矽基材的接合方法、液滴噴頭、液滴噴出裝置及電子器件的製作方法

2023-06-16 20:30:06

專利名稱：矽基材的接合方法、液滴噴頭、液滴噴出裝置及電子器件的製作方法
技術領域：
本發明涉及矽基材的接合方法、液滴噴頭、液滴噴出裝置及電子器件。
背景技術：
目前，作為接合兩片矽基板(矽基材)的方法，已知有不使用粘接劑而
使晶片之間直接接合的晶片直接接合(Wafer Direct Bonding)。
晶片直接接合例如在將兩片矽基板清洗之後，通過對它們分別進行表面處理而在表面上密接多個羥基。而且，通過在使矽基板之間重合的同時進行1000'C左右的熱處理而進行接合。
使密接了羥基的矽基板的表面之間重合併進行熱處理時，存在於該表面的Si-OH之間反應，形成Si-O-Si鍵。由此，矽基板之間牢固接合。在該晶片直接接合中，由於未使用粘接劑，因此不存在粘接劑露出等問題，可以以簡單的工序使矽基板之間精度良好地接合。由此，可以期待應用於MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)的組裝、半導體元件及各種封裝等。
然而，由於在目前的晶片直接接合中，需要進行100(TC左右的熱處理，因此，在矽基板嵌入電路及可動構造等的情況下，由這些熱導致的損傷成為問題。
因此，提出了一種接合方法，其通過使用等離子產生裝置的氧氣等離子對兩片矽基板中的至少一方的表面實施親水化處理，使該親水化的面之間重合，同時，在200 45(TC的溫度下進行熱處理，使兩片矽基板接合(例如，參照專利文獻l。)。
然而，在上述接合方法中，主要通過Si-O-Si鍵接合兩片矽基板。因此，不能得到充分的接合強度。另外，在接合界面化學鍵不連續，隨之，機械特性、電特性及化學特性在接合界面也不連續。
因此，例如在接合p型矽基板和n型矽基板而製作半導體元件的情況下，可能會使兩片矽基板間的接合界面的主要基於Si-O-Si鍵的接觸電阻 明顯化、使半導體元件的特性降低。
另外，矽基板通常通過機械研磨或化學研磨使其表面平滑化。然而， 通過這樣的研磨處理得到的表面的平滑性並不充分。因此，實施了研磨處 理的矽基板之間沒有間隙，難以進行高強度且高精度的接合。
專利文獻l:日本特開平5-82404號公報

發明內容
本發明的目的在於，提供即使不在高溫下進行熱處理也可以精度良好 地使矽基材之間牢固接合的矽基材的接合方法，使用該接合方法製造的可 靠性高的液滴噴頭及液滴噴出裝置，以及使用所述矽基材的接合方法製造 的電子器件。
為了達成所述目的，本發明提供一種矽基材的接合方法，其特徵在於，
具有下述工序
第一工序，通過對包含Si-H鍵的第一矽基材賦予能量，選擇性地切 斷所述Si-H鍵，使所述第一矽基材裂開、分割；
第二工序，通過準備具有矽的未結合鍵露出的表面的第二矽基材，使 所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面與所述第二 矽基材的所述表面密接，使兩者接合。
根據這樣的本發明，即使不在高溫下進行熱處理，也可以使矽基材之 間精度良好地牢固接合。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述第一矽基材優選包含氫 化非晶矽或包含氫的結晶矽。
由此，可以可靠地使第一矽基材裂開。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，包含所述氫化非晶矽的第一 矽基材優選使用矽烷系氣體作為原料氣體，通過CVD法或等離子聚合法 形成。
由此，可以有效地製作氫化非晶體矽。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，在所述第一工序中，優選通 過對所述第一矽基材照射雷射而賦予所述能量。由此，可以可靠地防止第一矽基材的變質、劣化，同時，選擇性地有 效地切斷Si-H鍵。另外，可以對第一矽基材的應裂開的面局部性地賦予
能量。由此，可以選擇性地只切斷存在於應裂開的面附近的Si-H鍵。 另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述雷射優選為脈衝雷射。 由此，由於第一矽基材的被雷射照射的部分經時難以積蓄熱量，因此，
可以可靠地防止由積蓄的熱量引起的第一矽基材的變質、劣化。其結果，
可以提高切斷的Si-H鍵的位置精度，可以提高裂開位置的位置精度。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選調整對所述第一矽基材
照射的雷射的條件，以使被所述雷射照射的部分的溫度為300 60(TC。 由此，在照射雷射的部分，可以幾乎不切斷Si-Si鍵地選擇性地只切
斷Si-H鍵。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，在所述第一工序中，優選以 使所述雷射的焦點對合在所述第一矽基材的所述應裂開的面的狀態，沿所 述應裂開的面掃描所述雷射。
由此，通過雷射的照射而產生的熱量局部地積蓄在應裂開的面附近。 其結果，使第一矽基材沿應裂開的面選擇性地切斷存在的Si-H鍵。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選所述第一矽基材包含的 所述Si-H鍵沿所述第一矽基材的所述應裂開的面分布。
由此，例如，即使不是雷射這樣的指向性高的光而是擴展為放射狀的 指向性低的光，也可以選擇性地只切斷位於應裂開的面的Si-H鍵。其結 果，可以將第一矽基材在應裂開的面上可靠地裂開、分割。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述Si-H鍵沿所述應裂開 的面分布而成的所述第一矽基材，優選包含將氫原子或者氫離子注入所述 應裂開的面而成的矽材料。
由此，即使是包含預先不含氫的矽材料的第一矽基材，也可以使用本 發明進行接合。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選所述矽材料為結晶矽、 且所述第一矽基材的所述應裂開的面與所述結晶矽的結晶面幾乎平行。 由此，由於裂開沿結晶面進行，因此，得到的裂開面具有更高的平滑性。另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選通過加熱所述第一矽基 材，使所述第一矽基材在所述應裂開的面裂開。
由此，可以不需要高價的設備等地簡單地進行本工序。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述加熱時的溫度優選為
300 600。C。
由此，可以幾乎不切斷Si-Si鍵地選擇性地只切斷Si-H鍵。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，在所述第二工序中，優選以
使所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面和所述第
二矽基材的所述表面密接的狀態對兩者進行加熱。
由此，可以在縮短接合所需的時間的同時，進一步提高接合體的接合強度。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述加熱溫度優選為40~200。C。
由此，可以防止裂開的第一矽基材及第二矽基材發生由熱導致的變 質、劣化，並且在縮短接合所需的時間的同時，進一步提高接合體的接合 強度。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，在所述第二工序中，優選以 使所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面和所述第 二矽基材的所述表面密接的狀態，向兩者相互靠近的方向加壓。
由此，可以進一步提高接合體的接合強度。 .
