JP2003179281A - 薄膜圧電体素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極金属膜間のリーク電流が少ない薄膜圧電
体素子とその製造方法を提供する。 【解決手段】 互いに対向する第１の面と第２の面を有
する薄膜圧電体と、その第１の面上の第１の電極金属膜
と、第２の面上の第２の電極金属膜とからなる単位積層
体を少なくとも１つ備え、第１の電極金属膜と第２の電
極金属膜の間に、第１の面に平行な薄膜圧電体表面から
なる電極分離面を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は圧電体素子およびそ
の製造方法に関し、特に、サブミクロンレベルの精密な
位置制御を行うためのアクチュエータなどに使用される
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】図２３（ｃ）は、一般的な薄膜圧電体素
子９０の断面図である。薄膜圧電体素子９０は、薄膜圧
電体９２の両主面がそれぞれ電極金属膜９４および９６
によって覆われて形成されている。電極金属膜９４と９
６との間に電圧を印加すると、薄膜圧電体９２が面内方
向に伸縮する。薄膜圧電体素子９０は、このような伸縮
運動による変動を用いて位置制御を行うアクチュエータ
として使用可能である。

【０００３】次に薄膜圧電体素子９０の一般的な製造方
法を説明する。まず、図２３（ａ）に示すように、電極
金属膜９６の上に、薄膜圧電体９２および電極金属膜９
４をこの順で積層する。次に、図２３（ｂ）に示すよう
に、電極金属膜９４の上にマスク９８を形成してドライ
エッチングを行う。これにより、マスクに覆われていな
い領域（図２３（ｂ）中に矢印で示す）の電極金属膜９
４および９６ならびに薄膜圧電体９２がエッチング除去
されて、図２３（ｃ）に示される所望の形状の薄膜圧電
体素子９０が作製される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ドライエッチングによ
って薄膜圧電体素子９０を作製した場合、図２３（ｃ）
に示すように、薄膜圧電体素子９０の側面に、薄膜状の
側壁付着物８８が形成される。この側壁付着物８８の成
分としては、薄膜圧電体の成分やエッチングガスが化学
重合したものの他に、電極金属膜の成分も含まれる。

【０００５】また、エッチング深さが大きくなるほど、
ドライエッチング工程での上記エッチング生成物が多量
に発生し、薄膜圧電体素子９０の側面により多くの側壁
付着物８８が形成される。従って、薄膜圧電体９２の厚
みが大きい場合、または、１層の薄膜圧電体９２の厚み
が薄くても、薄膜圧電体素子９０が多層の薄膜圧電体９
２からなる場合には、エッチング深さをより大きくする
必要が生じるので、薄膜圧電体素子９０の側面に形成さ
れる側壁付着物８８の量が増加する。

【０００６】側壁付着物８８には導電性物質が含まれて
いるので、薄膜圧電体素子９０の側面に側壁付着物８８
が付着していると、電極金属膜９４と９６との間の絶縁
性が低下して、電極金属膜９４と９６とが短絡し、薄膜
圧電体９２に電界がかからなくなり、薄膜圧電体素子９
０が作用しなくなってしまう。これにより、製造工程に
おける製品の歩留まりを十分に向上させることができな
かった。また、薄膜圧電体の多層化が、アクチュエータ
ーの変位量を増大させるために、使用目的によっては不
可欠となるにも拘わらず、圧電体素子を多層化してなる
圧電体素子を、信頼性高く、また、歩留まり良く製造す
ることが困難であった。

【０００７】本発明は上記のような課題を解決するため
になされたものであり、電極金属膜間の絶縁性の低下を
防止でき、リーク電流の少ない薄膜圧電体素子とその製
造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の薄膜圧電体素子
は、互いに対向する第１の面と第２の面を有する薄膜圧
電体と、前記第１の面上の第１の電極金属膜と、前記第
２の面上の第２の電極金属膜とからなる単位積層体を少
なくとも１つ備えた薄膜圧電体素子において、前記第１
の電極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、前記第１
の面に平行な前記薄膜圧電体表面からなる電極分離面が
設けられたことを特徴とする。以上のように構成された
本発明に係る第１の薄膜圧電体素子は、第１の面に平
行、すなわち、製造過程におけるエッチング方向に対し
て垂直な前記電極分離面を有しているので、製造過程の
ドライエッチング工程においてエッチング方向に平行な
壁に付着する導電性を有する側壁付着物がその電極分離
面により電気的に分離される。これにより、第１の電極
金属膜と第２の電極金属膜とが側壁付着物を介して短絡
することを防止でき、第１の電極金属膜と第２の電極金
属膜との間の絶縁性を向上させることができる。従っ
て、本発明に係る第１の薄膜圧電体素子によれば、リー
ク電流を極めて少なくでき、かつ信頼性を向上させるこ
とができる。ここで、電極分離面の幅は、少なくともド
ライエッチング工程において側壁に付着する側壁付着物
の厚さより大きくすればよいが、好ましくは、ドライエ
ッチング工程に用いるマスクを形成する際の位置精度
（アライメント精度）を考慮して、側壁付着物の厚さに
マスクを形成する際の位置公差を加えた値以上に設定す
る。

【０００９】ここで、第１の薄膜圧電体素子において、
電極分離面が第１の面に平行であるとしているが、本明
細書でいう平行とは幾何学的な厳密な平行を意味するも
のではなく、ドライエッチング工程において側壁付着物
が付着しないような面をいう。また、本明細書における
「ドライエッチング」とは、例えばＡｒなどの希ガスお
よびＯ、Ｆ、Ｃｌなどの原子を含む反応性ガスなどから
なるエッチングガスに高周波電圧を加えて放電させてエ
ッチングを行う反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）や、
前記エッチングガスのイオンをビーム状にして試料に照
射してエッチングを行うイオンビームエッチングなどを
含むものである。

【００１０】本発明に係る第１の薄膜圧電体素子におい
ては、前記電極分離面は、前記薄膜圧電体の側面に設け
られていてもよいし、前記電極分離面を前記第２の電極
金属膜の外側に位置する前記第２の面の外周部分により
構成してもよい。しかしながら、この電極分離面の下に
位置する薄膜圧電体は、圧電体素子において伸縮には寄
与しないだけではなく薄膜圧電体の伸縮動作を妨げるこ
とになる場合があるので、この電極分離面の下に位置す
る薄膜圧電体の厚さは薄くすることが好ましい。したが
って、前記電極分離面を前記薄膜圧電体の側面に設ける
ことにより、この電極分離面の下に位置する薄膜圧電体
の厚さを薄くできるので、前記電極分離面は、前記薄膜
圧電体の側面に設けられていることが好ましい。

【００１１】また、薄膜圧電体の電極分離面の幅は、よ
り確実に第１の電極金属膜と第２の電極金属膜との間を
絶縁するためには、０．１μｍ以上であることが好まし
く、よりいっそう確実に第１の電極金属膜と第２の電極
金属膜との間を絶縁するためには、１μｍ以上で有るこ
とがより好ましい。さらに、製造過程における加工精度
を考慮すると、電極分離面の幅の設定値は、３μｍ以上
であることが好ましく、より好ましくは５μｍ程度に設
定する。また、薄膜圧電体の周囲領域（電極分離面の直
下の領域）は、圧電体として機能しない部分であること
から、電極分離面の幅を不必要に広くすることは好まし
くない。かかる観点から、薄膜圧電体の周囲領域の幅の
上限としては、薄膜圧電体の面積のうち両面とも電極金
属膜に接している面積をＳとして、Ｓの平方根の１０％
以下であることが好ましい。電極分離面の全領域におい
て、電極分離面の幅が１０％を超えると薄膜圧電体のう
ち実際に動作する部分の面積が半分近くに減少してしま
い、アクチュエーターとしての性能が低下してしまうか
らである。

【００１２】また、本発明は、２つの薄膜圧電体が積層
されてなる薄膜圧電体素子に、特に効果的である。すな
わち、本発明に係る第２の薄膜圧電体素子は、互いに対
向する第１の面と第２の面を有する第１の薄膜圧電体と
前記第１の面上の第１の電極金属膜と前記第２の面上の
第２の電極金属膜とからなる第１の単位積層体と、互い
に対向する第３の面と第４の面を有する第２の薄膜圧電
体と前記第３の面上の第３の電極金属膜と、前記第４の
面上の第４の電極金属膜とからなる第２の単位積層体と
を備え、前記第１の単位積層体と前記第２の単位積層体
とを前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とを
対向させて接合してなる薄膜圧電体素子であって、前記
第１の電極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、前記
第１の面に平行な前記第１の薄膜圧電体表面からなる第
１の電極分離面を有し、かつ前記第３の電極金属膜と前
記第４の電極金属膜の間に、前記第３の面に平行な前記
第２の薄膜圧電体表面からなる第２の電極分離面を有す
ることを特徴とする。

【００１３】この第２の薄膜圧電体素子によると、第１
の薄膜圧電体の側面に付着する側壁付着物を電極分離面
により電気的に分離でき、第２の薄膜圧電体の側面に付
着する側壁付着物を電極分離面により電気的に分離でき
るので、電極金属膜の間の絶縁性も向上させることがで
きる。これにより、第１の電極金属膜と第２の電極金属
膜の間のリーク電流と第３の電極金属膜と第４の電極金
属膜の間のリーク電流を少なくでき、多層構造の薄膜圧
電体素子の信頼性を向上させることができる。

【００１４】このような多層構造の薄膜圧電体素子にお
いても、上記と同様の理由から、周囲領域における第１
と第２の薄膜圧電体の厚さは薄い方が好ましい。また、
電極分離面の幅は、０．１μｍ以上であることが好まし
い。

【００１５】また、本発明に係る第２の薄膜圧電体素子
では、前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金属膜と
を絶縁性の接着層を介して接合するようにしてもよく、
その場合、例えば、前記第２の電極金属膜と前記第３の
電極金属膜とを前記接着層に形成されたスルーホールを
介して接続することができる。

【００１６】この場合、前記スルーホールは、前記第３
の電極金属膜に達するように前記第４の電極金属膜と前
記第２の薄膜圧電体を除去することにより設けられた凹
部内に形成し、該凹部は前記第２の薄膜圧電体の内周側
面が前記第３の面に平行な電極分離面を有することが好
ましい。これにより、前記第２の薄膜圧電体の内周側面
に付着する側壁付着物を電気的に分離できる。

【００１７】また、本発明に係る第２の薄膜圧電体素子
では、前記スルーホールを、前記第３の電極金属膜に達
するように前記第４の電極金属膜と前記第２の薄膜圧電
体を除去することにより設けられた切り欠き部に形成す
ることもでき、その場合は、該切り欠き部における前記
第２の薄膜圧電体の側面が前記第３の面に平行な電極分
離面を有することが好ましい。これにより、前記切り欠
き部における前記第２の薄膜圧電体の側面に付着する側
壁付着物を電気的に分離できる。

