专利名称：喷墨头的喷墨单元及其制造方法、喷墨组件及喷墨系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于一种打印系统，特别是有关于具有接合至CMOS(金属氧化物半导体)墨水通道晶圆的页宽型(page-width)喷墨头。
背景技术：
喷墨头喷出小的喷墨滴以在纸张上预定的区域打印，且打印出具有预定颜色的影像。最广泛的技术依其运作原理分为热气泡型(thermal bubble)或是压电型(piezoelectric)。热气泡型技术使用一加热器气化墨滴，且使用高压气泡以使墨滴通过喷嘴孔洞，但是其限制了热的发散和使用寿命。压电型喷墨头根据其压电体的变形机制，其已经商业化为一弯曲形式(bend mode)和一推进形式(push mode)。压电型技术施加一偏压，以使一压电陶瓷体变形，且使用电陶瓷体的弯曲置换，以改变一压力产生室的体积，如此于此室喷出液滴。压电型技术具有较佳的耐久性和高速的表现，但是限制其混合系统(hybrid-system)领域的应用，且在缩小喷嘴尺寸上会遭遇困难。
加热式和压电式喷墨头遭遇到热增加及耗能的问题，且不适用于页宽型(page-width)的结构。在此所使用的“页宽型”是指约为4英寸的宽度。实现“页宽型”喷墨头最大的困难是为驱动器提供能量至喷墨头，而控制喷嘴的电子元件必须和每个喷嘴整合。对付这些挑战的一个方法是使用超大集成电路技术VLSI于硅晶圆上制造喷墨头，且整合金属氧化物半导体电路CMOS和喷嘴于相同的基板上。
为了达成高密度的喷嘴和高效率的加热器，一页宽型的具有自我冷却和免除空孔的喷嘴的热喷墨头揭示于美国专利第4894664号。图1绘示习知技术的热喷墨头。在一基板10上，在一喷墨井12中的墨水通过一电阻层14蒸发，以迁移至一喷嘴区16。当墨水通过其聚集的压力，从喷嘴区16流动时，一喷嘴平板18导引此气化的墨水。一热阻障层24防止热流动至镍悬臂杆20和一镍基板22。一图案化的导电层短路至除了悬臂杆20区外的电阻层14。一保护层28在镍平板制程中防止电性短路，而形成喷嘴平板18。一导电层29在制造过程中沉积，以提供一表面而喷嘴平板18可建立于其上。
墨水通道平板更是热喷墨头的主要部分。美国专利第5738799号揭示一墨水喷射制造技术，其使液态墨水的毛细通道形成为剖面为矩形或方形的形状。特别是，一多晶硅的牺牲层和一固定的材料应用在硅晶片的主要表面上，以形成开放墨水通道。美国专利第5198834号揭示一喷墨头，其采用一位于一基板和孔洞间的阻障壁，而其中墨水流经在阻障壁中定义的墨水通道。阻障壁以两层热固化的感光材料制造。一层是防焊油墨材料，而另外一层是光阻材料。这两层结合的光阻化学物会被喷墨头的墨水攻击而和孔洞平板分隔。
然而，对于一页宽型喷墨头，当上述使用聚合物/光阻材料喷墨通道制造整合于金属氧化物半导体晶体管晶圆时，喷墨头会遭遇到晶圆弯曲效应(wafer bow effect)和空腔壁易碎的问题，而导致制程上采用的困难。因此，需要形成高喷嘴密度喷墨头的非聚合物的喷墨通道和IC的共用制程，而其具有晶片上的驱动电子元件，以改进打印品质且简化制程。
发明内容
本发明的目的在于通过晶圆和晶圆间的接合技术，提供一具有晶圆基础墨水通道结构的喷墨单元。
本发明的另一目的在于提供一喷墨头的制造方法，以克服习知技术采用聚合物基础墨水通道结构的问题。
本发明提供一种喷墨头的喷墨单元。第一基板包括第一边和相对于第一边的第二边。一MOS基板电路和一加热元件形成在第一基板的第一边上。一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜形成在第一基板的第二边上。一具有一沟槽的第二基板，接合至第一基板的第一边。沟槽在由接合区所包围的空间中。接合区位于第一基板和第二基板之间，以作为墨水通道结构。