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，所述加壓時的壓力優選為 1 1000MPa。
由此，可以在防止各矽基材產生損傷等的同時可靠地提高接合體的接 合強度。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選所述第一工序及所述第 二工序在惰性氣體氛圍中或者減壓氛圍中進行。
由此，可以可靠地防止所述裂開的第一矽基材的所述裂開面及所述第 二矽基材的所述表面被汙染或密接大氣中的氧及水分等而使所述裂開面 及所述表面氧化。其結果，可以防止露出於所述裂開面的未結合鍵及露出 於所述表面的未結合鍵被氧及羥基等不得已地封端化。另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選所述第二矽基材通過對
包含Si-H鍵的矽基材賦予能量並選擇性地切斷所述Si-H鍵，使所述矽基 材裂開，使所述未結合鍵露出。
由此，形成於第二矽基材的裂開面例如具有比研磨矽基材而得的面更 高的平滑性。因此，通過對由裂開製作的第一矽基材和由裂開製作的第二 矽基材使用本發明的接合方法，接合界面的密接性提高。其結果，可以得 到接合強度高的接合體。
另外，在本發明的矽基材的接合方法中，優選所述第二矽基材通過對 矽基材實施利用含氫氟酸液體進行的蝕刻，在所述矽基材的表面形成Si-H 鍵後，通過對所述矽基材的表面賦予能量並選擇性地切斷所述Si-H鍵， 使所述未結合鍵露出。
由此，對不含氫的第二矽基材也可以使用本發明的矽基材的接合方法。
為了達成所述目的，本發明提供一種液滴噴頭，其具備接合兩個矽基 材而成的接合體，該接合體使用本發明的矽基材的接合方法進行製造。 根據這樣的本發明，可以得到可靠性高的液滴噴頭。 為了達成所述目的，本發明提供一種液滴噴出裝置，其特徵在於，具 備本發明的液滴噴頭。
根據這樣的本發明，可以得到可靠性高的液滴噴出裝置。 為了達成所述目的，本發明提供一種電子器件，其具備接合兩個矽基 材而成的接合體，該接合體使用本發明的矽基材的接合方法進行接合。 根據這樣的本發明，可以得到可靠性高的電子器件。


圖1是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第一實施方式的示意圖 (縱向剖面圖)。
圖2是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第一實施方式的示意圖 (縱向剖面圖)。
圖3是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第一實施方式的示意圖 (縱向剖面圖)。圖4是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第二實施方式的示意圖 (縱向剖面圖)。
圖5是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第二實施方式的示意圖
(縱向剖面圖)。
圖6是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的二極體的示意圖 (縱向剖面圖)。
圖7是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的噴墨式記錄頭
(液滴噴頭)的分解立體圖。
圖8是表示圖7所示的噴墨式記錄頭的主要部分的構成的剖面圖。 圖9是表示具備圖7所示的噴墨式記錄頭的噴墨印表機的實施方式的
概略圖。
圖10是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的電子器件的縱 向剖面圖。
具體實施例方式
下面，基於附圖所示的優選的實施方式對本發明的矽基材的接合方 法、液滴噴頭、液滴噴出裝置及電子器件進行詳細說明。 《第一實施方式》
首先，對本發明的矽基材的接合方法的第一實施方式進行說明。
圖1 圖3是分別用於對本發明的矽基材的接合方法的第一實施方式
進行說明的示意圖(縱向剖面圖)。另外，在下面的說明中，將圖1 圖3中
的上側稱為"上"，將下側稱為"下"。
本發明的矽基材的接合方法是使兩片矽基材(第一矽基材和第二矽基
材)的表面相互直接接觸而進行接合的方法。
該方法具有以下工序[l]使第一矽基材裂開的裂開工序(第一工序)、 和[2]準備第二矽基材，通過使裂開的第一矽基材的裂開面和第二矽基材密 接，使兩者接合的接合工序(第二工序)。下面，對各工序進行詳細敘述。矽基材的裂開工序(第一工序)
在本實施方式中，[l-l]首先，準備包含Si-H鍵的第一矽基材1。 [1-2]然後，對第一矽基材1賦予能量。由此，可以選擇性地切斷Si-H鍵，同
時，脫離的氫原子間相互結合，產生氫氣。該氫氣由於佔較大體積，因此， 在產生氫氣的部分，第一矽基材1擴張。其結果，最終，第一矽基材1裂 開。下面，依次對本工序進行說明。
另外，在本實施方式中，作為其中一例，為沿圖1所示的A-A線使第 一矽基材1裂開。另外，下面，將以A-A線表示的面稱為"應裂開的面 11"。下面，對本工序進行順次說明。
本工序中準備的包含Si-H鍵的第一矽基材1包含除Si-Si鍵之外還包 含Si-H鍵作為化學鍵的矽材料。
具體而言，作為構成第一矽基材1的材料，可以舉出例如(A)氫化 非晶矽之類的添加有氫的非晶矽、及(B)添加有氫的單晶矽、多晶矽之類的 結晶矽等。根據該非晶矽及結晶矽，可以使第一矽基材l可靠地裂開。下 面，依次對(A)、 (B)進行說明。
(A)氫化非晶矽可以使用通過例如蒸鍍法、濺射法、等離子CVD法和 熱CVD法之類的各種CVD法、等離子聚合法等製造的非晶體矽。
另外，使用矽烷(SiH4)、乙矽烷(Si2H6)等矽烷系氣體作為原料氣體、
通過CVD法製造的氫化非晶矽特別優選用作構成第一矽基材1的材料。 通過該方法製作的氫化非晶矽是矽原子不具有結晶結構之類的長程有序 性且無秩序地排列而成的材料。另外，對於氫化非晶矽，原料氣體中所含 的氫全部被吸入膜中，矽的未結合鍵(dangling bonds)被氫封端化而形成 Si-H鍵。由此，通過使用矽烷的CVD法，可以有效地製作氫化非晶矽。
另外，使用有機矽氧烷系氣體作為原料氣體、通過等離子聚合法製造 的氫化非晶矽也特別優選用作構成第一矽基材1的材料。通過該方法製作 的氫化非晶矽是矽原子、氧原子及有機基團不具有結晶結構之類的長程有 序性且無秩序地排列而成的材料。另外，對於這樣的氫化非晶矽，原料氣 體中所含的氫全部被吸入膜中，矽的未結合鍵(dangling bond)被氫封端化 而形成Si-H鍵。由此，通過使用有機矽氧烷的等離子聚合法也可以有效 地製作氫化非晶矽。
