CN1461703A - 压电元件、喷墨头、角速度传感器及其制法、喷墨式记录装置 - Google Patents

压电元件、喷墨头、角速度传感器及其制法、喷墨式记录装置 Download PDF

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Abstract

一种压电元件，在基板11上设置第1电极层14，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，在该第1电极层14上设置取向控制层15，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成，在该取向控制层15上形成压电体层16，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。

Description

压电元件、喷墨头、角速度传感器及其制法、喷墨式记录装置
技术领域
本发明涉及一种呈现机电变换功能的压电元件、使用该压电元件的喷墨头、角速度传感器及其制造方法、以及配备上述喷墨头来作为打印装置的喷墨式记录装置。
背景技术
通常，压电材料是将机械能变换为电能、或将电能变换为机械能的材料。作为该压电材料的代表，有钙钛矿型结晶构造的钛酸锆酸铅(Pb(Zr，Ti)O3)(下面称为PZT)。在该PZT中，得到最大压电变位的方向在正方晶系的情况下是<001>方向(c轴方向)，在菱面体晶系的情况下是<111>方向。但是，因为多数压电材料是由结晶粒子的集合体构成的多晶体，所以各结晶粒子的结晶轴朝向任意方向。因此，自发极化Ps也任意排列。
但是，随着近年来电子设备的小型化，也强烈要求使用压电材料的压电元件小型化。因此，为了满足该要求，与以前用于多种用途的烧结体相比，趋于以可显著减小体积的薄膜形态来使用压电元件，针对这种压电元件的薄膜化研究开发盛行。例如，在正方晶系PZT的情况下，自发极化Ps朝向c轴方向，所以为了即使薄膜化也可实现高的压电特性，必需沿垂直于基板表面的方向对齐构成PZT薄膜的结晶的c轴。为了实现这一点，在以前使用溅射法，使用按照结晶方位(100)面在表面露出的方式切割的NaCl型结晶构造的氧化镁(MgO)构成的单晶基板，在该基板上形成取向于(100)面的Pt电极薄膜，作为下部电极，并在该Pt电极上，以600-700℃的温度下，形成沿垂直于该表面方向c轴取向的PZT薄膜(例如参照Journal of Applied Physics vol.65No.4(1989年2月15日，美国物理学会发行)pp1666-1670、特开平10-209517号公报)。此时，若在形成PZT薄膜之前，在取向于(100)面的Pt电极上形成由不存在Zr的PbTiO3或(Pb，La)TiO3构成的膜厚为0.1微米的压电体层，作为PZT薄膜之底层，在其上，通过溅射法形成膜厚为2.5微米的PZT薄膜，则在PZT薄膜形成初期，难以形成由Zr氧化物构成的结晶性低的层，得到结晶性较高的PZT薄膜。即，得到(001)面取向度(α(001))大致为100％的PZT薄膜。
这里，由α(001)＝I(001)/∑I(hkl)来定义α(001)。∑I(hkl)是在X线衍射法中，使用Cu-Kα线时的2θ为10°-70°的钙钛矿型结晶构造距PZT中各结晶面的衍射峰值强度的总和。另外，因为(002)面及(200)面是与(001)面及(100)面等价的面，所以不包含在∑I(hkl)内。
但是，在上述方法中，因为使用MgO单晶基板作为底基板，所以存在压电元件价格高，从而使用该压电元件的喷墨头的价格也变高的问题。另外，存在基板材料也局限于MgO单晶这一种的缺点。
因此，作为在硅等廉价基板上形成PZT等钙钛矿型压电材料的(001)面或(100)面结晶取向膜的方法，有各种形式。例如在特开平6-116095号公报中，公开了在取向于(111)面的Pt电极上涂布PZT或含有镧的PZT的前驱体溶液，在使该前驱体溶液结晶化之前，首先在450-550℃下使之热分解，之后，在550-800℃下加热处理，使之结晶(溶胶·凝胶法)，从而可生成PZT膜的(100)面优先取向膜。
另外，在特开2001-88294号公报中公开了通过在铱下部电极上形成极薄的钛层，可抑制形成于其上的PZT膜的结晶取向性。该方法是如下制造方法，即，在硅等基板上形成以氧化锆为主要成分的底层，在该底层上形成含有铱的下部电极，在该下部电极上层叠极薄的钛层，在该钛层上形成构成具有压电特性的强电介质的、包含金属元素及氧元素的非晶质的压电体前驱体薄膜，通过在高温下热处理该非晶质薄膜的方法使之结晶化(溶胶·凝胶法)，变化为钙钛矿型压电体薄膜，在该制造方法中，可通过钛层的膜厚来控制PZT等压电体薄膜的结晶取向性，若设钛层膜厚为2-10nm，则得到(100)面取向膜。
并且，在特开平11-191646号公报中，公开了在使用溶胶·凝胶法法形成压电体薄膜时，在(111)面取向的Pt电极上形成4-6nm的钛层，通过将该钛层的钛氧化后的氧化钛作为核，得到(100)面取向的PZT膜。
但是，上述任一方法中，因为通过作为不使用价格高的MgO单晶基板的方法而利用好的溶胶·凝胶法形成压电体薄膜，所以如在MgO单晶基板上形成压电体薄膜的情况那样形成膜时，难以得到结晶取向的结晶性良好的膜。因此，通过首先形成非晶质压电体薄膜，对每个基板热处理包含该压电体薄膜的层叠膜，结晶轴可在相应的方向上优先取向。
另外，在溶胶·凝胶法中，若大量生产压电元件，则在去除有机物的脱脂工序中，非晶质的压电体前驱体薄膜容易产生因体积变化引起的裂纹，并且，即使在高温加热非晶质的压电体前驱体薄膜使之结晶的工序中，因结晶变化也容易发生裂纹或与下部电极的膜剥离。
因此，作为解决溶胶·凝胶法中这些课题的方法，在特开2000-252544号公报或特开平10-81016号公报中，公开了向下部电极中添加钛或氧化钛是有效的。尤其是在特开平10-81016号公报中，公开了即使在使用溅射法的情况下，也可得到(100)面取向的PZT膜。但是，在下部电极上不能直接得到钙钛矿型PZT膜，最初在200℃以下的低温下形成非结晶或焦绿石型结晶构造的PZT膜，之后，通过在氧气气氛中在500-700℃的高温下进行热处理使之结晶，与溶胶·凝胶法一样，存在因在高温加热结晶工序下的结晶变化而容易产生裂纹或与下部电极剥离的缺点。另外，通过上述溶胶·凝胶法或溅射法形成的PZT膜的(001)面取向度或(100)面取向度无论哪种方法都在85％以下。
并且，在溶胶·凝胶法中，因为一次工序(前驱体溶液的涂布及之后的热处理)中形成的PZT膜的膜厚充其量不过100nm左右，所以为了得到压电元件必需的1微米以上的膜厚，必需反复10次以上上述工序，这样会存在生产率低的问题。
另一方面，根据上述特开2001-88294号公报，通过作为暂时形成非晶质薄膜，并通过热处理等的后处理使之变化为结晶性薄膜后进行合成的方法的溶胶·凝胶法(也包含MOD法)以外的方法、即不是利用热处理的结晶工序而直接形成结晶性薄膜的成膜法、例如溅射法、激光打磨法、CVD法，尝试向在表面形成有极薄钛层的Ir底电极上的PZT取向控制，但除溶胶·凝胶法以外，得不到取向膜。原因在于，在溶胶·凝胶法中，从下部电极侧向上部电极侧缓慢进行PZT膜的结晶，相对于此，在CVD法或溅射法等中，PZT膜的结晶随意进行，结晶无规律性，难以取向控制。
另外，在(111)面取向Pt电极层上形成厚度12nm以下的氧化钛层，通过直接溅射法形成钙钛矿型结晶构造的钛酸铅膜或PZT膜的情况下，任一膜都表示(111)面取向性，得不到(100)面或(001)面取向膜(参照Journal of Applied Physics vol.83 No.7(1998年4月1日，美国物理学会发行)pp3835-3841)。
发明内容
鉴于此作出本发明，目的在于以低成本得到压电特性好、可靠性高的压电元件。
为了实现上述目的，在本发明中，由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成电极层，在该电极层上形成由菱面体晶系或正方晶系的钙钛矿型氧化物构成的压电体层，使该压电体层优先取向于(001)面。
具体而言，本发明的压电元件具备第1电极层、设置在该第1电极层上的压电体层、和设置在该压电体层上的第2电极层，其中，上述第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
通过上述结构，若在基板上形成第1电极层，在该第1电极层上通过溅射法等形成压电体层，则即使第1电极层是(111)面取向等，压电体层也容易取向于(001)面(在菱面体晶系的情况下，因为(100)面与(001)面相同，所以包含该菱面体晶系的(100)面取向)中。即，向构成该第1电极层的贵金属中添加的添加物岛状散布在第1电极层的表面部中，作为该添加物的Mg、Ca、Sr、Ba等碱性金属或Al因易氧化，即使不以氧化物的形态添加，如果在形成压电体层时存在氧，则散布在该表面部中的添加物成为氧化物。另外，因为Mg、Ca、Sr及Ba的各氧化物是结晶构造与MgO基板相同的NaCl型氧化物，所以压电体层以上述添加物(氧化物)为核在其上侧结晶生长，从而，在添加物上变为易取向于(001)面。另外，Al的氧化物是Al2O3这一种，是稳定氧化物，因此，通过最佳化形成压电体层的条件，以Al(氧化铝)为核在其上侧结晶生长，稳定取向于(001)面。另外，Al因为其氧化物稳定，所以具有压电元件的过程管理较容易、同时环境耐性也好的优点。
另一方面，在第1电极层使用硅等基板的情况下，通常变为(111)面取向，因此，就压电体层而言，在第1电极层表面部中不存在上述添加物的部分的上侧区域中，变为(001)面以外的面取向(例如(111)面取向)，变为非结晶。但是，这种未变为(001)面取向的区域仅存在于压电体层中的第1电极层侧的表面附近部(充其量距该表面20nm左右的范围)。即，因为在包含氧的膜气氛气下(001)面容易生长，所以可在上述添加物上的压电膜的(001)面结晶生长速度快，以反圆锥形状横向扩展，同时在(001)面以外的结晶生成速度慢的面取向的结晶粒子(例如(111)取向的粒子等)的生长被抑制状态下，引起膜生长，所以关联结晶生长，在该区域与层厚方向垂直截面中的面积从第1电极层侧向其相反侧(第2电极层侧)变大，由此，未变为(001)面取向的区域变小，在压电体层厚度变为20nm左右后的阶段中，基本上整体变为(001)面取向的区域。结果，若设压电体层为例如0.5微米以上的膜厚，则足以得到90％以上的(001)面取向度。
因此，即使是在廉价的硅等基板上通过溶胶·凝胶法以外的、不是利用热处理的结晶化工序而直接形成结晶性薄膜的成膜法(溅射法或CVD法等)，也可得到取向性好的压电体层，由此，可将压电特性差异抑制得低，同时，可提高可靠性。即，因为压电元件被用于沿垂直于其压电体层的膜表面方向施加电场，所以尤其是对正方晶系钙钛矿型PZT膜而言，通过(001)面取向，电场方向变为与<001>极化轴方向平行，可得到大的压电特性。另外，因为施加电场不会引起极化旋转，所以可将压电特性差异抑制得低，同时，可提高可靠性。另一方面，就菱面体晶系钙钛矿型PZT膜而言，因为极化轴为<111>方向，所以通过(100)面取向，在电场方向与极化轴方向之间产生约54°的角度，从而提高(100)面取向性，由此，极化相对电场施加可始终保持一定的角度，所以该情况下施加电场也不会引起极化旋转，从而可将压电特性差异抑制得低，同时，可提高可靠性(例如在无取向的PZT膜的情况下，因为极化朝向各种方向，所以若施加电场，则极化轴变为朝向与电场平行的方向，所以压电特性具有电压依赖性，差异变大，产生经时变化，可靠性成问题)。
另外，即使不使用价格高的MgO单晶基板，也由于容易得到具有良好取向性的压电体层，所以通过使用廉价的玻璃基板、金属基板、陶瓷基板、Si基板等，可降低制造成本。
并且，即使压电体层的膜厚在1微米以上，也不必象溶胶·凝胶法那样重复几次相同工序，可通过溅射法等容易形成压电体层，可抑制生产率的降低。
在上述压电元件中，期望在上述第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
由此，若通过溅射法等在第1电极层上形成取向控制层，则即使第1电极层为(111)面取向等，也与上述压电元件的压电体层一样，取向控制层容易取向于(100)面或(001)面(在立方晶系的情况下，(100)面与(001)面相同)中。若在如此形成的取向控制层上形成结晶构造与该取向控制层一样的压电体层，则压电体层通过该取向控制层变为(001)面取向。通过设置这种取向控制层，可在压电体层中使用压电特性好的压电材料，并且可在取向控制层中使用进一步提高结晶性和取向性的材料，结果，容易得到结晶取向性高且稳定的压电体层。另外，取向控制层中未取向于(100)面或(001)面的区域不仅存在于第1电极层的表面附近，也可存在于压电体层侧的表面中。即使在这种情况下，若取向控制层的层厚大于0.01微米，则压电体层侧的表面的大部分变为(100)面或(001)面取向的区域，压电体层的(001)面取向度在90％以上。
上述取向控制层最好由锆的含有量在0以上20摩尔％以下、且镧的含有量为0以上30摩尔％以下的钛酸镧锆酸铅构成。
若将这种钛酸镧锆酸铅(PLZT；包含锆的含有量为0的情况下的钛酸镧铅(PLT))用于取向控制层，则取向控制层通过(100)面或(001)面取向变得更容易，进而可提高压电体层的取向性。并且，若如此设锆的含有量20摩尔％以下，则在结晶生长初期难以形成由Zr氧化物构成的结晶性低的层，与设镧的含有量30摩尔％以下相结合，可确实抑制取向控制层的结晶性降低，由此可提高耐压。从而，可确实提高压电体层的结晶性和取向性，可进一步提高压电元件的压电特性。
另外，上述取向控制层也可由包含锶的钙钛矿型氧化物构成，此时，优选含有钛酸锶。
由此，包含锶的钙钛矿型氧化物与PZT等相比，可低温形成，容易得到取向性及结晶性好的薄膜，尤其是若含有钛酸锶，则可确实提高取向控制层的(100)面或(001)面取向性及结晶性，从而可提高压电元件的取向性。
另外，上述取向控制层中钛酸锶的含有量优选5摩尔％以上100摩尔％以下。
即，若含有5摩尔％以上的钛酸锶，则可确实提高取向控制层的取向性和结晶性。此时，取向控制层既可仅由钛酸锶构成(含有100摩尔％)，也可由钛酸锶与钛酸铅或PLZT、钛酸钡等的固溶体构成。
上述压电元件中，上述第1电极层优选由从铂、铱、钯及钌的组中选择的至少1种贵金属构成。
由此，足以忍耐通过溅射法等形成压电元件各膜时的温度，同时可得到适于作为电极的材料。
另外，在上述压电元件中，上述第1电极层中添加物的添加量优选0以上20摩尔％以下。
即，若添加物的添加量超过20摩尔％，则取向控制层的结晶性及取向性低，因此设为20摩尔％以下好。
并且，在上述压电元件中，上述压电体层优选由以钛酸锆酸铅作为主要成分的压电材料构成。
由此，可得到压电特性好的压电材料，得到高性能的压电元件。
另外，在上述压电元件中，优选在基板上设置第1电极层，在上述基板与第1电极层之间设置提高该基板与第1电极层附着性的附着层。
从而，可提高基板与第1电极层的附着性，可防止制造压电元件时的膜剥离。
本发明的第1喷墨头具备：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第2电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上、具有容纳墨水的压力室，通过上述压电元件的压电体层的压电效应来使上述振动层沿层厚方向变位，吐出上述压力室内的墨水，其中，上述压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
由此，若通过溅射法等依次在基板上形成第1电极层、压电体层、第2电极层及振动层，在该振动层上接合压力室部件后，去除上述基板，则得到具备与上述本发明的压电元件一样构成的压电元件的喷墨头，可使压电元件的压电体层的(001)面取向度在90％以上。由此，得到喷墨性能差异少、持久性好的喷墨头。
