DE3142121C2 - Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung - Google Patents

Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und insbesondere auf eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung, bei der zum Aufzeichnen Flüssigkeit durch Anlegen von Wärmeenergie ausgestoßen wird.
Eine gattungsgemäße Flüssigkeits-Aufzeichnungseinrichtung ist bereits aus der DE-OS 28 43 064 bekannt, die eine Flüssigkeits-Heizkammer aufweist. In der Heizkammer ist ein elektrothermischer Wandler vorgesehen, der die Flüssigkeit in der Heizkammer erwärmt. Ferner ist eine Treiberschaltung zum Ansteuern des Wandlerelements vorgesehen, die von der Heizkammer räumlich beabstandet angeordnet ist. Durch diese räumliche Beabstandung entsteht auf der Verbindungsleitung zwischen der Heizkammer und der Treiberschaltung Verlustleistung. Weiterhin kommt es durch die Leitungslänge zu Signalverzerrungen, so daß die Ansteuergeschwindigkeit der Aufzeichnungsvorrichtung und damit die Druckgeschwindigkeit vermindert werden muß, um eine fehlerfreie Aufzeichnung zu erzielen.
Aus der DE-OS 25 34 853 ist ein Thermo-Druckkopf bekannt, bei dem auf einem gemeinsamen Substrat eine Treiberschaltung, welche einzelne elektrothermische Wandlerelemente ansteuert, von den elektrothermischen Wandlerelementen räumlich beabstandet angeordnet ist. Zwischen den einzelnen Heizelementen ist eine Schicht zur Wärmeisolierung vorgesehen. Die Treiberschaltung ist bezüglich der Wandlerelemente auf die gegenüberliegende Seite des gemeinsamen Substrates angeordnet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß auf einfache Weise ein kompakter Aufbau mit hoher Zuverlässigkeit erhalten wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Mittel gelöst.
Insbesondere durch die zwischen dem Funktionselement und dem elektrothermischen Wandler vorgesehene Dotierzone, die die erzeugte Wärme wegleitet, ist es möglich, ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät mit besonders kompaktem Aufbau und hoher Zuverlässigkeit auszubilden.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigen:
AFig. 1(a) schematisch eine Schrägansicht einer Aus­ führungsform der Fluidstrahl-Aufzeichnungs­ einrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 1(b) schematisch eine Schnittansicht der Ein­ richtung in Fig. 1(a) entlang der Flußbahn;
Fig. 2(a) bis (g) schematisch ein Verfahren zum Herstellen des Hauptteils der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung;
Fig. 3 bis 7 schematisch Schnittansichten von Haupt­ teilen weiterer Ausführungsformen der Ein­ richtung;
Fig. 8(a) schematisch eine Schrägansicht einer bevor­ zugten Ausführungsform der Einrichtung;
Fig. 8(b) eine schematische Schnittansicht der in Fig. 8(a) dargestellten Einrichtung;
Fig. 9(a) bis 9(g) schematisch ein Verfahren zum Herstellen des Hauptteils der in Fig. 8 dargestellten Einrichtung;
Fig. 10 eine schematische Schnittansicht des Haupt­ teils einer weiteren Ausführungsform der Einrichtung, und
Fig. 11 schematisch ein Verfahren zum Herstellen der Einrichtung.
In Fig. 1(a) weist die Fluidstrahl-Aufzeichnungseinrichtung grundsätzlich einen Teil mit einer elektrothermischen Wandler­ anordnung, wobei eine Anzahl elektrothermischer Wandler 105 in Form einer Anordnung vorgesehen ist, einen Ansteuerschal­ tungsteil 103, welcher aus Funktionselementen zusammenge­ setzt ist, die den elektrothermischen Elementen entsprechen, einen Elemente tragenden Teil 101, und ein Abdeck- oder Deckel­ teil 104 mit einer vorbestimmten Anzahl Nuten 106 auf, welche eine vorbestimmte Form und Abmessung zum Ausbilden einer gemeinsamen Fluidkammer 107 haben, um die Fluid- und Strömungs­ bahnen vorzusehen.
