CN107039577B - 压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法 - Google Patents

压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法 Download PDF

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Abstract

提供一种具有高压电特性的压电体的压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法。接收用换能器(52)具备：挠性部(412D)；压电膜(423)，设置于挠性部(412D)；第一电极(422)，设置于挠性部(412D)的设置有压电膜(423)一侧的第一面(412B1)和压电膜(423)的与挠性部(412D)相反一侧的面的第二面(423A)之间；以及第二电极(424)，设置于第一面(412B1)和第二面(423A)之间，在从挠性部(412D)的厚度方向观察的俯视下，与第一电极(422)隔着间隙相对。

Description

压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法
技术领域
本发明涉及压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法等。
背景技术
目前，已知在挠性膜上形成压电体并对该压电体施加驱动电压使挠性膜振动的压电元件（例如参照专利文献1）。
在专利文献1中公开了在挠性膜上形成压电层并在该压电层的相同的表面上使第一电极与第二电极相对配置的超声波换能器（压电元件）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002－271897号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，上述专利文献1所记载的超声波换能器在压电层的表面上设置有第一电极和第二电极。上述结构的超声波换能器通过在挠性膜上形成压电体并在该压电体上设置电极而形成。但是，存在在压电体上形成电极时压电体会劣化、压电体的压电特性会劣化（例如压电e常数的值降低）的问题。
本发明的目的在于提供具有高压电特性的压电体的压电元件、压电模块、电子设备以及压电元件的制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的一应用例的压电元件，其特征在于，具备：挠性膜；压电体，设置于所述挠性膜；第一电极，设置于所述挠性膜的设置有所述压电体一侧的第一面和所述压电体的与所述挠性膜相反一侧的第二面之间；以及第二电极，设置于所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对。
在本应用例中，与设置于挠性膜的压电体相对，在从挠性膜的膜厚方向观察时的俯视下，第一电极与第二电极隔着第一间隙相对地配置。即，压电体介于第一电极和第二电极之间的第一间隙。
所述构成与在压电体上设置第一电极和第二电极的构成相比，能够抑制压电体的压电特性的劣化。即，在设置了压电体后设置第一电极和第二电极的情况下，在压电体上形成第一电极和第二电极时，压电体劣化，压电e常数的值降低。而例如在挠性膜上设置第一电极和第二电极并从其上设置压电体的情况下，在形成压电体之前形成第一电极和第二电极，能够防止由形成电极导致的压电体的劣化。另外，也可以在挠性膜上形成压电体的下层，之后形成第一电极和第二电极，在其上部形成压电体。在该情况下，虽然压电体的下层发生由第一电极和第二电极的形成导致的劣化，但是压电体的上层没有劣化，因此与在压电体的第二面（表面）形成第一电极和第二电极的情况相比，能够抑制压电体的劣化，能够提高压电体的压电特性。
而且，在本应用例中，成为压电体介于第一电极和第二电极之间的构成，能够抑制在对第一电极和第二电极之间施加电压时（特别是在对第一电极和第二电极之间施加高电压而进行极化处理的情况下）的绝缘破坏。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一电极和所述第二电极设置于所述挠性膜和所述压电体之间。
在本应用例中，第一电极和第二电极设置于挠性膜和压电体之间。上述构成能够在挠性膜上形成第一电极和第二电极后形成压电体。即，没有在压电体上形成第一电极或第二电极，因此能够抑制由所述第一电极或第二电极的形成导致的压电体的劣化从而提高压电特性。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一电极和所述第二电极埋入所述压电体的内部。
在本应用例中，第一电极和第二电极埋入压电体的内部。所述构成能够通过在挠性膜上形成压电体的一部分后形成第一电极和第二电极、之后形成压电体的剩余部分而形成。在该情况下，在挠性膜上形成的压电体的一部分中，在上部形成第一电极和第二电极，由此虽然压电特性劣化，但是通过在该上部形成的压电体的剩余部分可抑制压电特性的劣化。因而，与例如在挠性膜上形成压电体并在其表面上形成第一电极和第二电极的情况相比，能够提高压电体的压电特性。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一电极和所述第二电极设置于与所述第一面平行的面内。
在本应用例中，第一电极和第二电极设置于与第一面平行的面内。在该情况下，能够同时形成第一电极和第二电极，因此能够简化压电元件的制造工序。
另外，第一电极或第二电极通过例如溅射或蒸镀法等覆盖挠性膜或压电体的一部分的表面上，之后形成电极形状的图案。因而，在将第一电极和第二电极设为不同的高度位置（不设置于同一平面）的情况下，例如在挠性膜上形成了压电体的一部分之后形成第一电极，在其上表面形成压电体的另一部分，在其上表面形成第二电极，之后，形成压电体的剩余部分，这种情况下，由于进行2次电极膜形成工序，所以压电体的劣化进一步扩展。而如上所述，在将第一电极和第二电极设置于同一平面内的情况下，如上所述，能够同时形成第一电极和第二电极，因此也能够抑制压电体的劣化。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一电极具有与所述第二电极相对的第一端面，所述第二电极具有与所述第一电极相对的第二端面，所述第一端面和所述第二端面平行。
在使相互相对的第一电极和第二电极保持电荷的情况下，以第一电极和第二电极的相互相对的区域中的电极间的距离为最短的位置为中心保持电荷。因而，在本应用例中，在平行地配置的第一电极的第一端面和第二电极的第二端面之间，位移电流流动。例如在以电压的形式取得（检测出）由于挠性膜的位移而从压电体输出的位移电流的情况下，若第一电极和第二电极平行地设置，则能够检测出压电体的大范围的位移电流，能够提高电压的检测精度。另外，例如在对第一电极和第二电极之间施加驱动电压而使压电体驱动的情况下，在压电体的大范围内位移电流均匀地流动，因此能够使压电体均匀地变形。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述压电元件还具备至少1个中间电极，所述至少1个中间电极设置于在所述俯视下所述第一电极和所述第二电极之间且与所述第一电极、所述第二电极隔着第二间隙相对。
在本应用例中，在俯视时在第一电极和第二电极之间设置有1个以上的中间电极。由此，在第一电极和中间电极之间、或在第二电极和中间电极之间、进一步的在设置有多个中间电极的情况下在中间电极之间分别形成静电电容。在所述构成中，相互相对的电极的相对区域的面积增大，能够使压电元件的总的静电电容增大。因而，能够抑制外部电路具有的杂散电容的影响，能够避免接收信号的电压的降低。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述压电体由钙钛矿型过渡金属氧化物构成。
在本应用例中，作为压电体使用钙钛矿型过渡金属氧化物。钙钛矿型过渡金属氧化物在压电材料中压电特性（压电e常数的值）高。因此，在使挠性膜位移时能够增大从压电体输出的电压。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述压电体包含Pb、Zr以及Ti。
在本应用例中，压电体包含Pb和Zr以及Ti。作为所述压电体，可举出例如锆钛酸铅（PZT）等，在钙钛矿型过渡金属氧化物中压电特性特别高。因而，在使挠性膜位移时能够进一步提高从压电体输出的电压。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述挠性膜包括与所述压电体相接触的第一层，该第一层由过渡金属氧化物构成。
在此，第一层既可以是由多个层构成的挠性膜中的一层，也可以由1层（仅过渡金属氧化物的第一层）构成挠性膜。
在本应用例中，挠性膜的与压电体相接的第一层由过渡金属氧化物构成。在所述挠性膜上形成压电体的情况下，能够抑制压电体中包含的Pb等蒸汽压力高的元素的扩散。另外，易于形成（100）取向的压电体，能够提高压电体的压电特性。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一层由ZrO2构成。
在本应用例中，所述第一层由ZrO2构成，因此能够抑制压电体中包含的Pb等蒸汽压力高的元素的扩散，且能通过（100）取向而易于使压电体的结晶取向一致，能够进一步提高压电体的压电特性。
更具体地说，在ZrO2上层压了10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3后，在其上形成压电体时，压电体按（100）优先取向。
