[go: up one dir, main page]

JP2760988B2 - Hybrid board - Google Patents

Hybrid board

Info

Publication number
JP2760988B2
JP2760988B2 JP62206807A JP20680787A JP2760988B2 JP 2760988 B2 JP2760988 B2 JP 2760988B2 JP 62206807 A JP62206807 A JP 62206807A JP 20680787 A JP20680787 A JP 20680787A JP 2760988 B2 JP2760988 B2 JP 2760988B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
polysilicon
hybrid
hybrid substrate
silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP62206807A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6449662A (en
Inventor
博之 徳永
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP62206807A priority Critical patent/JP2760988B2/en
Priority to DE3851735T priority patent/DE3851735T2/en
Priority to EP88307734A priority patent/EP0304337B1/en
Priority to AU21460/88A priority patent/AU621831B2/en
Publication of JPS6449662A publication Critical patent/JPS6449662A/en
Priority to US07/742,189 priority patent/US5134018A/en
Priority to US07/884,178 priority patent/US5232766A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2760988B2 publication Critical patent/JP2760988B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、微細なパターンを有する能動素子用のハイ
ブリッド基板に関するものである。 [従来の技術] 従来感熱ヘッドやインクジェットヘッドなどの微細な
パターンを持った大面積能動素子の基板には、アルミナ
やシリコンなどが用いられてきた。 [発明が解決しようとしている問題点] しかしながら、アルミナ基板では表面の平坦性が悪い
ために、10μm程度の微細な線幅を有する素子を形成す
ることは不可能である。また、表面平坦性を良くするた
めに、アルミナの表面に溶融ガラスをコーテイングした
ものも作られているが、ガラスの熱伝導はアルミナの約
1/20とかなり悪く、その上に発熱性の素子を形成した場
合、蓄熱効果により高い周波数で素子の発熱を制御する
ことは難しい。 また、シリコンウェハは表面平坦性は良いがコストが
高い。また、さらにポリシリコンウェハは、リシリコン
ウェハよりもやや安価ではあるが、機械的強度が著しく
低いという欠点がある。 本発明は以上の従来技術の問題点を解決して、表面平
坦性が良好で、コストの安価なハイブリッド基板を提供
することを目的とする。 [問題点を解決するための手段] 本発明の要旨は、表面にパターニングされた発熱体の
複数が形成されるハイブリッド基板において、前記ハイ
ブリッド基板は、セラミック基板上に層厚20μm以上の
Si層を前記発熱体の複数が形成される領域にわたって有
することを特徴とするハイブリッド基板に存在する。 [作用] 本発明は多結晶セラミック基板の上にアモルファス又
はポリクリスタルのシリコンを20μm以上堆積すること
によって両者のそれぞれの欠点を補充するものである。 従来にもセラミック基板の上にポリクリスタル又はア
モルファスシリコンを薄く(10μm以下)堆積したセン
サーや太陽電池などは報告されているが、これらは低速
度で半導体グレードの膜を堆積したもので本質的な本発
明とは異なっている。 [実施例] 以下に本発明を実施例をあげて具体的に説明する。 実施例1 第1図は本発明の実施例であり、アルミナ基板上にポ
リシリコン膜をCVD成長させ、平坦化してハイブリッド
基板を形成する時の工程図である。以下に各工程につい
ての説明を行なう。 (a)表面研摩のしていないアルミナ基板1上に、核形
成密度をコントロールしながら、表面の凸凹を埋められ
るような粒径のポリシリコン2を堆積する。 堆積は、まずHClガスを高温のアルミナ基板1に流す
こで表面清浄化をした後、H2で希釈したSiCl4,SiH2Cl2
等の反応ガスを用い、減圧下(〜150Torr程度)で基板
温度(900〜1100℃)で行なう。この時の堆積速度は40
〜60μm/hrである。 (b)約40分間で約50μmのポリシリコンが堆積し、ア
ルミナ基板1表面の凸凹は完全に覆われる。 (c)次にアルミナ基板1の表面の平坦性を向上させる
ために機械的な研摩を行ない、約30μm程度の厚さまで
ポリシリコンを削る 以上の方法では、ベース基板のアルミナの凸凹が荒い
ものを用いられるし、ポリシリコンの成長速度が大きい
のでスループットが上がる。 実施例2 本発明の第2の実施例として、窒化アルミ基板上にマ
イクロ波プラズマCVDでアモルファスシリコン膜又は、
ポリシリコン膜を堆積させて、ハイブリッド基板を形成
する方法について説明する。 第2図(a)はマイクロ波プラズマCVD装置の構成図
である。窒化アルミ基板21は、堆積面を内側に向けて円
周上に配置し、中心部からSiH4ガスを導入し、上下方向
からμ波23を掛けてプラズマCVDを行なう。 第2図(b)はハイブリッド基板の作製工程を示して
いる。 (a)表面の荒い窒化アルミ基板21を(b)荒ラップを
かけて極端な凸凹を落す。 (c)次にマイクロ波プラズマCVDでアモルファスシリ
コンあるいはポリシリコン24を30μm程度堆積する。 堆積条件は、250mm×60mm窒化アルミ基板6枚で、SiH
4170〜340sccm、基板温度200〜480℃、圧力0.5〜20mTor
rマイクロ波電力は500W〜2kWで行なう。堆積時間は20〜
40分で、30μm程度堆積できる。基板温度が380℃以上
になると膜はポリシリコンになる。 以上の工程により作成されたハイブリッド基板は、ア
モルファスシリコンあるいはポリシリコン膜の表面性が
良いので研磨する必要がない。 実施例3 第3図はアルミナ基板上に溶融シリコンを摘下してポ
リシリコンを形成し、それを平坦化してハイブリッド基
板を形成する時の作製装置図である。 すなわち、高温でシリコンを溶融して滴下する部分と
アルミナ基板を加熱して回転するホルダー部分からなっ
ている。 以下にハイブリッド基板の作製工程を述べる。 第3図において、カーボンヒーター8により石英ルツ
ボ4(周囲をグラファイト5で覆ってある)を1450℃ま
で加熱してシリコン6を溶かす。溶融シリコンは石英ロ
ート7を通して滴下できる状態となっており、アルミナ
基板9へ滴下されることとなる。 なお、アルミナ基板9は回転ホルダー10にのせ100〜4
00rpmで回転させ、カーボンヒーター11で1000〜1400℃
に加熱されている。 従って、セラミック基板9上に摘下されたシリコン6
は遠心力でアルミナ基板9上に広がり、0.2〜0.5mmの厚
さでポリクリスタルになり固まる。これを第1図に示し
た実施例と同様に機械的に研磨する。 以上の製法によって作製したセラミック/シリコンハ
イブリッド基板上にサーマルヘッドを形成する工程を示
す。第4図はサーマルヘッドの構成を示したものであ
る。 セラミック/シリコンハイブリッド基板上にTaN42を
スパッタリング法により1000Å堆積する。次にAl43をス
パッタリング法によって5000Å堆積する。それをフォト
リソ技術によってヒーターサイズ50μm×20μmのパタ
ーン(第4図(a))を作成する。さらに酸化防止層44