在上述第1喷墨头中，优选在上述压电元件的第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
由此，若通过溅射法等依次在基板上形成第1电极层、取向控制层、压电体层、第2电极层及振动层，在该振动层上接合压力室部件后，去除上述基板，则得到喷墨性能稳定且持久性好的喷墨头。
本发明的第2喷墨头具备：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第1电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上、具有容纳墨水的压力室，通过上述压电元件的压电体层的压电效应来使上述振动层沿层厚方向变位，吐出上述压力室内的墨水，其中，上述压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
由此，若将压力室部件作为基板，通过溅射法等依次在其上形成振动层、第1电极层、压电体层及第2电极层，则可得到具有与上述第1喷墨头一样的作用效果的喷墨头。
在上述第2喷墨头中，期望在上述压电元件的第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
由此，若将压力室部件作为基板，通过溅射法等依次在其上形成振动层、第1电极层、取向控制层、压电体层及第2电极层，则可得到具有与在压电元件中设置取向控制层的第1喷墨头一样的作用效果的喷墨头。
本发明的角速度传感器具备基板，该基板具有固定部、和从该固定部沿规定方向延伸的至少一对振动部，在该基板的至少各振动部上依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层，该各振动部上的第2电极层被图案形成为使该振动部沿振动部宽度方向振动的至少1个驱动电极、和检测该振动部厚度方向变形的至少1个检测电极，上述第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
由此，通过向第2电极层的驱动电极及第1电极层之间施加电压，使基板的各振动部沿振动部的宽度方向振动，若振动时振动部由于科里奥利力沿厚度方向变形，则在第2电极层的检测电极及第1电极层间发生电压，可根据该电压的大小(科里奥利力)来检测角速度。另外，因为如此检测角速度的部分(振动部)由与上述本发明的压电元件一样的压电元件构成，所以压电常数可比现有使用水晶的角速度传感器还大40倍左右，可非常小型化。另外，即使工业上批量生产，特性的再现性也好，可得到差异少、耐压及可靠性好的角速度传感器。
在上述角速度传感器中，优选在上述第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
作为本发明的压电元件的制造方法，包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；和在上述压电体层上形成第2电极层。
由此，可容易制造本发明的压电元件。
另外，也可包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成取向控制层，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；通过溅射法在上述取向控制层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；和在上述压电体层上形成第2电极层。
由此，可容易制造在第1电极层与压电体层之间设置取向控制层的压电元件。
作为上述第1喷墨头的制造方法，包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；在上述第2电极层上形成振动层；将形成压力室用的压力室部件和上述振动层的与第2电极层相反侧的面接合；和在上述接合工序后，去除上述基板。
由此，可容易制造上述第1喷墨头。
另外，也可包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及他们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成取向控制层，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；通过溅射法在上述取向控制层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；在上述第2电极层上形成振动层；将形成压力室用的压力室部件和上述振动层的与第2电极层相反侧的面接合；和在上述接合工序后，去除上述基板。
由此，可容易制造在压电元件中设置取向控制层的第1喷墨头。
作为上述第2喷墨头的制造方法，包含如下工序：在形成压力室用的压力室基板上形成振动层；通过溅射法在上述振动层上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；和在上述压力室基板中形成压力室。
由此，可容易制造第2喷墨头。
另外，也可包含如下工序：在形成压力室用的压力室基板上形成振动层；通过溅射法在上述振动层上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成取向控制层，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；通过溅射法在上述取向控制层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；和在上述压力室基板中形成压力室。
由此，可容易制造在压电元件中设置取向控制层的第2喷墨头。
作为上述角速度传感器的制造方法，包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；布图上述第2电极层，形成上述驱动电极和检测电极；布图上述压电体层及第1电极层；和布图上述基板，形成上述固定部和振动部。
由此，可容易制造上述角速度传感器。
另外，也可包含如下工序：通过溅射法在基板上形成第1电极层，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；通过溅射法在上述第1电极层上形成取向控制层，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；通过溅射法在上述取向控制层上形成压电体层，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；在上述压电体层上形成第2电极层；布图上述第2电极层，形成上述驱动电极和检测电极；布图上述压电体层、取向控制层及第1电极层；和布图上述基板，形成上述固定部和振动部。
由此，可容易制造在检测角速度的部分中设置取向控制层的角速度传感器。
本发明的第1喷墨式记录装置，具备喷墨头，该喷墨头具有：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第2电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上，具有容纳墨水的压力室，并且该喷墨头可相对记录媒体移动，当该喷墨头相对记录媒体移动时，通过该喷墨头中压电元件的压电体层的压电效应，使上述振动层沿层厚方向变位，从连通该压力室的喷嘴孔向上述记录媒体吐出上述压力室内的墨水，进行记录，其中，上述喷墨头中压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
另外，本发明的第2喷墨式记录装置，具备喷墨头，该喷墨头具有：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第1电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上，具有容纳墨水的压力室，并且该喷墨头可相对记录媒体移动，当该喷墨头相对记录媒体移动时，通过该喷墨头中压电元件的压电体层的压电效应，使上述振动层沿层厚方向变位，从连通该压力室的喷嘴孔向上述记录媒体吐出上述压力室内的墨水，进行记录，其中，上述喷墨头中压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，上述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
在这些第1及第2喷墨式记录装置中，打印性能及持久性非常好。
在上述第1及第2喷墨式记录装置中，优选在喷墨头中压电元件的第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
由此，稳定且容易得到打印性能及持久性非常好的喷墨式记录装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式的压电元件的截面图。
图2是模式表示图1的压电元件中的取向控制层构造的放大截面图。
图3是表示本发明实施方式的其它压电元件的截面图。
图4是模式表示图3的压电元件中的压电体层构造的放大截面图。
图5是表示本发明实施方式的喷墨头整体构成的立体图。
图6是表示图5的喷墨头中压力室部件及致动器部主要部分的分解立体图。
图7是表示图5的喷墨头中压力室部件及致动器部主要部分的截面图。
图8A-图8C是表示图5的喷墨头制造方法中的层叠工序、压力室用开口部的形成工序及粘接剂的附着工序的图。
图9A及图9B是表示图5的喷墨头制造方法中的成膜后基板与压力室部件的接着工序及纵壁形成工序的图。
图10A及图10B是表示图5的喷墨头制造方法中的基板(成膜用)及附着层的去除工序及第1电极层分立化工序的图。
图11A及图11B是表示图5的喷墨头制造方法中的取向控制层及压电体层分立化工序与基板(压力室部件用)的切断工序的图。
图12A-图12D是表示图5的喷墨头制造方法中的墨水流路部件及喷嘴板的生成工序、墨水流路部件及喷嘴板的接着工序、压力室部件与墨水流路部件的接着工序及完成的喷墨头的图。
图13是表示图5的喷墨头制造方法中、成膜后的Si基板与压力室部件用Si基板的接着状态的平面图。
图14是表示本发明实施方式的其它喷墨头中压力室部件及致动器部主要部分的截面图。
图15A及图15B是表示图14的喷墨头制造方法中的层叠工序及压力室形成工序的图。
图16是表示本发明实施方式的喷墨式记录装置的示意立体图。
图17是表示本发明实施方式的角速度传感器的示意立体图。
图18是图17的XVIII-XVIII线截面图。
图19A-图19F是表示图17的角速度传感器制造方法的图。
图20是表示角速度传感器制造方法中，第2电极层图案化后的状态的平面图。
图21是表示使用水晶的现有角速度传感器的示意立体图。
图22是图21的XXII-XXII线截面图。
具体实施方式
图1表示根据本发明实施方式的压电元件，图中，11是由厚度为0.3mm的φ为4英寸的硅(Si)晶片构成的基板，在该基板11上，形成厚度为0.02微米、由钛(Ti)构成的附着层12。另外，上述基板11不限于Si，也可以是玻璃基板、金属基板、陶瓷基板等。
在上述附着层12上，形成厚度为0.22微米、由添加了3.2摩尔％Sr的铂(Pt)构成的第1电极层14。该第1电极层14为(111)面取向。
在上述第1电极层14上形成取向控制层15，取向控制层15由镧(La)的含有量为10摩尔％、且铅的含有量与化学量理论组成相比过剩8摩尔％的、具有立方晶系或正方晶系的钙钛矿型结晶构造的PLT构成。该取向控制层15优先取向于(100)面或(001)面，其膜厚为0.03微米。另外，取向控制层15的膜厚为0.01-0.2微米的范围就可以。
在上述取向控制层15上形成厚度为3微米、由具有菱面体晶系或正方晶系的钙钛矿型结晶构造的PZT构成的压电体层16。该压电体层16优先取向于(001)面。上述PZT的组成是正方晶与菱面体晶的晶界(变形相晶界)附近的组成(Zr/Ti＝53/47)。另外，压电体层16中的Zr/Ti组成不限于Zr/Ti＝53/47，也可以是Zr/Ti＝30/70-70/30。另外，压电体层16的构成材料可以是PZT中含有Sr、Nb、Al等添加物等那样以PZT为主要成分的压电材料，也可以是PMN或PZN。并且，膜厚在0.5-5.0微米的范围即可。
在上述压电体层16上形成厚度为0.2微米、由Pt构成的第2电极层17。另外，第2电极层17的材料不限于Pt，导电性材料即可，膜厚在0.1-0.4微米的范围即可。
该压电元件通过溅射法在上述基板11上依次成膜而层叠附着层12、第1电极层14、取向控制层15、压电体层16及第2电极层17。成膜法不限于溅射法，只要不是利用热处理的结晶化工序而直接形成结晶性薄膜的成膜法(例如CVD法等)即可。另外，附着层12及第2电极层17的成膜法也可是溶胶·凝胶法等。
上述附着层12用于提高上述基板11与第1电极层14的附着性，不限于Ti，也可由钽、铁、钴、镍或铬或其(包含Ti)的化合物构成。另外，膜厚在0.05-1微米的范围即可。因为该附着层12不是必需的，所以也可直接在基板11上形成第1电极层14。
上述第1电极层14不仅具有作为电极的作用，而且还承担通过添加Sr、使上述取向控制层15优先取向于(100)面或(001)面的作用，作为具有这种作用的添加物，不限于Sr，也可以是从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物。该添加物的添加量优选0以上20摩尔％以下。另外，第1电极层14的材料从Pt、铱、钯及钌的组中选择至少一种贵金属即可，膜厚在0.05-2微米的范围即可。
上述取向控制层15使上述压电体层16的结晶性及(001)面取向性提高，因此，为含有La且不含Zr、铅含有量比化学量理论组成多的PLT。另外，从提高压电体层16的结晶性及取向性的观点来看，La的含有量在0以上且30摩尔％以下即可，铅含有量过剩0以上而30摩尔％以下即可。另外，构成取向控制层15的材料不限于上述PLT，也可是在PLT中含有锆的PLZT，也可向PLT或PLZT中添加镁及锰至少之一。上述锆的含有量优选20摩尔％以下，在添加镁及锰至少之一的情况下，总添加量优选0以上10摩尔％以下(也可是至少一方的添加量为0)。另外，取向控制层15为了使压电体层16的结晶性及(001)面取向性提高，也可由与PZT等相比可低温形成的、包含锶的钙钛矿型氧化物构成。此时，特别是优选钛酸锶(SrTiO3)，该钛酸锶的含有量优选5摩尔％以上100摩尔％以下，也可仅含有钛酸锶(含有100摩尔％)，除钛酸锶外，也可含有钛酸铅或PLZT、钛酸钡等，与钛酸锶形成固溶体。
另外，如图2所示，上述取向控制层15中的第1电极层14侧的表面附近部具有如下结构：(100)面或(001)面取向区域15a存在于位于第1电极层14中的取向控制层15侧的表面部中的Sr上，上述区域15a在垂直于层厚方向的截面中的面积从第1电极层14侧向压电体层16侧变大。另一方面，因为第1电极层14为(111)面取向，所以取向控制层15中在第1电极层14的表面部中不存在Sr的部分的上侧区域15b，不取向于(100)面或(001)面，这里，变为(111)面取向(因第1电极层14的材料变为(111)面以外的取向，变为非结晶)。这种未变为(100)面或(001)面取向的区域15b仅存在于取向控制层15的距第1电极层14侧表面最大不过20nm左右的范围内，若取向控制层15的膜厚在0.02微米以上，则取向控制层15的压电体层16侧的表面的大致整体变为(100)面或(001)面取向的区域15a。
上述压电体层16通过上述取向控制层15优先取向于(001)面，其(001)面取向度α大于90％。
另外，取向控制层15的压电体层16侧的全部表面不必都变为上述区域15a，若膜厚比0.02微米小，则可能部分存在未取向于(100)面及(001)面的区域15b。但是，即使在该情况下，若取向控制层15的层厚在0.01微米以上，则压电体层16侧的大部分表面变为(100)面或(001)面取向的区域，压电体层16的(001)面取向度可在90％以上。