此外，所述Ti或BiFeTiO3在经过制造工艺中的热工序后成为氧化膜，要求其具有高绝缘性。即，若在第一电极和第二电极之间存在具有导电性的区域，则无法得到高接收灵敏度。
在本应用例的压电元件中，优选的是，所述第一间隙是2μm以上8μm以下。
在本应用例中，第一电极和第二电极之间成为2μm以上8μm以下。在第一电极和第二电极之间的第一间隙的尺寸小于2μm的情况下，从压电体输出的电压相对于压电体的变形量小。在该情况下，在例如基于来自压电体的输出电压检测挠性膜的位移量的情况下，输出电压变小，因此检测精度也降低。另一方面，在第一电极和第二电极之间的第一间隙的尺寸大于8μm的情况下，需要将对压电体进行极化处理时的施加电压设为高电压。而在本应用例中，能通过设置所述范围的第一间隙从而增大相对于压电体的变形量的从压电体输出的电压，且也能将极化处理时的施加电压限制于实用的范围。
本发明的一应用例的压电模块，其特征在于，所述压电模块具备：挠性膜；压电体，具有与所述挠性膜相接触的第一面和与所述第一面相反一侧的第二面；第一电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间；第二电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及配线基板，具有与所述第一电极、所述第二电极电连接的端子部。
本应用例的压电模块具备所述压电元件以及具有与压电元件的第一电极和第二电极连接的端子部的配线基板。因此，与上述应用例相同，能够提高压电体的压电特性。特别是在用设置于配线基板的接收电路对由于挠性膜的位移而从压电体输出的电压进行接收处理的情况下，从压电体输出高电压信号，因此能够提高接收精度。
在本应用例的压电模块中，优选的是，所述配线基板具备极化电路，所述极化电路对所述第一电极和所述第二电极之间施加10kV/cm以上的电场来进行极化处理。
在本应用例中，极化电路对第一电极和第二电极之间施加10kV/cm以上的电场来实施压电体的极化处理。在本应用例中，与例如沿着膜状的压电体的厚度方向用一对电极夹入膜状的压电体的构成相比，第一电极与第二电极的距离变长，因此通过小于10kV/cm的电场无法进行适当的极化处理。而通过对第一电极和第二电极之间施加10kV/cm以上的电场，能够适当地进行压电体的极化。
本发明的一应用例的电子设备，其特征在于，所述电子设备具备压电元件和控制部，所述压电元件具备：挠性膜；压电体，具有与所述挠性膜相接触的第一面和与所述第一面相反一侧的第二面；第一电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间；以及第二电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对，所述控制部控制所述压电元件。
本应用例的电子设备具备所述压电元件和控制压电元件的控制部。因此，与上述应用例相同，能够提高压电体的压电特性。特别是在通过检测由于挠性膜的位移而从压电体输出的电压从而实施预定的处理的电子设备中，从压电体输出高电压信号，因此电压的检测精度变高，还能够提高电子设备的处理精度。
本发明的一应用例的压电元件的制造方法，其特征在于，包括：电极形成工序，在挠性膜上形成第一电极和第二电极，所述第二电极在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及压电体形成工序，在所述挠性膜上形成从所述第一电极的一部分覆盖所述第二电极的一部分的压电体。
在本应用例中，在形成压电体之前形成第一电极和第二电极，能够抑制由形成电极导致的压电体的劣化，能够容易地制造高压电特性的（压电e常数的值高）压电体。
本发明的一应用例的压电元件的制造方法，其特征在于，包括：第一压电层形成工序，在挠性膜上形成第一压电层；电极形成工序，在所述第一压电层上形成第一电极和第二电极，所述第二电极在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及第二压电层形成工序，在所述第一压电层上形成从所述第一电极的一部分覆盖所述第二电极的一部分的第二压电层。
在本应用例中，在挠性膜上形成了构成压电体的第一压电层后，形成第一电极和第二电极，之后，形成构成压电体的第二压电层。在该情况下，在第一压电层中，在上部形成第一电极和第二电极，由此虽然压电特性劣化，但是在第二压电层中可抑制压电特性的劣化。因而，与例如在挠性膜上形成压电体并在其表面上形成第一电极和第二电极的情况相比，能够制造高压电特性的压电体。
附图说明
图1是表示第一实施方式的超声波测定装置的概略构成的立体图。
图2是表示第一实施方式的超声波测定装置的概略构成的框图。
图3是表示第一实施方式的超声波传感器的概略构成的平面图。
图4是表示第一实施方式的超声波器件的元件基板的发送区域的概略构成的平面图。
图5是用图4的A－A线截断的超声波传感器的截面图。
图6是表示第一实施方式的超声波器件的元件基板的接收区域的概略构成的平面图。
图7是表示第一实施方式的接收用换能器的概略构成的平面图。
图8是表示用图7的B－B线截断的超声波传感器的概略构成的截面图。
图9是表示第一实施方式的接收用换能器的制造方法的流程图。
图10是示意性地表示第一实施方式的接收用换能器的制造方法的各工序的概略的图。
图11是表示第二实施方式的接收用换能器的概略构成的截面图。
图12是表示第二实施方式的接收用换能器的制造方法的流程图。
图13是示意性地表示第二实施方式的接收用换能器的制造方法的各工序的概略的图。
图14是表示第二实施方式的变形例的接收用换能器的概略构成的截面图。
图15是表示第三实施方式的接收用换能器的概略构成的平面图。
图16是表示第三实施方式的接收用换能器的概略构成的截面图。
图17是表示第四实施方式的接收用换能器的概略构成的平面图。
图18是表示第四实施方式的接收用换能器的概略构成的截面图。
图19是表示接收用换能器的一变形例的概略构成的平面图
图20是表示对实施例4～8、比较例2的接收灵敏度的测定结果的图。
附图标记说明
1：超声波测定装置（电子设备）；2：超声波探头；10：控制装置；13：存储部；14：运算部；22：超声波器件；23：配线基板；24：超声波传感器（压电模块）；41：元件基板；43：密封板；44：声匹配层；45：声透镜；52、53、53A、54、55：接收用换能器；52A、52B：接收用换能器群；233：发送电路；234：接收电路；235：极化电路；411：基板主体部；411B：开口部；412：支撑膜；412A：支撑层；412B：表面层；412B1：第一面；412D：挠性部（挠性膜）；421、421A、421B：接收元件；422、422B：第一电极；422A：第一端面；423、425：压电膜；423A、425B1：第二面；424、424B：第二电极；424A：第二端面；425A：第一压电层；425A1：第三面；425B：第二压电层；426：中间电极；427：第一中间电极；428：第二中间电极；521、522：电极线；Ar12：接收区域；G1～G6：间隙；RR：接收阵列。
具体实施方式
［第一实施方式］
以下，基于附图说明本发明的第一实施方式的作为电子设备的超声波测定装置。
［超声波测定装置1的构成］
图1是表示本实施方式的超声波测定装置1的概略构成的立体图。图2是表示超声波测定装置1的概略构成的框图。
本实施方式的超声波测定装置1相当于本发明的电子设备，如图1所示，具备超声波探头2和经由电缆3与超声波探头2电连接的控制装置10。
该超声波测定装置1使超声波探头2与生物体（例如人体）的表面抵接，从超声波探头2向生物体内送出超声波。另外，用超声波探头2接收被生物体内的器官反射的超声波，基于该接收信号取得例如生物体内的内部断层图像，或测定生物体内的器官的状态（例如血流等）。
［超声波探头2的构成］
图3是表示超声波探头2的超声波传感器24的概略构成的平面图。
超声波探头2具备：壳体21；超声波器件22，其设置于壳体21的内部；以及配线基板23，其设置有用于控制超声波器件22的驱动电路等。此外，由超声波器件22和配线基板23构成超声波传感器24，该超声波传感器24构成本发明的压电模块。
［壳体21的构成］
如图1所示，壳体21形成为例如俯视时为矩形的箱状，在与厚度方向正交的一面（传感器面21A）设置有传感器窗21B，超声波器件22的一部分露出。另外，在壳体21的一部分（图1所示的例子中的侧面）设置有电缆3的通过孔21C，电缆3从通过孔21C与壳体21的内部的配线基板23连接。另外，可通过对电缆3与通过孔21C的间隙填充例如树脂材料等来确保防水性。
此外，在本实施方式中，示出使用电缆3连接超声波探头2和控制装置10的构成例，但不限于此，例如既可以通过无线通信连接超声波探头2和控制装置10，也可以在超声波探头2内设置有控制装置10的各种构成。
［超声波器件22的构成］
如图3所示，超声波器件22具有形成有发送超声波的发送阵列TR和接收超声波的接收阵列RR的阵列区域Ar1。此外，在图3中，发送阵列TR和接收阵列RR具有大致相同的阵列面积，但不限于此，也可以是例如接收阵列RR以比发送阵列TR小的尺寸构成。另外，关于发送阵列TR和接收阵列RR的配置位置，也不限于图3的例子，可以设为例如在发送阵列TR内的一部分设置有接收阵列RR的构成、或发送阵列TR与接收阵列RR沿着例如X方向（扫描方向）交替地排列的构成等。
发送超声波的多个发送用超声波换能器51（以后省略为发送用换能器51）按阵列状配置构成发送阵列TR。另外，接收超声波的多个接收用超音波换能器52（以后省略为接收用换能器52）按阵列状配置而构接收阵列RR。这样构成的超声波器件22从发送阵列TR发送超声波，用接收阵列RR接收被测定对象反射的反射波。