【００１８】本発明に係るアクチュエータは、互いに平
行な方向に伸縮する１対の圧電体素子を備えたアクチュ
エータであって、前記圧電体素子はそれぞれ、互いに対
向する第１の面と第２の面を有する第１の薄膜圧電体と
前記第１の面上の第１の電極金属膜と前記第２の面上の
第２の電極金属膜とからなる第１の単位積層体と、互い
に対向する第３の面と第４の面を有する第２の薄膜圧電
体と前記第３の面上の第３の電極金属膜と、前記第４の
面上の第４の電極金属膜とからなる第２の単位積層体と
を備え、前記第１の単位積層体と前記第２の単位積層体
とを前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とを
対向させて接合することにより構成され、前記第１の電
極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、前記第１の面
に平行な前記第１の薄膜圧電体表面からなる第１の電極
分離面を有し、かつ前記第３の電極金属膜と前記第４の
電極金属膜の間に、前記第３の面に平行な前記第２の薄
膜圧電体表面からなる第２の電極分離面を有することを
特徴とする。以上のように構成された本発明に係るアク
チュエータは、リーク電流を少なくできかつ信頼性を高
くできる。

【００１９】また、本発明に係るアクチュエータは、前
記圧電体素子はそれぞれ、前記第２の電極金属膜と前記
第３の電極金属膜とを絶縁性の接着層を介して接合し、
前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とが前記
接着層に形成されたスルーホールを介して接続するよう
にして構成できる。

【００２０】さらに、本発明に係るアクチュエータにお
いて、前記スルーホールは、前記第３の電極金属膜に達
するように前記第４の電極金属膜と前記第２の薄膜圧電
体を除去することにより設けられた凹部内に形成するこ
とができ、その場合、前記凹部は前記第２の薄膜圧電体
の内周側面は、その内周側面に付着される側壁付着物を
電気的に分離するために、前記第３の面に平行な電極分
離面を有することが好ましい。

【００２１】さらに、本発明に係るアクチュエータにお
いて、前記スルーホールは、前記第３の電極金属膜に達
するように前記第４の電極金属膜と前記第２の薄膜圧電
体を除去することにより設けられた切り欠き部に形成し
てもよく、この場合、前記切り欠き部における前記第２
の薄膜圧電体の側面は、その側面に付着される側壁付着
物を電気的に分離するために、前記第３の面に平行な電
極分離面を有することが好ましい。

【００２２】またさらに、本発明に係るアクチュエータ
において、前記１対の圧電体素子の一方の圧電体素子の
前記スルーホールに形成された前記第２の電極金属膜と
前記第３の電極金属膜とを接続する電極金属膜と、他方
の圧電体素子の前記スルーホールに形成された前記第２
の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とを接続する電極
金属膜とを互いに接続してもよい。このようにすると、
前記１対の圧電体素子を同期して制御することが可能に
なる。

【００２３】また、本発明に係る薄膜圧電体素子の第１
の製造方法は、下部電極金属膜と薄膜圧電体と上部電極
金属膜とが積層されてなる積層体をドライエッチングに
より所定の形状に加工することにより、薄膜圧電体素子
を製造する製造方法において、前記上部電極金属膜上に
所定の形状の第１のマスクを形成してその第１のマスク
の外側に前記薄膜圧電体面が露出するまでドライエッチ
ングを行う第１エッチング工程と、前記第１のマスクを
除去した後、第２のマスクを上記所定の形状に加工され
た上部電極金属膜をその上部電極金属膜の周りの薄膜圧
電体の一部に延在して覆うように形成し、その第２のマ
スクの外側に位置する薄膜圧電体と下部電極金属膜とを
ドライエッチングにより除去する第２エッチング工程と
を含むことを特徴とする。以上のように構成された本発
明に係る第１の製造方法では、第２のマスクは上部電極
金属膜とその上部電極金属膜の周りの薄膜圧電体の一部
とを覆うように形成することにより、第１エッチング工
程において前記薄膜圧電体の側壁に付着された側壁付着
物を覆うように形成されるので、その側壁付着物と第２
エッチング工程で側壁に付着される側壁付着物とが電気
的に分離される。したがって、この第１の製造方法によ
れば、第１の電極金属膜と第２の電極金属膜との短絡を
防止でき、かつ第１の電極金属膜と第２の電極金属膜と
の間の絶縁性を高くできるので、歩留まり良く薄膜圧電
体素子を製造することができる。

【００２４】また、本発明に係る薄膜圧電体素子の第１
の製造方法では、前記第１エッチング工程において、前
記薄膜圧電体を厚さ方向の途中までエッチング除去する
ことが好ましい。

【００２５】本発明に係る製造方法は、複数の圧電体薄
膜を有する素子を製造する場合により顕著なリーク電流
低減効果が得られる。すなわち、本発明に係る薄膜圧電
体素子の第２の製造方法は、それぞれ第１電極金属膜と
薄膜圧電体と第２電極金属膜とが積層されてなる２つの
単位積層体を、一方の単位積層体の第２電極金属膜と他
方の単位積層体の第１電極金属膜とが対向するように接
着剤層を介して接合した積層体をドライエッチングによ
り所定の形状に加工することにより、薄膜圧電体素子を
製造する製造方法において、前記各単位積層体を加工す
る際に、前記第１電極金属膜を所定の形状に加工する下
部エッチング工程を、前記第２電極金属膜を所定の形状
に加工する上部エッチング工程とは別に設け、前記下部
エッチング工程において、前記第１電極金属膜を形成す
るためのマスクを前記第２電極金属膜とその周りに露出
された薄膜圧電体の一部を覆うように形成し、そのマス
クの外側に位置する薄膜圧電体と第１電極金属膜とを除
去することを特徴とする。この第２の製造方法によれ
ば、複数の圧電体薄膜を有し薄膜圧電体の総厚み（トー
タルの厚さ）が厚くなっているために、エッチング工程
においてより多くの側壁付着物が付着する恐れがある場
合にも、第１電極金属膜と第２電極金属膜の間で側壁付
着物を確実に電気的に分離できる。これにより、第１電
極金属膜と第２電極金属膜との短絡を防止でき、かつ第
１電極金属膜と第２電極金属膜との間の絶縁性を高くで
きるので、歩留まり良く薄膜圧電体素子を製造すること
ができる。

【００２６】この第２の製造方法では、前記他方の単位
積層体の第１電極金属膜を加工する下部エッチング工程
と前記一方の単位積層体の第２電極金属膜を加工する上
部エッチング工程とは、同一のマスクによる連続したエ
ッチング工程であってもよい。

【００２７】本発明に係る第１及び第２の製造方法で
は、上記薄膜圧電体は、マグネトロンスパッター等のス
パッタリング法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、または加熱に
よる薄膜圧電体原料の蒸発等の方法によって形成され得
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）図１（ａ）は、
本発明に係る薄膜圧電体素子の一実施形態を示す断面図
である。本実施形態の薄膜圧電体素子２は、第１の電極
金属膜６と、第１の電極金属膜６の上に形成された薄膜
圧電体４と、薄膜圧電体４の上に形成された第２の電極
金属膜８とからなる積層体を、ドライエッチングするこ
とにより、その外縁部（形状）が形成されてなる。この
ような薄膜圧電体素子２は、第１の電極金属膜６と第２
の電極金属膜８との間に電圧が印加されると、薄膜圧電
体４が面内方向に伸縮運動し、この運動を用いてアクチ
ュエータなどに使用される。

【００２９】薄膜圧電体素子２において、薄膜圧電体４
は、下面４ａと、下面４ａに対向する上面４ｄとを有す
る。薄膜圧電体４の下面４ａにはその全面に第１の電極
金属膜６が形成されているが、上面４ｄの第２の電極金
属膜８の面積は、第１の電極金属膜６の面積よりも小さ
く、上面４ｄのうち、中央領域４ｂには第２の電極金属
膜８が形成されているが、中央領域４ｂを囲む周囲領域
４ｃには第２の電極金属膜８が形成されておらず、薄膜
圧電体４が露出している。また薄膜圧電体４は、周囲領
域４ｃにおける厚さｈ１が、中央領域４ｂにおける厚さ
ｈ２よりも小さくなるように、周囲領域４ｃに段差が設
けられている。

【００３０】このように、薄膜圧電体素子２によると、
第２の電極金属膜８の外周縁が薄膜圧電体４の外周縁の
内側にあり、第２の電極金属膜８の外周縁と、薄膜圧電
体４の外周縁との間に、薄膜圧電体４の表面が露出した
周囲領域４ｃが設けられている。

【００３１】薄膜圧電体素子２の外縁部を形成するため
にドライエッチング工程を使用すると、薄膜圧電体素子
２の側面に薄膜状の側壁付着物１２が形成される。側壁
付着物１２はドライエッチング工程で発生するエッチン
グ生成物であり、エッチング除去された電極金属膜の材
料、エッチングガスが化学重合したもの、または、エッ
チングガスと電極金属膜との化合物などからなり、導電
性物質を含んでいる。

【００３２】上述した本実施形態の薄膜圧電体素子２に
よると、上記ドライエッチング工程において、第１の電
極金属膜６の側面７と、薄膜圧電体４の側面９と、第２
の電極金属膜８の側面１１とには、側壁付着物１２が付
着するが、周囲領域４ｃには側壁付着物１２が付着しな
い。これは、後で薄膜圧電体素子２の製造方法を説明す
る際に詳述するが、薄膜圧電体４の周囲領域４ｃがドラ
イエッチングの進行方向に実質的に垂直な面だからであ
る。

【００３３】このように、薄膜圧電体素子の側壁付着物
１２が周囲領域４ｃによって分離されるので、第１の電
極金属膜６と、第２の電極金属膜８とが、導電性物質を
含む側壁付着物１２を介して短絡されることがない。こ
れにより、第１の電極金属膜６と第２の電極金属膜８と
の間の絶縁性を向上させることができ、薄膜圧電体素子
の信頼性を向上させることができる。

【００３４】次に上述した薄膜圧電体素子２の製造方法
を図２（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。

【００３５】まず、図２（ａ）に示すように、第１の電
極金属膜６の上に、薄膜圧電体４と、第２の電極金属膜
８とをこの順で積層する。薄膜圧電体４の成膜方法に
は、粉体焼結方法を除く様々な方法を用いることができ
る。例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ、レーザーアブ
レーション、ゾルゲル法、または、加熱による薄膜圧電
体原料の蒸発などの方法が使用される。粉体焼結方法を
除外したのは、粉体焼結法を利用する場合、圧電体粉体
原料のグリーンシートを利用してこれを機械的に切断し
たり、粉体を焼結させた後に機械的に切断したりして薄
膜圧電体素子の外縁部を形成する方法が可能であること
から、より費用のかかるドライエッチングを使用するこ
とが少ないからである。