下面，说明上述压电元件的制造方法。
即，通过溅射法依次在Si基板11上成膜附着层12、第1电极层14、取向控制层15、压电体层16及第2电极层17。
使用Ti靶，将基板11加热到400℃、并施加100W的高频功率，在1Pa氩气中，形成1分钟，得到上述附着层12。
使用含有3摩尔％Sr的Pt合金靶，将基板11将基板11加热到500℃、并在1Pa氩气中，利用200W的高频功率，形成12分钟，得到上述第1电极层14。Sr以岛状散布在如此得到的第1电极层14中与附着层12相反的表面部中。
使用向含有13摩尔％镧的PLT中加入多于12摩尔％的氧化铅(PbO)后并进行混合的烧结靶，在基板11的温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成12分钟，得到上述取向控制层15。
据此，取向控制层15以散布在第1电极层14中的取向控制层15侧的表面部中的Sr为核，结晶生长，由此，在Sr上可容易取向于(100)面或(001)面。即，Sr由于容易氧化即使不以氧化物的形态添加Sr，也可通过形成取向控制层15时的氧，将散布在其表面部中的Sr变为氧化锶，因为氧化锶是与MgO基板结晶构造相同的Nacl型氧化物，所以取向控制层15以Sr(氧化锶)为核，并在其上侧结晶生长，由此，在Sr上可容易取向于(100)面或(001)面。
另外，如上所述，作为第1电极层14的添加物例举的Mg、Ca及Ba也是与Sr相同的碱性金属，容易氧化，变为Nacl型氧化，所以取向控制层15以该添加物(氧化物)为核，并在其上侧结晶生长，由此，在添加物上可容易取向于(100)面或(001)面。另外，Al的氧化物是Al2O3这一种，是稳定的氧化物，所以通过最佳化形成压电体层的条件(例如在通过溅射法来形成压电体层的情况下，使用氩与氧的混合气体来作为溅射气体，较小地设氧气分压为5％以下)，以Al(氧化铝)为核，在其上侧结晶生长，稳定取向于(001)面。
另一方面，因为第1电极层14变为(111)面取向，所以取向控制层15在第1电极层14表面部中不存在Sr的部分的上侧区域中不变为(100)面或(001)面取向(这里，变为(111)面取向)。但是，在包含氧的成膜气氛下，(001)面容易生长，所以可在Sr上的PLT膜的(001)面的结晶生长速度快，以反圆锥形状横向扩展，并且在抑制取向于结晶生长速度慢的(111)面的结晶粒子生长的状态下引起膜生长，所以关联结晶生长，(100)面或(001)面取向的区域扩大，另一方面，(111)面取向的区域变小。结果，如上所述，取向控制层15中第1电极层14侧的表面附近部具有在位于第1电极层14中取向控制层15侧的表面部中的Sr上存在的(100)面或(001)面取向的区域15a、和在第1电极层14表面部中不存在Sr的部分的上侧存在的、且未变为(100)面或(001)面取向的区域15b，该(100)面或(001)面取向的区域15a从第1电极层14侧向其相反侧(压电体层16侧)变宽，在取向控制层15的厚度变为20nm左右后的阶段中，大致整体变为(001)面取向的区域15a。结果，若取向控制层15的厚度只要为0.03微米，则取向控制层15的压电体层16侧的表面整体变为(100)面或(001)面取向的区域15a。
使用PZT(Zr/Ti＝53/47)的烧结体靶，在基板11的温度570℃下，在氩与氧的混合气氛中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度0.3Pa、高频功率250W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层16。压电体层16通过上述取向控制层15的压电体层16侧的表面变为(100)面或(001)面取向，变为(001)面取向(这里，因为是Zr/Ti＝53/47，所以变为菱面体晶系，在该菱面体晶系的情况下，因为(100)面与(001)面相同，所以包含该菱面体晶系的(100)面取向)，(001)面取向度(菱面体晶系的(100)面取向度)变为90％以上。另外，因为取向控制层15的结晶性好，所以压电体层16的结晶性也好。
使用Pt靶，在室温下，在1Pa氩气中200W的高频功率下形成10分钟，得到上述第2电极层17。
因此，在上述实施方式中，即使不使用高价格的MgO的单晶基板，也可通过溅射法在廉价的硅基板11上成膜，得到结晶性及取向性好的压电体层16，可降低制造成本，并且将压电元件的压电特性差异抑制得低，同时，可提高可靠性。另外，因为取向控制层15中不含有锆，所以难以形成由Zr氧化物构成的结晶性低的层，由此，可提高压电元件的耐压。
另外，不一定必需上述取向控制层15，如图3所示，也可直接在第1电极层14上形成压电体层16。此时，压电体层16与上述取向控制层15一样，以Sr为核，在其上侧结晶生长，在Sr上取向于(001)面。另外，如图4所示，压电体层16中的第1电极层14侧的表面附近部具有如下结构：(001)面取向的区域16a存在于位于第1电极层14中的压电体层16侧的表面部的Sr上，上述区域16a在与层厚方向垂直的截面中的面积从第1电极层14侧向第2电极层17侧变大。另一方面，压电体层16在第1电极层14的表面部中不存在Sr部分的上侧区域16b中，不取向于(001)面，这里，变为(111)面取向(因第1电极层14的材料，变为(111)面以外的取向，变为非结晶)。这种未变为(001)面取向的区域16b仅存在于距压电体层16的第1电极层14侧的表面最大也不过20nm左右的范围内，在压电体层16的厚度变为20nm左右的阶段中，大致整体变为(001)面取向的区域。结果，若设压电体层为例如0.5微米以上的膜厚，则可足以得到大于90％的(001)面取向度。
下面，说明具体实施的实施例。
(实施例1)
实施例1的各膜的材料、膜厚、制造方法等与上述实施方式中说明的一样。在实施例1的压电元件的各膜中看不见裂纹或膜剥离。
研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成。即，根据X射线衍射法的分析，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝97％。另外，X射线微量分析仪进行组成分析的结果，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成。即，通过X射线衍射法进行分析的结果，Pt膜表示(111)面取向。另外，通过X射线光电子光谱学(XPS)进行距表面5nm深度处的组成分析的结果，Sr量为3.2摩尔％。
接着，研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成。该取向控制层PLT膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Sr部分的上侧。另外，X射线微量分析仪进行组成分析的结果，含有10摩尔％的镧，含有过剩8摩尔％的Pb。
下面，使用形成第2电极层之前状态的压电元件，制作100个通过切割切成15mm×2mm的悬臂，通过溅射法形成0.2微米厚的第2电极层，测定压电常数d31(就压电常数d31的测定方法而言，例如参照特开2001-21052号公报)。该100个悬臂的压电常数的平均值为-125pC/N，差异为σ＝4.0％。
之后，通过溅射法，使用金属掩膜，以10mm间隔形成65个上述压电元件的第2电极层，作为1mm见方、0.2微米厚的Pt膜，向各第2电极层与第1电极层之间施加电压，测定耐压。另外，耐压值为电流值因施加电压而变为1微安时的值。结果，耐压值平均为124V，差异为σ＝4.1％。
(实施例2)
在实施例2中，设基板为0.25mm厚、φ为4英寸不锈钢(SUS304)，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的钽(Ta)膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有9摩尔％氧化锶的Pt膜，在取向控制层中使用膜厚为0.03微米、含有17摩尔％的镧和10摩尔％的锆、且铅含有量与化学量理论组成相比过剩6摩尔％的PLZT膜，在压电体层中使用膜厚为2.8微米的PZT膜(Zr/Ti＝40/60)，在第2电极层中使用膜厚为0.1微米的Pt膜。
使用Ta靶，将基板加热到500℃、并施加100W的高频功率，在1Pa的氩气中，形成1分钟得到上述附着层。
使用向含有10摩尔％Sr的Pt合金靶，将基板加热到400℃，并在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝15∶1)，在200W高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
使用在含有20摩尔％的镧和10摩尔％的锆的PLZT中加入过剩10摩尔％的氧化铅(PbO)并进行混合的烧结靶，在基板温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成15分钟，得到上述取向控制层。
使用PZT(Zr/Ti＝40/60)的烧结靶，在基板温度590℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.3Pa、高频功率250W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层。
与上述实施例1一样得到上述第2电极层(但是，形成时间不同)。
在实施例2的压电元件的各膜中看不见裂纹或膜剥离。在用与上述实施例1一样的方法研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成后，压电体层表示(001)面取向正方晶系钙钛矿型结晶构造，(001)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为40/60。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，氧化锶量为9摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，该膜表示(001)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层的表面中不存在氧化锶部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.1微米厚的Pt膜)测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-132pC/N，差异为σ＝2.5％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.1微米厚的Pt膜)，测定耐压，耐压值平均为130V，差异为σ＝4.4％。
(实施例3)
在实施例3中，设基板为0.5mm厚的钡硼硅酸玻璃(100mm方形大小)，分别在附着层中使用膜厚为0.005微米的镍(Ni)膜，在第1电极层中使用膜厚为0.15微米、含有18摩尔％Ca的铱(Ir)膜，在取向控制层中使用膜厚为0.02微米、由含有18摩尔％Sr的钛酸锶和含有15摩尔％Zr且铅含有量与化学量理论组成相比过剩16摩尔％的PZT的固溶体构成的膜，在压电体层中使用膜厚为2.5微米的PZT膜(Zr/Ti＝60/40)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用Ni靶，将基板加热到300℃、并施加200W的高频功率，在1Pa的氩气中，形成1分钟得到上述附着层。
使用含有16摩尔％Ca的Ir合金靶，将基板加热到600℃，并在1Pa的氩气中，在200W高频功率下，形成10分钟，得到上述第1电极层。
使用由钛酸锶(Sr的含有量为20摩尔％)与PZT(设Zr的含有量为16摩尔％，并加入过剩22摩尔％的氧化铅(PbO)后混合而成)的固溶体构成的烧结靶，在基板温度580℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成15分钟，得到上述取向控制层。
使用PZT(Zr/Ti＝60/40)的烧结靶，在基板温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.3Pa、高频功率260W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层。
与上述实施例1一样得到上述第2电极层(但是，形成时间不同)。
在实施例3的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝97％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为60/40。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，Ca量为18摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，该膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面部中不存在Ca的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.01微米厚的Pt膜)，测定压电常数d31，压电常数的平均值为-125pC/N，差异为σ＝3.6％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.01微米厚的Pt膜)，测定耐压，耐压值平均为118V，差异为σ＝5.2％。
(实施例4)
在实施例4中，设基板为0.5mm厚、φ为4英寸硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的钛膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有5摩尔％氧化镁的Ir膜，在取向控制层中使用膜厚为0.05微米、含有10摩尔％的镧、且铅含有量与化学量理论组成相比过剩10摩尔％的PLT膜，在压电体层中使用膜厚为3.2微米的PZT膜(Zr/Ti＝52/48)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用Ti靶，将基板加热到500℃、并施加100W的高频功率，在1Pa的氩气中，形成1分钟得到上述附着层。
使用含有5摩尔％Mg的Ir合金靶，将基板加热到500℃，并在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝10∶1)，在200W高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
使用在含有10摩尔％镧的PLT中加入过剩14摩尔％的氧化铅(PbO)并进行混合的烧结靶，在基板温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝15∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成20分钟，得到上述取向控制层。
使用PZT(Zr/Ti＝52/48)的烧结靶，在基板温度620℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.4Pa、高频功率270W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层。
与上述实施例1一样得到上述第2电极层(但是，形成时间不同)。