此外，在以下的说明中，将后述的具有1维阵列结构的发送阵列TR的扫描方向设为X方向，将与扫描方向正交的分层方向设为Y方向。
图4是从与密封板43相反的一侧（工作面侧）观察超声波器件22的发送阵列TR的元件基板41的平面图。图5是用图4的A－A线截断的超声波传感器24的截面图。图6是示意性地表示接收阵列RR的构成的图。图7是示意性地表示从元件基板41的工作面侧观察的接收用换能器52的平面图。另外，图8是示意性地表示用图7的A－A线截断时的截面的截面图。
如图5和图8所示，构成超声波传感器24的超声波器件22由元件基板41、密封板43、声匹配层44、声透镜45（参照图1）构成。在本实施方式中，如从图5到图8所示，在发送阵列TR和接收阵列RR中共用元件基板41、密封板43、声匹配层44以及声透镜45。
在本实施方式中，元件基板41的阵列区域Ar1包含发送区域Ar11和接收区域Ar12。在发送区域Ar11中，多个发送用换能器51（参照图4、图5）按阵列状配置从而构成发送阵列TR。另外，在接收区域Ar12中，多个接收用换能器52（参照图6、图7、图8）按阵列状配置从而构成接收阵列RR。以下，更详细地说明上述发送阵列TR和接收阵列RR。
（发送阵列TR的构成）
如图4所示，发送阵列TR由在元件基板41的发送区域Ar11中按阵列状配置的多个发送用换能器51构成。
在发送阵列TR中，通过在Y方向（分层方向）排列的多个发送用换能器51构成作为1个发送信道的发送用换能器群51A。另外，在发送阵列TR中，沿着X方向（扫描方向）设置多个发送用换能器群51A构成1维阵列。
（发送用换能器51的构成）
如图5所示，发送用换能器51以包含元件基板41的一部分和设置于元件基板41上的驱动元件413的方式构成。
元件基板41具备基板主体部411和层压于基板主体部411的支撑膜412。另外，在元件基板41的阵列区域Ar1的外侧设置有端子区域Ar2，与各发送用换能器51连接的电极线被引出。
基板主体部411例如是硅（Si）等半导体基板。在该基板主体部411的发送区域Ar11内，设置有与各发送用换能器51对应的开口部411A。上述开口部411A的开口尺寸为基于从发送阵列TR发送的超声波的频率的尺寸。
支撑膜412设置于基板主体部411的一面，将开口部411A封闭。支撑膜412中的将开口部411A封闭的区域成为通过后述的驱动元件413的驱动而在膜厚度方向振动的振动部412C，通过振动部412C振动，输出（发送）超声波。即，所谓构成上述发送用换能器51的元件基板41的一部分是将开口部411A封闭的支撑膜412的振动部412C，由振动部412C和驱动元件413构成发送用换能器51。
更具体地说，支撑膜412由2层构成，具备：支撑层412A，其设置于基板主体部411的与密封板43相反的一侧，将开口部411A封闭；以及表面层412B，其设置于支撑层412A的与基板主体部411相反的一侧，层压有驱动元件413。支撑层412A由例如SiO2等构成。在由Si构成基板主体部411且由SiO2构成支撑层412A的情况下，例如通过对基板主体部411的一面侧进行热氧化处理而能容易地形成支撑层412A。
另外，表面层412B是形成本发明的第一层的层，由过渡金属氧化物构成。该表面层412B的与支撑层412A相反的一侧的面成为本发明的第一面412B1。
该表面层412B是构成如图6、图7、图8所示的接收元件421的第一电极422、压电膜423以及第二电极424与在表面构成驱动元件413的下部电极414和压电膜415的一部分进行层压的层。因而，优选作为表面层412B相对于上述电极材料或压电材料具有高贴紧性。另外，详细后述，在接收阵列RR中，在表面层412B上层压配置被第一电极422和第二电极424夹着的压电膜423。因而，作为表面层412B，优选使用在层压了压电膜423时能阻止压电膜423中包含的铅Pb等蒸汽压力高的元素的扩散且易于使压电膜423的结晶取向性与（100）取向一致的膜材料。作为上述表面层412B，优选使用过渡金属氧化物，特别是更优选由易于抑制Pb的扩散的二氧化锆ZrO2构成。更具体地说，在ZrO2上层压了10nm以下的钛Ti或100nm以下的BiFeTiO3后，若在其上形成压电膜423，则构成压电膜423的压电体按（100）优选取向。
驱动元件413设置于将各开口部411A封闭的支撑膜412上，具备下部电极414、压电膜415以及上部电极416。
上述驱动元件413对下部电极414和上部电极416之间施加预定频率的矩形波电压，由此，压电膜415在平面方向伸缩。压电膜415的支撑膜412侧经由下部电极414与支撑膜412接合，因此压电膜415的支撑膜412侧和相反的一侧的伸缩量不同，由于该差而使压电膜415在膜厚方向位移而振动。由于该压电膜415的振动，支撑膜412的振动部412C也振动而送出超声波。
另外，在本实施方式中，如图4所示，在元件基板41的发送区域Ar11内沿着X方向和Y方向设置有多个上述发送用换能器51。
在此，下部电极414形成为沿着Y方向的直线状，并涵盖沿着Y方向排列的多个发送用换能器51设置。由被下部电极414连结的在Y方向（分层方向）排列的多个发送用换能器51构成上述发送用换能器群51A。另外，下部电极414延伸到端子区域Ar2。在端子区域Ar2中，设置于下部电极414的端部的下部电极端子414P与配线基板23电连接。
另一方面，上部电极416具备：上部电极主体部416A，其涵盖沿着X方向排列的多个发送用换能器51设置；以及上部电极连结部416B，其将上部电极主体部416A的端部彼此连结。上部电极连结部416B的端部延伸到端子区域Ar2。在端子区域Ar2中，设置于上部电极连结部416B的端部的上部电极端子416P与配线基板23电连接。
（接收阵列RR的构成）
接收阵列RR如图6所示由按阵列状配置于元件基板41的阵列区域Ar1的接收区域Ar12的多个接收用换能器52构成。在本实施方式的接收阵列RR中，由多个接收用换能器52构成作为1个接收信道的接收用换能器群52A，该接收用换能器群52A在X方向设置有多个。
如图6所示，接收用换能器群52A具备：一对电极线521、522，其沿着Y方向设置；以及多个接收用换能器52，其在上述一对电极线521、522之间被并联连接。
电极线521、522从接收区域Ar12涵盖端子区域Ar2设置，由端子区域Ar2的端子521P、522P与配线基板23电连接。
（接收用换能器52的构成）
接收用换能器52是本发明的压电元件，以包括元件基板41的一部分和在元件基板41的支撑膜412上层压的接收元件421的方式构成。
如上所述，在本实施方式中，在发送阵列TR和接收阵列RR中，元件基板41是共用构件，由基板主体部411和支撑膜412构成。
在基板主体部411的接收区域Ar12内，如图6、图7、图8所示，设置有与各接收用换能器52对应的开口部411B。上述开口部411B具有与接收的超声波的频率相应的开口尺寸。例如在从发送阵列TR向测定对象发送超声波且由接收阵列RR接收被测定对象反射的二次谐波的情况下，开口部411B的开口尺寸比发送用换能器51的开口部411A小。
另外，支撑膜412与发送用换能器51同样地将开口部411B封闭。支撑膜412中的将开口部411B封闭的区域在接收到超声波时位移而成为挠性部412D，构成本发明的挠性膜。在挠性部412D变形时，设置于挠性部412D上的接收元件421也变形，从接收元件421输出电信号。即，所谓上述构成接收用换能器52的元件基板41的一部分是将开口部411B封闭的支撑膜412的挠性部412D，由挠性部412D和接收元件421构成接收用换能器52。
接收元件421具备第一电极422、压电膜423以及第二电极424。
第一电极422和第二电极424如图8所示设置于支撑膜412的表面层412B上。
上述第一电极422和第二电极424例如由Ir、Pt、IrOx、TiOx、SrRuO3、LaNiO3等导电性的电极材料形成。此时，支撑膜412的表面层412B由过渡金属氧化物ZrO2构成，由此能使电极材料适当地贴紧到表面层412B上。
在此，第一电极422与电极线521连接，并在沿着图6、图7所示的Z方向观察时的俯视（以下也仅称为俯视）下，从电极线521到开口部411B的－X侧的预定位置涵盖开口部411B的内外设置。另外，第二电极424与电极线522连接，并在俯视时从电极线522到开口部411B的＋X侧的预定位置涵盖开口部411B的内外设置。
第一电极422和第二电极424相对于经过开口部411B的中心点并与Y方向平行的虚拟线L（参照图7）成为轴对称的形状。
另外，第一电极422的作为＋X侧的端面的第一端面422A位于开口部411B的内侧，成为与Y方向平行的平面。另外，第二电极424的作为－X侧的端面的第二端面424A位于开口部411B的内侧，成为与Y方向平行的平面。即，该第一端面422A和第二端面424A是平行的，隔着间隙G1（第一间隙）相对。
压电膜423相当于本发明的压电体，如图6、图7、图8所示，设置为在挠性部412D上从第一电极422的包含第一端面422A的一部分覆盖第二电极424的包含第二端面424A的一部分。另外，在第一电极422和第二电极424之间，压电膜423与挠性部412D的表面层412B抵接。因而，在本实施方式中，成为压电膜423介于第一电极422和第二电极424之间的间隙G1的构成。另外，压电膜423的表面（与支撑膜412相反的一侧的面）成为本发明的第二面423A。即，在本实施方式中，成为从第一面412B1到第二面423A之间配置第一电极422和第二电极424的构成。
优选的是，作为压电膜423由钙钛矿型过渡金属氧化物构成，更优选是，包含Pb和Zr以及Ti的钙钛矿型过渡金属氧化物。作为上述压电膜423，可举出例如锆钛酸铅（PZT）等。