Die Nuten 106 sind so an­ geordnet, daß ihr Abstand derselbe ist, wie der der elektrothermischen Wandler 105. Folglich können die Nuten 106 des Abdeckteils 104 die elektrothermischen Wandler 105 decken, welche regelmäßig in vorbestimmten Abständen und mit vorbestimmten Abmessungen angeordnet sind. Jede Nut 106 steht mit der gemeinsamen Fluidkammer 107 in Verbindung, die im rückwärtigen Teil des Abdeckteils 104 vorgesehen ist. Die Fluidkammer 107 ist in einer Richtung rechtwinklig zu der Achse der Nuten 106 angeordnet.
Das Abdeckteil 104 ist mit dem Elemente tragenden Teil 101 so verbunden, daß die Nuten 106 den entsprechenden elektro­ thermischen Wandlern 105 auf dem Teil 102 gegenüberliegen. Folglich ist eine Anzahl Fluidbahnen ausgebildet, die je­ weils eine wärmeaufbringende Kammer bzw. eine Aufheizkammer und die gemeinsame Fluidkammer 107 haben, um ein Fluid jeder Fluidbahn zuzuführen. Eine Rohrleitung 108, um ein Fluid der gemeinsamen Fluidkammer 107 von einem (nicht dargestell­ ten) Fluidbehälter aus zuzuführen, ist am rückwärtigen Teil der Fluidkammer 107 vorgesehen.
Jeder elektrothermische Wandler 105 ist mit einem Wider­ standsheizteil 112 versehen, welches dazu dient, die er­ zeugte Wärme dem Fluid zuzuführen, und welches (112) zwi­ schen einer gemeinsamen Elektrode 109 und einer Elektrode 111 festgelegt ist, welche mit dem Kollektor eines Tran­ sistors 110 verbunden ist, welcher ein Funktionselement des Ansteuerschaltungsteils 103 ist. Auf der gesamten Oberflä­ che des Anordnungsteils 102 ist eine (nicht dargestellte) elektrisch isolierende Schutzschicht vorgesehen, um einen Kurzschluß zwischen der gemeinsamen Elektrode 109 und der Kollektorelektrode 111 sowie einen Kontakt zwischen dem Fluid und dem Widerstandsheizteil 112 zu verhindern.
Der Ansteuerschaltungsteil 103 weist eine Kollektor-, eine Basis- und eine Emitterzone unter der Kollektorelektrode 111, einer Basiselektrode 113 bzw. einer Emitterelektrode 114 auf. Diese Zonen sind unter der Oberfläche eines Halb­ leitersubstrats 115 ausgebildet. Jede Basiselektrode 113 ist so ausgebildet, daß sie (113) mit einer im hinteren Teil angeordneten, gemeinsamen Basiselektrode 116 verbunden ist. Eine Elektrode 117 dient dazu, eine hohe Spannung an die Kollektorzone anzulegen, um so die Transistoren 110 elektrisch voneinander zu isolieren; die Elektrode 117 ist allen Transistoren gemeinsam.
In Fig. 1(b) weist das Elemente tragende Teil 101 unter der Oberfläche einen Aufbau mit verschiedenen Funktions­ elementen auf. Das Teil 101 weist ein Halbleitersubstrat 118 und eine Epitaxialschicht 119 auf. Die Epitaxialschicht 119 enthält die elektrothermischen Wandler 105 und die Transistoren 110 als Funktionselemente. Ein elektrother­ mischer Wandler 105 setzt sich aus einem Widerstandsheiz­ teil 112, einer gemeinsamen Elektrode 109 und einer Elek­ trode 111 zusammen, welche mit der Kollektorzone des Transistors 110 verbunden ist, welcher an dem Oberflächen­ teil der Epitaxialschicht 119 vorgesehen ist. Der Wider­ standsheizteil 112 setzt sich aus einem Widerstandsheizer 120 und einer Schutzschicht 121 zum Schutze des Wider­ standsheizers 120 zusammen.