在实施例4的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为52/48。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，氧化镁量为5摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，PLT膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层的表面部中不存在氧化镁部分的上侧。另外，含有10摩尔％的镧，含有过剩10摩尔％的Pb。
下面，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.01微米厚的Pt膜)测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-140pC/N，差异为σ＝2.4％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层为0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为121V，差异为σ＝4.2％。
(实施例5)
在实施例5中，设基板为0.3mm厚、φ为4英寸硅晶片，无附着层，在基板上直接形成第1电极层，同时，分别在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、含有1.8摩尔％Ba的Pt膜，在取向控制层中使用膜厚为0.03微米、由钛酸锶与钛酸钡的固溶体(钛酸锶的含有量：90摩尔％)构成的膜，在压电体层中使用膜厚为3微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Ba的Pt合金靶，将基板加热到400℃，并在1Pa的氩气中，施加200W的高频功率，形成12分钟得到上述第1电极层。
使用由钛酸锶和钛酸钡的固溶体(钛酸锶的含有量：90摩尔％)构成的烧结靶，在基板温度650℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成12分钟，得到上述取向控制层。
使用PZT(Zr/Ti＝53/47)的烧结靶，在基板温度610℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.3Pa、高频功率250W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层。
与上述实施例1一样得到上述第2电极层。
在实施例5的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝99％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Ba量为1.8摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，PLT膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层的表面中不存在Ba部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-132pC/N，差异为σ＝4.2％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为124V，差异为σ＝4.1％。
(实施例6)
在实施例6中，设基板为0.3mm厚、φ为4英寸硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.02微米的钛膜，在第1电极层中使用膜厚为0.21微米、含有3.6摩尔％Al的Pt膜，在取向控制层中使用膜厚为0.03微米、含有10摩尔％的镧、且铅含有量比化学量理论组成过剩8摩尔％的PLT膜，在压电体层中使用膜厚为3微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有4摩尔％Al的Pt合金靶，将基板加热到380℃，并在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例1一样得到上述附着层、取向控制层、压电体层及第2电极层(但是，在形成取向控制层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝24∶1)。
在实施例6的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(001)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Al为3.6摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，该膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层的表面部中不存在Al的部分的上侧。另外，含有10摩尔％的镧，含有过剩8摩尔％的Pb。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-127pC/N，差异为σ＝4.1％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为125V，差异为σ＝4.0％。
(实施例7)
在实施例7中，设基板为0.25mm厚、φ为4英寸不锈钢(SUS304)，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的Ta膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有1.5摩尔％氧化铝的Pt膜，在取向控制层中使用膜厚为0.03微米、含有17摩尔％的镧和10摩尔％的锆、且铅含有量比化学量理论组成过剩6摩尔％的PLZT膜，在压电体层中使用膜厚为2.8微米的PZT膜(Zr/Ti＝40/60)，在第2电极层中使用膜厚为0.1微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Al的Pt合金靶，将基板加热到400℃，并在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比为Ar∶O2＝29∶1)，在200W的高频功率下形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例2一样得到上述附着层、取向控制层、压电体层及第2电极层(但是，在形成取向控制层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝24∶1，真空度为0.9Pa)。
在该实施例7的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(001)面取向正方晶系钙钛矿型结晶构造，(001)面取向度为α＝97％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为40/60。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，氧化铝量为1.5摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，该膜表示(001)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层的表面部中不存在氧化铝部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-130pC/N，差异为σ＝2.6％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为132V，差异为σ＝4.4％。
(实施例8)
在实施例8中，设基板为0.5mm厚的钡硼硅酸玻璃(100mm方形大小)，分别在附着层中使用膜厚为0.005微米的Ni膜，在第1电极层中使用膜厚为0.15微米、含有18摩尔％Al的Ir膜，在取向控制层中使用膜厚为0.02微米、由含有18摩尔％Sr的钛酸锶与含有15摩尔％Zr、且铅含有量与化学量理论组成相比过剩16摩尔％的PZT的固溶体构成的膜，在压电体层中使用膜厚为2.5微米的PZT膜(Zr/Ti＝60/40)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有20摩尔％Al的Ir合金靶，将基板加热到300℃，在0.3Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成10分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例3一样得到上述附着层、取向控制层、压电体层及第2电极层(但是，在形成取向控制层时，设基板温度为590℃，氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1，真空度为0.6Pa，在形成压电体层时，高频功率为250W)。
在实施例8的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝97％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为60/40。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，Al量为18摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，该膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-127pC/N，差异为σ＝3.6％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为120V，差异为σ＝5.0％。
(实施例9)
在实施例9中，设基板为0.5mm厚、φ为4英寸的硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的Ti膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有5摩尔％氧化铝的Ir膜，在取向控制层中使用膜厚为0.05微米、含有10摩尔％的镧、且铅含有量与化学量理论组成相比过剩10摩尔％的PLT膜，在压电体层中使用膜厚为3.2微米的PZT膜(Zr/Ti＝52/48)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有6摩尔％Al的Ir合金靶，将基板加热到500℃，在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比为Ar∶O2＝29∶1)，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例4一样得到上述附着层、取向控制层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝25∶1)。
在实施例9的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝99％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为52/48。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，氧化铝量为5摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，PLT膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面中不存在氧化铝的部分的上侧。另外，含有10摩尔％的镧，含有过剩10摩尔％的Pb。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-141pC/N，差异为σ＝2.5％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为120V，差异为σ＝4.4％。
(实施例10)
在实施例10中，设基板为0.3mm厚、φ为4英寸的硅晶片，没有附着层，在基板上直接形成第1电极层，同时，分别在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、含有1.8摩尔％Al的Ir膜，在取向控制层中使用膜厚为0.03微米、由钛酸锶与钛酸钡的固溶体(钛酸锶的含有量：90摩尔％)构成的膜，在压电体层中使用膜厚为3微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Al的Ir合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例5一样得到上述取向控制层、压电体层及第2电极层(但是，在形成取向控制层时，设基板温度为620℃，氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1，真空度为0.5Pa)。
在实施例10的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝96％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成取向控制层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，Al量为1.8摩尔％。
接着，在研究形成压电体层之前的取向控制层的结晶取向性及膜组成中，PLT膜表示(100)面取向钙钛矿型结晶构造。
另外，在取向控制层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-133pC/N，差异为σ＝4.0％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为120V，差异为σ＝4.3％。
(实施例11)
在实施例11中，无取向控制层，在第1电极层上直接形成压电体层(以下的实施例12-20也一样)，设基板为0.3mm厚的φ为4英寸的硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.02微米的Ti膜，在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、添加了2.1摩尔％Sr的Pt膜，在压电体层中使用膜厚为2.7微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Sr的Pt合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例1一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设基板温度为610℃)。
在实施例11的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Sr量为2.1摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面部中不存在Sr的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-129pC/N，差异为σ＝4.0％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为121V，差异为σ＝4.3％。
(实施例12)