【００３６】次に、図２（ｂ）に示すように、第２の電
極金属膜８の上に、所望の形状の第１のエッチングマス
ク１４を形成する。第１のエッチングマスク１４は、例
えばレジストを用いてフォトリソグラフィーによって形
成可能である。エッチングガスを用いてドライエッチン
グにより、第１のエッチングマスク１４に覆われていな
い領域（図２（ｂ）の矢印）の第２の電極金属膜８をエ
ッチング除去し、さらに、薄膜圧電体４の厚さがｈ１に
なるまで、薄膜圧電体４の一部をエッチング除去する
（第１のエッチング工程）。エッチング終了後、第１の
エッチングマスク１４を除去する。

【００３７】この第１のドライエッチング工程によって
図２（ｃ）に示すように、薄膜圧電体４の上面４ｄに、
第２の電極金属膜８で覆われた中央領域４ｂと、中央領
域４ｂを囲み、かつ、薄膜圧電体４が露出した周囲領域
４ｃが形成される。また周囲領域４ｃに段差が設けられ
て、周囲領域４ｃにおける薄膜圧電体４の厚さｈ１が、
中央領域４ｂにおける薄膜圧電体４の厚さｈ２よりも小
さくなっている。

【００３８】上述した第１のドライエッチング工程にお
いて、エッチング除去された電極金属膜、エッチングガ
スが化学重合したもの、または、エッチングガスと電極
金属膜との化合物などのエッチング生成物が発生する。
これらは、第２の電極金属膜８の側面１１および薄膜圧
電体４の側面９に付着し、薄膜状の側壁付着物１２を形
成する。なお、薄膜圧電体４の周囲領域４ｃは、エッチ
ングの進行方向に実質的に垂直な面であり、エッチング
ガスから生成したイオン粒子が衝突する面であるので、
側壁付着物１２は形成されない。

【００３９】上述した第１のドライエッチング工程を終
えた後、更にドライエッチング工程を行う。まず、図２
（ｄ）に示すように、マスクで覆われてエッチング除去
されずに残存した第２の電極金属膜８の上に、第２のエ
ッチングマスク１８を形成する。ここで使用する第２の
エッチングマスク１８は、図２（ｂ）で使用した第１の
エッチングマスク１４よりも面積が大きく、第２のエッ
チングマスク１８により、第２の電極金属膜８および、
薄膜圧電体４の周囲領域４ｃの一部が覆われる。

【００４０】次に、上記第１のドライエッチング工程と
同様にドライエッチングを行い、第２のエッチングマス
ク１８に覆われていない領域（図２（ｄ）の矢印）にお
いて、厚みｈ１の薄膜圧電体４と、第１の電極金属膜６
とをエッチング除去（第２のドライエッチング工程）す
る。第２のドライエッチング終了後、第２のエッチング
マスク１８を除去して、図１（ａ）に示す薄膜圧電体素
子２を完成する。

【００４１】上記第２ののドライエッチング工程におい
ても、第１のドライエッチング工程と同様にエッチング
生成物が発生し、図１（ａ）に示すように、新たに形成
された薄膜圧電体４の側面９および第１の電極金属膜６
の側面７に、側壁付着物１２が形成される。

【００４２】以上説明したような方法で薄膜圧電体素子
を作製すると、薄膜圧電体素子２の外縁部において、側
壁付着物が形成されない周囲領域４ｃを薄膜圧電体４の
上面４ｄに形成することができる。従って、第１の電極
金属膜６の側面７およびこれと連続する薄膜圧電体４の
側面９に形成された側壁付着物１２と、第２の電極金属
膜８の側面１１およびこれと連続する薄膜圧電体４の側
面９に形成された側壁付着物１２とが、周囲領域４ｃに
よって分離されるので、第１の電極金属膜６と第２の電
極金属膜８とが、側壁付着物１２を介して短絡されるこ
とがなく、第１の電極金属膜６と第２の電極金属膜８と
の間の絶縁性を向上させることができる。これにより、
薄膜圧電体素子の信頼性を向上させることができ、ま
た、製造工程における製品の歩留まりを向上させること
ができる。

【００４３】なお、図１および２においては、薄膜圧電
体素子を支持する基板を示していないが、必要であれ
ば、何らかの基板上によって薄膜圧電体素子を支持して
もよい。

【００４４】本実施形態の薄膜圧電体素子は、図１
（ｂ）の薄膜圧電体素子２Ａのように、周囲領域４ｃと
上面４ｄとが一平面上に位置するように連続し、言いか
えると薄膜圧電体４の周囲領域４ｃと上面４ａとの間に
段差を設けることなく、薄膜圧電体４の周囲領域４ｃを
露出させるように作製されていても良い。薄膜圧電体素
子２Ａによっても、図１（ａ）の薄膜圧電体素子２と同
様に、側壁付着物１２が形成されていない周囲領域４ｃ
によって、薄膜圧電体素子の側壁付着物１２が分離され
るので、側壁付着物１２を介して第１の電極金属膜６と
第２の電極金属膜８とが短絡されず、第１の電極金属膜
６と第２の電極金属膜８との間の絶縁性を向上できる。

【００４５】図１（ｂ）の薄膜圧電体素子２Ａを作製す
る場合には、図２（ｂ）の第１のエッチング工程におい
て、エッチング深さを第２の電極金属膜８の膜厚にし
て、薄膜圧電体４がエッチング除去されないように、エ
ッチング条件を設定すれば良い。しかしながら、圧電体
素子として機能する薄膜圧電体４の領域は、薄膜圧電体
４の両面が電極金属膜で覆われた領域であり、電極金属
膜で覆われていない周囲領域４ｃは圧電体素子として機
能しない。このように圧電体素子として機能しない周囲
領域４ｃの厚みが大きい場合、薄膜圧電体４の伸縮運動
を妨げる恐れがある。従って、周囲領域４ｃの厚みは図
１（ａ）の薄膜圧電体素子２のように薄い方が好まし
い。

【００４６】また、薄膜圧電体４の周囲領域４ｃの幅Ｗ
は、図１（ａ）の薄膜圧電体素子２および図１（ｂ）の
薄膜圧電体素子２Ａのいずれにおいても、０．１μｍ以
上であることが好ましく、この場合、より確実に第１の
電極金属膜６と第２の電極金属膜８との間を絶縁させる
ことができる。以上説明したように、周囲領域４ｃは、
電極間を電気的に分離する機能を有する面であることか
ら、本明細書においては電極分離面とも呼び、特に薄膜
誘電体の上面との間に段差がある場合には、ステップ部
とも呼ぶ。

【００４７】（実施の形態２）実施の形態２の薄膜圧電
体素子は、例えば、第１および第２の薄膜圧電体素子か
らなる２つの薄膜圧電体素子が積層されて形成されてお
り、これにより、実施の形態１のような単層の薄膜圧電
体素子２と比較して、より大きな変位量が得られるアク
チュエータとして使用することができる。図３および図
４は実施の形態２の薄膜圧電体素子３０を示す図であ
り、図３は薄膜圧電体素子３０の平面図を示し、図４は
図３の薄膜圧電体素子３０の４Ａ−４Ａ’線における断
面図を示す。なお、図３では、面積が極めて小さいの
で、側壁付着物１２を省略して示している。

【００４８】後の製造方法の説明で詳述するが、薄膜圧
電体素子３０によると、基板７０の上に、第１の薄膜圧
電体素子３２を構成することとなる第１の単位積層体
と、この第１の積層体の上に形成され、第２の薄膜圧電
体素子３４を構成することとなる第２の単位積層体とか
らなる積層体とを、ドライエッチングすることにより、
薄膜圧電体素子３０の外縁部（形状）と、スルーホール
３６とが形成される。

【００４９】ドライエッチングされて得られた薄膜圧電
体素子３０は、図４に示すように、基板７０の主面に形
成された第１の薄膜圧電体素子３２の上に、第２の薄膜
圧電体素子３４が接着剤層５０によって接着されて積層
されており、第１の薄膜圧電体素子３２と第２の薄膜圧
電体素子３４とは、図示していないが図５の構成となる
ようにスルーホール３６を用いて電気的に接続すること
ができる。これについては後に詳述する。

【００５０】薄膜圧電体素子３０の下層を構成する第１
の薄膜圧電体素子３２は、第１の薄膜圧電体３８と、薄
膜圧電体３８の下面３８ａに形成された第１の電極金属
膜４０と、薄膜圧電体３８の上面に形成され、第１の電
極金属膜４０の面積よりも小さい第２の電極金属膜４２
とからなる。第１の薄膜圧電体３８の上面は、第２の電
極金属膜４２によって覆われた中央領域３８ｂと、中央
領域３８ｂを囲み、かつ、第１の薄膜圧電体３８が露出
した周囲領域３８ｃとからなる。また、第１の薄膜圧電
体３８は、周囲領域３８ｃにおける厚さが、中央領域３
８ｂにおける厚さよりも小さくなるように、周囲領域３
８ｃに段差が設けられている。さらに、第１の電極金属
膜４０は、配線の容易さのために図３に示すように一部
が引き出されて、一部表面６０が基板７０の上で露出さ
れている。

【００５１】接着剤層５０を介して上記第１の薄膜圧電
体素子３２の上に積層された、第２の薄膜圧電体素子３
４は、第２の薄膜圧電体４４と、薄膜圧電体４４の下面
４４ａに形成された第３の電極金属膜４６と、薄膜圧電
体４４の上面に形成され、第３の電極金属膜４６の面積
よりも小さい第４の電極金属膜４８とからなる。第２の
薄膜圧電体４４は、スルーホール３６の一部となる開口
部４４ｆを有しており、第２の薄膜圧電体４４の上面
は、第４の電極金属膜４８によって覆われた中央領域４
４ｂと、中央領域４４ｂの外周部を囲み、かつ、第２の
薄膜圧電体４４が露出した周囲領域４４ｃと、中央領域
４４ｂの内部にある開口部４４ｆを囲み、かつ、第２の
薄膜圧電体４４が露出した開口部周囲領域４４ｅとから
なる。また、第２の薄膜圧電体４４は、開口部周囲領域
４４ｅと、周囲領域４４ｃとにおける厚さが、中央領域
４４ｂにおける厚さよりも小さくなるように、開口部周
囲領域４４ｅと、周囲領域４４ｃとに、段差が設けられ
ている。

