JP2003101095A - 薄膜圧電体素子およびその製造方法 - Google Patents
薄膜圧電体素子およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極膜で挟まれた２個の圧電体薄膜を接着剤
で積層する構成の圧電体素子において、特性劣化がな
く、高歩留りで量産性の良い製造方法を提供する。 【解決手段】 電極膜で挟まれた２個の圧電体薄膜を接
着剤で積層する工程、第２の基板のみを選択的に除去す
る工程、第１の基板上に残された上記薄膜を所定形状に
それぞれまたは一括して加工し分割された複数の構造体
を形成する工程、この複数の構造体の露出面を覆うよう
に絶縁膜６２を形成するとともに上記電極膜を外部機器
に接続する外部接続電極部７５を形成して複数の圧電体
素子７０とする工程、複数の圧電体素子７０を覆うよう
に樹脂を塗布するとともに仮固定用基板を接着する工
程、第１の基板のみを選択的に除去する工程、仮固定用
基板を分離するとともに上述の樹脂を圧電体素子７０表
面から除去して複数の圧電体素子７０を個別に分離する
工程、とを有する。
で積層する構成の圧電体素子において、特性劣化がな
く、高歩留りで量産性の良い製造方法を提供する。 【解決手段】 電極膜で挟まれた２個の圧電体薄膜を接
着剤で積層する工程、第２の基板のみを選択的に除去す
る工程、第１の基板上に残された上記薄膜を所定形状に
それぞれまたは一括して加工し分割された複数の構造体
を形成する工程、この複数の構造体の露出面を覆うよう
に絶縁膜６２を形成するとともに上記電極膜を外部機器
に接続する外部接続電極部７５を形成して複数の圧電体
素子７０とする工程、複数の圧電体素子７０を覆うよう
に樹脂を塗布するとともに仮固定用基板を接着する工
程、第１の基板のみを選択的に除去する工程、仮固定用
基板を分離するとともに上述の樹脂を圧電体素子７０表
面から除去して複数の圧電体素子７０を個別に分離する
工程、とを有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微小位置決め用の
アクチュエータあるいはセンサとして利用される薄膜圧
電体素子およびその製造方法に関する。
アクチュエータあるいはセンサとして利用される薄膜圧
電体素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体技術の進歩とともに機械的
構造体を半導体製造技術を用いて作製し、大幅な小型化
を実現しようとする努力がなされており、マイクロアク
チュエータ等の機械的電気素子が脚光を浴びている。こ
のような素子は小型で高精度の機械機構部品を実現で
き、かつ、半導体プロセスを用いることでその生産性を
大きく改善できる。特に、圧電体素子を用いたマイクロ
アクチュエータは走査型トンネル顕微鏡の微小変位素子
や磁気ディスク記録再生装置のヘッドスライダの微小位
置決め用等に応用されている。
構造体を半導体製造技術を用いて作製し、大幅な小型化
を実現しようとする努力がなされており、マイクロアク
チュエータ等の機械的電気素子が脚光を浴びている。こ
のような素子は小型で高精度の機械機構部品を実現で
き、かつ、半導体プロセスを用いることでその生産性を
大きく改善できる。特に、圧電体素子を用いたマイクロ
アクチュエータは走査型トンネル顕微鏡の微小変位素子
や磁気ディスク記録再生装置のヘッドスライダの微小位
置決め用等に応用されている。
【０００３】例えば、磁気ディスク記録再生装置では、
磁気ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド
はヘッドスライダに搭載され、アクチュエータアームに
取り付けられている。このアクチュエータアームをボイ
スコイルモータ（以下、ＶＣＭとよぶ）によって揺動さ
せることで、磁気ディスク上の所定のトラック位置に位
置決めして、磁気ヘッドで記録再生を行っている。しか
し、記録密度の向上とともに、このような従来のＶＣＭ
のみでの位置決めでは十分な精度を確保できなくなって
きている。このために、ＶＣＭの位置決め手段に加え
て、圧電体素子を用いた微小位置決め手段によりヘッド
スライダを微小駆動させて高速、高精度の位置決めを行
う技術の提案がなされている（例えば、超高ＴＰＩ化と
ピギーバックアクチュエータ（ＩＤＥＭＡ Ｊａｐａｎ
Ｎｅｗｓ Ｎｏ．３２、ｐｐ４−７、国際ディスクド
ライブ協会発行））。
磁気ディスクに対して情報の記録再生を行う磁気ヘッド
はヘッドスライダに搭載され、アクチュエータアームに
取り付けられている。このアクチュエータアームをボイ
スコイルモータ（以下、ＶＣＭとよぶ）によって揺動さ
せることで、磁気ディスク上の所定のトラック位置に位
置決めして、磁気ヘッドで記録再生を行っている。しか
し、記録密度の向上とともに、このような従来のＶＣＭ
のみでの位置決めでは十分な精度を確保できなくなって
きている。このために、ＶＣＭの位置決め手段に加え
て、圧電体素子を用いた微小位置決め手段によりヘッド
スライダを微小駆動させて高速、高精度の位置決めを行
う技術の提案がなされている（例えば、超高ＴＰＩ化と
ピギーバックアクチュエータ（ＩＤＥＭＡ Ｊａｐａｎ
Ｎｅｗｓ Ｎｏ．３２、ｐｐ４−７、国際ディスクド
ライブ協会発行））。
【０００４】上記したように、圧電体素子を用いたアク
チュエータは種々の応用が期待されているが、従来はグ
リーンシート積層方式あるいは厚膜多層形成方式で多層
化した構成が多く用いられていた（例えば、特開平６−
２２４４８３号公報）。しかしながら、これらの製造方
法で作製した圧電体素子の一層の厚みは数１０μｍ程度
であるため、１００Ｖ程度の駆動電圧を必要としてい
た。
チュエータは種々の応用が期待されているが、従来はグ
リーンシート積層方式あるいは厚膜多層形成方式で多層
化した構成が多く用いられていた（例えば、特開平６−
２２４４８３号公報）。しかしながら、これらの製造方
法で作製した圧電体素子の一層の厚みは数１０μｍ程度
であるため、１００Ｖ程度の駆動電圧を必要としてい
た。
【０００５】このため、特開平８−８８４１９号公報で
は、小型で、低電圧で駆動でき、しかも変位量が大きい
薄膜積層型アクチュエータおよびその製造方法が示され
ている。すなわち、酸化マグネシウム、チタン酸ストロ
ンチウム、サファイヤ等の単結晶基板上に、白金、アル
ミニウム、金、銀等の電極層と、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）やチタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺ
Ｔ）等の圧電材料からなる圧電層と、電極層と、ガラス
またはシリコンから構成される接合層とを、この順に蒸
着して圧電部材を形成する。次に、陽極接合法により圧
電部材同士を接合層を介して接合する工程と、さらに積
層する側の基板を研磨等により除去して露出した電極層
上に接合層を形成する工程と、この接合層と別の圧電部
材の接合層とを上述したような手順で接合し、再び基板
を除去する工程とを繰り返すことで積層体を形成する。
この積層体中の内層電極を交互に両側から取り出すこと
で積層型アクチュエータを実現している。この製造方法
においては、基板の除去は研磨後にエッチング処理を施
して残留部分がないようにしているし、また、圧電部材
同士の接合方法としては、陽極接合法だけでなく、表面
活性化接合法や接着剤接合法を用いてもよいことが示さ
れている。
は、小型で、低電圧で駆動でき、しかも変位量が大きい
薄膜積層型アクチュエータおよびその製造方法が示され
ている。すなわち、酸化マグネシウム、チタン酸ストロ
ンチウム、サファイヤ等の単結晶基板上に、白金、アル
ミニウム、金、銀等の電極層と、チタン酸ジルコン酸鉛
（ＰＺＴ）やチタン酸ジルコン酸ランタン酸鉛（ＰＬＺ
Ｔ）等の圧電材料からなる圧電層と、電極層と、ガラス
またはシリコンから構成される接合層とを、この順に蒸
着して圧電部材を形成する。次に、陽極接合法により圧
電部材同士を接合層を介して接合する工程と、さらに積
層する側の基板を研磨等により除去して露出した電極層
上に接合層を形成する工程と、この接合層と別の圧電部
材の接合層とを上述したような手順で接合し、再び基板
を除去する工程とを繰り返すことで積層体を形成する。
この積層体中の内層電極を交互に両側から取り出すこと
で積層型アクチュエータを実現している。この製造方法
においては、基板の除去は研磨後にエッチング処理を施
して残留部分がないようにしているし、また、圧電部材
同士の接合方法としては、陽極接合法だけでなく、表面
活性化接合法や接着剤接合法を用いてもよいことが示さ
れている。
【０００６】さらに、特開平１１−３４５８３３号公報
では、焦電素子や圧電体素子を別に設けた電極形成基板
上に量産性良く実装する製造方法が示されている。それ
によると、素子転写治具を用意し、この素子転写治具に
仮基板上に形成された素子を樹脂や両面粘着テープ等に
より所定の配置で接着した後、仮基板のみを選択的にエ
ッチングする。次に、電極形成基板上に設けられた電極
と素子の電極とを対向させて貼り合わせ、例えばはんだ
付けにより接合する。この後、素子を接着している樹脂
あるいは粘着テープ等を溶解除去して素子転写基板と素
子の分離を行うことで、電極形成基板上に所定の形状で
接合された焦電素子や圧電体素子が形成される。素子転
写治具上に素子が接着固定されているので、仮基板が選
択的にエッチング除去されても素子の変形や損傷が生じ
ないし、所定の配置状態を保持でき、電極形成基板上に
一括して貼り合わせできる。
では、焦電素子や圧電体素子を別に設けた電極形成基板
上に量産性良く実装する製造方法が示されている。それ
によると、素子転写治具を用意し、この素子転写治具に
仮基板上に形成された素子を樹脂や両面粘着テープ等に
より所定の配置で接着した後、仮基板のみを選択的にエ
ッチングする。次に、電極形成基板上に設けられた電極
と素子の電極とを対向させて貼り合わせ、例えばはんだ
付けにより接合する。この後、素子を接着している樹脂
あるいは粘着テープ等を溶解除去して素子転写基板と素
子の分離を行うことで、電極形成基板上に所定の形状で
接合された焦電素子や圧電体素子が形成される。素子転
写治具上に素子が接着固定されているので、仮基板が選
択的にエッチング除去されても素子の変形や損傷が生じ
ないし、所定の配置状態を保持でき、電極形成基板上に
一括して貼り合わせできる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の第１の例では、
圧電部材を多層に積層した積層体の二つの側面から絶縁
層を介して外部電極を形成するので、少なくともこの外
部電極の形成は個々の積層体ごとに行う必要があり、量
産性に課題がある。また、基板面に対して垂直方向の変
位を生じる構成であり、例えば磁気ディスク記録再生装
置のヘッドスライダの微小アクチュエータとして用いる
形状としては適さない。
圧電部材を多層に積層した積層体の二つの側面から絶縁
層を介して外部電極を形成するので、少なくともこの外
部電極の形成は個々の積層体ごとに行う必要があり、量
産性に課題がある。また、基板面に対して垂直方向の変
位を生じる構成であり、例えば磁気ディスク記録再生装
置のヘッドスライダの微小アクチュエータとして用いる
形状としては適さない。
【０００８】また、第２の例では、個別に分離された素
子を接着しているが、このような方式では素子転写基板
上に精度良く位置合わせして個別に貼り合わせることは
比較的困難であり、小型でかつ電極端子の数が多くなる
ほど電極形成基板との位置合わせずれが問題となる。ま
た、接着層ははんだ付けによる実装温度に耐える材料
で、かつ、その温度を受けた後でも所定溶液により除去
できるような安定な接着材料であることが要求される。
子を接着しているが、このような方式では素子転写基板
上に精度良く位置合わせして個別に貼り合わせることは
比較的困難であり、小型でかつ電極端子の数が多くなる
ほど電極形成基板との位置合わせずれが問題となる。ま
た、接着層ははんだ付けによる実装温度に耐える材料
で、かつ、その温度を受けた後でも所定溶液により除去
できるような安定な接着材料であることが要求される。
【０００９】本発明は、基板上に電極膜で挟まれた圧電
体薄膜同士を接着剤で積層して形成する圧電体素子にお
いて、特性劣化を生じず、高歩留まりで量産性の良い製
造方法を提供することを目的とする。特に、このような
圧電体素子を用いて、２個を一対として使用するアクチ
ュエータの量産性を向上して低コストで提供することを
目的とする。
体薄膜同士を接着剤で積層して形成する圧電体素子にお
いて、特性劣化を生じず、高歩留まりで量産性の良い製
造方法を提供することを目的とする。特に、このような
圧電体素子を用いて、２個を一対として使用するアクチ
ュエータの量産性を向上して低コストで提供することを
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板お
よび第２の基板上にそれぞれ下層電極膜、圧電体薄膜、
および上層電極膜を順次積層する工程と、これらの薄膜
が形成された面を対向させて接着固定する工程と、第２
の基板のみを選択的に除去する工程と、第１の基板上に
残された上記の薄膜を所定の形状にそれぞれまたは一括
して加工して分割された複数の構造体を形成する工程
と、この複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとともに
これらの電極膜を外部機器に接続するための外部接続電
極部を形成して複数の圧電体素子とする工程と、複数の
圧電体素子を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を
接着する工程と、第１の基板のみを選択的に除去する工
程と、仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下あ
るいは接着層を溶解することで仮固定用基板を分離する
とともに、上述の樹脂層を圧電体素子表面から除去して
複数の圧電体素子を個別に分離する工程とを有してい
る。
に本発明の薄膜圧電体素子の製造方法は、第１の基板お
よび第２の基板上にそれぞれ下層電極膜、圧電体薄膜、
および上層電極膜を順次積層する工程と、これらの薄膜
が形成された面を対向させて接着固定する工程と、第２
の基板のみを選択的に除去する工程と、第１の基板上に
残された上記の薄膜を所定の形状にそれぞれまたは一括
して加工して分割された複数の構造体を形成する工程