Eine wärmeaufbringende Kammer bzw. eine Aufheizkammer 122 ist an dem Widerstandsheizteil 112 vorgesehen. In der Kammer 122 wird durch die an dem Widerstandsheizteil 112 erzeugte Wärme eine plötzliche Zustandsänderung einschließlich einer Bildung einer Blase und einer Volumenminderung der Blase be­ wirkt. Die Aufheizkammer 122 steht mit einer Ausstoßöffnung 123 in Verbindung, über welche ein Fluidtröpfchen durch die Wirkung der vorerwähnten Zustandsänderung ausgestoßen wird, und steht auch mit einer am hinteren Teil vorgesehenen ge­ meinsamen Fluidkammer 124 in Verbindung. Eine Fluidzuführ­ leitung 108 ist an der gemeinsamen Fluidkammer 124 vorge­ sehen, um das Fluid von dem außerhalb angebrachten Behäl­ ter zuzuführen.
Hinter jedem elektrothermischen Wandler 105 ist ein Tran­ sistor 110 in der Epitaxialschicht 119 vorgesehen. Der Transistor 110 weist den üblichen Transistoraufbau auf, und in dessen unteren Teil ist ein eingebetteter Teil 128-1 zum Erniedrigen des Widerstandswertes an der Kollektorzone 125 vorgesehen. Ein Widerstandsbereich 128-2 ist zwischen der Elektrode 111 und der Kollektorzone 125 vorgesehen, um so dazwischen einen Ohm′schen Kontakt auszubilden.
Elektroden 111 und 117 sind von der Kollektorzone 125, und Elektroden 113 und 114 von der Basiszone 126 bzw. der Emitterzone 127 hergeleitet, wobei sie elektrisch voneinan­ der isoliert sind. Elektrische Isolierschichten 129-1 und 129-2 sind zwischen der Emitterelektrode 114 und der Basiselektrode 113 sowie zwischen der Emitterelektrode 114 und einer elektrischen Isolierelektrode 117 vorgesehen, um eine elektrische Isolierung zu erhalten. Zwischen dem elektrothermischen Wandler 105 und einem Transistor 110 ist eine Diffusionszone 130 vorgesehen, wodurch verhindert ist, daß die an einem elektrothermischen Wandler 1054 er­ zeugte Wärme den Transistor 110 nachteilig beeinflußt, d. h. es ist eine thermische Isolierung geschaffen. Die Diffusions­ zone 130 dient dazu, die Lebensdauer des Transistors, 110 in hohem Maße zu verlängern.
Anhand von Fig. 2(a) bis (g) wird nunmehr die Herstellung eines Elemente tragenden Teils 101 beschrieben. Ein p-Halb­ leitersubstrat 201 wird aufbereitet (Schritt (a)) und eine eingelagerte Schicht 202 wird in dem Substrat 201 ausgebildet, um dadurch den Kollektorwiderstand herabzusetzen, und darauf wird dann eine Epitaxialschicht 203 erzeugt (Schritt (b)). Die eingebettete Schicht 202 wird durch eine Antimon (Sb) oder Arsendiffusion (As) über ein Fenster in einer Muster­ form ausgebildet, in dem eine Phototechnik bei einer dünnen Oxidschicht auf dem Substrat 201 angewendet wird. Nach dem Ausbilden der eingebetteten Schicht 202 wird die dünne Oxidschicht vollständig entfernt. Eine n-Epi­ taxialschicht 203 wächst dann auf dem Substrat 201. Die Schicht 203 ist vorzugsweise etwa 10 µm dick. Auf der Ober­ fläche der Epitaxialschicht 203 wird eine dünne Oxidschicht 204 erzeugt. Fenster 205-1 und 205-2 werden durch die Photo­ technik in der Oxidschicht 204 ausgebildet. Eine p-Dotierung wird über die Fenster 205 diffundiert, um zur Trennung bzw. Isolierung Diffusionszonen 206-1 und 206-2 zu erzeugen. Der die Diffusionszonen 206-1 und 206-2 umgebende Teil ist eine Kollektorzone 207 eines bipolaren Transistors (Schritt c)).