【００５２】図５は、薄膜圧電体素子３０の電圧印加方
法の一例を模式的に示す図である。図５に示すように薄
膜圧電体素子３０によると、第１の電極金属膜４０と第
４の電極金属膜４８とを短絡させて第１共通電極を形成
し、第２の電極金属膜４２と第３の電極金属膜４６とを
短絡させて第２共通電極を形成している。このようにし
て形成された第１共通電極と第２共通電極との間に電圧
を印加することにより、第１の薄膜圧電体３８と第２の
薄膜圧電体４４とを面内で伸縮運動させることができ、
圧電素子３０をアクチュエータとして作用させることが
できる。実際の配線は、図３及び図４の圧電体素子上面
に絶縁膜のパターンニングと金属膜のパターンニングを
行うことにより所望の電気的接続を行うことができる。
また、ワイヤーリードを用いて接続することも可能であ
る。

【００５３】薄膜圧電体素子３０によると、図３および
図４に示すように、第４の電極金属膜４８から第２の電
極金属膜４２に達するまでスルーホール３６が形成され
ており、第３の電極金属膜４６と第２の電極金属膜４２
とはスルーホール３６内部でそれらの上面が露出してい
る。また、第４の電極金属膜４８はその全面が薄膜圧電
体素子３０の上面で露出しており、第１の電極金属膜４
０は上述したように一部表面６０が露出している。従っ
て、各電極金属膜の露出部分に必要な配線を施して、各
電極金属膜に電圧を印加することができる。

【００５４】上述した本実施形態の薄膜圧電体素子３０
によると、ドライエッチング工程において、第１の電極
金属膜４０の側面５２と、第１の薄膜圧電体３８の側面
５３と、第２の電極金属膜４２の側面５４とには、側壁
付着物１２が付着するが、周囲領域３８ｃには側壁付着
物１２が付着していない。従って、側壁付着物１２が周
囲領域３８ｃによって分離されるので、第１の電極金属
膜４０と、第２の電極金属膜４２とが、側壁付着物１２
を介して短絡されることがない。

【００５５】また、第３の電極金属膜４６の側面５６
と、第２の薄膜圧電体４４の側面５７と、第４の電極金
属膜４８の側面５８とには、側壁付着物１２が付着する
が、周囲領域４４ｃには側壁付着物１２が付着しない。
さらに、スルーホール３６において、第３の電極金属膜
４６の側面６２と、第２の薄膜圧電体４４の側面６３
と、第４の電極金属膜４８の側面６４とには、側壁付着
物１２が付着するが、開口部周囲領域４４ｅには側壁付
着物１２が付着していない。従って、側壁付着物１２
が、周囲領域４４ｃおよび開口部周囲領域４４ｅによっ
て分離されるので、第３の電極金属膜４６と、第４の電
極金属膜４８とが、側壁付着物１２を介して短絡される
こともない。

【００５６】また、第２の電極金属膜４２と第３の電極
金属膜４６とは、接着剤層５０の側壁５５および６１に
形成された側壁付着物１２を介して短絡されるが、図５
を参照して上述したように、第２の電極金属膜４２と第
３の電極金属膜４６とは同電位であるので、側壁付着物
１２によって第２の電極金属膜４２と第３の電極金属膜
４６とが短絡しても、圧電素子への影響は発生しない。

【００５７】以上説明したように、本実施形態の薄膜圧
電体素子３０によると、第１の電極金属膜４０と第２の
電極金属膜４２との間の絶縁性を向上させることがで
き、かつ、第３の電極金属膜４６と第４の電極金属膜４
８との間の絶縁性を向上させることができ、薄膜圧電体
素子の信頼性を向上させることができる。

【００５８】次に図６〜図２１を参照して、本実施形態
の圧電体素子３０の製造方法を説明する。図６〜図２１
はいずれも、図３に示す圧電体素子３０の４Ａ−４Ａ’
線に対応する断面図を示す。

【００５９】まず、基板７０の上に、基板７０に近い方
から、第１の電極金属膜４０と第１の薄膜圧電体３８と
第２の電極金属膜４２とをこの順に積層する。また、別
の基板７２の上に、基板７２に近い方から、第４の電極
金属膜４８と第２の薄膜圧電体４４と第３の電極金属膜
４６とをこの順に積層する。次に、上記２つの積層体
を、図６に示すように、第２の電極金属膜４２と第３の
電極金属膜４６とを対向させて、接着剤層５０によって
接着させる。なお、接着剤を使用せずに、超音波振動を
用いた熱溶着によって第２の電極金属膜４２と第３の電
極金属膜４６とを接着させても良い。また、接着剤とし
て、導電性接着剤を使用すれば、上述したスルーホール
３６（図３、４参照）を設けることなしに、第２の電極
金属膜４２と第３の電極金属膜４６とを電気的に接続さ
せることができる。

【００６０】次に、図７に示すように、例えばウェット
エッチングにより基板７２を除去し、図８に示すよう
に、第４の電極金属膜４８の上に第１のエッチングマス
ク７４を形成する。第１のエッチングマスク７４は、例
えばレジストを用いてフォトリソグラフィーにより形成
することができる。なお、後で説明する第２のエッチン
グマスク７６、第３のエッチングマスク７８、第４のエ
ッチングマスク８０および第５のエッチングマスク８２
もこれと同様に形成され得る。

【００６１】次に、図９に示すように、ドライエッチン
グによって、マスク７４に覆われていない領域の第４の
電極金属膜４８をエッチング除去し、さらに、第２の薄
膜圧電体４４の厚さがｈ３になるまで、第２の薄膜圧電
体４４の一部をエッチング除去する（第１のドライエッ
チング工程）。これにより、第２の薄膜圧電体４４の上
面に、第２の電極金属膜４８で覆われた中央領域４４ｂ
と、中央領域４４ｂを囲み、かつ、第２の薄膜圧電体４
４が露出した周囲領域４４ｃとが形成される。また周囲
領域４４ｃに段差が設けられて、周囲領域４４ｃにおけ
る第２の薄膜圧電体４４の厚さｈ３が、中央領域４４ｂ
における薄膜圧電体４４の厚さｈ４よりも小さくなる。

【００６２】第１のドライエッチング終了後、図１０に
示すように、第１のエッチングマスク７４を適当な有機
溶剤に浸し、必要に応じて超音波照射、超音波振動等を
行って、第１のエッチングマスク７４を除去する。な
お、後で説明する第２のエッチングマスク７６、第３の
エッチングマスク７８、第４のエッチングマスク８０お
よび第５のエッチングマスク８２の除去もこれと同様に
行われる。

【００６３】この第１のドライエッチング工程では上述
したエッチング生成物が発生し、図１０に示すように、
積層体の側面に薄膜状の側壁付着物１２が形成される。
すなわち、第４の電極金属膜４８の側面と、第２の薄膜
圧電体４４の側面と、第３の電極金属膜４６の側面と、
接着剤層５０の側面と、第２の電極金属膜４２の側面
と、第１の薄膜圧電体３８の側面と、第１の電極金属膜
４０の側面とに側壁付着物１２が形成される。第２の薄
膜圧電体４４の周囲領域４４ｃは、エッチングの進行方
向に実質的に垂直な面であり、エッチングガスから生成
したイオン粒子が衝突する面であるので、側壁付着物１
２は形成されない。

【００６４】次に、上記第１のドライエッチング工程で
エッチング除去されずに残存した第４の電極金属膜４８
の上に、図１１に示すように第２のエッチングマスク７
６を形成する。この第２のエッチングマスク７６は、図
８の第１のエッチングマスク７４よりも面積が大きく、
第２のエッチングマスク７６は、第４の電極金属膜４８
に加えて、第２の薄膜圧電体４４の周囲領域４４ｃの一
部を覆う。

【００６５】次に、ドライエッチングを行い、図１２に
示すように第２のエッチングマスク７６に覆われていな
い領域において、第１の薄膜圧電体３８の厚さがｈ５に
なるまでエッチングを行う（第２のドライエッチング工
程）。ドライエッチング終了後、図１３に示すように第
２のエッチングマスクを除去する。上述した第２のドラ
イエッチング工程により、第１の薄膜圧電体３８の上面
に、第２の電極金属膜４２で覆われた中央領域３８ｂ
と、中央領域３８ｂを囲み、かつ、第１の薄膜圧電体３
８が露出した周囲領域３８ｃとが形成される。また周囲
領域３８ｃに段差が設けられて、周囲領域３８ｃにおけ
る第１の薄膜圧電体３８の厚さ（ｈ５）が、中央領域３
８ｂにおける薄膜圧電体３８の厚さ（ｈ６）よりも小さ
くなっている。

【００６６】この第２のドライエッチング工程において
もエッチング生成物が発生し、新たに形成された積層体
の側面、すなわち、第２の薄膜圧電体４４の側面と、第
３の電極金属膜４６の側面と、接着剤層５０の側面と、
第２の電極金属膜４２の側面と、第１の薄膜圧電体３８
の側面と、第１の電極金属膜４０の側面とに、薄膜状の
側壁付着物１２が形成される。第１の薄膜圧電体３８の
周囲領域３８ｃは、エッチングの進行方向に実質的に垂
直な面であり、エッチングガスから生成したイオン粒子
が衝突する面であるので、側壁付着物１２は形成されな
い。

【００６７】次に、第４の電極金属膜４８の上に、図１
４に示すように第３のエッチングマスク７８を形成す
る。この第３のエッチングマスク７８は、図１１の第２
のエッチングマスク７６よりも面積が大きく、第４の電
極金属膜４８とおよび第２の薄膜圧電体４４の周囲領域
４４ｃに加えて、第１の薄膜圧電体３８の周囲領域３８
ｃの一部を覆う。また、第３のエッチングマスク７８
は、スルーホール３６を素子に形成するために、開口部
３７を有している。

【００６８】次に、図１５に示すように、第３のドライ
エッチングを行う。図１５に示す第３のドライエッチン
グでは、素子の外縁部において、第３のエッチングマス
ク７８に覆われていない領域にある厚みｈ５の第１の薄
膜圧電体３８をエッチング除去する。また、これと同時
に、第３のエッチングマスク７８の開口部３７におい
て、第４の電極金属膜４８を除去し、さらに第２の薄膜
圧電体４４の厚みがｈ７になるまで、第２の薄膜圧電体
４４の一部をエッチング除去する（第３のドライエッチ
ング工程）。エッチング終了後、図１６に示すように第
３のエッチングマスク７８を除去する。

