JP2017163183A - 超音波素子アレイ、超音波プローブ、超音波装置および超音波素子アレイの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】配線が交差するレイアウトであっても水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる超音波素子アレイを提供する。
【解決手段】超音波素子アレイ１は第１電極１２と第２電極１３とに圧電体１６が挟まれた第１圧電素子３、第２圧電素子４、第３圧電素子５及び第４圧電素子６と、第１圧電素子３の第２電極１３と第２圧電素子４の第２電極１３とを接続する第１配線８と、第３圧電素子５の第２電極１３と第４圧電素子６の第２電極１３とを接続する第２配線９と、第１配線８を跨いで第２配線９と接続する第３配線１０ｂと、第１配線８と第３配線１０ｂとの間に位置する絶縁膜２１と、を備え、絶縁膜２１は無機物からなる無機絶縁膜７と有機物からなる有機絶縁膜１８とを有し、無機絶縁膜７は圧電素子２を覆う。
【選択図】図１
【解決手段】超音波素子アレイ１は第１電極１２と第２電極１３とに圧電体１６が挟まれた第１圧電素子３、第２圧電素子４、第３圧電素子５及び第４圧電素子６と、第１圧電素子３の第２電極１３と第２圧電素子４の第２電極１３とを接続する第１配線８と、第３圧電素子５の第２電極１３と第４圧電素子６の第２電極１３とを接続する第２配線９と、第１配線８を跨いで第２配線９と接続する第３配線１０ｂと、第１配線８と第３配線１０ｂとの間に位置する絶縁膜２１と、を備え、絶縁膜２１は無機物からなる無機絶縁膜７と有機物からなる有機絶縁膜１８とを有し、無機絶縁膜７は圧電素子２を覆う。
【選択図】図１
Description
本発明は、超音波素子アレイ、超音波プローブ、超音波装置および超音波素子アレイの製造方法に関するものである。
電圧を加えることにより変形する圧電体が広く用いられている。圧電体には２つ以上の電極が設置されている。その電極間に電圧を加えることにより圧電体が変形する。また、圧電体が変形するとき、２つの電極間に電位差が生じる。圧電体の性質を利用して、超音波を発生させることができる。さらに、超音波を受けて圧電体が振動するとき、電極間の電位差の変動を検出して超音波を検出することができる。
圧電体に電極が設置された圧電素子がアレイ状に配置された超音波素子アレイが特許文献１に開示されている。圧電体は板状であり、表面と裏面とが平行な面になっている。そして、圧電体の平面形状は長方形であり、圧電体の両面に電極が設置されている。電極の一方は総ての圧電体に設置され、同じ電位となる共通電極である。そして、他方の電極は各圧電体に設置された個別電極である。配線も個別電極毎に設置されていた。
特許文献１の超音波素子アレイでは圧電素子が５行５列に配置されていた。そして、配列の上下左右の四方向に端子が設置され、端子と個別電極とが配線により接続されていた。このときには、配線が交差しないように配線を配置することができた。配列の四方向に端子を設置するとき、端子を設置する場所が配列の四方向に必要となる。一方、配列の対向する２方向に端子を設置するとき圧電素子がアレイの幅を短くすることができる。このとき、端子と個別電極とを接続する配線が交差する場所が必要になる。また、圧電素子の行数または列数が多いときにも端子と個別電極とを接続する配線が交差する場所が必要になる。
超音波素子は３０ボルト程度の電圧で駆動される。そして、個別電極と接続する配線が交差する場所では配線間に絶縁膜が設置される。通常、配線間の絶縁膜は耐湿性のよい無機物からなる無機膜が用いられている。このとき、無機膜は薄いので配線間で電流が漏洩することがあった。そこで、配線が交差するレイアウトであっても水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる超音波素子アレイが望まれていた。
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかる超音波素子アレイであって、２つの電極に圧電体が挟まれた第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子及び第４圧電素子と、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とを接続する第１配線と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子とを接続する第２配線と、前記第１配線を跨いで前記第２配線と接続する第３配線と、前記第１配線と前記第３配線との間に位置する絶縁膜と、を備え、前記絶縁膜は無機物からなる無機膜と有機物からなる有機膜とを有し、前記無機膜は前記圧電素子を覆うことを特徴とする。
