微流體器件的制作方法
【專利摘要】在此公開的實施例涉及一種微流體器件，該微流體器件包括：噴嘴板，包括電介質(zhì)層、襯底層和噴嘴；腔室本體，所述腔室本體包括半導(dǎo)體襯底、在所述半導(dǎo)體襯底之上的電介質(zhì)層、以及在所述電介質(zhì)層之上的半導(dǎo)體層；腔室，至少部分地形成在所述半導(dǎo)體層中并且由所述噴嘴板所覆蓋，所述腔室與所述噴嘴流體連通；流體入口，包括穿過所述腔室本體并且與所述腔室流體連通的孔口。
【專利說明】
微流體器件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]實施例涉及微流體遞送器件。
【背景技術(shù)】
[0002]微流體遞送器件通常用于液體分配應(yīng)用中，諸如在噴墨打印機中分配墨水。微流體遞送系統(tǒng)可以包括諸如貯存器之類的流體保持結(jié)構(gòu)，以及諸如微流體遞送器件之類的遞送結(jié)構(gòu)。流體保持結(jié)構(gòu)和遞送結(jié)構(gòu)均與流體直接接觸以用于分配。這些結(jié)構(gòu)通常由包括聚合物的有機材料制成。
[0003]許多墨水或其他流體與這些聚合物材料是不兼容的。在基于聚合物的微流體遞送器件使用不兼容的墨水和其他流體、特別是有機流體可以引起對這些器件的過早損壞，并且可以減少其使用壽命。例如，有機流體可以侵蝕聚合物結(jié)構(gòu)并且改變遞送器件的尺寸。這可以使得遞送器件的效率和精確度隨著時間變化而降低。此外，流體可以與聚合物結(jié)構(gòu)反應(yīng)，弱化或者另外損壞了結(jié)構(gòu)。流體也可以拾取來自聚合物結(jié)構(gòu)的污染物，這對于流體具有不希望的效應(yīng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]鑒于上述內(nèi)容，在此公開的一個或多個實施例涉及一種包括與廣泛流體組群具有兼容性的結(jié)構(gòu)的微流體遞送器件。在一些實施例中，微流體遞送器件被設(shè)計為使得有機聚合物無法與所分配的流體接觸。
[0005]根據(jù)本公開的一個方面，提供一種微流體器件，包括:噴嘴板，包括電介質(zhì)層、襯底層和噴嘴;腔室本體，所述腔室本體包括半導(dǎo)體襯底、在所述半導(dǎo)體襯底之上的電介質(zhì)層、以及在所述電介質(zhì)層之上的半導(dǎo)體層;腔室，至少部分地形成在所述半導(dǎo)體層中并且由所述噴嘴板所覆蓋，所述腔室與所述噴嘴流體連通;流體入口，包括穿過所述腔室本體并且與所述腔室流體連通的孔口。
[0006]可選地，所述腔室包括頂部、底部和側(cè)壁；以及所述腔室頂部是所述噴嘴電介質(zhì)層的表面，所述腔室的所述底部是所述腔室電介質(zhì)層的表面；以及所述側(cè)壁的至少一部分包括所述半導(dǎo)體層的一部分。
[0007]可選地，所述半導(dǎo)體層是外延多晶硅的層，并且所述半導(dǎo)體襯底是硅襯底。
[0008]可選地，所述噴嘴電介質(zhì)層和所述腔室電介質(zhì)層包括二氧化硅。
[0009]可選地，所述腔室電介質(zhì)層包括下部電介質(zhì)層和上部電介質(zhì)層、以及在它們之間的埋設(shè)硅布線，所述埋設(shè)硅布線包括加熱部分以及互連部分。
[0010]可選地，所述加熱部分是多晶硅材料，并且所述互連部分是硅化物材料。
[0011 ]可選地，進一步包括:接合焊盤;加熱器；以及溝槽，在所述腔室本體中，將所述接合焊盤與所述腔室本體電隔離。
[0012]可選地，所述噴嘴板包括在所述接合焊盤之上的焊盤接入結(jié)構(gòu)。
[0013]可選地，進一步包括:腔室本體接合環(huán)，形成在所述腔室本體的所述半導(dǎo)體層的上表面上，以及噴嘴板接合環(huán)，形成在所述噴嘴電介質(zhì)層的下表面上，所述腔室本體接合環(huán)接合至所述噴嘴板接合環(huán)。
[0014]根據(jù)本公開的另一方面，提供一種微流體器件，包括:噴嘴板，包括電介質(zhì)層、襯底層和噴嘴，所述電介質(zhì)層位于所述襯底層的表面上;腔室本體，包括在半導(dǎo)體層中的開口，所述腔室本體耦合至所述噴嘴板;腔室，由所述腔室本體中的所述開口與所述噴嘴板所限定，所述腔室被配置用于保持流體；以及流體入口，由穿過所述腔室本體的開口所界定，所述噴嘴通過所述腔室與所述流體入口流體連通。