と、この複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとともに
これらの電極膜を外部機器に接続するための外部接続電
極部を形成して複数の圧電体素子とする工程と、複数の
圧電体素子を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を
接着する工程と、第１の基板のみを選択的に除去する工
程と、仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下あ
るいは接着層を溶解することで仮固定用基板を分離する
とともに、上述の樹脂層を圧電体素子表面から除去して
複数の圧電体素子を個別に分離する工程とを有してい
る。
【００１１】この製造方法により、第１の基板を選択的
に除去するためのエッチング時に圧電体素子は仮固定用
基板と樹脂により確実に保護されるので、圧電体素子の
圧電体薄膜の一部や絶縁膜あるいは外部接続電極部の導
体膜がエッチング液により侵されることを防ぐことがで
きる。また、これらの材料の選択の自由度が大きくな
り、実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶
縁膜材料を用いることができる。
に除去するためのエッチング時に圧電体素子は仮固定用
基板と樹脂により確実に保護されるので、圧電体素子の
圧電体薄膜の一部や絶縁膜あるいは外部接続電極部の導
体膜がエッチング液により侵されることを防ぐことがで
きる。また、これらの材料の選択の自由度が大きくな
り、実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶
縁膜材料を用いることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の薄膜圧電体素子の製造方
法は、第１の基板上に第１の下層電極膜、第１の圧電体
薄膜、および第１の上層電極膜を順次積層する工程と、
第２の基板上に第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、
および第２の上層電極膜を順次積層する工程と、第１の
上層電極膜と第２の上層電極膜とを対向させて接着固定
する工程と、第２の基板のみを選択的に除去する工程
と、第１の下層電極膜、第１の圧電体薄膜、第１の上層
電極膜、第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、第２の
上層電極膜、および接着層を所定の形状にそれぞれまた
は一括して加工して分割された複数の構造体を形成する
工程と、この複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとと
もに第１の上層電極膜、第１の下層電極膜、第２の上層
電極膜、および第２の下層電極膜を外部機器に接続する
ための外部接続電極部を形成して複数の圧電体素子とす
る工程と、複数の圧電体素子を樹脂層で被覆するととも
に仮固定用基板を接着する工程と、第１の基板のみを選
択的に除去する工程と、仮固定用基板を接着した接着層
の接着力を低下あるいは接着層を溶解することで仮固定
用基板を分離するとともに、上述の樹脂層を圧電素子表
面から除去して複数の圧電体素子を個別に分離する工程
とを少なくとも有している。
法は、第１の基板上に第１の下層電極膜、第１の圧電体
薄膜、および第１の上層電極膜を順次積層する工程と、
第２の基板上に第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、
および第２の上層電極膜を順次積層する工程と、第１の
上層電極膜と第２の上層電極膜とを対向させて接着固定
する工程と、第２の基板のみを選択的に除去する工程
と、第１の下層電極膜、第１の圧電体薄膜、第１の上層
電極膜、第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、第２の
上層電極膜、および接着層を所定の形状にそれぞれまた
は一括して加工して分割された複数の構造体を形成する
工程と、この複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとと
もに第１の上層電極膜、第１の下層電極膜、第２の上層
電極膜、および第２の下層電極膜を外部機器に接続する
ための外部接続電極部を形成して複数の圧電体素子とす
る工程と、複数の圧電体素子を樹脂層で被覆するととも
に仮固定用基板を接着する工程と、第１の基板のみを選
択的に除去する工程と、仮固定用基板を接着した接着層
の接着力を低下あるいは接着層を溶解することで仮固定
用基板を分離するとともに、上述の樹脂層を圧電素子表
面から除去して複数の圧電体素子を個別に分離する工程
とを少なくとも有している。
【００１３】この製造方法により、第１の基板を選択的
に除去するためのエッチング時に圧電体素子は仮固定用
基板と樹脂により確実に保護されるので、圧電体素子の
圧電体薄膜、絶縁膜、あるいは外部接続電極部の導体膜
がエッチング液により侵されることを防ぐことができ
る。また、これらの材料の選択の自由度が大きくなり、
実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶縁膜
材料を用いることができる。
に除去するためのエッチング時に圧電体素子は仮固定用
基板と樹脂により確実に保護されるので、圧電体素子の
圧電体薄膜、絶縁膜、あるいは外部接続電極部の導体膜
がエッチング液により侵されることを防ぐことができ
る。また、これらの材料の選択の自由度が大きくなり、
実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶縁膜
材料を用いることができる。
【００１４】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、第１の基板上に第１の下層電極膜と第１の圧電体薄
膜を順次積層する工程と、第２の基板上に第２の下層電
極膜と第２の圧電体薄膜を順次積層する工程と、第１の
圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とを対向させて導電性を
有する接着剤により接着固定する工程と、第２の基板の
みを選択的に除去する工程と、第１の下層電極膜、第１
の圧電体薄膜、第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、
および接着層を所定の形状にそれぞれまたは一括して加
工して分割された複数の構造体を形成する工程と、複数
の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとともに第１の下層電
極膜、第２の下層電極膜、および導電性材料からなる接
着層を外部機器に接続するための外部接続電極部を形成
して複数の圧電体素子とする工程と、複数の圧電体素子
を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を接着する工
程と、第１の基板のみを選択的に除去する工程と、仮固
定用基板を接着した接着層の接着力を低下あるいは接着
層を溶解することで仮固定用基板を分離するとともに上
述の樹脂層を圧電体素子表面から除去して前記複数の圧
電体素子を個別に分離する工程とを少なくとも有する。
は、第１の基板上に第１の下層電極膜と第１の圧電体薄
膜を順次積層する工程と、第２の基板上に第２の下層電
極膜と第２の圧電体薄膜を順次積層する工程と、第１の
圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とを対向させて導電性を
有する接着剤により接着固定する工程と、第２の基板の
みを選択的に除去する工程と、第１の下層電極膜、第１
の圧電体薄膜、第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、
および接着層を所定の形状にそれぞれまたは一括して加
工して分割された複数の構造体を形成する工程と、複数
の構造体それぞれを絶縁膜で覆うとともに第１の下層電
極膜、第２の下層電極膜、および導電性材料からなる接
着層を外部機器に接続するための外部接続電極部を形成
して複数の圧電体素子とする工程と、複数の圧電体素子
を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を接着する工
程と、第１の基板のみを選択的に除去する工程と、仮固
定用基板を接着した接着層の接着力を低下あるいは接着
層を溶解することで仮固定用基板を分離するとともに上
述の樹脂層を圧電体素子表面から除去して前記複数の圧
電体素子を個別に分離する工程とを少なくとも有する。
【００１５】この方法により、圧電体素子を挟むように
形成する一対の電極膜のうちの上層電極膜を導電性材料
からなる接着剤で兼用させることができるので、圧電体
素子上に上層電極膜を形成する工程を接着工程と同時に
行えるので、製造工程を簡略化することが可能である。
形成する一対の電極膜のうちの上層電極膜を導電性材料
からなる接着剤で兼用させることができるので、圧電体
素子上に上層電極膜を形成する工程を接着工程と同時に
行えるので、製造工程を簡略化することが可能である。
【００１６】さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方
法は、基板上に第１の下層電極膜、圧電体薄膜、および
第１の上層電極膜を順次積層する工程と、第１の下層電
極膜、圧電体薄膜、および第１の上層電極膜を所定の形
状にそれぞれまたは一括して加工して分割された複数の
構造体を形成する工程と、複数の構造体それぞれを絶縁
膜で覆うとともに第１の下層電極膜および第１の上層電
極膜を外部機器に接続するための外部接続電極部を形成
して複数の圧電体素子とする工程と、複数の圧電体素子
を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を接着する工
程と、基板のみを選択的に除去する工程と、仮固定用基
板を接着した接着層の接着力を低下あるいは接着層を溶
解することで仮固定用基板を除去するとともに樹脂層を
圧電体素子表面から除去する工程とを少なくとも有して
いる。
法は、基板上に第１の下層電極膜、圧電体薄膜、および
第１の上層電極膜を順次積層する工程と、第１の下層電
極膜、圧電体薄膜、および第１の上層電極膜を所定の形
状にそれぞれまたは一括して加工して分割された複数の
構造体を形成する工程と、複数の構造体それぞれを絶縁
膜で覆うとともに第１の下層電極膜および第１の上層電
極膜を外部機器に接続するための外部接続電極部を形成
して複数の圧電体素子とする工程と、複数の圧電体素子
を樹脂層で被覆するとともに仮固定用基板を接着する工
程と、基板のみを選択的に除去する工程と、仮固定用基
板を接着した接着層の接着力を低下あるいは接着層を溶
解することで仮固定用基板を除去するとともに樹脂層を
圧電体素子表面から除去する工程とを少なくとも有して
いる。
【００１７】この方法により、圧電体薄膜を一層のみと
する圧電体素子の場合にも、歩留まりが高く、かつ量産
性の良い製造方法を実現できる。
する圧電体素子の場合にも、歩留まりが高く、かつ量産
性の良い製造方法を実現できる。
【００１８】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、複数の構造体を形成する工程において、２個の構造
体を一対として一部の所定領域で少なくとも圧電体薄膜
が接続されるように加工する方法である。この方法によ
り、２個を一対としたアクチュエータの製造において、
この２個の圧電体素子を高精度に配置できるだけでな
く、隣接して形成された薄膜で一対の圧電体素子を作製
しているので、両方の圧電特性を均一化しやすい。さら
に、２個の構造体の一部が接続されて一体構成となって
いるので、仮固定用基板から除去する工程、および機器
の基板上へ実装する工程で一対の圧電体素子同士の変形
等を防止しやすく、かつ、高精度に位置決めできる。
は、複数の構造体を形成する工程において、２個の構造
体を一対として一部の所定領域で少なくとも圧電体薄膜
が接続されるように加工する方法である。この方法によ
り、２個を一対としたアクチュエータの製造において、
この２個の圧電体素子を高精度に配置できるだけでな
く、隣接して形成された薄膜で一対の圧電体素子を作製
しているので、両方の圧電特性を均一化しやすい。さら
に、２個の構造体の一部が接続されて一体構成となって
いるので、仮固定用基板から除去する工程、および機器
の基板上へ実装する工程で一対の圧電体素子同士の変形
等を防止しやすく、かつ、高精度に位置決めできる。
【００１９】さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方
法は、仮固定用基板を分離する工程において、仮固定用
基板上に接着された複数の圧電体素子よりも少なくとも
小さな開口部を有するメッシュ容器に上述した仮固定用
基板を保持した状態で接着層を溶解あるいは接着力を低
下させて仮固定用基板を分離するとともに、樹脂を圧電
体素子表面から除去して複数の圧電体素子が分離されメ
ッシュ容器に保持されるようにする方法である。
法は、仮固定用基板を分離する工程において、仮固定用
基板上に接着された複数の圧電体素子よりも少なくとも
小さな開口部を有するメッシュ容器に上述した仮固定用
基板を保持した状態で接着層を溶解あるいは接着力を低
下させて仮固定用基板を分離するとともに、樹脂を圧電
体素子表面から除去して複数の圧電体素子が分離されメ
ッシュ容器に保持されるようにする方法である。
【００２０】この方法により、仮固定用基板を分離し、
樹脂を圧電体素子から除去したときに、複数の圧電体素
子がメッシュ容器中に実装する状態と同じ面を向いて保
持されるので取り出しが簡単で、かつ、必要な洗浄を容
易に行うことができるし、また実装機で簡単に実装する
こともできる。
樹脂を圧電体素子から除去したときに、複数の圧電体素
子がメッシュ容器中に実装する状態と同じ面を向いて保
持されるので取り出しが簡単で、かつ、必要な洗浄を容
易に行うことができるし、また実装機で簡単に実装する
こともできる。
【００２１】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、外部接続電極部を圧電体素子の同一面側に形成する
方法である。この方法により、外部接続電極部の加工を
第１の基板上において一括して行うことができ、かつ、
外部機器との接続のための、例えばワイヤボンディング