本发明所述的喷墨头的喷墨单元，该第一基板包括至少一介电层位于该第一边上，其中一喷墨孔贯穿该至少一介电层和该第一基板，其中该加热元件形成在该至少一介电层上，以悬浮于该喷墨孔，其中该第二基板接合至该至少一介电层，且该沟槽允许一墨水传送穿过该加热元件和该喷墨孔，其中该喷嘴在一相对于该喷墨孔的位置。
本发明所述的喷墨头的喷墨单元，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，其中该MOS基板电路包括电性连接以驱动该加热元件。
本发明所述的喷墨头的喷墨单元，该喷嘴薄膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、介电材料、有机材料或是上述的组合。
本发明提供一种包括多个喷墨单元的喷墨组件，且每一该多个喷墨单元包括下列元件。一具有一沟槽的双晶圆接合基板，其中沟槽是在一由接合区所包围的空间中。接合区位于第一基板和第二基板之间，以作为墨水通道结构。一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜形成在双晶圆接合基板的外部表面。
本发明所述的喷墨组件，更包括一MOS集成电路，形成于该第一硅晶圆的内部表面上；至少一介电层形成于该第一硅晶圆的MOS集成电路上，其中一喷墨孔穿过该至少一介电层和该第一硅晶圆；一加热元件，形成于该至少一介电层上，且悬浮在该喷墨孔附近；其中，该喷嘴薄膜形成在该第一硅晶圆的外部表面；及其中，该喷嘴开口位于相对于该喷墨孔的位置。
本发明所述的喷墨组件，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该第一硅晶圆和该第二硅晶圆间，其中该MOS集成电路包括电性连接以驱动该加热元件，其中该喷嘴薄膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、介电材料、有机材料或是上述的组合。
本发明提供一种喷墨系统。一喷墨组件具有多个喷墨单元。一控制器连接至喷墨组件，其中每一该多个喷墨组件包括一MOS集成电路、一加热元件和一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜的半导体基板。一硅晶圆接合至半导体基板，其中沟槽在由一接合区所包围的空间中。接合区位于半导体基板和硅晶圆之间。
本发明所述的喷墨系统，该半导体基板包括一第一边和一相对于该第一边的第二边；其中，该MOS集成电路和该加热元件形成在该半导体基板的第一边上；其中，该喷嘴薄膜形成在该半导体基板的第二边上；及其中，硅晶圆接合至该半导体晶圆的第一边，且该沟槽允许墨水穿过该加热元件。
本发明所述的喷墨系统，该半导体基板包括至少一介电层位于该第一边上，其中一喷墨孔穿过该至少一介电层和该半导体基板，其中该加热元件形成于该至少一介电层上，以悬浮于该喷墨孔，其中该硅晶圆接合至该至少一介电层，其中该喷嘴开口位于一相对于该喷墨孔的位置。
本发明所述的喷墨系统，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该半导体基板和该硅晶圆之间，其中该MOS集成电路包括一电性连接，以驱动该加热元件。
本发明提供一种喷墨单元的制造方法。首先，提供一具有第一边和相对于第一边的第二边的第一基板，其中一MOS集成电路和一加热元件形成于第一边上。其后，提供一具有一沟槽的第二基板，接合第二基板至第一基板的第一边，其中沟槽在由接合区所包围的空间中。接合区位于第一基板和第二基板之间，以作为一墨水通道结构。后续，形成具有喷嘴开口的喷嘴薄膜于第一基板的第二边上。
本发明所述的喷墨单元的制造方法，形成该加热元件包括形成至少一介电层于该第一基板的第一边上；形成一喷墨孔穿过该至少一介电层和部分该第一基板，其中在该喷墨孔之下留有该第一基板的一预定厚度；将一牺牲层填入该喷墨孔中；及形成一加热元件于该包围该喷墨孔的至少一介电层上。
