[发明专利]流体喷射装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种流体喷射装置及其制造方法，且尤其涉及一种微流体喷射装置及其制造方法。

背景技术

微流体喷射装置近来已广泛地运用于信息产业，例如喷墨打印机或类似设备中。随着微系统工程(micro system engineering)的逐步开发，这种流体喷射装置逐渐在其它众多领域应用，例如燃料喷射系统(fuel injection system)、细胞筛选(cell sorting)、药物释放系统(drug delivery system)、喷印光刻技术(print lithography)及微喷射推进系统(micro jet propulsion system)等。

图1显示一种现有美国专利号码6,102,530的单块的流体喷射装置1，其以硅基底10作为本体，且在硅基底10上形成结构层12，而在硅基底10和结构层12之间形成流体腔14，用以容纳流体26；而在结构层12上设有第一加热器20、以及第二加热器22，第一加热器20用以在流体腔14内产生第一气泡30，第二加热器22用以在流体腔14内产生第二气泡32，以将流体腔14内的流体26射出。

上述的单块的流体喷射装置1制作步骤依次为：提供晶片作为硅基底10，且在硅基底10上形成结构层12，并在硅基底10和结构层12之间形成图案化牺牲层。接着，设置流体致动装置于结构层12上。然后，在结构层12上形成保护层。之后对硅基底背面进行非等向性蚀刻直至牺牲层裸露，以形成流体通道。移除牺牲层并再一次对硅基底进行非等向性蚀刻，以得到扩大的流体腔。最后，依次蚀刻保护层、结构层形成相互连通的通孔，其中通孔与流体腔连通。

在现有的单块流体喷射装置的工艺中，以硼硅酸磷玻璃(BPSG)作为牺牲层，通常需采用高浓度的氢氟酸蚀刻液移除硼硅酸磷玻璃以形成流体腔，然而在蚀刻硼硅酸磷玻璃过程中，具有高腐蚀性的氢氟酸溶液易过蚀刻结构层而破坏位于基底上的驱动线路等组件。再者，由于硼硅酸磷玻璃的形成厚度受限于沉积技术，故去除牺牲层后，还另需对基底进行蚀刻以扩大流体腔的尺寸，而增加工艺的步骤。

因此，目前亟需一种可改善上述缺点的微流体喷射装置的制造方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可改善上述缺点的流体喷射装置的制造方法，其在形成流体腔的工艺中降低对在基底上组件的破坏，且可减少工艺步骤。本发明提供一种流体喷射装置的制造方法，包括：提供基底，具有第一面及第二面，且该第二面与该第一面相对；形成图案化的多孔性结构区于该基底内；形成第一结构层于该基底的该第一面上及覆盖该图案化的多孔性结构区；由该基底的该第二面蚀刻该基底并暴露该图案化的多孔性结构区，以形成流体通道；去除该图案化的多孔性结构区以形成连接该流体通道的流体腔；以及图案化该第一结构层以在喷孔预定区上形成开口。

由于在形成作为牺牲层的多孔性结构区时即定义出流体腔的尺寸，故可不需额外的扩大流体腔的工艺。并且以如多孔硅的多孔性结构区作为牺牲层时，可利用如氢氧化钾(KOH)溶液、四甲基氢氧化氨(氢氧化四甲基铵，Tetramethyl Ammonium Hydroxide，TMAH)、乙二胺邻苯二酚(Ethylene Diamine Pyrochatechol，EDP)或其它低浓度蚀刻液去除牺牲层，如此，可避免现有技术中以BPSG作为牺牲层时，氢氟酸蚀刻液对基底上的组件造成的破坏。

附图说明

图1是示出现有单块的流体喷射装置的示意图；

图2A至2H是示出本发明第一实施例的流体喷射装置的制造方法的剖面图；

图3A至3H是示出本发明第二实施例的流体喷射装置的制造方法的剖面图；以及

图4是示出本发明实施例的以电化学蚀刻法形成多孔性结构区的示意图。

具体实施方式

第一实施例

以下配合图2A至2H说明本发明第一实施例的流体喷射装置的制造方法的剖面图。首先请参照图2A，提供基底100，其具有第一面1001及第二面1002，而第一面1001与第二面1002相对。基底100可包括单晶或多晶材料，例如单晶硅，优选基底100为P型硅。以如化学气相沉积的沉积法于基底100的第一面1001及第二面1002上形成掩模层110，掩模层110可包括氮化硅。接着，通过光刻及蚀刻工艺图案化第一面1001上的掩模层110以暴露部分的基底100，在此，所暴露的基底部分是流体喷射装置的流体腔预定形成的位置。