による実装が効率よく行える。さらに外部接続電極部が
一つの面側に集中して設けられているので、圧電体素子
を基板に接着することも容易である。
は、外部接続電極部を圧電体素子の同一面側に形成する
方法である。この方法により、外部接続電極部の加工を
第１の基板上において一括して行うことができ、かつ、
外部機器との接続のための、例えばワイヤボンディング
による実装が効率よく行える。さらに外部接続電極部が
一つの面側に集中して設けられているので、圧電体素子
を基板に接着することも容易である。
【００２２】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、仮固定用基板を接着する接着剤と圧電体素子を被覆
する樹脂層とが同一材料であり、樹脂層により仮固定用
基板を接着する方法である。この方法により、仮固定用
基板の接着と圧電体素子をエッチング液から保護する樹
脂とを一度に形成できるので、工程が簡略化される。な
お、このような樹脂としては半導体用に用いられるワッ
クス、アクリル系の接着剤、熱可塑性樹脂、シリコン系
樹脂あるいはフォトレジスト等を用いることができる。
は、仮固定用基板を接着する接着剤と圧電体素子を被覆
する樹脂層とが同一材料であり、樹脂層により仮固定用
基板を接着する方法である。この方法により、仮固定用
基板の接着と圧電体素子をエッチング液から保護する樹
脂とを一度に形成できるので、工程が簡略化される。な
お、このような樹脂としては半導体用に用いられるワッ
クス、アクリル系の接着剤、熱可塑性樹脂、シリコン系
樹脂あるいはフォトレジスト等を用いることができる。
【００２３】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、仮固定用基板として第１の基板を除去するための
液、ガス、活性種を含むガス、または少なくとも一部が
イオン化したガスにより侵されない膜を仮固定用基板の
全面に形成した基板を用いる方法である。この方法によ
り、仮固定用基板の選択の自由度が大きくなるだけでな
く、繰り返して使用することもできる。例えば、仮固定
用基板としてガラスを用い、第１の基板としてシリコン
単結晶基板を用いる場合には、ガラスの表面全面にクロ
ム膜を形成すれば良い。また、仮固定用基板としてステ
ンレス板、鉄板、銅板等の金属板を用い、第１の基板と
して酸化マグネシウム単結晶基板を用いる場合には、こ
れらの金属板の表面全面にクロム膜、酸化ケイ素膜等を
形成すれば良い。
は、仮固定用基板として第１の基板を除去するための
液、ガス、活性種を含むガス、または少なくとも一部が
イオン化したガスにより侵されない膜を仮固定用基板の
全面に形成した基板を用いる方法である。この方法によ
り、仮固定用基板の選択の自由度が大きくなるだけでな
く、繰り返して使用することもできる。例えば、仮固定
用基板としてガラスを用い、第１の基板としてシリコン
単結晶基板を用いる場合には、ガラスの表面全面にクロ
ム膜を形成すれば良い。また、仮固定用基板としてステ
ンレス板、鉄板、銅板等の金属板を用い、第１の基板と
して酸化マグネシウム単結晶基板を用いる場合には、こ
れらの金属板の表面全面にクロム膜、酸化ケイ素膜等を
形成すれば良い。
【００２４】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、仮固定用基板として第１の基板を複数個接着可能な
大きさの基板を用いる方法である。この方法により、仮
固定用基板に圧電体素子が形成された第１の基板を複数
個接着して、一括して第１の基板を除去することが可能
となり、第１の基板の除去工程が簡略化できる。さら
に、仮固定用基板から複数の圧電体素子を分離する工程
も簡略化できる。
は、仮固定用基板として第１の基板を複数個接着可能な
大きさの基板を用いる方法である。この方法により、仮
固定用基板に圧電体素子が形成された第１の基板を複数
個接着して、一括して第１の基板を除去することが可能
となり、第１の基板の除去工程が簡略化できる。さら
に、仮固定用基板から複数の圧電体素子を分離する工程
も簡略化できる。
【００２５】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、同一の材料と形状を有する第１の基板と第２の基板
とを用いて製造する方法である。この方法により、これ
らの基板上に形成する圧電体薄膜の特性をほぼ同一とす
ることができる。さらに、第１の圧電体薄膜と第２の圧
電体薄膜の成膜条件を同一にできるので、同時成膜する
ことも可能で量産性を向上できる。
は、同一の材料と形状を有する第１の基板と第２の基板
とを用いて製造する方法である。この方法により、これ
らの基板上に形成する圧電体薄膜の特性をほぼ同一とす
ることができる。さらに、第１の圧電体薄膜と第２の圧
電体薄膜の成膜条件を同一にできるので、同時成膜する
ことも可能で量産性を向上できる。
【００２６】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、第１の基板と第２の基板は酸化マグネシウム単結晶
基板、シリコン単結晶基板、チタン酸ストロンチウム単
結晶基板、およびサファイヤ基板から選ばれた２種類か
らなる組み合わせの基板を用いる方法である。この方法
により、例えば第１の基板として酸化マグネシウム単結
晶基板、第２の基板としてシリコン単結晶基板を用いれ
ば、第２の基板であるシリコン単結晶基板を除去するた
めのウエットエッチングあるいはドライエッチングで第
１の基板である酸化マグネシウム単結晶基板はエッチン
グされないので、第１の基板を樹脂等で保護する工程が
必要なくなる。なお、シリコン単結晶基板上に圧電体薄
膜を形成する場合には薄膜形成後に熱処理を行えば、酸
化マグネシウム単結晶基板上の圧電体薄膜と同程度の特
性を得ることができる。
は、第１の基板と第２の基板は酸化マグネシウム単結晶
基板、シリコン単結晶基板、チタン酸ストロンチウム単
結晶基板、およびサファイヤ基板から選ばれた２種類か
らなる組み合わせの基板を用いる方法である。この方法
により、例えば第１の基板として酸化マグネシウム単結
晶基板、第２の基板としてシリコン単結晶基板を用いれ
ば、第２の基板であるシリコン単結晶基板を除去するた
めのウエットエッチングあるいはドライエッチングで第
１の基板である酸化マグネシウム単結晶基板はエッチン
グされないので、第１の基板を樹脂等で保護する工程が
必要なくなる。なお、シリコン単結晶基板上に圧電体薄
膜を形成する場合には薄膜形成後に熱処理を行えば、酸
化マグネシウム単結晶基板上の圧電体薄膜と同程度の特
性を得ることができる。
【００２７】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、第１の下層電極膜と第２の下層電極膜とが同一の材
料および成膜方式で形成される方法である。この方法に
より、第１の基板および第２の基板を混在して電極膜を
形成可能となり、高価な成膜装置を有効に利用でき、量
産性をさらに向上できる。
は、第１の下層電極膜と第２の下層電極膜とが同一の材
料および成膜方式で形成される方法である。この方法に
より、第１の基板および第２の基板を混在して電極膜を
形成可能となり、高価な成膜装置を有効に利用でき、量
産性をさらに向上できる。
【００２８】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とが同一の材
料および成膜方式で形成される方法である。この方法に
より、最も成膜時間がかかり、生産性の悪い圧電体薄膜
を効率的に成膜できる。またさらに、第１の圧電体薄膜
と第２の圧電体薄膜を同じ装置で、同時に成膜すること
で積層したときの圧電体薄膜特性をほぼ均一にできる。
特に、第１の基板と第２の基板を同一とし、第１の下層
電極膜と第２の下層電極膜とを同一にして、これらの基
板上に圧電体薄膜を同時に成膜すればさらに特性を均一
にすることができる。
は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とが同一の材
料および成膜方式で形成される方法である。この方法に
より、最も成膜時間がかかり、生産性の悪い圧電体薄膜
を効率的に成膜できる。またさらに、第１の圧電体薄膜
と第２の圧電体薄膜を同じ装置で、同時に成膜すること
で積層したときの圧電体薄膜特性をほぼ均一にできる。
特に、第１の基板と第２の基板を同一とし、第１の下層
電極膜と第２の下層電極膜とを同一にして、これらの基
板上に圧電体薄膜を同時に成膜すればさらに特性を均一
にすることができる。
【００２９】また、本発明の薄膜圧電体素子の製造方法
は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜の厚さが略等
しくなるように形成する方法である。このような方法に
より、圧電体素子のそれぞれの圧電体薄膜に同一電圧を
印加しても、同一の電界強度とすることができ、特性の
均一化と信頼性を向上できる。
は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜の厚さが略等
しくなるように形成する方法である。このような方法に
より、圧電体素子のそれぞれの圧電体薄膜に同一電圧を
印加しても、同一の電界強度とすることができ、特性の
均一化と信頼性を向上できる。
【００３０】さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方
法は、第１の上層電極膜と第２の上層電極膜とを対向さ
せて接着固定する接着層の厚さが少なくとも第２の圧電
体薄膜の厚さと略等しくなるように形成する方法であ
る。この方法により、接着層が構造体としての強度を向
上する一方、第２の圧電体薄膜側から外部接続電極部を
形成するためにビアホール加工するときの加工性を確保
できる。すなわち、接着層を第２の圧電体薄膜よりも厚
くすれば構造体としての強度はより向上するが、第１の
上層電極膜および第２の上層電極膜を外部接続電極部に
接続するためのビアホール形成は逆に困難となる。ま
た、逆に薄くすればビアホール形成は容易となるが、構
造体としての強度が低下する。これらの両方を満足させ
るための膜厚としては、第２の圧電体薄膜の厚さと略等
しくすることが望ましい。
法は、第１の上層電極膜と第２の上層電極膜とを対向さ
せて接着固定する接着層の厚さが少なくとも第２の圧電
体薄膜の厚さと略等しくなるように形成する方法であ
る。この方法により、接着層が構造体としての強度を向
上する一方、第２の圧電体薄膜側から外部接続電極部を
形成するためにビアホール加工するときの加工性を確保
できる。すなわち、接着層を第２の圧電体薄膜よりも厚
くすれば構造体としての強度はより向上するが、第１の
上層電極膜および第２の上層電極膜を外部接続電極部に
接続するためのビアホール形成は逆に困難となる。ま
た、逆に薄くすればビアホール形成は容易となるが、構
造体としての強度が低下する。これらの両方を満足させ
るための膜厚としては、第２の圧電体薄膜の厚さと略等
しくすることが望ましい。
【００３１】さらに、本発明の薄膜圧電体素子の製造方
法は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とを対向さ
せて接着固定する導電性材料による接着層の厚さが少な
くとも第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくなるように形
成する方法である。この方法により、導電性の接着層が
上層電極としての機能も有するので、上層電極膜の形成
工程を省略できる。この接着層の膜厚としては、構造体
としての強度を向上するためには膜厚を厚くするほうが
良いが、その場合には外部接続電極部を形成するための
ビアホール形成が難しくなる。一方、接着層の膜厚を逆
に薄くすればビアホール形成は容易となるが、構造体と
しての強度が低下する。これらの両方を満足させるため
の膜厚としては、第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくす
ることが望ましい。
法は、第１の圧電体薄膜と第２の圧電体薄膜とを対向さ
せて接着固定する導電性材料による接着層の厚さが少な
くとも第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくなるように形
成する方法である。この方法により、導電性の接着層が
上層電極としての機能も有するので、上層電極膜の形成
工程を省略できる。この接着層の膜厚としては、構造体
としての強度を向上するためには膜厚を厚くするほうが
良いが、その場合には外部接続電極部を形成するための
ビアホール形成が難しくなる。一方、接着層の膜厚を逆
に薄くすればビアホール形成は容易となるが、構造体と
しての強度が低下する。これらの両方を満足させるため
の膜厚としては、第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくす
ることが望ましい。
【００３２】さらに、本発明の薄膜圧電体素子は、電極
膜で挟まれ膜面に対して垂直方向に配向した圧電体薄膜
が接着層を介して一対固着された構造体と、この構造体
を覆うように形成された絶縁膜と、構造体の一方の面側
に構造体を構成する電極膜のそれぞれと接続する外部接
続電極部とを少なくとも有するとともに、上述の一対の
圧電体薄膜の各々の厚さと接着層の厚さを略等しくした
構成である。
膜で挟まれ膜面に対して垂直方向に配向した圧電体薄膜
が接着層を介して一対固着された構造体と、この構造体
を覆うように形成された絶縁膜と、構造体の一方の面側
に構造体を構成する電極膜のそれぞれと接続する外部接
続電極部とを少なくとも有するとともに、上述の一対の
圧電体薄膜の各々の厚さと接着層の厚さを略等しくした
構成である。
【００３３】この構成により、それぞれの圧電体薄膜に
同電位を印加したときに生じる変位量および電界強度を
ほぼ同一にできる。これに加えて、接着層を圧電体薄膜
と略等しくしているので、パターン形成およびビアホー
ルによる外部接続電極部形成を高精度で、信頼性良く加
工でき、かつ、圧電体素子としての剛性も大きくでき
る。
同電位を印加したときに生じる変位量および電界強度を
ほぼ同一にできる。これに加えて、接着層を圧電体薄膜
と略等しくしているので、パターン形成およびビアホー
ルによる外部接続電極部形成を高精度で、信頼性良く加
工でき、かつ、圧電体素子としての剛性も大きくでき
る。
【００３４】また、本発明の薄膜圧電体素子は、膜面に
対して垂直方向に配向し、その一方の面のみに電極膜が
形成された圧電体薄膜が導電性の接着剤を介して一対固