としてSiO2をスパッタリング法で1μm堆積し、耐磨耗
層45としてTa2O5をスパッタリング法で3μm堆積す
る。 第4図(b)はこのようにして作成したサーマルヘッ
ドの断面構成を示している。 以上、第1実施例乃至第3実施例により得られたハイ
ブリッド基板の特性を第1表に従来例と供に記した。 第1表に示すごとく、本発明によるハイブリッド基板
は平坦性、加工性、強度、熱伝導性、均一性、コストの
すべての面において一定の水準を満たしていた。 [発明の効果] 以上説明したごとく、本発明によれば発熱性の大面積
能動素子に要求される、平坦性、加工性、高い熱伝導
性、均一性、コストのすべての面において一定水準を満
足するハイブリッド基板を提供することができる。
The present invention relates to a hybrid substrate for an active element having a fine pattern. [Prior Art] Conventionally, alumina, silicon, or the like has been used for a substrate of a large-area active element having a fine pattern such as a thermal head or an inkjet head. [Problems to be Solved by the Invention] However, it is impossible to form an element having a fine line width of about 10 μm due to poor surface flatness of an alumina substrate. In order to improve the surface flatness, a coating of molten glass on the surface of alumina is also made, but the thermal conductivity of glass is about the same as that of alumina.
It is considerably worse, 1/20, and it is difficult to control the heat generation of the element at a high frequency by the heat storage effect when a heat-generating element is formed thereon. A silicon wafer has good surface flatness but is expensive. Polysilicon wafers are also somewhat less expensive than polysilicon wafers, but have the disadvantage of having significantly lower mechanical strength. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a low-cost hybrid substrate having good surface flatness. [Means for Solving the Problems] The gist of the present invention is to provide a hybrid substrate in which a plurality of patterned heating elements are formed on a surface, wherein the hybrid substrate has a layer thickness of 20 μm or more on a ceramic substrate.
The hybrid substrate has an Si layer over a region where the plurality of heating elements are formed. [Operation] The present invention compensates for the disadvantages of each of the above by depositing amorphous or polycrystalline silicon of 20 μm or more on a polycrystalline ceramic substrate. Conventionally, sensors and solar cells with thin (less than 10 μm) polycrystalline or amorphous silicon deposited on a ceramic substrate have been reported, but these are semiconductor-grade films deposited at low speed and are essentially This is different from the present invention. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to examples. Example 1 FIG. 1 is an example of the present invention, and is a process diagram when a polysilicon film is grown by CVD on an alumina substrate and flattened to form a hybrid substrate. Hereinafter, each step will be described. (A) On an unpolished alumina substrate 1, a polysilicon 2 having a particle size capable of filling the surface irregularities is deposited while controlling the nucleation density. The deposition is performed by first cleaning the surface by flowing HCl gas to the high-temperature alumina substrate 1 and then diluting with H 2 SiCl 4 and SiH 2 Cl 2.
The reaction is performed at a substrate temperature (900 to 1100 ° C.) under reduced pressure (about 150 Torr) using a reaction gas such as the above. The deposition rate at this time is 40
6060 μm / hr. (B) Polysilicon of about 50 μm is deposited in about 40 minutes, and the irregularities on the surface of the alumina substrate 1 are completely covered. (C) Next, mechanical polishing is performed to improve the flatness of the surface of the alumina substrate 1, and the polysilicon is ground to a thickness of about 30 μm. It is used and the growth rate of polysilicon is high, so that the throughput is increased. Embodiment 2 As a second embodiment of the present invention, an amorphous silicon film or a