Beim Schritt (d) wird eine Basizone 208 durch ein Diffusionsver­ fahren gebildet. Außer dem Teil, wo die Basiszone 208 auszu­ bilden ist, wird die ganze Fläche mit einer dünnen Oxid­ schicht beschichtet, und eine p-Dotierung, wie Bor (B) u. ä., wird mit einer hohen Konzentration diffundiert, wodurch eine p⁺-Basiszone 208 gebildet wird.
Beim Schritt (e) wird eine n-Dotierung mit hoher Konzen­ tration diffundiert, um n⁺-Zonen und dadurch eine Emitter­ zone 209 und eine Widerstandszone 210 zu erzeugen, welche einen Ohm′schen Kontakt zwischen einer Aluminiumelektrode und der Kollektorzone 207 ermöglicht. In diesem Fall werden die Emitterzone 209 und die Widerstandszone 210 gleichzeitig als n⁺-Halbleiterzonen durch eine hochkonzentrierte Diffu­ sion einer n-Dotierung erzeugt. Bei den Schritten (f) und (g) wird eine Widerstandsheizzone 213 gebildet, welche einen elektro­ thermischen Wandler darstellt.
Nach Beendigung des Schritts (e) wird außer dem Teil, wo der Widerstandsheizbereich 213 ausgebildet ist, die gesamte Ober­ fläche mit einer Maske 211 abgedeckt. Über ein Fenster 212 wird dann mittels einer Ionenimplantationseinrichtung eine Ionenimplantation vorgenommen, um eine Widerstandsheizzone 213 zu erzeugen. Der Widerstandswert kann dadurch optimal gewählt werden, daß die Fläche des Fensters 212, eine Ionen­ beschleunigungsenergie bei der Ionenimplantation und die Ionenart entsprechend gewählt werden. Die Maske 211 sollte dicker als die Ionenimplantationsstrecke der Ionen sein.
Nach der Ausbildung der Widerstandsheizzone 213 wird die Maske 211 vollständig entfernt. Das sich ergebende Elemente tragende Teil mit einer integrierten monolithischen Hybrid­ schaltung wird mit Passivierungsschicht bedeckt, und an den erforderlichen Stellen werden Aluminiumelektroden ausgebildet. Dadurch ist dann der Aufbau geschaffen, wie er in Fig. 1(b) dargestellt ist.
Wenn verschiedene Ionen bei der Implantation verwendet werden, um die Widerstandsheizzone 213 zu bilden, lassen sich die dabei ergebenden Kenndaten, wie in der folgenden Tabelle ausgeführt, darstellen. Die Aufstellung zeigt, daß die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn Ionen von Elementen der Gruppe V des Periodensystems verwendet werden; wenn aller­ dings Ionen von Elementen der Gruppe III des Perioden­ systems verwendet werden, werden ebenfalls gute Ergebnisse erhalten.
Tabelle 1
In Tabelle 1 ist der "Bereich" ein projektierter Bereich einer Dotierung d. h. die Tiefe von der Oberfläche der Wi­ derstandsheizzone 213. In Tabelle 2 sind Elementkenndaten in Abhängigkeit von der implantierten Ionenmenge (Dosis) wie­ dergegeben.