着された構造体と、この構造体を覆うように形成された
絶縁膜と、構造体の一方の面側に構造体を構成する電極
膜および接着層のそれぞれと接続する外部接続電極部と
を少なくとも有する構成である。この構成により、圧電
体素子の作成において第１の上層電極膜、第２の上層電
極膜を作成する必要がなくなり、成膜工程が簡略化され
るだけでなく、外部接続電極を形成するためのビアホー
ル形成プロセスも簡略化できる。
対して垂直方向に配向し、その一方の面のみに電極膜が
形成された圧電体薄膜が導電性の接着剤を介して一対固
着された構造体と、この構造体を覆うように形成された
絶縁膜と、構造体の一方の面側に構造体を構成する電極
膜および接着層のそれぞれと接続する外部接続電極部と
を少なくとも有する構成である。この構成により、圧電
体素子の作成において第１の上層電極膜、第２の上層電
極膜を作成する必要がなくなり、成膜工程が簡略化され
るだけでなく、外部接続電極を形成するためのビアホー
ル形成プロセスも簡略化できる。
【００３５】また、本発明の薄膜圧電体素子は、電極膜
で挟まれ膜面に対して垂直方向に配向した圧電体薄膜が
接着層を介して一対固着された構造体の２個を一対とし
て、この構造体の一部の所定領域で少なくとも圧電体薄
膜が接続されて構造体同士が一体化した一対の構造体
と、この一対の構造体を覆うように形成された絶縁膜
と、圧電体薄膜が接続された近傍領域で、かつ、同一面
側部に一対の構造体を構成する電極膜のそれぞれを外部
機器と接続するために設けた外部接続電極部とを有する
構成である。
で挟まれ膜面に対して垂直方向に配向した圧電体薄膜が
接着層を介して一対固着された構造体の２個を一対とし
て、この構造体の一部の所定領域で少なくとも圧電体薄
膜が接続されて構造体同士が一体化した一対の構造体
と、この一対の構造体を覆うように形成された絶縁膜
と、圧電体薄膜が接続された近傍領域で、かつ、同一面
側部に一対の構造体を構成する電極膜のそれぞれを外部
機器と接続するために設けた外部接続電極部とを有する
構成である。
【００３６】この構成により、低電圧で駆動できるだけ
でなく、２個の圧電体素子に加える電圧を適当に制御す
れば変位量を１個のみの場合に比べて約２倍とすること
ができる。さらに、構造体同士を外部接続電極部近傍の
所定領域で接続し一体化しているので、一対の圧電体素
子の取り扱いおよび基板上への実装が非常に簡略化され
るだけでなく、高精度に実装できる。
でなく、２個の圧電体素子に加える電圧を適当に制御す
れば変位量を１個のみの場合に比べて約２倍とすること
ができる。さらに、構造体同士を外部接続電極部近傍の
所定領域で接続し一体化しているので、一対の圧電体素
子の取り扱いおよび基板上への実装が非常に簡略化され
るだけでなく、高精度に実装できる。
【００３７】また、本発明の薄膜圧電体素子は、上述の
構造体の外部接続電極部を形成する面側と反対面に設け
る絶縁膜は外部機器への接着層とした構成である。この
構成により、圧電体素子を基板上で複数個作製した状態
で、絶縁膜と外部接続電極部を形成し、圧電体素子を分
離して所定の基板上に接着固定するときに接着固定面の
みでなく、第１の基板あるいは基板に接触していた圧電
体素子面全体にも塗布すれば、量産性の良い保護膜の形
成が可能となる。さらに、全面を絶縁膜で覆うことで、
圧電体素子を外部からの湿気や腐食性のガスから保護す
ることができる。
構造体の外部接続電極部を形成する面側と反対面に設け
る絶縁膜は外部機器への接着層とした構成である。この
構成により、圧電体素子を基板上で複数個作製した状態
で、絶縁膜と外部接続電極部を形成し、圧電体素子を分
離して所定の基板上に接着固定するときに接着固定面の
みでなく、第１の基板あるいは基板に接触していた圧電
体素子面全体にも塗布すれば、量産性の良い保護膜の形
成が可能となる。さらに、全面を絶縁膜で覆うことで、
圧電体素子を外部からの湿気や腐食性のガスから保護す
ることができる。
【００３８】以下、本発明の実施の形態について図面を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００３９】（第１の実施の形態）図１は本第１の実施
の形態の製造方法により作製した２個の圧電体素子を一
対としたアクチュエータの平面図である。このアクチュ
エータは磁気ディスク記録再生装置において、ヘッドス
ライダをディスク上の所定のトラック位置に高精度に微
小位置決めするために用いられる。図に示すアクチュエ
ータは２個の圧電体素子７０、７０を備え、これら素子
７０、７０はＡ−Ａ’線に対して互いが鏡像の関係をも
って形成されている。図１におけるＸ−Ｘ’線、Ｙ−
Ｙ’線に沿った断面構造を図２（Ａ）、（Ｂ）にそれぞ
れ示す。以下、これらの図を用いてその構成を説明す
る。
の形態の製造方法により作製した２個の圧電体素子を一
対としたアクチュエータの平面図である。このアクチュ
エータは磁気ディスク記録再生装置において、ヘッドス
ライダをディスク上の所定のトラック位置に高精度に微
小位置決めするために用いられる。図に示すアクチュエ
ータは２個の圧電体素子７０、７０を備え、これら素子
７０、７０はＡ−Ａ’線に対して互いが鏡像の関係をも
って形成されている。図１におけるＸ−Ｘ’線、Ｙ−
Ｙ’線に沿った断面構造を図２（Ａ）、（Ｂ）にそれぞ
れ示す。以下、これらの図を用いてその構成を説明す
る。
【００４０】図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、２個の
圧電体素子７０、７０は同一構造で、それぞれにおい
て、第１の下層電極膜５２と第１の上層電極膜５４とで
挟まれた第１の圧電体薄膜５３、第２の下層電極膜５６
と第２の上層電極膜５８とで挟まれた第２の圧電体薄膜
５７とを接着層６０で貼り合わせて構造体６６が形成さ
れ、この構造体６６を覆うように絶縁膜６２が形成され
る。同時に、この絶縁膜６２は２個の圧電体素子７０、
７０のそれぞれに設けられたビアホール９６、９８の間
の領域６３にも充填するように形成されており、これに
より２個の圧電体素子７０、７０を一体化している。こ
のような構成とすることで、所定の基板上に実装すると
きのハンドリングと位置決めが容易となる。
圧電体素子７０、７０は同一構造で、それぞれにおい
て、第１の下層電極膜５２と第１の上層電極膜５４とで
挟まれた第１の圧電体薄膜５３、第２の下層電極膜５６
と第２の上層電極膜５８とで挟まれた第２の圧電体薄膜
５７とを接着層６０で貼り合わせて構造体６６が形成さ
れ、この構造体６６を覆うように絶縁膜６２が形成され
る。同時に、この絶縁膜６２は２個の圧電体素子７０、
７０のそれぞれに設けられたビアホール９６、９８の間
の領域６３にも充填するように形成されており、これに
より２個の圧電体素子７０、７０を一体化している。こ
のような構成とすることで、所定の基板上に実装すると
きのハンドリングと位置決めが容易となる。
【００４１】また、これらの電極膜の外部機器との接続
のために図２（Ｂ）に示すように、フォトリソおよびエ
ッチングによりビアホール９６、９８と接続用電極膜７
３を形成して、所定の外部機器との外部接続電極部７５
を作製する。なお、第１の下層電極膜５２に対しては、
第２の圧電体薄膜５７から第１の圧電体薄膜５３までを
エッチングして露出させた個所、第２の下層電極膜５６
に対しては、絶縁膜６２をエッチングして露出した個
所、および、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜
５８に対しては、ビアホール９６、９８から接続用電極
膜７３を用いて表面に引き出した個所が、それぞれ外部
接続電極部７５となる。
のために図２（Ｂ）に示すように、フォトリソおよびエ
ッチングによりビアホール９６、９８と接続用電極膜７
３を形成して、所定の外部機器との外部接続電極部７５
を作製する。なお、第１の下層電極膜５２に対しては、
第２の圧電体薄膜５７から第１の圧電体薄膜５３までを
エッチングして露出させた個所、第２の下層電極膜５６
に対しては、絶縁膜６２をエッチングして露出した個
所、および、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜
５８に対しては、ビアホール９６、９８から接続用電極
膜７３を用いて表面に引き出した個所が、それぞれ外部
接続電極部７５となる。
【００４２】以下、この圧電体素子７０の製造方法につ
いて、図３から図６を用いて説明する。なお、図３から
図５の工程説明図においては、図１に示すＸ−Ｘ’線に
沿った断面部を示す。
いて、図３から図６を用いて説明する。なお、図３から
図５の工程説明図においては、図１に示すＸ−Ｘ’線に
沿った断面部を示す。
【００４３】図３（Ａ）は、第１の基板５１上に第１の
下層電極膜５２、第１の圧電体薄膜５３、第１の上層電
極膜５４を順次形成した基板と、第２の基板５５上に第
２の下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜５７、第２の上
層電極膜５８を同様に順次形成した基板を、第１の上層
電極膜５４と第２の上層電極膜５８とが対向するように
配置した状態を示す。例えば、第１の基板５１および第
２の基板５５として酸化マグネシウム単結晶基板の（１
００）面を用い、第１の下層電極膜５２および第２の下
層電極膜５６として白金（Ｐｔ）を用いてスパッタリン
グにより成膜すれば（１００）に配向したＰｔの電極膜
を得ることが容易である。さらに、このＰｔ膜からなる
第１の下層電極膜５２、第２の下層電極膜５６上にチタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をスパッタリングにより成
膜すればぺロブスカイト型の膜面に垂直方向に配向した
圧電特性の良好な圧電体薄膜を得ることができる。第１
の圧電体薄膜５３および第２の圧電体薄膜５７の厚さを
約３μｍとすることで、駆動電圧を１０Ｖ以下とするこ
とができる。また、第１の上層電極膜５４と第２の上層
電極膜５８の材料としては、圧電体薄膜をエッチングす
るときに電極膜がエッチングされないような選択性を有
する材料であれば特に制約がなく、同様にＰｔ膜を用い
ても良いし、ニクロム、金、銅、タンタル、ニッケル等
の金属材料や導電性の酸化物材料あるいは窒化物材料を
用いてもよい。
下層電極膜５２、第１の圧電体薄膜５３、第１の上層電
極膜５４を順次形成した基板と、第２の基板５５上に第
２の下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜５７、第２の上
層電極膜５８を同様に順次形成した基板を、第１の上層
電極膜５４と第２の上層電極膜５８とが対向するように
配置した状態を示す。例えば、第１の基板５１および第
２の基板５５として酸化マグネシウム単結晶基板の（１
００）面を用い、第１の下層電極膜５２および第２の下
層電極膜５６として白金（Ｐｔ）を用いてスパッタリン
グにより成膜すれば（１００）に配向したＰｔの電極膜
を得ることが容易である。さらに、このＰｔ膜からなる
第１の下層電極膜５２、第２の下層電極膜５６上にチタ
ン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）をスパッタリングにより成
膜すればぺロブスカイト型の膜面に垂直方向に配向した
圧電特性の良好な圧電体薄膜を得ることができる。第１
の圧電体薄膜５３および第２の圧電体薄膜５７の厚さを
約３μｍとすることで、駆動電圧を１０Ｖ以下とするこ
とができる。また、第１の上層電極膜５４と第２の上層
電極膜５８の材料としては、圧電体薄膜をエッチングす
るときに電極膜がエッチングされないような選択性を有
する材料であれば特に制約がなく、同様にＰｔ膜を用い
ても良いし、ニクロム、金、銅、タンタル、ニッケル等
の金属材料や導電性の酸化物材料あるいは窒化物材料を
用いてもよい。
【００４４】このように形成した基板同士を図３（Ｂ）
に示すように、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極
膜５８とを対向させて接着剤により接着固定する。この
接着剤は金属やセラミックを接着するために一般的に用
いられている無機系あるいは有機系の接着剤であって、
接着後の接着層６０が粘弾性を示さないものであること
が望ましい。さらには、接着後に粘弾性を示さないもの
であれば、フォトレジスト材料も使用可能であるが、な
かでも耐熱性を向上させたフォトレジストはより有効な
接着剤として使用できる。また、接着層６０の厚さは、
少なくとも第２の圧電体薄膜５７の厚さとほぼ同じにす
ることが望ましい。これは、後述するように、この第２
の圧電体薄膜５７を含めて接着層６０を所定のパターン
に加工する必要があり、接着層６０が厚くなりすぎると
エッチングが非常に困難となるし、逆に薄すぎると圧電
体素子としての剛性が低下する。圧電体素子の厚さは圧
電特性から設定されるが、接着層の厚さもこの圧電体素
子の厚さとほぼ同じようにすれば剛性とパターン加工性
を最適化できる。
に示すように、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極
膜５８とを対向させて接着剤により接着固定する。この
接着剤は金属やセラミックを接着するために一般的に用
いられている無機系あるいは有機系の接着剤であって、
接着後の接着層６０が粘弾性を示さないものであること
が望ましい。さらには、接着後に粘弾性を示さないもの
であれば、フォトレジスト材料も使用可能であるが、な
かでも耐熱性を向上させたフォトレジストはより有効な
接着剤として使用できる。また、接着層６０の厚さは、
少なくとも第２の圧電体薄膜５７の厚さとほぼ同じにす
ることが望ましい。これは、後述するように、この第２
の圧電体薄膜５７を含めて接着層６０を所定のパターン
に加工する必要があり、接着層６０が厚くなりすぎると
エッチングが非常に困難となるし、逆に薄すぎると圧電
体素子としての剛性が低下する。圧電体素子の厚さは圧
電特性から設定されるが、接着層の厚さもこの圧電体素
子の厚さとほぼ同じようにすれば剛性とパターン加工性
を最適化できる。
【００４５】次に図３（Ｃ）に示すように、第２の基板
５５のみを選択的に除去する。この除去方法としては、
ウエットエッチングあるいはドライエッチングが可能で
ある。第１の基板５１と第２の基板５５とが同一材料
で、第２の基板５５をウエットエッチングで除去すると
きには、あらかじめ第１の基板５１がエッチング液に触
れることがないようにフォトレジスト等の耐エッチング
性の材料で覆っておくことが望ましい。これらの基板と