【００６９】上述した本第３のドライエッチング工程に
よって、開口部３７において第２の薄膜圧電体４４が露
出される（第２の薄膜圧電体４４の面４４ｅ）。さら
に、素子の外縁部において、第１の電極金属膜４０の表
面６０が露出される。この第３のドライエッチング工程
においてもエッチング生成物が発生し、新たに形成され
た積層体の側面、すなわち、厚みｈ５の第１の薄膜圧電
体３８の側面と、開口部３７内にある第４の電極金属膜
４８の側面および第２の薄膜圧電体４４の側面とに付着
し、薄膜状の側壁付着物１２を形成する。第２の薄膜圧
電体４４の開口部周囲領域４４ｅおよび、第１の電極金
属膜４０の表面には、上記と同様の理由から側壁付着物
１２が形成されない。

【００７０】次に、第４の電極金属膜４８の上に、図１
７に示すように第４のエッチングマスク８０を形成す
る。この第４のエッチングマスク８０は、図１４の第３
のエッチングマスク７８に比べて、開口部３７の面積が
小さく、マスク表面積が大きく、第１の電極金属膜４０
の露出面６０の一部および第２の薄膜圧電体４４の表面
４４ｅの一部を覆う。

【００７１】次に、図１８に示すように、第４のドライ
エッチングを行う。図１８に示す第４のドライエッチン
グでは、素子の外縁部において、第１の電極金属膜４０
をエッチング除去する。また、これと同時に、開口部３
７において、厚みｈ７の第２の薄膜圧電体４４を除去
し、第３の電極金属膜４６を露出させる。エッチング終
了後、図１９に示すように第４のエッチングマスク８０
を除去する。

【００７２】この第４のドライエッチング工程において
もエッチング生成物が発生し、新たに形成された積層体
の側面、すなわち、第１の電極金属膜４０の側面と、開
口部３７の第２の薄膜圧電体４４の側面とに付着し、薄
膜状の側壁付着物１２を形成する。

【００７３】この後、図２０に示すように、第４のエッ
チングマスク８０よりも開口部３７の面積が小さく、マ
スク表面積が大きい第５のエッチングマスク８２を形成
する。次に、図２１に示すように、開口部３７において
第２の電極金属膜４０が露出するまでドライエッチング
を行った（第６のドライエッチング工程）後、第６のエ
ッチングマスク８２を除去し、図４に示す薄膜圧電体素
子３０を得る。なお、図４の薄膜圧電体素子３０では、
基板７０の側面に形成された側壁付着物を省略して示し
ている。

【００７４】以上説明したような方法で薄膜圧電体素子
を作製すると、第１の薄膜圧電体３８の上面に側壁付着
物が形成されない電極分離面である周囲領域３８ｃを形
成することができるので、第１の電極金属膜４０と第２
の電極金属膜４２とが、側壁付着物１２を介して短絡さ
れることがなく、第１の電極金属膜４０と第２の電極金
属膜４２との間の絶縁性を向上させることができる。ま
た、第２の薄膜圧電体４４の上面に側壁付着物が形成さ
れない周囲領域４４ｃおよび開口部周囲領域４４ｅを形
成することができるので、第３の電極金属膜４６と第４
の電極金属膜４８とが、側壁付着物１２を介して短絡さ
れることがなく、第３の電極金属膜４６と第４の電極金
属膜４８との間の絶縁性を向上させることができる。こ
れにより、薄膜圧電体素子の信頼性を向上させることが
でき、製造工程における製品の歩留まりを向上させるこ
とができる。尚、図３及び図４では、薄膜圧電体素子３
０は基板７０上に存在する状態で描かれているが、この
後の工程で基板７０を除去して使用することも可能であ
る。基板の除去は、ウェットエッチング、ドライエッチ
ング、研磨等の方法が用いられる。

【００７５】以上のようにして作製された本実施形態の
薄膜圧電体素子３０は、例えば図２２に示すようにヘッ
ド支持機構１００に使用することができる。ヘッド支持
機構１００は磁気ディスク装置内に設けられ、図２２に
示すようにスライダー１０２に搭載された磁気ヘッド１
０１を支持する。ヘッド支持機構１００は、アクチュエ
ータ１０８Ａおよび１０８Ｂを介してスライダー１０２
に接続されたロードビーム１０４と、ロードビーム１０
４に接続されたベースプレート１０５および基端部１０
４Ａとを有している。このアクチュエータ１０８Ａおよ
び１０８Ｂに、上記本実施形態の薄膜圧電体素子３０を
使用することができる。

【００７６】例えば図２２に示すようにアクチュエータ
１０８Ａを矢印Ａの方向に変位させ、アクチュエータ１
０８Ｂを矢印Ｂの方向に変位させることにより、ヘッド
１０１を矢印Ｃの方向に変位させることができる。この
ように、アクチュエータ１０８Ａおよび１０８Ｂの変位
を制御することにより、スライダ１０２に搭載されたヘ
ッド１０１を、磁気ディスク上の任意の位置に、非常に
高精度で位置決めすることができる。

【００７７】実施の形態３．図２４は本発明に係る実施
の形態３のアクチュエーターＡ１の平面図であり、図２
５は、図２４のＸ−Ｘ線についての断面図である。本実
施の形態３のアクチュエーターＡ１は、実施の形態１及
び２で説明した製造方法を適用して作製された１対の圧
電体素子Ｖ１，Ｖ２を備え、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
ク位置に高精度に位置決めするために用いられる。本実
施の形態３のアクチュエーターＡ１おいて、２つの圧電
体素子Ｖ１，Ｖ２は同一構造を有し、左右対称に設けら
れる。また、圧電体素子Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ、より大
きい変位量が得られるように、２つの薄膜圧電体素子Ｖ
１１（Ｖ２１），Ｖ１２（Ｖ２２）が積層されて構成さ
れている。

【００７８】ここで、薄膜圧電体素子Ｖ１１（Ｖ２１）
はそれぞれ、第１の電極金属膜１４０と第２の電極金属
膜１４２の間に第１の薄膜圧電体１３８が設けられてな
り、第１の薄膜圧電体１３８の外周側面には電極分離面
であるステップ部１３８ｃが形成されている。また、薄
膜圧電体素子Ｖ１２（Ｖ２２）はそれぞれ、第３の電極
金属膜１４６と第４の電極金属膜１４８の間に第２の薄
膜圧電体１４４が設けられてなり、第２の薄膜圧電体１
４４の外周側面には電極分離面であるステップ部１４４
ｃが形成されている。薄膜圧電体素子Ｖ１１（Ｖ２１）
と薄膜圧電体素子Ｖ１２（Ｖ２２）とは、第２の電極金
属膜１４２と第３の電極金属膜１４６とを対向させて接
着剤層１５０により接合する。さらに薄膜圧電体素子Ｖ
１１（Ｖ２１）と薄膜圧電体素子Ｖ１２（Ｖ２２）の間
では、第２の電極金属膜１４２と第３の電極金属膜１４
６とが電気的に導通するように接続され、第１の電極金
属膜１４０と第４の電極金属膜１４８とが電気的に導通
するように接続される。

【００７９】以下、図面を参照しながら、本実施形態３
のアクチュエーターＡ１の製造方法を説明する。

【００８０】本製造方法では、まず、薄膜圧電体素子Ｖ
１１，Ｖ２１を構成するための単位積層体と薄膜圧電体
素子Ｖ１２，Ｖ２２を構成するための単位積層体を別々
の基板に形成する。具体的には、図２６（ａ）に示すよ
うに、例えば、０．５ｍｍ厚の単結晶酸化マグネシウム
からなる基板７０の上に、例えば、Ｐｔからなる第１の
電極金属膜１４０を形成し、その上に例えば、ＰＺＴか
らなる第１の薄膜圧電体１３８を成長させ、さらにその
上に、例えば、Ｐｔからなる第２の電極金属膜１４２を
形成する。同様に、単結晶酸化マグネシウム基板７２の
上に、第４の電極金属膜１４８、第２の薄膜圧電体１４
４及び第３の電極金属膜１４６からなる単位積層体を形
成する。尚、図２６（ａ）では、基板７２、第４の電極
金属膜１４８、第２の薄膜圧電体１４４及び第３の電極
金属膜１４６の各符号は括弧の中に示している。

【００８１】次に、一方の基板７０の最上層に形成され
た第２の電極金属膜１４２の上に、接着層１５０を例え
ば１．５μｍの厚さに形成する（図２６（ｂ））。そし
て、その接着層１５０に、基板７２上の第３の電極金属
膜１４６が対向するように密着させて、一方の基板７０
の単位積層体と他方の基板の１７２の単位積層体とを接
着する（図２６（ｃ））。接着後、片側の基板７２をエ
ッチングにより除去する（図２６（ｄ））。以上のよう
にして、基板７０上に、第１の電極金属膜１４０、第１
の薄膜圧電体１３８、第２の電極金属膜１４２、接着剤
層１５０、第３の電極金属膜１４６、第２の薄膜圧電体
１４４及び第４の電極金属膜１４８からなる積層構造が
形成される。

【００８２】次に、基板７０上に形成された積層構造に
以下に示す所定の加工を施すことにより、マトリクス状
に配列された複数のアクチュエーターＡ１を形成する。
まず、１つのアクチュエーターＡ１に対してそれぞれ１
対のマスクＭ１０，Ｍ２０を積層構造の上に形成する
（図２７）。ここで、マスクＭ１０は圧電体素子Ｖ１を
形成するためのマスクであり、マスクＭ２０は圧電体素
子Ｖ２を形成するためのマスクである。次に、マスクＭ
１０，Ｍ２０が形成されていない部分を第４の電極金属
膜１４８の表面から第２の薄膜圧電体１４４の途中まで
エッチングにより除去した後（図２８（ａ）（ｂ））、
マスクＭ１０，Ｍ２０を剥離する（図２９（ａ）
（ｂ））。ここまでの工程で、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２
における第２ステップ部１４４ｃより上の部分が形成さ
れる。尚、図２８及び以下の図２９〜３５において、
（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線についての断面図である。

【００８３】次に、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２において第
１ステップ部１３８ｃより上の部分を形成するために、
第２ステップ部１４４ｃより上の部分とその周辺部（第
２ステップ部１４４ｃとなる部分）を覆うマスクＭ１
１，Ｍ２１を形成し、そのマスクＭ１１，Ｍ２１が形成
されていない部分を第１の薄膜圧電体層１３８の途中ま
でエッチングした後（図３０（ａ）（ｂ））、マスクＭ
１１，Ｍ２１を剥離する。この工程により、各圧電体素
子Ｖ１，Ｖ２において、第１ステップ部１３８ｃより上
の部分が形成される。尚、マスクＭ１１，Ｍ２１を形成
する際、第２ステップ部１４４ｃの幅は、例えば、５μ
ｍになるように、マスクＭ１１，Ｍ２１の寸法を設定す
る。また、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２において、外側の一
端部には、第１の電極金属膜１４０と第４の電極金属膜
１４８を接続する制御電極１７０を形成するための切り
欠き部８ｋ２が形成される。

