空气间隙14a的精确形成。至于用作牺牲层的多晶硅膜20的去除方法，可以使用利用TMAH的湿蚀刻法或者利用XF2气体的正常压力干蚀刻法。
此外，尽管在本实施例中，用于去除牺牲层的连接通孔46以栅格图案排列，但连接通孔46的排列不限于栅格图案。较大数目的连接通孔46会减小单个电极12a的面积，导致在单个电极12a和振动片19A之间产生的静电吸引力的减小。因此，需要选择连接通孔46的数目、结构和尺寸同时努力与去除牺牲层的工艺相匹配。
此后，如图20D所示，具有凹陷部分45的第二衬底通过粘合剂47连接到第一衬底1。然后，在第一衬底1的前表面上形成氮化物膜48，并通过光刻蚀刻法在液体加压室21的结构中构图氮化物膜48。然后，如图20E所示，通过使用氮化物膜48的图案作为掩模，通过使用KOH的湿蚀刻在第一衬底中形成液体加压室21。
应该注意的是，尽管在图中没有示出，最后将作为喷嘴形成部件的第三衬底连接到第一衬底的表面，完成静电喷墨头。在通过上述制造方法制造的喷墨头中，因为由牺牲层的厚度限定间隙间隔，可以以足够的精度和很小的变化形成空气间隙。此外，不需要进行直接键合(direct bonding)或阳极键合(anode bonding)，并且大部分制造工艺是半导体制造工艺，可以以足够的产率制造性能稳定的喷墨头。
第八实施例
现将描述配备有根据本发明的静电激励器的液滴排放头。
配备有根据本发明的静电激励器的液滴排放头包括：具有从其中排放液滴的喷嘴的喷嘴形成部件；具有连接到喷嘴的液体加压室的流动通道形成部件；以及其中形成根据本发明的静电激励器的激励器形成部件。根据本发明的液滴排放头可以用于以液滴形式排放液体抗蚀剂的液滴排放头、以液滴形式排放DNA样品的液滴排放头或排放墨滴从而打印图像或文件的喷墨头。
例如，喷墨头包括：排放墨滴的一个或多个喷嘴孔；液体加压室(可以称为排放室、加压室、墨室、液体室、压力室或墨流动通道)；用作液体加压室壁的可移动振动片；以及面对振动片的电极，其间具有空气间隙。通过在电极上施加电压，在电极(振动片电极和所述电极)之间产生静电吸引力。因此，通过静电吸引力使振动片变形，并且当撤除电压时，由于弹力，振动片返回到其初始状态。振动片的返回动作产生了用于对液体加压室中的墨加压的压力。因此，通过给液体加压室中的墨加压，从喷嘴孔排放墨滴。
现将参照图21、图22以及图23A、23B和23C描述对应于配备有根据本发明的静电激励器的液体排放头的喷墨头。图21是根据本发明的喷墨头在喷嘴形成部件抬起并且激励器形成部件的一部分被切除的状态下的透视图。图22是沿平行于振动片短边的线得到的喷墨头的横截面图。图23A是喷墨头的透视平面图。图23B是沿平行于振动片短边的线得到的喷墨头的横截面图。图23C是沿平行于振动片长边的线得到的喷墨头的横截面图。
如图21所示的喷墨头是侧喷射型(side shooter type)(也可以称为正面喷射型(face shooter type)，其从设置在衬底表面的喷嘴孔排放墨滴。喷墨头包括激励器形成部件10、流动通道形成部件20和喷嘴形成部件30，它们通过将一层叠置在另一层上而连接。通过连接上述三个部件，在这样形成的结构中形成液体加压室21和公共液体室(公共墨室)25。从中排放墨滴的多个喷嘴孔31连接到液体加压室21。设置公共液体室25，用于通过流动限制部分37将墨供应到每个液体加压室。
尽管在本实施例中在喷嘴形成部件30上形成流动限制部分37，但流动限制部分37也可以设置在流动通道形成部件20中。此外，尽管在喷嘴形成部件30的端面(side surface)(正面(face surface))上设置喷嘴孔31，但喷墨头也可以是其中喷嘴孔设设置在喷嘴形成部件30的边缘表面或流动通道形成部件20的边缘表面上的边缘喷射型(edge shooter type)。
在图中，1表示形成激励器的衬底；11为绝缘层；12a为电极(可以称为单个电极)；12b为伪电极；14为牺牲层；15为绝缘层(可以称为振动片侧绝缘层)；16为振动片电极层；17为绝缘层，其也起振动片应力调整的作用；18为对墨具有抗腐蚀性的树脂膜。此外，19表示由绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17构成的振动片。另外，14a表示通过去除部分牺牲层而形成的空气间隙；“g”为空气间隙的距离；60为牺牲层去除孔(通孔)；50a为分隔部件；14b为遗留在分隔部件50a中的剩余牺牲层；10为其中形成激励器的激励器形成部件。
第八实施例的激励器形成部件10包括：形成激励器的衬底1；形成在衬底1上的电极层12(电极12a和伪电极12b)；形成在电极层12上的分隔部件50a；形成在分隔部件50a上的振动片19，其通过施加给电极12a的电压所产生的静电力而可变形；形成在相邻的分隔部件50a之间的空气间隙14a。通过蚀刻去除形成在电极12a和振动片19的电极16之间的部分牺牲层14，来形成空气间隙14a。应该注意的是，没有被蚀刻去除的牺牲层14的其它部分遗留在分隔部件50a中作为剩余牺牲层14b。