して、酸化マグネシウム単結晶基板を用いる場合には加
熱されたリン酸溶液により第２の基板５５を除去するこ
とができる。また、シリコン単結晶基板を用いる場合に
は、フッ酸と硝酸の混液を用いれば除去することができ
る。
５５のみを選択的に除去する。この除去方法としては、
ウエットエッチングあるいはドライエッチングが可能で
ある。第１の基板５１と第２の基板５５とが同一材料
で、第２の基板５５をウエットエッチングで除去すると
きには、あらかじめ第１の基板５１がエッチング液に触
れることがないようにフォトレジスト等の耐エッチング
性の材料で覆っておくことが望ましい。これらの基板と
して、酸化マグネシウム単結晶基板を用いる場合には加
熱されたリン酸溶液により第２の基板５５を除去するこ
とができる。また、シリコン単結晶基板を用いる場合に
は、フッ酸と硝酸の混液を用いれば除去することができ
る。
【００４６】ドライエッチングで除去するときには、第
１の基板５１はエッチングテーブル上に密着しておかれ
るので、エッチングガスに曝されるのは第１の基板５１
の側面部のみとなる。したがって、この場合には特に耐
エッチング性の材料で第１の基板５１の全面を覆う必要
はない。また、第２の基板５５を除去する場合に、この
第２の基板５５を前もって研磨して薄くしておき、その
後ウエットエッチングあるいはドライエッチングで除去
することも可能である。
１の基板５１はエッチングテーブル上に密着しておかれ
るので、エッチングガスに曝されるのは第１の基板５１
の側面部のみとなる。したがって、この場合には特に耐
エッチング性の材料で第１の基板５１の全面を覆う必要
はない。また、第２の基板５５を除去する場合に、この
第２の基板５５を前もって研磨して薄くしておき、その
後ウエットエッチングあるいはドライエッチングで除去
することも可能である。
【００４７】第２の基板５５を除去すると、第２の基板
５５上に形成した第２の下層電極膜５６、第２の圧電体
薄膜５７、および第２の上層電極膜５８も含めて、すべ
ての膜が第１の基板５１上に堆積された形態となる。こ
の状態で、図１の破線で囲まれた領域を残して、それ以
外の部分をフォトリソおよびエッチングによって選択的
に除去することで、図４（Ａ）に示すように第１の基板
５１上に分離した複数の構造体６６、６６を得ることが
できる。
５５上に形成した第２の下層電極膜５６、第２の圧電体
薄膜５７、および第２の上層電極膜５８も含めて、すべ
ての膜が第１の基板５１上に堆積された形態となる。こ
の状態で、図１の破線で囲まれた領域を残して、それ以
外の部分をフォトリソおよびエッチングによって選択的
に除去することで、図４（Ａ）に示すように第１の基板
５１上に分離した複数の構造体６６、６６を得ることが
できる。
【００４８】例えば、積層された膜のすべてをエッチン
グして分離する場合には、フォトレジストを所定のパタ
ーンに形成した後、第２の下層電極膜５６、第２の圧電
体薄膜５７、第２の上層電極膜５８、接着層６０、第１
の上層電極膜５４、第１の圧電体薄膜５３、および第１
の下層電極膜５２をそれぞれ別の反応ガス、あるいは同
じ反応ガスを用いてドライエッチングにより行えば良
い。また、ウエットエッチングでも可能であるし、必要
に応じてウエットエッチングとドライエッチングを併用
することも可能である。なお、構造体６６、６６を形成
するときに同時にビアホール９６、９８も加工すれば、
工程を簡略化できる。
グして分離する場合には、フォトレジストを所定のパタ
ーンに形成した後、第２の下層電極膜５６、第２の圧電
体薄膜５７、第２の上層電極膜５８、接着層６０、第１
の上層電極膜５４、第１の圧電体薄膜５３、および第１
の下層電極膜５２をそれぞれ別の反応ガス、あるいは同
じ反応ガスを用いてドライエッチングにより行えば良
い。また、ウエットエッチングでも可能であるし、必要
に応じてウエットエッチングとドライエッチングを併用
することも可能である。なお、構造体６６、６６を形成
するときに同時にビアホール９６、９８も加工すれば、
工程を簡略化できる。
【００４９】さらに、図４（Ｂ）に示すように構造体６
６、６６に絶縁膜６２を被覆する。この絶縁膜としては
液状の樹脂を塗布して、熱処理を行い硬化させることで
作製できる。例えば、液状のポリアミドをスピンナで塗
布し、乾燥させた後に３５０℃程度で加熱してポリイミ
ド膜としても良いし、その他有機樹脂を塗布して加熱硬
化させても良いし、ゾルゲル法による酸化ケイ素を主体
とする膜を形成しても良い。さらに、スパッタリングや
ＣＶＤ法により酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜、あるいは
これらの混合膜等を用いることもできる。
６、６６に絶縁膜６２を被覆する。この絶縁膜としては
液状の樹脂を塗布して、熱処理を行い硬化させることで
作製できる。例えば、液状のポリアミドをスピンナで塗
布し、乾燥させた後に３５０℃程度で加熱してポリイミ
ド膜としても良いし、その他有機樹脂を塗布して加熱硬
化させても良いし、ゾルゲル法による酸化ケイ素を主体
とする膜を形成しても良い。さらに、スパッタリングや
ＣＶＤ法により酸化ケイ素膜、窒化ケイ素膜、あるいは
これらの混合膜等を用いることもできる。
【００５０】さらに、ビアホール９６、９８領域の絶縁
膜６２をフォトリソおよびエッチングした後、接続用電
極膜７３を図２（Ｂ）に示すように形成する。この結
果、それぞれの電極膜を外部機器と接続するための外部
接続電極部７５が形成される。例えば、第１の下層電極
膜５２に対しては、第２の下層電極膜５６から第１の圧
電体薄膜５３までをエッチングして露出させた個所、第
２の下層電極膜５６に対しては、絶縁膜６２をエッチン
グして露出した個所、および、第１の上層電極膜５４と
第２の上層電極膜５８に対しては、ビアホール９６、９
８から接続用電極膜７３を用いて表面に引き出した個所
が、それぞれ外部接続電極部７５となる。
膜６２をフォトリソおよびエッチングした後、接続用電
極膜７３を図２（Ｂ）に示すように形成する。この結
果、それぞれの電極膜を外部機器と接続するための外部
接続電極部７５が形成される。例えば、第１の下層電極
膜５２に対しては、第２の下層電極膜５６から第１の圧
電体薄膜５３までをエッチングして露出させた個所、第
２の下層電極膜５６に対しては、絶縁膜６２をエッチン
グして露出した個所、および、第１の上層電極膜５４と
第２の上層電極膜５８に対しては、ビアホール９６、９
８から接続用電極膜７３を用いて表面に引き出した個所
が、それぞれ外部接続電極部７５となる。
【００５１】このための加工方法としては、例えば第１
の下層電極膜５２のみを露出させるためには、第１の圧
電体薄膜５３までをエッチングした後に再度フォトリソ
を行い所定のレジストパターン形状を作製してから、第
１の下層電極膜５２の不要部分をエッチング除去すれ
ば、第１の下層電極膜５２の所定パターンのみを露出さ
せることができる。なお、第１の基板５１を除去すると
きの薬液に第１の圧電体薄膜５３が曝され難くするため
には、第１の下層電極膜５２を第１の圧電体薄膜５３よ
りもやや幅広としておくことが有効な手段の一つであ
る。これに対しては、この第１の下層電極膜５２を外部
接続電極部７５となる領域のみ露出するだけでなく、第
１の圧電体薄膜５３の外形よりも幅広に同時に形成すれ
ばよいが、このようなパターン形状の作成は工程数の増
加を伴わずに簡単に行える。
の下層電極膜５２のみを露出させるためには、第１の圧
電体薄膜５３までをエッチングした後に再度フォトリソ
を行い所定のレジストパターン形状を作製してから、第
１の下層電極膜５２の不要部分をエッチング除去すれ
ば、第１の下層電極膜５２の所定パターンのみを露出さ
せることができる。なお、第１の基板５１を除去すると
きの薬液に第１の圧電体薄膜５３が曝され難くするため
には、第１の下層電極膜５２を第１の圧電体薄膜５３よ
りもやや幅広としておくことが有効な手段の一つであ
る。これに対しては、この第１の下層電極膜５２を外部
接続電極部７５となる領域のみ露出するだけでなく、第
１の圧電体薄膜５３の外形よりも幅広に同時に形成すれ
ばよいが、このようなパターン形状の作成は工程数の増
加を伴わずに簡単に行える。
【００５２】また、ビアホール９６、９８部分の形成に
対しては、図２（Ｂ）で示す所定の位置において第２の
下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜５７を選択エッチン
グして第２の上層電極膜５８を露出させる。次に、選択
エッチングした領域よりも小さな形状のレジストパター
ンをフォトリソで作製し、第２の上層電極膜５８と接着
層６０をエッチングすれば形成できる。その後、絶縁膜
６２を形成し、所定のパターンにエッチングした後、接
続用電極膜７３を形成して所定のパターン形状を作製す
れば、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜５８を
共通に接続して表面まで引き出し、表面に外部接続電極
部７５を有する構造が得られる。
対しては、図２（Ｂ）で示す所定の位置において第２の
下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜５７を選択エッチン
グして第２の上層電極膜５８を露出させる。次に、選択
エッチングした領域よりも小さな形状のレジストパター
ンをフォトリソで作製し、第２の上層電極膜５８と接着
層６０をエッチングすれば形成できる。その後、絶縁膜
６２を形成し、所定のパターンにエッチングした後、接
続用電極膜７３を形成して所定のパターン形状を作製す
れば、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜５８を
共通に接続して表面まで引き出し、表面に外部接続電極
部７５を有する構造が得られる。
【００５３】なお、接着層６０としては導電性材料を用
いることもできるが、その場合には上述の２回目のパタ
ーン形成とエッチングは不要であり、工程を簡略化でき
る。さらに、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜
５８とをそれぞれ個別に取り出すことが必要な場合に
も、同様な工程で容易に行うことができる。
いることもできるが、その場合には上述の２回目のパタ
ーン形成とエッチングは不要であり、工程を簡略化でき
る。さらに、第１の上層電極膜５４と第２の上層電極膜
５８とをそれぞれ個別に取り出すことが必要な場合に
も、同様な工程で容易に行うことができる。
【００５４】このようにして第１の基板５１上に形成さ
れた圧電体素子７０、７０を樹脂層７６で覆い、同時に
この樹脂層７６で仮固定用基板７４を接着する。これを
図４（Ｃ）に示す。この樹脂層７６は、第１の基板５１
を除去する工程で仮固定用基板７４が剥離しない程度の
接着性と、第１の基板５１をエッチング除去するための
薬液あるいはドライエッチングにおける反応ガスに耐え
る材料であることが要求される。例えば、タール系ワッ
クス、アクリル系接着剤、熱可塑性樹脂、あるいはフォ
トレジスト等を用いることができる。また、最初に圧電
体素子７０、７０を例えばフォトレジストで覆い、乾燥
させて樹脂層７６を形成し、その後仮固定用基板７４を
例えばアクリル系の接着剤で接着する構成でも良い。こ
のような構成とすることで、接着剤を溶解させる液と樹
脂層７６であるフォトレジストを溶解させる液を異なら
せることができる。この結果、圧電体素子は接着剤を溶
解させる液には曝されないようにできるので、この液に
より圧電体素子が変質することを防止できる。
れた圧電体素子７０、７０を樹脂層７６で覆い、同時に
この樹脂層７６で仮固定用基板７４を接着する。これを
図４（Ｃ）に示す。この樹脂層７６は、第１の基板５１
を除去する工程で仮固定用基板７４が剥離しない程度の
接着性と、第１の基板５１をエッチング除去するための
薬液あるいはドライエッチングにおける反応ガスに耐え
る材料であることが要求される。例えば、タール系ワッ
クス、アクリル系接着剤、熱可塑性樹脂、あるいはフォ
トレジスト等を用いることができる。また、最初に圧電
体素子７０、７０を例えばフォトレジストで覆い、乾燥
させて樹脂層７６を形成し、その後仮固定用基板７４を
例えばアクリル系の接着剤で接着する構成でも良い。こ
のような構成とすることで、接着剤を溶解させる液と樹
脂層７６であるフォトレジストを溶解させる液を異なら
せることができる。この結果、圧電体素子は接着剤を溶
解させる液には曝されないようにできるので、この液に
より圧電体素子が変質することを防止できる。
【００５５】さらに、仮固定用基板７４としては、ガラ
ス、金属、あるいはフェライト、アルチック（アルミナ
とチタンカーバイドの混合セラミックス）、アルミナ等
のセラミック材料等色々な材料をそのまま用いることも
できる。ただし、第１の基板５１を除去するときの薬
液、ガス、ドライエッチング時の活性種を含むガス、ま
たはドライエッチング時に少なくとも一部がイオン化し
たガスにより侵されない材料を選択することが要求され
る。一方、これらの基板材料表面の全面に上述の液や反
応ガス等で侵されない膜を形成すれば、仮固定用基板７
４の選択の自由度が大きくなるため好ましい。
ス、金属、あるいはフェライト、アルチック（アルミナ
とチタンカーバイドの混合セラミックス）、アルミナ等
のセラミック材料等色々な材料をそのまま用いることも
できる。ただし、第１の基板５１を除去するときの薬
液、ガス、ドライエッチング時の活性種を含むガス、ま
たはドライエッチング時に少なくとも一部がイオン化し
たガスにより侵されない材料を選択することが要求され
る。一方、これらの基板材料表面の全面に上述の液や反
応ガス等で侵されない膜を形成すれば、仮固定用基板７
４の選択の自由度が大きくなるため好ましい。
【００５６】仮固定用基板７４を接着した後に、第１の
基板５１を薬液によりエッチング除去した状態を図５
（Ａ）に示す。この工程により、圧電体素子７０、７０
は成膜のために用いた第１の基板５１および第２の基板
５５の両方から分離された状態となるが、樹脂層７６に
よって仮固定用基板７４に固定されているので、変形し
たり、しわが発生することがなく、また互いに所定の位
置関係に保持されている。
基板５１を薬液によりエッチング除去した状態を図５
（Ａ）に示す。この工程により、圧電体素子７０、７０
は成膜のために用いた第１の基板５１および第２の基板
５５の両方から分離された状態となるが、樹脂層７６に
よって仮固定用基板７４に固定されているので、変形し
たり、しわが発生することがなく、また互いに所定の位
