JP2003309301A

JP2003309301A - デバイス製造方法

Info

Publication number: JP2003309301A
Application number: JP2002115803A
Authority: JP
Inventors: Tetsuro Fukui; 哲朗福井; Yutaka Kagawa; 豊香川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-18
Filing date: 2002-04-18
Publication date: 2003-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】成膜温度に高温が必要な材料を耐熱温度が低
い基板上に配設することを可能にし、大面積となっても
均一性が良くかつ良好なデバイスを作製できるデバイス
製造方法を提供する。【解決手段】耐熱温度が高いセラミックス基板等の第
一の基板１上に、少なくともアルミナが主成分の層とジ
ルコニアが主成分の層を含む積層構造からなる容易に剥
離可能な易剥離層２を成膜し、その上に高温でのみ作製
可能な圧電膜等の造形物３を形成する。ＳｉまたはＴｉ
からなる第二の基板５を第一の基板１に形成された造形
物３に接合層６ａ、６ｂを介して当接させ、これらを加
熱および加圧して接合する。その後に、第一の基板１と
造形物３（および電極４）との間の易剥離層２を機械的
に破壊することにより不要な第一の基板１を剥離し、第
二の基板５上に造形物３を転写して、圧電膜型素子等の
デバイスを作製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液体噴射ヘッド、
マイクロホン、発音体（スピーカーなど）、各種振動子
や発振子、さらには加速度センサー、圧力センサー、振
動センサー、角速度センサー等の各種のセンサー等に用
いられるユニモルフ型やバイモルフ型等の圧電膜型素子
等の製造に好適に用いることができるデバイス製造方法
に関するものであり、特に、高温でのみ作製可能な造形
物を高温に耐えられない基板上で使用したい場合や特殊
な基板上にのみ成膜できる造形物を他の基板上で使用し
たい場合に有効なデバイス製造方法に関するものであ
る。なお、ここで呼称される圧電膜型素子とは、電気エ
ネルギーを機械エネルギーすなわち機械的な変位や振動
あるいは応力に変換する素子およびその逆の変換を行う
素子を意味するものとする。

【０００２】

【従来の技術】近年、光学や精密加工等の分野におい
て、サブミクロンのオーダーで光路長や位置を調整する
変位素子や微小変位を電気的変化として検知する検出素
子が所望されるようになってきており、これに応えるも
のとして、強誘電体の圧電／電歪材料に電界を加えた時
に起こる逆圧電効果や電歪効果に基づくところの変位あ
るいはその逆の現象を利用した素子であるアクチュエー
タやセンサーの如き圧電膜型素子の開発が進められてい
る。

【０００３】また、液体噴射ヘッド等においては、この
ような圧電膜型素子の構造体として、従来から知られて
いるユニモルフ型やバイモルフ型が好適に採用されてい
る。そして、そこでは、そのような圧電膜型素子を用い
たプリンターの印字品質や印字速度等の向上が要求され
ており、それに応えるべく、かかる圧電膜型素子の小型
高密度化、低電圧駆動化、高速応答性化、および長尺多
ノズル化を図るための開発が進められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したユ
ニモルフ型やバイモルフ型の圧電膜型素子においては、
大きな屈曲変位や発生力あるいは大きな発生電位を得る
ために、振動板となる基板の厚さを薄くすることが重要
とされるが、かかる基板の厚さを減少させると、強度が
低下しまた平滑性が低下するという問題があった。しか
も、従来のユニモルフ型やバイモルフ型の圧電膜型素子
においては、接着剤を用いるために信頼性が損ねるとい
う問題点もあった。

【０００５】このような問題点を克服するために、特開
昭６２−２１３３９９号公報には、圧電スピーカーとし
て、圧電セラミックスとセラミックス振動板を同時に焼
結することで、接着剤を用いることなく、強固な接合強
度をもたらす技術が開示されている。