A method for forming a hybrid substrate by depositing a polysilicon film will be described. FIG. 2A is a configuration diagram of a microwave plasma CVD apparatus. The aluminum nitride substrate 21 is arranged on the circumference with the deposition surface facing inward, SiH 4 gas is introduced from the center, and the microwave 23 is applied from above and below to perform plasma CVD. FIG. 2 (b) shows a manufacturing process of the hybrid substrate. (A) An aluminum nitride substrate 21 having a rough surface is (b) wrapped with a rough wrap to remove extreme irregularities. (C) Next, amorphous silicon or polysilicon 24 is deposited to a thickness of about 30 μm by microwave plasma CVD. The deposition conditions were 250 mm x 60 mm aluminum nitride substrates, 6
4 170 ~ 340sccm, substrate temperature 200 ~ 480 ℃, pressure 0.5 ~ 20mTor
r Use microwave power between 500W and 2kW. Deposition time is 20 ~
In about 40 minutes, about 30 μm can be deposited. When the substrate temperature exceeds 380 ° C., the film becomes polysilicon. The hybrid substrate formed by the above steps does not need to be polished because the amorphous silicon or polysilicon film has good surface properties. Embodiment 3 FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing apparatus when a polysilicon is formed by removing molten silicon on an alumina substrate and flattening the polysilicon to form a hybrid substrate. That is, it is composed of a part where silicon is melted and dropped at high temperature and a holder part which rotates by heating the alumina substrate. Hereinafter, a manufacturing process of the hybrid substrate will be described. In FIG. 3, a quartz crucible 4 (surrounded by graphite 5) is heated to 1450 ° C. by a carbon heater 8 to melt the silicon 6. The molten silicon can be dropped through the quartz funnel 7 and is dropped onto the alumina substrate 9. The alumina substrate 9 is placed on the rotary holder 10 and is
Rotate at 00rpm, 1000 ~ 1400 ℃ with carbon heater 11
Heating. Therefore, the silicon 6 removed on the ceramic substrate 9
Is spread on the alumina substrate 9 by centrifugal force and becomes a polycrystal with a thickness of 0.2 to 0.5 mm and solidifies. This is mechanically polished similarly to the embodiment shown in FIG. A process for forming a thermal head on a ceramic / silicon hybrid substrate manufactured by the above-described manufacturing method will be described. FIG. 4 shows the structure of the thermal head. TaN42 is deposited on a ceramic / silicon hybrid substrate by sputtering at a thickness of 1000. Next, 5000 nm of Al43 is deposited by a sputtering method. A pattern (FIG. 4 (a)) having a heater size of 50 μm × 20 μm is formed by photolithography. Further antioxidant layer 44
SiO 2 is deposited by sputtering with a thickness of 1 μm, and Ta 2 O 5 is deposited as a wear-resistant layer 45 with a thickness of 3 μm by sputtering. FIG. 4 (b) shows a cross-sectional configuration of the thermal head prepared as described above. The characteristics of the hybrid substrates obtained according to the first to third embodiments are described in Table 1 together with those of the conventional example. As shown in Table 1, the hybrid substrate according to the present invention met a certain level in all aspects of flatness, workability, strength, thermal conductivity, uniformity, and cost. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a certain level is required in all aspects of flatness, workability, high thermal conductivity, uniformity, and cost required for a heat-generating large-area active element. A satisfactory hybrid substrate can be provided.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例で熱CVD法によるハイブリッド