【００８４】次に、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２において、
第１ステップ部１３８ｃより上の部分とその周辺部（第
１ステップ部１３８ｃとなる部分）を覆うマスクＭ１
２，Ｍ２２を形成する（図３１（ａ）（ｂ））。このマ
スクＭ１２，Ｍ２２にはそれぞれ、各圧電体素子Ｖ１，
Ｖ２において凹部Ｈ２３ａを形成するための開口部Ｍ１
２ａ，Ｍ２２ａが形成されている。そして、マスクＭ１
２，Ｍ２２が形成されていない部分を第１の電極金属膜
１４０の表面が露出するまでエッチングする（図３１
（ａ）（ｂ））。この工程により同時に、マスクＭ１
２，Ｍ２２の各開口部Ｍ１２ａ，Ｍ２２ａにおいて、第
２の薄膜圧電体１４４の途中まで除去され、凹部Ｈ２３
ａが形成される（図３１（ａ）（ｂ））。

【００８５】次に、第１の電極金属膜１４０を各圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２ごとに分離するためにマスクＭ１３，２
３を形成する。このマスクＭ１３，２３には、凹部Ｈ２
３ａの底面に露出された第２の薄膜圧電体１４４表面の
中央部分を開口する開口部Ｍ１３ａ，Ｍ２３ａが形成さ
れる（図３２（ａ）（ｂ））。次いで、マスクＭ１３，
２３が形成されていない部分の第１の電極金属膜１４０
をエッチングにより除去することにより各圧電体素子Ｖ
１，Ｖ２を分離すると同時に、開口部Ｍ１３ａ，Ｍ２３
ａにより開口された第２の薄膜圧電体１４４を除去する
ことにより、凹部Ｈ２３ｂを形成してその底面に第３の
電極金属膜１４６の表面を露出させる（図３２（ａ）
（ｂ））。尚、凹部Ｈ２３ｂの外側には、凹部Ｈ２３ｂ
を取り囲むように電極分離面（内周電極分離面）である
ステップ部Ｓ２３ａが形成される。次に、マスクＭ１
３，２３を剥離した後、開口部Ｍ１３ａ，Ｍ２３ａによ
り露出させた第３の電極金属膜１４６において、スルー
ホールＴＨ２３を形成するためのマスクＭ４０を形成し
て、接着剤層１５０を貫通するスルーホールＴＨ２３を
形成する（図３３（ａ）（ｂ））。

【００８６】次に、接着剤層１５０を貫通するスルーホ
ールＴＨ２３部分と第１の電極金属膜１４０と第４の電
極金属膜１４８を接続するための開口部分（開口部１６
０ａ，１６０ｂ）を除いて素子全体を覆う絶縁膜１６０
を形成する（図３４（ａ）（ｂ））。絶縁層１６０を形
成した後、第１の電極金属膜１４０と第４の電極金属膜
１４８を接続する制御電極１７０と第２の電極金属膜１
４２と第３の電極金属膜１４６を接続するコモン電極１
８０とを形成する（図３５（ａ）（ｂ））。

【００８７】以上のように構成された実施の形態３のア
クチュエーターは、その１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２が
それぞれ、第１の薄膜圧電体１３８の外周側面にステッ
プ部１３８ｃを有し、かつ第２の薄膜圧電体１４４の外
周側面にステップ部１４４ｃを有している。これによ
り、製造過程において側壁部に付着するリーク電流の原
因となる側壁付着物をステップ部１３８ｃ及びステップ
部１４４ｃにより電気的に分離できる。また、実施の形
態３のアクチュエーターは、その１対の圧電体素子Ｖ
１，Ｖ２がそれぞれ、凹部Ｈ２３ａと凹部Ｈ２３ｂの間
にステップ部Ｓ２３ａを有しているので、凹部Ｈ２３ａ
の側壁に付着する側壁付着物と凹部Ｈ２３ｂの側壁に付
着する側壁付着物とをステップ部Ｓ２３ａにより電気的
に分離できる。従って、実施の形態３のアクチュエータ
ーＡ１は、その１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２においてそ
れぞれ、第１の電極金属膜１４０と第２の電極金属膜１
４２の間のリーク電流と第３の電極金属膜１４６と第４
の電極金属膜１４８の間のリーク電流とを押さえること
ができる。これにより、実施の形態３のアクチュエータ
ーによれば、素子全体としてのリーク電流を極めて小さ
くできるアクチュエーターを提供できる。

【００８８】図３６は、本実施の形態３のアクチュエー
ターの電圧に対するリーク電流を示すグラフである。こ
の測定に用いたアクチュエータにおいて、第１の薄膜圧
電体１３８と第２の薄膜圧電体の厚さは、２．５μｍと
し、ステップ部１３８ｃ及びステップ部１４４ｃの幅は
それぞれ５μｍとした。また、第１〜第４の電極金属膜
の面積は上方の電極ほど面積は大きいが、概略１．２ｍ
ｍ^２になるように設定した。本測定において、測定電圧
は、１〜１０Ｖまでの１Ｖステップとし、それぞれの電
圧を２０秒間連続して印加した時点における電流値を測
定した。また、図３６には、比較のために、第１の薄膜
圧電体１３８及び第２の薄膜圧電体１４４にステップ部
１３８ｃ及びステップ部１４４ｃをそれぞれ形成するこ
となく形状加工した比較例のアクチュエーターにおける
リーク電流も示している。すなわち、この比較例のアク
チュエーターでは、第４の電極金属膜１４８から第１の
電極金属膜１４０を露出させるまでのエッチングを１つ
のマスクを用いて連続した１度のエッチング工程により
行っている。

【００８９】図３６に示すように、本実施の形態３のス
テップ部１３８ｃ及びステップ部１４４ｃを有するアク
チュエーターは、ステップ部１３８ｃ及びステップ部１
４４ｃを形成することなく１度のエッチングにより加工
した比較例のアクチュエーターより、約２桁リーク電流
を少なくできる。

【００９０】＜実装＞このようにして基板７０上に形成
された１対の圧電体素子Ｖ１、Ｖ２からなるアクチュエ
ーター素子を、図３７に示すように、仮止め接着剤２７
６で覆い、この仮止め接着剤２７６で仮固定用基板２７
４を接着する。この仮止め接着剤２７６には、基板７０
を除去する工程で仮固定用基板２７４が剥離しない程度
の接着性と、基板７０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。この仮止め接着剤２７６と
して、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。

【００９１】さらに、仮固定用基板２７４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、基板７０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。

【００９２】このようにして、仮固定用基板２７４を接
着した後に、基板７０を薬液によりエッチング除去する
（図３８）。

【００９３】次に、仮固定用基板２７４に配列された複
数のアクチュエーターＡ１が、仮固定用基板２７４に保
持されていた時の位置関係を保ったまま、仮固定用基板
７４から分離されるように、仮止め接着剤２７６を溶解
させる溶解液が入っている容器内に複数のアクチュエー
ターＡ１が仮止めされた仮固定用基板２７４を入れて仮
止め接着剤２７６を溶解する。仮固定用基板２７４に保
持されていた時の位置関係を保ったまま、仮固定用基板
７４から複数のアクチュエータ素子を分離するために
は、例えば、仮固定用基板７４に配列された各アクチュ
エータ素子に対応して収納部（凹部）が形成された保持
容器を用いればよい。

【００９４】具体的には、保持容器を、収納部への液の
出入りが自由に行われるように、例えばメッシュにより
構成して、以下のようにして仮固定用基板７４からアク
チュエーターＡ１を分離する。すなわち、仮固定用基板
７４に配列された個々のアクチュエータにそれぞれ収納
部が対向するように、仮固定用基板７４と保持容器とを
合わせ、保持容器を下にしてその全体を溶解液が入って
いる容器内に入れる。このようにして、仮止め接着剤２
７６を溶解すると、アクチュエータ素子が仮固定用基板
７４から離れ、それぞれ保持容器の収納部に１対の圧電
体素子Ｖ１、Ｖ２が離れ離れになることなく収容され
る。この保持容器の個々の収納部には液体が自由に侵入
できるので、そのまま洗浄もできさらにそのまま乾燥も
できる。さらに、基板７０上に形成された配列状態とほ
ぼ同様の規則的な配列状態で保持容器に配列されている
ので、後述の実装も容易に行える。尚、溶解液は、例え
ば、仮止め接着剤２７６としてタール形ワックスを用い
る場合に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。

【００９５】このようにして、基板７０から分離された
１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２からなり、保持容器に配列
されたアクチュエーター素子を、実装機を用いてフレク
シャ３３０の上に実装して、所定の配線を施す。以上の
ようにして、１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２からなるアク
チュエーターがフレクシャ３３０上に実装される。

【００９６】＜ヘッドの位置決め動作＞以下、磁気ディ
スク記録再生装置において、本実施の形態３のアクチュ
エーターを用いた位置決め動作について説明する。図３
９は、磁気ディスク装置の構成の概要を示す模式図であ
り、図３９において、３７０は磁気ディスク、３０１は
磁気ディスク３７０を高速回転させるスピンドルモー
タ、３０２はヘッドアクチュエータである。ヘッドアク
チュエータ３０２はアクチュエータアーム３０４を有
し、そのアクチュエータアーム３０４の先端に、スライ
ダ支持ビーム３２０とスライダ３５０とからなるヘッド
支持機構３００が設けられている。

【００９７】ヘッド支持機構３００は、図４０、図４１
に示すように、ベースプレート３１０、ロードビーム３
２０、フレクシャ３３０、圧電体素子Ｖ１，Ｖ２からな
るアクチュエーターＡ１、スライダ３５０および磁気ヘ
ッド３６０を備えて構成されている。ここで、ベースプ
レート３１０は、アクチュエータアーム３０４に取り付
けるためのものであり、ロードビーム３２０が、ベース
プレート３１０に固定されている。また、ロードビーム
３２０の先端部にはスライダ３５０の回動中心をなす突
起３２８が設けられている。そして、突起３２８にはス
ライダ支持部材３３２が回動自在に支持され、そのスラ
イダ支持部材３３２にヘッド３６０が搭載されたスライ
ダ３５０が固定されている。スライダ３５０とスライダ
支持部材３３２の間にはフレクシャ３３０の先端部分が
固定され、スライダ３５０の直前のフレクシャ３３０上
に、１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２からなるアクチュエー
ターが設けられる。

【００９８】以上のように構成されたヘッド支持機構に
おいて、１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２からなるアクチュ
エーターは、ヘッド位置決め制御部３０８から入力され
る制御信号に従って、圧電体素子Ｖ１，Ｖ２が伸縮して
ヘッド３６０が搭載されたスライダ３５０を回転させる
ことにより（図４０（ｂ））、ヘッドの位置決めを高精
度に行う。尚、フレクシャ３３０には、ヘッド３６０お
よび圧電体素子Ｖ１，Ｖ２に接続するための配線が形成
されている。