[0015]可選地，進一步包括，在所述腔室本體中的加熱器部件，所述加熱器部件被配置用于加熱所述腔室中的流體以通過所述噴嘴排出流體。
[0016]可選地，所述加熱器部件面向所述噴嘴。
[0017]可選地，所述半導(dǎo)體材料包括硅。
[0018]可選地，所述腔室本體包括硅襯底、在所述硅襯底之上的電介質(zhì)層、以及在所述電介質(zhì)層之上的娃層。
[0019]可選地，所述腔室本體通過金屬接合焊盤被耦合至所述噴嘴板。
[0020]通過使用根據(jù)本公開的實施例的技術(shù)方案，可以克服【背景技術(shù)】部分中描述的缺陷中的至少一部分，并且獲得相應(yīng)的技術(shù)效果。
【附圖說明】
[0021]當(dāng)結(jié)合附圖時從以下詳細(xì)說明書將使得本公開的前述和其他特征及優(yōu)點如變得更好理解一樣更易于知曉。
[0022]圖1是根據(jù)本公開一個實施例的流體腔室的示意截面圖；以及
[0023]圖2A—圖21是根據(jù)本公開一個實施例的在制造工藝不同階段處圖1的流體腔室的示意圖。
【具體實施方式】
[0024]在以下說明書中，闡述某些特定細(xì)節(jié)以便于提供對本公開各個實施例的徹底完整理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，本公開可以不采用這些具體細(xì)節(jié)而實施。在其他情形中，并未詳細(xì)描述與電子部件、半導(dǎo)體制造和MEMS制造相關(guān)聯(lián)的已知結(jié)構(gòu)以避免不必要地模糊本公開實施例的描述說明。
[0025]說明書全文中涉及“一個實施例”或“一實施例”意味著結(jié)合實施例所述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在至少一個實施例中。因此，說明書全文中各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”或“在一實施例中”并非必須均涉及相同的實施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式組合在一個或多個實施例中。
[0026]如在本說明書和所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確給出相反指示。也應(yīng)該注意的是，術(shù)語“或”通常以包括“和/或”的含義而采用，除非上下文明確給出相反指示。
[0027]在附圖中，等同的附圖標(biāo)記標(biāo)識相似的元件或動作。附圖中元件的尺寸和相對位置無需按照比例繪制。
[0028]參照圖1，示出了微流體遞送器件100。總體而言，配置微流體遞送器件100以接收來自流體貯存器165的流體，并且分配或排出少量所接收的流體?？梢杂糜谖⒘黧w遞送器件100中的流體包括但不限于墨水、香水、醫(yī)藥流體、以及任何其他可分配流體。該遞送器件的一個用途是噴墨打印機頭。其他潛在用途包括用于香水或用于醫(yī)療應(yīng)用的噴霧器，諸如吸入器，以及其他液體分配應(yīng)用。
[0029 ] 微流體遞送器件100包括噴嘴板110和腔室本體150。噴嘴板110包括可以由硅晶片或玻璃形成的襯底層112，以及可以為氧化物沉積(諸如氧化硅)的電介質(zhì)層114。噴嘴板110也包括噴嘴120和焊盤接入開口 115，均形成作為延伸穿過噴嘴板110的開口。
[0030]腔室本體150包括硅襯底152。第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156均位于硅襯底152上。第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156可以包括氧化娃。
[0031]腔室本體150進一步包括導(dǎo)電互連部件160，其在一個實施例中是埋設(shè)的多晶硅布線。導(dǎo)電互連部件160耦合至加熱器部件162，在一個實施例中是非硅化的多晶硅。加熱器部件162布置在噴嘴下方在第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156之間。
[0032]第二電介質(zhì)層156在至少一個位置處具有開口158以在此提供導(dǎo)電路徑至導(dǎo)電互連部件160和加熱器部件162。在開口 158處是去往導(dǎo)電互連部件160的電接觸159。