本发明所述的喷墨单元的制造方法，在接合该第一基板和该第二基板之后，更包括薄化该第一基板和该第二基板的外部表面，其中该第一基板的第二边薄化，以暴露该牺牲层。
本发明所述的喷墨单元的制造方法，更包括形成该具有喷嘴开口的喷嘴薄膜于该第一基板的第二边上，其中喷嘴开口位于一对应于该喷墨孔的位置；及从该喷墨孔中移除该牺牲层，其中该加热元件悬浮在该喷墨孔附近。
本发明提供一种喷墨头的喷墨单元，包括一第一基板，包括一第一边和一相对于该第一边的第二边，该第一基板包括一喷墨孔；一MOS基板电路和一喷墨驱动元件，设置在该第一基板的第一边或是第二边上；及一具有一沟槽的一第二基板，接合至该第一基板，其中该沟槽在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，以作为一墨水通道结构。
本发明所述的喷墨头的喷墨单元，该喷墨驱动元件为一加热器。
本发明所述的喷墨头的喷墨单元，尚包括一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜，形成在该第一基板的第二边上。
本发明提供的喷墨头的喷墨单元，可克服习知技术采用聚合物为基础的晶圆弯曲效应和易碎裂的墨水空腔壁的问题，因此适用于超长晶片的应用。和传统的聚合物为基础的墨水通道结构比较，晶圆为基础的墨水通道结构的晶圆接合技术较简化，且较适用于IC制程，也因此可用于大量生产。本发明还可以完成高密度的喷嘴和解决气穴的问题，改进喷墨的品质和使用寿命。
图1绘示习知技术的热喷墨头。
图2A～2I绘示本发明一实施例喷墨单元制程的剖面图。
图3为一根据本发明一实施例包含一喷墨单元打印系统的方块图。
具体实施例方式
本发明提供一具有晶圆基础墨水通道结构的喷墨单元，其特别适用于广泛的打印系统。本发明通过晶圆和晶圆间的接合技术，以构成可供选择的喷墨元件形态，其克服习知技术的采用聚合物基础墨水通道结构的问题。本喷墨头可采用大型集成电路VLSI或是超大型集成电路ULSI的制程，且可包括位于一半导体基板上的集成电路元件，例如金属氧化物半导体CMOS形态。结合本发明晶圆接合技术的墨水通道晶圆可应用于热气泡形态喷墨头，或是压电形态喷墨头。
如本领域技术人员所知，本发明可应用于许多制造、工厂或是工业。在本说明书所揭示中，“半导体基板”可定义为任何包括半导体材料的构成，其包括但不限于主体半导体材料(例如，不限于半导体晶圆或是半导体材料层)。“基板”可为任何支撑结构，其包括但不限于上述的半导体基板。
以下将以实施例详细说明做为本发明的参考，且伴随附图来说明范例。在附图或描述中，相似或相同的部分使用相同的图号。在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，以简化或是方便标示。附图中元件的部分将以描述说明之。需注意的是，未绘示或描述的元件，可以具有各种本领域技术人员所知的形式。此外，当叙述一层位于一基板或是另一层上时，此层可直接位于基板或是另一层上，或是其间还可以有中介层。
在一本发明的热喷墨头的范例中，MOS集成电路形成在具有加热元件和喷嘴开口的基板上，且一喷墨通道基板接合至一硅基板。因此，相较于习知技术，更小型的喷墨头可以通过简单的和可整合IC的制程制造。以下将揭示本发明一实施例中热喷墨头喷墨单元的制造方法。
图2A～2I绘示本发明一实施例喷墨单元制程的剖面图。请参照图2A，所提供的晶圆30包括一制造在半导体基板32上的电路。此半导体基板32可以是一具有或是不具有外延层的硅基板。可供选择的，此半导体基板32可以是包含埋藏绝缘层的绝缘层上有硅的基板(SOI)。需注意的是，半导体基板32的组成为一制程选择，其视所应用的制程而定。在电路制程中，一制造驱动晶体管、数据分布和时间电路的CMOS制程可以是一标准的混合信号制程，其包含扩散区、多晶硅层和具有内连线和贯孔的多层金属层。举例来说，晶体管34可以通过传统的选择性沉积多种材料的步骤形成在硅基板中，而此种晶体管的制造方法是为本领域技术人员所知的。