另外，作為原料氣體，例如可以舉出甲基矽氧烷、八甲基三矽氧烷、十甲基四矽氧烷、十甲基環戊矽氧烷、八甲基環四矽氧垸、甲基苯基矽氧 烷之類的有機矽氧烷等。
另外，通過經由掩膜等進行CVD法及等離子聚合法，可以選擇性地 只在所希望的區域內使氫化非晶矽成膜。由此，也具有可以容易地製作形 成所希望的形狀的第一矽基材1的優點。
另外，也可以不使用掩膜等地使氫化非晶矽在較寬的面積成膜後，組 合光刻技術及蝕刻技術將該膜圖案化。通過該方法也可以容易地製作形成 所希望的形狀的第一矽基材1。
另外，氫化非晶矽中的氫含有率優選為0.5 20atm。/。的程度，更優選 為1 15atm。/。的程度。通過使氫化非晶矽的氫含有率在上述範圍內，可以 可靠地使第一矽基材1裂開。
另外，在氫含有率小於上述下限值的情況下，通過切斷Si-H鍵，可 以顯著減少產生的氫氣的量。因此，通過氫氣不能使第一矽基材1充分擴 張，從而可能難以使第一矽基材l裂開。另一方面，在氫含有率高於上述 上限值的情況下，氫化非晶矽的各種特性降低。例如，氫含有率高於上述 上限值時，氫化非晶矽可能脆化而使機械特性降低。另外，由於氫含有率 過高，因此，這樣的氫化非晶體可能難以以現在的成膜技術設定製作條件， 缺乏量產性。
在氫化非晶矽通過等離子CVD成膜的情況下，氫化非晶矽中的氫含 有率可以通過適當設定原料氣體的組成、流量、等離子的輸出功率、等離 子CVD裝置的室內壓力、成膜溫度等各種參數迸行控制。
同樣，在氫化非晶矽通過等離子聚合法成膜的情況下，可以通過適當 設定原料氣體的組成、等離子輸出功率(高頻輸出密度)等各種參數來控制 氫化非晶矽中的氫含有率。
具體而言，例如，通過提高高頻輸出密度，可以提高氫化非晶矽中的 氫含有率。
另夕卜，高頻的輸出密度沒有特別限定，優選為0.01 100W/cm2的程度， 更優選為0.1 50W/cr^的程度，特別優選為1 40W/cn^的程度。
另外，高頻的頻率沒有特別限定，優選為lkHz 100MHz的程度，更 優選為10 60MHz的程度。
12(B)結晶矽為具有金剛石型結構的晶質材料。
結晶矽中，對於單晶矽，材料整體中的矽原子有規則地排列。相對於此，多晶矽是具有不同的面方位的單晶矽的晶粒集合而成的材料。
由於這些結晶矽通常在製作之後不含氫，因此，可以在製作結晶矽後添加氫原子或者氫離子作為第一矽基材1使用。對於添加有氫的結晶矽，
通過該添加的氫和構成結晶結構的矽形成Si-H鍵。
作為在結晶矽中添加氫原子或者氫離子的方法，可以使用任意方法，例如可以舉出使用離子注入裝置的離子注入法等。
在離子注入法中，使通過電場加速的氫離子從結晶矽的表面射入，從
而在結晶矽中添加氫。此時，氫離子的射入優選在後述的工序[2]中從與用於與第二矽基材接合的面相反的面進行。由此，可以防止用於在裂開後進
行接合的第一矽基材l因離子注入而受到損傷。其結果，最後製作的接合體3可以獲得良好的特性。
另外，在本實施方式中，在添加有氫的結晶矽中，氫至少存在於應裂開的面11中即可。SP，氫可以添加於整個第一矽基材1中，也可以局部性地添加於應裂開的面11的附近。
另外，在包含結晶矽的第一矽基材l中，結晶面優選與應裂開的面ll平行。由此，裂開沿結晶面進行，因此得到的裂開面具備更高的平滑性。
另外，在第一矽基材l中，根據需要，可以添加P型摻雜劑及n型摻雜劑等。由此，可以控制第一矽基材l的電特性。
如上所述，通過(A)、 (B)的方法，可以製作第一矽基材l。
接著，對第一矽基材l賦予能量。
在賦予第一矽基材1能量的方法中，只要是不使第一矽基材1變質、劣化就可以選擇性地切斷Si-H鍵的方法，就可以使用任意的方法。
在此，Si-H鍵的鍵能為3.1 3.5eV的程度，Si-Si鍵的鍵能為7.6eV左右。這樣，由於Si-H鍵和Si-Si鍵之間的鍵能存在一定程度的差異，因此，通過控制賦予第一矽基材1的能量的大小，可以幾乎不切斷Si-Si鍵地選擇性地只切斷Si-H鍵。
另外，同樣，Si-H鍵的鍵能比Si-O鍵及Si-C鍵的鍵能小。因此，通
13過控制賦予第一矽基材1的能量的大小，可以選擇性地只切斷Si-H鍵。
另外，在本實施方式中，特別是作為賦予能量方法，如圖l(b)所示，使用對第一矽基材1照射雷射的方法。通過雷射，可以可靠地防止第一矽
基材1的變質、劣化，同時，可以選擇性地有效地切斷Si-H鍵。另外，
通過雷射，可以對第一矽基材1的應裂開的面11局部性地賦予能量。由
此，可以選擇性地只切斷存在於應裂開的面11附近的Si-H鍵。
在此，作為雷射，可以舉出例如準分子雷射之類的脈衝振動雷射(脈衝雷射)、二氧化碳雷射、半導體雷射之類的連續振動雷射等。
其中，在本實施方式中，優選使用脈衝雷射。對於脈衝雷射，由於在第一矽基材l的被雷射照射的部分經時難以積蓄熱量，因此可以可靠地防止由積蓄的熱量引起的第一矽基材1的變質、劣化。另外，在第一矽基材1中，在照射的部分難以積蓄熱量時，即使該熱量向周圍擴散也可以極力抑制溫度上升。由此，可以防止對遠離被照射的部分賦予能量，可以選擇
性地對應照射的部分賦予能量。由此，可以提高切斷的Si-H鍵的位置精
度，可以提高裂開位置的位置精度。
相對於此，對於連續振動雷射，沒有經時積蓄於被雷射照射的部分的熱量釋放而降低溫度的時間，通過連續照射雷射，被照射的部分的溫度可能形成高溫。因此，在導致第一矽基材l變質、劣化的同時，裂開位置的位置精度可能降低。
另外，在考慮熱量的影響的情況下，脈衝雷射的脈衝幅度優選儘可能
短。具體而言，脈衝幅度優選在lps(皮秒)以下，更優選在500fs(飛秒)以下。如果脈衝幅度在上述範圍內，則可以大體上抑制伴隨雷射照射而在第一矽基材l上產生的熱量的影響。另外，脈衝幅度如果在上述範圍內，則伴隨雷射的照射而積蓄熱量，可以特別可靠地防止高溫區域向第一矽基材1的厚度方向(雷射的照射方向)擴散。由此，可以進一步提高裂開位置的位置精度。另外，脈衝幅度比上述範圍還小的脈衝雷射被稱為"飛秒雷射"。
另外，雷射的波長沒有特別限定，例如，優選為200 1200nm的程度，更優選為300 1000nm的程度。
另外，為脈衝雷射的情況下，雷射的最高輸出功率根據脈衝幅度而不同，優選為0.1 10W的程度，更優選為1 5W的程度。進而，脈衝雷射的重複頻率優選為0,1 100kHz的程度，更優選為1 10kHz的程度。通過將脈衝雷射的頻率設定在上述範圍內，使照射雷射的部分的溫度顯著上升，可以在防止Si-Si鍵被切斷的同時，可靠地切斷Si-H鍵。
另外，這樣的雷射的各種條件優選以被雷射照射的部分的溫度優選為300 60(TC的程度、更優選為400 50(TC的程度的方式適當調整。由此，在被雷射照射的部分，可以幾乎不切斷Si-Si鍵地選擇性地只切斷Si-H鍵。另外，特別是在第一矽基材1包含非晶矽的情況下，可以可靠地防止溫度變得過高而導致非晶矽結晶化。