通过重复膜淀积和膜处理(光刻和蚀刻)来形成激励器形成部件10，使得在高清洁度的衬底上形成电极和绝缘层。通过使用硅制成衬底1，可以采用高温处理来形成激励器形成部件。应该注意的是，高温处理指的是用于形成高质量膜的处理，如热氧化法或热氮化法，形成高温氧化膜(HTO)的热CVD法或形成高质量氮化物膜的LP-CVD法。通过采用高温处理，高质量电极材料和绝缘材料变得可以使用，这可以提供具有极佳传导性和绝缘性的激励器装置。而且，高温处理在膜厚度的可控性和可重复性方面极佳，由此提供电特性几乎不变的激励器装置。而且，因为可控性和可重复性极佳，工艺设计变得简单，并且可以实现低成本的大批量生产。
电极层12形成在形成于衬底1上的绝缘层11上，并且通过分离槽82被划分成每个信道(每驱动位)。如图3B中用虚线圈起来的部分A3所示，分离槽82被形成在电极层12上的绝缘层13填充。因此，通过用分离槽82划分电极层12并且用绝缘层13覆盖电极层12从而用绝缘层13填充分离槽82，可以在后续工艺中形成几乎没有台阶或不平度的平坦表面。结果，可以获得具有高精度尺寸并且电特性几乎不变的激励器。
为了用绝缘层13完全填充分离槽82，优选将绝缘层13的厚度设定为等于或大于分离槽宽度的1/2，以便形成基本上平坦的绝缘层表面。或者，优选将分离槽的宽度设定为等于或小于绝缘层厚度的两倍。根据上述关系，分离槽可以完全被绝缘层填充，这导致基本上平坦的绝缘层表面。因此，由于通过形成厚度等于或大于电极层的分离槽宽度的1/2的绝缘层而基本消除了表面水平差，因而下面说明的后续工艺，诸如空气间隙形成工艺、树脂膜形成工艺或者与其它部件的连接工艺可以容易地进行。结果，可以获得具有精确距离空气间隙的激励器，同时，可以努力降低成本并提高可靠性。
这里，作为用于形成电极12a的电极层12的材料，优选使用复合硅化物如多晶硅、硅化钛、硅化钨或硅化钼，或者使用金属化合物如氮化钛。因为这些材料可以以稳定的质量被淀积和处理，并且可以被制成能经受住高温处理的结构，所以相对于其它工艺的温度存在很少的限制。例如，可以在电极层12上层叠HTO(高温氧化物)膜等作为绝缘层13，HTO膜是具有高可靠性的绝缘层。因此，选择范围可以扩大，能够努力降低成本并提高可靠性。此外，也可以使用诸如铝、钛、钨、钼或ITO的材料。通过使用这些材料，可以实现显著的电阻减小，这导致了驱动电压的降低。此外，由于这些材料制成的膜的淀积和处理可以以稳定的质量很容易地实现，因而可以实现成本降低并提高可靠性。
尽管通过蚀刻去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a，但用14b表示并嵌入图1B中的分隔部件50a的牺牲层14的其它部分在本发明中保留而不被去除。
因为空气间隙14a的距离“g”是通过去除部分牺牲层14而形成空气间隙14a的牺牲层14的厚度精确限定的，所以空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，由此实现特性几乎不变的精确激励器。
此外，因为防止外部物质进入空气间隙，其可以以稳定的产量制造并且可以获得可靠的激励器。
另外，因为在分隔部件50a中保留了牺牲层14b并且用分隔部件50a牢固地固定振动片19，可以很好地保持空气间隙14a的距离“g”的精度，激励器的结构耐久性极佳。而且，因为在分隔部件50a中保留了牺牲层14b，所以在振动片19的表面上几乎没有台阶或不平度，这使得在激励器形成部件10上形成基本平坦的表面。因此，可以容易地进行后面提及的树脂膜的形成或者用于将激励器连接到其它部件的工艺，这使得成本降低并提高了可靠性。
这里，作为牺牲层14的材料，优选使用多晶硅或非晶硅。这些材料可以通过蚀刻被非常容易地去除，并且，优选使用利用SF6气体的各向同性干蚀刻法，利用XeF2气体的干蚀刻法或者利用氢氧化四甲铵(TMAH)溶液的湿蚀刻法。此外，因为多晶硅和非晶硅被普遍使用，材料不贵并经受得住高温，在后续工艺中的工艺自由度也较高。另外，因为通过在牺牲层14的上面和下面设置具有高抗蚀刻性的氧化硅膜(绝缘层13和15)而使极其重要的空气间隙14a的距离“g”的变动非常小，所以可以获得具有很小特性变动的精确激励器。而且，也容易以低成本大批量生产。
对于牺牲层14的材料，可以使用氮化钛、铝、氧化硅或抗蚀剂材料(例如，用于光刻的感光树脂材料)。尽管蚀刻剂(蚀刻材料)和空气间隙形成工艺依赖于形成牺牲层14的材料并且其工艺难度和加工成本可依据牺牲层14的材料而变化，但可以基于其目的来选择牺牲层14的材料。
当氧化硅膜用于牺牲层14时，优选使用多晶硅作为蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物)。多晶硅膜普遍用于电极层12和振动片电极层。为了去除形成牺牲层的氧化膜，优选使用湿蚀刻法，HF汽相法、化学干蚀刻法等。如果在空气间隙14a之内需要绝缘层，则通过氧化遗留下来作为蚀刻阻挡物的多晶硅膜可以形成所述绝缘层。因此，如果氧化硅膜用作牺牲层，可以通过使用用于半导体制造工艺的蚀刻材料来进行牺牲层的去除。此外，如果在牺牲层的两侧形成了多晶硅膜，可以实现几乎不变的制造工艺。另外，多晶硅膜实际上可以用作电极，这能够以低成本大批量生产。而且，这样获得的激励器也具有高质量和高精度。