Tabelle 2
Verschiedene Ausführungsformen sind in Fig. 3 bis 7 dargestellt. In diesen Figuren sind nur die Teile dargestellt, welche zur Erläuterung benötigt werden, während die übrigen Teile weggelassen sind. In Fig. 3 wird eine Wi­ derstandsheizzone 301 durch Diffusion gleichzeitig mit der Schaffung einer Basiszone 308 erzeugt. In diesem Fall kön­ nen ein Belichtungsschritt mit Maske und drei Schritte (nämlich eine Oxidschicht-Maskenbildung, eine Ionenimplanta­ tion und eine Wärmebehandlung) im Vergleich zum Fall der Fig. 1 vorteilhafterweise weggelassen werden. Der übrige Aufbau und die Ausbildung sind dieselben wie in Fig. 1. Das heißt, es sind ausgebildet eine Epitaxialschicht 302, ei­ ne Diffusionszone 303 für eine thermische Trennung, eine eingebettete Schicht 304 zum Erniedrigen eines Kollektor­ widerstands, eine Widerstandszone 305, eine Kollektorzone 306 eine Emitterzone 307 und die Basiszone 308.
In Fig. 4 wird eine Widerstandsheizzone 401 durch ein Diffu­ sionsverfahren gleichzeitig mit der Schaffung einer Emitter­ zone 407 erzeugt. Die übrigen Verfahrensschritte sind die gleichen wie in Fig. 3.
In Fig. 5 wird eine Widerstandsheizzone 501 auf einem Teil, auf welchem die Widerstandsheizzone 501 auszubilden ist, gleich­ zeitig mit einer Diffusion zur Ausbildung eines Emit­ ters und einer Basis erzeugt, und dann wird eine Diffusion einer p-Dotierung auf einem Teil dieses Teils durchgeführt, um so eine p-Halbleiterzone 510 zu schaffen, wodurch ein pn-Übergang 509 gebildet ist. In dieser Ausführungsform wird eine Wärmeerzeugung an dem pn-Übergang 509 ausgenutzt, und vorzugsweise wird die Wärmeerzeugung an dem pn-Übergang 509 beim Anlegen einer Vorspannung in Durchlaß- und Sperrichtung aus­ genutzt.
In Fig. 6 wird das Teil durch weniger Herstellungsschritte erzeugt. Das heißt, in einem bipolaren Transistor werden ein Teil einer Widerstandszone 605 und ein Teil einer Kollektor­ zone 606 verlängert, um eine Widerstandsheizzone 601 an einem Ende der Widerstandsschicht bzw. des Ohm′schen Kon­ takts 605 auszubilden, und folglich sind der Ohm′sche Kon­ takt 605 und die Widerstandsheizzone 601 fortgesetzt. In dieser Ausführungsform nimmt, wenn der Kollektorwiderstand abnimmt, eine Kollektor-Emitterspannung VCE (SAT) ab, und die Wärmeerzeugung des Transistors selbst kann in einem hohen Maße unterdrückt werden.
In Fig. 4 bis 6 sind darüber hinaus noch dargestellt eine Epitaxialschicht 402, 502 bzw. 602, eine Diffusionszone 403 bzw. 503 für eine thermische Trennung, eine eingebettete Schicht 404, 504 bzw. 604, eine Widerstandszone 405, 505 bzw. 605, eine Kollektorzone 406, 506 bzw. 606, eine Emit­ terzone 407, 507 bzw. 607, und eine Basiszone 408, 508 bzw. 608.
In den in Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsformen sind bipolare npn-Transistoren dargestellt. Statt der bipolaren npn-Transistoren können auch andere Funktionselemente mit einer Schaltfunktion verwendet werden, wie beispielsweise bipolare pnp-Transistoren, MOS-Transistoren, SOS-Transisto­ ren, Lateraltransistoren u. ä.
In Fig. 7 weist eine Ausführungsform der Erfindung einen Aufbau auf, der einen nachteiligen Wärmeeinfluß wirksam ver­ hindern kann, wenn die Funktionselemente, welche die An­ steuerschaltung bilden, wärmeempfindlich sind. Das heißt, zwischen einem elektrothermischen Wandlerteil 701 und einem Funktionselementteil 702 mit einer Schaltfunktion ist ein Bereich 704 mit einer hohen Dotierungskonzentration vorge­ sehen. Der Bereich 704 erstreckt sich von demselben Niveau wie eine eingebettete Schicht 703 zu der Oberfläche des Teils. Die nach unten diffundierende Wärme, welche ein Teil der in der Widerstandsheizzone 705 erzeugten Wärme ist, wird über die Zone 704 an ein Substrat 706 übertragen und wird dann über eine Wärmesenke 707, die beispielsweise durch eine Aluminiumplatte gebildet ist, nach außen abgegeben. Dieser Aufbau dient dazu, beinahe vollständig die Wärme, die von der Widerstandsheizzone 705 zu einem Funktionselement 702 fließt, entlang der Oberfläche des Halbleitersubstrats 706 abzufangen.