[0033]外延硅生長層170形成在第二電介質(zhì)層156的頂部上。就此而言，形成了絕緣體上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。流體腔室172位于第二電介質(zhì)層153之上，其中由外延硅生長層170界定側(cè)壁。流體腔室172的側(cè)表面174形成在外延硅生長層170中。
[0034]腔室本體150的底表面包括耦合至貯存器165的流體入口164。流體入口 164與流體腔室172和流體貯存器165流體連通。就此而言，流體入口 164使得貯存器165與流體腔室172流體連通。
[0035]流體入口164是延伸穿過硅襯底層152以及第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156的穿通開口。腔室本體150也可以包括在外延層170中的溝槽175。溝槽175可以輔助電隔離接合焊盤180和從圍繞流體腔室172的結(jié)構(gòu)穿過外延層170和互連部件160至加熱器部件162的導(dǎo)電路徑。
[0036]在外延硅生長層170的頂部上是接合環(huán)182、184以及接合焊盤180。接合焊盤180是如本領(lǐng)域已知的導(dǎo)電層。接合焊盤可以配置用于容納用于在器件100外提供電耦合的導(dǎo)電引線。接合焊盤180提供了穿過外延層170和互連部件160去往加熱器部件162的電連通。
[0037]噴嘴板110和腔室本體150由流體緊密密封的一個或多個接合層而相互接合。特別地，位于電介質(zhì)層114上的噴嘴接合環(huán)181、183接合至位于外延層170上的腔室接合環(huán)182、184。在一些實施例中，接合環(huán)181、182、183、184是金層，并且通過熱壓工藝在焊盤之間形成接合，如以下詳細(xì)所述的那樣。
[0038]噴嘴板110形成流體腔室172的上表面。當(dāng)腔室本體150和噴嘴板110接合在一起以形成微流體器件100時，流體腔室172通過噴嘴板110的噴嘴120與器件100外部的環(huán)境而流體連通。
[0039]如上所述，流體腔室172的側(cè)壁主要形成在外延層170中。流體腔室172的底表面173是電介質(zhì)層156的頂表面。流體腔室側(cè)壁174也可以包括接合環(huán)181、182、183、184。腔室116的頂表面是噴嘴板110的電介質(zhì)層114的底表面。在一個實施例中，流體腔室172從頂表面116至底表面173具有10 — 50微米的深度。
[0040]盡管流體腔室172主要地形成在外延層170中，可以理解，流體腔室可以形成在其他類型的半導(dǎo)體層中。
[0041]加熱器部件162位于噴嘴120下方與腔室底部173鄰接，并且配置用于加熱在流體腔室172內(nèi)的流體。通過加熱流體，加熱器部件162使得流體腔室172中的流體通過噴嘴120噴入外部環(huán)境中。特別地，加熱器部件162蒸發(fā)流體以形成泡沫。形成泡沫的膨脹使得液滴形成并且從噴嘴120噴出。
[0042]可以基于器件的所需性能屬性而選擇加熱器部件162的尺寸和位置。在一些實施例中，加熱器部件162位于與噴嘴120相對并且在其下方的流體腔室的底表面處。以下將更詳細(xì)討論噴嘴板110、腔室本體150和它們組合成為微流體器件100的形成的具體細(xì)節(jié)。
[0043]如上所述，對于微流體器件100的一個潛在用途是在醫(yī)療應(yīng)用中。與醫(yī)療應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的流體是范圍廣闊的，并且包括有機流體、無機流體，以及可以具有不同范圍化學(xué)和反應(yīng)屬性的各種流體。用于形成微流體器件100的材料、以及特別是用于形成微流體器件100的接觸流體的部分的材料并不包含有機聚合物，并且與廣泛的流體集合兼容。例如，在一些實施例中，晶片或襯底層112、152由硅或玻璃制成，電介質(zhì)層154、156、114是氧化硅，環(huán)181、182、183、184是金，并且外延層170是外延多晶硅。所有這些材料與廣泛的流體(包括有機流體)兼容。