在附图中，为求简洁，其将省略CMOS主动元件和内连线。位于硅基板32上的部分可以是一系列的介电层36，而介电层中可以包含一或是多个依所需图案而形成在其中的多晶硅层和金属层。介电层36可以是氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低介电材料、高介电材料或是上述的组合。若需要的话，贯孔(未绘示)可提供在介电层36之间，且开口37提供在接触垫38上，以接通金属层。需注意的是，CMOS电路具有内连线，以驱动将会制造在其上且会在之后描述的加热元件。
在图2B中，可应用微影、罩幕技术和干蚀刻制程(例如反应离子蚀刻制程或是其它等离子蚀刻制程)，形成穿越介电层36到达半导体基板32中一定深度的喷墨孔40，而其深度约介于500μm～900μm之间。如此，位于喷墨孔40下半导体基板32剩余的部分介于约50μm～200μm。需注意的是，喷墨孔40的排列、形状和尺寸为依照产品需求和制程限制的设计进行选择。
在图2C中，一牺牲层42图案化在半导体基板32上，以暂时性的填满喷墨孔40。沉积技术(包括但不限于化学气相沉积法CVD、低压化学气相沉积法LPCVD、等离子化学气相沉积法PECVD、常压化学气相沉积法APCVD、物理气相沉积法PVD、旋转涂布法、蒸镀、电镀、溅镀、反应共溅镀(reactive co-sputtering)或是上述的组合，或更进一步发展的技术)可以用于沉积牺牲层42。而牺牲层42可包括例如聚合物、光阻材料、氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、低介电材料、高介电材料、适合的有机材料、适合的非有机材料。之后，可应用化学机械研磨法或是回蚀刻制程，以平坦化牺牲层42。更甚者，显影和蚀刻技术可依照牺牲层材料的特性，选择性的用以从介电层36和金属垫38的表面移除牺牲层42。例如，可用使用一作为聚合物或是光阻的蚀刻物的显影溶液的显影方法。
之后，一喷墨驱动元件(在此实施例也可以称之为加热元件44)制作在介电层36上，以通过一牺牲材料包装制程来悬置及围绕喷墨孔40，进而使加热器悬置在IC晶圆上。加热元件44还电性连接到接合垫38，因此CMOS集成电路用作一加热元件44的驱动电路。加热元件44可具有一环状，且可由热阻材料所组成。举例来说，掺杂的多晶硅，或是钽铝合金。加热元件44的排列和构成轮廓为依照产品需求和制程限制的设计选择。
在图2D中，提供一具有本发明墨水通道图案的沟槽52的基板50。例如，可应用微影、罩幕技术和干蚀刻制程(包括但不限于反应离子蚀刻或是等离子蚀刻制程)于一主体材料上，以定义一墨水通道图案。除此以外，可使用喷沙系统于一主体材料上，以形成一具有沟槽52的基板。此沟槽52具有约50～200μm的深度，且具有约50～1000μm的宽度。需注意的是，沟槽52的排列和构成轮廓为依照产品需求和所使用的制程限制的设计选择。基板50可以是热扩散系数和半导体基板32相符合的主体材料。举例来说，基板50可包括硅晶圆、陶瓷、玻璃、半导体材料和硅为基础的材料。硅晶圆为较佳的选择，因为其广泛的使用在制造半导体元件，而可以在不改变的情形下使用，因此可大量制造。在本发明一实施范例中，具有沟槽52的基板50在之后定义为一墨水通道晶圆50。