置関係に保持されている。
【００５７】次に図５（Ｂ）および図６に示すように、
この仮固定用基板７４に保持されている圧電体素子７
０、７０を、メッシュ容器８２内に入れて、樹脂層７６
を溶解させる溶解液８４が入っている容器８０中に浸
し、樹脂層７６を溶解させて仮固定用基板７４を分離さ
せる。例えば、樹脂層７６としてタール形ワックスを用
いる場合には溶解液８４としてはキシレンを用いればよ
いし、アクリル系接着剤を用いる場合にはそれぞれ専用
の溶解液を使用すればよい。なお、図５（Ｂ）では、圧
電体素子７０、７０はメッシュ容器８２に接触して保持
するようにしているが、仮固定用基板７４をメッシュ容
器８２の両側面で保持して、圧電体素子７０、７０がメ
ッシュ容器８２の底部よりもわずか浮いた状態で保持し
ても良い。このようにすれば、圧電体素子７０、７０が
メッシュ容器８２の底部に接触して損傷を受けることを
防止できる。
この仮固定用基板７４に保持されている圧電体素子７
０、７０を、メッシュ容器８２内に入れて、樹脂層７６
を溶解させる溶解液８４が入っている容器８０中に浸
し、樹脂層７６を溶解させて仮固定用基板７４を分離さ
せる。例えば、樹脂層７６としてタール形ワックスを用
いる場合には溶解液８４としてはキシレンを用いればよ
いし、アクリル系接着剤を用いる場合にはそれぞれ専用
の溶解液を使用すればよい。なお、図５（Ｂ）では、圧
電体素子７０、７０はメッシュ容器８２に接触して保持
するようにしているが、仮固定用基板７４をメッシュ容
器８２の両側面で保持して、圧電体素子７０、７０がメ
ッシュ容器８２の底部よりもわずか浮いた状態で保持し
ても良い。このようにすれば、圧電体素子７０、７０が
メッシュ容器８２の底部に接触して損傷を受けることを
防止できる。
【００５８】このメッシュ容器８２のメッシュサイズを
少なくとも圧電体素子７０、７０よりも小さくしておけ
ば、圧電体素子７０、７０は仮固定用基板７４から分離
してもメッシュ孔からすり抜けて容器８０の底部に落ち
てバラバラになることはない。また、メッシュ容器８２
を容器８０から引き上げるときにも、薬液がメッシュ孔
から容易に抜けるので、圧電体素子７０、７０に付着し
ている樹脂層７６を確実に除去できる。さらに、別の容
器に入れ替えて蒸気洗浄や乾燥処理を行うことも容易で
ある。
少なくとも圧電体素子７０、７０よりも小さくしておけ
ば、圧電体素子７０、７０は仮固定用基板７４から分離
してもメッシュ孔からすり抜けて容器８０の底部に落ち
てバラバラになることはない。また、メッシュ容器８２
を容器８０から引き上げるときにも、薬液がメッシュ孔
から容易に抜けるので、圧電体素子７０、７０に付着し
ている樹脂層７６を確実に除去できる。さらに、別の容
器に入れ替えて蒸気洗浄や乾燥処理を行うことも容易で
ある。
【００５９】図５（Ｃ）は、このような溶解除去処理を
行い、メッシュ容器８２を容器８０から引き上げた状態
を示すが、このメッシュ容器８２に圧電体素子７０、７
０が保持された状態のまま、実装機によりハンドリング
をして基板上に移動させることもできる。
行い、メッシュ容器８２を容器８０から引き上げた状態
を示すが、このメッシュ容器８２に圧電体素子７０、７
０が保持された状態のまま、実装機によりハンドリング
をして基板上に移動させることもできる。
【００６０】以上のように、仮固定用基板７４を用いて
一旦圧電体素子７０、７０を保持するとともに薬液から
保護するようにしておき、第１の基板５１の除去を行う
ことで薬液が圧電体素子７０、７０に及ぼす影響を確実
に防止することができる。したがって、圧電体素子７
０、７０としての信頼性、歩留まりを大きく改善でき
る。さらに加えて、仮固定用基板７４に接着された圧電
体素子７０、７０がメッシュ容器８２の底部に向かい合
うようにして溶解液８４中に浸すことができ、仮固定用
基板７４を分離すれば、圧電体素子７０、７０をメッシ
ュ容器８２上に確実、かつ損傷等を生じさせずに保持さ
せることができる。
一旦圧電体素子７０、７０を保持するとともに薬液から
保護するようにしておき、第１の基板５１の除去を行う
ことで薬液が圧電体素子７０、７０に及ぼす影響を確実
に防止することができる。したがって、圧電体素子７
０、７０としての信頼性、歩留まりを大きく改善でき
る。さらに加えて、仮固定用基板７４に接着された圧電
体素子７０、７０がメッシュ容器８２の底部に向かい合
うようにして溶解液８４中に浸すことができ、仮固定用
基板７４を分離すれば、圧電体素子７０、７０をメッシ
ュ容器８２上に確実、かつ損傷等を生じさせずに保持さ
せることができる。
【００６１】また、メッシュ容器８２に仮固定用基板７
４ごと保持して樹脂層７６を除去するようにすること
で、複数の圧電体素子７０、７０を所定の位置関係に保
持した状態で第１の基板５１の除去や圧電体素子７０の
洗浄処理を行うことができ、実装工程で圧電体素子７０
をハンドリングするときにこれらの素子を破壊すること
なく、しかも簡単に確実なチャッキングが可能となる。
４ごと保持して樹脂層７６を除去するようにすること
で、複数の圧電体素子７０、７０を所定の位置関係に保
持した状態で第１の基板５１の除去や圧電体素子７０の
洗浄処理を行うことができ、実装工程で圧電体素子７０
をハンドリングするときにこれらの素子を破壊すること
なく、しかも簡単に確実なチャッキングが可能となる。
【００６２】なお、本第１の実施の形態の製造方法で
は、２個の圧電体素子７０、７０を一対として使用する
アクチュエータの場合について説明したが、１個の圧電
体素子の場合であっても同様な方法で製造することがで
き、しかも歩留まりや信頼性を向上できることはいうま
でもない。
は、２個の圧電体素子７０、７０を一対として使用する
アクチュエータの場合について説明したが、１個の圧電
体素子の場合であっても同様な方法で製造することがで
き、しかも歩留まりや信頼性を向上できることはいうま
でもない。
【００６３】また、本第１の実施の形態では、圧電体素
子７０、７０の第１の基板５１と接触していた第１の下
層電極膜５２の面には絶縁膜６２が形成されていない
が、この圧電体素子７０、７０の２個を一対として所定
の基板（図示せず）上に接着固定するときに、第１の下
層電極膜５２面に接着剤を塗布して圧電体素子７０、７
０の第１の下層電極膜５２面側の絶縁膜としてもよい。
あるいは、図５（Ａ）に示すように第１の基板５１を除
去しても仮固定用基板７４により圧電体素子７０、７０
はその位置関係が固定されているので、第１の下層電極
膜５２の面にも絶縁膜６２（図示せず）を形成してもよ
い。このように絶縁膜６２で素子全面を覆うことで、特
に圧電体素子７０、７０の耐湿信頼性の低下を防止でき
る。
子７０、７０の第１の基板５１と接触していた第１の下
層電極膜５２の面には絶縁膜６２が形成されていない
が、この圧電体素子７０、７０の２個を一対として所定
の基板（図示せず）上に接着固定するときに、第１の下
層電極膜５２面に接着剤を塗布して圧電体素子７０、７
０の第１の下層電極膜５２面側の絶縁膜としてもよい。
あるいは、図５（Ａ）に示すように第１の基板５１を除
去しても仮固定用基板７４により圧電体素子７０、７０
はその位置関係が固定されているので、第１の下層電極
膜５２の面にも絶縁膜６２（図示せず）を形成してもよ
い。このように絶縁膜６２で素子全面を覆うことで、特
に圧電体素子７０、７０の耐湿信頼性の低下を防止でき
る。
【００６４】また、本第１の実施の形態では、第１の下
層電極膜５２と第２の下層電極膜５６が同一の材料を用
いる場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、第１の圧電体薄膜５３と第２
の圧電体薄膜５７が所定の圧電特性を有するようにする
ための成膜時の加熱条件、あるいは成膜後の熱処理条件
に耐え、かつ選択的にエッチング可能な電極膜材料であ
れば特に制約はない。
層電極膜５２と第２の下層電極膜５６が同一の材料を用
いる場合について説明したが、本発明はこれに限定され
るものではない。例えば、第１の圧電体薄膜５３と第２
の圧電体薄膜５７が所定の圧電特性を有するようにする
ための成膜時の加熱条件、あるいは成膜後の熱処理条件
に耐え、かつ選択的にエッチング可能な電極膜材料であ
れば特に制約はない。
【００６５】（第２の実施の形態）図７（Ａ）は、第２
の実施の形態の製造方法で作製された圧電体素子９０の
平面図であり、図７（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面図
を示す。本実施の形態の製造方法による圧電体素子９０
は平面形状に比べて厚みが非常に薄い直方体形状であ
り、図１と図２で示した構成要素と対応する要素には同
一符号を付している。本第２の実施の形態では、第１の
上層電極膜５４と第２の上層電極膜５８とを圧電体素子
９０表面にまで電気的に引き出すための接続用電極膜７
３が外部接続電極部７５のすべてに形成されている。こ
のように形成することで、外部機器への接続のためのワ
イヤボンディング条件を同一にできるので、効率的に実
装可能となる。この圧電体素子９０は本第１の実施の形
態と同様にアクチュエータとして利用できるし、また伸
縮に応じた電圧を検出するセンサとして利用できる。
の実施の形態の製造方法で作製された圧電体素子９０の
平面図であり、図７（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面図
を示す。本実施の形態の製造方法による圧電体素子９０
は平面形状に比べて厚みが非常に薄い直方体形状であ
り、図１と図２で示した構成要素と対応する要素には同
一符号を付している。本第２の実施の形態では、第１の
上層電極膜５４と第２の上層電極膜５８とを圧電体素子
９０表面にまで電気的に引き出すための接続用電極膜７
３が外部接続電極部７５のすべてに形成されている。こ
のように形成することで、外部機器への接続のためのワ
イヤボンディング条件を同一にできるので、効率的に実
装可能となる。この圧電体素子９０は本第１の実施の形
態と同様にアクチュエータとして利用できるし、また伸
縮に応じた電圧を検出するセンサとして利用できる。
【００６６】この圧電体素子９０の製造方法について、
本第１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについ
て、図８を用いて説明する。本第２の実施の形態でも第
１の実施の形態の製造方法と同様に第１の基板５１上に
複数個の圧電体素子９０が形成されるが、第１の実施の
形態と異なりそれぞれ単独で使用される。図８（Ａ）に
示す第１の基板上に圧電体素子９０が形成された構成
は、本第１の実施の形態の製造工程における図４（Ｂ）
と同様である。本第２の実施の形態の製造方法では、図
８（Ａ）に示すように仮固定用基板８６として第１の基
板５１よりも大きな形状として、１枚の仮固定用基板８
６上に圧電体素子９０が形成された第１の基板５１を複
数個接着固定できるようにしたことが、本第１の実施の
形態の製造方法と異なる。
本第１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについ
て、図８を用いて説明する。本第２の実施の形態でも第
１の実施の形態の製造方法と同様に第１の基板５１上に
複数個の圧電体素子９０が形成されるが、第１の実施の
形態と異なりそれぞれ単独で使用される。図８（Ａ）に
示す第１の基板上に圧電体素子９０が形成された構成
は、本第１の実施の形態の製造工程における図４（Ｂ）
と同様である。本第２の実施の形態の製造方法では、図
８（Ａ）に示すように仮固定用基板８６として第１の基
板５１よりも大きな形状として、１枚の仮固定用基板８
６上に圧電体素子９０が形成された第１の基板５１を複
数個接着固定できるようにしたことが、本第１の実施の
形態の製造方法と異なる。
【００６７】本実施の形態でも、仮固定用基板８６は金
属、ガラス、あるいはセラミック等を用いることができ
るし、さらにこれらの基板の表面に第１の基板５１をエ
ッチング除去する薬液で侵されない金属、酸化物、ある
いは有機物等からなる膜を形成して使用できることも同
様である。仮固定用基板８６上に第１の基板５１を接着
する方法は本第１の実施の形態と同様にすればよいが、
所定のピッチ間隔で接着すれば洗浄、乾燥後に実装機で
ハンドリングする作業性が改善できるのでより望まし
い。このように圧電体素子９０が設けられている第１の
基板５１を複数個仮固定用基板８６上に接着すること
で、第１の基板５１を除去する工程時間の大幅な短縮が
可能となる。例えば、第１の基板５１を５枚接着して同
時にこれらの基板をエッチング除去すれば、このための
作業時間を約１／５に短縮できる。
属、ガラス、あるいはセラミック等を用いることができ
るし、さらにこれらの基板の表面に第１の基板５１をエ
ッチング除去する薬液で侵されない金属、酸化物、ある
いは有機物等からなる膜を形成して使用できることも同
様である。仮固定用基板８６上に第１の基板５１を接着
する方法は本第１の実施の形態と同様にすればよいが、
所定のピッチ間隔で接着すれば洗浄、乾燥後に実装機で
ハンドリングする作業性が改善できるのでより望まし
い。このように圧電体素子９０が設けられている第１の
基板５１を複数個仮固定用基板８６上に接着すること
で、第１の基板５１を除去する工程時間の大幅な短縮が
可能となる。例えば、第１の基板５１を５枚接着して同
時にこれらの基板をエッチング除去すれば、このための
作業時間を約１／５に短縮できる。
【００６８】図８（Ｂ）は、第１の基板５１を除去した
後に樹脂層７６を溶解させる溶解液８４中に浸した状態
を示す。この工程は本第１の実施の形態で示した図５
（Ｂ）と同様であり、容器８０中に溶解液８４が入れら
れており、仮固定用基板８６に接着されている圧電体素
子９０はメッシュ容器８２に同じように保持されてい
る。このメッシュ容器８２のメッシュサイズも圧電体素
子９０よりも小さくしておくことで、仮固定用基板８６
から圧電体素子９０が分離されたときにメッシュをすり
抜けて容器８０の下部に落ちることがない。
後に樹脂層７６を溶解させる溶解液８４中に浸した状態
を示す。この工程は本第１の実施の形態で示した図５
（Ｂ）と同様であり、容器８０中に溶解液８４が入れら
れており、仮固定用基板８６に接着されている圧電体素
子９０はメッシュ容器８２に同じように保持されてい
る。このメッシュ容器８２のメッシュサイズも圧電体素
子９０よりも小さくしておくことで、仮固定用基板８６
から圧電体素子９０が分離されたときにメッシュをすり
抜けて容器８０の下部に落ちることがない。