此外，通过牺牲层的材料和蚀刻剂的不同组合可以实现相似的工艺。例如，当聚合物材料用于牺牲层14时，可以通过O2等离子体或剥离液体来去除牺牲层14。当铝用于牺牲层14时，可以通过诸如KOH的液体来去除牺牲层14。当氮化钛用于牺牲层14时，可以通过化学制品如NH3OH和H2O2的混合溶液来去除牺牲层14。
通过具有依次堆叠的绝缘层15、用作公共电极的振动片电极层16和用作振动片应力调整的绝缘层17的层叠薄膜，来构成振动片19。应该注意的是，绝缘层15用作蚀刻牺牲层的保护膜(蚀刻阻挡物)，也用作用于留下分隔部件50a的牺牲层14b的保护膜。在牺牲层14b的壁表面上的绝缘层15对应于在制造工艺期间填充在形成于牺牲层14中的分离槽84中的材料。
通过在划分牺牲层14的分离槽84中填充绝缘层15，可以使形成在绝缘层15表面上的台阶或不平度很小。而且，由于填充在分离槽84中的绝缘层15的存在，在分隔部件中可遗留牺牲层14b。小台阶或不平度的效果如上所述。
此外，因为被填充的绝缘层可靠地固定到牺牲层14b的壁表面上，使得振动片19被分隔部件50a牢固地固定，由此获得的激励器的空气间隙14a的距离“g”的精度高，而且结构耐久性极佳。
此外，与在电极层12的分离槽82中填充绝缘层13的情况类似，在绝缘层15填充在牺牲层14的分离槽84中的情况下，优选形成厚度等于或小于牺牲层14的分离槽84宽度的1/2的绝缘层15。这种效果与前面说明的效果相同。
作为构成振动片19的一部分的振动片电极层16的材料，出于与电极层12的材料相同的原因，可以使用如多晶硅、硅化钛、硅化钨、硅化钼、氮化钛、铝、钛、钨、钼的材料。此外，也可以使用如ITO膜的透明膜，透明导电膜或ZnO薄膜。当使用透明膜时，可以容易地进行对空气间隙14a内部的检查。因此，在制造过程中可以检测出异常性，这有助于实现成本的降低和可靠性的提高。
如上所述，因为激励器形成部件10的表面(振动片19的表面)是平坦的，所以流动通道形成部件20和喷嘴形成部件30可以连接到具有足够精度的激励器形成部件10的表面。
在流动通道形成部件20中，在对应于激励器形成部件10的振动片可移动部分(对应于图中的空气间隙14a)的部分中形成液体加压室21，并且形成公共液体室25以用于将墨供应到各个液体加压室21中。而且，尽管在图中没有示出，设置连接到公共液体室的墨供应口，从而从外部供应墨。
在本实施例中，流动通道形成部件20的流动通道衬底2由厚度约为150μm的镍片形成。为了简化起见，通过简单的机械冲压形成衬底2，或者通过已知的光刻工艺技术和湿蚀刻技术形成衬底2。作为流动通道形成衬底2的材料，可以使用不锈钢(SUS)衬底、玻璃衬底、树脂片或树脂膜、硅衬底、或上述材料的层叠衬底。特别是，因为硅(110)衬底可以在垂直方向通过各向异性蚀刻来蚀刻，对于形成高密度的喷墨头非常有用。
存在一些将流动通道形成部件20连接到激励器形成部件10的方法。在使用粘合剂的情况下，作为一个实例，通过施加挤压力可以使粘合剂层变薄，获得高装配精度和高的墨密封性。因此，使用粘合剂的连接方法可以提供高质量的喷墨头。
喷嘴形成部件包括由厚度为50μm的镍片形成的喷嘴衬底3。喷嘴孔31设置在喷嘴衬底3的表面部分，使得喷嘴孔31连接到各个液体加压室21。此外，对应于流动限制部分37的槽设置在面对流动通道形成部件20的喷嘴衬底表面上。作为喷嘴衬底3的材料，可以使用不锈钢(SUS)衬底、玻璃衬底、树脂片或树脂膜、硅衬底、或上述材料的层叠衬底。
接下来，将简要描述由此形成的喷墨头的操作。在液体加压室21充有墨的状态下，当40V的脉冲电压从振荡电路(驱动电路)施加到电极12a时，电极12a的表面被充以正电势。因此，在电极12a和振动片电极16之间产生静电吸引力，由此使振动片19朝向电极12a变形或弯曲。因此，在液体加压室21中的压力降低，这使得墨通过流动限制部分37从公共液体室25流进液体加压室21。
此后，当脉冲电压降到零时，已经通过静电力变形的振动片19由于其弹性恢复到其初始形状。因此，液体加压室21中的墨的压力迅速上升，墨滴从喷嘴孔31朝向记录纸排放，如图22所示。通过重复上述操作，可以连续进行墨滴的排放。
这里，在振动片电极16和电极12a之间产生的静电吸引力F与电极之间的距离成反比例地增加。因此，在电极12a和振动片19之间形成空气间隙14a的小距离(空气间隙距离g)是很重要的。
然后，如上所述，通过牺牲层蚀刻法来形成空气间隙14a，可以形成足够精度的小空气间隙。
现在，参照图24A-24F描述根据本实施例的喷墨头的制造方法。各个图24A-24F是沿平行于振动片短边的线获得的横截面图。
在这个过程中，通过在激励器衬底1上顺序淀积电极材料、牺牲层材料和振动片材料来制造激励器。