另外，照射在第一矽基材1的雷射優選以使其焦點與第一矽基材1的應裂開的面ll重合的狀態沿該應裂開的面ll進行掃描。由此，通過雷射的照射產生的熱量局部地積蓄於應裂開的面11的附近。其結果，可以選擇性地切斷沿第一矽基材1的應裂開的面11存在的Si-H鍵。
Si-H鍵被切斷時，鍵合有氫原子的鍵形成未結合鍵(dangling bond)14。另一方面，2個脫離的氫原子結合，如圖l(c)所示，在應裂開的面ll的附近產生氫氣12。由於該氫氣12佔據較大體積，因此，在應裂開的面11中，第一矽基材1擴張。由此產生的應力達到第一矽基材1的破壞應力時，如圖l(d)所示，在應裂開的面ll，第一矽基材l上下裂開而被分割。由此，得到兩個裂開的第一矽基材1'。
在裂開成兩個的第一矽基材T的各裂開面13、 13，分別露出矽的未結合鍵14，形成活性較高的狀態。另外，該裂開面13具有例如比研磨矽基材而得的面更高的平滑性。
另外，這樣的能量賦予優選在氮氣、氬氣之類的惰性氣體氛圍中或者減壓氛圍中進行。由此，可以可靠地防止裂開面13被汙染或密接大氣中的氧及水分等而氧化裂開面13。其結果，可以防止露出於裂開面13的未結合鍵14被氧及羥基等封端化(惰性化)。
另外，在遍及整個第一矽基材l地添加氫的情況下，如上所述，優選使用使雷射的焦點與在應裂開的面11對合的方法。由此，即使整個第一矽基材1都分布有氫，也可以可靠地在應裂開的面11使第一矽基材1裂開。[2]矽基材的接合工序(第二工序)
在本工序中，[2-l]首先，準備在表面21露出矽的未結合鍵22的第二矽基材2。 [2-2]然後，使裂開的第一矽基材r和第二矽基材2重合，以使上述工序[l]中兩個裂開的第一矽基材中的一個第一矽基材1，的裂開面13與準備的第二矽基材2的表面21接觸。由此，露出於裂開的第一矽基材1'的裂開面13的矽的未結合鍵14與露出於第二矽基材2的表面21的矽的未結合鍵22鍵合，形成Si-Si鍵。其結果，裂開的第一矽基材l'和第二矽基材2接合，得到接合體3。下面，依次對本工序進行說明。
本工序中準備的第二矽基材2是在其表面21露出矽的未結合鍵22的矽基材。
這種第二矽基材2可以通過任意的方法形成，例如可以通過以下的兩種方法(I)、 (II)形成。
(I)
在該方法中，準備包含Si-H鍵的矽基材，對該矽基材，與上述工序[l]同樣操作，使該矽基材裂開。可以將由此得到的裂開的矽基材用作第二矽基材2。
具體而言，首先，準備包含Si-H鍵的矽基材。然後，對該矽基材賦予能量。由此，選擇性地切斷Si-H鍵，同時，脫離的氫原子之間相互鍵合產生氫氣。通過該氫氣，使矽基材擴張，從而使矽基材裂開。由此，在裂開的矽基材的裂開面露出矽的未結合鍵。
另外，由此形成的裂開面具有例如比研磨矽基材而得的面更高的平滑
性。因此，通過對由裂開製作的第一矽基材r和由裂開製作的第二矽基
材2使用本發明的接合方法，接合界面的密接性提高。其結果，得到接合強度高的接合體3。
(II)
在該方法中，準備包含Si-H鍵的矽基材5。該矽基材5與第一矽基材1的構成材料相同。
接著，對準備的矽基材5實施利用含氫氟酸液體進行的蝕刻。含氫氟酸液體是氫氟酸系蝕刻液，可以舉出例如氫氟酸(HF)溶液、緩衝氫氟酸(氫氟酸和氟化銨(NH4F)的混合液)等。這樣的含氫氟酸液體相對於矽，對氧化矽的蝕刻選擇比極高。因此，通過使用含氫氟酸液體作為蝕刻液，可以防
止矽基材5的母材劣化，同時，可以選擇性地除去形成於矽基材5的氧化矽。即，在矽基材5上，通常由於大氣中的氧及水分的影響而在表面形成
包含氧化矽的氧化膜，但通過使用含氫氟酸液體的蝕刻，可以選擇性地只除去該氧化膜。
除去表面的氧化膜時，在矽基材5的表面51露出矽的未結合鍵。然而，如圖2(e)所示，含氫氟酸液體中的氫離子與該未結合鍵瞬時鍵合而被封端化。
接著，賦予能量，選擇性地將包含於矽基材5的Si-H鍵切斷。由此，如圖2所示，在矽基材5的表面51露出矽的未結合鍵。
作為賦予能量的方法，可以舉出例如照射能量線的方法、加熱矽基材5的方法等。
其中，作為照射的能量線，可以舉出例如紫外光、雷射之類的光、電子射線、粒子射線等。其中，照射的能量線優選為雷射或者紫外光(參照圖2(f))。如圖2(g)所示，通過雷射，可以可靠地防止矽基材5的變質、劣化，可以選擇性地有效地切斷Si-H鍵。另外，通過紫外光，可以用紫外燈這樣的比較簡單的設備廣範圍地選擇性地有效地切斷Si-H鍵。
在此，作為雷射，與上述工序[l-2]的情況相同，優選使用脈衝雷射。
另外，雷射的各種條件也與上述工序[l-2]的情況相同。
另一方面，使用紫外光作為照射的能量線的情況下，紫外光的波長優選為150~300nm的程度，更優選為160 200nm的程度。
另外，照射紫外光的時間沒有特別限定，優選為0.5 30分鐘的程度，更優選為1 10分鐘的程度。
另外，露出於表面51的未結合鍵被封端化時，矽基材5的表面51化學性質穩定。因此，即使放置於大氣中，也可以防止在矽基材5的表面51形成氧化膜。即，可以保持在表面51高密度地形成Si-H鍵的狀態。因此，在該狀態下，可以保存在大氣中。
另一方面，在加熱矽基材5的情況下，加熱溫度優選為200 60(TC的程度，更優選為300 40(TC的程度。由於Si-H鍵的鍵能比Si-Si鍵的鍵能
17小，因此，通過將矽基材5的加熱溫度設定在上述範圍內，可以選擇性地
切斷Si-H鍵。
根據這樣的(n)的方法，如(i)的方法，矽基材中並非必須含有氫。艮P，
即使對不含氫的第二矽基材2，也可以使用本發明的矽基材的接合方法。
根據如上所述的兩個方法(I)、 (11)，可以有效且可靠地在表面21形成露出矽的未結合鍵22的第二矽基材2。
另外，準備的第二矽基材2的結晶構造可以與第一矽基材1不同，但優選相同。由此，最終得到的接合體3經由接合界面使各種特性連續。
另外，在第二矽基材2，根據需要，可以添加p型摻雜劑及n型摻雜劑等。由此，可以控制第二矽基材2的電特性。
接著，如圖3(h)所示，使裂開的第一矽基材r和第二矽基材2重合，以使由上述工序[i]得到的裂開的第一矽基材r的裂開面13與由上述工
序[2-l]準備的第二矽基材2的表面21接觸。由此，露出於裂開的第一矽基材1'的裂開面13的未結合鍵14與露出於第二矽基材2的表面21的未結合鍵22鍵合，如圖3(i)所示，得到裂開的第一矽基材l'和第二矽基材2接合的接合體3。
在此，如上所述，以使裂開的第一矽基材l'和第二矽基材2重合的
狀態，根據需要加熱裂開的第一矽基材r及第二矽基材2。由此，可以
縮短接合所需時間，同時，可以提高接合體3的接合強度。