【０００６】しかしながら、この方法は、異種の材料を
高温で焼結することから、振動板の選択が制限され最適
な設計ができないこと、そして、振動板および圧電セラ
ミックスそのものが収縮するため、大面積でミクロンオ
ーダーの寸応精度を合わせることが困難であるという問
題があった。そのため信頼性の高い大面積の圧電膜型素
子（アクチュエータ）や液体噴射ヘッドを得ることが困
難であった。

【０００７】また、圧電膜型素子（アクチュエータ）等
の作製に際して、例えば、加工工程のし易さからＳｉ基
板を使用した素子やアクチュエータが研究されている
が、Ｓｉ基板を用いる場合には、Ｓｉ基板の耐熱温度以
下で圧電膜を成膜する必要があり、そのため圧電膜の膜
特性を材料が所有する本来の特性を引き出せないという
矛盾がある。また、現在使用されている圧電材料として
は鉛を有する材料であり、Ｓｉ基板上にその圧電膜を焼
結させると、７００℃以上で鉛のＳｉへの拡散が起こ
り、後の工程でのＳｉ基板の加工性が劣化してしまうと
いう問題があった。

【０００８】そこで、本発明は、前述した従来技術の有
する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、大面
積でかつ信頼性が高い圧電膜型素子等のデバイスを作製
することができる新規なデバイス製造方法を提供するこ
とを目的とし、さらに詳細には、基板上に剥離可能な易
剥離層を介して形成した造形物に他の基板を接合して最
初の基板を易剥離層から剥離して造形物を他の基板に転
写することにより、成膜温度に高温が必要な材料からな
る造形物を耐熱温度が低い基板上に配設することを可能
にし、大面積となっても均一性が良くかつ良好なデバイ
スを作製できるデバイス製造方法を提供することを目的
とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のデバイス製造方法は、第一の基板上に形成
した造形物に第二の基板を接合し、第一の基板を造形物
から剥離して、造形物を第二の基板に転写することによ
り、デバイスを作製するデバイス製造方法であって、第
一の基板と造形物の間に２種類以上のセラミックスで容
易に剥離可能な易剥離層が設けられており、前記易剥離
層が少なくともアルミナが主成分の層とジルコニアが主
成分の層を含むことを特徴とする。

【００１０】さらに、本発明のデバイス製造方法は、第
一の基板上に形成した造形物に第二の基板を接合し、第
一の基板を造形物から剥離して、造形物を第二の基板に
転写することにより、デバイスを作製するデバイス製造
方法であって、第一の基板と造形物の間に容易に剥離可
能な易剥離層が設けられており、易剥離層と第一の基板
との密着強度が５ｇｆ／ｍｍ² 〜２００ｇｆ／ｍｍ² で
あることを特徴とする。

【００１１】本発明のデバイス製造方法においては、第
一の基板がセラミックス基板であり、第二の基板がＳｉ
またはＴｉ基板であることが好ましい。Ｓｉ基板には、
ＳＯＩ基板やＳＯＳ基板などの異種の層が構成上含まれ
たＳｉ基板も含まれる。

【００１２】

【作用】本発明によれば、成膜温度に高温が必要な材料
からなる造形物を容易に剥離可能な易剥離層が成膜され
た基板上に作製してその後に造形物を他の好ましい基板
に転写することにより、成膜温度に高温が必要な材料を
耐熱温度が低い基板上に作製することを可能にし、さら
に、特殊な基板上にのみ成膜できる造形物を他の基板に
作製することを可能にするとともに、大面積なものであ
っても均一性の良い良好なデバイスを得ることができ
る。

【００１３】造形物と第一の基板との間に介在させる易
剥離層として、アルミナとジルコニアをそれぞれ主成分
とする層を積層した積層構造体、あるいは密着強度が５
ｇｆ／ｍｍ² 〜２００ｇｆ／ｍｍ² である易剥離層を用
いることにより、造形物を第二の基板に転写した後に不
要な第一の基板を簡便に造形物から剥離でき、特性の良
好なデバイスを作製することができる。

