JP2011211164A5 - - Google Patents

Description

本発明の圧電素子は、厚み方向に変位可能な変位部を有する支持体と、前記変位部の厚み方向から見る平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置する下部電極本体部と、前記下部電極本体部に接続し、かつ前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置する下部電極線部と、を有して前記支持体上に設けられた下部電極層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置し、かつ前記下部電極本体部上に設けられた第一圧電体層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、少なくとも一部が前記第一圧電体層上に設けられ、かつ前記下部電極層と絶縁されている上部電極層と、前記下部電極線部の少なくとも一部を覆って設けられた第二圧電体層と、を具備したことを特徴とする。
なお、本発明で述べる変位部を有する支持体とは、例えば基板に貫通孔や凹部などの開口部を形成し、この開口部を閉塞するように支持膜を形成することで、開口部上の支持膜
が膜厚み方向に沿って変位可能な変位部となる構成が例示できる。さらには、基板に形成された上述のような開口部に、変位部が架橋部を介して保持される構成などとしてもよい。さらに、例えば、支持体に凹状溝を形成し、この凹状溝の底部が厚み方向に沿って変位可能な変位部となる構成であってもよい。さらには、基板に貫通孔や凹溝などの開口部を形成し、この開口部に、基板よりも大きい弾性を有して撓みやすい弾性部材を接合し、弾性部材が変位する構成などとしてもよい。
また、変位部は、中心点の変位量が最大となるように、その外周縁の全周が支持体の本体部分に保持される構成、または外周縁が均等間隔で保持される構成であってもよく、変位部の一端部の変位量が最大となるように、他端部が支持体の本体部分に保持される構成などとしてもよい。

本発明の圧電素子では、前記下部電極線部は、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、前記下部電極本体部に接続された素子接続線と、前記素子接続線に連続し、前記変位部の外周縁の外側領域に設けられ、前記平面視において前記素子接続線の線幅よりも小さい線幅の下部電極配線と、を備え、前記第二圧電体層は、前記下部電極配線を覆って設けられた構成とすることが好ましい。

本発明の圧電センサーは、上述したような圧電素子を複数備え、前記複数の圧電素子がアレイ状に配設されたことを特徴とする。

本発明の薄膜圧電体の製造方法は、厚み方向に変位可能な変位部を有する支持体と、前記変位部の厚み方向から見る平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置する下部電極本体部と、前記下部電極本体部に接続し、かつ前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置する下部電極線部と、を有して前記支持体上に設けられた下部電極層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置し、かつ前記下部電極本体部上に設けられた第一圧電体層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、少なくとも一部が前記第一圧電体層上に設けられ、かつ前記下部電極層と絶縁されている上部電極層と、前記下部電極線部の少なくとも一部を覆って設けられた第二圧電体層と、を具備した圧電素子を製造する製造方法であって、前記支持体上に前記下部電極層をパターニングする下部電極パターニング工程と、前記下部電極層上に圧電体層を積層する圧電体層積層工程と、前記第一圧電体層および前記第二圧電体層の形成領域外の圧電体層にエッチング処理を実施して、前記第一圧電体層および前記第二圧電体層を形成する圧電体層パターニング工程と、前記第一圧電体層上に前記上部電極層を積層する上部電極積層工程と、前記上部電極層をエッチングしてパターニングする上部電極パターニング工程と、を備えることを特徴とする。

Claims (8)

1. 厚み方向に変位可能な変位部を有する支持体と、
   前記変位部の厚み方向から見る平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置する下部電極本体部と、前記下部電極本体部に接続し、かつ前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置する下部電極線部と、を有して前記支持体上に設けられた下部電極層と、
   前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置し、かつ前記下部電極本体部上に設けられた第一圧電体層と、
   前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、少なくとも一部が前記第一圧電体層上に設けられ、かつ前記下部電極層と絶縁されている上部電極層と、
   前記下部電極線部の少なくとも一部を覆って設けられた第二圧電体層と、
   を具備したことを特徴とする圧電素子。
2. 請求項１に記載の圧電素子において、
   前記第二圧電体層は、前記平面視において、前記変位部の外周縁に重ならない位置に設けられた
   ことを特徴とする圧電素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の圧電素子において、
   前記第二圧電体層上に配線層が設けられた
   ことを特徴とする圧電素子。
4. 請求項３に記載の圧電素子において、
   前記配線層は、前記下部電極線部の互いに異なる２点間に電気的に接続された
   ことを特徴とする圧電素子。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の圧電素子において、
   前記下部電極線部は、
   前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、前記下部電極本体部に接続された素子接続線と、
   前記素子接続線に連続し、前記変位部の外周縁の外側領域に設けられ、前記平面視において前記素子接続線の線幅よりも小さい線幅の下部電極配線と、を備え、
   前記第二圧電体層は、前記下部電極配線を覆って設けられた
   ことを特徴とする圧電素子。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電素子を複数備え、前記複数の圧電素子がアレイ状に配設された
   ことを特徴とする圧電センサー。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の圧電素子、または請求項６に記載の圧電センサーを備えたことを特徴とする電子機器。
8. 厚み方向に変位可能な変位部を有する支持体と、前記変位部の厚み方向から見る平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置する下部電極本体部と、前記下部電極本体部に接続し、かつ前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置する下部電極線部と、を有して前記支持体上に設けられた下部電極層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域に位置し、かつ前記下部電極本体部上に設けられた第一圧電体層と、前記平面視において前記変位部の外周縁の内側領域及び外側領域に跨る領域に位置し、少なくとも一部が前記第一圧電体層上に設けられ、かつ前記下部電極層と絶縁されている上部電極層と、前記下部電極線部の少なくとも一部を覆って設けられた第二圧電体層と、を具備した圧電素子を製造する製造方法であって、
   前記支持体上に前記下部電極層をパターニングする下部電極パターニング工程と、
   前記下部電極層上に圧電体層を積層する圧電体層積層工程と、
   前記第一圧電体層および前記第二圧電体層の形成領域外の圧電体層にエッチング処理を実施して、前記第一圧電体層および前記第二圧電体層を形成する圧電体層パターニング工程と、
   前記第一圧電体層上に前記上部電極層を積層する上部電極積層工程と、
   前記上部電極層をエッチングしてパターニングする上部電極パターニング工程と、
   を備えることを特徴とする圧電素子の製造方法。