【００９９】実施の形態４．本発明に係る実施の形態４
のアクチュエーターは、実施の形態３のアクチュエータ
ーと基本構成は同様であるが、各圧電体素子における第
２の電極金属膜１４２と第３の電極金属膜１４６との間
の接続部分が実施の形態３のアクチュエーターとは異な
る。すなわち、実施の形態４のアクチュエーターは、磁
気ディスク記録再生装置の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位置決めするために用
いられるアクチュエーターであって、（１）実施の形態
１及び２で説明した製造方法を適用して作製された１対
の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２を備えている点、（２）左右対
称に設けられた２つの圧電体素子Ｖ１，Ｖ２はそれぞ
れ、より大きい変位量が得られるように、２つの薄膜圧
電体素子Ｖ１１（Ｖ２１），Ｖ１２（Ｖ２２）が積層さ
れている点では実施の形態３のアクチュエーターと同様
である。以下、実施の形態４のアクチュエーターの製造
方法について説明する。

【０１００】実施の形態４のアクチュエーターの製造方
法において、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２の第２ステップ部
１４４ｃより上の部分が形成されるまでの工程（図２６
〜図２９）は、実施の形態３のアクチュエーターの製造
方法と同様であるので説明は省略する。尚、以下の説明
及び図面において、実施の形態３と同様のものには同様
の符号を付して示す。

【０１０１】各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２の第２ステップ部
１４４ｃより上の部分を形成した後、第２ステップ部１
４４ｃより上の部分と第２ステップ部１４４ｃを覆うマ
スクＭ１１，Ｍ２１を形成し、そのマスクＭ１１，Ｍ２
１が形成されていない部分の第２の薄膜圧電体層１４８
を第３の電極金属膜１４６が露出するまでエッチングす
る（図４２（ａ）（ｂ））。これにより、第２の薄膜圧
電体層１４８が所定の形状に加工される。ここで、各圧
電体素子Ｖ１，Ｖ２において、第２の薄膜圧電体層１４
８には、第１の電極金属膜１４０と第４の電極金属膜１
４８を接続する制御電極１７０を形成するための切り欠
き部１４８ｋ２と、第２の電極金属膜１４２と第３の電
極金属膜１４６を接続するスルーホールＴＨ２３を形成
するための切り欠き部１４８ｋ１が形成される。

【０１０２】次に、マスクＭ１１，Ｍ２１を剥離した
後、形状加工された第２の薄膜圧電体層１４８とその周
辺部（例えば、５μｍ幅の周辺部）を覆うマスクＭ１
４，Ｍ２４を形成し、マスクＭ１４，Ｍ２４が形成され
ていない部分を第１の薄膜圧電体層１３８の途中までエ
ッチングする（図４３（ａ）（ｂ））。このエッチング
により、圧電体素子Ｖ１，Ｖ２においてそれぞれ、第１
ステップ部１３８ｃより上の部分が形成される。この
際、マスクＭ１４，Ｍ２４は、切り欠き部１４８ｋ２に
おいては、第２の薄膜圧電体層１４８の近傍（例えば、
≦５μｍ）の周辺部のみを覆い、切り欠き部１４８ｋ１
においては、切り欠き部１４８ｋ１全体を覆うように形
成する。これにより、切り欠き部１４８ｋ１において、
第３の電極金属膜１４６が矩形形状に露出された、第２
の電極金属膜１４２と第３の電極金属膜１４６を接続す
るスルーホールＴＨ２３を形成するための領域１４６ｄ
が確保される。

【０１０３】そして、マスクＭ１４，Ｍ２４を除去した
後、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２において第１ステップ部１
３８ｃより上の部分とその周辺部近傍を覆うマスクＭ１
５，Ｍ２５を形成し、マスクが形成されていない部分の
第１の薄膜圧電体層１３８を第１の電極金属膜１４０の
表面が露出するまでエッチングする。このマスクＭ１
５，Ｍ２５は、第２の薄膜圧電体層１４８の切り欠き部
１４８ｋ２についても、第２の薄膜圧電体層１４８の近
傍（例えば、≦５μｍ）の周辺部のみを覆うように形成
する。これにより、第１の薄膜圧電体層１３８におい
て、切り欠き部１４８ｋ２に対応する切り欠き部１３８
ｋ２が形成される。このエッチング工程により、各圧電
体素子Ｖ１，Ｖ２における第１の電極金属膜１４０より
上の部分が形成される。尚、切り欠き部１４８ｋ２と切
り欠き部１３８ｋ２の間には、ドライエッチング方向に
直交する電極分離面である、例えば、幅５μｍ程度のス
テップ部が存在する。

【０１０４】次に、マスクＭ１５，Ｍ２５を除去した
後、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２における第１の電極金属膜
１４０の形状を加工するためのマスクＭ４１を形成し
て、マスクＭ４１が形成されていない部分を基板７０が
露出するまでエッチングする。マスクＭ４１は、切り欠
き部１３８ｋ２において切り欠かれた部分全体を覆うよ
うに形成し、また、マスクＭ４１にはエッチングの前に
領域１４６ｄにおいてスルーホールＴＨ２３を形成する
ための開口部が形成される。このようにマスク４１を形
成することにより、各圧電体素子Ｖ１，Ｖ２における第
１の電極金属膜の外形が加工されるととも、領域１４６
ｄにおいて絶縁層１５０を貫通するスルーホールＴＨ２
３を形成され、かつ切り欠き部１３８ｋ２において、第
１の電極金属膜１４０が矩形形状に露出された領域１４
０ｄが形成される。この領域１４０ｄは、制御電極１７
０を形成する部分として利用される。

【０１０５】次に、接着剤層１５０を貫通するスルーホ
ールＴＨ２３部分を開口させる開口部１６１ｃと第１の
電極金属膜１４０と第４の電極金属膜１４８を接続する
ための開口部分（開口部１６１ａ，１６１ｂ）を除いて
素子全体を覆う絶縁膜１６１を形成する（図４６（ａ）
（ｂ））。絶縁層１６１を形成した後、第１の電極金属
膜１４０と第４の電極金属膜１４８を接続する制御電極
１７１と第２の電極金属膜１４２と第３の電極金属膜１
４６を接続するコモン電極１８１とを形成する（図４７
（ａ）（ｂ））。

【０１０６】以上のように構成された実施の形態４のア
クチュエーターＡ２は、実施の形態３と同様、その１対
の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２がそれぞれ、第１の薄膜圧電体
１３８の外周側面にステップ部１３８ｃを有し、かつ第
２の薄膜圧電体１４４の外周側面にステップ部１４４ｃ
を有している。これにより、製造過程において側壁部に
付着するリーク電流の原因となる側壁付着物をステップ
部１３８ｃ及びステップ部１４４ｃにより電気的に分離
できる。また、実施の形態４のアクチュエーターＡ２
は、その１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ２がそれぞれ、切り
欠き部１４８ｋ２と切り欠き部１３８ｋ２の間に、ドラ
イエッチング方向に直交する電極分離面であるステップ
部を有しているので、切り欠き部１４８ｋ２と切り欠き
部１３８ｋ２の側壁に付着する側壁付着物をステップ部
により電気的に分離できる。従って、実施の形態４のア
クチュエーターＡ２は、その１対の圧電体素子Ｖ１，Ｖ
２においてそれぞれ、第１の電極金属膜１４０と第２の
電極金属膜１４２の間のリーク電流と第３の電極金属膜
１４６と第４の電極金属膜１４８の間のリーク電流とを
押さえることができる。これにより、実施の形態４のア
クチュエーターＡ２によれば、素子全体としてのリーク
電流を極めて小さくできるアクチュエーターを提供でき
る。

【０１０７】

【発明の効果】上述したように、本発明の薄膜圧電体素
子によると、薄膜圧電体の上面に薄膜圧電体が露出した
周囲領域が設けられているので、この周囲領域によっ
て、薄膜圧電体素子の側面の付着物が分離される。これ
により、薄膜圧電体の両面に形成された電極金属膜同士
が側壁付着物を介して短絡することがなく、電極金属膜
間の絶縁性を向上させることができるので、薄膜圧電体
素子の信頼性を向上させることができる。また、本発明
によれば、リーク電流が少なくかつ信頼性の高いアクチ
ュエータを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態１
に係る薄膜圧電体素子を示す断面図である。

【図２】 （ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態１に係
る薄膜圧電体素子の製造方法を説明する断面図である。

【図３】 本発明の実施形態２に係る薄膜圧電体素子を
示す平面図である。

【図４】 図３の薄膜圧電体素子の４Ａ−４Ａ’断面図
である。

【図５】 本発明の実施形態２に係る薄膜圧電体素子の
電圧印加方法の一例を模式的に示す図である。

【図６】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方法
を説明する断面図である。

【図７】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方法
を説明する断面図である。

【図８】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方法
を説明する断面図である。

【図９】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方法
を説明する断面図である。

【図１０】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１１】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１２】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１３】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１４】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１５】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１６】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１７】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１８】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図１９】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図２０】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図２１】 実施形態２に係る薄膜圧電体素子の製造方
法を説明する断面図である。

【図２２】 実施形態２の薄膜圧電体素子を使用したヘ
ッド支持機構を示す図である。

【図２３】 （ａ）〜（ｃ）は、一般的な薄膜圧電体素
子の製造工程を示す断面図である。

【図２４】 本発明の実施形態３に係るアクチュエータ
Ａ１を示す平面図である。

【図２５】 図２４のアクチュエータＡ１のＸ−Ｘ断面
図である。

【図２６】 実施の形態３の製造方法における基板上に
積層体を構成する工程を説明する断面図である。

【図２７】 実施の形態３の製造方法において、基板上
にマスクを形成した工程の平面図である。

【図２８】 実施の形態３の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第２ステップ部１４４ｃより上の部分
を形成する工程を説明する平面図（ａ）と断面図（ｂ）
である。

【図２９】 実施の形態３の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第２ステップ部１４４ｃより上の部分
を形成した後、マスクＭ１０，Ｍ２０を剥離した状態を
示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３０】 実施の形態３の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１ステップ部１３８ｃより上の部分
を形成する工程を説明する平面図（ａ）と断面図（ｂ）
である。

【図３１】 実施の形態３の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１の薄膜誘電体の加工が完了した状
態を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３２】 実施の形態３の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１の電極金属膜の加工が完了した状
態を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３３】 実施の形態３の製造方法において、接着剤
層１５０を貫通するスルーホールＴＨ２３を形成する工
程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３４】 実施の形態３の製造方法において、素子全
体を覆う絶縁膜１６０を形成する工程を示す平面図
（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３５】 実施の形態３の製造方法において、制御電
極１７０とコモン電極１８０とを形成する工程を示す平
面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図３６】 実施の形態３のアクチュエータの電圧に対
するリーク電流を示すグラフである。