本適用例にかかる超音波素子アレイであって、２つの電極に圧電体が挟まれた第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子及び第４圧電素子と、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とを接続する第１配線と、前記第３圧電素子と前記第４圧電素子とを接続する第２配線と、前記第１配線を跨いで前記第２配線と接続する第３配線と、前記第１配線と前記第３配線との間に位置する絶縁膜と、を備え、前記絶縁膜は無機物からなる無機膜と有機物からなる有機膜とを有し、前記無機膜は前記圧電素子を覆うことを特徴とする。
本適用例によれば、超音波素子アレイは第１圧電素子〜第４圧電素子を備え、各圧電素子では圧電体が２つの電極に挟まれている。２つの電極に所定の波形の電圧を印加することにより圧電体が振動して超音波を射出する。第１配線は第１圧電素子と第２圧電素子とを接続する。第２配線は第３圧電素子と第４圧電素子とを接続する。第３配線は第１配線を跨いで第２配線と接続する。第１配線と第３配線との間には絶縁膜が位置し、絶縁膜により第１配線と第３配線とが短絡しないようになっている。
絶縁膜は無機物からなる無機膜と有機物からなる有機膜とを有している。無機膜は耐湿性があり水分が通過することを防止する。有機膜は無機膜より厚い膜であり電気的な耐圧性がある。従って、第１配線と第３配線とが短絡し難い構造にできる。さらに、無機膜は圧電素子を覆っている。圧電素子に水分が浸透すると振動する特性が劣化する。無機膜が圧電素子に水分が浸透することを抑制する。従って、超音波素子アレイは水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる。
［適用例２］
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記有機膜は隣り合う前記圧電体の間に設置されていることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記有機膜は隣り合う前記圧電体の間に設置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、有機膜は隣り合う圧電体の間に設置されているので、圧電素子と対向しない場所に設置されている。圧電素子に有機膜が重なっているとき有機膜が振動の抵抗になる。本適用例では圧電素子に有機膜が重なっていないので、圧電素子が効率よく超音波を射出できる。
［適用例３］
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記有機膜は前記無機膜に重ねて設置されていることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記有機膜は前記無機膜に重ねて設置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、有機膜は無機膜に重ねて設置されている。有機膜上に無機膜は設置し難いが、無機膜上に有機膜を容易に設置することができる。従って、生産性良く絶縁膜を設置することができる。
［適用例４］
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子を含む圧電素子がマトリックス状に配置され、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間には１本の配線が設置されることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子を含む圧電素子がマトリックス状に配置され、前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間には１本の配線が設置されることを特徴とする。
本適用例によれば、複数の圧電素子がマトリックス状に配置されている。そして、第１圧電素子と第２圧電素子との間には配線が１本のみ設置されている。従って、第１圧電素子と第２圧電素子との間に複数の配線が設置された配置に比べて配線が占める面積を小さくすることができる。従って、圧電素子の密度を高くすることができる。
［適用例５］