在实施例12中，设基板为0.25mm厚的φ为4英寸的不锈钢(SUS304)，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的钽(Ta)膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有8摩尔％氧化锶的Pt膜，在压电体层中使用膜厚为2.7微米的PZT膜(Zr/Ti＝40/60)，在第2电极层中使用膜厚为0.1微米的Pt膜。
使用含有8摩尔％Sr的Pt合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比为Ar∶O2＝15∶1)，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例2一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设基板温度为600℃)。
在实施例12的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(001)面取向正方晶系钙钛矿型结晶构造，(001)面取向度为α＝97％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为40/60。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，氧化锶量为8摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在氧化锶的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-124pC/N，差异为σ＝2.8％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为119V，差异为σ＝4.7％。
(实施例13)
在实施例13中，设基板为0.5mm厚的钡硼硅酸玻璃(100mm方形大小)，分别在附着层中使用膜厚为0.005微米的Ni膜，在第1电极层中使用膜厚为0.15微米、含有18摩尔％Mg的Ir膜，在压电体层中使用膜厚为2.6微米的PZT膜(Zr/Ti＝60/40)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有19摩尔％Mg的Ir合金靶，将基板加热到600℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成10分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例3一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设基板温度为580℃)。
在实施例13的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝96％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为60/40。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，Mg量为18摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面中不存在Mg的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-123pC/N，差异为σ＝3.9％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为116V，差异为σ＝5.2％。
(实施例14)
在实施例14中，设基板为0.5mm厚的φ为4英寸的硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的Ti膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有5摩尔％氧化钙的Ir膜，在压电体层中使用膜厚为3.2微米的PZT膜(Zr/Ti＝52/48)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有5摩尔％Ca的Ir合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比为Ar∶O2＝10∶1)，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例4一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层。
在实施例14的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝99％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为52/48。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，氧化钙量为5摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面中不存在氧化钙的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-140pC/N，差异为σ＝2.4％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为124V，差异为σ＝4.1％。
(实施例15)
在实施例15中，设基板为0.3mm厚的φ为4英寸的硅晶片，无附着层，在基板上直接形成第1电极层，同时，分别在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、含有2.1摩尔％Ba的Pt膜，在压电体层中使用膜厚为3微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Ba的Pt合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例5一样得到上述压电体层及第2电极层。在实施例15的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。
在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Ba量为2.1摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Ba的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，100个悬臂的压电常数的平均值为-131pC/N，差异为σ＝4.1％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为122V，差异为σ＝3.9％。
(实施例16)
在实施例16中，设基板为0.3mm厚的φ为4英寸的硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.02微米的Ti膜，在第l电极层中使用膜厚为0.22微米、添加2.1摩尔％Al的Pt膜，在压电体层中使用膜厚为2.7微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Pt膜。
使用含有2摩尔％Al的Pt合金靶，将基板加热到450℃，在0.5Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例1一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成附着层时，设基板温度为420℃，在形成压电体层时，设基板温度为610℃，氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1，真空度为0.2Pa)。
在实施例16的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝97％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Al量为2.1摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-120pC/N，差异为σ＝3.8％。
之后，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为131V，差异为σ＝4.0％。
(实施例17)
在实施例7中，设基板为0.25mm厚、φ为4英寸不锈钢(SUS304)，分别在附着层中使用膜厚为0.015微米的Ta膜，在第1电极层中使用膜厚为0.24微米、含有8摩尔％氧化铝的Pt膜，在压电体层中使用膜厚为2.7微米的PZT膜(Zr/Ti＝40/60)，在第2电极层中使用膜厚为0.1微米的Pt膜。
使用含有8摩尔％Al的Pt合金靶，将基板加热到450℃，并在1.5Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比为Ar∶O2＝25∶1)，在200W的高频功率下形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例2一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1)。
在实施例17的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(001)面取向正方晶系钙钛矿型结晶构造，(001)面取向度为α＝99％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为40/60。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，氧化铝量为8.4摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在氧化铝的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-128pC/N，差异为σ＝2.9％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.1微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为119V，差异为σ＝4.7％。
(实施例18)
在实施例18中，设基板为0.5mm厚的钡硼硅酸玻璃(100mm方形大小)，分别在附着层中使用膜厚为0.005微米的Ni膜，在第1电极层中使用膜厚为0.15微米、含有17摩尔％Al的Ir膜，在压电体层中使用膜厚为2.6微米的PZT膜(Zr/Ti＝60/40)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有20摩尔％Al的Ir合金靶，将基板加热到600℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成10分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例3一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成附着层时，设基板温度为400℃，在形成压电体层时，基板温度为580℃，氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1，在形成第2电极层时，高频功率为210W)。
在实施例18的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝95％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为60/40。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir膜表示(111)面取向。另外，Al量为17摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为非结晶的部分。认为该变为非结晶的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-133pC/N，差异为σ＝3.7％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为114V，差异为σ＝5.0％。
(实施例19)
在实施例19中，设基板为0.5mm厚的φ为4英寸的硅晶片，分别在附着层中使用膜厚为0.01微米的Ti膜，在第1电极层中使用膜厚为0.25微米、含有5摩尔％Al的Ir-Pd合金膜(Ir/Pd＝80/20)，在压电体层中使用膜厚为3.2微米的PZT膜(Zr/Ti＝52/48)，在第2电极层中使用膜厚为0.01微米的Pt膜。
使用含有5摩尔％Al的Ir-Pd合金靶(Ir/Pd＝80/20)，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气气氛中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例4一样得到上述附着层、压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1)。
在实施例19的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝99％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为52/48。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Ir-Pd膜表示(111)面取向。另外，Al量为4.7摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-140pC/N，差异为σ＝2.3％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.01微米厚的Pt膜)测定耐压中，耐压值平均为125V，差异为σ＝4.0％。
(实施例20)
在实施例20中，设基板为0.3mm厚的φ为4英寸的硅晶片，没有附着层，在基板上直接形成第1电极层，同时，分别在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、含有2.1摩尔％Al的Ir膜，在压电体层中使用膜厚为3微米的PZT膜(Zr/Ti＝53/47)，在第2电极层中使用膜厚为0.2微米的Ir膜。
使用含有2摩尔％Al的Ir合金靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气中，在200W的高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层。
分别与上述实施例5一样得到上述压电体层及第2电极层(但是，在形成压电体层时，设氩气与氧气的气体体积比为Ar∶O2＝29∶1，真空度为0.2Pa)。
在实施例20的压电元件的各膜中也看不见裂纹或膜剥离。在研究形成第2电极层之前的压电体层的结晶取向性和膜组成中，压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝98％。另外，PZT膜的组成与靶组成相同，Zr/Ti比为53/47。
接着，在研究形成压电体层之前的第1电极层的结晶取向性及膜组成中，Pt膜表示(111)面取向。另外，Al量为2.1摩尔％。
另外，在压电体层的第1电极层侧看见变为(111)面取向的部分。认为该变为(111)面取向的部分存在于第1电极层表面中不存在Al的部分的上侧。