[0044]圖2A—圖21示出了根據(jù)本公開一個實施例的、用于形成圖1中微流體器件的方法的各個階段。圖2A—圖2D中示出了腔室本體的形成，參照圖2D討論噴嘴板的形成，以及參照圖2F—圖21討論用于形成微流體器件的噴嘴板和腔室本體的接合。
[0045]參照圖2A，以未完成的狀態(tài)示出了腔室本體150。腔室本體包括襯底層152，可以是諸如硅之類的半導(dǎo)體材料。襯底層152也可以摻雜具有所需導(dǎo)電類型，P-型或者N-型。在一個實施例中，襯底層152近似700微米厚。
[0046]第一電介質(zhì)層154形成在襯底層152上?？梢允褂萌魏纬练e方法形成第一電介質(zhì)層154。在一個實施例中，使用熱氧化形成電介質(zhì)層，并且電介質(zhì)層包括氧化硅，諸如二氧化娃。第一電介質(zhì)層154也可以是碳化物或其他惰性介質(zhì)材料。
[0047]第一導(dǎo)電層230沉積在第一電介質(zhì)層154的一部分上。在一個實施例中，第一導(dǎo)電層230可以具有近似與噴嘴(諸如圖2H的噴嘴120)的直徑相同的寬度。第一導(dǎo)電層230可以具有在近似0.2和I微米之間的厚度。在一些實施例中，諸如圖2A中所示的實施例，第一導(dǎo)電層230具有在0.4微米至10nm之間的厚度?？梢允褂没瘜W(xué)氣相沉積形成第一導(dǎo)電層230。在一些實施例中，使用低壓化學(xué)氣相沉積形成第一導(dǎo)電層230。第一導(dǎo)電層230或其一部分形成了加熱器部件162。
[0048]在一個實施例中，第一導(dǎo)電層230是多晶硅。多晶硅具有相對高的薄膜電阻Rs，使其與低薄膜電阻材料相比阻抗了電流的流動。就此而言，在一個實施例中，加熱器部件162是多晶硅。當(dāng)電流流過加熱器部件162的相對較高電阻的多晶硅時，產(chǎn)生了熱量。
[0049]在一些實施例中，整個第一導(dǎo)電層230用作加熱器可能是并不期望的。因此，第一導(dǎo)電層230的非加熱器部分經(jīng)由硅化工藝改變?yōu)楣杌?，并且形成了用于承載電流至加熱器部件162的導(dǎo)電互連部件160。就此而言，導(dǎo)電互連部件160具有低電阻率，而加熱部件162具有尚電阻率。
[0050]在一個實施例中，導(dǎo)電互連部件160經(jīng)受硅化工藝，諸如鎢或鈦的硅化。在圖2B中所示的實施例中，導(dǎo)電互連部件160是多晶硅化鎢。
[0051]以此方式，導(dǎo)電互連部件160促進了電流從接合焊盤180流動，參見圖2D，并且流過加熱器部件162。
[0052]第二電介質(zhì)層156形成在第一電介質(zhì)層154、加熱器部件162以及導(dǎo)電互連部件160之上，由此絕緣了加熱器部件162和導(dǎo)電互連部件160?？梢允褂萌魏纬练e方法形成第二電介質(zhì)層156。在一個實施例中，使用低壓化學(xué)氣相沉積形成第二電介質(zhì)層156。第二電介質(zhì)層156也可以是碳化物或其他惰性電介質(zhì)材料。
[0053]現(xiàn)在參照圖2C，形成了穿過第二電介質(zhì)層156的開口，從而暴露了接觸159?？梢允褂酶鞣N形成穿過第二電介質(zhì)層156的開口的方法，包括刻蝕步驟，其可以包括干法刻蝕和/或濕法刻蝕或者第二介質(zhì)的局部沉積。在備選實施例中，第二電介質(zhì)層156沉積具有開口158。
[0054]外延硅生長層形成在第二電介質(zhì)層156之上并且與接觸159接觸。圖2C的外延硅生長層170是硅的晶體層，例如多晶硅。外延硅生長層170可以是10至50微米厚，優(yōu)選地大約15微米厚。
[0055]在形成了外延硅生長層170之后，其可以經(jīng)受平坦化步驟。平坦化步驟平坦化了外延硅生長層170的上表面171，從而形成了基本上平坦的平面。硅生長層170的平坦上表面171促進了腔室本體150與噴嘴板的接合，參見例如圖2F。可以使用任何已知的外延硅的平坦化方法。在一個實施例中，化學(xué)機械拋光工藝(已知為CMP工藝)可以用于將外延硅生長層170的上表面171平坦化為基本上平坦的平面。使用CMP工藝，通過旋轉(zhuǎn)外延硅生長層170的上表面171、以及通過在硅石基堿性膏劑的存在下在抵接拋光襯墊的壓力下將整個腔室本體150延展而平坦化了外延硅生長層170的上表面171。
[0056]參照圖2D，接合環(huán)182、184以及接合焊盤180形成在外延硅生長層170的上表面171上。接合環(huán)182、184以及接合焊盤180可以包括阻擋層、籽晶層以及金電鍍層。