另外，加熱溫度優選為40 200'C的程度，更優選為50 15(TC的程度。
由此，可以防止裂開的第一矽基材r及第二矽基材2產生加熱引起的變
質、劣化並縮短接合所需時間，同時，可以提高接合體3的接合強度。
另外，以使如上操作而裂開的第一矽基材r和第二矽基材2重合的
狀態，根據需要，向裂開的第一矽基材l'及第二矽基材2相互靠近的方向加壓。由此，可以進一步提高接合體3的接合強度。
此時，加壓接合體3時的壓力根據各矽基材r、 2的構成材料及厚度
等而稍有不同，優選為1 1000MPa的程度，更優選為l-10MPa的程度。通過將加壓時的壓力設定在上述範圍內，可以防止各矽基材l'、 2發生損傷等，可以可靠地提高接合體3的接合強度。另外，優選上述加熱和加壓同時進行。由此，可以相輔地發揮加熱的效果和加壓的效果，可以特別提高接合體3的接合強度。
另外，如上所述的工序[l]、 [2]優選在氮氣、氬氣之類的惰性氣體氛圍
中或者減壓氛圍中進行。由此，可以可靠地防止裂開面13及表面21被汙染或密接大氣中的氧及水分等而氧化裂開面13及表面21。其結果，可以防止露出於裂開面13的未結合鍵14及露出於表面21的未結合鍵22被氧及羥基等不得已地封端化(被惰性化)。
另外，對於未結合鍵14露出於第一矽基材1'的裂開面13的狀態及未結合鍵22露出於第二矽基材2的表面21的狀態，經時未結合鍵消失。因此，在上述工序[l-2]中，使矽的未結合鍵14露出於裂開面13後，要求儘可能早地進行本工序[2-2]。另外，同樣，在上述工序[2-l]中，在矽的未結合鍵22露出於表面21後，要求儘可能早地進行本工序[2-2]。
具體而言，完成上述工序[l-2]及上述工序[2-l]後，優選在5分鐘內進行本工序[2-2]，更優選在3分鐘內進行。只要在該時間內，裂開面13及表面21就可以保持充足的活性，因此，在本工序[2-2]中，在粘合第一矽基材l，和第二矽基材時，可以得到充分的接合強度。
在如上所述的矽基材的接合方法中，通過使用裂開的第一矽基材r作為用於接合的矽基材，接合面為平滑性優良的裂開面13。由此，可以使裂開的第一矽基材l'和第二矽基材2密接性良好地接觸，可以高強度且高精度地進行接合。
另外，本發明的接合方法即使不進行高溫下的熱處理，也可以使裂開
的第一矽基材r和第二矽基材2以充分的接合強度進行接合。因此，可以防止裂開的第一矽基材r及第二矽基材2由熱引起的變質、劣化。另外，根據本發明，將裂開的第一矽基材r和第二矽基材2接合時，
該接合界面基於Si-Si鍵進行接合。因此，與以往的接合界面基於Si-O-Si
鍵進行接合的情況相比，可以得到從裂開的第一矽基材r到第二矽基材
2具有更連續的特性(機械特性、電特性及化學特性)的接合體3。《第2實施方式》
接著，對本發明的矽基材的接合方法的第二實施方式進行說明。
圖4及圖5是用於說明本發明的矽基材的接合方法的第二實施方式的示意圖(縱向剖面圖)。另外，在下面的說明中，將圖4及圖5中的上側稱 為"上"，將下側稱為"下"。
下面，對矽基材的接合方法的第二實施方式進行說明，以與上述第一 實施方式的矽基材的接合方法的不同點為中心進行說明，對於同樣的事 項，省略說明。
在本實施方式的矽基材的接合方法中，除第一工序不同之外，與上述 第一實施方式相同。
下面，依次對本實施方式的各工序進行說明。另外，在本實施方式中，
作為其中一例，為沿圖4所示的B-B線使第一矽基材1裂開。另外，下面， 將B-B線表示的面稱為"應裂開的面41"。 [l]矽基材的裂開工序(第一工序)
在本實施方式中，[l-l]首先，準備包含Si-H鍵的第一矽基材4。如 圖4(a)所示，該第一矽基材4使用沿應裂開的面41定位Si-H鍵的矽材料。 [l-2]接著，賦予第一矽基材4能量時，選擇性地切斷Si-H鍵的同時，脫 離的氫原子之間相互鍵合而產生氫氣。該氫氣由於佔據較大的體積，因此， 在產生氫氣的部分，第一矽基材4擴張。其結果，第一矽基材4沿應裂開 的面41裂開。下面，依次對本工序進行說明。
在本實施方式中，作為本工序中準備的包含Si-H鍵的第一矽基材4， 如圖4(a)所示，使用沿應裂開的面41定位Si-H鍵的矽材料。這樣的第一 矽基材4在後述的工序中，通過賦予能量，在應裂開的面41可靠地裂開。
在此，作為構成第一矽基材4的材料，與上述第一實施方式相同，可 以舉出非晶矽及結晶矽等。然後，如圖4(b)所示，對包含這種材料的矽材 料注入氫原子或氫離子，以使其留在應裂開的面41。由此，得到沿應裂開 的面41定位Si-H鍵的第一矽基材4。另外，如果由此注入氫原子或者氫 離子，則即使為包含預先不含氫的矽材料的第一矽基材，也可以使用本發 明進行接合。
氫原子或者氫離子的注入例如可以通過使用離子注入裝置的離子注 入法等方法進行。
此時，通過適當變更離子注入時的離子加速電壓，可以控制注入的氫原子或氫離子的注入深度，使氫原子或者氫離子可靠地留在應裂開的面41。
具體而言，優選使離子加速電壓為0.2 150kV的程度，更優選為 1 90kV的程度。只要將離子加速電壓設定在上述範圍內，就可以防止注 入的離子的能量過大而損傷矽材料等，從而可靠地將氫原子或者氫離子注 入矽材料中。
另外，在第一矽基材4包含結晶矽的情況下，優選結晶面與應裂開的 面41平行。由此，由於裂開沿結晶面進行，因此，得到的裂開面具有更 高的平滑性。
接著，對第一矽基材4賦予能量。由此，第一矽基材4在應裂開的面 41裂開。
在對第一矽基材4賦予能量的方法中，只要是不會使第一矽基材4變 質、劣化的選擇性地切斷Si-H鍵的方法，就可以使用任意的方法，在本 實施方式中，特別優選對第一矽基材4照射雷射之類的光的方法或加熱第 一矽基材4的方法。
其中，如圖4(cl)所示，根據對第一矽基材4照射雷射的方法，可以 可靠地防止第一矽基材4的變質、劣化且選擇性地有效地切斷Si-H鍵。 另外，通過雷射，可以對第一矽基材4局部性地賦予能量。由此，可以選 擇性地只切斷存在於應裂開的面41附近的Si-H鍵。另外，可以抑制應裂 開的面41以外的部分的溫度上升。因此，例如在第一矽基材4上形成機 構零件及電路的情況下，可以避免熱對這些零件的影響。
這種雷射的各種條件與上述第一實施方式相同。
另外，在本實施方式中，由於沿第一矽基材4的應裂開的面41定位 Si-H鍵，因此，即使不為雷射之類的指向性高的光而為擴散成放射狀的指 向性低的光，也可以選擇性地只切斷位於應裂開的面41的Si-H鍵。其結 果，使第一矽基材4在應裂開的面41可靠地裂開、分割。
另一方面，如圖4(c2)所示，在加熱第一矽基材4的情況下，例如可 以使用加熱器及紅外線等進行加熱。
此時的加熱溫度優選為300 60(TC的程度，更優選為400 50(TC的程