由上述钙钛矿型过渡金属氧化物（特别是PZT）构成的压电膜423的压电特性（压电e常数的值）特别高，在压电膜423变形时输出的电信号变大。另外，压电膜423设置于第一电极422、第二电极424以及挠性部412D的表面层412B上。在该情况下，能使压电膜423的结晶取向性易于与（100）取向一致，在该点也能够提高压电膜423的压电特性。更具体地说，在第一电极422、第二电极424以及挠性部412D的表面层412B上层压了10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3后，在其上形成有压电膜423，由此，压电体（压电膜423）按（100）优先取向。
［接收用换能器52的特性］
包括上述接收元件421的接收用换能器52在由挠性部412D接收被测定对象反射的反射超声波时，挠性部412D振动。由于该挠性部412D的振动，接收元件421也振动，压电膜423变形。由此，在压电膜423内电荷随着变形而移动，在第一电极422和第二电极424之间产生电位差。因而，能通过检测第一电极422和第二电极424之间的电位差而检测接收到的超声波。
然而，一般地压电膜423的变形量（变形量η）与从压电体输出的电压V成比例。另外，在将第一电极422和第二电极424之间的静电电容设为C，将各电极422、424的电荷量设为Q时，下面的式（1）成立。
［数学式1］
V＝Q/C…（1）
在此，电荷量Q使用在各电极422、424中作为电容器发挥作用的区域的面积S、每单位面积的电荷量（电荷密度）q而用下面的式（2）表示。另外，静电电容C使用电极422、424之间的介电常数（压电体的介电常数）ε、电极422、424之间的距离d而用下面的式（3）表示。而且，在将压电膜423的位移量（变形量）设为η、将压电常数（压电e常数的值）设为e的情况下，电荷密度q和变形量η用下面的式（4）表示。能根据上述式（1）到式（4）导出以下的式（5）。
［数学式2］
Q＝Sq…（2）
C＝Sε/d…（3）
q＝eη…（4）
V＝（de/ε）×η…（5）
如上述式（1）所示，静电电容C越小且电荷量Q越大，使挠性部412D位移时从压电膜423输出的电压V成为越大的电压值，能够提高接收超声波时的接收灵敏度。更具体地说，如式（2）～式（5）所示，通过增大电极422、424之间的距离d、增大压电e常数的值、缩小介电常数ε能够提高接收灵敏度。
在此，在本实施方式中，第一电极422和第二电极424的距离d为2μm以上8μm以下。通常压电膜423按400nm左右的厚度尺寸构成。即，在压电膜423的厚度尺寸过大时，会阻碍挠性部412D的振动，无法得到良好的接收灵敏度。另外，在厚度尺寸过小时，例如若是PZT则Pb的脱落的影响变大等，由此，压电膜423的压电特性劣化。根据以上内容，优选的是，作为压电膜423，以不产生压电特性劣化的程度充分薄地形成，优选设为400nm左右的厚度尺寸。
针对上述压电膜423，若设为例如从膜厚方向用一对电极夹入的构成，则距离d为压电膜423的膜厚，成为非常小的值，压电膜423对变形量η的输出电压V变小。即，电极间的距离d小于2μm的构成无法从压电膜423得到充分的输出电压V，因此接收用换能器52的接收灵敏度降低。
而在本实施方式中，如上所述，成为在支撑膜412上配置第一电极422和第二电极424的构成，因此能增大电极422、424之间的距离，能将其设为2μm以上8μm以下。由此，与现有的从膜厚方向用一对电极夹入压电膜423的构成相比，能增大从接收元件421（压电膜423）输出的电压V。
此外，通过将电极422、424之间的距离d设为8μm以下能够提高由后述的极化电路235进行的极化处理的效率。即，在电极422、424之间的距离d超过8μm时，在进行压电膜423的极化处理时，需要提高对电极422、424之间施加的极化电压。在该情况下，作为安装于极化电路235的电源构成，需要使用昂贵的电源，装置成本增大。而通过将距离d设为8μm以下，能降低极化处理时的极化电压，即，作为安装于极化电路235的电源只要使用低成本的电源即可，因此可实现装置成本的降低。
另外，本实施方式的压电膜423的压电特性（压电e常数的值）高，因此在该点上也能增大压电膜423变形时的输出电压V，能够提高接收用换能器52的接收灵敏度。
即，在本实施方式中，压电膜423由钙钛矿型过渡金属氧化物的PZT构成，因此能够提高压电特性。另外，在电极422、424上或在由过渡金属氧化物（ZrO2）构成的表面层412B上层压了10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3后，在其上形成有压电膜423，因此能使压电膜423的结晶取向性适当地与（100）取向一致。从该点来看，也能进一步提高压电膜423的压电特性。
而且，在本实施方式中，成为由压电膜423覆盖第一电极422和第二电极424的构成。上述接收元件421在支撑膜412上形成了第一电极422和第二电极424后，形成压电膜423，因此能抑制压电膜423的劣化。
例如假定在压电膜423的第二面423A上形成各电极422、424的构成的情况下，在形成压电膜423后，通过溅射等形成电极材料，之后需要通过蚀刻处理（例如离子铣削等）形成电极材料的图案。在该情况下，在溅射电极材料时对压电膜423造成损伤，而且，在形成电极材料的图案时（蚀刻处理时）也对压电膜423造成损伤，例如在结晶中产生缺陷而压电e常数的值降低百分之几十的程度。而在本实施方式中，如上所述，是以覆盖电极422、424的方式设置有压电膜423的构成，在制造工艺中，也是首先形成电极422、424，之后形成压电膜423。因而，在形成电极422、424时完全不会对压电膜423造成损伤，能抑制压电膜423的压电e常数的值的降低（压电特性的劣化）。
在该点上也是，本实施方式的压电膜423具有高压电特性（压电e常数的值），能进一步增大相对于压电膜423的变形量η的输出电压V。
［密封板43、声匹配层44、声透镜45的构成］
密封板43是为了加强元件基板41的强度而设置的，由例如42合金等金属板或半导体基板等构成，与元件基板41接合。密封板43的材质和厚度对发送用换能器51和接收用换能器52的频率特性带来影响，因此优选基于发送、接收的超声波的中心频率来设定。
声匹配层44如图5和图8所示设置于元件基板41的与密封板43相反的一侧的面上。具体地，声匹配层44填充于元件基板41和声透镜45之间，且从基板主体部411的表面起按预定的厚度尺寸形成。
声透镜45设置于声匹配层44上，如图1所示从壳体21的传感器窗21B向外部露出。
上述声匹配层44或声透镜45将从发送用换能器51发送的超声波高效地传送到作为测定对象的生物体，另外，将在生物体内反射的超声波高效地传送到接收用换能器52。因此，声匹配层44和声透镜45设定为元件基板41的各换能器51、52的声阻抗和生物体的声阻抗的中间的声阻抗。
［配线基板23的构成］
配线基板23接合超声波器件22，设置有用于控制各换能器51、52的驱动电路等。该配线基板23如图2所示，具备端子部231、选择电路232、发送电路233、接收电路234、极化电路235和连接器部236（参照图3）。
在配线基板23接合超声波器件22时，被引出到元件基板41的端子区域Ar2的各电极线（下部电极414、上部电极416、电极线521、522）经由例如FPC（Flexible PrintedCircuits：柔性印刷电路板）25（参照图3）与端子部231电连接。各电极线与端子部231由FPC25连接。
此外，在本实施方式中，各发送用换能器51的作为共用电极的上部电极416连接的端子部231例如与接地电路等连接，上部电极416设定为预定的共用电位（例如0电位）。
另外，在本实施方式中，与接收用换能器52连接的电极线521、522中的一方、例如连接着电极线522的端子部231与例如接地电路等连接，设定为共用电位（例如0电位）。
选择电路232基于控制装置10的控制切换将超声波传感器24与发送电路233连接的发送连接和将超声波传感器24与接收电路234连接的接收连接。
发送电路233在通过控制装置10的控制切换为发送连接时经由选择电路232输出使超声波传感器24发送超声波的发送信号。
接收电路234在通过控制装置10的控制切换为接收连接时经由选择电路232将从超声波传感器24输入的接收信号输出到控制装置10。接收电路234以包括例如低噪声放大电路、电压控制衰减器、可编程增益放大器、低通滤波器、A/D转换器等的方式构成，在实施了接收信号向数字信号的转换、噪声成分的去除、放大为期望的信号电平等各信号处理后，将处理后的接收信号输出到控制装置10。
极化电路235对下部电极端子414P和上部电极端子416P之间施加第一极化电压，进行驱动元件413的压电膜415的极化处理。
另外，极化电路235对端子521P和端子522P之间施加第二极化电压，进行接收元件421的压电膜423的极化处理。
在此，在本实施方式中，接收用换能器52的第一电极422和第二电极424之间的间隙G1的尺寸大，为了充分地提高压电膜423的压电特性，需要比第一极化电压大的第二极化电压。该第二极化电压以对各接收用换能器52的第一电极422和第二电极424之间施加10kV/cm以上的电场的方式设定。
此外，在本实施方式中，电极422、424之间的距离d是d＝6μm，作为第二极化电压施加30V。因而，对各接收用换能器52的压电膜423施加500kV/cm的电场。
连接器部236与发送电路233、接收电路234连接。另外，连接器部236连接着电缆3，如上所述，该电缆3从壳体21的通过孔21C引出而与控制装置10连接。
［控制装置10的构成］
如图2所示，控制装置10构成为具备例如操作部11、显示部12、存储部13以及运算部14。该控制装置10既可以使用例如平板终端或智能手机、个人计算机等终端装置，也可以是用于操作超声波探头2的专用终端装置。