首先，如图24A所示，通过湿氧化法，在具有(100)的平面方向并对应于衬底1的硅衬底上，以例如约1.0μm的厚度形成对应于绝缘层11的热氧化膜。然后，将变成电极层12的多晶硅以0.4μm的厚度淀积在绝缘层11上，并将磷掺杂到电极层12的多晶硅中以降低电阻。在通过光刻蚀刻法(照相处理技术和蚀刻技术)在电极层12中形成分离槽82之后，即，在形成电极12a和伪电极12b之后，形成厚度为0.25μm的高温氧化膜(HTO膜)作为绝缘层13。此时，用绝缘层13填充电极层12的分离槽82，使得绝缘层13的表面平坦。应注意的是，电极12a延伸到电极焊盘55。
随后，如图24B所示，在绝缘层13上以0.5μm的厚度淀积用作牺牲层14的多晶硅之后，通过光刻蚀刻法在牺牲层14中形成分离槽82，并进一步淀积厚度为0.1μm-0.3μm的高温氧化膜(HTO膜)以作为绝缘层15。此时，优选分离槽84的宽度等于分离槽84能够被结构层、如绝缘层15填充的宽度。尽管它依赖于振动片的厚度，但优选将所述宽度设定为等于或小于2.0μm。在本实施例中，分离槽84的宽度设定为0.5μm。
因此，通过用分离槽84划分牺牲层14并将牺牲层14嵌入到绝缘层15或振动片层19(绝缘层15、振动片电极层16和绝缘层17)中，可以在后续工艺中形成具有很小不平度的基本上平坦的表面的振动片19。因此，激励器衬底的表面可以变平坦，后续工艺的工艺设计变得容易。
另外，如图24C所示，淀积厚度为0.2μm的磷掺杂多晶硅，其将变成振动片电极层(公共电极)16。然后，在以后形成牺牲层去除孔60的区域中，用尺寸超过牺牲层去除孔60的图案，通过光刻蚀刻法来蚀刻振动片电极层16。
随后，形成厚度为0.3μm的绝缘层17。绝缘层17用作应力调整(防弯曲)膜，用于防止振动片弯曲或变形。在本实施例中，绝缘层17是厚度为0.15μm的氮化物膜和厚度为0.15μm的氧化膜的层叠膜。
接下来，如图24D所示，通过光刻蚀刻法形成牺牲层去除孔60。
然后，通过使用SF6气体的各向同性干蚀刻进行用于去除牺牲层14的蚀刻。应该注意的是，也可以使用利用碱性蚀刻液体如KOH或TMAH的湿蚀刻，或着可以使用XeF2气体的干蚀刻。
因为牺牲层(多晶硅)14被氧化膜包围，所以在相对于氧化膜提供高选择性的牺牲层去除条件下可以去除牺牲层14，由此形成足够精度的空气间隙14a。
而且，被填充在分离槽84中的绝缘层15分离的牺牲层14b遗留在各个分隔部件50a中，使得形成基本上平坦的激励器衬底的表面。
应该注意的是，因为用于去除牺牲层的蚀刻是各向同性蚀刻，所以优选以等于或小于空气间隙(可移动振动片)的短边长度“a”的间隔排列牺牲层去除孔60。
此后，如图24E所示，通过粘合剂将其中形成液体加压室21和公共液体室25的流动通道形成部件20连接到由此形成的激励器形成部件10上。此时，因为激励器形成部件10的表面平坦，容易进行粘合剂连接。此外，通过用流动通道形成部件20封闭牺牲层去除孔60，可以完全密封空气间隙14a。
此后，如图24F所示，通过将喷嘴形成部件30连接到流动通道形成部件20上来完成喷墨头。如上所述，在包括用上述制造方法制造的静电激励器的液滴排放头中，通过牺牲层14的厚度可以限定空气间隙的距离“g”，因此，形成几乎不变的具有足够精度的空气间隙。因此，振动片的振动特性(排放特性)也几乎不变。因此，液体喷射特性(排放特性)几乎不变，这实现了能够进行高质量记录的喷墨头。而且，因为激励器的大部分可以通过半导体工艺形成，可以实现足够产量的稳定的大批量生产。
另外，因为激励器形成部件10的表面平坦，可通过用旋涂法涂敷的感光聚酰亚胺或DFR来形成流动通道部分(液体加压室和流动限制部分)。在这种情况下，虽然省略了说明，但不必独立地制备流动通道形成部件。而且，在使用高PH值的碱性墨的喷墨头的情况下，优选在振动片的最上层设置抗腐蚀树脂膜。
如上所述，因为根据本实施例的液滴排放头包括具有用于排放液滴的喷嘴的喷嘴形成部件30，具有连接到喷嘴的液体加压室的流动通道形成部件20，以及对液体加压室中的液体加压的激励器形成部件，并且激励器形成部件是根据本发明的静电激励器，所以，由此获得的液滴排放头具有几乎不变的液体喷射特性，并且可靠且可以以低成本制造。
应该注意，作为液体喷射头，除了配备有根据本发明的静电激励器的喷墨头之外，根据本发明的静电激励器头可以用于排放液体抗蚀剂的液滴排放头，以作为排放除墨之外的液体的液滴排放头。此外，根据本发明的液滴排放头可以用作液滴喷射头，其配备给用于制造液晶显示器滤色器的滤色器制造设备。而且，根据本发明的液滴排放头可以用作液体喷射头，其配备给用于形成有机电致发光(EL)显示器或面发光显示器(face luminescence display，FED)的电极的电极形成设备。在这种情况下，喷射如导电浆料的电极材料。另外，根据本发明的液滴排放头可以用作液体喷射头，其配备给用于制造生物芯片的生物芯片制造设备。在这种情况下，液滴排放头排放DNA样品，生物有机材料等。另外，根据本发明的液滴排放头应用于除了上述液体喷射头之外的工业用液体喷射头。