【図３７】 実施の形態３のアクチュエータ素子を仮固
定用基板に転写する工程を示す断面図（１）である。

【図３８】 実施の形態３のアクチュエータ素子を仮固
定用基板に転写する工程を示す断面図（２）である。

【図３９】 磁気ディスク装置の構成の概要を示す模式
図である。

【図４０】 磁気ディスク装置のヘッド支持機構の構成
を示す斜視図である。

【図４１】 磁気ディスク装置のヘッド支持機構の構成
を示す分解斜視図である。

【図４２】 実施の形態４のアクチュエータの製造方法
において、圧電体素子Ｖ１，Ｖ２の第３の電極金属膜よ
り上の部分を形成する工程を説明する平面図（ａ）と断
面図（ｂ）である。

【図４３】 実施の形態４の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１ステップ部１３８ｃより上の部分
を形成する工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）であ
る。

【図４４】 実施の形態４の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１の電極金属膜より上の部分を形成
する工程を説明する平面図（ａ）と断面図（ｂ）であ
る。

【図４５】 実施の形態４の製造方法において、圧電体
素子Ｖ１，Ｖ２の第１の電極金属膜の加工が完了した状
態を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図４６】 実施の形態４の製造方法において、素子全
体を覆う絶縁膜１６０を形成する工程を示す平面図
（ａ）と断面図（ｂ）である。

【図４７】 実施の形態４の製造方法において、制御電
極１７０とコモン電極１８０とを形成する工程を示す平
面図（ａ）と断面図（ｂ）である。

【符号の説明】

２：薄膜圧電体素子、２Ａ：薄膜圧電体素子、４：薄膜
圧電体、４ａ：薄膜圧電体の下面、４ｂ：薄膜圧電体の
中央領域、４ｃ：薄膜圧電体の周囲領域、４ｄ：薄膜圧
電体の上面、６：第１の電極金属膜、７：第１の電極金
属膜の側面、８：第２の電極金属膜、９：薄膜圧電体の
側面、１１：第２の電極金属膜の側面、１２：側壁付着
物、１４：第１のエッチングマスク、１８：第２のエッ
チングマスク、３０：薄膜圧電体素子、３２：第１の薄
膜圧電体素子、３４：第２の薄膜圧電体素子、３６：ス
ルーホール、３８：第１の薄膜圧電体、４０：第１の電
極金属膜、４２：第２の電極金属膜、４４：第２の薄膜
圧電体、４６：第３の電極金属膜、４８：第４の電極金
属膜、５０：接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｈ０１Ｌ 41/18 Ｈ０１Ｌ 41/08 Ｊ 41/187 41/22 Ｚ 41/22 41/18 １０１Ｄ １０１Ｚ

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに対向する第１の面と第２の面を有
   する薄膜圧電体と、前記第１の面上の第１の電極金属膜
   と、前記第２の面上の第２の電極金属膜とからなる単位
   積層体を少なくとも１つ備えた薄膜圧電体素子におい
   て、 前記第１の電極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、
   前記第１の面に平行な前記薄膜圧電体表面からなる電極
   分離面が設けられたことを特徴とする薄膜圧電体素子。
2. 【請求項２】 前記電極分離面は、前記薄膜圧電体の側
   面に設けられたステップ部である請求項１記載の薄膜圧
   電体素子。
3. 【請求項３】 前記電極分離面は、前記第２の電極金属
   膜の外側に位置する前記第２の面の外周部分である請求
   項１記載の薄膜圧電体素子。
4. 【請求項４】 前記電極分離面の幅が０．１μｍ以上で
   ある請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載の薄膜圧
   電体素子。
5. 【請求項５】 互いに対向する第１の面と第２の面を有
   する第１の薄膜圧電体と前記第１の面上の第１の電極金
   属膜と前記第２の面上の第２の電極金属膜とからなる第
   １の単位積層体と、互いに対向する第３の面と第４の面
   を有する第２の薄膜圧電体と前記第３の面上の第３の電
   極金属膜と、前記第４の面上の第４の電極金属膜とから
   なる第２の単位積層体とを備え、前記第１の単位積層体
   と前記第２の単位積層体とを前記第２の電極金属膜と前
   記第３の電極金属膜とを対向させて接合してなる薄膜圧
   電体素子であって、 前記第１の電極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、
   前記第１の面に平行な前記第１の薄膜圧電体表面からな
   る第１の電極分離面を有し、 かつ前記第３の電極金属膜と前記第４の電極金属膜の間
   に、前記第３の面に平行な前記第２の薄膜圧電体表面か
   らなる第２の電極分離面を有することを特徴とする薄膜
   圧電体素子。
6. 【請求項６】 前記第２の電極金属膜と前記第３の電極
   金属膜とが絶縁性の接着層を介して接合され、前記第２
   の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とが前記接着層に
   形成されたスルーホールを介して接続された請求項５記
   載の薄膜圧電体素子。
7. 【請求項７】 前記スルーホールは、前記第３の電極金
   属膜に達するように前記第４の電極金属膜と前記第２の
   薄膜圧電体を除去することにより設けられた凹部内に形
   成され、該凹部は前記第２の薄膜圧電体の内周側面に前
   記第３の面に平行な電極分離面を有する請求項６記載の
   薄膜圧電体素子。
8. 【請求項８】 前記スルーホールは、前記第３の電極金
   属膜に達するように前記第４の電極金属膜と前記第２の
   薄膜圧電体を除去することにより設けられた切り欠き部
   に形成され、該切り欠き部における前記第２の薄膜圧電
   体の側面に前記第３の面に平行な電極分離面を有する請
   求項６記載の薄膜圧電体素子。
9. 【請求項９】 互いに平行な方向に伸縮する１対の圧電
   体素子を備えたアクチュエータであって、 前記圧電体素子はそれぞれ、 互いに対向する第１の面と第２の面を有する第１の薄膜
   圧電体と前記第１の面上の第１の電極金属膜と前記第２
   の面上の第２の電極金属膜とからなる第１の単位積層体
   と、互いに対向する第３の面と第４の面を有する第２の
   薄膜圧電体と前記第３の面上の第３の電極金属膜と、前
   記第４の面上の第４の電極金属膜とからなる第２の単位
   積層体とを備え、前記第１の単位積層体と前記第２の単
   位積層体とを前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金
   属膜とを対向させて接合することにより構成され、 前記第１の電極金属膜と前記第２の電極金属膜の間に、
   前記第１の面に平行な前記第１の薄膜圧電体表面からな
   る第１の電極分離面を有し、 かつ前記第３の電極金属膜と前記第４の電極金属膜の間
   に、前記第３の面に平行な前記第２の薄膜圧電体表面か
   らなる第２の電極分離面を有することを特徴とするアク
   チュエータ。
10. 【請求項１０】 前記圧電体素子はそれぞれ、前記第２
    の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とが絶縁性の接着
    層を介して接合され、前記第２の電極金属膜と前記第３
    の電極金属膜とが前記接着層に形成されたスルーホール
    を介して接続された請求項９記載のアクチュエータ。
11. 【請求項１１】 前記スルーホールは、前記第３の電極
    金属膜に達するように前記第４の電極金属膜と前記第２
    の薄膜圧電体を除去することにより設けられた凹部内に
    形成され、該凹部は前記第２の薄膜圧電体の内周側面に
    前記第３の面に平行な電極分離面を有する請求項１０記
    載のアクチュエータ。
12. 【請求項１２】 前記スルーホールは、前記第３の電極
    金属膜に達するように前記第４の電極金属膜と前記第２
    の薄膜圧電体を除去することにより設けられた切り欠き
    部に形成され、該切り欠き部における前記第２の薄膜圧
    電体の側面に前記第３の面に平行な電極分離面を有する
    請求項１０記載のアクチュエータ。
13. 【請求項１３】 前記１対の圧電体素子の一方の圧電体
    素子の前記スルーホールに形成された前記第２の電極金
    属膜と前記第３の電極金属膜とを接続する電極金属膜
    と、他方の圧電体素子の前記スルーホールに形成された
    前記第２の電極金属膜と前記第３の電極金属膜とを接続
    する電極金属膜とが互いに接続された請求項１０記載の
    アクチュエータ。
14. 【請求項１４】 下部電極金属膜と薄膜圧電体と上部電
    極金属膜とが積層されてなる積層体をドライエッチング
    により所定の形状に加工することにより、薄膜圧電体素
    子を製造する製造方法において、 前記上部電極金属膜上に所定の形状の第１のマスクを形
    成してその第１のマスクの外側に前記薄膜圧電体面が露
    出するまでドライエッチングを行う第１エッチング工程
    と、 前記第１のマスクを除去した後、第２のマスクを上記所
    定の形状に加工された上部電極金属膜をその上部電極金
    属膜の周りの薄膜圧電体の一部に延在して覆うように形
    成し、その第２のマスクの外側に位置する薄膜圧電体と
    下部電極金属膜とをドライエッチングにより除去する第
    ２エッチング工程とを含むことを特徴とする薄膜圧電体
    素子の製造方法。
15. 【請求項１５】 前記第１エッチング工程において、前
    記薄膜圧電体を厚さ方向の途中までエッチング除去する
    請求項１４に記載の薄膜圧電体素子の製造方法。
16. 【請求項１６】 それぞれ第１電極金属膜と薄膜圧電体
    と第２電極金属膜とが積層されてなる２つの単位積層体
    を、一方の単位積層体の第２電極金属膜と他方の単位積
    層体の第１電極金属膜とが対向するように接着剤層を介
    して接合した積層体をドライエッチングにより所定の形
    状に加工することにより、薄膜圧電体素子を製造する製
    造方法において、 前記各単位積層体を加工する際に、 前記第１電極金属膜を所定の形状に加工する下部エッチ
    ング工程を、前記第２電極金属膜を所定の形状に加工す
    る上部エッチング工程とは別に設け、 前記下部エッチング工程において、前記第１電極金属膜
    を形成するためのマスクを前記第２電極金属膜とその周
    りに露出された薄膜圧電体の一部を覆うように形成し、
    そのマスクの外側に位置する薄膜圧電体と第１電極金属
    膜とを除去することを特徴とする薄膜圧電体素子の製造
    方法。
17. 【請求項１７】 前記他方の単位積層体の第１電極金属
    膜を加工する下部エッチング工程と前記一方の単位積層
    体の第２電極金属膜を加工する上部エッチング工程と
    は、同一のマスクによる連続したエッチング工程である
    請求項１６記載の薄膜圧電体素子の製造方法。