【００１４】本発明のデバイス製造方法は、液体噴射ヘ
ッド、マイクロホン、発音体（スピーカーなど）、各種
振動子や発振子、さらには各種のセンサーに用いられる
ユニモルフ型やバイモルフ型等の屈曲変位を発生させる
タイプの圧電膜型素子（圧電膜型アクチュエータ）を作
製するのに好適でかつ新規な製造方法である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１６】図１は、本発明のデバイス製造方法の主要
工程を示す工程図であり、図２は、本発明のデバイス製
造方法により作製されるデバイスを適用した液体噴射ヘ
ッドの概略的な断面図である。

【００１７】本発明のデバイス製造方法は、第一の基板
上に容易に剥離可能な易剥離層を介して形成された造形
物を他の第二の基板に転写する点に特徴を有するもので
ある。すなわち、本発明のデバイス製造方法は、図１の
（ａ）に示すように、第一の基板１上に容易に剥離する
ことができる易剥離層２を設け、その易剥離層２上に、
電極４を介してあるいは電極４を設けることなく、造形
物３を作製し、次いで、同図（ｂ）に示すように、第一
の基板１上に作製された造形物３に第二の基板５を接合
し、その後に、同図（ｃ）に示すように、易剥離層２か
ら第一の基板１を剥離して、同図（ｄ）に示すように、
造形物３を第二の基板５に転写し、第二の基板５上に造
形物３を備えるデバイス（アクチュエータ）を作製する
各工程から構成されている。

【００１８】本発明のデバイス製造方法で用いられる第
一の基板１は、圧電膜等の造形物３の作成温度や成膜温
度に充分に耐えることができる基板を用い、好ましく
は、耐熱温度が１０００℃〜１６００℃のセラミックス
である。例えば、アルミナ、ジルコニア、マグネシア等
が用いられる。第一の基板１の厚みは、０．１ｍｍ〜
２．５ｍｍが良く、好ましくは、０．２ｍｍ〜１．２ｍ
ｍである。

【００１９】この第一の基板１上に造形物３を作製する
方法としては、焼結法、スパッタリング法、ゾルゲル
法、水熱法等があるが、造形物３としての圧電膜を形成
する際には、焼結法、スパッタ法が好適である。そし
て、上記方法で成膜する圧電膜をパターニングする方法
としては、ウェットエッチング、ドライエッチング、レ
ジストリフトオフ等が用いられる。第一の基板１上に成
膜される圧電膜３の膜厚としては、０．８μｍ〜５０μ
ｍ、好ましくは、１．０μｍ〜２５μｍである。圧電膜
３の膜厚が０．８μｍ未満では、アクチュエータとして
の変位力に劣り、基板を変位させる十分な力を出せな
い。また、膜厚が５０μｍを超えると、圧電膜自身の剛
性が大きくなり、変位量を大きくできなくなるために好
ましくない。

【００２０】造形物３としての圧電膜の材料は、チタン
酸ジルコン酸鉛、チタン酸ジルコン酸ランタン鉛、マグ
ネシウム酸ニオブ酸鉛等がある。これらの材料に微量の
ドーパントを添加させても良い。ドーパントとしては、
ＷＯ₃ とＧｅＯ₂ 、Ｔｌ₂ Ｏ ₃ 、ＴｈＯ₂ 、Ｒｈ₂ Ｏ₃
とＦｅ₂ Ｏ₃ 、Ｒｈ₂ Ｏ₃ とＩｎ₂ Ｏ₃ 等が好ましい。
その添加量としては、０．１ｗｔ％〜２０ｗｔ％であ
り、好ましくは、０．２ｗｔ％〜８ｗｔ％である。