接下来，将参照图25描述根据本发明的液滴排放头的墨盒集成头。
根据本发明的墨盒集成头100包括根据上述实施例之一的喷墨头102，其具有喷嘴孔101和用于将墨供给喷墨头102的墨罐103。喷墨头102和墨罐103彼此集成。因此，如果将用于供墨的墨罐与根据本发明的液滴排放头集成，则可以以低成本实现液滴排放特性几乎不变、与可靠的液滴排放头集成的墨盒(墨罐集成头)。
接下来，将参照图26和27描述配备有作为根据本发明液滴排放头的喷墨头的喷墨记录设备。图26是根据本发明的喷墨记录设备的透视图。图27是图26所示的喷墨记录设备机械部分的侧视图。
如图26所示的喷墨记录设备具有设备主体111。容纳在设备主体111中的是打印机构112，其包括沿主扫描方向移动的滑架(carriage)、安装在滑架上的根据本发明的记录头以及向记录头供墨的墨盒。送纸盒(或送纸盘)114可拆卸地装到设备主体111的下部，以便自由地从前侧插入或拆卸。此外，绕枢轴转动地设置手工传送盘115，用于手工传送打印纸。打印纸113从送纸盒114或手工传送盘115传送。通过打印机构112在其上记录预期图像的打印纸113被排出到装在设备主体111后侧的排纸盘(paper eject tray)116上。
打印机构部分112具有在左侧和右侧板(未示出)之间延伸的主导杆121和子导杆。滑架123在主扫描方向(垂直于图27的纸面的方向)被主导杆121和子导杆122可移动地支撑。由作为根据本发明液滴排放头的喷墨头组成的头124安装到滑架123上。头124的多个排墨口沿垂直于主扫描方向的方向排列，以便沿向下的方向排放每种颜色的墨滴，黄(Y)、青(C)、品红(M)和黑(Bk)。此外，滑架123可互换地配备有各个墨盒125，用于向头124供应每种颜色的墨。应该注意的是，可以配备根据本发明的上述墨盒。
墨盒125在其上部设置有连接到大气的大气口，在其下部设置有向喷墨头供墨的供应口，并且被墨填充的多孔材料设置在其内部。根据毛细管力，墨盒125将供应给喷墨头的墨维持在轻微的负压。尽管每种颜色的头124在这个实例中用作记录头，但具有喷嘴的单个头h排放每种颜色的墨滴。滑架123的后侧(送纸方向的下游侧)与主导杆121啮合，而前侧(送纸方向的上游侧)可滑动地与子导杆啮合。为了在主扫描方向移动和扫描滑架123，在被主扫描电动机127驱动的驱动轮128和惰轮129之间设置同步带(timingbelt)130。同步带130固定到滑架123上，使得滑架123响应主扫描电动机127的正向和反向转动而往复移动。为了将容纳在送纸盒114中的打印纸113传送到头124下面的位置，该设备设置有：从送纸盒114分离并供给每张打印纸113的供给辊131(feed roller)和摩擦垫132；引导每张打印纸113的导向部件；翻转并传送每张打印纸113的传送辊(convey roller)134；压向传送辊134的圆周面的传送辊135；以及限定由传送辊134供给的每张打印纸113的供给角的端部辊(end roller)136。传送辊134经由齿轮系被子扫描电动机137旋转地驱动。
而且，还设置用作打印纸导向部件的压板部件(platen member)139。压板部件139响应在主扫描方向滑架123的移动范围，将从传送辊134供给的每张打印纸113引导到记录头124下面。在送纸方向压板部件139的下游侧，设置用于沿排纸方向供给每张打印纸113而被旋转驱动的传送辊141以及惰轮142。另外，设置将每张打印纸排出到排纸盘116的排纸辊143和惰轮144，还设置导向部件145和146，用于限定排纸路径。
当记录时，响应图像信号驱动记录头124，同时移动滑架123。由此，墨朝向停止的打印纸113排放从而记录一行，然后，在将打印纸113传送预定距离后，进行下一行的记录。在收到记录终止信号或者表示打印纸113的尾边到达记录区域的信号时，记录操作终止并排出打印纸113。
用于排除头124排放故障的恢复装置(recovery device)147位于滑架123移动方向上右端侧记录区域外部的位置。恢复装置147具有压盖装置、抽吸装置和清洁装置。滑架123在打印等待(print standby)期间移动到恢复装置147侧，并且头124被压盖装置盖住。由此，排放口部分保持在湿润状态，防止由于干墨引起的排放故障的产生。此外，在记录期间，通过排放不用于记录的墨，在所有排放口的墨的粘性保持不变，由此保持稳定的排放性能。
当出现排放故障时，头124的排放口(喷嘴)被压盖装置密封。然后，通过抽吸装置从排放口抽出气泡等以及墨。此外，通过清洁装置清除粘附到排放口表面的墨和灰尘。由此，排放故障被排除。抽出的墨被排出到废墨储存器(图中未示出)并被废墨储存器中的吸墨材料吸收。
因此，因为上述喷墨头配备有作为根据本发明的液体排放头的喷墨头，墨滴的排放性能几乎不变，可以实现高质量图像的记录。
尽管在上述描述中，说明了配备有喷墨头的喷墨记录设备，所述喷墨头使用根据本发明的静电激励器，但根据本发明的静电激励器头可以用于排放作为液滴的液体抗蚀剂的液滴排放设备。此外，根据本发明的液滴排放设备可以用作液体喷射设备，其用于制造液晶显示器滤色器的滤色器制造设备。而且，根据本发明的液滴排放设备可以用作液体喷射设备，其用于形成有机电致发光(EL)显示器或面发光显示器(FED)的电极的电极形成设备。在这种情况下，所述液体喷射设备从液滴排放头喷射如导电浆料的电极材料。另外，根据本发明的液滴排放设备可以用作液体喷射设备，其用于制造生物芯片的生物芯片制造设备。在这种情况下，液体喷射设备排放DNA样品、生物有机材料等。另外，根据本发明的液体喷射应用于除了上述液体喷射设备之外的工业用液体喷射设备。
现在，将参照图28描述设置有根据本发明的静电激励器的作为微型装置的微型泵。图28是根据本发明的部分微型泵的横截面图。图28所示的微型泵包括构成根据本发明的静电激励器的流动通道衬底201和激励器衬底202。在流动通道衬底201中形成流体通过其流动的流动通道203。激励器衬底202包括可变形并形成流动通道203的壁的振动片(可移动片)222，以及与振动片222的各个可变形部分222a相对的电极224，其间具有预定的空气间隙223。激励器衬底202的表面形成为基本平坦的表面。激励器衬底202的结构与喷墨头实施例中说明的结构相同，将省略对其的详细描述。
接下来，将描述微型泵的操作原理。象上述喷墨头的情况一样，通过向电极224选择性地提供脉冲电势，在振动片222之间产生静电吸引力，并且振动片222的每个可变形部分222a朝向电极224变形。如果可变形部分222a从图中的右侧相继接连地被驱动，则流动通道中的流体沿箭头方向流动，这样能够传输流体。
在这个实例中，通过配备根据本发明的静电激励器，获得了特性几乎不变、低功耗的小微型泵。应该注意，尽管这个实例中在振动片中形成多个可变形部分，但可变形部分的数量可以是一个。而且，为了提高传输效率，在可变形部分之间设置一个或多个阀，例如，止回阀(check valve)。
现在，将参照图29描述具有根据本发明的静电激励器的光学装置。图29是根据本发明的光学装置的横截面图。图29所示的光学装置包括激励器衬底302，其包括具有能够反射光的表面的可变形镜301。优选在镜301的表面上形成介电多层膜或金属膜，以增加反射率。
激励器衬底302包括设置在基础衬底321上的可变形镜301(对应于排放头的振动片)以及面对镜301的各个可变形部分301a、其间具有预定空气间隙的电极324。镜301的表面形成为基本上平坦的表面。除了具有镜表面的振动片，激励器衬底302具有与在上述喷墨头的实施例中说明的结构相同的结构，将省略对其的描述。
此处，说明光学装置的原理。与上述喷墨头相似，通过选择性地应用电极324，在电极324和镜301的各个可变形部分301a之间产生静电力，由此，镜301的可变形部分301a以凹面的形式变形并变成凹面镜。因此，当来自光源310的光经过透镜311照射到镜301上时并且镜301没有被驱动时，光以与入射角相同的角度被反射。另一方面，当镜被驱动时，被驱动的可变形部分301变成凹面镜并且反射光变成散射光。由此，实现光调制装置。
因此，通过配备根据本发明的静电激励器，可以获得特性几乎不变、低功耗的小光学装置。
现将参照图30描述光学装置的应用。在图30所示的实例中，多个上述可变形部分301二维排列，每个可变形部分301a被独立地驱动。应该注意，虽然示出4×4排列，也可以是多于它的排列。
因此，象上述图29所示的结构一样，来自光源310的光通过透镜311照射到镜301上，入射到没有被驱动的镜301部分的光的一部分入射到投影透镜312上。另一方面，通过向各个电极324施加电压而使可变形部分301a变形的部分镜301变成凹面镜，光的一部分被散射而几乎不入射到投影透镜312上。入射到投影透镜上的光被投射到屏幕上(在图中未示出)，由此在屏幕上显示图像。
应该注意，除了上述微型泵和光学装置(光调制装置)之外，根据本发明的静电激励器可应用于多光学透镜的激励器(光开关)、微型流量计、压力传感器等。
本发明不限于具体公开的实施例，可以在不脱离本发明范围的前提下进行变化和修改。

Claims (49)

1.一种静电激励器，包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
2.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述衬底是硅衬底。
3.如权利要求1所述的静电激励器，还包括在对应于所述分隔部件位置处的伪电极，所述伪电极通过分离槽与所述电极电分离。
4.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述牺牲层由选自多晶硅、非晶硅、氧化硅、铝、氮化钛和树脂所构成的组中的材料形成。
5.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述电极由选自多晶硅、铝、钛、氮化钛、硅化钛、钨、硅化钨、钼、硅化钼和ITO所构成的组中的材料形成。