操作部11是用于用户操作超声波测定装置1的UI（user interface：用户界面），可以由例如设置于显示部12上的触摸面板、操作按钮、键盘、鼠标等构成。
显示部12例如由液晶显示器等构成，显示图像。
存储部13存储用于控制超声波测定装置1的各种程序或各种数据。
运算部14例如由CPU（Central Processing Unit：中央处理器）等运算电路或存储器等存储电路构成。并且，运算部14通过读取并执行由存储部13存储的各种程序而对发送电路233进行发送信号的生成和输出处理的控制，对接收电路234进行接收信号的频率设定或增益设定等控制。
另外，运算部14控制极化电路235而实施发送用换能器51的压电膜415和接收用换能器52的压电膜423的极化处理。作为实施极化处理的定时，除出厂时以外，既可以是例如每次实施超声波测定时，也可以是每一预定时间（例如1小时等）。
［接收用换能器52的制造方法］
接着，说明接收用换能器52的制造方法。
图9是表示本实施方式的接收用换能器52的制造方法的流程图。图10（A）～图10（E）是示意性地表示接收用换能器52的制造方法的各工序的图。
在接收用换能器52的制造中，首先，对由Si构成的基板主体部411的一面实施热氧化处理（图9的步骤S1：基板热氧化工序）。根据该步骤S1，如图10（A）所示，基板主体部411的表面的Si被进行氧化处理而成为SiO2，形成支撑膜412的支撑层412A。
接着，如图10（B）所示，在支撑层412A上形成表面层412B从而形成支撑膜412（图9的步骤S2：支撑膜形成工序）。具体地，在步骤S1形成的支撑层412A上例如通过溅射等形成Zr层，对该Zr层实施热氧化处理，由此形成由ZrO2构成的表面层412B。
并且，如图10（C）所示，在支撑膜412上形成第一电极422和第二电极424（图9的步骤S3：电极形成工序）。例如通过溅射形成电极材料并通过蚀刻处理等对电极材料进行图案化从而形成第一电极422和第二电极424。作为电极材料，如上所述，能使用例如Ir、Pt、IrOx、TiOx、SrRuO3、LaNiO3等，在本实施方式中使用Pt。
更具体地，在第一电极422、第二电极424以及挠性部412D的表面层412B上层压10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3。在该情况下，在通过后述的压电体形成工序形成压电膜423时，构成压电膜423的压电体按（100）优先取向。
接着，如图10（D）所示，形成压电膜423（图9的步骤S4：压电膜形成工序（压电体形成工序））。
在该步骤S4中，通过例如溶液法形成PZT。在此，作为PZT的各成分的组成比，优选设为Zr：Ti＝52：48。通过设为上述组成而能实现压电膜423的压电特性的进一步的提高。在使用了溶液法的PZT的形成中，在表面层412B、第一电极422以及第二电极424上涂敷PZT溶液（涂敷工序）。之后，烧制被涂敷的PZT溶液（烧制工序）。在烧制工序中，例如按照预烘烤为400℃且RTA烧制为700℃的条件实施。
此时，如上所述，在由Pt构成的电极422、424或由ZrO2构成的表面层412B上形成PZT，由此易于使PZT的结晶取向性与（100）取向一致。
此外，将涂敷工序和烧制工序重复多次而实施，由此，形成期望厚度尺寸的压电膜。
之后，对形成的压电膜通过蚀刻处理（离子铣削）进行图案化，形成如图10（D）所示的压电膜423。
之后，对基板主体部411的与支撑膜412相反的一侧的面进行蚀刻处理，如图10（E）所示，在基板主体部411形成开口部411B（图9的步骤S5：开口部形成工序）。在该步骤S5中，将支撑膜412的由SiO2构成的支撑层412A作为蚀刻阻挡层而对由Si构成的基板主体部411进行蚀刻。
根据以上方式，形成接收用换能器52。
［第一实施方式的作用效果］
本实施方式的超声波测定装置1具备超声波探头2，在该超声波探头2上设置有由配线基板23和超声波器件22构成的超声波传感器24。另外，超声波器件22具备设置有多个接收超声波的接收用换能器52的接收阵列RR。并且，接收用换能器52具备：挠性部412D；第一电极422，其设置于挠性部412D上；第二电极424，其设置于挠性部412D，俯视时隔着间隙G1与第一电极422相对；以及压电膜423，其覆盖第一电极422的包括第一端面422A的一部分和第二电极424的包括第二端面424A的一部分。
在形成压电膜423前形成第一电极422和第二电极424，之后形成压电膜423，由此构成上述接收用换能器52。因而，不会发生形成电极时的压电膜423的压电特性的劣化，与例如在压电膜423的第二面423A上设置有电极422、424的构成相比，能够提高压电特性。因此，能够提高各接收用换能器52的接收灵敏度，在从发送阵列TR发送超声波并用接收阵列RR接收被测定对象反射的反射超声波时，能以良好的精度检测超声波的接收定时或反射超声波的强度。
另外，成为压电膜423介于第一电极422和第二电极424之间的构成，因此能抑制压电膜423的绝缘破坏。
一般地，使电极422、424与压电膜423接触而成的接收元件421在电极422、424和压电膜423之间存在纳米级的空隙或隧道结构。在此，在例如设为在压电膜423的第二面423A上设置第一电极422和第二电极424的构成的情况下，在进行极化处理时，来自大气中的H2O分子经过空隙或隧道结构扩散到电极422、424与压电膜423的边界面内。
在该情况下，受到按正、负振动的施加脉冲电压的影响，H2O分子在上述边界面发生电解。其结果是，生成的H基或OH基附着于在压电膜423上存在的纳米级的龟裂表面，使压电膜423的龟裂扩展，发生绝缘破坏。在用ABO3表示构成压电膜423的钙钛矿型过渡金属氧化物时，H基吸附于A侧，OH基吸附于B侧而实现稳定化，促进龟裂扩展。
而在本实施方式中，成为压电膜423介于第一电极422和第二电极424之间的构成，大气中的H2O分子不会进入边界面。因此，能抑制上述绝缘破坏的发生，能够长期维持高接收灵敏度，能够提高接收用换能器52的可靠性。
而且，在本实施方式中，第一电极422和第二电极424隔开2μm以上8μm以下的间隔而分开。在上述构成中，在压电膜423的极化处理中，与用下部电极414和上部电极416从膜厚方向夹着发送用换能器51这种压电膜415的构成相比，需要高极化电压。因而，在例如设为压电膜423的第二面423A上设置第一电极422和第二电极424的构成的情况下，在第一电极422和第二电极424之间的空气中发生放电，有时无法充分地进行压电膜423的极化处理。而在本实施方式中，如上所述，不是空气层而是压电膜423介于第一电极422和第二电极424之间。因而，能不发生上述放电而在极化处理中适当地实施压电膜423的极化处理。
本实施方式的接收用换能器52在挠性部412D上设置有第一电极422和第二电极424。即，第一电极422和第二电极424设置于表面层412B的作为表面的第一面412B1和压电膜423之间。
在该情况下，能在挠性部412D上形成第一电极422和第二电极424后形成压电膜423，因此在形成电极时，不形成压电膜423，不存在形成电极时的压电膜423的劣化。因而，能抑制压电膜423的劣化，能进一步提高压电特性。
在本实施方式中，第一电极422的第一端面422A与第二电极424的第二端面424A是平行的。
一般地，在相互相对的电极之间存在电位差的情况下，电荷向各电极的距离为最短的位置移动。在本实施方式中，在压电膜423变形时，在第一端面422A和第二端面424A的相对的后半范围中保持电荷，能够提高电压的检测精度（能够提高接收灵敏度）。
在本实施方式中，压电膜423由钙钛矿型过渡金属氧化物PZT构成。钙钛矿型过渡金属氧化物在压电材料中压电特性高，其中，PZT的压电特性特别高（压电e常数的值高）。因此，如式（5）所示，能增大在使挠性部412D位移时从压电膜423输出的电压V，能够提高接收用换能器52的接收灵敏度。
在本实施方式中，构成挠性部412D的支撑膜412包括与压电膜423相接的表面层412B，该表面层412B由过渡金属氧化物ZrO2构成。过渡金属氧化物（特别是ZrO2）在其表面形成PZT等的压电膜423时，易于使压电膜423的结晶取向性与（100）取向一致。因而，能通过设置上述表面层412B而进一步提高压电膜423的压电特性，进一步提高接收用换能器52的接收灵敏度。
在本实施方式中，第一电极422和第二电极424之间的间隙G1设为2μm以上8μm以下的距离d。在此，在间隙G1的距离小于2μm的情况下，相对于压电膜423的变形量η的输出电压V变小，接收灵敏度降低。另外，在间隙G1的距离大于8μm的情况下，在进行极化处理时，作为第二极化电压需要施加更大的电压。因而，极化电路235所使用的电源构成价格昂贵，装置成本增大。而通过使用上述间隙G1能充分地增大相对于压电膜423的变形量η的输出电压V，且也能将极化处理时的第二极化电压限制于实用的范围。
本实施方式的配线基板23具备对接收用换能器52的第一电极422和第二电极424之间施加第二极化电压的极化电路235，该极化电路235对各接收用换能器52的第一电极422和第二电极424之间施加作为第二极化电压的10kV/cm以上的电场。
如上所述，在本实施方式中，第一电极422和第二电极424之间的间隙G1是2μm以上8μm以下的距离。因而，若将第二极化电压设为小于10kV/cm的电场，则无法进行压电膜423的适当的极化处理。而通过将10kV/cm以上的电场施加到第一电极和第二电极之间，能适当地进行压电体的极化。
［第二实施方式］
接着，说明本发明的第二实施方式。