[0057]難熔金屬(諸如鈦、鎢、鉭)的氮化物可以用在阻擋層中以防止在外延硅生長層170與接合環(huán)182、184和接合焊盤180材料之間的擴散。籽晶層用于提供用于使得金電鍍層成籽或粘附其上的結(jié)構(gòu)。籽晶層可以是通過電子束蒸發(fā)、低壓化學(xué)氣相沉積或其他方法形成的網(wǎng)格層。在阻擋層上形成了籽晶層之后，金層可以電鍍至腔室本體150上以促進環(huán)182、184與接合焊盤180的接合。
[0058]通過刻蝕或其他可接受的半導(dǎo)體處理技術(shù)在外延硅生長層170中形成流體腔室172和溝槽175。已知的刻蝕技術(shù)，包括濕法刻蝕、干法刻蝕或者濕法與干法刻蝕的組合是可控的，并且適用于刻蝕流體腔室172?？涛g的深度穿過外延硅生長層170的整個深度。
[0059]參照圖2E，示出并討論噴嘴板110的形成。與腔室本體150相同，噴嘴板110包括襯底層112。襯底層可以是任何襯底材料，諸如半導(dǎo)體襯底或玻璃。在一些實施例中，襯底層112在大約100和大約800微米厚之間。
[0000]在襯底層112上形成電介質(zhì)層114?？梢允褂萌魏纬练e方法形成電介質(zhì)層114，以用于形成得到與微流體器件中待使用的流體兼容的介質(zhì)層的氧化硅襯底。在該實施例中，使用熱氧化形成電介質(zhì)層，并且電介質(zhì)層包括二氧化硅。電介質(zhì)層114也可以是碳化物或其他惰性介質(zhì)材料。
[0061]在電介質(zhì)層114的下表面111上形成接合環(huán)181、183。接合環(huán)182、184由阻擋層、籽晶層和電鍍金層構(gòu)成。
[0062]通過刻蝕或其他可接受的半導(dǎo)體處理技術(shù)穿過電介質(zhì)層114并且至少部分地穿過襯底層112形成噴嘴120。已知的刻蝕技術(shù)(包括濕法刻蝕、干法刻蝕、或者濕法和干法刻蝕的組合)是可控的并且適用于在電介質(zhì)層114和襯底層112中刻蝕噴嘴120。
[0063]參見圖2F—圖2H，用于接入訪問已組裝微流體器件100的焊盤180的區(qū)域也可以刻蝕進入噴嘴板110中。例如，通過濕法和/或干法刻蝕或者其他可接受半導(dǎo)體處理技術(shù)穿過電介質(zhì)層114并且至少部分地穿過襯底112形成焊盤接入點115。
[0064]可選地，噴嘴板110的襯底層112可以是具有埋氧層113的類似絕緣體上硅的晶片。埋氧層113在兩側(cè)邊上均由硅層圍繞。類似絕緣體上硅的結(jié)構(gòu)可以提供更精確地對噴嘴定形。在具有埋氧層113的實施例中，可以穿過電介質(zhì)層114并且至少部分地穿過襯底層112至埋氧層113而形成噴嘴120。
[0065]現(xiàn)在參照圖2F，示出了噴嘴板110與腔室本體150的接合。通過分別噴嘴板110與環(huán)181、183接合、以及腔室本體150與環(huán)182、184接合而接合噴嘴板110和腔室本體150。
[0066]在具有金接合環(huán)182、184、181、183的實施例中，可以使用熱壓接合方法將噴嘴板110和腔室本體150接合在一起。在該方法中，噴嘴板110和腔室本體150在高熱量下擠壓在一起以分別將金接合環(huán)182、184、181、183接合在一起。盡管金接合環(huán)和熱壓工藝是將噴嘴板110和腔室本體150接合在一起的優(yōu)選方法，可以使用任何其他可接受的接合結(jié)構(gòu)和方法。
[0067]隨著噴嘴板110和腔室本體150接合在一起，實現(xiàn)了流體腔室172。流體腔室172的底部由第二電介質(zhì)層156的上表面所限制。流體腔室172的頂部由噴嘴板110的電介質(zhì)層114的下表面所限制。流體腔室172的側(cè)邊由外延硅生長層170和接合環(huán)182、184、181、183所限制。
[0068]現(xiàn)在參照圖2G，示出了微流體器件100的流體入口形成以及背面研磨的實施例。使用機械拋光工藝研磨微流體器件100的背面155以實現(xiàn)均勻表面并且減小微流體器件100的總厚度。