【００６９】なお、図８（Ｂ）では、圧電体素子９０は
メッシュ容器８２に接触して保持するようにしている
が、仮固定用基板８６をメッシュ容器８２の両側面で保
持して、圧電体素子９０がメッシュ容器８２の底部に接
触しないように保持しても良い。洗浄、乾燥についても
本第１の実施の形態と同様とすることができるが、１個
のメッシュ容器８２上に多くの圧電体素子９０が整列さ
れた状態で配置されるので、洗浄、乾燥後に所定の基板
上に実装する工程をさらに効率化できる。
メッシュ容器８２に接触して保持するようにしている
が、仮固定用基板８６をメッシュ容器８２の両側面で保
持して、圧電体素子９０がメッシュ容器８２の底部に接
触しないように保持しても良い。洗浄、乾燥についても
本第１の実施の形態と同様とすることができるが、１個
のメッシュ容器８２上に多くの圧電体素子９０が整列さ
れた状態で配置されるので、洗浄、乾燥後に所定の基板
上に実装する工程をさらに効率化できる。
【００７０】これ以降の工程については本第１の実施の
形態の製造方法と同様であり、説明は省略する。
形態の製造方法と同様であり、説明は省略する。
【００７１】なお、本第２の実施の形態では略直方体形
状の圧電体素子を製造する場合について説明したが、本
第１の実施の形態で説明した２個の圧電体素子を一対と
して使用するアクチュエータの場合でも同じように製造
できることはいうまでもない。
状の圧電体素子を製造する場合について説明したが、本
第１の実施の形態で説明した２個の圧電体素子を一対と
して使用するアクチュエータの場合でも同じように製造
できることはいうまでもない。
【００７２】（第３の実施の形態）図９（Ａ）は本発明
の第３の実施の形態の製造方法により作製された２個の
圧電体素子を一対としたアクチュエータの平面形状を示
し、図９（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面形状を示す。
図１に示した構成要素と同じ要素には同一符号を付して
いる。本第３の実施の形態の製造方法についても、本第
１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについて説
明する。
の第３の実施の形態の製造方法により作製された２個の
圧電体素子を一対としたアクチュエータの平面形状を示
し、図９（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面形状を示す。
図１に示した構成要素と同じ要素には同一符号を付して
いる。本第３の実施の形態の製造方法についても、本第
１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについて説
明する。
【００７３】本第３の実施の形態でも、第２の基板５５
を除去するまでの工程は同一である。第２の基板５５が
除去されて、第２の下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜
５７、および第２の上層電極膜５８も含めて、すべての
膜が第１の基板５１上に堆積された形態となった基板を
用いてフォトリソおよびエッチング処理を行う。このと
きに図９（Ｂ）に示すように、二つのビアホール９６、
９８で挟まれた領域とその近傍の上面側９４上にある第
２の下層電極膜５６をエッチング除去する。このときに
第２の下層電極膜５６を確実にエッチングするために、
第２の圧電体薄膜５７の一部までエッチングしてもよ
い。この結果、対になった２個の圧電体素子９２、９２
のそれぞれの第２の下層電極膜５６同士は電気的に分離
された状態となる。一方、２層の圧電体薄膜と接着層お
よび第１、第２の上層電極膜は、二つのビアホール９
６、９８で挟まれた領域とその近傍部分では一体化され
ており、２個の圧電体素子９２、９２を一対として扱う
ときの剛性を大きくすることができる。
を除去するまでの工程は同一である。第２の基板５５が
除去されて、第２の下層電極膜５６、第２の圧電体薄膜
５７、および第２の上層電極膜５８も含めて、すべての
膜が第１の基板５１上に堆積された形態となった基板を
用いてフォトリソおよびエッチング処理を行う。このと
きに図９（Ｂ）に示すように、二つのビアホール９６、
９８で挟まれた領域とその近傍の上面側９４上にある第
２の下層電極膜５６をエッチング除去する。このときに
第２の下層電極膜５６を確実にエッチングするために、
第２の圧電体薄膜５７の一部までエッチングしてもよ
い。この結果、対になった２個の圧電体素子９２、９２
のそれぞれの第２の下層電極膜５６同士は電気的に分離
された状態となる。一方、２層の圧電体薄膜と接着層お
よび第１、第２の上層電極膜は、二つのビアホール９
６、９８で挟まれた領域とその近傍部分では一体化され
ており、２個の圧電体素子９２、９２を一対として扱う
ときの剛性を大きくすることができる。
【００７４】この後、本第１実施の形態の製造方法の図
５（Ａ）に示す工程までは同一の工程を実施する。第１
の基板５１を除去した後で、かつ、仮固定用基板７４に
接着固定されている状態で、フォトリソとエッチングに
より図９（Ｂ）に示すように二つのビアホール９６、９
８で挟まれた領域とその近傍の下面側９５の第１の下層
電極膜５２をエッチング除去する。このときにも、第１
の下層電極膜５２を確実にエッチング除去するために、
第１の圧電体薄膜５３の一部がエッチングされても特に
支障はない。これにより、圧電体素子９２、９２のそれ
ぞれの第１の下層電極膜５２が互いに電気的に分離され
る。この工程は、仮固定用基板７４上に圧電体素子９
２、９２が接着されて固定されている状態で可能な工程
である。なお、第１の下層電極膜５２と第２の下層電極
膜５６の所定部分のみを除去する方式としては、フォト
リソおよびエッチングで行うだけでなく、所定の部分に
レーザ光を照射してアブレーションを生じさせて除去す
る等の他の方法を用いていもよい。
５（Ａ）に示す工程までは同一の工程を実施する。第１
の基板５１を除去した後で、かつ、仮固定用基板７４に
接着固定されている状態で、フォトリソとエッチングに
より図９（Ｂ）に示すように二つのビアホール９６、９
８で挟まれた領域とその近傍の下面側９５の第１の下層
電極膜５２をエッチング除去する。このときにも、第１
の下層電極膜５２を確実にエッチング除去するために、
第１の圧電体薄膜５３の一部がエッチングされても特に
支障はない。これにより、圧電体素子９２、９２のそれ
ぞれの第１の下層電極膜５２が互いに電気的に分離され
る。この工程は、仮固定用基板７４上に圧電体素子９
２、９２が接着されて固定されている状態で可能な工程
である。なお、第１の下層電極膜５２と第２の下層電極
膜５６の所定部分のみを除去する方式としては、フォト
リソおよびエッチングで行うだけでなく、所定の部分に
レーザ光を照射してアブレーションを生じさせて除去す
る等の他の方法を用いていもよい。
【００７５】これ以降の工程については、本第１の実施
の形態で説明した工程と同様であるので説明は省略す
る。
の形態で説明した工程と同様であるので説明は省略す
る。
【００７６】このような製造方法によれば、第１の下層
電極膜５２と第２の下層電極膜５６とはそれぞれの圧電
体素子９２、９２間で電気的に分離されるが、二つのビ
アホール９６、９８で挟まれた領域とその近傍上面側９
４部分では、２層の圧電体薄膜と２層の電極膜、および
接着層とで一体化されているので、一対の圧電体素子か
らなるアクチュエータ全体としての剛性を大きくでき
る。これに加えて、ビアホール９６、９８から引き出さ
れた接続用電極膜７３を接続して、中央部に外部接続電
極部７５を設ければワイヤボンディング等の接続作業工
数を短縮することもできる。
電極膜５２と第２の下層電極膜５６とはそれぞれの圧電
体素子９２、９２間で電気的に分離されるが、二つのビ
アホール９６、９８で挟まれた領域とその近傍上面側９
４部分では、２層の圧電体薄膜と２層の電極膜、および
接着層とで一体化されているので、一対の圧電体素子か
らなるアクチュエータ全体としての剛性を大きくでき
る。これに加えて、ビアホール９６、９８から引き出さ
れた接続用電極膜７３を接続して、中央部に外部接続電
極部７５を設ければワイヤボンディング等の接続作業工
数を短縮することもできる。
【００７７】（第４の実施の形態）図１０（Ａ）は本発
明の第４の実施の形態の製造方法により作製された２個
の圧電体素子を一対としたアクチュエータの平面形状を
示し、図１０（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面形状を示
す。図１に示した構成要素と同じ要素には同一符号を付
している。本第４の実施の形態の製造方法についても、
本第１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについ
て説明する。
明の第４の実施の形態の製造方法により作製された２個
の圧電体素子を一対としたアクチュエータの平面形状を
示し、図１０（Ｂ）はそのＹ−Ｙ’部分の断面形状を示
す。図１に示した構成要素と同じ要素には同一符号を付
している。本第４の実施の形態の製造方法についても、
本第１の実施の形態の製造方法と異なる工程のみについ
て説明する。
【００７８】本第４の実施の形態の製造方法において
は、第１の基板５１上に第１の下層電極膜５２と第１の
圧電体薄膜５３、第２の基板上５５に第２の下層電極膜
５６と第２の圧電体薄膜５７をそれぞれ形成し、第１の
圧電体薄膜５３と第２の圧電体薄膜５７を向かい合わせ
て導電性の接着層１０４により接着する。さらに、圧電
体素子１００、１００の外部接続電極部７５を形成する
ときのビアホール１０６、１０８の加工は第２の下層電
極膜５６と第２の圧電体薄膜５７とを所定の形状にエッ
チングして後、絶縁膜６２を形成し、この絶縁膜６２を
さらに所定形状にエッチングすればよく、本第１の実施
の形態の製造方法のような第１の上層電極膜、第２の上
層電極膜は不要である。この工程以外については、本第
１の実施の形態の製造方法と同一であるので、説明は省
略する。
は、第１の基板５１上に第１の下層電極膜５２と第１の
圧電体薄膜５３、第２の基板上５５に第２の下層電極膜
５６と第２の圧電体薄膜５７をそれぞれ形成し、第１の
圧電体薄膜５３と第２の圧電体薄膜５７を向かい合わせ
て導電性の接着層１０４により接着する。さらに、圧電
体素子１００、１００の外部接続電極部７５を形成する
ときのビアホール１０６、１０８の加工は第２の下層電
極膜５６と第２の圧電体薄膜５７とを所定の形状にエッ
チングして後、絶縁膜６２を形成し、この絶縁膜６２を
さらに所定形状にエッチングすればよく、本第１の実施
の形態の製造方法のような第１の上層電極膜、第２の上
層電極膜は不要である。この工程以外については、本第
１の実施の形態の製造方法と同一であるので、説明は省
略する。
【００７９】以上のようにして圧電体素子１００、１０
０を形成すれば、第１の圧電体薄膜５３および第２の圧
電体薄膜５７上にそれぞれの上層電極膜を形成する必要
がなく、かつ、外部接続電極部形成のためのビアホール
のパターン加工も簡単となるので、さらに工程の簡略化
が可能である。
０を形成すれば、第１の圧電体薄膜５３および第２の圧
電体薄膜５７上にそれぞれの上層電極膜を形成する必要
がなく、かつ、外部接続電極部形成のためのビアホール
のパターン加工も簡単となるので、さらに工程の簡略化
が可能である。
【００８０】なお、本第４の実施の形態の製造方法につ
いては、その一部を除き本第１の実施の形態の製造方法
にしたがって製造した場合について説明したが、同様に
その一部を除き本第２の実施の形態または本第３の実施
の形態の製造方法にしたがって製造するようにしてもよ
い。
いては、その一部を除き本第１の実施の形態の製造方法
にしたがって製造した場合について説明したが、同様に
その一部を除き本第２の実施の形態または本第３の実施
の形態の製造方法にしたがって製造するようにしてもよ
い。
【００８１】また、本発明の製造方法では、第１の基板
と第２の基板とが酸化マグネシウム単結晶基板、シリコ
ン単結晶基板、チタン酸ストロンチウム単結晶基板、お
よびサファイヤ基板から選ばれた２種類からなる組み合
わせの基板を用いることもできる。例えば、第１の基板
として酸化マグネシウム単結晶基板、第２の基板として
シリコン単結晶基板を用いる場合、酸化マグネシウム単
結晶基板に対しては成膜時に圧電特性の良好な膜面に垂
直方向に配向した膜を得ることができるが、シリコン単
結晶基板の場合には圧電体薄膜を成膜後に熱処理を行う
ことで圧電特性の良好な膜面に垂直方向に配向させるこ
とができる。第２の基板であるシリコン単結晶基板を除
去するためにフッ酸と硝酸の混合液を用いても、第１の
基板である酸化マグネシウム単結晶基板はこの液では侵
されないので、酸化マグネシウム単結晶基板は特に樹脂
等で保護する必要がない。
と第２の基板とが酸化マグネシウム単結晶基板、シリコ
ン単結晶基板、チタン酸ストロンチウム単結晶基板、お
よびサファイヤ基板から選ばれた２種類からなる組み合
わせの基板を用いることもできる。例えば、第１の基板
として酸化マグネシウム単結晶基板、第２の基板として
シリコン単結晶基板を用いる場合、酸化マグネシウム単
結晶基板に対しては成膜時に圧電特性の良好な膜面に垂
直方向に配向した膜を得ることができるが、シリコン単
結晶基板の場合には圧電体薄膜を成膜後に熱処理を行う
ことで圧電特性の良好な膜面に垂直方向に配向させるこ
とができる。第２の基板であるシリコン単結晶基板を除
去するためにフッ酸と硝酸の混合液を用いても、第１の
基板である酸化マグネシウム単結晶基板はこの液では侵
されないので、酸化マグネシウム単結晶基板は特に樹脂
等で保護する必要がない。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１の
基板上および第２の基板上にそれぞれ電極膜と圧電体薄
膜を形成する工程、圧電体薄膜が形成された面を対向さ
せて接着固定する工程、第２の基板のみを選択的に除去
する工程、第１の基板上に残された上記の薄膜を所定の
形状にそれぞれまたは一括して加工して分割された複数
の構造体を形成する工程、この複数の構造体のそれぞれ
の露出面を覆うように絶縁膜を形成するとともにこれら
の電極膜を外部機器に接続するための外部接続電極部を
形成して複数の圧電体素子とする工程、複数の圧電体素
子を覆うように樹脂を塗布するとともに仮固定用基板を
接着する工程、第１の基板のみを選択的に除去する工
程、仮固定用基板を圧電体素子から分離するとともに上
述の樹脂を圧電体素子表面から除去して複数の圧電体素