在上述第一实施方式中，示出了在支撑膜412的第一面412B1上形成第一电极422和第二电极424的例子。而在第二实施方式中，第一电极422和第二电极424的形成位置不同。
图11是表示第二实施方式的接收用换能器的概略构成的截面图。此外，在以后的说明中，对与第一实施方式相同的构成附上相同的附图标记，省略或简化其说明。
如图11所示，本实施方式的接收用换能器53成为第一电极422B和第二电极424B埋入压电膜425内的构成。
具体地，压电膜425由层压于挠性部412D上的第一压电层425A和层压于第一压电层425A上的第二压电层425B构成。
并且，第一电极422B和第二电极424B设置于挠性部412D的第一面412B1和压电膜425的与挠性部412D相反的一侧的面即第二面425B1之间。即，第一电极422B和第二电极424B在第一压电层425A和第二压电层425B之间形成于第一压电层425A的第二压电层425B侧的面（第三面425A1）。
另外，第一电极422B和第二电极424B之间的间隙G1中存在第二压电层425B，与上述第一实施方式相同的，不存在空气层。
［接收用换能器53的制造方法］
接着，说明上述接收用换能器53的制造方法。
图12是表示接收用换能器53的制造方法的流程图。图13（A）～图13（E）是示意性地表示接收用换能器52的制造方法的各工序的图。
在本实施方式的接收用换能器53的制造中，如图12所示，实施与第一实施方式相同的步骤S1和步骤S2，形成图13（A）所示的元件基板41。
之后，在本实施方式中，形成第一压电层425A（步骤S11：第一压电层形成工序）。在该步骤S11中，在表面层412B的第一面412B1上形成第一压电层425A。此时，表面层412B由过渡金属氧化物ZrO2构成，因此与第一实施方式的压电膜423同样地，能使第一压电层425A的结晶取向性与（100）取向一致。更具体地，在包括ZrO2的挠性部412D的表面层412B上层压10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3，在其上形成第一压电层425A。由此，构成第一压电层425A的压电体按（100）优先取向。
第一压电层425A的形成与第一实施方式的压电膜423的形成相同，例如通过重复进行PZT溶液的涂敷工序和烧制工序而形成包括多个层的PZT的层压体。之后，对PZT的层压体进行蚀刻处理（离子铣削），形成岛，形成如图13（B）所示的第一压电层425A。
之后，形成第一电极422B和第二电极424B（步骤S12：电极形成工序）。在该步骤S12中，在从第一压电层425A的表面的第三面425A1涵盖支撑膜412的区域中形成电极材料，通过蚀刻处理进行图案化，形成图13（C）所示的第一电极422B和第二电极424B。更具体地，在第一电极422A、第二电极424B、第一压电层425A的上侧表面层压10nm以下的Ti或100nm以下的BiFeTiO3。在该情况下，构成在后述的步骤S13的第二压电层形成工序中形成的第二压电层425B的压电体按（100）优先取向。
接着，形成第二压电层425B（步骤S13：第二压电层形成工序）。在步骤S13中，形成覆盖第一电极422B的一部分、第二电极424B的一部分以及第一压电层425A的第二压电层425B。
在该步骤S13中，通过与步骤S11相同的溶液法重复进行例如PZT溶液的涂敷工序和烧制工序，由此形成包括多个层的PZT的层压体。之后，对PZT的层压体进行蚀刻处理（离子铣削），形成岛，从而形成如图13（D）所示的第一压电层425A。
之后，与第一实施方式的步骤S5同样地在元件基板41中形成开口部411B，形成挠性部412D。通过以上步骤，制造接收用换能器53。
然而，在本实施方式中，在步骤S12中，在第一压电层425A的上表面形成第一电极422B和第二电极424B。因此，在步骤S12中，第一压电层425A劣化，压电特性也劣化。但是，由于在步骤S13中形成的第二压电层425B在电极形成工序后形成，因此可抑制第二压电层425B的压电特性的劣化。因此，与例如将一对电极设置于压电膜425的第二面425B1上的情况相比，可抑制压电特性的劣化。
另外，在使用PZT溶液重复实施多次涂敷工序和烧制工序时，PZT内的Pb扩散，由此，压电膜425的下层侧（挠性部412D侧）的Pb浓度比上层侧（第二面425B1侧）的Pb的浓度稍低。若Pb的浓度变低，则压电膜425的压电特性降低。
而在本实施方式中，在形成第二压电层425B时，第一电极422B和第二电极424B形成于第三面425A1。因此，可抑制第二压电层425B形成时的、第二压电层425B的Pb向第一压电层425A的扩散。因此，压电膜425的Pb浓度分布比例如第一实施方式的压电膜423均匀，在该点上能实现压电膜425的压电特性的提高。
［第二实施方式的作用效果］
在本实施方式的接收用换能器53中，第一电极422B和第二电极424B埋入压电膜425的内部。
在该情况下，在形成第一压电层425A后，在第三面425A1形成第一电极422B和第二电极424B，因此第一压电层425A劣化，而第二压电层425B在电极形成工序后形成，因此可抑制第二压电层425B的劣化。
另外，在第二压电层形成工序中，从新形成的第二压电层425B向第一压电层425A发生原子扩散。因而，在电极形成工序中在第一压电层425A产生的结晶缺陷被修复。
因此，与例如在压电膜425的第三面425A1上形成电极的情况相比，能够提高压电膜425的压电特性。
而且，第一电极422B和第二电极424B形成于第一压电层425A的表面（第三面425A1），因此在形成第二压电层425B时，可抑制第二压电层425B的Pb向第一压电层425A侧扩散。因此，可进一步抑制第二压电层425B的压电特性的劣化。
即，在挠性部412D发生了位移时，压电膜425的第二压电层425B的变形量比第一压电层425A的变形量大。因而，在比较了第一压电层425A与第二压电层425B的情况下，优选第二压电层425B的压电特性（压电e常数的值）较高。在本实施方式中，如上所述，成为与第一压电层425A相比更抑制第二压电层425B的压电特性的劣化的构成，由此，能实现接收用换能器53的接收灵敏度的提高。
而且，在本实施方式中，第一电极422B和第二电极424B设置于同一平面（第三面425A1上）。在该情况下，能同时形成第一电极422B和第二电极424B，因此能使制造效率提高。
［第二实施方式的变形例］
此外，在上述第二实施方式中，例示了第二压电层425B覆盖第三面425A1上的第一电极422B和第二电极424B的构成，但不限于此。
图14是表示第二实施方式的变形例的接收用换能器53A的概略构成的截面图。
如图14所示，可以是，第二压电层425B以覆盖第一电极422B和第二电极424B的骑跨在第一压电层425A上的整个区域的方式形成。
第一压电层425A的端部如图14所示成为锥状，在例如通过溅射或旋涂等形成电极材料的情况下，相对于该锥部分的电极厚度尺寸变薄。而通过形成如本变形例那样的第二压电层425B，由此能覆盖并保护形成在第一压电层425A上的电极部分，能预防第一电极422B或第二电极424B的断线。
［第三实施方式］
接着，说明本发明的第三实施方式。
在上述第一实施方式中，接收用换能器52的第一电极422和第二电极424相对地配置。而在第三实施方式中，不同点在于，在第一电极422和第二电极424之间配置中间电极。
图15是示意性地表示从元件基板41的工作面侧观察的接收用换能器54的平面图。另外，图16是示意性地表示用图15的B－B线截断时的截面的截面图。
本实施方式的接收用换能器54如图15和图16所示，接收元件421A具备第一电极422、第二电极424、压电膜423以及中间电极426。
中间电极426在俯视时沿着Y方向涵盖开口部411B的内外设置于支撑膜412上。该中间电极426具有：中间电极主体部426A，其在俯视时与压电膜423重叠；以及中间引出部426B，其从中间电极主体部426A的±Y侧的端部沿着Y方向延伸。
中间电极主体部426A在俯视时配置于第一电极422和第二电极424之间且距离各电极422、424为等距离的位置。中间电极426的－X侧端面426C1与第一电极422的第一端面422A相对，隔着间隙G2（第二间隙）分开。另外，中间电极426的＋X侧端面426C2与第二电极424的第二端面424A相对，隔着间隙G3（第二间隙）分开。上述间隙G2和间隙G3的间隙尺寸（电极间的分开距离）相同。
此外，中间电极426沿着Y方向从接收区域Ar12涵盖端子区域Ar2设置。即，中间电极426在沿着Y方向设置的多个接收用换能器54中成为共用的电极。
在这样构成的接收用换能器54中，第一电极422和第二电极424分别经由电极线521和电极线522与配线基板23的接收电路234所包含的共用电位电路连接，设定为共用电位（例如0电位）。即，第一电极422和第二电极424作为共用电极（COM电极）发挥作用。
另一方面，中间电极426在端子区域Ar2中与配线基板23的接收电路234连接。由此，在配线基板23的接收电路234中检测与中间电极426和第一电极422之间的电位差以及中间电极426和第二电极424之间的电位差相应的信号。即，中间电极426作为输出与上述电位差相应的信号的信号电极（SIG电极）发挥作用。
此外，在本实施方式中，示出了将中间电极426设为SIG电极，将第一电极422和第二电极424设为COM电极的例子，但不限于此，例如也可以使中间电极426作为COM电极、使第一电极422和第二电极424作为SIG电极发挥作用。在该情况下，将第一电极422和第二电极424输出的电压信号相加而将其检测为超声波的接收信号。
［第三实施方式的作用效果］