【００２１】第一の基板１上に予め設けられる易剥離層
２は、造形物３を第二の基板５に接合した後に第一の基
板１を剥離する際に容易に剥離することができるように
形成するものであり、易剥離層２の第一の基板１に対す
る密着強度は、５ｇｆ／ｍｍ ² 〜２００ｇｆ／ｍｍ² が
好ましい。易剥離層２の密着強度が５ｇｆ／ｍｍ² 未満
では、その上に電極４や圧電膜等の造形物３を成膜して
パターニングする際に易剥離層２が剥離してしまうとい
う問題が生じ、また、密着強度が２００ｇｆ／ｍｍ² を
超えると第一の基板１を剥離する時に剥離しにくくなり
好ましくない。この密着強度は引っ張り試験機を用いて
測定することができる。易剥離層２の全体の膜厚は、
０．０５μｍ〜３０μｍが好ましく、より好ましくは、
０．５μｍ〜１５μｍである。

【００２２】このような易剥離層２は、主成分がアルミ
ナの層と主成分がジルコニアの層が少なくとも１層づつ
ある層構成として形成できる。この易剥離層２は、第一
の基板１上に主成分がアルミナあるいはジルコニアの層
を設けた後に、その上にさらに別の層を設けることで作
製される。アルミナ層とジルコニア層のどちらか一方に
異種のセラミックスを混合してもよい。このような主成
分がアルミナの層と主成分がジルコニアの層からなる積
層膜においては、加熱処理されても、これらのそれぞれ
の層は互いに焼結せず強固な膜とならずに容易に剥離で
きる易剥離層となる。

【００２３】易剥離層２の成膜方法としては、焼結法、
スパッタ法、ゾルゲル法、水熱法等がある。焼結法やゾ
ルゲル法は、膜強度を制御するために成膜時に高分子材
料を含有させて気孔率を制御することができ、成膜法と
しては望ましい方法である。また、焼結法やゾルゲル法
で成膜する場合の塗布方法としては、スピンコート、ス
クリーン印刷、ブレードコート、ディップコート等の方
法を用いることができる。易剥離層を焼結法あるいはゾ
ルゲル法で成膜する場合、各層を塗布し順次加熱処理を
行っても良いし、全層を塗布した後加熱処理を行っても
良い。作業工程上は後者が望ましいが、その場合、各層
の塗布液の安定ｐＨ領域が異なる液を用いることが、層
構成が明確に分離した状態で成膜されるために好まし
い。

【００２４】また、焼結法やゾルゲル法で易剥離層を成
膜する場合、第一の基板１の表面平滑性は、Ｒａが０．
０５μｍ〜１．５μｍであることが望ましく、より好ま
しくは、０．１μｍ〜０．５μｍである。Ｒａが０．０
５μｍ未満の場合にはゾル液あるいはペーストの濡れ性
が不良となり膜厚の制御が困難になり、Ｒａが１．５μ
ｍを超えると易剥離層の表面平滑性が不良となり、デバ
イスを大面積化する場合に素子のばらつきが大きくな
る。

【００２５】第一の基板１上に成膜された易剥離層２の
上には、後にデバイスの電極層となる電極４を作製す
る。電極４の材料としては、金属や金属酸化物を用いる
ことができる。金属としては、例えば、白金、イリジウ
ム、金、アルミニウム、銅等が用いられ、金属酸化物と
しては、例えば、ＬａＮｉＯ₃ 、ＬａＣｒＯ₃ 、ＳｒＲ
ｕＯ₃ 、Ｌａ_1-x Ｓｒ_x ＣｏＯ₃ 、Ｌａ_1-x-y Ｓｒ_x Ｃ
ａ_y ＲｕＯ₃ 、Ｌａ_1-xＳｒ_x ＴｉＯ₃ 、Ｎｂ_1-x Ｓｒ_x
ＴｉＯ₃ 等の酸化物である。そして、この電極４上に
前述した造形物３が作製される。なお、電極４は、易剥
離層２の上に形成することなく、後の工程として造形物
３を第二の基板５に転写した後に造形物３の上に形成す
ることもできる。