子を個別に分離する工程、とを有した製造方法である。
基板上および第２の基板上にそれぞれ電極膜と圧電体薄
膜を形成する工程、圧電体薄膜が形成された面を対向さ
せて接着固定する工程、第２の基板のみを選択的に除去
する工程、第１の基板上に残された上記の薄膜を所定の
形状にそれぞれまたは一括して加工して分割された複数
の構造体を形成する工程、この複数の構造体のそれぞれ
の露出面を覆うように絶縁膜を形成するとともにこれら
の電極膜を外部機器に接続するための外部接続電極部を
形成して複数の圧電体素子とする工程、複数の圧電体素
子を覆うように樹脂を塗布するとともに仮固定用基板を
接着する工程、第１の基板のみを選択的に除去する工
程、仮固定用基板を圧電体素子から分離するとともに上
述の樹脂を圧電体素子表面から除去して複数の圧電体素
子を個別に分離する工程、とを有した製造方法である。
【００８３】この製造方法により、圧電体素子を仮固定
用基板と樹脂により確実に保護して圧電体薄膜、絶縁
膜、あるいは外部接続電極部の導体膜が第１の基板のエ
ッチング液により侵されることを防ぐことができる。し
たがって、これらの材料の選択の自由度が大きくなり、
実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶縁膜
材料を用いることもできる。
用基板と樹脂により確実に保護して圧電体薄膜、絶縁
膜、あるいは外部接続電極部の導体膜が第１の基板のエ
ッチング液により侵されることを防ぐことができる。し
たがって、これらの材料の選択の自由度が大きくなり、
実装特性に優れた電極材料や信頼性を向上できる絶縁膜
材料を用いることもできる。
【００８４】さらに、第１の基板を除去して仮固定用基
板に固定された状態でフォトリソおよびエッチング加
工、レーザ照射加工、絶縁膜やさらに導体膜等の形成等
の種々の加工も可能となり、高信頼性、高機能の圧電体
素子を歩留まり良く製造することができ、種々の圧電体
素子の利用を促進できる大きな効果を有する。
板に固定された状態でフォトリソおよびエッチング加
工、レーザ照射加工、絶縁膜やさらに導体膜等の形成等
の種々の加工も可能となり、高信頼性、高機能の圧電体
素子を歩留まり良く製造することができ、種々の圧電体
素子の利用を促進できる大きな効果を有する。
【図１】本発明の第１の実施の形態の製造方法により作
製したアクチュエータの平面図
製したアクチュエータの平面図
【図２】（Ａ）図１に示すアクチュエータのＸ−Ｘ’部
分の断面図 （Ｂ）図１に示すアクチュエータのＹ−Ｙ’部分の断面
図
分の断面図 （Ｂ）図１に示すアクチュエータのＹ−Ｙ’部分の断面
図
【図３】本発明の第１の実施の形態の製造方法の主要工
程を示す工程説明図
程を示す工程説明図
【図４】本発明の第１の実施の形態の製造方法の主要工
程を示す工程説明図
程を示す工程説明図
【図５】本発明の第１の実施の形態の製造方法の主要工
程を示す工程説明図
程を示す工程説明図
【図６】本発明の第１の実施の形態の製造方法の仮固定
用基板を分離する工程を説明するための斜視図
用基板を分離する工程を説明するための斜視図
【図７】（Ａ）本発明の第２の実施の形態の製造方法に
より作製した圧電体素子の平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
より作製した圧電体素子の平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
【図８】本発明の第２の実施の形態の製造方法の主要工
程の説明図
程の説明図
【図９】（Ａ）本発明の第３の実施の形態の製造方法に
より作製された２個の圧電体素子を一対としたアクチェ
エータの平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
より作製された２個の圧電体素子を一対としたアクチェ
エータの平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
【図１０】（Ａ）本発明の第４の実施の形態の製造方法
により作製された２個の圧電体素子を一対としたアクチ
ェエータの平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
により作製された２個の圧電体素子を一対としたアクチ
ェエータの平面図 （Ｂ）（Ａ）におけるＹ−Ｙ’部分の断面図
５１ 第１の基板
５２ 第１の下層電極膜
５３ 第１の圧電体薄膜
５４ 第１の上層電極膜
５５ 第２の基板
５６ 第２の下層電極膜
５７ 第２の圧電体薄膜
５８ 第２の上層電極膜
６０，１０４ 接着層
６２ 絶縁膜
６３ 領域
６６ 構造体
７０，９０，９２，１００ 圧電体素子
７３ 接続用電極膜
７４，８６ 仮固定用基板
７５ 外部接続電極部
７６ 樹脂層
８０ 容器
８２ メッシュ容器
８４ 溶解液
９４ 上面側
９５ 下面側
９６，９８，１０６，１０８ ビアホール
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０４Ｎ 5/781 Ｈ０１Ｌ 41/18 １０１Ｚ
Claims (20)
- 【請求項１】 第１の基板上に第１の下層電極膜、第１
の圧電体薄膜、および第１の上層電極膜を順次積層する
工程と、 第２の基板上に第２の下層電極膜、第２の圧電体薄膜、
および第２の上層電極膜を順次積層する工程と、 前記第１の上層電極膜と前記第２の上層電極膜とを対向
させて接着固定する工程と、 前記第２の基板のみを選択的に除去する工程と、 前記第１の下層電極膜、前記第１の圧電体薄膜、前記第
１の上層電極膜、前記第２の下層電極膜、前記第２の圧
電体薄膜、前記第２の上層電極膜、および前記接着層を
所定の形状にそれぞれまたは一括して加工して、分割さ
れた複数の構造体を形成する工程と、 前記複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆い、前記第１の
上層電極膜、前記第１の下層電極膜、前記第２の上層電
極膜、および前記第２の下層電極膜を外部機器に接続す
るための外部接続電極部を形成して複数の圧電体素子と
する工程と、 前記複数の圧電体素子を樹脂層で被覆し、さらに仮固定
用基板を接着する工程と、 前記第１の基板のみを選択的に除去する工程と、 前記仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下さ
せ、あるいは前記接着層を溶解することで前記仮固定用
基板を分離するとともに、前記樹脂層を前記圧電体素子
表面から除去して前記複数の圧電体素子を個別に分離す
る工程とを少なくとも有する薄膜圧電体素子の製造方
法。 - 【請求項２】 第１の基板上に第１の下層電極膜と第１
の圧電体薄膜を順次積層する工程と、 第２の基板上に第２の下層電極膜と第２の圧電体薄膜を
順次積層する工程と、 前記第１の圧電体薄膜と前記第２の圧電体薄膜とを対向
させて導電性を有する接着剤により接着固定する工程
と、 前記第２の基板のみを選択的に除去する工程と、 前記第１の下層電極膜、前記第１の圧電体薄膜、前記第
２の下層電極膜、前記第２の圧電体薄膜、および前記接
着層を所定の形状にそれぞれまたは一括して加工して、
分割された複数の構造体を形成する工程と、 前記複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆い、前記第１の
下層電極膜、前記第２の下層電極膜、および前記接着層
を外部機器に接続するための外部接続電極部を形成して
複数の圧電体素子とする工程と、 前記複数の圧電体素子を樹脂層で被覆し、さらに仮固定
用基板を接着する工程と、 前記第１の基板のみを選択的に除去する工程と、 前記仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下さ
せ、あるいは前記接着層を溶解することで前記仮固定用
基板を分離するとともに、前記樹脂層を前記圧電体素子
表面から除去して前記複数の圧電体素子を個別に分離す
る工程とを少なくとも有する薄膜圧電体素子の製造方
法。 - 【請求項３】 第１の基板上に第１の下層電極膜、第１
の圧電体薄膜、および第１の上層電極膜を順次積層する
工程と、 前記第１の下層電極膜、前記第１の圧電体薄膜、および
前記第１の上層電極膜を所定の形状にそれぞれまたは一
括して加工して、分割された複数の構造体を形成する工
程と、 前記複数の構造体それぞれを絶縁膜で覆い、前記第１の
下層電極膜および前記第１の上層電極膜を外部機器に接
続するための外部接続電極部を形成して複数の圧電体素
子とする工程と、 前記複数の圧電体素子を樹脂層で被覆し、さらに仮固定
用基板を接着する工程と、 前記第１の基板のみを選択的に除去する工程と、 前記仮固定用基板を接着した接着層の接着力を低下さ
せ、あるいは前記接着層を溶解することで前記仮固定用
基板を分離するとともに、前記樹脂層を前記圧電体素子
表面から除去する工程とを少なくとも有してなる薄膜圧
電体素子の製造方法。 - 【請求項４】 前記複数の構造体を形成する工程におい
て、２個の構造体を一対としてその一部の所定領域で少
なくとも圧電体薄膜が接続されるように加工する工程を
付加したことを特徴とする請求項１から請求項３までの
いずれかに記載の薄膜圧電体素子の製造方法。 - 【請求項５】 前記仮固定用基板を分離する工程におい
て、前記仮固定用基板上に接着された複数の圧電体素子
よりも少なくとも小さな開口部を有するメッシュ容器に
前記仮固定用基板を保持した状態で、前記接着層を溶解
あるいは接着力を低下させて前記仮固定用基板を分離す
るとともに、前記樹脂を前記圧電体素子表面から除去し
て前記複数の圧電体素子が分離され、メッシュ容器に保
持されるようにしたことを特徴とする請求項１から請求
項４までのいずれかに記載の薄膜圧電体素子の製造方
法。 - 【請求項６】 前記外部接続電極部は圧電体素子の同一
面側に形成することを特徴とする請求項１から請求項５
までのいずれかに記載の薄膜圧電体素子の製造方法。 - 【請求項７】 前記仮固定用基板を接着する接着剤と圧
電体素子を被覆する樹脂層とが同一材料であり、前記樹
脂層により前記仮固定用基板を接着することを特徴とす
る請求項１から請求項６までのいずれかに記載の薄膜圧
電体素子の製造方法。 - 【請求項８】 前記仮固定用基板は第１の基板を除去す
るための液、ガス、活性種を含むガス、または少なくと
も一部がイオン化したガスにより侵されない膜を前記仮
固定用基板の全面に形成したことを特徴とする請求項１
から請求項７までのいずれかに記載の薄膜圧電体素子の
製造方法。 - 【請求項９】 前記仮固定用基板は第１の基板を複数個
接着可能な大きさとしたことを特徴とする請求項１から
請求項８までのいずれかに記載の薄膜圧電体素子の製造
方法。 - 【請求項１０】 前記第１の基板と前記第２の基板とが
同一の材料と形状を有することを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の薄膜圧電体素子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１の基板と前記第２の基板は酸
化マグネシウム単結晶基板、シリコン単結晶基板、チタ
ン酸ストロンチウム単結晶基板、およびサファイヤ基板
から選ばれた２種類からなる組み合わせとしたことを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜圧電体素
子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第１の上層電極膜と前記第２の上
層電極膜とが同一の材料および成膜方式で形成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載の薄膜圧電体素子の製造
方法。 - 【請求項１３】 前記第１の圧電体薄膜と前記第２の圧
電体薄膜とが同一の材料および成膜方式で形成されるこ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄膜圧
電体素子の製造方法。 - 【請求項１４】 前記第１の圧電体薄膜と前記第２の圧
電体薄膜の厚さが略等しくなるように形成したことを特
徴とする請求項１３に記載の薄膜圧電体素子の製造方
法。 - 【請求項１５】 前記第１の上層電極膜と前記第２の上
層電極膜とを対向させて接着固定する接着層の厚さが少
なくとも前記第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくなるよ
うに形成したことを特徴とする請求項１に記載の薄膜圧
電体素子の製造方法。 - 【請求項１６】 前記第１の圧電体薄膜と前記第２の圧
電体薄膜とを対向させて接着固定する接着層の厚さが少
なくとも前記第２の圧電体薄膜の厚さと略等しくなるよ
うに形成したことを特徴とする請求項２に記載の薄膜圧
電体素子の製造方法。 - 【請求項１７】 電極膜で挟まれ膜面に対して垂直方向
に配向した圧電体薄膜が接着層を介して一対固着された
構造体と、前記構造体を覆うように形成された絶縁膜
と、前記構造体の一方の面側に前記電極膜のそれぞれと
接続する外部接続電極部とを少なくとも有するととも
に、前記一対の圧電体薄膜の各々の厚さと前記接着層の
厚さが略等しく形成されていることを特徴とする薄膜圧
電体素子。 - 【請求項１８】 膜面に対して垂直方向に配向し、その
一方の面のみに電極膜が形成された圧電体薄膜の他方の
面同士を対向させ導電性の接着剤を介して一対固着して
なる構造体と、前記構造体を覆うように形成された絶縁
膜と、前記構造体の一方の面側に前記電極膜および前記
接着層のそれぞれと接続する外部接続電極部とを少なく
とも有することを特徴とする薄膜圧電体素子。 - 【請求項１９】 電極膜で挟まれ膜面に対して垂直方向
に配向した圧電体薄膜が接着層を介して一対固着された
構造体の２個を一対として、前記構造体の一部の所定領
域で少なくとも圧電体薄膜が接続されて前記構造体同士
が一体化した一対の構造体と、 前記一対の構造体を覆うように形成された絶縁膜と、 前記圧電体薄膜が接続された近傍領域で、かつ、同一面
側部に前記一対の構造体を構成する前記電極膜のそれぞ
れを外部機器と接続するために設けた外部接続電極部と
を有することを特徴とする薄膜圧電体素子。 - 【請求項２０】 前記構造体の外部接続電極部を形成す
る面側と反対面に設ける絶縁膜は外部機器への接着層で
あることを特徴とする請求項１７から請求項１９までの
いずれかに記載の薄膜圧電体素子。
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