在图2E中，本发明一重要特征为向下接合墨水通道晶圆50至所提供具有密封垫的晶圆30的介电层36，而导致形成一双晶圆接合的复合基板。沟槽52为由两晶圆30和50间的接合区51所包围的空间，具有墨水通道结构的功能，而允许墨水从墨水贮存器经由喷墨单元的加热元件44传送至喷嘴开口。可用以接合晶圆30和50两者的晶圆接合技术包括但不限于阳极接合(anodic bonding)、硅直接接合(silicon direct bonding)和中间层接合(intermediate layer bonding)。硅直接接合(silicon directbonding)还为所知的融合接合(fusion bonding)，其可使用一压力和一温度处理，以产生一足够强的接合。墨水通道晶圆50或是所提供晶圆30中所存在的材料可限制接合温度。除此以外，如图2F所示，中间层接合可使用一接合层53(例如一低温氧化层或是一胶合薄膜，以达成够强、且具有高品质的在两晶圆30和50间的接合区域上的晶圆接合表现。
在图2G中，进行一薄化制程于所提供晶圆30和墨水通道晶圆50的背面，以减少复合晶圆的厚度。在此步骤中，本发明一关键技术特征为薄化半导体晶圆32的背部，直到喷墨孔40中的牺牲层42暴露。墨水通道晶圆50的背部也薄化至约100μm～500μm的厚度，而其不薄化至沟槽52。上述的薄化制程可包括晶背研磨、化学碾磨(chemical milling)、化学机械研磨CMP、湿蚀刻或是任何适合的蚀刻制程。
在图2H中，一具有至少一喷嘴开口48的喷嘴薄膜46提供在每一喷墨单元的半导体基板32的背部。喷嘴开口48的排列、形状和尺寸为依照产品需求和制程限制的设计选择。喷嘴开口48为对应于喷墨孔40的位置，以允许墨水从半导体基板32的背部喷出。举例来说，适用于IC的制程(包括CVD、微影和干蚀刻制程)可用以图案化具有喷嘴开口48的喷嘴薄膜46。喷嘴薄膜46可包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、聚合物、光阻、任何适用的有机材料和任何适用的介电材料。
在图2I中，牺牲层42从喷墨孔40中移除，以完成本发明一实施例的喷墨单元。例如，显影、湿蚀刻或是干蚀刻制程可依照牺牲层材料的特性用以完全移除牺牲层42。如此，加热元件44悬浮在暴露的喷墨孔40附近。在完成喷墨填入墨水之后，一泡沫喷射形态的喷墨机制将在以下描述。通过施加脉冲电流至加热元件44，邻接加热元件44的墨水快速的加热，以产生气泡54，而气泡会长大，也因此在填入墨水的墨水室中施加压力。因此，一墨滴54”从喷嘴开口48中喷出。喷墨头喷出墨水，而墨水可含水、乙二醇和颜料粒子。喷墨头还可喷出其他适当的物质。
因此，一具有接合到CMOS晶圆的墨水通道晶圆的页宽型热喷墨头已显示其允许二维的墨水从CMOS晶圆的背面喷出，且可达成以下优点。墨水通道晶圆和CMOS晶圆通过晶圆和晶圆间的接合技术接合在一起，以构成晶圆为基础的墨水通道结构，而可克服习知技术采用聚合物为基础的晶圆弯曲效应和易碎裂的墨水空腔壁的问题。也因此，适用于超长晶片的应用。和传统的聚合物为基础的墨水通道结构比较，晶圆为基础的墨水通道结构的晶圆接合技术较简化，且较适用于IC制程，也因此可用于大量生产。更甚者，喷墨单元整合CMOS电路至相同的具有悬臂加热器和背喷嘴开口的硅基板，以完成高密度的喷嘴和解决气穴的问题，而改进喷墨的品质和使用寿命。
图3为一根据本发明一实施例包含一喷墨单元打印系统的方块图。本发明一实施例可用于一打印系统60，而其包括一具有多个喷墨单元64、一墨水供应元件66、一控制器68和一电源供应元件70的打印组件62。根据本发明一实施例的具有一墨水通道晶圆接合至一CMOS晶圆的喷墨头潜在地适用于广范围的包括彩色和黑白打印的打印系统、数字打印系统、补偿压力打印机(offsetpress supplemental printer)、扫描打印机、页宽型打印机、内建印表机的笔记型计算机、彩色和黑白影印机、彩色和黑白传真机、大型绘图机和相片印表机。
虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但该较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种更改和补充，因此本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。
附图中符号的简单说明如下10基板
12喷墨井14电阻层16喷嘴区18喷嘴平板20悬臂杆22基板24热阻障层26图案化的导电层28保护层29导电层30晶圆32半导体基板34晶体管36介电层37开口38接触垫40喷墨孔42牺牲层44加热元件46喷嘴薄膜48喷嘴开口50墨水通道晶圆51接合区52沟槽54气泡54”墨滴60打印系统
62打印组件64喷墨单元66墨水供应元件68控制器70电源供应元件
权利要求
1.一种喷墨头的喷墨单元，其特征在于，包括一第一基板，包括一第一边和一相对于该第一边的第二边；一MOS基板电路和一加热元件，形成在该第一基板的第一边上；一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜，形成在该第一基板的第二边上；及一具有一沟槽的一第二基板，接合至该第一基板的第一边，其中该沟槽是在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，以作为一墨水通道结构。
2.根据权利要求1所述的喷墨头的喷墨单元，其特征在于，该第一基板包括至少一介电层位于该第一边上，其中一喷墨孔贯穿该至少一介电层和该第一基板，其中该加热元件形成在该至少一介电层上，以悬浮于该喷墨孔，其中该第二基板接合至该至少一介电层，且该沟槽允许一墨水传送穿过该加热元件和该喷墨孔，其中该喷嘴在一相对于该喷墨孔的位置。
3.根据权利要求1所述的喷墨头的喷墨单元，其特征在于，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，其中该MOS基板电路包括电性连接以驱动该加热元件。
4.根据权利要求1所述的喷墨头的喷墨单元，其特征在于，该喷嘴薄膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、介电材料、有机材料或是上述的组合。
5.一种喷墨组件，包括多个喷墨单元，其特征在于，每一该多个喷墨单元包括一具有一沟槽的双晶圆接合基板，其中该沟槽是在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，以作为一墨水通道结构；及一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜，形成在一双晶圆接合基板的外部表面。
6.根据权利要求5所述的喷墨组件，其特征在于，更包括一MOS集成电路，形成于该第一硅晶圆的内部表面上；至少一介电层形成于该第一硅晶圆的MOS集成电路上，其中一喷墨孔穿过该至少一介电层和该第一硅晶圆；一加热元件，形成于该至少一介电层上，且悬浮在该喷墨孔附近；其中，该喷嘴薄膜形成在该第一硅晶圆的外部表面；及其中，该喷嘴开口位于相对于该喷墨孔的位置。
7.根据权利要求5所述的喷墨组件，其特征在于，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该第一硅晶圆和该第二硅晶圆间，其中该MOS集成电路包括电性连接以驱动该加热元件，其中该喷嘴薄膜为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、碳化硅、介电材料、有机材料或是上述的组合。
8.一种喷墨系统，其特征在于，包括一喷墨组件，具有多个喷墨单元；及一控制器，连接至该喷墨组件；其中每一该多个喷墨组件包括一半导体基板，包括一MOS集成电路、一加热元件和一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜；一硅晶圆，接合至该半导体基板，其中该沟槽在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该半导体基板和该硅晶圆之间。