【００２６】次に、造形物３としての圧電膜を接合する
第二の基板５に関して説明する。第二の基板５は、圧電
膜等の造形物３の作成温度や成膜温度には耐久性がない
基板であってもよく、デバイスのために加工し易くかつ
大面積（例えば、７６ｍｍ（３インチ）以上の大きさ）
が得られる基板が好ましい。また、デバイスを液体噴射
ヘッドに用いる際には、液室の一部を形成するためにヤ
ング率が３０Ｇｐａ以上で３００Ｇｐａ以下の基板が好
ましい。このような基板としては、例えば、Ｓｉ基板、
ＳＵＳ基板、Ｔｉ基板等であるが、好ましくは、Ｓｉ基
板である。Ｓｉの結晶方位は、（１００）、（１０
１）、（１１１）等であるが、好ましくは（１０１）の
結晶方位のものである。結晶方位が（１０１）であるＳ
ｉ基板は、ウェットエッチングにより矩形状の加工がし
易いため、液体噴射ヘッドに好適である。また、第二の
基板５の厚みとしては、１５０μｍ〜９００μｍが好適
である。厚みが１５０μｍ未満のものでは、製造上ハン
ドリングし難いことにより好ましくない。また、厚みが
９００μｍを超えるものでは、エッチング等の加工に時
間がかかりすぎ、好ましくない。なお、上述したＳｉ基
板には、ＳＯＩ基板やＳＯＳ基板などの異種の層が構成
上含まれたＳｉ基板も含まれる。

【００２７】造形物（圧電膜）３と第二の基板５との接
合方法としては、拡散接合、活性金属法、圧接などの接
合方法を採ることができる。好ましくは、活性金属法で
あり、用いる金属としては、Ｉｎ、Ｐｄ、Ａｕ、Ｃｒ、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ａｇ等の金属を
用いることができる。接合時の温度は８０℃〜５００℃
で、より好ましくは、１００℃〜３００℃である。ま
た、加圧は０．５ｋｇ／ｍｍ² 〜２０ｋｇ／ｍｍ² であ
り、好ましくは０．８ｋｇ／ｍｍ² 〜５ｋｇ／ｍｍ² で
ある。例えば、ＰｄとＩｎの組み合わせを用いて接合す
る際には、図１の（ｂ）に示すように、圧電膜３と第二
の基板５の両接合面に、ＰｄとＩｎをそれぞれ単層成膜
し、または、両接合面にＩｎ／Ｐｄの積層を形成し、さ
らにまた、一方の面にＩｎ、他方の面にＩｎ／Ｐｄの積
層を形成して、接合層６ａ、６ｂとして、これらの接合
層を当接させて、２００℃付近に加圧下加熱することに
よって、ＰｄＩｎ₃ の合金を形成して接合層７とするこ
とができ、低温で両者を接合することができる。このよ
うに、各接合層６ａ、６ｂは、加熱および加圧による接
合によって一体の接合層７となり、実質的に界面が判別
できない状態となる（図１の（ｃ）参照）。

【００２８】造形物（圧電膜）３と第二の基板５を接合
した後に、図１の（ｃ）に示すように、造形物３（およ
び電極４）から第一の基板１を剥離する。第一の基板１
を剥離する方法としては、機械的な応力を利用して易剥
離層２を破壊して剥離する方法や、ウォータージェット
の如く水力を利用して易剥離層２を破壊して剥離する方
法等がある。図１の（ｃ）は、第二の基板５に接合され
た造形物（圧電膜）３および電極４から第一の基板１を
剥離する状態を示す。

【００２９】以上のようにして、図１の（ｄ）に示すよ
うに、第二の基板５上に造形物（圧電膜）３が形成され
たデバイス（アクチュエータ）が作製される。図１の
（ｄ）に図示するデバイスにおいては、造形物（圧電
膜）３の上には上部電極４が設けられており、また、造
形物（圧電膜）３の下方に位置する（金属）接合層７を
下部電極として利用することもできる。