下面，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.2微米厚的Ir膜)测定压电常数d31中，100个悬臂的压电常数的平均值为-133pC/N，差异为σ＝4.2％。
之后，在与上述实施例1一样(但是，第2电极层是0.2微米厚的Ir膜)测定耐压中，耐压值平均为122V，差异为σ＝3.7％。
(比较例1)
比较例1与上述实施例11或16的不同之处在于向第1电极层的Pt膜的添加物，结构为在基板上依次形成附着层、第1电极层、压电体层及第2电极层来。在第1电极层中使用膜厚为0.22微米、含有2.1摩尔％Ti的Pt膜。另外，使用多维溅射装置，使用Ti靶及Pt靶，将基板加热到400℃，在1Pa的氩气中，分别在85W及200W的高频功率下，形成12分钟，得到该第1电极层。
比较例1的压电元件中的压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝31％。
另外，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-72pC/N，差异为σ＝11.5％。
并且，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为65V，差异为σ＝14.5％。
(比较例2)
比较例2与上述比较例1一样，但在形成第1电极层时，设基板温度为410℃。
比较例2的压电元件中的压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝30％。
另外，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-75pC/N，差异为σ＝11.8％。
并且，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为65V，差异为σ＝14.1％。
(比较例3)
比较例3与上述比较例1一样，但设第1电极层的膜厚为2.5微米，Ti的添加量为2.5摩尔％。
比较例3的压电元件中的压电体层表示(100)面取向菱面体晶系钙钛矿型结晶构造，(100)面取向度为α＝34％。
另外，在与上述实施例1一样测定压电常数d31中，压电常数的平均值为-70pC/N，差异为σ＝11.7％。
并且，在与上述实施例1一样测定耐压中，耐压值平均为68V，差异为σ＝14.0％。
因此，如上述实施例1-10所示，仅通过经取向控制层在添加Sr或Al等的Pt膜上设置压电体层，可知可提高压电体层的结晶性或取向性，并可提高压电元件的压电特性或耐压。另外，如上述实施例11-20所示，即使没有取向控制层，也可通过在添加Sr或Al等的Pt膜上设置压电体层，可知可提高压电体层的结晶性或取向性，并可提高压电元件的压电特性或耐压。
(实施方式2)
图5表示本发明实施方式的喷墨头的整体构成，图6表示其主要部分构成。在图5及图6中，A为压力室部件，在该压力室部件A中形成沿其厚度方向(上下方向)贯通的压力室开口部101。B是按照覆盖上述压力室开口部101的上端开口的方式配制的致动器部，C是按照覆盖压力室开口部101下端开口的方式配制的墨水流路部件。上述压力室部件A的压力室开口部101由位于其上下的上述致动器部B及墨水流路部件C来闭塞，从而构成压力室102。
上述致动器部B具有位于上述各压力室102的大致正上方的第1电极层103(分立电极)，从图5可知，多个压力室102及第1电极层103排列成岛状。
上述墨水流路部件C具有：在排列在墨水供给方向的压力室102之间共用的共用液室105；向上述压力室102提供该共用液室105的墨水的供给口106；和使压力室102内的墨水出来的墨水流路107。
D是喷嘴板，在该喷嘴板D中形成连通于上述墨水流路107上的喷嘴孔108。另外，E是IC芯片，从该IC芯片经接合线BW分别向上述各分立电极103提供电压。
下面，根据图7来说明上述致动器部B的构成。图7是与图5所示墨水供给方向垂直的方向的截面图。在该图中，参照描绘了具有排列在上述垂直方向上的4个压力室102的压力室部件A。致动器部B具有：如上所述分别位于各压力室102近似正上方的第1电极层103；设置在各第1电极层103上(同图中下侧)的取向控制层104；设置在取向控制层104上(同下侧)的压电体层110；设置在该压电体层110上(同下侧)、与所有压电体层110共通的第2电极层112(共用电极)；设置在第2电极层112上(同下侧)、通过上述压电体层110的压电效应而在层厚方向变位振动的振动层111；和设置在振动层111上(同下侧)、位于区分各压力室102彼此的区分壁102a上方的中间层113(纵壁)，顺序层叠上述第1电极层103、取向控制层104、压电体层110及第2电极层112来构成压电元件。另外，振动层111设置在该压电元件的第2电极层112侧的面中。
另外，图7中，114是粘接压力室部件A与致动器部B的粘接剂，上述各中间层113的作用在于，扩大压力室102的上面与振动层111下面之间的距离，以便在使用粘接剂114进行粘接时，即使在部分粘接剂114漏到区分壁102a以外的情况下，也可使粘接剂114不附着在振动层111上，从而振动层111进行期望的变位及振动。虽然优选经中间层113将压力室部件A与致动器部B的振动层111中与第2电极层112相反的侧面接合，但也可直接将压力室部件A接合在振动层111中与第2电极层112相反的侧面处。
上述第1电极层103、取向控制层104、压电体层110及第2电极层112的各构成材料分别与上述实施方式1中说明的第1电极层14、取向控制层15、压电体层16及第2电极层17一样。另外，取向控制层104及压电体层110的构造也分别与取向控制层15及压电体层16一样，取向控制层104中的第1电极层103侧的表面附近部构造成(100)面或(001)面取向的区域存在于位于第1电极层103中的取向控制层104侧的表面部的Sr上，上述区域在垂直于层厚方向的截面中的面积从第1电极层103侧向压电体层110侧变大。
下面，根据图8A-图8C、图9A及图9B、图10A及图10B、图11A及图11b、及图12A-图12D来说明去除图5的IC芯片E后的喷墨头、即图6所示由上述压力室部件A、致动器部B、墨水流路部件C及喷嘴板D构成的喷墨头的制造方法。
如图8A所示，在基板120上，通过溅射法，依次成膜、层叠附着层121、第1电极层103、取向控制层104、压电体层110、第2电极层112、振动层111、上述中间层113。另外，上述附着层121与上述实施方式1中说明的附着层12一样，形成于基板120与第1电极层103之间，以提高基板120与第1电极层103的附着性(不必一定形成附着层121)。如后所述，该附着层121与基板120一样去除。另外，分别在振动层111的材料中使用Cr，在中间层113中使用Ti。
在上述基板120中使用切断成18mm方形的Si基板，该基板120不限于Si，也可是玻璃基板或金属基板、陶瓷基板。另外，基板尺寸也不限于18mm方形，只要是Si基板，也可是φ2-φ10英寸的晶片。
使用Ti靶，将基板120加热到400℃，并施加100W的高频功率，在1Pa的氩气中，形成1分钟，得到上述附着层121。该附着层121的膜厚为0.02微米。另外，附着层121的材料不限于Ti，也可以是钽、铁、钴、镍或铬或其(包含Ti)的化合物。另外，膜厚在0.005-0.2微米的范围即可。
使用含有3摩尔％Sr的Pt合金靶，将基板120加热到500℃，并在1Pa的氩气中，在200W高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层103。该第1电极层103的膜厚为0.22微米，取向于(111)面。另外，Sr的含有量为3.2摩尔％。该第1电极层103也可与上述实施方式1中的第1电极层14一样，在从Pt、铱、钯及钌的组中选择的至少一种贵金属中添加从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物(添加物的添加量优选0以上20摩尔％以下)，膜厚在0.05-2微米的范围即可。
使用在含有13摩尔％镧的PLT中加入过剩12摩尔％的氧化铅(PbO)并进行混合的烧结靶，在基板120的温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成12分钟，得到上述取向控制层104。所得到的钛酸镧铅膜是包含10摩尔％镧、且包含比化学组成量理论组成过剩8％的铅的钙钛矿型结晶构造，在位于第1电极层103中的取向控制层104侧的表面部的Sr上，取向于(100)面或(001)面，该(100)面或(001)面取向的区域从第1电极层103侧向其相反侧(压电体层110侧)扩大。另一方面，对于取向控制层104中，在第1电极层103的表面部中不存在Sr的部分的上侧区域不是(100)面或(001)面，但该区域向压电体层110侧缩小。另外，这里因为取向控制层104的膜厚为0.03微米，所以压电体层110侧的表面整体变为取向于(100)面或(001)面的区域。
另外，与上述实施方式1中的取向控制层15一样，上述取向控制层104的La的含有量在0以上30摩尔％以下即可，铅含有量过剩0以上30摩尔％以下即可。另外，构成取向控制层104的材料可以是在PLT中含有锆的PLZT(锆的含有量优选20摩尔％以下)，也可以是向PLT或PLZT中添加镁及锰至少之一(镁及锰的添加量优选在0以上10摩尔％以下)。并且，也可由包含锶的钙钛矿型氧化物(尤其是钛酸锶)来构成取向控制层104，该钛酸锶的含有量优选在5摩尔％以上100摩尔％以下，也可仅含有钛酸锶(含有100摩尔％)，除钛酸锶外，也可含有钛酸铅或PLZT、钛酸钡等，与钛酸锶形成固溶体。另外，取向控制层104的膜厚也可为0.01-0.2微米的范围。另外，如上述实施方式1中所述，也可不形成该取向控制层104。
使用PZT(Zr/Ti＝52/48)的烧结靶，在基板120的温度570℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.3Pa、高频功率250W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层110。得到的PZT膜为菱面体晶系钙钛矿型结晶构成，为(100)面取向。另外，压电体层110的膜厚为3微米。该压电体层110的Zr/Ti组成也可以是Zr/Ti＝30/70-70/30，膜厚也可以为1-5微米的范围。另外，压电体层110的构成材料也可以是在PZT中含有Sr、Nb、Al等的添加物的那样以PZT为主要成分的压电材料，也可以是PMN或PZN。
使用Pt靶，在室温下，在1Pa的氩气中，以200W的高频功率，形成10分钟，得到上述第2电极层112。该第2电极层112的膜厚为0.2微米。另外，第2电极层112的材料不限于Pt，导电性材料即可，膜厚也可在0.1-0.4微米的范围内。
使用Cr靶，在室温下，在1Pa的氩气中，以200W的高频功率，形成6小时，得到上述振动层111。该振动层111的膜厚为3微米。另外，该振动层111的材料不限于Cr，也可是镍、铝、钽、钨、硅或其氧化物或氮化物(例如二氧化硅、氧化铝、氧化锆、氮化硅)等。另外振动层111的膜厚在2-5微米即可。
使用Ti靶，在室温下，在1Pa的氩气中，以200W的高频功率，形成5小时，得到上述中间层113。该中间层113的膜厚为5微米。该中间层113的材料不限于Ti，也可是Cr等导电性金属。另外，中间层113的膜厚在3-10微米即可。
另一方面，如图8B所示，形成压力室部件A。使用尺寸比上述Si基板120大的、例如4英寸晶片的硅基板130(参照图13)来形成该压力室部件A。具体而言，首先，对硅基板130(压力室部件用)布图多个压力室用开口部101。从图8B可知，该布图以4个压力室开口部101为一组，将区分各组的区分壁102b设定为宽度大约是区分各组内压力室开口部101的区分壁102a宽度的两倍。之后，通过化学腐蚀或干蚀刻等加工上述布图后的硅基板130，形成各组4个压力室用开口部101，得到压力室部件A。
之后，用粘接剂来粘接上述成膜后的硅基板120(成膜用)和上述压力室部件A。粘接剂的形成由电解淀积来进行。即，首先，如图8C所示，通过电解淀积将粘接剂114附着在压力室的区分壁102a、102b的上面，作为压力室部件A侧的粘接面。具体而言，虽未图示，但在上述区分壁102a、102b的上面，通过溅射法形成能透过光的数百埃的薄的Ni薄膜，作为底电极膜，之后，在上述Ni薄膜上形成布图的粘接树脂剂114。此时，作为电解淀积液，使用向丙烯树脂类水分散液中加入0-50重量部的纯水、充分搅拌混合后的溶液。将Ni薄膜的膜厚设定为只要透过光越薄越好是因为可容易辨别粘接树脂完全附着在硅基板130(压力室部件用)上。电解淀积条件根据实验最好是液温约为25℃、直流电压为30V、通电时间为60秒，在该条件下，在硅基板130(压力室部件用)的Ni薄膜上电解淀积树脂形成约3-10微米的丙烯树脂。
另外，如图9A所示，用上述电解淀积的粘接剂114来粘接上述层叠的Si基板120(成膜用)和压力室部件A。该粘接将成膜于基板120(成膜用)中的中间层113作为基板侧粘接面来进行。另外，Si基板120(成膜用)为18mm大小，形成压力室部件A的Si基板130为4英寸大小，所以如图13所示，在1个压力室部件A(Si基板130)上粘接多个(图中为14个)Si基板120(成膜用)。如图9A所示，该粘接在使各Si基板120(成膜用)的中心位于压力室部件A的厚度的区分壁102b中心的状态下进行。粘接后，将压力室部件A压紧、附着在Si基板120(成膜用)侧，使两者的粘接的液密性高。并且，在加热炉中缓慢升温上述粘接的Si基板120(成膜用)及压力室部件A，使上述粘接剂114完全固化。之后，进行等离子体处理，去除上述粘接剂114中溢出的断片。
另外，在图9A中，粘接成膜后的Si基板120(成膜用)和压力室部件A，但也可将未形成压力室开口部101的阶段的Si基板130(压力室部件用)与上述成膜后的Si基板120(成膜用)相粘接。
之后，如图9B所示，将压力室部件A的各区分壁102a、102b作为掩膜，蚀刻中间层113，形成为规定形状(变为连接于上述各区分壁102a、102b的形状(纵壁))。
接着，如图10A所示，通过蚀刻来去除Si基板120(成膜用)及附着层121。
之后，如图10B所示，对位于上述压力室部件A上的第1电极层103，使用光刻技术，分立化为每个压力室102。
另外，如图11A所示，使用光刻技术来蚀刻取向控制层104和压电体层110，分立化成与第1电极层103一样的形状。这些蚀刻后的第1电极层103、取向控制层104及压电体层110位于压力室102的各自上方，并且，第1电极层103、取向控制层104及压电体层110的宽度方向中心与对应的压力室102的宽度方向中心高精度一致地形成。从而，在每个压力室102中分立化第1电极层103、取向控制层104及压电体层110后，如图11B所示，用各厚度的区分壁102b的部分来切断硅基板130(压力室部件用)，完成4组具有4个压力室102的压力室部件A和固定在其上面的致动器部B。
之后，如图12A所示，在墨水流路部件C中形成共用液室105、供给口106及墨水流路107，同时，在喷嘴板D中形成喷嘴孔108。接着，如图12B所示，用粘接剂109来粘接上述墨水流路部件C和喷嘴板D。
之后，如图12C所示，将粘接剂(未图示)转移到压力室部件A的下端面或墨水流路部件C的上端面，进行压力室部件A与墨水流路部件C的对齐调整，由上述粘接剂来粘接两者。如此，如图12D所示，完成具有压力室部件A、致动器部B、墨水流路部件C及喷嘴板D的喷墨头。
向如此得到的喷墨头的第1及第2电极层103、112之间施加规定电压，测定振动层111中对应于各压力室102的部分在层厚方向的变位量，该变位量的差异为σ＝1.8％。另外，连续施加10天的频率为20kHz的20V交流电压，但完全没有墨水吐出不畅，未发现吐出性能降低。