9.根据权利要求8所述的喷墨系统，其特征在于，该半导体基板包括一第一边和一相对于该第一边的第二边；其中，该MOS集成电路和该加热元件形成在该半导体基板的第一边上；其中，该喷嘴薄膜形成在该半导体基板的第二边上；及其中，硅晶圆接合至该半导体晶圆的第一边，且该沟槽允许墨水穿过该加热元件。
10.根据权利要求8所述的喷墨系统，其特征在于，该半导体基板包括至少一介电层位于该第一边上，其中一喷墨孔穿过该至少一介电层和该半导体基板，其中该加热元件形成于该至少一介电层上，以悬浮于该喷墨孔，其中该硅晶圆接合至该至少一介电层，其中该喷嘴开口位于一相对于该喷墨孔的位置。
11.根据权利要求8所述的喷墨系统，其特征在于，更包括一接合层位于该接合区上，该接合区位于该半导体基板和该硅晶圆之间，其中该MOS集成电路包括一电性连接，以驱动该加热元件。
12.一种喷墨单元的制造方法，其特征在于，包括提供一第一基板，具有一第一边和一相对于该第一边的第二边，其中一MOS集成电路和一加热元件形成于该第一边上；提供一第二基板，具有一沟槽；接合该第二基板至该第一基板的第一边，其中该沟槽在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，以作为一墨水通道结构；及形成一具有一喷嘴开口的喷嘴薄膜于该第一基板的第二边上。
13.根据权利要求12所述的喷墨单元的制造方法，其特征在于，形成该加热元件包括形成至少一介电层于该第一基板的第一边上；形成一喷墨孔穿过该至少一介电层和部分该第一基板，其中在该喷墨孔之下留有该第一基板的一预定厚度；将一牺牲层填入该喷墨孔中；及形成一加热元件于该包围该喷墨孔的至少一介电层上。
14.根据权利要求12所述的喷墨单元的制造方法，其特征在于，在接合该第一基板和该第二基板之后，更包括薄化该第一基板和该第二基板的外部表面，其中该第一基板的第二边薄化，以暴露该牺牲层。
15.根据权利要求12所述的喷墨单元的制造方法，其特征在于，更包括形成该具有喷嘴开口的喷嘴薄膜于该第一基板的第二边上，其中喷嘴开口位于一对应于该喷墨孔的位置；及从该喷墨孔中移除该牺牲层，其中该加热元件悬浮在该喷墨孔附近。
16.一种喷墨头的喷墨单元，其特征在于，包括一第一基板，包括一第一边和一相对于该第一边的第二边，该第一基板包括一喷墨孔；一MOS基板电路和一喷墨驱动元件，设置在该第一基板的第一边上；及一具有一沟槽的一第二基板，接合至该第一基板，其中该沟槽在一由一接合区所包围的空间中，该接合区位于该第一基板和该第二基板之间，以作为一墨水通道结构。
17.根据权利要求16所述的喷墨头的喷墨单元，其特征在于，该喷墨驱动元件为一加热器。
18.根据权利要求16所述的喷墨头的喷墨单元，其特征在于，尚包括一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜，形成在该第一基板的第二边上。
全文摘要
本发明提供一种喷墨头的喷墨单元及其制造方法、喷墨组件及喷墨系统。该喷墨头的喷墨单元整合一墨水通道晶圆至CMOS晶圆，CMOS晶圆具有加热元件形成于其中。一具有喷嘴开口的喷嘴薄膜形成在CMOS晶圆的背部，以允许二维方向的墨水从CMOS晶圆的背部喷出。本发明可克服习知技术采用聚合物为基础的晶圆弯曲效应和易碎裂的墨水空腔壁的问题。
文档编号B41J2/14GK1820948SQ200510127
公开日2006年8月23日 申请日期2005年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者赖宗沐, 吴华书, 张明智 申请人:台湾积体电路制造股份有限公司