【００３０】以上のように、本発明のデバイス製造方法
は、第一の基板上に少なくともアルミナが主成分の層と
ジルコニアが主成分の層を含む易剥離層を介して作製し
た造形物に第二の基板を接合し、造形物の作製時に使用
した第一の基板を易剥離層を利用して造形物から容易に
剥離して、造形物を第二の基板に転写するものであり、
高温でのみ作製可能な造形物を高温に耐えられない基板
上で使用したい場合や特殊な基板上にのみ成膜できる造
形物を他の基板上で使用したい場合に、特に有効なデバ
イス製造方法である。そして、例えば、液体噴射ヘッ
ド、マイクロホン、発音体（スピーカーなど）、各種振
動子や発振子、さらには加速度センサー、圧力センサ
ー、振動センサー、角速度センサー等の各種のセンサー
に用いられるユニモルフ型やバイモルフ型等の屈曲変位
を発生させるタイプの圧電膜型素子（圧電膜型アクチュ
エータ）を作製するのに好適な製造方法である。

【００３１】また、前述したデバイスを液体噴射ヘッド
に用いる場合には、図２に示すように、金属接合層７を
介して圧電膜３が配設された第二の基板５は、振動板１
１と基板部１２に区分され、基板部１２には一部エッチ
ングされて液室（圧力室）１３が形成される。なお、圧
電膜３の上には上部電極４が設けられており、金属接合
層７を下部電極として利用する。そして、液吐出口１５
を有するノズルプレート１４を液吐出口１５が液室１３
に対応するように接合することにより液体噴射ヘッドを
得ることができる。また、前述した実施例では、振動板
１１と基板部１２は一体の第二の基板５として説明した
が、振動板１１と基板部１２をそれぞれ別部材として構
成し、第二の基板５を振動板１１とし、液室１３を形成
する基板部１２を振動板１１に適宜接合することもでき
る。

【００３２】本発明のデバイス製造方法により作製され
る液体噴射ヘッドは、ユニモルフ型のベンダー型ヘッド
を容易に安定して得ることができるが、第二の基板をシ
ムとして利用し第二の基板の両側に圧電膜を接合してバ
イモルフ型の液体噴射ヘッドを作製しても良い。

【００３３】次に、本発明のデバイス製造方法の詳細に
ついて、具体的な実施例を挙げて、図１および図２を参
照しながら、さらに説明する。なお、以下の説明におい
て括弧内の符号は図１および図２に示す部材の符号であ
る。

【００３４】（実施例１）第一の基板（１）として、表
面平滑度Ｒａが０．２μｍのアルミナ基板（厚み３００
μｍ）を用い、アルミナ基板（１）上に、ジルコニアゾ
ル（日産化学製、ＮＳＺ−３０Ｂ、ＰＨ＝１０）とアル
ミナゾル（日産化学製、５２０、ＰＨ＝４．５）を順次
２０００ｒｐｍでスピン塗布した後、１０００℃のマッ
フル炉で２時間焼成した。このようにして易剥離層
（２）を成膜した。この易剥離層（２）の膜厚は、ジル
コニア層が１．２μｍ、アルミナ層が１．１μｍであっ
た。なお、この易剥離層（２）の密着強度は、引っ張り
試験機（東洋精機製、テンシロン）で測定したところ、
５０ｇｆ／ｍｍ² であった。

【００３５】次いで、上記と同様に別途作成した易剥離
層（２）の上に５μｍ厚の白金層をペースト塗布して焼
成し、電極（４）を形成した。この電極（４）の上にポ
ジレジストにより造形物（３）としての圧電膜のペース
トを埋め込むレジストパターンを作成した。アルカリ液
でエッチング除去された素子部のサイズを幅１００μ
ｍ、長さ２．５ｍｍ、レジストの高さは１５μｍとし
た。素子部の数は８０本、レジスト除去部の間隔（素子
間隔）は５０μｍとした。これに主成分としてチタン酸
ジルコン酸鉛の粒子が分散されドーパントとして３．０
ｗｔ％のＷＯ₃ と０．２ｗｔ％のＧｅＯ₂ を添加したペ
ーストを塗布し、レジストのエッチングされた部分にペ
ーストを均一に埋めた。これをマッフル炉内で４００℃
で３０分仮焼し、その後、昇温速度２５０℃／時間で昇
温し、１１５０℃で１時間保持して圧電膜の焼成を行っ
た。そして、室温下まで冷却して取り出したところ、レ
ジストのパターンに沿って造形物としての圧電膜（３）
のパターンが形成されていた。この圧電膜（３）の形状
は、幅８８μｍ、長さ２．３ｍｍであり、素子ごとのサ
イズはほぼ均一であった。圧電膜（３）の高さは１１μ
ｍ〜１２μｍであり、圧電膜（３）の厚みムラをなくす
ために、研磨を行い、一定厚み（８μｍ）の圧電膜
（３）にした。