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子を含む圧電素子は行方向に並んでおり、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含む前記圧電素子は前記行方向と直交する列方向とに並んでおり、隣り合う前記圧電素子の行と行との間には前記行方向の第１方向に延びる第４配線または前記第４配線と分離し前記第１方向と逆向きの第２方向に延びる第５配線が設置されていることを特徴とする。
上記適用例にかかる超音波素子アレイにおいて、前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子を含む圧電素子は行方向に並んでおり、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含む前記圧電素子は前記行方向と直交する列方向とに並んでおり、隣り合う前記圧電素子の行と行との間には前記行方向の第１方向に延びる第４配線または前記第４配線と分離し前記第１方向と逆向きの第２方向に延びる第５配線が設置されていることを特徴とする。
本適用例によれば、圧電素子は行方向及び列方向に並んでいる。そして、隣り合う圧電素子の行と行との間には第４配線または第５配線が設置されている。第４配線は行方向の第１方向に延びており、第５配線は第１方向と逆向きの第２方向に延びている。従って、行間に位置する配線は第４配線及び第５配線の２系統の配線として機能する。第１配線及び第２配線は列方向に延びる配線である。そして、第４配線及び第５配線は列方向に延びる配線と接続されている。従って、行間に設置された配線は列方向に延びる異なる列の圧電素子に異なる電圧を通電することができる。
［適用例６］
本適用例にかかる超音波プローブであって、超音波を出力する超音波素子アレイを備え、前記超音波素子アレイが上記のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする。
本適用例にかかる超音波プローブであって、超音波を出力する超音波素子アレイを備え、前記超音波素子アレイが上記のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波プローブは、超音波を出力する超音波素子アレイを備えている。そして、超音波素子アレイには上記の超音波素子アレイが用いられている。上記の超音波素子アレイは水分及び電圧に対して耐性が高い。従って、超音波プローブは水分及び電圧に対して耐性が高い超音波素子アレイを備えた装置とすることができる。
［適用例７］
本適用例にかかる超音波装置であって、超音波を出力する超音波素子アレイを備え、前記超音波素子アレイが上記のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする。
本適用例にかかる超音波装置であって、超音波を出力する超音波素子アレイを備え、前記超音波素子アレイが上記のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする。
本適用例によれば、超音波装置は、超音波を出力する超音波素子アレイを備えている。そして、超音波素子アレイには上記の超音波素子アレイが用いられている。上記の超音波素子アレイは水分及び電圧に対して耐性が高い。従って、超音波装置は水分及び電圧に対して耐性が高い超音波素子アレイを備えた装置とすることができる。
［適用例８］
本適用例にかかる超音波素子アレイの製造方法であって、２つの電極に圧電体が挟まれた複数の圧電素子の各前記電極と接続する第１配線上と前記圧電素子上とに無機物からなる無機膜を設置し、隣り合う前記圧電体の間の一部の前記無機膜上に有機物からなる有機膜を設置し、前記有機膜に重ねて第３配線を設置することを特徴とする。
本適用例にかかる超音波素子アレイの製造方法であって、２つの電極に圧電体が挟まれた複数の圧電素子の各前記電極と接続する第１配線上と前記圧電素子上とに無機物からなる無機膜を設置し、隣り合う前記圧電体の間の一部の前記無機膜上に有機物からなる有機膜を設置し、前記有機膜に重ねて第３配線を設置することを特徴とする。
本適用例によれば、複数の圧電素子が設置されている。各圧電素子では２つの電極に圧電体が挟まれて設置されている。そして、各圧電素子の電極は第１配線によって接続されている。第１配線上と圧電素子上に無機物からなる無機膜が設置される。次に、無機膜上に有機物からなる有機膜が設置される。この有機膜は圧電素子と対向しない場所で第１配線と対向する場所に設置される。次に、第３配線が設置される。第３配線は有機膜に重ねて設置される。