并且，即使向第1电极层103的Pt膜的添加物为Al(含有3.2摩尔％)的喷墨头，也可得到同样的效果。
另一方面，制作如下喷墨头，其与上述本发明的喷墨头的不同之处在于没有设置取向控制层104及向第1电极层103的Pt膜的添加物(与上述实施方式1中的比较例1-3一样，添加物为Ti)，向该喷墨头的第1及第2电极层103、112之间施加规定电压，测定振动层111中对应于各压力室102的部分在层厚方向的变位量，该变位量的差异为σ＝7.2％。另外，连续施加10天的频率为20kHz的20V交流电压，在对应于所有压力室102中大约30％的压力室102的部分中，发生墨水吐出不畅。由于这不是因为墨水的堵塞等，所以认为致动器部B(压电元件)的持久性低。
因此，知道本发明的喷墨头的墨水吐出性能差异少，且持久性好。
(实施方式3)
图14表示根据本发明实施方式的其它喷墨头的主要部分，不象上述实施方式2的喷墨头那样将基板单独用于成膜用和压力室部件用，而是兼用作成膜用和压力室部件用。
具体而言，在通过蚀刻加工形成压力室402的压力室基板401(压力室部件)上，顺序层叠振动层403、附着层404、第1电极层406(共用电极)、取向控制层407、压电体层408及第2电极层409(分立电极)。依次层叠上述第1电极层406、取向控制层407、压电体层408及第2电极层409来构成压电元件。另外，振动层403经附着层404设置在压电元件的第1电极层406侧的面中。该附着层404可提高振动层403与第1电极层406的附着性，可与上述实施方式2中的附着层121同样没有。上述附着层404、第1电极层406、取向控制层407、压电体层408及第2电极层409的各构成材料分别与上述实施方式2中说明的附着层121、第1电极层103、取向控制层104、压电体层110及第2电极层112一样。取向控制层407及压电体层408的构造也分别与取向控制层104及压电体层110一样，取向控制层407中的第1电极层406侧的表面附近部构造成(100)面或(001)面取向的区域存在于位于第1电极层406中的取向控制层407侧的表面部中的Sr上，上述区域在垂直于层厚方向的截面中的面积从第1电极层406侧向压电体层408侧变大。
上述压力室基板401使用φ为4英寸、厚度为200微米的Si基板。在本实施方式中，也不限于Si，也可是玻璃基板或金属基板、陶瓷基板。
在本实施方式中，上述振动层403的膜厚为2.8微米，由二氧化硅构成。另外，该振动层403的材料不限于二氧化硅，也可以是上述实施方式2中说明的材料(镍、铬等单体或其氧化物或氮化物)。另外，振动层111的膜厚在0.5-10微米即可。
下面，参照图15A及图15B来说明上述喷墨头的制造方法。
即，首先，如图15A所示，在未形成压力室402的压力室基板401中，通过溅射法，依次形成振动层403、附着层404、第1电极层406、取向控制层407、压电体层408及第2电极层409。
使用二氧化硅烧结体的靶，不加热压力室基板401，在室温下，并施加300W的高频功率，在0.4Pa的氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝5∶25)中，形成8小时，得到上述振动层403。另外，作为该振动层403的成膜法，不限于溅射法，也可以是热CVD法、等离子体CVD法、溶胶·凝胶法等，也可是通过压力室基板401的热氧化处理来形成的方法。
使用Ti靶，将压力室基板401加热到400℃，并施加100W的高频功率，在1Pa的氩气中，形成1分钟，得到上述附着层404。该附着层404的厚度为0.03微米。另外，附着层404的材料不限于Ti，也可以是钽、铁、钴、镍或铬或它们(含Ti)的化合物。另外，膜厚在0.005-0.1微米的范围即可。
使用含有3摩尔％Sr的Pt合金靶，将压力室基板401加热到500℃，并在1Pa的氩气中，在200W高频功率下，形成12分钟，得到上述第1电极层406。该第1电极层406的膜厚变为0.22微米，取向于(111)面。另外，Sr的含有量为3.2摩尔％。该第1电极层406也可与上述实施方式1中的第1电极层14一样，在从Pt、铱、钯及钌的组中选择的至少一种贵金属中添加从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物(添加物的添加量在0以上20摩尔％以下)，膜厚在0.05-2微米的范围即可。
使用在含有13摩尔％镧的PLT中加入过剩12摩尔％的氧化铅(PbO)并进行混合的烧结靶，在压力室基板401的温度600℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.8Pa、高频功率300W的条件下，形成12分钟，得到上述取向控制层407。所得到的钛酸镧铅膜与上述实施方式2中的取向控制层104相同。
另外，与上述实施方式1中的取向控制层15一样，上述取向控制层407的La的含有量在0以上30摩尔％以下即可，铅含有量过剩0以上而30摩尔％以下即可。另外，构成取向控制层407的材料可以是在PLT中含有锆的PLZT(锆的含有量优选20摩尔％以下)，也可以是向PLT或PLZT中添加镁及锰至少之一(镁及锰的添加量优选0以上10摩尔％以下)。并且，也可由包含锶的钙钛矿型氧化物(尤其是钛酸锶)来构成取向控制层407，钛酸锶的含有量在5摩尔％以上100摩尔％以下即可，也可仅含有钛酸锶(含有100摩尔％)，除钛酸锶外，也可含有钛酸铅或PLZT、钛酸钡等，与钛酸锶形成固溶体。另外，取向控制层407的膜厚也可为0.01-0.2微米的范围。另外，也可不形成该取向控制层407。
使用PZT(Zr/Ti＝52/48)的烧结靶，在压力室基板401的温度570℃下，在氩气与氧气的混合气氛气中(气体体积比Ar∶O2＝19∶1)，在真空度为0.3Pa、高频功率250W的条件下，形成3小时，得到上述压电体层408。得到的PZT膜与上述实施方式2中的压电体层110同样。另外，压电体层408的Zr/Ti组成也可以是Zr/Ti＝30/70-70/30，膜厚也可以为1-5微米的范围。另外，压电体层408的构成材料也可以是像在PZT中含有Sr、Nb、Al等的添加物那样以PZT为主要成分的压电材料，也可以是PMN或PZN。
使用Pt靶，在室温下，在1Pa的氩气中，以200W的高频功率，形成10分钟，得到上述第2电极层409。第2电极层409的膜厚为0.2微米。另外，第2电极层409的材料不限于Pt，是导电性材料即可，膜厚在0.1-0.4微米的范围内即可。
之后，通过旋涂在上述第2电极层409上涂布抗蚀剂，与应形成压力室402的位置一致后，进行曝光、显影，并布图。另外，蚀刻并分立化第2电极层409、压电体层408及取向控制层407。通过使用氩气与包含氟元素的有机气体的混合气体的干蚀刻来进行该蚀刻。
接着，如图15B所示，在压力室基板401中形成压力室402。通过使用六氟化硫气体、包含氟元素的有机气体或它们的混合气体的各向异性干蚀刻来形成压力室402。即，在压力室基板401的与形成上述各膜的面相反侧的面中变为侧壁413的部分中形成蚀刻掩膜，通过各向异性干蚀刻来形成压力室402。
通过使用粘接剂，将事先形成喷嘴孔410的喷嘴板412接合在压力室基板401的与形成上述各膜的面相反侧的面上，完成喷墨头。上述喷嘴孔410可通过平版印刷法、激光加工法、放电加工法等，在喷嘴板412的规定位置处开口。另外，在将喷嘴板412接合在压力室基板401上时，按照各喷嘴孔410与压力室402对应配置的方式来使位置一致。
向如此得到的喷墨头的第1及第2电极层406、409之间施加规定电压，测定振动层403中对应于各压力室402的部分在层厚方向的变位量，该变位量的差异为σ＝1.8％。另外，连续施加10天的频率为20kHz的20V交流电压，但完全没有墨水吐出不畅，未发现吐出性能降低。
并且，即使是向第1电极层406的Pt膜的添加物为Al(含有3.2摩尔％)的喷墨头，也可得到同样的效果。
另一方面，制作如下喷墨头，其与上述本发明的喷墨头的不同之处仅在于未设置取向控制层407及向第1电极层103的Pt膜的添加物(与上述实施方式1中的比较例1-3一样，添加物为Ti)，向该喷墨头的第1及第2电极层406、409之间施加规定电压，测定振动层403中对应于各压力室402的部分在层厚方向的变位量，该变位量的差异为σ＝5.8％。另外，连续施加10天的频率为20kHz的20V交流电压，在对应于所有压力室402中大约25％的压力室402的部分中，发生墨水吐出不畅。由于这不是因为墨水的堵塞等，所以认为致动器部(压电元件)的持久性低。
因此，知道本实施方式的喷墨头与上述实施方式2的喷墨头一样，墨水吐出性能差异少，且持久性好。
(实施方式4)
图16表示根据本发明实施方式的喷墨式记录装置27，该喷墨式记录装置27具备与上述实施方式2或3中说明的一样的喷墨头28。该喷墨头28构成为从设置成连通于压力室(上述实施方式2中的压力室102或实施方式3中的压力室402)的喷嘴孔(上述实施方式2中的喷嘴孔108或实施方式3中的喷嘴孔410)向记录媒体29(记录纸等)等吐出该压力室内的墨水，进行记录。
将上述喷墨头28装载于在沿主扫描方向X延伸的运送轴30上设置的运送部31上，该运送部31构成为沿主扫描方向X往复动作，以对应于沿运送轴30往复动作。由此，运送部31构成使喷墨头28和记录媒体29沿主扫描方向相对移动的相对移动单元。
另外，喷墨式记录装置27具备使上述记录媒体29沿与喷墨头28的主扫描方向X(宽度方向)大致垂直方向的副扫描方向Y移动的多个辊32。由此，多个辊32构成使喷墨头28与记录媒体29沿副扫描方向Y相对移动的相对移动单元。另外，图16中，Z为上下方向。
当喷墨头28通过运送部31沿主扫描方向X移动时，使墨水从喷墨头28的喷嘴孔吐出到记录媒体29，若结束1次扫描记录，则通过上述辊32，使记录媒体29移动规定量，进行下一次扫描记录。
因此，因为该喷墨式记录装置27具备与上述实施方式2或3一样的喷墨头28，所以具有好的打印性能及持久性。
(实施方式5)
图17及图18表示根据本发明实施方式的角速度传感器，该角速度传感器是音叉型，适用于装载在车辆中的导航装置等。
上述角速度传感器具有由厚度为0.3mm的硅晶片构成的基板500(也可以是玻璃基板或金属基板、陶瓷基板)。该基板500具有固定部500a、和从该固定部500a沿规定方向(检测的角速度的旋转中心轴延伸的方向；在本实施方式中，为图17所示的y方向)延伸的一对振动部500b。这些固定部500a及一对振动部500b从基板500的厚度方向(图17所示z方向)看，形成音叉状，一对振动部500b相对于音叉的臂部，以沿振动部500b的宽度方向排列的状态彼此平行延伸。
在上述基板500的各振动部500b及固定部500a的振动部侧的部分上，依次层叠第1电极层503、取向控制层504、压电体层505和第2电极层506。另外，该角速度传感器也与上述实施方式1中的压电元件一样，优选在上述基板500与第1电极层503之间设置附着层。
上述第1电极层503、取向控制层504、压电体层505和第2电极层506的各构成材料及厚度分别与上述实施方式1中说明的第1电极层14、取向控制层15、压电体层16和第2电极层17一样。另外，取向控制层504及压电体层505的构造也分别与取向控制层15及压电体层16一样，取向控制层504中的第1电极层503侧的表面附近部构造成(100)面或(001)面取向的区域存在于位于第1电极层503中的取向控制层504侧的表面部中的钛上，上述区域在垂直于层厚方向的截面中的面积从第1电极层503侧向压电体层505侧变大。
上述第2电极层506在上述各振动部500b上，图案形成用于使该振动部500b沿振动部500b的宽度方向(图17所示x方向)驱动的两个驱动电极507、和用于检测该振动部500b在厚度方向(z方向)变形(弯曲)的一个检测电极508。
在该振动部500b的宽度方向(x方向)两端部上，横贯振动部500b的长度方向整体(y方向)设置上述两个驱动电极507，各驱动电极507在固定部500a侧的端部位于固定部500a上，构成连接端子507a。另外，在各振动部500b的宽度方向一端部上也可仅设置1个驱动电极507。
另一方面，在该振动部500b的宽度方向中央部上，横贯振动部500b的长度方向整体而设置上述检测电极508，与上述驱动电极507一样，检测电极508在固定部500a侧的端部位于固定部500a上，构成连接端子508a。另外，在各振动部500b上也可设置多个检测电极508。
另外，上述第1电极层503在固定部500a上的一对振动部500b之间的中央位置处，具有向与振动部500b相反侧突出的连接端子503a。
在上述各振动部500b上的上述第1电极层503与两个驱动电极507之间，施加与振动部500b的固有振动共振的频率的电压，使该振动部500b沿其宽度方向振动。即，向第1电极层503施加接地电压，另一方面，向两个驱动电极507施加正负彼此相反的电压，由此，当各振动部500b的宽度方向一端部侧伸长时，另一端部侧收缩，该振动部500b向该另一端部侧变形。另一方面，当各振动部500b的宽度方向一端部侧收缩时，另一端部侧伸长，振动部500b向该一端部侧变形。通过交互重复该动作，振动部500b沿其宽度方向振动。另外，即使仅向各振动部500b上的两个驱动电极500b之一施加电压，也可使该振动部500b沿其宽度方向振动。另外，一对振动部500b在各振动部500b的宽度方向上沿彼此相反方向变形，相对于在一对振动部500b之间的中央处并沿该振动部500b长度方向延伸的中央线L对称振动。
在上述构成的角速度传感器中，当使一对振动部500b沿其宽度方向(x方向)相对上述中央线L对称振动时，若在中央线L轴施加角速度ω，则两个振动部500b通过科里奥利力沿厚度方向(z方向)弯曲变形(一对振动部500b在彼此相反的方向上等量弯曲)，由此，压电体层505中也发生弯曲，在第1电极层503与检测电极508之间，发生对应于科里奥利力大小的电压。可根据该电压的大小(科里奥利力)来检测角速度ω。
即，科里奥利力Fc在设各振动部500b的宽度方向的速度为v、设各振动部500b的质量为m，则Fc＝2mvω，所以根据科里奥利力Fc，可知道角速度ω的值。
下面，参照图19A-图19F及图20来说明上述角速度传感器的制造方法。
即，如图19A所示，准备由厚度为0.3mm、φ为4英寸的硅晶片(平面图参照图20)构成的基板500，如图19B所示，在该基板500上，以与上述实施方式1相同的条件，通过溅射法来形成第1电极层503。
接着，如图19C所示，在上述第1电极层503上，以与上述实施方式1相同的条件，通过溅射法来形成取向控制层504。如上述实施方式1中所述，该取向控制层504中的第1电极层503侧的表面附近部中，(100)面或(001)面取向的区域存在于钛上，且上述区域在与层厚方向垂直的截面中的面积从第1电极层503侧向上侧变大。
接着，如图19D所示，在上述取向控制层504上，以与上述实施方式1相同的条件，通过溅射法来形成压电体层505。如上述实施方式1中所述，该压电体层505为菱面体晶系，(001)面取向度90％以上。
接着，如图19E所示，在上述压电体层505上，以与上述实施方式1相同的条件，通过溅射法来形成第2电极层506。
之后，如图19及图20所示，布图上述第2电极层506，形成驱动电极507及检测电极508。即，在第2电极层506上涂布感光树脂，曝光该感光树脂中驱动电极507及检测电极508的图案，之后，去除未曝光部分的感光树脂，通过蚀刻去除去除了该感光树脂的部分中的第2电极层506，之后，去除驱动电极507及检测电极508上的感光树脂。
在布图上述第2电极层506后，通过同样的工序布图压电体层505、取向控制层504及第1电极层503，同时，布图上述基板500，形成固定部500a及振动部500b。从而完成上述角速度传感器。
另外，上述各层的成膜法不限于溅射法，也可不是依赖于热处理的结晶化工序而直接形成结晶性薄膜的成膜法(例如CVD法等)。
这里，参照图21及图22来说明现有的角速度传感器。