21度。由此，可以幾乎不切斷Si-Si鍵地選擇性地只切斷Si-H鍵。
另外，加熱的時間沒有特別限定，在加熱溫度在上述範圍內的情況下,
優選為0.1~10分鐘的程度，更優選為0.5 5分鐘的程度。
由此，在本實施方式中，由於可以通過加熱選擇性地切斷Si-H鍵， 因此，可以不需要高價的設備等地簡單進行本工序。
如上所述，切斷Si-H鍵時，鍵合有氫原子的鍵成為未結合鍵(dangling bond)44。另一方面，2個脫離的氫原子結合，如圖5(d)所示，在應裂開 的面41附近產生氫氣42。由於該氫氣42佔據較大體積，因此，在應裂開 的面41中，第一矽基材4擴張。由此產生的應力達到第一矽基材4的破 壞應力時，如圖5(e)所示.在應裂開的面41，第一矽基材4上下裂開而被 分割。
在裂開成兩個的第一矽基材4'的各裂開面43、 43，分別露出矽的未 結合鍵44，形成活性較高的狀態。另外，該裂開面43具有例如比研磨矽 基材而得的面更高的平滑性。
另外，如上所述的能量的賦予優選在氮氣、氬氣之類的惰性氣體氛圍 中或者減壓氛圍中進行。由此，可以可靠地防止裂開面43被汙染或密接 大氣中的氧及水分等而氧化裂開面43。其結果，可以防止露出於裂開面 43的未結合鍵44被氧及羥基等不得已地封端化(惰性化)。矽基材的接合工序(第二工序) 接著，與上述第一實施方式的工序[2]同樣操作，使裂開的第一矽基材 4，和第二矽基材2重合，以使裂開、分割的第一矽基材4中的一方第一 矽基材4，的裂開面43與另外準備的第二矽基材2的表面21接觸。由此， 使露出於裂開的第一矽基材4'的裂開面43的矽的未結合鍵44與露出於 第二矽基材2的表面21的矽的未結合鍵22鍵合，形成Si-Si鍵。其結果， 裂開的第一矽基材4'與第二矽基材2接合，得到接合體3。
在如上所述的矽基材的接合方法中，可以得到與上述第一實施方式的 矽基材的接合方法相同的作用及效果。
另外，根據本實施方式，由於選擇性地在第一矽基材4的應裂開的面 41附近注入氫離子，因此，在其它部分(應裂開的面41附近以外的部分) 不存在氫離子。氫離子過多時，有時第一矽基材4的機械特性及電特性降低，但根據本實施方式，可以避免這樣的問題。
另外，通過上述矽基材的接合方法得到的矽基材的接合體例如可以用
於MEMS、半導體元件、各種封裝等。
在此，以將通過本發明的接合方法得到的接合體用於二極體(半導體元 件)的情況為例進行說明。
圖6是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的二極體的示意圖 (縱向剖面圖)。
圖6所示的二極體200具有p型矽基材210和n型矽基材220，它們 在接合界面230直接接合。
另外，在與p型矽基材210的接合界面230相反的一側的面設置有陽 極240，在與n型矽基材220的接合界面230相反的一側的面設置有陰極 250。
進而，在陽極240設置導線260，在陰極250設置導線270。
在此，p型矽基材210為在添加有氫的非晶矽及添加有氫的結晶矽等 矽材料內添加了少量硼(B)、銦(In)等三價元素的p型摻雜劑的矽基材。
另一方面，n型矽基材220為在與p型矽基材210相同的矽材料內添 加了少量磷(P)、砷(As)、銻(Sb)等五價元素的n型摻雜劑的矽基材。
上述p型矽基材210和n型矽基材220使用本發明的接合方法進行接 合。由此，p型矽基材210和n型矽基材220以接觸電阻極低的狀態進行 接合。其結果，接合界面230成為pn接合，二極體200顯示整流作用。
並且，使用本發明的接合方法而得到的二極體200的可靠性高。

接著，對將使用本發明的矽基材的接合方法而得到的矽基材的接合體 應用於噴墨式記錄頭的情況的實施方式進行說明。
圖7是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的噴墨式記錄頭 (液滴噴頭)的分解立體圖，圖8是表示圖7所示的噴墨式記錄頭的主要部 分的構成的剖面圖，圖9是表示具備圖7所示的噴墨式記錄頭的噴墨列印 機的實施方式的概略圖。另外，圖7與通常使用的狀態上下相反地表示。
圖7所示的噴墨式記錄頭(本發明的液滴噴頭)IO搭載於如圖9所示的 噴墨印表機(本發明的液滴噴出裝置)9中。
23圖9所示的噴墨印表機9具備裝置主體92，在上部後方設置有設置記 錄用紙P的託架921，在下部前方設置有排出記錄用紙P的排紙口 922， 在上部面設置有操作面板97。
操作面板97由例如液晶顯示器、有機EL顯示器、LED燈等構成， 具備顯示錯誤信息等的顯示部(未圖示)、和由各種開關等構成的操作部(未 圖示)。
另外，在裝置主體92的內部，主要具有具備來回移動的頭組件93的 印刷裝置(印刷機構)94、將記錄用紙P按頁分別送入印刷裝置94的供紙裝 置(供紙機構)95、和控制印刷裝置94及供紙裝置95的控制部(控制機構)96。
通過控制部96的控制，供紙裝置95按頁間歇輸送記錄用紙P。該記 錄用紙P通過頭組件93的下部附近。此時，頭組件93在與記錄用紙P的 輸送方向幾乎垂直的方向來回移動，對記錄用紙P進行印刷。即，頭組件 93的來回移動和記錄用紙P的間歇輸送成為印刷中的主掃描及副掃描，進 行噴墨方式的印刷。
印刷裝置94具備頭組件93、成為頭組件93的驅動源的滑架電動機
941、 因滑架電動機941的旋轉而使頭組件93來回移動的來回移動機構
942、
頭組件93在其下部具有具備多個噴嘴孔111的噴墨式記錄頭IO(下 面，簡稱為"頭10"。)、向頭10供給油墨的墨盒931、搭載頭10及墨盒 931的滑架932。
另外，作為墨盒931，通過使用填充有黃色、氰色、洋紅色、黑色(黑)4 種顏色的油墨的墨盒，可以進行全彩色印刷。
來回移動機構942具有其兩端被框架(未圖示)支撐的滑架導向軸
943、 與滑架導向軸943平行地延伸的同步帶944。 滑架932來回移動自如地支承於滑架導向軸943，同時，固定於同步
帶944的局部。
通過滑架電動機941的動作，經由滑輪使同步帶944往返行進時，被 滑架導向軸943導向，頭組件93來回動。然後，在該來回動時，從頭IO 噴出適量的油墨，對記錄用紙P進行印刷。
供紙裝置95具有作為其驅動源的供紙電動機951和通過供紙電動機951的動作進行旋轉的供紙輥952。
供紙輥952由夾持記錄用紙P的輸送路徑(記錄用紙P)而上下對置的 從動輥952a和驅動輥952b構成，驅動輥952b連結於供紙電動機951。由 此，供紙輥952將設置於託架921的多張記錄用紙P按頁分別送入印刷裝 置94。另外，也可以為代替託架921而以可裝卸自如的方式安裝收納記錄 用紙P的供紙盒的構成。