第３配線と第１配線との間には無機膜と有機膜との絶縁膜が設置されるので短絡が抑制される。そして、圧電素子に重ねて無機膜が設置されるので圧電素子に水分が進入することが抑制される。圧電素子に設置される無機膜と第１配線に設置される無機膜とは同じ工程で設置される。従って、圧電素子に設置される無機膜と第１配線に設置される無機膜とを別の工程で設置するときに比べて工程の数を減らすことができる。従って、短絡し難い超音波素子アレイを生産性良く製造することができる。
以下、実施形態について図面に従って説明する。尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
（第１の実施形態）
本実施形態では、超音波素子アレイと、この超音波素子アレイの製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波素子アレイについて図１〜図７に従って説明する。図１は、超音波素子アレイの構造を説明するための要部模式平面図である。図１に示すように、超音波素子アレイ１はマトリックス状に配列された圧電素子２を備えている。圧電素子２が並ぶ方向をＸ方向及びＹ方向とする。Ｘ方向及びY方向と直交する方向をＺ方向とする。
本実施形態では、超音波素子アレイと、この超音波素子アレイの製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。第１の実施形態にかかわる超音波素子アレイについて図１〜図７に従って説明する。図１は、超音波素子アレイの構造を説明するための要部模式平面図である。図１に示すように、超音波素子アレイ１はマトリックス状に配列された圧電素子２を備えている。圧電素子２が並ぶ方向をＸ方向及びＹ方向とする。Ｘ方向及びY方向と直交する方向をＺ方向とする。
圧電素子２の一部を第１圧電素子３、第２圧電素子４、第３圧電素子５及び第４圧電素子６とする。第１圧電素子３と第３圧電素子５とはＸ方向に並んでおり、第２圧電素子４と第４圧電素子６とはＸ方向に並んでいる。Ｘ方向に並ぶ圧電素子２の群を行とする。第１圧電素子３と第２圧電素子４はＹ方向に並んでおり、第３圧電素子５と第４圧電素子６とはＹ方向に並んでいる。Ｙ方向に並ぶ圧電素子２の群を列とする。
圧電素子２に重ねて無機膜としての無機絶縁膜７が設置されている。そして、無機絶縁膜７には第１開口部７ａ及び第２開口部７ｂが設置されている。第１開口部７ａの１つからは配線としての第１配線８が露出し、第２開口部７ｂからは配線としての第２配線９が露出している。第１配線８及び第２配線９はＹ方向に延びる配線である。圧電素子２は水分の進入により圧電機能が劣化する。無機絶縁膜７は水分を通過し難い膜であり圧電素子２の圧電機能が劣化することを抑制する。
無機絶縁膜７上には第３配線１０ａ及び第３配線１０ｂの第３配線１０が設置されている。図中の第３配線１０は第３配線１０の一部である。そして、第１開口部７ａでは第３配線１０ａと第１配線８とが接続され、第２開口部７ｂでは第３配線１０ｂと第２配線９とが接続されている。
図２は下部配線を説明するための要部模式平面図である。図２に示すように、超音波素子アレイ１には下部配線１１ａ及び下部配線１１ｂの下部配線１１が設置されている。図中の下部配線１１は下部配線１１の一部である。下部配線１１ａは第１圧電素子３及び第３圧電素子５と接続し、下部配線１１ｂは第２圧電素子４及び第４圧電素子６と接続している。圧電素子２と接続する部分の下部配線１１の一部が電極としての第１電極１２として機能する。図中網掛けの部分が第１電極１２を示す部分である。
図３は第１配線を説明するための要部模式平面図である。図３に示すように、第３配線１０ａと第１配線８とが接続され、第１配線８は第１圧電素子３及び第２圧電素子４と接続されている。そして、圧電素子２と接続する部分の第１配線８の一部が電極としての第２電極１３として機能する。図中網掛けの部分が第２電極１３を示す部分である。従って、第１配線８は第１圧電素子３の第２電極１３と第２圧電素子４の第２電極１３とを接続する。第１電極１２と第２電極１３とは対向して配置されている。第３配線１０ａ及び第１配線８を通して第２電極１３に電圧が供給される。
図４は第２配線を説明するための要部模式平面図である。図４に示すように、第３配線１０ｂと第２配線９とが接続され、第２配線９は第３圧電素子５及び第４圧電素子６と接続されている。そして、圧電素子２と接続する部分の第２配線９の一部が第２電極１３として機能する。図中網掛けの部分が第２電極１３を示す部分である。従って、第２配線９は第３圧電素子５の第２電極１３と第４圧電素子６の第２電極１３とを接続する。第１電極１２と第２電極１３とは対向して配置されている。第３配線１０ｂ及び第２配線９を通して第２電極１３に電圧が供給される。第３配線１０ｂは第１配線８と交差する配置になっており、第１配線８を跨いで第２配線９と接続する。