该现有角速度传感器具有由厚度为0.3mm的水晶构成的压电体600，该压电体600与根据本实施例的角速度传感器的基板500一样，具有固定部600a、和从该固定部600a向其一侧(图21所示y方向)彼此平行延伸的一对振动部600b。另外，在相对上述各振动部600b的厚度方向(图21所示z方向)的两个面中分别各设置一种使该振动部600b沿其宽度方向(图21所示x方向)驱动的驱动电极603，在各振动部600b的两侧面分别各设置一种检测该振动部600b在厚度方向变形的检测电极607。
另外，在上述现有角速度传感器中，在上述各振动部600b中的两个驱动电极603之间，施加与振动部600b的固有振动共振的频率的电压，与根据本实施方式的角速度传感器一样，使一对振动部600b沿其宽度方向(x方向)相对位于该一对振动部600b间中央的中央线L对称振动。此时，若在中央线L轴施加角速度ω，则一对振动部600b通过科里奥利力沿厚度方向(z方向)弯曲变形，在各振动部600b中的两个检测电极607之间发生对应于科里奥利力大小电压，根据该电压的大小(科里奥利力)来检测角速度ω。
在上述现有角速度传感器中，因为使用由水晶构成的压电体600，所以压电常数低至-3pC/N，并且，因为通过机械加工来形成固定部600a及振动部600b，所以存在难以小型化，尺寸精度低的问题。
相反，在根据本实施方式的角速度传感器中，因为检测角速度的部分(振动部500b)由与上述实施方式1一样构成的压电元件构成，所以压电常数可相对上述现有角速度传感器增大40倍左右，并可实现非常小型化。另外，可使用薄膜形成技术来进行细微加工，使尺寸精度额外提高。并且，即使工业上批量生产，特性的再现性也好，差异少，耐压及可靠性好。
另外，即使在本实施方式的角速度传感器中，也与上述实施方式1中的压电元件一样，取向控制层504的La的含有量在0以上30摩尔％以下即可，铅含有量过剩0以上30摩尔％以下即可。另外，构成取向控制层504的材料可以是在PLT中含有锆的PLZT(锆的含有量优选20摩尔％以下)，也可向PLT或PLZT中添加镁及锰至少之一(镁或锰的添加量优选0以上10摩尔％以下)。并且，也可由包含锶的钙钛矿型氧化物(尤其是钛酸锶)来构成取向控制层504，该钛酸锶的含有量在5摩尔％以上100摩尔％以下即可，也可仅含有钛酸锶(含有100摩尔％)，除钛酸锶外，也可含有钛酸铅或PLZT、钛酸钡等，与钛酸锶形成固溶体。另外，也可没有该取向控制层504。
另外，第1电极层503也可以是在从铂、铱、钯及钌的组中选择的至少一种贵金属中添加从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物(添加物的添加量优选0以上20摩尔％以下)。
并且，压电体层505的构成材料也可以像在PZT中含有Sr、Nb、Al等的添加物那样以PZT为主要成分的压电材料，也可以是PMN或PZN。
并且，在本实施方式的角速度传感器中，在基板500中仅设置1组一对振动部500b，但也可设置多组，检测绕沿各种方向延伸的多轴的角速度。
另外，在本实施方式的角速度传感器中，在基板500有各振动部500b及固定部500a的振动部侧部分上，依次层叠第1电极层503、取向控制层504、压电体层505和第2电极层506，但层叠这种层的部位也可仅是各振动部500b上。
此外，在上述实施方式中，本发明的压电元件虽适用于喷墨头(喷墨式记录装置)及角速度传感器，但此外也可适用于薄膜电容器、非易失性存储器元件的电荷贮存电容器、各种致动器、红外线传感器、超声波传感器、压力传感器、加速度传感器、流量传感器、冲击传感器、压电变换器、压电点火元件、压电扬声器、压电麦克风、压电滤波器、压电拾波器、音叉振子、延迟线等。尤其是适用于盘装置用薄膜压电体致动器(例如参照特开2001-332041号公报)中，其中，在对盘装置(用于计算机的存储装置等)中旋转驱动的盘进行信息记录或再现的头设置于基板上的头支持机构中，通过设置在该基板上的薄膜压电体元件，使基板变形而使该头变位。即，上述薄膜压电体元件依次层叠与上述实施方式说明的具有一样结构的第1电极层、取向控制层、压电体层和第2电极层，该第2电极层接合在上述基板。

Claims (28)

1、一种压电元件，具备：第1电极层、设置在该第1电极层上的压电体层、和设置在该压电体层上的第2电极层，其特征在于：
所述第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成
2、根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
在第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
3、根据权利要求2所述的压电元件，其特征在于：
取向控制层由锆的含有量为0以上20摩尔％以下、且镧的含有量为0以上30摩尔％以下的钛酸镧锆酸铅构成。
4、根据权利要求2所述的压电元件，其特征在于：
取向控制层由含有锶的钙钛矿型氧化物构成。
5、根据权利要求4所述的压电元件，其特征在于：
取向控制层含有钛酸锶。
6、根据权利要求5所述的压电元件，其特征在于：
取向控制层中钛酸锶的含有量为5摩尔％以上100摩尔％以下。
7、根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
第1电极层由从铂、铱、钯及钌的组中选择的至少1种贵金属构成。
8、根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
第1电极层中添加物的添加量为0以上20摩尔％以下。
9、根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
压电体层由将钛酸锆酸铅作为主要成分的压电材料构成。
10、根据权利要求1所述的压电元件，其特征在于：
在基板上设置有第1电极层，
在所述基板与第1电极层之间设置提高该基板与第1电极层附着性的附着层。
11、一种喷墨头，具备：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第2电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，和该振动层的与压电元件相反侧的面接合、具有容纳墨水的压力室，通过所述压电元件的压电体层的压电效应来使所述振动层沿层厚方向变位，吐出所述压力室内的墨水，其特征在于：
所述压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
12、根据权利要求11所述的喷墨头，其特征在于：
在压电元件的第1电极层与压电体层之间设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
13、一种喷墨头，具备：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而成的压电元件；在该压电元件的第1电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，和该振动层的与压电元件相反侧的面接合、具有容纳墨水的压力室，通过所述压电元件的压电体层的压电效应来使所述振动层沿层厚方向变位，吐出所述压力室内的墨水，其特征在于：
所述压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
14、根据权利要求13所述的喷墨头，其特征在于：
在压电元件的第1电极层与压电体层之间，设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
15、一种角速度传感器，具备基板，该基板具有固定部、和从该固定部沿规定方向延伸的至少一对振动部，在该基板的至少各振动部上依次层叠有第1电极层、压电体层和第2电极层，该各振动部上的第2电极层被图案形成使该振动部沿振动部宽度方向振动的至少1个驱动电极、和检测该振动部厚度方向变形的至少1个检测电极，其特征在于：
所述第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
16、根据权利要求15所述的角速度传感器，其特征在于：
在第1电极层与压电体层之间，设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
17、一种压电元件的制造方法，其特征在于，包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；和
在所述压电体层上形成第2电极层的工序。
18、一种压电元件的制造方法，其特征在于，包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成取向控制层的工序，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
通过溅射法在所述取向控制层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；和
在所述压电体层上形成第2电极层的工序。
19、一种喷墨头的制造方法，该喷墨头的结构为，具备依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而成的压电元件，通过该压电元件的压电体层的压电效应来使振动层沿层厚方向变位，吐出压力室内的墨水，其特征在于，包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；
在所述第2电极层上形成振动层的工序；
将形成压力室用压力室部件和所述振动层的与第2电极层相反侧的面接合的工序；和
在所述接合工序后，去除所述基板的工序。
20、一种喷墨头的制造方法，该喷墨头的结构为，具备依次层叠第1电极层、取向控制层、压电体层和第2电极层而得的压电元件，通过该压电元件的压电体层的压电效应来使振动层沿层厚方向变位，吐出压力室内的墨水，其特征在于：包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成取向控制层的工序，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
通过溅射法在所述取向控制层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；
在所述第2电极层上形成振动层的工序；
将形成压力室用压力室部件和所述振动层的与第2电极层相反侧的面接合的工序；和
在所述接合工序后，去除所述基板的工序。
21、一种喷墨头的制造方法，该喷墨头的结构为，具备依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件，通过该压电元件的压电体层的压电效应来使振动层沿层厚方向变位，吐出压力室内的墨水，其特征在于：包含如下工序：
在形成压力室用的压力室基板上形成振动层的工序；
通过溅射法在所述振动层上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；和
在所述压力室基板中形成压力室的工序。
22、一种喷墨头的制造方法，该喷墨头的结构为，具备依次层叠第1电极层、取向控制层、压电体层和第2电极层而得的压电元件，通过该压电元件的压电体层的压电效应来使振动层沿层厚方向变位，吐出压力室内的墨水，其特征在于：包含如下工序：
在形成压力室用的压力室基板上形成振动层的工序；
通过溅射法在所述振动层上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成取向控制层的工序，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
通过溅射法在所述取向控制层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；和
在所述压力室基板中形成压力室的工序。
23、一种角速度传感器的制造方法，该角速度传感器具备基板，该基板具有固定部、和从该固定部沿规定方向延伸的至少一对振动部，在该基板的至少各振动部上依次层叠有第1电极层、压电体层和第2电极层，该各振动部上的第2电极层被图案化为使该振动部沿振动部宽度方向振动的至少1个驱动电极、和检测该振动部厚度方向变形的至少1个检测电极，其特征在于：包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；
布图所述第2电极层，形成所述驱动电极和检测电极的工序；
布图所述压电体层及第1电极层的工序；和
布图所述基板，形成所述固定部和振动部的工序。
24、一种角速度传感器的制造方法，该角速度传感器具备基板，该基板具有固定部、和从该固定部沿规定方向延伸的至少一对振动部，在该基板的至少各振动部上依次层叠第1电极层、取向控制层、压电体层和第2电极层，该各振动部上的第2电极层被图案化为使该振动部沿振动部宽度方向振动的至少1个驱动电极、和检测该振动部厚度方向变形的至少1个检测电极，其特征在于：包含如下工序：
通过溅射法在基板上形成第1电极层的工序，该第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成；
通过溅射法在所述第1电极层上形成取向控制层的工序，该取向控制层由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
通过溅射法在所述取向控制层上形成压电体层的工序，该压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成；
在所述压电体层上形成第2电极层的工序；
布图所述第2电极层，形成所述驱动电极和检测电极的工序；
布图所述压电体层、取向控制层及第1电极层的工序；和
布图所述基板，形成所述固定部和振动部的工序。
25、一种喷墨式记录装置，其结构为，具备喷墨头，该喷墨头的结构为，具有：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第2电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上，具有容纳墨水的压力室，并且该喷墨头可相对记录媒体移动，当该喷墨头相对记录媒体移动时，通过该喷墨头中压电元件的压电体层的压电效应，使所述振动层沿层厚方向变位，从连通该压力室的喷嘴孔向所述记录媒体吐出所述压力室内的墨水，进行记录，其特征在于：
所述喷墨头中压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
26、根据权利要求25所述的喷墨式记录装置，其特征在于：
在喷墨头中压电元件的第1电极层与压电体层之间，设置由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
27、一种喷墨式记录装置，其结构为，具备喷墨头，该喷墨头的结构为，具有：依次层叠第1电极层、压电体层和第2电极层而得的压电元件；在该压电元件的第1电极层侧的面处设置的振动层；和压力室部件，接合在该振动层的与压电元件相反侧的面上，具有容纳墨水的压力室，并且该喷墨头可相对记录媒体移动，当该喷墨头相对记录媒体移动时，通过该喷墨头中压电元件的压电体层的压电效应，使所述振动层沿层厚方向变位，从连通该压力室的喷嘴孔向所述记录媒体吐出所述压力室内的墨水，进行记录，其特征在于：
所述喷墨头中压电元件的第1电极层由添加了从Mg、Ca、Sr、Ba和Al以及它们的氧化物的组中选择的至少一种添加物的贵金属构成，
所述压电体层由优先取向于菱面体晶系或正方晶系的(001)面的钙钛矿型氧化物构成。
28、根据权利要求27所述的喷墨式记录装置，其特征在于：
在喷墨头中压电元件的第1电极层与压电体层之间，设置有由优先取向于立方晶系或正方晶系的(100)面或(001)面的钙钛矿型氧化物构成的取向控制层。
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