控制部96根據例如從個人計算機及數位相機等主機輸入的印刷數據， 通過控制印刷裝置94及供紙裝置95等進行印刷。
雖均沒有圖示，但控制部96主要具備儲存控制各部的控制程序等 的儲存器、.驅動壓電元件(振動源)14並控制油墨的噴出時間的壓電元件驅 動電路、驅動印刷裝置94(滑架電動機941)的驅動電路、驅動供紙裝置 95(供紙電動機951 )的驅動電路、及輸入來自主機的印刷數據的通信電路、 與它們電連接並對各部進行各種控制的CPU。
另外，可以在CPU中分別電連接例如檢測墨盒931的油墨殘留量、 頭組件93的位置等的各種傳感器等。
控制部96經由通信電路獲得印刷數據並儲存於儲存器。CPU處理該 印刷數據並根據該處理數據及來自各種傳感器的輸入數據，對各驅動電路 輸出驅動信號。通過該驅動信號，壓電元件140、印刷裝置94及供紙裝置 95分別進行動作。由此，在記錄用紙P上進行印刷。
下面，參照圖7及圖8對頭IO(本發明的液滴噴頭)進行詳細敘述。
頭10具有頭主體170和基體(罩)160，所述頭主體170具備形成有 多個噴嘴孔(孔)lll的噴嘴板(第一基板)IIO、具備對應於各噴嘴孔111配 置的暫時貯存油墨(液體)的油墨室(液體貯存空間)121的油墨室基板(第2 基板)120、使油墨室121的容積產生變化的振動板130、接合于振動板130 的壓電元件(振動源)140，所述基體(罩)160收納該頭主體170。另外，該頭 10構成為請求(onDemand)形的壓電噴射式頭。
在本實施方式中，該噴嘴板110由矽基板構成。
在該噴嘴板110上形成有用於噴出油墨滴的多個噴嘴孔111。這些噴 嘴孔111之間的間隙根據印刷精度進行適當設定。 在噴嘴板110固著(固定)有油墨室基板120。該油墨室基板120通過噴嘴板110、側壁(隔壁)122及後述的振動板 130劃分形成多個油墨室(內腔、壓力室)121、貯存由墨盒931供給的油墨 的儲存室123、從儲存室123分別向各油墨室121供給油墨的供給口 124。
各油墨室121分別形成為長方形狀(長方體狀)，對應於各噴嘴孔111 進行配置。各油墨室121的構成為通過後述的振動板130的振動可以改 變容積，通過該容積的變化噴出油墨。
在本實施方式中，該油墨室基板120由矽基板構成。然後，噴嘴板110 和油墨室基板120通過本發明的矽基材的接合方法進行接合。由此，噴嘴 板IIO和油墨室基板120高強度且高精度地進行接合。其結果，可以抑制 各油墨室121、各儲存室123及各供給口 124的各自的容積不均，實現從 各噴嘴孔111噴出的油墨的噴出量的均一化。
另一方面，在與油墨室基板120的噴嘴板110相反的一側接合有振動 板130，進而，在與振動板130的油墨室基板120相反的一側設置有多個 壓電元件140。
另外，在振動板130的規定位置，貫穿振動板130的厚度方向形成有 連通孔131。經由該連通孔131，可以將油墨從上述墨盒931供給到儲存 室123中。
各壓電元件140是分別在下部電極142和上部電極141之間穿插壓電 體層143而成的，其對應於各油墨室121的大致中央部進行配置。各壓電 元件140的構成為電連接於壓電元件驅動電路，且基於壓電元件驅動電 路的信號進行動作(振動、變形)。
各壓電元件140分別作為振動源起作用，振動板130通過壓電元件140 的振動進行振動，使油墨室121的內部壓力瞬間提高。
在本實施方式中，通過振動板130和壓電元件140，構成將貯存於油 墨室121內的油墨從噴嘴孔lll以液滴噴出的液滴噴出裝置。
基體160具備可以收納頭主體170的凹部161。然後，在該凹部161 中收納有頭主體170的狀態下，通過形成於凹部161的外周部的錯層162 支撐噴嘴板110的邊緣部。
這樣的頭IO在經由壓電元件驅動電路未輸入規定的噴出信號的狀態， 即，在壓電元件140的下部電極142和上部電極141之間未施加電壓的狀態下，壓電體層143不產生變形。因此，振動板130也不產生變形，在油 墨室121內不產生容積變化。因此，從噴嘴孔111不噴出油墨滴。
另一方面，在經由壓電元件驅動電路輸入規定的噴出信號的狀態，艮口， 在壓電元件140的下部電極142和上部電極141之間施加一定電壓的狀態 下，壓電體層143產生變形。由此，振動板130發生大的彎曲，油墨室121 的容積產生變化。此時，油墨室121內的壓力瞬時提高，從噴嘴孔lll噴 出油墨滴。
一次油墨噴出完成時，壓電元件驅動電路停止向下部電極142和上部 電極141之間施加電壓。由此，壓電元件140大致恢復至原來的形狀，油 墨室121的容積增大。另外，此時，從墨盒931向噴嘴孔111的壓力(向正 方向的壓力)作用於油墨。因此，可以防止空氣從噴嘴孔111進入油墨室 121，與油墨的噴出量相抵的量的油墨從墨盒931(儲存室123)被供給到油 墨室121中。
由此，對於頭10，通過介由壓電元件驅動電路依次對欲印刷的位置的 壓電元件140輸入噴出信號，可以印刷任意的(希望的)文字及圖形等。
另外，頭IO也可代替壓電元件140而具有電熱轉換元件。即，頭IO 可以為利用由電熱轉換元件引起的材料的熱膨脹而噴出油墨的構成(所謂 的"bubble jet方式"("bubble jet"為註冊商標))。
在該構成的頭10中，在噴嘴板110設置有以賦予疏液性為目的而形 成的覆膜114。由此，從噴嘴孔111噴出油墨滴時，可以可靠地防止在該 噴嘴孔111的周圍殘存油墨滴。其結果，可以可靠地使從噴嘴孔lll噴出 的油墨滴落在目標區域內。
<電子器件〉
接著，對將使用本發明的矽基材的接合方法而得到的矽基材的接合體 用於電子器件的情況的實施方式進行說明。
圖10是表示使用本發明的矽基材的接合方法而得到的電子器件的縱 向剖面圖。另外，在以下的說明中，將圖10中的上側稱為"上"，將下側 稱為"下"。
圖10所示的電子器件(本發明的電子器件)300具有絕緣基板310、層 疊於該絕緣基板310上的兩片矽晶片320、 330。另外，在絕緣基板310和矽晶片320之間設置有絕緣層340和圖案化 的導電層350。該導電層350與穿通貫通絕緣基板310的貫通孔311的焊 錫球360接合。由此，導電層350和焊錫球360之間實現導通。
在此，在兩片矽晶片320、 330上分別形成有電路(未圖示)。該電路使 用一般的半導體製造程序形成。
另外，形成於各矽晶片320、 330的電路分別連接電線370的一端， 各電線370的另一端與設置在絕緣基板310上的導電層350連接。由此， 形成於各矽晶片320、 330的電路和焊錫球360之間電連接。
進而，在絕緣基板310上設置有密封部380。該密封部380通過覆蓋 兩片矽晶片320、 330及電線370，將它們絕緣、密封。