基板の作製工程図、第2図は本発明の実施例であり、溶
融シリコン摘下法によるマイクロ波CVDによるハイブリ
ッド基板の作製工程図、第3図は、ハイブリッド基板作
製装置。第4図(a)は実施例1乃至実施例3により作
製したハイブリッド基板上にサーマルヘッドを形成した
場合の平面図であり、(b)は、そのX−Y断面図であ
る。 1…アルミナ基板、2…ポリシリコン結晶粒、3…ポリ
シリコン膜、4…石英ルツボ、5…グラファイトルツ
ボ、6…シリコン、7…石英ロート、8…カーボンヒー
ター、9…アルミナ基板、10…回転式基板ホルダー、11
…カーボンヒーター、21…窒化アルミ基板、22…セラミ
ック導波窓、23…側波、24…ポリシリコン膜あるいはア
モルファスシリコン膜、40…セラミック基板、41…ポリ
シリコン層、42…TaN、43…Al、44…SiO2、45…Ta2O5
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a manufacturing process of a hybrid substrate by a thermal CVD method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an embodiment of the present invention; FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a hybrid substrate, and FIG. FIG. 4 (a) is a plan view when a thermal head is formed on the hybrid substrates manufactured according to the first to third embodiments, and FIG. 4 (b) is an XY cross-sectional view thereof. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Alumina substrate, 2 ... Polysilicon crystal grain, 3 ... Polysilicon film, 4 ... Quartz crucible, 5 ... Graphic crucible, 6 ... Silicon, 7 ... Quartz funnel, 8 ... Carbon heater, 9 ... Alumina substrate, 10 ... Rotation Type board holder, 11
... Carbon heater, 21 ... Aluminum nitride substrate, 22 ... Ceramic waveguide window, 23 ... Side wave, 24 ... Polysilicon film or amorphous silicon film, 40 ... Ceramic substrate, 41 ... Polysilicon layer, 42 ... TaN, 43 ... Al , 44… SiO 2 , 45… Ta 2 O 5 .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−99793(JP,A) 特開 昭61−211057(JP,A) 特開 昭62−203325(JP,A) 特開 昭53−125852(JP,A) 特開 昭63−84946(JP,A) 特開 昭62−134270(JP,A) 特開 昭61−56401(JP,A) 特開 昭63−55901(JP,A) 特開 昭63−70513(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B41J 2/335 B41J 2/05 H01L 23/14 H01L 49/00 H05K 1/16──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-55-99793 (JP, A) JP-A-61-211057 (JP, A) JP-A-62-203325 (JP, A) JP-A 53-99 125852 (JP, A) JP-A-63-84946 (JP, A) JP-A-62-134270 (JP, A) JP-A-61-56401 (JP, A) JP-A-63-55901 (JP, A) JP-A-63-70513 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) B41J 2/335 B41J 2/05 H01L 23/14 H01L 49/00 H05K 1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.表面にパターニングされた発熱体の複数が形成され
るハイブリッド基板において、前記ハイブリッド基板
は、セラミック基板上に層厚20μm以上のSi層を前記発
熱体の複数が形成される領域にわたって有することを特
徴とするハイブリッド基板。 2.前記Si層はポリシリコンまたはアモルファスシリコ
ンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
のハイブリッド基板。 3.前記Si層は表面が研磨されていることを特徴とする
特許請求の範囲第1項又は第2項に記載のハイブリッド
基板。
(57) [Claims] In a hybrid substrate in which a plurality of patterned heating elements are formed on the surface, the hybrid substrate has a Si layer having a thickness of 20 μm or more on a ceramic substrate over a region where the plurality of heating elements are formed. Hybrid substrate. 2. The hybrid substrate according to claim 1, wherein the Si layer is made of polysilicon or amorphous silicon. 3. The hybrid substrate according to claim 1, wherein the surface of the Si layer is polished.
JP62206807A 1987-08-20 1987-08-20 Hybrid board Expired - Fee Related JP2760988B2 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62206807A JP2760988B2 (en) 1987-08-20 1987-08-20 Hybrid board
DE3851735T DE3851735T2 (en) 1987-08-20 1988-08-19 Hybrid substrate.
EP88307734A EP0304337B1 (en) 1987-08-20 1988-08-19 Hybrid substrate
AU21460/88A AU621831B2 (en) 1987-08-20 1988-08-22 Ceramic base substrate wiyh a deposited multi-layer structure of a different material
US07/742,189 US5134018A (en) 1987-08-20 1991-08-02 Hybrid substrate
US07/884,178 US5232766A (en) 1987-08-20 1992-05-18 Hybrid substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62206807A JP2760988B2 (en) 1987-08-20 1987-08-20 Hybrid board