6.如权利要求3所述的静电激励器，其中在所述电极上形成绝缘层，并且用绝缘层填充所述分离槽。
7.如权利要求6所述的静电激励器，其中所述绝缘层的厚度等于或大于每个所述分离槽的宽度的一半。
8.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述牺牲层被分离槽划分，并且在所述牺牲层上形成绝缘层，使得用所述绝缘层填充所述分离槽。
9.如权利要求8所述的静电激励器，其中所述绝缘层的厚度等于或大于每个所述分离槽的宽度的一半。
10.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述牺牲层由导电材料形成，所述牺牲层的所述剩余部分电连接到所述衬底、所述电极和所述振动片之一，使得所述剩余部分与所述衬底、所述电极和所述振动片之一具有相同的电势。
11.如权利要求3所述的静电激励器，其中所述牺牲层由导电材料形成，并且所述伪电极和所述牺牲层的所述剩余部分中的至少一个用作电连线的一部分。
12.如权利要求1所述的静电激励器，还包括在所述电极上和面对所述电极的所述振动片表面上的绝缘层，其中所述牺牲层由多晶硅和非晶硅之一形成，所述绝缘层由氧化硅形成。
13.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述牺牲层由氧化硅形成，所述电极由多晶硅形成。
14.如权利要求1所述的静电激励器，其中在所述振动片中形成通孔，用于通过所述通孔经由蚀刻去除部分所述牺牲层，以形成所述空气间隙。
15.如权利要求14所述的静电激励器，其中所述通孔位于所述分隔部件附近。
16.如权利要求1所述的静电激励器，其中所述振动片具有矩形形状，并且所述振动片的短边等于或小于150μm。
17.如权利要求1所述的静电激励器，其中沿与面对所述振动片的所述电极的表面垂直的方向所测量的所述空气间隙的距离为0.2μm-2.0μm。
18.如权利要求14所述的静电激励器，其中多个所述通孔沿所述振动片的长边、以等于或小于所述振动片的短边长度的间隔排列。
19.如权利要求1所述的静电激励器，还包括：
形成在所述振动片中的通孔，用于通过所述通孔去除部分所述牺牲层，从而形成所述空气间隙；以及
在与面对所述电极的表面相对的表面上形成的树脂膜，
其中所述通孔通过所述树脂膜密封。
20.如权利要求19所述的静电激励器，其中所述通孔的横截面面积等于或大于0.19μm2并且等于或小于10μm2。
21.如权利要求19所述的静电激励器，其中在所述通孔的开口周围的绝缘层厚度等于或大于0.1μm。
22.如权利要求19所述的静电激励器，其中所述树脂膜相对于与所述振动片接触的物质具有抗腐蚀性。
23.如权利要求19所述的静电激励器，其中所述树脂膜由聚苯并唑膜和聚酰亚胺膜之一形成。
24.如权利要求14所述的静电激励器，还包括连接到所述振动片的上表面的部件，其中所述通孔通过所述部件的接合表面密封。
25.如权利要求1所述的静电激励器，还包括形成在面对所述电极的所述振动片表面上的绝缘层，其中靠近彼此相邻的所述分隔部件之间中心的所述绝缘层的厚度大于靠近所述分隔部件的所述绝缘层的厚度。
26.如权利要求1所述的静电激励器，还包括形成在所述电极上的绝缘层，其中靠近彼此相邻的所述分隔部件之间中心的所述绝缘层的厚度大于靠近所述分隔部件的所述绝缘层的厚度。
27.如权利要求1所述的静电激励器，其中在所述电极和所述衬底之间形成空腔，并且所述电极具有将所述空腔连接到所述空气间隙的连接通孔。
28.如权利要求27所述的静电激励器，还包括在所述电极两侧的绝缘层，其中所述电极和所述绝缘层的总厚度超过所述振动片的厚度。
29.一种静电激励器的制造方法，包括以下步骤：
在衬底上形成电极；
在所述电极上形成牺牲层；
在所述牺牲层上形成振动片，该振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻去除所述牺牲层的一部分，在所述电极和所述振动片之间形成空气间隙，使得蚀刻之后所述牺牲层的剩余部分形成限定空气间隙的分隔部件。
30.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，其中所述空气间隙形成步骤包括在形成所述电极和所述振动片之后，蚀刻部分所述牺牲层。
31.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，还包括在形成所述牺牲层之前，在所述电极上形成绝缘层的步骤，
其中所述空气间隙形成步骤包括蚀刻所述绝缘层，使得靠近彼此相邻的所述分隔部件之间中心的所述绝缘层的厚度大于靠近所述分隔部件的所述绝缘层的厚度。
32.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，还包括在形成所述牺牲层之后，在面对所述电极的所述振动片的表面上形成绝缘层的步骤，
其中所述空气间隙形成步骤包括蚀刻所述绝缘层，使得靠近彼此相邻的所述分隔部件之间中心的所述绝缘层的厚度大于靠近所述分隔部件的所述绝缘层的厚度。