[0069]在研磨背面155之后，可以形成流體入口164。穿過襯底層152以及第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156形成流體入口 164以將未示出的流體貯存器165與流體腔室172連接。穿過襯底層152以及第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156形成流體入口 164的已知方法包括刻蝕步驟，諸如干法刻蝕或濕法刻蝕，其中掩模屏蔽并未被刻蝕的第二電介質(zhì)層156的圖案，并且隨后刻蝕用于形成接觸159的路徑。在優(yōu)選實施例中，使用深反應(yīng)離子刻蝕工藝穿過襯底層152以及第一電介質(zhì)層154和第二電介質(zhì)層156形成流體入口 164。深反應(yīng)離子刻蝕工藝良好的適用于在襯底中形成深并且高深寬比的特征，諸如形成流體入口 164。
[0070]現(xiàn)在參照圖2H，示出了用于對微流體器件100的埋氧層進行正面研磨和刻蝕的實施例。襯底層112的起始厚度可以在100和800微米之間。在一些實施例中，襯底層112厚度減小至在大約10和大約100微米之間。
[0071]在其中襯底層112并不包括埋氧層113的實施例中，可以使用機械研磨工藝研磨襯底層112以實現(xiàn)均勻表面并且減小襯底層112的、以及接著減小微流體器件100的總厚度?？梢詧?zhí)行對襯底層112的研磨，直至噴嘴120穿過襯底層112的剩余厚度并且將流體腔室172與外部環(huán)境流體連通。
[0072]在其中襯底層112包括埋氧層113的實施例中，可以使用機械研磨工藝研磨襯底層112至埋氧層113。在將襯底層112研磨至埋氧層113之后，可以通過刻蝕工藝移除埋氧層113以打開噴嘴120的出口，使得噴嘴120將流體腔室172與外部環(huán)境流體連通而連接。用于刻蝕埋氧層113的已知刻蝕技術(shù)包括濕法刻蝕、干法刻蝕或者濕法和干法刻蝕的組合。在一些實施例中，可以毯式(blanket)刻蝕埋氧層113以使得移除整個埋氧層113，或者可以掩蔽埋氧層113以使得僅刻蝕在噴嘴120處的埋氧層113。
[0073]隨著噴嘴120打開以將流體腔室172連接至外部環(huán)境，實現(xiàn)了微流體器件100的結(jié)構(gòu)。流體入口 164將流體貯存器連接至流體腔室172以提供流體源至微流體器件100，噴嘴120將流體腔室172連接至外部環(huán)境，并且加熱器162產(chǎn)生能量，能量促使流體從流體腔室172通過噴嘴120流動并且排出至外部環(huán)境中。
[0074]在一些實施例中，單獨的微流體器件100僅是一次形成的許多微流體器件中的一個。噴嘴板110可以包括在陣列中的許多噴嘴120以及其他結(jié)構(gòu)元件，而腔室本體150可以包括在對應(yīng)陣列中的許多流體腔室172、加熱器162、流體入口 164以及其他結(jié)構(gòu)元件。當(dāng)接合在一起時，這些噴嘴板和腔室本體可以形成多個微流體器件100。例如，圖21示出了接合在一起成為單個重復(fù)結(jié)構(gòu)的兩個這種微流體器件100a、100b。
[0075]如圖21中所示，兩個微流體器件100a、10b可以沿著線條201被分割或劃片。劃片工藝可以包括劃線并斷裂，由此劃線微流體器件100a、100b的正面或背面以形成弱線，并且隨后彎曲力使得微流體器件斷裂并分割。劃片工藝也可以包括機械鋸切，由此劃片鋸用于沿著線條201切割微流體器件100a、100b，或者可以包括激光切割，由此使用激光以沿著線條201分割微流體器件100a、10b并且劃分為單個微流體器件100a、100b。
[0076]如上所述各個實施例可以組合以提供其他實施例?？梢栽谝陨显斒稣f明書的教導(dǎo)下對實施例做出這些和其他改變。通常，在以下權(quán)利要求中，所使用的術(shù)語不應(yīng)構(gòu)造為將權(quán)利要求限制于說明書和權(quán)利要求中所公開的具體實施例，而是應(yīng)該構(gòu)造為包括所有可能實施例以及賦予這些權(quán)利要求的等價形式的全部范圍。
【主權(quán)項】