【００３６】この圧電膜（３）のパターン体の間に樹脂
を埋め込んだ後、室温下で、１００ｎｍ厚みの鉛、５０
ｎｍ厚みのＣｒ、２００ｎｍ厚みの金を順次スパッタ成
膜し、その後に樹脂を有機溶剤で除去することにより、
圧電膜（３）上にのみ、鉛／Ｃｒ／金の金属層（接合層
６ａ）を成膜した。また、第二の基板（５）としてＳｉ
基板（厚み４００μｍ）を用い、このＳｉ基板（５）上
に２５０ｎｍ厚の金層（接合層６ｂ）をスパッタ成膜し
た。

【００３７】そして、圧電膜（３）上に成膜した鉛／Ｃ
ｒ／金の金属層（接合層６ａ）とＳｉ基板（５）上の金
層（接合層６ｂ）とを金同士が接するように当接させ
て、真空下で１．５時間、１５０℃に加熱・加圧（１．
５ｋｇ／ｍｍ² ）して、圧電膜（３）をＳｉ基板（５）
に接合した。その後、室温下で取り出し、Ｓｉ基板
（５）を保持する冶具で固定し、アルミナ基板（１）側
の５箇所に金属爪をかけて引っ張ったところ、容易に易
剥離層（２）が破壊されてアルミナ基板（１）が剥離さ
れ、Ｓｉ基板（５）上に圧電膜（３）のパターンが残さ
れており、圧電膜（３）および電極（４）上には、易剥
離層（２）のアルミナ層とジルコニア層が一部残ってい
た。これを研磨洗浄除去して、白金層（電極４）を露出
させた。以上のようにして、図１の（ｄ）に図示するよ
うなデバイスを作製した。

【００３８】その後に、図２に示すように、第二の基板
としてのＳｉ基板（５）の圧電膜（３）の反対面側から
ドライエッチングにより、各圧電膜（３）の下部に幅１
１０μｍ、長さ２ｍｍの圧力室（液室）（１３）を形成
した。圧電膜（３）の下部のＳｉは６μｍ残し、これを
振動板（１１）とした。Ｓｉ基板（５）上の接合層
（７）として利用した金層と圧電膜（３）上の白金
（４）を電極として、圧電膜（３）の電圧をかけ、レー
ザードップラー計でその変位量を測定した。

【００３９】周波数１ｋＨｚから１０ｋＨｚまで５Ｖか
ら２５Ｖの矩形波をかけたところ、１ｋＨｚでは０．５
２μｍの変位、１０ｋＨｚで０．２３μｍの変位を測定
し、液体噴射ヘッドとして液滴を吐出させるに十分な変
位量を確認した。素子ごとの変位量のばらつきは１ｋＨ
ｚで駆動させた場合で、±３．８％であった。

【００４０】これに２５μｍΦのノズル（液吐出口）を
開けたＳｉ基板と液流路を形成した２枚のＳＵＳ基板を
重ね、ノズル部が圧力室の端部にくるよう貼り合わせ、
液体噴射ヘッドを得た。この液体噴射ヘッドにおいて、
１ｋＨｚで液体を吐出させると、約５０ｐｌの液滴を１
３ｍ／ｓの速度で吐出させることができた。