33.如权利要求30所述的静电激励器的制造方法，还包括：
在所述电极上形成绝缘层的步骤；以及
在面对所述电极的所述振动片的表面上形成绝缘层的步骤，
其中通过使用六氟化硫或二氟化氙的等离子蚀刻法和使用氢氧化四甲铵的湿蚀刻法之一进行所述牺牲层的蚀刻。
34.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，还包括以下步骤：
在所述振动片中形成通孔，用于去除部分所述牺牲层；以及
在所述振动片上形成树脂膜，以密封所述通孔。
35.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，其中所述振动片形成步骤包括以短边等于或小于150μm的矩形形状形成所述振动片的步骤。
36.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，其中所述振动片形成步骤包括形成防止所述振动片弯曲的防弯曲膜的步骤。
37.如权利要求34所述的静电激励器的制造方法，其中所述树脂膜形成步骤包括通过将其上将形成所述树脂膜的所述振动片的表面暴露于包括六氟化硫和二氟化氙的氟化合物气体，改变所述振动片的表面条件的步骤。
38.如权利要求34所述的静电激励器的制造方法，其中所述树脂膜形成步骤包括通过将其上将形成所述树脂膜的所述振动片的表面暴露于等离子体中，改变所述振动片的表面条件的步骤。
39.如权利要求34所述的静电激励器的制造方法，其中所述树脂膜形成步骤包括通过相对于与所述振动片接触的液体具有抗腐蚀性的材料来形成树脂膜的步骤。
40.如权利要求34所述的静电激励器的制造方法，其中所述树脂膜形成步骤包括通过旋涂法形成树脂膜。
41.如权利要求29所述的静电激励器的制造方法，还包括步骤：
在所述振动片中形成通孔，用于去除部分所述牺牲层；以及
将密封部件连接到所述振动片的表面，以密封通孔。
42.一种液滴排放头，包括：
用于排放液滴的喷嘴；
与所述喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及
用于对储存在所述液体加压室中的液体加压的静电激励器，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
43.如权利要求42所述的液滴排放头，其中在所述振动片中形成多个通孔，用于通过所述通孔经由蚀刻去除部分所述牺牲层以形成所述空气间隙，并且形成所述液体加压室的流动通道形成部件密封所述振动片的通孔。
44.如权利要求42所述的液滴排放头，其中所述通孔形成为靠近所述分隔部件。
45.一种液体供应盒，包括：
用于排放液滴的液滴排放头；以及
与所述液滴排放头集成的液体罐，用于将液体供应到所述液滴排放头，
其中所述液滴排放头包括：
用于排放液滴的喷嘴；
与所述喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及
用于对储存在所述液体加压室中的液体加压的静电激励器，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
46.一种喷墨记录设备，包括：
用于排放墨滴的喷墨头；以及
与所述喷墨头集成的墨罐，用于将墨供应到所述喷墨头，
其中所述喷墨头包括：
用于排放墨滴的喷嘴；
与所述喷嘴连接并储存墨的液体加压室；以及
用于对储存在所述液体加压室中的墨加压的静电激励器，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
47.一种液体喷射设备，包括：
用于排放液滴的液滴排放头；以及
与所述液滴排放头集成的液体罐，用于将液体供应到所述液滴排放头，
其中所述液滴排放头包括：
用于排放液滴的喷嘴；
与所述喷嘴连接并储存液体的液体加压室；以及
用于对储存在所述液体加压室中的液体加压的静电激励器，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
48.一种微型泵，包括：
流动通道，液体通过其流动；
静电激励器，用于使所述流动通道变形从而使液体在所述流动通道中流动，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分。
49.一种光学装置，包括：
反射光的镜；以及
用于使所述镜变形的静电激励器，
其中所述静电激励器包括：
衬底；
形成在所述衬底上的电极；
形成在所述电极上的多个分隔部件；
形成在所述分隔部件上的振动片，所述振动片通过施加到所述电极的电压所产生的静电力可变形；以及
通过蚀刻形成在所述电极和所述振动片之间的牺牲层的一部分而形成在所述多个分隔部件之间的空气间隙，
其中所述分隔部件包括在所述蚀刻之后的所述牺牲层的剩余部分，并且所述镜形成在所述振动片上，使得所述镜通过所述振动片的变形而变形。
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