Die Ergebnisse von Versuchen zum Bewerten von Kenndaten des Aufbaus sind in Tabelle 3 dargestellt.
Tabelle 3
Bei der Probe 2 hatte die Zone 704 eine Dotierungskonzen­ tration von 1020 cm-3. Wenn die Zone 704 nicht vorgesehen war, betrug die Lebensdauer des bipolaren npn-Transistors bei Dauereinsatz 140 h, während derselbe Transistor 1000 h und länger ohne ein Absinken seiner Leistung bei denselben Ansteuerbedingungen, wie oben beschrieben, arbeitete. Wenn eine p-Dotierung in den Bereich 704 mit einer hohen Dotierungs­ konzentration diffundiert ist, kann die Zone 704 sowohl eine elektrische als auch eine thermische Isolierfunktion be­ sitzen.
Die Fluidstrahl-Aufzeichnungseinrichtung mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau wurde hergestellt und es wurde unter den in Tabelle 4 angegebenen Bedingungen eine Aufzeichnung vor­ genommen. Selbst wenn eine lang andauernde sehr schnelle Auf­ zeichnung auf Papier der Größe A4 durchgeführt wurde, um 10 000 Blatt Kopien herzustellen, war die sich ergebende Bildgüte am Schluß so hoch wie die, welche am Anfang erhalten wor­ den war.
Tabelle 4
In Fig. 8(a) ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hierbei entsprechen die Bezugszeichen in Fig. 8(a) denen in Fig. 1(a), wie nachstehend aufgeführt ist. Die entsprechenden Bezugszeichen bezeichnen dieselben Teile und zwar entspricht 801 der 101, . . . 816 der 116 und 817 der 117. Der Aufbau des Widerstandsheizteils 812 unter­ scheidet sich von dem Aufbau des Heizteils 112, wie in Fig. 8(b) dargestellt ist. Auch in Fig. 8(b) entsprechen die Bezugszeichen wieder denen in Fig. 1(b). Dieselben Teile sind also mit den entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet. Hierbei entspricht 801 der 101, 808 der 108, 809 der 109 . . . 828-2 der 128-2, 829-1 der 129-1, 829-2 der 129-2 und 830 der 130.
Auf der Oberfläche einer auf einem Halbleitersubstrat 815 ausgebildeten Epitaxialschicht 819 ist ein elektrothermi­ scher Wandler 805 in Form eines Laminats oder Schichtauf­ baus vorgesehen. Der elektrothermische Wandler 805 weist einen Widerstandsheizteil 812 auf einer auf der Oberfläche der Epitaxialschicht 819 ausgebildeten Schutzschicht (Wärmespeicherschicht) 818, eine gemeinsame Elektrode 809 und eine Elektrode 811 für eine Verbindung zu der Kollek­ torzone eines Kollektors 810 auf. Der Widerstandsheizteil 812 ist aus einem Widerstandsheizer 820 und einer Schutz­ schicht 821 gebildet, um den Widerstandsheizer 820 zu schützen.