1.一種微流體器件，其特征在于，包括: 噴嘴板，包括電介質(zhì)層、襯底層和噴嘴； 腔室本體，所述腔室本體包括半導(dǎo)體襯底、在所述半導(dǎo)體襯底之上的電介質(zhì)層、以及在所述電介質(zhì)層之上的半導(dǎo)體層； 腔室，至少部分地形成在所述半導(dǎo)體層中并且由所述噴嘴板所覆蓋，所述腔室與所述噴嘴流體連通； 流體入口，包括穿過所述腔室本體并且與所述腔室流體連通的孔口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體器件，其特征在于，所述腔室包括頂部、底部和側(cè)壁；以及所述腔室頂部是所述噴嘴電介質(zhì)層的表面，所述腔室的所述底部是所述腔室電介質(zhì)層的表面；以及所述側(cè)壁的至少一部分包括所述半導(dǎo)體層的一部分。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的微流體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體層是外延多晶硅的層，并且所述半導(dǎo)體襯底是硅襯底。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的微流體器件，其特征在于，所述噴嘴電介質(zhì)層和所述腔室電介質(zhì)層包括二氧化硅。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體器件，其特征在于，所述腔室電介質(zhì)層包括下部電介質(zhì)層和上部電介質(zhì)層、以及在它們之間的埋設(shè)硅布線，所述埋設(shè)硅布線包括加熱部分以及互連部分。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微流體器件，其特征在于，所述加熱部分是多晶硅材料，并且所述互連部分是硅化物材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體器件，其特征在于，進一步包括: 接合焊盤； 加熱器；以及 溝槽，在所述腔室本體中，將所述接合焊盤與所述腔室本體電隔離。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微流體器件，其特征在于，所述噴嘴板包括在所述接合焊盤之上的焊盤接入結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微流體器件，其特征在于，進一步包括: 腔室本體接合環(huán)，形成在所述腔室本體的所述半導(dǎo)體層的上表面上，以及 噴嘴板接合環(huán)，形成在所述噴嘴電介質(zhì)層的下表面上， 所述腔室本體接合環(huán)接合至所述噴嘴板接合環(huán)。10.一種微流體器件，其特征在于，包括: 噴嘴板，包括電介質(zhì)層、襯底層和噴嘴，所述電介質(zhì)層位于所述襯底層的表面上； 腔室本體，包括在半導(dǎo)體層中的開口，所述腔室本體耦合至所述噴嘴板； 腔室，由所述腔室本體中的所述開口與所述噴嘴板所限定，所述腔室被配置用于保持流體；以及 流體入口，由穿過所述腔室本體的開口所界定，所述噴嘴通過所述腔室與所述流體入口流體連通。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微流體器件，其特征在于，進一步包括，在所述腔室本體中的加熱器部件，所述加熱器部件被配置用于加熱所述腔室中的流體以通過所述噴嘴排出流體。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的微流體器件，其特征在于，所述加熱器部件面向所述噴嘴。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微流體器件，其特征在于，所述半導(dǎo)體材料包括硅。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的微流體器件，其特征在于，所述腔室本體包括硅襯底、在所述硅襯底之上的電介質(zhì)層、以及在所述電介質(zhì)層之上的硅層。15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的微流體器件，其特征在于，所述腔室本體通過金屬接合焊盤被耦合至所述噴嘴板。
【文檔編號】B41J2/015GK205416751SQ201520865018
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年11月2日
【發(fā)明人】D·法拉利, L·M·卡斯托爾迪, P·菲拉里, M·卡米納蒂
【申請人】意法半導(dǎo)體股份有限公司