在這種電子器件300中，兩片矽晶片320、 330之間使用本發明的矽 基材的接合方法進行接合。即，兩片矽晶片320、 330中的一個相當於上 述第一矽基材，另一個相當於第二矽基材。由此，在兩片矽晶片320、 330 牢固接合的同時，兩者的位置精度提高。由此，電子器件300的可靠性提
問o
另外，通過層疊兩片矽晶片320、 330，可以容易進行三維安裝。由此， 可以縮小電子器件300的平面尺寸。另外，如果為相同的平面尺寸，可以 容易地提高電子器件300的集成度。
如上所述，根據圖示的實施方式對本發明的矽基材的接合方法、液滴 噴頭、液滴噴出裝置及電子器件進行了說明。但本發明不限於此。
例如，在上述實施方式中，在第一矽基材中， 一個面產生裂開，但也 可以在兩個以上的面產生裂開。
另外，也可以接合三個以上的矽基材。
另外，例如，在本發明的矽基材的接合方法中，根據需要，可以追加 一個以上的任意的目的的工序。
產業利用性
本發明的矽基材的接合方法具有以下工序第一工序，通過對包含
Si-H鍵的第一矽基材賦予能量，選擇性地切斷上述Si-H鍵，從而使上述 第一矽基材裂開、分割；第二工序，通過準備具有矽的未結合鍵露出的表
28面的第二矽基材，使上述被分割的第一矽基材中的一方的第一矽基材的上 述裂開面與上述第二矽基材的上述表面密接，從而使兩者接合。因此，即 使不在高溫下進行熱處理也可以使矽基材之間精度良好地牢固接合。另 外，作為用於第一矽基材的接合的面，由於可以通過使用平滑性良好的裂 開面使第一矽基材和第二矽基材可靠地密接，因此，可以將兩者高強度且
高精度地接合。進而，使矽基材之間相互接合時的接合界面由於通過Si-Si 鍵進行接合，因此，與目前的通過Si-O-Si鍵進行的接合相比，可以進行
更牢固的接合。因此，第一矽基材和第二矽基材之間的機械特性、電特性 及化學特性的連續性提高。因此，本發明的矽基材的接合方法具有產業利 用性。
權利要求
1、一種矽基材的接合方法，其中，具有第一工序，通過對包含Si-H鍵的第一矽基材賦予能量，選擇性地切斷所述Si-H鍵，使所述第一矽基材裂開、分割；第二工序，通過準備具有矽的未結合鍵露出的表面的第二矽基材，並使所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面與所述第二矽基材的所述表面密接，使兩者接合。
2、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，所述第一矽基材包含氫化非晶矽或包含氫的結晶矽。
3、 如權利要求2所述的矽基材的接合方法，其中，包含所述氫化非晶矽的第一矽基材使用矽垸系氣體作為原料氣體，通過CVD法或等離子聚合法形成。
4、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，在所述第一工序中，通過照射雷射對所述第一矽基材賦予所述能量。
5、 如權利要求4所述的矽基材的接合方法，其中，所述雷射為脈衝雷射。
6、 如權利要求4所述的矽基材的接合方法，其中，調整對所述第一矽基材照射的雷射的條件，以使被所述雷射照射的部分的溫度成為300~600°C。
7、 如權利要求4所述的矽基材的接合方法，其中，在所述第一工序中，以使所述雷射的焦點對合在所述第一矽基材的所述應裂開的面的狀態，沿所述應裂開的面掃描所述雷射。
8、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，所述第一矽基材包含的所述Si-H鍵沿所述第一矽基材的所述應裂開面分布。
9、 如權利要求8所述的矽基材的接合方法，其中，所述Si-H鍵沿所述應裂開的面分布而成的所述第一矽基材，包含將氫原子或者氫離子注入所述應裂開的面而成的矽材料。
10、 如權利要求9所述的矽基材的接合方法，其中，所述矽材料為結晶矽，所述第一矽基材的所述應裂開的面與所述結晶矽的結晶面大致平行。
11、 如權利要求8所述的矽基材的接合方法，其中，通過加熱所述第一矽基材，使所述第一矽基材在所述應裂開的面裂開。
12、 如權利要求11所述的矽基材的接合方法，其中，所述加熱時的溫度為300 600°C。
13、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，在所述第二工序中，以使所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面和所述第二矽基材的所述表面密接的狀態對兩者進行加執。"、、o
14、 如權利要求13所述的矽基材的接合方法，其中，所述加熱溫度為40~200°C。
15、 如權利要求l所述的矽基材的接合方法，其中，在所述第二工序中，以使所述被分割的第一矽基材中的一方第一矽基材的所述裂開面和所述第二矽基材的所述表面密接的狀態，向兩者相互靠近的方向加壓。
16、 如權利要求15所述的矽基材的接合方法，其中，所述加壓時的壓力為1 1000MPa。
17、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，所述第一工序及所述第二工序在惰性氣體氛圍中或者減壓氛圍中進行。
18、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，所述第二矽基材是通過對包含Si-H鍵的矽基材賦予能量並選擇性地切斷所述Si-H鍵，使所述矽基材裂開，使所述未結合鍵露出而形成的。
19、 如權利要求1所述的矽基材的接合方法，其中，所述第二矽基材是通過對矽基材實施利用含氫氟酸液體進行的蝕刻，在所述矽基材的表面形成Si-H鍵後，通過對所述矽基材的表面賦予能量並選擇性地切斷所述Si-H鍵，使所述未結合鍵露出而形成的。
20、 一種液滴噴頭，其具備接合兩個矽基材而成的接合體，該接合體是使用權利要求1所述的矽基材的接合方法而製造的。
21、 一種液滴噴出裝置，其具備權利要求20所述的液滴噴頭。
22、 一種電子器件，其具備接合兩個矽基材而成的接合體，該接合體是使用權利要求1所述的矽基材的接合方法進行接合的。
全文摘要
本發明提供一種矽基材的接合方法，其具備第一工序，對包含Si-H鍵的第一矽基材賦予能量，選擇性地切斷沿應裂開的面存在的Si-H鍵，通過生成的氫氣的膨脹壓使第一矽基材裂開，從而使矽的未結合鍵在該裂開面露出；第二工序，使裂開的第一矽基材的裂開面與在表面露出矽的未結合鍵的第二矽基材的表面接觸，使兩者接合。
文檔編號B23K20/00GK101687276SQ20088002075
公開日2010年3月31日 申請日期2008年6月16日 優先權日2007年6月18日
發明者佐藤充, 森義明 申請人:精工愛普生株式會社