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6449662A JPS6449662A (en) 1989-02-27
JP2760988B2 true JP2760988B2 (en) 1998-06-04

Family

ID=16529416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62206807A Expired - Fee Related JP2760988B2 (en) 1987-08-20 1987-08-20 Hybrid board

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2760988B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6908563B2 (en) 2001-11-27 2005-06-21 Canon Kabushiki Kaisha Ink-jet head, and method for manufacturing the same

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5599793A (en) * 1979-01-25 1980-07-30 Nippon Electric Co Method of forming thick film
JPS61211057A (en) * 1985-03-18 1986-09-19 Toshiba Corp Thermal head
JPS62203325A (en) * 1986-03-04 1987-09-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor substrate and manufacture of the same

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6449662A (en) 1989-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4111669B2 (en) Sheet manufacturing method, sheet and solar cell
JPH06283454A (en) Method for deposition of silicon nitride thin film at high deposition speed on large-area glass substrate by cvd
US20060194417A1 (en) Polycrystalline sillicon substrate
JPS6353915A (en) Manufacture of soi device
JP2556621B2 (en) Method for forming silicon carbide film
JP2760988B2 (en) Hybrid board
US5134018A (en) Hybrid substrate
JPH10189695A (en) Vapor growth susceptor and manufacture thereof
JP3657036B2 (en) Silicon carbide thin film and method for manufacturing silicon carbide thin film laminated substrate
JP7255473B2 (en) Method for manufacturing polycrystalline silicon carbide substrate
US5232766A (en) Hybrid substrate
JPH09266214A (en) Silicon wafer
US6951585B2 (en) Liquid-phase growth method and liquid-phase growth apparatus
JP2004140087A (en) Polycrystalline silicon substrate for solar cell and method for manufacturing the same, and method for manufacturing solar cell using the substrate
JPS593952A (en) Method of forming aluminum wiring layer
JPH09263498A (en) Method for producing silicon carbide single crystal
US20010032708A1 (en) Electrode plate for plasma etching equipment for forming uniformly-etched surface
JPS6058613A (en) Epitaxial apparatus
JP2554336B2 (en) Method for manufacturing dielectric isolation substrate
KR100341059B1 (en) A Method for Forming Poly-Crystalline Silicon Thin Film
JP2013016562A (en) Vapor-phase growth method
JPH0118575B2 (en)
JPH09266175A (en) Semiconductor wafer manufacturing method and semiconductor wafer
JPH04280418A (en) Vapor phase growth equipment
JP2532252B2 (en) Method for manufacturing SOI substrate

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees