JP6721856B2 - 圧電素子の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、基板上に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を有する圧電素子、圧電素子応用デバイス及び圧電素子の製造方法に関する。
圧電素子（圧電アクチュエーター）を変形させて圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることで、圧力発生室に連通するノズル開口から液滴を噴射させる液体噴射ヘッドが知られている。この液体噴射ヘッドの代表例としては、液滴としてインク滴を噴射させるインクジェット式記録ヘッドがある。
インクジェット式記録ヘッドは、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に圧電素子を備え、圧電素子の駆動によって振動板を変形させることで、圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を噴射させる。
ここで、圧電素子は、基板上に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を具備し、圧電体層は液相法で形成されている（例えば、特許文献１、２及び３参照）。
特開２０１３−９９９１６号公報 特開２０１２−１３９９１９号公報 特開２０１２−１８９９４号公報
上述した液相法で形成された圧電体層は、引っ張り応力が作用した状態となっている。近年、低い駆動電圧で大きな変位を得ることができる、所謂、変位効率の高い圧電素子が望まれているものの、圧電素子が初期状態で引っ張り応力が作用した状態となっていると、圧電体層の特性が低下し、圧電素子の変位量が小さく、変位効率が低くなってしまう。
このような問題は、インクジェット式記録ヘッド等の液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子に限定されず、他のデバイスに用いられる圧電素子においても同様に存在する。
本発明はこのような事情に鑑み、圧電体層の特性が向上し、変位効率の高い圧電素子、圧電素子応用デバイス、及び圧電素子の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の態様は、基板上に、（１１１）面に優先配向した白金からなる第１電極と、前記第１電極に設けられ、（１００）面に優先配向したペロブスカイト型構造の複合酸化物の結晶からなる圧電体層と、前記圧電体層に設けられ、（１００）面に優先配向した白金からなる第１層を含む第２電極とを備えた圧電素子であって、前記基板の線膨張係数が、前記圧電体層の線膨張係数より小さく、前記第１層の線膨張係数が前記圧電体層の線膨張係数より大きく、前記圧電体層は、前記第１電極側の結晶の面間隔より、前記第２電極側の結晶の面間隔の方が大きいことを特徴とする圧電素子にある。
かかる態様によると、圧電体層上に成膜される白金からなる第２電極は、ペロブスカイト（１００）面に格子マッチングして成膜されるので、成膜後、圧電体層には面内方向に圧縮応力が付与され、圧電体層が第２電極成膜前から有していた面内方向の引っ張り応力が緩和され、圧電体層の特性が向上し、変位効率の高い圧電素子となる。
なお、本明細書において、「結晶の面間隔」とは、電極や圧電体層等の膜の面に平行な「面内方向」（後述するＸ方向またはＹ方向）における結晶格子の面の間隔ではなく、電極や圧電体層等の膜の面に垂直な方向（後述するＺ方向）における結晶格子の面の間隔である。
ここで、前記圧電体層は、Ａサイトがビスマスを含み、Ｂサイトが鉄及びチタンを含むことが好ましい。これによれば、環境保護の観点から好ましい圧電素子が実現できる。
本発明の他の態様は、上記態様の圧電素子を具備することを特徴とする圧電素子応用デバイスにある。かかる態様によれば、特性の向上した圧電素子を具備するため、特性に優れた圧電素子応用デバイスを実現することができる。
また、本発明の他の態様は、基板上に、第１電極、圧電体層及び第２電極を層形成して圧電素子とする圧電素子の製造方法において、前記圧電体層を液相法により、（１００）面に優先配向したペロブスカイト型構造の複合酸化物の結晶からなる層として形成する工程と、前記第２電極を、基板温度を４００〜８００℃に設定したスパッタリング法により、（１００）面に優先配向した白金からなる層として形成する工程と、を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法にある。
かかる態様によると、圧電体層上に成膜される白金からなる第２電極は、ペロブスカイト（１００）面に格子マッチングして成膜されるので、成膜後、圧電体層には圧縮応力が付与され、圧電体層が第２電極成膜前から有していた引っ張り応力が緩和され、圧電体層の特性が向上し、変位効率の高い圧電素子が製造される。
本発明に関連する別の態様は、第１電極と、前記第１電極に設けられ、（１００）面に優先配向したペロブスカイト型構造の複合酸化物の結晶からなる圧電体層と、前記圧電体層に設けられ、（１００）面に優先配向した白金からなる第２電極とを備えた圧電素子であって、前記圧電体層は、前記第１電極側の結晶の面間隔より、前記第２電極側の結晶の面間隔の方が大きいことを特徴とする圧電素子にある。
かかる態様によると、圧電体層上に成膜される白金からなる第２電極は、ペロブスカイト（１００）面に格子マッチングして成膜されるので、成膜後、圧電体層には面内方向に圧縮応力が付与され、圧電体層が第２電極成膜前から有していた面内方向の引っ張り応力が緩和され、圧電体層の特性が向上し、変位効率の高い圧電素子となる。
なお、本明細書において、「結晶の面間隔」とは、電極や圧電体層等の膜の面に平行な「面内方向」（後述するＸ方向またはＹ方向）における結晶格子の面の間隔ではなく、電極や圧電体層等の膜の面に垂直な方向（後述するＺ方向）における結晶格子の面の間隔である。
ここで、前記圧電体層は、Ａサイトがビスマスを含み、Ｂサイトが鉄及びチタンを含むことが好ましい。これによれば、環境保護の観点から好ましい圧電素子が実現できる。
本発明の他の態様は、上記態様の圧電素子を具備することを特徴とする圧電素子応用デバイスにある。かかる態様によれば、特性の向上した圧電素子を具備するため、特性に優れた圧電素子応用デバイスを実現することができる。
また、本発明の他の態様は、基板上に、第１電極、圧電体層及び第２電極を層形成して圧電素子とする圧電素子の製造方法において、前記圧電体層を液相法により、（１００）面に優先配向したペロブスカイト型構造の複合酸化物の結晶からなる層として形成する工程と、前記第２電極を、基板温度を４００〜８００℃に設定したスパッタリング法により、（１００）面に優先配向した白金からなる層として形成する工程と、を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法にある。
かかる態様によると、圧電体層上に成膜される白金からなる第２電極は、ペロブスカイト（１００）面に格子マッチングして成膜されるので、成膜後、圧電体層には圧縮応力が付与され、圧電体層が第２電極成膜前から有していた引っ張り応力が緩和され、圧電体層の特性が向上し、変位効率の高い圧電素子が製造される。
本発明の一実施形態に係る記録装置の概略構成を示す図である。 記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図である。 記録ヘッドの平面図である。 記録ヘッドの断面図及び要部拡大断面図である。 記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。 実施形態の作用を示す模式図である。 実施例、比較例のＸ線回折パターンを示す図である。 実施例、比較例のＸ線回折パターンを示す図である。 比較例のＸ線回折パターンを示す図である。 比較例のＸ線回折パターンを示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下の説明は、本発明の一態様を示すものであって、本発明の範囲内で任意に変更可能である。各図において同じ符号を付したものは、同一の部材を示しており、適宜説明が省略されている。また、図２〜図４において、Ｘ、Ｙ、Ｚは、互いに直交する３つの空間軸を表している。本明細書では、これらの軸に沿った方向をそれぞれＸ方向，Ｙ方向，及びＺ方向として説明する。Ｚ方向は、板、層、及び膜の厚み方向あるいは積層方向を表す。Ｘ方向及びＹ方向は、板、層、及び膜の面内方向を表す。
（実施形態１）
図１は本発明の実施形態に係る液体噴射装置の一例であるインクジェット式記録装置である。図示するように、インクジェット式記録装置Ｉにおいて、複数のインクジェット式記録ヘッドを有するインクジェット式記録ヘッドユニット（ヘッドユニット）ＩＩ（図２参照）に、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられている。ヘッドユニットＩＩを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられており、例えば各々ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとされている。
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車及びタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、ヘッドユニットＩＩを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４には搬送手段としての搬送ローラー８が設けられており、紙等の記録媒体である記録シートＳが搬送ローラー８により搬送されるようになっている。記録シートＳを搬送する搬送手段は搬送ローラーに限られず、ベルトやドラム等であってもよい。
なお、上記のインクジェット式記録装置Ｉは、ヘッドユニットＩＩがキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するタイプの記録装置であるが、その構成は特に限定されるものではない。インクジェット式記録装置Ｉは、例えば、ヘッドユニットＩＩを固定し、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式の記録装置であってもよい。
このようなインクジェット式記録装置Ｉによれば、後に詳しく述べる圧電素子を用いることによって、圧電素子の変位特性の向上が期待されるため、噴射特性の向上を図ることができる。
以上説明したインクジェット式記録装置Ｉに搭載されるヘッドユニットＩＩの一例について図２〜図４を用いて説明する。図２は、本発明の実施形態に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図３は、図２の平面図である。また、図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ′線に準ずる断面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ−Ｂ′線に準ずる要部拡大断面図である。
流路形成基板１０（以下、「基板１０」と称する）は例えばシリコン単結晶基板からなり、圧力発生室１２が形成されている。そして、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が、同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１がＸ方向に沿って並設されている。基板１０の材料はシリコンに限らず、ＳＯＩやガラス等であってもよい。
基板１０のうち、圧力発生室１２のＹ方向の一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが形成されている。インク供給路１３は、圧力発生室１２の片側をＸ方向から絞ることで、その開口面積が小さくなるように構成されている。また、連通路１４は、Ｘ方向において圧力発生室１２と略同じ幅を有している。連通路１４の外側（＋Ｙ方向側）には、連通部１５が形成されている。連通部１５は、マニホールド１００の一部を構成する。マニホールド１００は、各圧力発生室１２の共通のインク室となる。このように、基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５からなる液体流路が形成されている。
基板１０の一方の面（−Ｚ方向側の面）上には、例えばＳＵＳ製のノズルプレート２０が接合されている。ノズルプレート２０には、Ｘ方向に沿ってノズル開口２１が並設されている。ノズル開口２１は、各圧力発生室１２に連通している。ノズルプレート２０は、接着剤や熱溶着フィルム等によって基板１０に接合することができる。
基板１０の他方の面（＋Ｚ方向側の面）上には、振動板５０が形成されている。振動板５０は、例えば、基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２と、により構成されている。弾性膜５１は、例えば二酸化シリコン（ＳｉＯ２）からなり、絶縁体膜５２は、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）からなる。弾性膜５１は、基板１０とは別部材でなくてもよい。基板１０の一部を薄く加工し、これを弾性膜として使用してもよい。
絶縁体膜５２上には、密着層５６を介して、第１電極６０と、圧電体層７０と、第２電極８０と、を含む圧電素子３００が形成されている。密着層５６は、第１電極６０と下地との密着性を向上させるためのものであり、密着層５６としては、例えば、酸化チタン（ＴｉＯＸ）、チタン（Ｔｉ）、又は、窒化シリコン（ＳｉＮ）等を用いることができる。なお、密着層５６は省略可能である。
本実施形態では、電気機械変換特性を有する圧電体層７０の変位によって、振動板５０及び第１電極６０が変位する。すなわち、本実施形態では、振動板５０及び第１電極６０が、実質的に振動板としての機能を有している。弾性膜５１及び絶縁体膜５２を省略して、第１電極６０のみが振動板として機能するようにしてもよい。基板１０上に第１電極６０を直接設ける場合には、第１電極６０にインクが接触しないように、第１電極６０を絶縁性の保護膜等で保護することが好ましい。
第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられている。つまり、第１電極６０は、圧力発生室１２毎に独立する個別電極として構成されている。第１電極６０は、Ｘ方向において、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。また、第１電極６０は、Ｙ方向において、圧力発生室１２よりも広い幅で形成されている。
圧電体層７０及び第２電極８０は、Ｘ方向に亘って、第１電極６０及び振動板５０上に連続して設けられている。圧電体層７０及び第２電極８０のＹ方向のサイズは、圧力発生室１２のＹ方向のサイズよりも大きい。
また圧電体層７０には、各隔壁１１に対応する凹部７１が形成されている。凹部７１のＸ方向のサイズは、各隔壁１１のＸ方向のサイズと略同一、もしくはそれよりも大きくなっている。
第２電極８０は、複数の圧電体層７０に共通する共通電極として構成されている。第２電極８０ではなく、第１電極６０を共通電極としても良い。本実施形態では、第２電極８０は、圧電体層７０側に設けられた第１層８１と、第１層８１の圧電体層７０とは反対側に設けられた第２層８２と、を具備する。第２層８２は省略しても構わない。
第１電極６０のインク供給路１３側の端部（＋Ｙ方向側の端部）は圧電体層７０及び第２電極８０によって覆われている。一方、第１電極６０のノズル開口２１側の端部（−Ｙ方向側の端部）は、圧電体層７０の−Ｙ方向側の端部から露出している。第１電極６０の−Ｙ方向側の端部には、第２電極８０を形成する工程と同じ工程で形成された材料層（後述する第１層８１及び８２）を介して、リード電極９０ａに接続される。
また、第２電極８０には、リード電極９０ｂが接続されている。リード電極９０ａ及び９０ｂは、振動板５０から第２電極８０までが形成された基板１０上に、リード電極９０ａ及び９０ｂを構成する材料の層を全面に亘って形成した後、この層を所定の形状にパターニングすることによって、同時に形成することができる。
本実施形態では、第１電極６０が圧力発生室１２に対応して独立して設けられた個別電極を構成し、第２電極８０が圧力発生室１２の並設方向に亘って連続的に設けられた共通電極を構成している液体噴射ヘッドを例示しているが、第１電極６０が圧力発生室１２の並設方向に亘って連続的に設けられた共通電極を構成し、第２電極８０が圧力発生室１２に対応して独立して設けられた個別電極を構成していてもよい。
圧電素子３００が形成された基板１０上には、保護基板３０が接着剤３５により接合されている。保護基板３０は、マニホールド部３２を有している。マニホールド部３２により、マニホールド１００の少なくとも一部が構成されている。本実施形態に係るマニホールド部３２は、保護基板３０を厚さ方向（Ｚ方向）に貫通しており、更に圧力発生室１２の幅方向（Ｘ方向）に亘って形成されている。そして、マニホールド部３２は、上記のように、基板１０の連通部１５と連通している。これらの構成により、各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド１００が構成されている。
保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２からなるコンプライアンス基板４０が接合されている。固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向（Ｚ方向）に完全に除去された開口部４３となっている。マニホールド１００の一方の面（＋Ｚ方向側の面）は、可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
このようなインクジェット式記録ヘッドでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加し、振動板５０、密着層５６、第１電極６０、シード層６５及び圧電体層７０をたわみ変形させることにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
次に、圧電素子３００について、さらに詳細に説明する。圧電素子３００は、第１電極６０と、第２電極８０と、第１電極６０と第２電極８０との間に設けられた圧電体層７０と、を含む。第１電極６０の厚さは約５０ｎｍである。圧電体層７０は、厚さが５０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の、いわゆる薄膜の圧電体である。第２電極８０の厚さは約５０ｎｍである。ここに挙げた各要素の厚さはいずれも一例であり、本発明の要旨を変更しない範囲内で変更可能である。
第１電極６０の材料は、シード層６５及び圧電体層７０を形成する際に酸化せず、導電性を維持できる材料であることが必要である。例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属、又はランタンニッケル酸化物（ＬＮＯ）等に代表される導電性酸化物が挙げられる。これらの中でも、圧電体層７０の配向のし易さの観点から、白金を用いることが好ましい。本実施形態では、（１１１）面に優先配向しており、（１１１）面に由来するＸ線回折法による回折ピークの半値幅が１０度以下である白金を第１電極６０として用いている。ここで、「優先配向する」とは、全ての結晶、又はほとんどの結晶（例えば、５０％以上、好ましくは８０％以上）が特定の方向、例えば（１１１）面や（１００）面に配向していることを言う。
シード層６５は、ペロブスカイト型構造を有し、Ａサイトがビスマス（Ｂｉ）を含みＢサイトが鉄（Ｆｅ）及びチタン（Ｔｉ）を含み、（１００）面に自己配向している複合酸化物からなる。ペロブスカイト型構造、すなわち、ＡＢＯ３型構造のＡサイトは酸素が１２配位しており、また、Ｂサイトは酸素が６配位して８面体（オクタヘドロン）をつくっている。このＡサイトにＢｉが、ＢサイトにＦｅ及びＴｉが位置する。ここで、「（１００）面に自己配向する」とは、下地に影響されることなく、自ら（１００）面に優先配向することを言う。このような構成からなるシード層６５は、シード層６５上に形成されるペロブスカイト型構造の圧電体層７０を（１００）面に優先配向させる配向制御層として機能する。
圧電体層７０は、ペロブスカイト型構造、すなわちＡＢＯ３型構造を有する複合酸化物からなる圧電材料である。このような圧電材料としては、例えば、鉛を含まない非鉛系のペロブスカイト型構造を有する複合酸化物を挙げることができる。非鉛系の圧電材料としては、例えば、鉄酸ビスマス（（ＢｉＦｅＯ３）、略「ＢＦＯ」）、チタン酸バリウム（（ＢａＴｉＯ３）、略「ＢＴ」）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）（ＮｂＯ３）、略「ＫＮＮ」）、ニオブ酸カリウムナトリウムリチウム（（Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ）（ＮｂＯ３））、ニオブ酸タンタル酸カリウムナトリウムリチウム（（Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ）（Ｎｂ，Ｔａ)Ｏ３）、チタン酸ビスマスカリウム（（Ｂｉ１／２Ｋ１／２）ＴｉＯ３、略「ＢＫＴ」）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ１／２Ｎａ１／２）ＴｉＯ３、略「ＢＮＴ」）、マンガン酸ビスマス（ＢｉＭｎＯ３、略「ＢＭ」）等が挙げられる。また、ビスマス、カリウム、チタン及び鉄を含む複合酸化物（（Ｂｉ，Ｋ）（Ｔｉ，Ｆｅ）Ｏ３）や、ビスマス、鉄、バリウム及びチタンを含む複合酸化物（（Ｂｉ，Ｂａ）（Ｆｅ，Ｔｉ）Ｏ３）や、これにマンガン、コバルト、クロム等の金属を添加した複合酸化物（（Ｂｉ，Ｂａ）（Ｆｅ，Ｔｉ，Ｍ）Ｏ３）（Ｍは、Ｍｎ、ＣｏまたはＣｒ）等が挙げられる。
また、圧電材料は、鉛を含まない非鉛系の圧電材料に限定されず、鉛を含む鉛系の圧電材料、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したものも用いることができる。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等が挙げられる。
このような圧電材料からなる圧電体層７０は、シード層６５上に形成することにより、シード層６５の結晶配向を受け継ぎ、（１００）面に優先配向する。具体的には、後述する実施例に示すように、この圧電体層７０は、少なくとも８９％以上の高い配向率で、（１００）面に優先配向することが確認されている。本発明では、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）による回折ピークの（１００）面に由来するピーク強度を（１１０）面に由来するピーク強度と比較した際の、（１００）／[（１００）＋（１１０）]の値を配向率とした。配向率は、圧電体層７０の変位特性及び耐久性が向上するという観点から、８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることがさらに好ましい。なお、圧電体層７０は、変位特性が優れたものとなるという観点から、菱面体晶であることが好ましい。
また、圧電体層７０には、面内方向に引っ張り応力が発生している。このような引っ張り応力は、特に、圧電体層７０が液相法で形成される場合に発生しやすい。
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、共通電極として構成されている。本実施形態では、第２電極８０は、圧電体層７０側に設けられた第１層８１と、第１層８１の圧電体層７０とは反対側に設けられた第２層８２と、を具備する。ただし、第２層８２は省略しても構わない。
第１層８１は、本実施形態では（１００）面に優先配向した白金からなる。詳細は後述するが、第２電極８０の特に第１層８１は、圧電体層７０に対して相対的に圧縮応力を有し、圧電体層７０の引っ張り応力を緩和するように作用している。かかる第１層８１は、基板温度を高温、例えば、４００℃〜８００℃、好ましくは、５００℃〜７００℃に保持した高温スパッタリングにより形成される。これにより、第１層８１は、圧電体層７０の（１００）配向面に格子マッチングするように成膜され、（１００）面に優先配向する。このような第１層８１は、圧電体層７０上のみ、すなわち、圧電体層７０の基板１０とは反対側の表面上のみに形成されている。
また、第２電極８０を構成する第２層８２は、第１層８１と同様、（１００）配向した白金からなることが好ましいが、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の金属材料を用いることもできる。もちろん、第２層８２は、上記金属材料の単一材料であっても、複数の材料が混合した複数材料であってもよい。第２層８２は、本実施形態では、第１層８１上と、第１層８１が設けられていない圧電体層７０の側面上と、第１電極６０上と、に亘って連続して設けられている。
次に、本実施形態の圧電素子３００の製造方法の一例について、インクジェット式記録ヘッドの製造方法とあわせて、図５〜図８を参照して説明する。なお、図５〜図８は、圧力発生室の長手方向（第２方向）の断面図である。
まず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板１１０を準備する。次に、シリコン基板１１０を熱酸化することによってその表面に、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）等からなる弾性膜５１を形成する。さらに、弾性膜５１上に、スパッタリング法でジルコニウム膜を形成し、これを熱酸化することで酸化ジルコニウム膜からなる絶縁体膜５２を得る。このようにして、弾性膜５１と絶縁体膜５２とからなる振動板５０を形成する。さらに、絶縁体膜５２上に、スパッタリング法でチタン膜を形成し、これを熱酸化することで、密着層５６を構成する酸化チタン膜を形成する。
次に、図５（ｂ）に示すように、第１電極６０を構成する白金層を、スパッタリング法や蒸着法等により形成する。その後、図５（ｃ）に示すように、密着層５６を構成する酸化チタン膜及び第１電極６０を構成する白金層を同時にパターニングして、所望の形状とする。密着層５６及び第１電極６０のパターニングは、例えば、第１電極６０上に所定形状のマスク（図示なし）を形成し、このマスクを介して密着層５６及び第１電極６０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィー法を用いることが可能である。
次に、図５（ｄ）に示すように、第１電極６０（及び絶縁体膜５２）上にシード層６５を形成する。シード層６５は、ペロブスカイト型構造を有してＡサイトがＢｉを含みＢサイトがＦｅ及びＴｉを含む複合酸化物からなり、（１００）面に自己配向している。このようなシード層６５は、例えば、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やゾル−ゲル法等の溶液法により形成できる。また、シード層６５は、レーザーアブレーション法、スパッタリング法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法等の固相法によっても形成できる。
シード層６５を溶液法で形成する場合の具体的手順は、以下のとおりである。まず、金属錯体を含むＭＯＤ溶液やゾルからなるシード層６５用の前駆体溶液を準備する。次に、この前駆体溶液を、第１電極６０上に、スピンコート法等によって塗布して前駆体膜を形成する（塗布工程）。
シード層６５用の前駆体溶液は、焼成によりＢｉ、Ｆｅ、Ｔｉを含む複合酸化物を形成し得る金属錯体を有機溶媒に溶解又は分散させたものであり、例えば、アルコキシド、有機酸塩、βジケトン錯体などを用いることができる。金属錯体の混合割合は、各金属が所望のモル比となるように決定する。Ｂｉを含む金属錯体としては、２−エチルヘキサン酸ビスマス、酢酸ビスマス等が挙げられる。Ｆｅを含む金属錯体としては、２−エチルヘキサン酸鉄、酢酸鉄、トリス（アセチルアセトナート）鉄等が挙げられる。Ｔｉを含む金属錯体としては、２−エチルヘキサン酸チタン、酢酸チタン等が挙げられる。Ｂｉ、Ｆｅ、Ｔｉの二種以上を含む金属錯体を用いてもよい。また、各元素を含む金属錯体を二種以上用いても良い。たとえば、Ｂｉを含む金属錯体を二種以上用いても良い。また、前駆体溶液の溶媒としては、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、オクタン、デカン、シクロヘキサン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、酢酸、オクチル酸などが挙げられる。
次いで、この前駆体膜を所定温度（例えば、１５０℃〜２００℃）に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。次に、乾燥した前駆体膜を所定温度（例えば、３５０℃〜４５０℃）に加熱し、この温度で一定時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。ここで言う脱脂とは、前駆体膜に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等として離脱させることである。乾燥工程や脱脂工程の雰囲気は限定されず、大気中、酸素雰囲気中や、不活性ガス中でもよい。
最後に、脱脂した前駆体膜を、より高い温度、例えば６００℃〜８５０℃程度に加熱して、この温度で一定時間、例えば、１〜１０分間保持することによって結晶化させる（焼成工程）と、シード層６５が完成する。
焼成工程においても、雰囲気は限定されず、大気中、酸素雰囲気中や、不活性ガス中でもよい。シード層乾燥工程、シード層脱脂工程及びシード層焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えば、赤外線ランプの照射により加熱するＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置やホットプレートなどが挙げられる。
上記の塗布工程から焼成工程までの一連の工程を複数回繰り返すことで、複数層からなるシード層を形成してもよい。尚、塗布工程から焼成工程までの一連の工程において、塗布工程から脱脂工程までを複数回繰り返した後に、焼成工程を実施してもよい。
次に、図６（ａ）に示すように、シード層６５上に、複数の圧電体膜７２からなる圧電体層７０を形成する。圧電体層７０は、シード層６５と同様の方法で作製することができる。図６（ａ）には、圧電体層７０を液相法によって形成する例を示している。図６（ａ）に示したように、液相法によって形成された圧電体層７０は、塗布工程から焼成工程までの一連の工程によって形成された圧電体膜７２を複数有する。すなわち、圧電体層７０は、塗布工程から焼成工程までの一連の工程を複数回繰り返すことによって形成される。塗布工程から焼成工程までの一連の工程は、シード層６５用の前駆体溶液の代わりに圧電体膜７２用の前駆体溶液を用いる点を除き、液相法でシード層６５を形成する工程と同様である。
一例として、Ｂｉ、Ｂａ、Ｆｅ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する複合酸化物からなる圧電体膜７２を形成する場合は、焼成によりＢｉ、Ｂａ、Ｆｅ及びＴｉを含む複合酸化物を形成しうる金属錯体を有機溶媒に溶解または分散させたものを、前駆体溶液として用いる。また、ベースとなる材料系に、Ｍｎ、ＣｏやＣｒなどの金属を少量添加する場合には、さらに、このような添加金属を含む金属錯体を前駆体溶液に加える。金属錯体としては、シード層６５の場合と同様、例えば、アルコキシド、有機酸塩、βジケトン錯体などを用いることができる。Ｂｉ、Ｆｅ及びＴｉを含む金属錯体については、シード層６５用の前駆体膜を形成する際に用いた金属錯体と同様のものを用いることができる。Ｂａを含む金属錯体としては、例えば、酢酸バリウム、バリウムイソプロポキシド、２−エチルヘキサン酸バリウム、バリウムアセチルアセトナートなどが挙げられる。Ｍｎを含有する金属錯体としては、例えば２−エチルヘキサン酸マンガン、酢酸マンガンなどが挙げられる。Ｃｏを含む有機金属化合物としては、例えば２−エチルヘキサン酸コバルト、コバルト（III）アセチルアセトナートなどが挙げられる。Ｃｒを含む有機金属化合物としては、２−エチルヘキサン酸クロムなどが挙げられる。Ｂｉ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｔｉ等を二種以上含む金属錯体を用いてもよい。また、各元素を含む金属錯体を二種以上用いても良い。たとえば、Ｂｉを含む金属錯体を二種以上用いても良い。また、前駆体溶液の溶媒としては、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、オクタン、デカン、シクロヘキサン、キシレン、トルエン、テトラヒドロフラン、酢酸、オクチル酸などが挙げられる。
図６（ａ）では、上述した塗布工程から焼成工程までの一連の工程を９回繰り返して、９層の圧電体膜７２からなる圧電体層７０を形成する例を示している。塗布工程によって形成された前駆体膜の膜厚が０．１μｍ程度の場合、９層の圧電体膜７２からなる圧電体層７０の全体の膜厚は約０．９μｍ程度となる。
このようにして形成した圧電体層７０は、シード層６５の結晶配向を受け継ぎ、（１００）面に優先配向する。
次に、図６（ｂ）に示すように、圧電体層７０上に第２電極８０の一部として第１層８１を形成する。第１層８１は、基板温度を４００℃〜８００℃、好ましくは、５００℃〜７００℃として白金をスパッタリングすることにより成膜される。このとき、白金は、圧電体層７０を構成するペロブスカイト型複合酸化物の（１００）配向面に格子をマッチングさせるように、（１００）配向する。成膜後、基板温度が低下すると、基板１０、圧電体層７０、第１層８１等の全ての材料は収縮する。このとき、基板１０の線膨張係数は、圧電体層７０の線膨張係数より小さい。圧電体層７０の方がより大きく収縮しようとするのに対し、基板１０はあまり収縮しないため、圧電体層７０には、面内方向に引っ張り応力が発生する。また、第１層８１の線膨張係数は圧電体層７０の線膨張係数より大きい。第１層８１の方が、圧電体層７０と比べてより大きく収縮しようとする。圧電体層７０の格子と第１層８１の格子はマッチングしているので、圧電体層７０は第１層８１に引っ張られて縮むことになる。その結果、第１層８１は、圧電体層７０に対して相対的に圧縮応力を有することとなり、圧電体層７０は、面内方向の引っ張り応力が緩和された状態となる。逆に、第１層８１には、面内方向に引っ張り応力が発生する。
この様子を模式的に表したのが図９である。図９では、模式的に、第１層８１が４個の結晶格子で構成され、圧電体層７０が５層４列（合計２０個）の結晶格子で構成されている様子を示している。図９において、圧電体層７０を構成する５層の結晶格子を、下側からａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとする。また、第１層８１及び圧電体層７０の結晶格子層ａ〜ｅを構成する４列の結晶格子を、左からＩ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＩＶとする。そして、たとえば、第１層８１の最も左側の結晶格子を示す場合は「結晶格子８１Ｉ」、圧電体層７０ｃの下から３層目かつ左から２番目の結晶格子を示す場合は「結晶格子７０ｃＩＩ」とする。また、図９において、圧電体層７０の結晶格子層７０ａ〜７０ｅを構成する結晶の面間隔を、それぞれＬａ，Ｌｂ，Ｌｃ，Ｌｄ，Ｌｅとする。また、図９に示した引っ張り応力と圧縮応力の矢印は、いずれも相対的なものであり、圧電体層７０を基準として示している。
先に説明したように、圧電体層７０には、面内方向に引っ張り応力が発生する。また、第１層８１には、面内方向に引っ張り応力が発生する。これらの引っ張り応力によって、圧電体層７０の結晶格子７０ａＩ〜７０ｅＩＶ及び第１層の結晶格子８１Ｉ〜８１ＩＶは、いずれも面内方向に伸びた状態となる。
また、第１層８１は、圧電体層７０に対して相対的に圧縮応力を有することとなり、圧電体層７０の面内方向の引っ張り応力は、一部緩和された状態となる。基板１０から第１層８１に向かう方向を＋Ｚ方向としたとき、圧電体層７０に作用する引っ張り応力は、−Ｚ方向側（基板１０側）がより大きく、＋Ｚ方向側（第１層８１側）に向かうに従って小さくなる。また、圧電体層７０に作用する圧縮応力は、＋Ｚ方向側（第１層８１側）がより大きく、−Ｚ方向側（基板１０側）に向かうに従って小さくなる。圧電体層７０を構成する結晶は、上層へ行けば行くほど、第１層８１の圧縮応力の影響を受けて、面内方向に縮んでいる。結晶には体積をほぼ一定に保つような力が働くため、面内に縮んだ結晶格子は垂直方向に延びる。よって、圧電体層７０を構成する結晶の面間隔Ｌａ〜Ｌｅは、−Ｚ方向側の方が小さく、＋Ｚ方向側に向かうに従って大きくなる。すなわち、Ｌａ＜Ｌｂ＜Ｌｃ＜Ｌｄ＜Ｌｅとなる。
次に、図７（ａ）に示すように、第１層８１及び圧電体層７０を各圧力発生室１２に対応してパターニングする。第１層８１及び圧電体層７０のパターニングは、例えば、第１層８１上に所定形状のマスク（図示なし）を形成し、このマスクを介して第１層８１及び圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィー法を用いることが可能である。
次に、図７（ｂ）に示すように、基板１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に、第２層８２を形成する。第２層８２は、第１層８１と同様、基板温度を４００℃〜８００℃、好ましくは、５００℃〜７００℃として白金をスパッタリングすることによって形成することが可能である。この際、第２層８２は第１層８１と同様に、第１層８１の（１００）配向面に格子マッチングした状態で成膜される。成膜後、基板温度が低下すると、流路形成基板１０、圧電体層７０、第１層８１等の全ての材料は収縮するが、第１層８１及び第２層８２の線膨張係数が圧電体層７０より大きいので、第１層８１及び第２層８２が大きく収縮し、このとき、圧電体層７０と第１層８１及び第２層８２とは格子マッチングしているので、圧電体層７０は第１層８１だけでなく第２層８２にも引っ張られることにより、面内方向にさらに縮むことになる。以上の工程によって、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とを備えた圧電素子３００が完成する。本実施形態では、第１電極６０と圧電体層７０と第２電極８０とが重なり合う部分が、実質的に圧電素子３００として機能する。
次に、図７（ｃ）に示すように、基板１１０上に、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０ａ、９０ｂを形成する。リード電極９０ａ及び９０ｂは、基板１１０上に、リード電極９０ａ及び９０ｂを構成する材料の層を全面に亘って形成した後、この層を所定の形状にパターニングすることによって、同時に形成することができる。このときのパターニングにも、上述したようなフォトリソグラフィー法を用いることができる。
次に、図８（ａ）に示すように、基板１１０の圧電素子３００側の面に、接着剤３５を介して保護基板用ウェハー１３０を接合する。また、保護基板用ウェハー１３０に、マニホールド部３２や貫通孔３３を形成する。
次に、基板１１０の表面を削って薄くする。そして、図８（ｂ）に示すように、基板１１０上に、マスク膜５４を新たに形成し、これを所定形状にパターニングする。そして、図８（ｃ）に示すように、マスク膜５４を介して、基板１１０に対してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）を実施する。これにより、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５を形成する。
次に、シリコン基板１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外周縁部の不要部分をダイシング等により切断・除去する。更に、シリコン基板１１０の圧電素子３００とは反対側の面に、ノズルプレート２０を接合する（図４（ａ）参照）。また、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合する（図４（ａ）参照）。ここまでの工程によって、ヘッドユニットＩＩのチップの集合体が完成する。この集合体を個々のチップに分割することによって、ヘッドユニットＩＩが得られる。
以下、実施例を示し、本発明をさらに具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
（実施例）
＜基板の準備＞
まず、単結晶シリコン基板を酸化することで、表面に厚さ１７０ｎｍの二酸化シリコン膜からなる弾性膜５１を形成した。次に、二酸化シリコン膜上にスパッター法にて厚さ２８５ｎｍのジルコニウム膜を形成し、これを熱酸化することで、酸化ジルコニウム膜からなる絶縁体膜５２を形成した。その後、酸化ジルコニウム膜上にスパッター法にて厚さ２０ｎｍのチタン膜を形成し、これを熱酸化することで、酸化チタン膜からなる密着層５６を形成した。次に、酸化チタン膜上に、スパッター法により、３００℃で厚さ１３０ｎｍの第１電極６０を形成して、電極付き基板とした。
＜シード層の前駆体溶液の調製＞
２−エチルヘキサン酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸鉄、２−エチルヘキサン酸チタンのｎ−オクタン溶液（いずれも０．５ｍｏｌ／Ｌ）を、各元素がモル比でＢｉ：Ｆｅ：Ｔｉのモル比が、１２０：６０：４０となるように混合して、Ｂｉ、Ｆｅ及びＴｉを含む原料溶液（以下、「ＢＦＴ原料溶液」という）を調製し、ｎ−オクタンで希釈を行いシード層の前駆体溶液（以下、「ＢＦＴ前駆体溶液」という）とした。なお、ＢＦＴ原料溶液に対するｎ−オクタンの希釈割合は、ＢＦＴ原料溶液：ｎ−オクタンで１：７とした。このＢＦＴ前駆体溶液を用いることにより、Ｂｉと、Ｆｅ及びＴｉとのモル比（Ｂｉ／（Ｆｅ＋Ｔｉ））が１．２、ＦｅとＴｉとのモル比（Ｆｅ／Ｔｉ）が１．５となる組成を有するシード層６５が後述する手順により形成される。
＜圧電体層の前駆体溶液の調製＞
Ｂｉ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＭｎを含むペロブスカイト型構造を有する複合酸化物からなる圧電体膜７２を形成するために、２−エチルヘキサン酸ビスマス、２−エチルヘキサン酸バリウム、２−エチルヘキサン酸鉄、２−エチルヘキサン酸チタン及び２−エチルヘキサン酸マンガンの各ｎ−オクタン溶液を混合し、Ｂｉ：Ｂａ：Ｆｅ：Ｔｉ：Ｍｎのモル比が、Ｂｉ：Ｂａ：Ｆｅ：Ｔｉ：Ｍｎ＝７５：２５：７１．２５：２５：３．７５となるように混合して、Ｂｉ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＭｎを含む圧電体層の前駆体溶液（以下、「ＢＦＭ―ＢＴ前駆体溶液」という）を調製した（ＢＦＭ：ＢＴ＝７５：２５）。
＜シード層の形成＞
前記ＢＦＴ前駆体溶液を上記電極付き基板上に滴下し、３０００ｒｐｍで前記電極付き基板を回転させてスピンコートすることによりシード層前駆体膜を形成した（シード層前駆体溶液塗布工程）。次に、１８０℃のホットプレート上で４分間加熱した後、３５０℃で４分間加熱した（シード層乾燥工程及びシード層脱脂工程）。次に、ＲＴＡ装置を使用し、７００℃で５分間焼成した（シード層焼成工程）。以上の工程により、Ｂｉ、Ｆｅ及びＴｉを含むペロブスカイト型構造を有する複合酸化物（以下、「ＢＦＴ」ともいう）からなり、島状で厚さ１０ｎｍのシード層６５を形成した。
＜圧電体層の形成＞
次に、前記ＢＦＭ―ＢＴ前駆体溶液を前記電極付き基板上に滴下し、３０００ｒｐｍで前記電極付き基板を回転させてスピンコートすることにより圧電体層前駆体膜を形成した（塗布工程）。次に、１８０℃のホットプレート上で４分間加熱した後、３５０℃で４分間加熱した（乾燥工程及び脱脂工程）。塗布工程から脱脂工程までの工程を２回繰り返した後に、ＲＴＡ装置を使用し、７５０℃で５分間酸素雰囲気中で焼成を行った（焼成工程）。以上の工程（塗布〜脱脂工程までを２回繰り返した後に焼成工程を１回実施する工程）を６回繰り返すことにより、Ｂｉ、Ｂａ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＭｎを含むペロブスカイト型構造を有する複合酸化物（以下、「ＢＦＭ―ＢＴ」とも言う）からなり、全体で９００ｎｍの厚さを有する圧電体層７０を形成した。
＜第２電極及び圧電素子の作製＞
次に、圧電体層７０上に、基板温度を６００℃として白金をスパッターすること（高温スパッター法）により、厚さ５０ｎｍの第２電極８０を作製した。以上の工程によって、第１電極６０、シード層６５、圧電体層７０及び第２電極８０を具備する圧電素子３００を作製した。
（比較例）
第２電極を構成する白金膜を室温（２５℃）で形成した以外は、実施例と同様の手法により圧電素子を作製した。
（試験例１）
Ｂｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製の「Ｄ８ Ｄｉｓｃｏｖｅｒ Ｗｉｔｈ ＧＡＤＤＳ；微小領域Ｘ線回折装置」を用い、Ｘ線源にＣｕＫα線を使用し、室温で、実施例及び比較例のＸ線回折チャートを求めた。この結果を図１０、図１１に示す。図１１（ａ）は、図１０において、２θが３７°から４２°までの範囲を拡大した図である。図１１（ｂ）は、図１０において、２θが４５°から５０°までの範囲を拡大した図である。また、第２電極を形成する前のＸ線回折チャートを求め、これを比較例のＸ線回折チャートと比較した。この結果を図１２、図１３に示す。図１３は、図１２において、２θが３７°から４２°までの範囲を拡大した図である。図１３（ｂ）は、図１２において、２θが４５°から５０°までの範囲を拡大した図である。
これらの図において、２θ＝２２．５°付近のピークは、（１００）面への配向を示すピークである。測定原理上、同様のピークは（２００）面の位置である２θ＝４５°付近にも出現する。これらのピークは、主に、圧電体層７０を構成するペロブスカイトに由来するピークである。実施例及び比較例において、圧電体層７０は（１００）面へ配向していることがわかる。なお、以下の説明で、２θ＝４５°付近に出現するピークを、「ペロブスカイト（２００）のピーク」と称する。
また、２θ＝４０°付近のピークは、（１１１）面へ配向した白金由来のピークである。このピークを「白金（１１１）のピーク」と称する。また、図１０及び図１１（ｂ）において実施例にのみ表れている２θ＝４６．５°付近のピークは、白金の（２００）面由来のピークである。このピークを、「白金（２００）のピーク」と称する。白金（２００）のピークは、（１００）面に配向した白金の存在を意味するが、（１００）面のピークは測定機器の分解能の限界により、認識することができない。実施例と比較例のデータを対比した場合、白金（１１１）のピークは双方に出現しており、白金（２００）のピークは実施例１にのみ出現している。
なお、２θ＝４７．５°付近のピークは、基板を構成するシリコン由来のピークである。シリコン由来のピークの位置が実施例と比較例において同じであることから、以下に説明する実施例におけるペロブスカイト（２００）のピークの変化、及び実施例における白金（２００）のピークの出現は、測定ミスによるものではないと判断できる。
これらのピークについて、より詳細に解析する。まず、ペロブスカイト（２００）のピークの変化について解析する。図１２及び図１３（ｂ）より、第２電極を作製する前のペロブスカイト（２００）のピーク位置は４５．９２°であった。図１０及び図１１（ｂ）より、実施例において、第２電極を形成した後のペロブスカイト（２００）のピーク位置は４５．８０°であった。図１０、図１１（ｂ）、図１２、および図１３（ｂ）より、比較例において、ペロブスカイト（２００）のピーク位置は、第２電極を作成する前では４６．１６°であり、第２電極を形成した後では４６．２０°であった。比較例では、第２電極を形成した前後でペロブスカイト（２００）のピーク位置がほぼ変化していないのに対し、実施例では第２電極を形成した後のピークの位置が形成前よりも低角度側へ変化している。このことから、実施例では、第２電極の形成によって、結晶格子の面間隔が大きくなったことがわかった。
また、実施例では、第２電極を作成する前におけるペロブスカイト（２００）のピークの強度が４６９、半値幅が０．４３°であったのに対し、第２電極を作成した後におけるピークの強度が３７５、半値幅が０．４６°であった。このように、実施例ではピーク強度が減少し、半価幅が広がっていることから、圧電体層７０の深さ方向（厚み方向）の格子ばらつきが大きくなっていることがわかり、そのことから、第２電極近傍の圧電体層は、第１電極近傍の圧電体層よりも大きく第２電極の影響を受けていることがわかった。すなわち、圧電体層７０を構成する結晶は、第２電極側へ行けば行くほど面内方向に縮んでおり、また、結晶格子の面間隔は、第２電極側へ行けば行くほど大きくなっていることがわかった。
また、先に説明したとおり、図１０及び図１１（ｂ）において、実施例と比較例のデータを対比した場合、２θ＝４０°付近の白金（１１１）のピークは双方に出現しており、白金（２００）のピークは実施例１にのみ出現している。実施例と比較例とで異なっているのは、第２電極の形成プロセスのみである。このことから、実施例１では第１電極が（１１１）面に、第２電極が（１００）面に配向していると判断できる。一方、比較例では、第１電極が（１１１）面に配向しており、第２電極は少なくとも（１００）面には優先配向していないことがわかる。比較例において、第２電極は結晶化していないか、又はランダム配向であると考えられる。第２電極がランダム配向である場合、ランダム配向に起因する（１１１）面のピークは第１電極の（１１１）面のピークと重なり、ランダム配向に起因する（２００）面のピークは圧電体層の（２００）面のピークの裾に隠れてしまう。
（他の実施形態）
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態及び実施例では、圧電体層７０を液相法で形成していたが、圧電体層７０は、レーザーアブレーション法、スパッター法、パルス・レーザー・デポジション法（ＰＬＤ法）、ＣＶＤ法、エアロゾル・デポジション法などの気相法によっても形成することができる。圧電体層７０が気相法で形成された場合であっても、圧電体層７０の面内方向に引っ張り応力が発生している場合は、本発明を適用することが可能である。
なお、上述した実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドＩを挙げて説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものであり、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。その他の液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッド、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
また、本発明にかかる圧電素子は、液体噴射ヘッドに用いられる圧電素子に限定されず、その他のデバイスにも用いることができる。その他のデバイスとしては、例えば、超音波発信器等の超音波デバイス、超音波モーター、温度−電気変換器、圧力−電気変換器、強誘電体トランジスター、圧電トランス、赤外線等の有害光線の遮断フィルター、量子ドット形成によるフォトニック結晶効果を使用した光学フィルター、薄膜の光干渉を利用した光学フィルター等のフィルター等が挙げられる。また、センサーとして用いられる圧電素子、強誘電体メモリーとして用いられる圧電素子にも本発明は適用可能である。圧電素子が用いられるセンサーとしては、例えば、赤外線センサー、超音波センサー、感熱センサー、圧力センサー、焦電センサー、及びジャイロセンサー（角速度センサー）等が挙げられる。
Ｉ インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、 ＩＩ インクジェット式記録ヘッドユニット（ヘッドユニット）、１０ 流路形成基板、 １２ 圧力発生室、 １３ インク供給路、 １４ 連通路、 １５ 連通部、 ２０ ノズルプレート、 ２１ ノズル開口、 ３０ 保護基板、 ４０ コンプライアンス基板、 ５０ 振動板、 ５１ 弾性膜、 ５２ 絶縁体膜、 ６０ 第１電極、 ６５ シード層、 ７０ 圧電体層、 ７２ 圧電体膜、 ８０ 第２電極、 ９０ リード電極、 １００ マニホールド、 ３００ 圧電素子

Claims (1)

  1. 基板上に、第１電極、圧電体層及び第２電極を層形成して圧電素子とする圧電素子の製造方法において、
    前記圧電体層を液相法により、（１００）面に優先配向したペロブスカイト型構造の複合酸化物の結晶からなる層として形成する工程と、
    前記第２電極を、基板温度を４００〜８００℃に設定したスパッタリング法により、（１００）面に優先配向した白金からなる層として形成する工程と、
    を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法。
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