【００４１】（実施例２）圧電膜（３）の厚みを４μｍ
とした以外は、前述した実施例１と同様にして、第一の
基板としてのアルミナ基板（１）上に圧電膜（３）のパ
ターニング体を作成し、第二の基板としての厚み２０μ
ｍのＴｉ基板（５）の両側から圧電膜（３）を同時に接
合した。その後、アルミナ基板（１）を易剥離層（２）
を介して剥離し、圧電膜（３）上の易剥離層（２）を研
磨洗浄除去し、バイモルフタイプのデバイス（アクチュ
エータ）を得た。Ｔｉ基板（５）を電極として利用し、
両側の圧電膜（３）には同じ電位を負荷させ、実施例１
と同様の方法で変位量をレーザードップラー変位計で測
定したところ、１ｋＨｚで１．１２μｍ、１０ｋＨｚで
は０．４３μｍの変位量を測定した。

【００４２】上述した実施例で用いている振動板材料
は、ＳｉとＴｉであり、これらの材料の耐熱性はそれぞ
れ７００℃および６００℃であり、耐熱性が低い。しか
しながら、本発明のデバイス製造方法により、これらの
耐熱性の低いＳｉやＴｉをデバイス（アクチュエータ）
の基板として用いることができる。

【００４３】また、上述した実施例における易剥離層の
層構成は、２層としたが、さらに、３〜１０層の多重層
構造にしても良い。それは、基板面積の拡大を図る場
合、表面平滑性が得にくくなり、より低濃度のゾル液で
多層塗布することにより、良好な表面平滑性を得ること
ができるからである。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のデバイス
製造方法によれば、成膜温度に高温が必要な材料からな
る造形物を容易に剥離可能な易剥離層が成膜された基板
上に作製し、その後に造形物を他の好ましい基板に転写
することにより、成膜温度に高温が必要な材料を耐熱温
度が低い基板上に作製することを可能にし、また、特殊
な基板上にのみ成膜できる造形物を他の基板に作製する
ことを可能にするとともに、デバイスが大面積なもので
あっても均一性の良い良好なデバイスを得ることができ
る。

【００４５】さらに、造形物と基板との間に、アルミナ
とジルコニアをそれぞれ主成分とする層を積層した容易
に剥離可能な易剥離層あるいは密着強度が５ｇｆ／ｍｍ
² 〜２００ｇｆ／ｍｍ² である易剥離層を介在させるこ
とにより、基板を簡便に造形物から剥離でき、従来のよ
うにエッチング除去等によって基板を剥離する必要がな
く、デバイスにエッチャントによる悪作用が起こらず、
特性の良好なデバイスを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のデバイス製造方法の主要工程を示す工
程図である。

【図２】本発明のデバイス製造方法により作製されるデ
バイスを適用した液体噴射ヘッドの概略的な断面図であ
る。

【符号の説明】

１第一の基板２易剥離層３造形物（圧電膜）４電極５第二の基板６ａ、６ｂ接合層７接合層（下部電極）１１振動板１２基板部１３液室（圧力室）１４ノズルプレート１５液吐出口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者香川豊東京都立川市柴崎町４丁目６番33号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第一の基板上に形成した造形物に第二の
基板を接合し、第一の基板を造形物から剥離して、造形
物を第二の基板に転写することにより、デバイスを作製
するデバイス製造方法であって、第一の基板と造形物の
間に２種類以上のセラミックスで容易に剥離可能な易剥
離層が設けられており、前記易剥離層が少なくともアル
ミナが主成分の層とジルコニアが主成分の層を含むこと
を特徴とするデバイス製造方法。
【請求項２】第一の基板上に形成した造形物に第二の
基板を接合し、第一の基板を造形物から剥離して、造形
物を第二の基板に転写することにより、デバイスを作製
するデバイス製造方法であって、第一の基板と造形物の
間に容易に剥離可能な易剥離層が設けられており、易剥
離層と第一の基板との密着強度が５ｇｆ／ｍｍ² 〜２０
０ｇｆ／ｍｍ² であることを特徴とするデバイス製造方
法。
【請求項３】第一の基板がセラミックス基板であり、
第二の基板がＳｉまたはＴｉ基板であることを特徴とす
る請求項１または２記載のデバイス製造方法。