在本实施方式中，在第一电极422和第二电极424之间配置中间电极426，在第一电极422和中间电极426之间以及第二电极424和中间电极426之间形成静电电容。上述构成能使相互相对的各电极之间的相对面的面积增大，能使接收用换能器52的合成静电电容增大。
在此，若将接收用换能器52所具有的合成静电电容设为C0，将外部电路（例如配线基板23的接收电路234的电路等）的杂散电容设为C1，则在接收电路234中检测出的输出电压V由以下式（6）表示。
［数学式3］
V＝Q/（C0＋C1）
＝（Q/C0）×｛C0/（C0＋C1）｝…（6）
如式（6）所示，在接收电路234中检测出的输出电压V不是本来希望检测出的值（Q/C0），而是包含基于杂散电容C1的误差成分。
而在本实施方式中，如上所述，由于能增大接收用换能器52所具有的合成静电电容C0，因此能使式（6）的C0/（C0＋C1）的值接近“1”。因此，能抑制外部电路的杂散电容C1的影响，能避免接收信号的电压的降低。
另外，第一电极422和中间电极426的间隙G2与第二电极424和中间电极426的间隙G3为同一尺寸。即，构成为在形成静电电容的各电极对中电极间的距离相等。因此，能抑制电荷集中到电极间的距离为最小的电极对。因而，能使各电极对作为电容器发挥作用，能使静电电容更可靠地增大。
［第四实施方式］
接着，说明本发明的第四实施方式。
在上述第三实施方式中，在第一电极422和第二电极424之间配置有一个中间电极426。而第四实施方式与上述第三实施方式的不同点在于，多个中间电极配置在第一电极和第二电极之间。
图17是示意性地表示从元件基板41的工作面侧观察时的接收用换能器55的平面图。另外，图18是示意性地表示用图17的C－C线截断时的截面的截面图。
本实施方式的接收用换能器55的接收元件421B如图17所示除了具备第一电极422和第二电极424以及压电膜423以外，还具备第一中间电极427和第二中间电极428。
第一中间电极427是本发明的中间电极，在俯视时沿着Y方向涵盖开口部411B的内外设置于支撑膜412上。第一中间电极427与第三实施方式的接收用换能器54所具备的中间电极426同样地构成，具有第一中间电极主体部427A和第一中间引出部427B。该第一中间电极427以－X侧的端面427C1与第一电极422的第一端面422A隔着间隙G4（第二间隙）分开而相对的方式配置。
第二中间电极428相当于本发明的中间电极，与第一中间电极427大致同样地构成，第一电极422、第二电极424以及第一中间电极427配置于同一平面上。该第二中间电极428的－X侧的端面428C1俯视时与第一中间电极427的＋X侧的端面427C2隔着间隙G5（第二间隙）分开。另外，第二中间电极428的＋X侧的端面428C2与第二电极424的第二端面424A隔着间隙G6（第二间隙）分开。
并且，上述间隙G4、间隙G5以及间隙G6的间隙尺寸（电极间的分开距离）为同一尺寸。
这样构成的接收用换能器55构成为相对于沿着Y方向并经过压电膜423的俯视时的中心位置且沿着Y方向的虚拟线L成为轴对称。即，第一电极422、第一中间电极427、第二中间电极428以及第二电极424在俯视时按等间隔配置。另外，第一中间电极427和第二中间电极428在俯视时配置于夹着虚拟线L并夹着压电膜423的中心的位置。即，是挠性部412D振动时的振幅为最大的位置，在压电膜423的变形量为最大的位置没有形成电极。因而，在本实施方式中，能通过第一中间电极427和第二中间电极428检测出在压电膜423的变形最大的位置处产生的电位差。
在本实施方式中，第一电极422和第二中间电极428作为COM电极发挥作用，设定为共用电位（例如0电位）。另一方面，第二电极424和第一中间电极427作为SIG电极发挥作用，对配线基板23的接收电路234输出与电极间的电位差相应的信号。
［第四实施方式的作用效果］
在本实施方式中，除与第三实施方式相同的作用效果以外，还起到以下的作用效果。
即，在本实施方式中，在不与压电膜423的中心位置重叠的位置设置有中间电极427、428。即，在压电膜423的变形为最大的位置没有配置电极，能增大来自压电膜423的输出电压V，能使检测灵敏度提高。
［变形例］
此外，本发明不限于上述各实施方式，通过将在可达到本发明的目的的范围内的变形、改良以及各实施方式适当地组合等而得到的构成包含于本发明。
在上述各实施方式中，设为第一电极422（422B）和第二电极424（424B）设置于同一平面内的构成，但不限于此。
例如也可以设为第一电极422设置于挠性部412D上，第二电极424埋入压电膜423内的构成等。
另外，在第三实施方式和第四实施方式中，例示了针对第一实施方式的接收用换能器52而将中间电极426、427、428设置在挠性部412D上的构成，但不限于此。例如也可以设为针对第二实施方式的接收用换能器53设置中间电极426、427、428的构成。在该情况下，优选在第一压电层425A的第二压电层425B侧的面（第三面425A1）中设置中间电极426、427、428。在该情况下，能同时形成第一电极422B、第二电极424B以及中间电极426、427、428，因此能抑制压电膜膜425的劣化。
此外，如上述变形例所示，也可以将中间电极426、427、428设置于与第一电极422（422B）或第二电极424（424B）不同的平面。
在上述实施方式中，例示了第一电极422（422B）的第一端面422A与第二电极424（424B）的第二端面424A为平行的构成，但不限于此。例如也可以设为仅第一端面422A和第二端面424A的一部分成为平行的构成等。
在第三实施方式中，例示了在第一电极422和第二电极424之间设置有1个中间电极426的构成，在第四实施方式中，示出了在第一电极422和第二电极424之间设置有2个中间电极427、428的例子，进一步地，也可以设为设置有3个以上的中间电极的构成。
但在该情况下，对压电膜423（425）进行极化处理时的第二极化电压也增大。因而，作为中间电极的数量，如第三实施方式或第四实施方式所示，优选设为1～2个。
在上述各实施方式中，作为压电膜423、425，例示了钙钛矿型过渡金属氧化物PZT，但不限于此。
作为构成压电膜423、425的钙钛矿型过渡金属氧化物，除PZT以外，也可以使用例如BiBaFeTiO3，KNaNbO3，BST（钛酸钡锶：（BaxSr1－x）TiO3），SBT（钽酸锶铋：SrBi2Ta2O9）等。
另外，示出了支撑膜412由支撑层412A和表面层412B的2层构成的例子，但不限于此。例如支撑膜412既可以仅由作为过渡金属氧化物（ZrO2）的表面层412B构成，也可以设为由3层以上的层压体构成。
而且，作为表面层412B，示出由ZrO2层构成的例子，但不限于此，例如也可以由TiO2等构成。
在上述第一实施方式中，接收用换能器群52A示出在电极线521、522之间并联连接多个接收用换能器52的构成，但不限于此。
图19是示意性地表示接收阵列RR的一变形例的平面图。
图19所示的例子的接收用换能器群52B具有：一对电极线521、522，其沿着Y方向设置；以及串联部SC，其在上述一对电极线521、522之间将多个（图19所示的例子中为3个）接收用换能器52沿着X方向串联连接。并且，串联部SC沿着Y方向配置有多个，在一对电极线521、522之间被并联连接。
在上述构成中，使从与串联部SC连接的各接收用换能器52输出的电压信号相加而输出，因此能增大接收信号，可实现接收灵敏度的提高。
在上述实施方式中，示出了第一电极422（422B）和第二电极424（424B）隔着2μm以上8μm以下的尺寸的间隙G1分开的例子，但不限于此。
例如作为间隙G1的尺寸，也可以小于2μm。但在该情况下，如上所述，认为电极间的距离d变小，来自压电膜423（425）的输出电压V降低，但能缩小极化处理的第二极化电压。另外，如图19所示，可通过由多个接收用换能器52构成串联部SC来实现接收信号的增大。
另外，在作为极化电路235使用能施加更大的电压的电源构成作为在极化处理中对各接收用换能器52施加的第二极化电压的情况下，也可以使间隙G1的尺寸大于8μm。
在上述各实施方式中，接收用换能器52、53、53A、54、55相对于俯视时与Y方向平行且经过压电膜423（425）的中心位置的虚拟线L构成为大致轴对称，但本发明不限于此。例如也可以构成为俯视时第一电极422（422B）与第二电极424（424B）的间隙G1的中心位置不与上述虚拟线L重叠。
在上述各实施方式中，接收用换能器52、53、53A、54、55设为在俯视时具有矩形的压电膜423（425），并具备矩形的第一电极422（422B）和第二电极424（424B）的构成，但不限于此。例如作为本发明的压电体，也可以使用在俯视时成为各种多边形、圆形以及椭圆形等的压电膜。具体地，作为接收用换能器，可以采用具备俯视时为圆形的压电膜、与压电膜的中心位置重叠的圆形的第一电极、包围第一电极的周围的至少一部分的环状的第二电极的构成。另外，也可以设为在第一电极和第二电极之间还具备环状的中间电极的构成。
在上述各实施方式中，示出了在发送阵列TR（发送用换能器51）和接收阵列RR（接收用换能器52、53、53A、54、55）中将元件基板41、密封板43、声匹配层44以及声透镜45设为共用构件的例子，但不限于此。
例如也可以设为在发送用元件基板上设置发送阵列TR、在接收用元件基板上设置接收阵列RR的构成。在密封板43、声匹配层44以及声透镜45中也同样地，在发送阵列TR和接收阵列RR中分别设为不同的构件。
在上述实施方式中，例示了在支撑膜412（挠性部412D）的与基板主体部411相反的一侧设置有声匹配层44和声透镜45的构成，但不限于此。