In Fig. 9(a) bis (g) ist die Herstellung eines Elemente tragenden Teils 801 dargestellt. Die Schritte (a) bis (e) sind jeweils dieselben wie die Schritte (a) bis (e) in Fig. 2. Hierbei entsprechen sich wieder die Bezugszeichen, und zwar 901 der 201, 902 der 202 . . . und 910 der 210. Nach der Beendigung des Schritts (e) ist eine elektrisch isolierende Schutzschicht 911 ausgebildet, um den Transistor­ teil zu schützen. Eine Widerstandsheizschicht 913 wird dann durch Phototechnik auf der Schutzschicht 911 gebil­ det, und gleichzeitig werden Fenster 912-1 bis 912-4 aus­ gebildet, um die entsprechenden Teile der Schutzschicht 911 aufzulösen. Vorteilhafte Schutzschichten 911 sind SiO₂- Schichten, Si₃N₄ u. ä., die durch Sputtern oder durch Aus­ scheiden aus der Dampfphase (CVD) erzeugt worden sind, oder Oxidschichten, die durch Oxidieren der Oberfläche der Tran­ sistoren geschaffen worden sind. Die Schutzschicht 911 unter der Widerstandsheizschicht 913 kann in dieser Ausführungs­ form als eine Wärmespeicherschicht zum Steuern einer Diffu­ sion der erzeugten Wärme wirken.
Schließlich wird ein Elektrodenmaterial, wie Aluminium u. ä. beispielsweise im Vakuum aufgebracht, und durch die Phototechnik wird dann ein Muster gebildet, wodurch dann eine Elektrodenverdrahtung ausgeführt ist. (Dieser Schritt ist in Fig. 9 nicht dargestellt). Folglich ist ein Elemente tragendes Teil hergestellt, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Die Widerstandsheizschicht 913 kann im Vakuum aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufdampfen, durch Sputtern oder durch Abscheiden aus der Dampfphase (CVD).
Als Material für die Widerstandsheizschicht 913 können vor­ zugsweise Metallegierungen, wie NiCr u. ä., Karbide, wie TiC u. ä., Boride, wie ZrB₂; HfB₂ u. ä., Nitride, wie BN u. ä., Silizide, wie SiB₄ u. ä., Phosphide, wie GaP, InP u. ä., und Arsenide, wie GaAs, GaPxAs(1-x) u. ä. angeführt werden.
In Fig. 10 ist ein Hauptteil (ein Elemente tragendes Teil) einer weiteren Ausführungsform dargestellt, während in Fig. 11 ein Teil der Herstellungsschritte der Ausführungsform in Fig. 10 wiedergegeben ist. Auf einem Substrat 1001 aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) wird durch epitak­ tisches Aufwachsen (Schritt a) in Fig. 11 eine Si-Schicht 1002 ausgebildet. In der sich ergebenden Si-Schicht 1002 wird ein PNP-Lateraltransistorteil des SOS-Typs 1003 durch ein herkömmliches Verfahren ausgebildet (Schritt b in Fig. 11). Ein Teil der Oberfläche der Si-Schicht 1002 außer dem Tran­ sistorteil 1003 wird durch Ätzen entfernt, das heißt die Si-Schicht 1002 wird dünner gemacht, und die verbleibende Si- Schicht 1002 wird oxidiert, um eine SiO₂-Schutzschicht 1004 zu erzeugen (Schritt (c) der Fig. 11). Auf der SiO₂- Schutzschicht 1004 wird eine Widerstandsheizschicht 1005 ausge­ bildet. Eine Muster- und eine Fensterausbildung in der Schutzschicht auf dem Transistorteil 1003 werden gleich­ zeitig durchgeführt, und Metallelektroden, wie Aluminium u. ä., werden im Anschluß an die Ausbildung von Elektroden 1006 bis 1009 (Fig. 10) entsprechend einem Phototechnikver­ fahren laminiert.
Die Schutzschicht 1004 unter der Widerstandsheizschicht 1005 kann auch wie in der vorherigen Ausführungsform als Wärmespeicherschicht dienen. Wenn ferner ein NPN-Lateral- Transistor des SOS-Typs in Fig. 10 verwendet wird, können dieselben Ergebnisse erhalten werden. Sogar bei einer lang­ andauernden, mit hoher Geschwindigkeit durchgeführten Auf­ zeichnung auf Papier der Größe A4, um insgesamt 10 000 Blatt Kopien herzustellen, war die sich ergebende Bild­ qualität am Schluß so hoch wie die, die am Anfang erhalten wurde.