例如也可以设为声匹配层44和声透镜45设置于支撑膜412（挠性部412D）的基板主体部411侧、在开口部411A、411B内填充声匹配层44的构成。在该情况下，设为密封板43设置于支撑膜412的与基板主体部411相反的一侧、在俯视时与开口部411A、411B相对的位置具备凹槽的构成。在上述构成中，发送用换能器51或接收用换能器52、53、53A、54、55的各电极不会露出到声匹配层44侧，能够提高超声波器件22的防水性。
在上述各实施方式中，例示了将生物体内的器官作为测定对象的超声波测定仪，但本发明不限于此。例如能在将各种结构物作为测定对象对该结构物进行缺陷的检测或老化检查的超声波测定仪中应用本发明。另外，例如还能在将半导体封装件或晶圆等作为测定对象而检测该测定对象的缺陷的超声波测定仪中应用本发明。
除此以外，实施本发明时的具体的结构既可以通过在可达到本发明的目的的范围内将上述各实施方式和变形例适当地组合而构成，也可以适当地变更为其它结构等。
[实施例]
以下，通过实施例和比较例示出对本发明的耐湿性（绝缘破坏）的可靠性的评价结果。
（实施例1～3、比较例1）
实施例1使用了第一实施方式所示的接收用换能器52。
实施例2使用了第二实施方式所示的接收用换能器53。
实施例3使用了第二实施方式的变形例所示的接收用换能器53A。
比较例1使用了在支撑膜的挠性部上形成压电膜并在压电膜的与挠性部相反的一侧的面即第二面上将第一电极和第二电极相对而配置的接收用换能器。
在此，在各接收用换能器中，将第一电极和第二电极之间的距离尺寸的条件、压电膜的条件、挠性部的条件设定为以下条件。
第一电极和第二电极之间的距离尺寸：6μm
压电膜：400nm的厚度尺寸的PZT
挠性部：以共振频率成为8.6MHz的方式调整开口部的宽度尺寸。
（对耐湿性的测试）
将各接收用换能器放置于90%的湿度环境下，进行对第一电极和第二电极之间施加振幅为10V、频率为1MHz的正弦波电压的耐湿性测试，评价了在1小时以内是否发生绝缘破坏。将测试结果在表1中示出。此外，在表1中，在发生了绝缘破坏的情况下示出“×”，在没有发生绝缘破坏的情况下示出“○”。
[表1]
评价结果
比较例1 ×
实施例1 ○
实施例2 ○
实施例3 ○
（评价结果）
如表1所示，在比较例1中确认有绝缘破坏。
此外，在比较例1中，也能通过在压电膜与电极的边界部分覆盖耐水性的保护膜（例如Al2O3或Ta2O5）来抑制绝缘破坏的发生，但在该情况下，由于形成保护膜而对压电膜造成损伤（发生结晶缺损），压电膜的压电特性降低。
而在实施例1～3中，可知未确认有绝缘破坏，对在高湿度下施加脉冲电压具有高耐久性。作为压电膜的PZT具有耐水性，因此能通过设为用PZT覆盖第一电极和第二电极的构成而实现高防水性，可抑制绝缘破坏的发生。另外，由于对PZT没有形成保护膜等，因此在制造工序中不会对PZT造成损伤，能实现高压电特性。
接着，示出实施例和比较例的电极（第一电极和第二电极）相对于压电体的位置与接收灵敏度的关系。
（实施例4～8、比较例2）
实施例4使用了第一实施方式所示的接收用换能器52。
实施例5是第二实施方式所示的接收用换能器53，将从支撑膜412到电极（第一电极422B、第二电极424B）的距离设为80nm。
实施例6是第二实施方式所示的接收用换能器53，将从支撑膜412到电极（第一电极422B、第二电极424B）的距离设为160nm。
实施例7是第二实施方式所示的接收用换能器53，将从支撑膜412到电极（第一电极422B、第二电极424B）的距离设为240nm。
实施例8是第二实施方式所示的接收用换能器53，将从支撑膜412到电极（第一电极422B、第二电极424B）的距离设为320nm。
比较例2与上述比较例1相同，使用了在支撑膜的挠性部上形成压电膜、在压电膜的与挠性部相反的一侧的面即第二面上将第一电极和第二电极相对配置的接收用换能器。
在此，在各接收用换能器中，将第一电极和第二电极之间的距离尺寸的条件、压电膜的条件、挠性部的条件设定为以下条件。
第一电极和第二电极之间的距离尺寸：6μm
压电膜：400nm的厚度尺寸的PZT
挠性部：以共振频率成为8.6MHz的方式调整开口部的宽度尺寸。
（测定接收灵敏度）
使用有限元法（FEM）求出了各接收用换能器的接收灵敏度。将求出的接收灵敏度在图20中表示。
如图20所示，在使从支撑膜412到电极（第一电极422、422B和第二电极424、424B）的距离变化的情况下，也能确认接收灵敏度没有较大地变动。
以往，认为电极的形成位置设置于压电膜的变形量为最大的上表面（距离支撑膜412最远的面）是最佳的。在该情况下，如上所述，存在电极形成时的压电体的劣化或空气介于第一电极和第二电极之间导致的绝缘破坏等问题。而本发明的发明人发现，如图20所示，接收用换能器的接收灵敏度不取决于电极的位置（从支撑膜412到电极的距离）而是大致固定的，在导出本发明的构成后解决了上述以往的问题。即，本发明如图20所示能不使接收灵敏度降低，另外，如在上述各实施方式或实施例1～3中所示的，能减少压电特性的降低或绝缘破坏的风险，能使接收用换能器的性能和可靠性飞跃性地提高。

Claims (14)

1.一种压电元件，其特征在于，所述压电元件具备：
挠性膜；
压电体，设置于所述挠性膜；
第一电极，设置于所述挠性膜的设置有所述压电体一侧的第一面和所述压电体的与所述挠性膜相反一侧的第二面之间；
第二电极，设置于所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及
至少1个中间电极，设置于在所述俯视下所述第一电极和所述第二电极之间且与所述第一电极、所述第二电极隔着第二间隙相对。
2.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，
所述第一电极和所述第二电极设置于所述挠性膜和所述压电体之间。
3.根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于，
所述第一电极和所述第二电极埋入所述压电体的内部。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，
所述第一电极和所述第二电极设置于与所述第一面平行的面内。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，
所述第一电极具有与所述第二电极相对的第一端面，
所述第二电极具有与所述第一电极相对的第二端面，
所述第一端面和所述第二端面平行。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，
所述压电体由钙钛矿型过渡金属氧化物构成。
7.根据权利要求6所述的压电元件，其特征在于，
所述压电体包含Pb、Zr以及Ti。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，
所述挠性膜包括与所述压电体相接触的第一层，该第一层由过渡金属氧化物构成。
9.根据权利要求8所述的压电元件，其特征在于，
所述第一层由ZrO2构成。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的压电元件，其特征在于，
所述第一间隙是2μm以上8μm以下。
11.一种压电模块，其特征在于，所述压电模块具备：
挠性膜；
压电体，具有与所述挠性膜相接触的第一面和与所述第一面相反一侧的第二面；
第一电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间；
第二电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及
配线基板，具有与所述第一电极、所述第二电极电连接的端子部，
所述配线基板具备极化电路，所述极化电路对所述第一电极和所述第二电极之间施加10kV/cm以上的电场来进行极化处理。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备具备压电元件和控制部，
所述压电元件具备：挠性膜；压电体，具有与所述挠性膜相接触的第一面和与所述第一面相反一侧的第二面；第一电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间；第二电极，设置于所述压电体的所述第一面和所述第二面之间，在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下，与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及至少1个中间电极，设置于在所述俯视下所述第一电极和所述第二电极之间且与所述第一电极、所述第二电极隔着第二间隙相对，
所述控制部控制所述压电元件。
13.一种压电元件的制造方法，其特征在于，包括：
电极形成工序，在挠性膜上形成第一电极、第二电极和至少1个中间电极，所述第二电极在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下与所述第一电极隔着第一间隙相对，所述至少1个中间电极设置于在所述俯视下所述第一电极和所述第二电极之间且与所述第一电极、所述第二电极隔着第二间隙相对；以及
压电体形成工序，在所述挠性膜上形成从所述第一电极的一部分覆盖所述第二电极的一部分的压电体。
14.一种压电元件的制造方法，其特征在于，包括：
第一压电层形成工序，在挠性膜上形成第一压电层；
电极形成工序，在所述第一压电层上形成第一电极和第二电极，所述第二电极在从所述挠性膜的厚度方向观察的俯视下与所述第一电极隔着第一间隙相对；以及
第二压电层形成工序，在所述第一压电层上形成从所述第一电极的一部分覆盖所述第二电极的一部分的第二压电层。
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