Tabelle 5
Wie oben ausgeführt, kann gemäß der Erfindung eine Fluid- oder Flüssigstrahl-Aufzeichnungseinrichtung eine Aufzeich­ nung mit hoher Dichte und hoher Geschwindigkeit sowie mit hoher Zuverlässigkeit und Beständigkeit durchführen.
Bei der Herstellung einer solchen Einrichtung ist die Aus­ beute sehr hoch, und die Anzahl der Fertigungsschritte kann verringert werden, wodurch die Fertigungskosten ge­ senkt werden. Der Aufbau der Einrichtung eignet sich für eine Massenherstellung, und die Kenndaten der Einrichtung, insbesondere die Wärmeabgabe des elektrothermischen Wand­ lers kann in hohem Maße erhöht werden, und dadurch kann die Lebensdauer von signaltrennenden Elementen, wie Dioden und Transistoren, welche für einen elektrothermischen Wand­ ler vorgesehen sind, in hohem Maße verlängert werden.
In der vorstehenden Beschreibung der Erfindung sind Auf­ zeichnungsköpfe mit einer Vielzahl von Fluid- oder Flüssig­ keitsausstoßöffnungen, sogenannten Vielöffnungs-Aufzeich­ nungsköpfe erläutert worden; selbstverständlich ist die Erfindung auch bei Aufzeichnungsköpfen mit einer einzigen Fluid- bzw. Flüssigkeitsausstoßöffnung anwendbar. Jedoch ist die Erfindung wirksamer bei Vielöffnungs-Aufzeichnungs­ köpfen, insbesondere bei hochdichten Vielöffnungs-Auf­ zeichnungsköpfen anwendbar.

Claims (8)

1. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung mit zumindest einer Flüssigkeits-Heizkammer, die mit zumindest einer Ausstoßöffnung zum Ausstoßen von Flüssigkeit in Verbindung steht und mit zumindest einem elektrothermischen Wandler versehen ist, der auf die die Heizkammer füllende Flüssigkeit einwirkende Wärme erzeugt, und mit einem Treiberschaltungsabschnitt mit zumindest einem Funktionselement zur Selektion von Signalen für die selektive Ansteuerung des zumindest einen elektrothermischen Wandlers, dadurch gekennzeichnet, daß das zumindest eine Funktionselement (110) strukturell in einem Substrat (115) und der zumindest eine elektrothermische Wandler (120, 820) an derselben Oberfläche des Substrats (115) ausgebildet ist, in welche das zumindest eine Funktionselement (110) in das Substrat (115) strukturiert ist, und daß zum Vermindern der Wirkung der von dem zumindest einen elektrothermischen Wandler (120; 820) erzeugten Wärme auf das Funktionselement (110) zwischen dem zumindest einen elektrothermischen Wandler (120; 820) und dem zumindest einen Funktionselement (110) eine Zone (130; 704; 830) mit erhöhter Wärmeleitfähigkeit vorgesehen ist, die in derselben Oberfläche ausgebildet ist und die Wärme im wesentlichen von dem Funktionselement (110) wegleitet.
2. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (115) ein Halbleitersubstrat ist.
3. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Funktionselement (110) ein Transistor ist.
4. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektro­ thermische Wandler ein Widerstandsheizteil (120; 820), ein Paar Elektroden (109, 111, 809, 811), um elektrischen Strom dem Widerstandsteil (120; 820) zuzuführen, und eine Schutzschicht (121; 821) aufweist, die das Widerstandsheizteil (120; 820) bedeckt.
5. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrothermische Wandler (120) strukturell in dem Substrat (115) ausgebildet ist.
6. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrothermische Wandler (820) auf der Oberfläche des Substrats ausgebildet ist.
7. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit eine Tinte für das Aufzeichnen ist.
8. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrothermische Wandler (120; 820) einen Laminataufbau aufweist.
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