図５は超音波素子アレイの構造を示す要部模式側断面図であり、図１のＡＡ線に沿う断面側から見た図である。図５に示すように、超音波素子アレイ１は基板１４を備えている。基板１４の材質は剛性があり精密な加工ができれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、基板１４の材質にシリコン基板を用いている。
基板１４に重ねて振動板１５が設置されている。振動板１５は振動して超音波を発信する部位である。振動板１５の材質は振動特性の良い材質であれば良く特に限定されない。振動板１５は絶縁性があると好ましい。本実施形態では、例えば、振動板１５の材質に２酸化シリコンや２酸化ジルコニウムを用いている。基板１４は圧電素子２と対向する場所に凹部１４ａが設置されている。凹部１４ａでは振動板１５が露出している。これにより、振動板１５が振動し易くなっている。
振動板１５上には下部配線１１ｂが設置されている。下部配線１１ｂはＸ方向に延びる配線である。下部配線１１ｂにはイリジウムの膜とプラチナの膜とが積層された膜を用いている。下部配線１１ｂ上には矩形の圧電体１６が設置されている。圧電体１６を構成する材料は特に限定されないが、本実施形態では例えば、ＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）が用いられている。
第２圧電素子４では圧電体１６上にＹ方向に延びる第１配線８が設置されている。第１配線８において圧電体１６と対向する部分が第２電極１３である。下部配線１１ｂにおいて圧電体１６と対向する部分が第１電極１２である。第４圧電素子６では圧電体１６上にＹ方向に延びる第２配線９が設置されている。第２配線９において圧電体１６と対向する部分が第２電極１３である。下部配線１１ｂにおいて圧電体１６と対向する部分が第１電極１２である。第２圧電素子４及び第４圧電素子６では第１電極１２及び第２電極１３が圧電体１６を挟む構造になっている。同様に、第１圧電素子３及び第３圧電素子５でも第１電極１２及び第２電極１３が圧電体１６を挟む構造になっている。
圧電体１６の＋Ｘ方向側及び−Ｘ方向側には導電膜１７が設置されている。圧電体１６の平面形状を形成する工程で下部配線１１が薄くなることがある。導電膜１７は薄くなった下部配線１１を厚くして導電抵抗をさげる機能を有している。
圧電素子２を覆って無機絶縁膜７が設置されている。無機絶縁膜７の材質には酸化シリコンや酸化アルミニウム等の無機物を用いることができる。本実施形態では、例えば、無機絶縁膜７の材質に酸化アルミニウムを採用している。
図６は超音波素子アレイの構造を示す要部模式側断面図であり、図１のＢＢ線に沿う断面側から見た図である。図６に示すように、第１圧電素子３と第２圧電素子４との間では振動板１５上に第１配線８が設置されている。第３圧電素子５と第４圧電素子６との間では振動板１５上に第２配線９が設置されている。第１配線８及び第２配線９はＹ方向に延びる配線である。
第１配線８上には無機絶縁膜７が設置され、無機絶縁膜７上には有機物からなる有機膜としての有機絶縁膜１８が設置されている。そして、有機絶縁膜１８上に第３配線１０ｂが設置されている。無機絶縁膜７及び有機絶縁膜１８が第１配線８と第３配線１０ｂとを絶縁する絶縁膜２１になっている。絶縁膜２１は第１配線８と第３配線１０ｂとの間に位置し第１配線８と第３配線１０ｂとが短絡しないようにしている。
絶縁膜２１は無機物からなる無機絶縁膜７と有機物からなる有機絶縁膜１８とを有している。無機絶縁膜７は耐湿性があり水分が通過することを防止する。有機絶縁膜１８は無機絶縁膜７より厚い膜であり電気的な耐圧性がある。従って、第１配線８と第３配線１０ｂとが短絡し難い構造にできる。さらに、無機絶縁膜７は圧電素子２を覆っている。圧電素子２に水分が浸透すると振動する特性が劣化する。無機絶縁膜７が圧電素子２に水分が浸透することを抑制する。従って、超音波素子アレイ１は水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる。
有機絶縁膜１８は無機絶縁膜７に重ねて設置されている。有機絶縁膜１８上に無機絶縁膜７は設置し難いが、無機絶縁膜７上に有機絶縁膜１８を容易に設置することができる。従って、生産性良く絶縁膜２１を設置することができる。
第３配線１０ｂは第２配線９と接続している。第２配線９は第３圧電素子５及び第４圧電素子６の第２電極１３と接続している。従って、第３配線１０ｂから第３圧電素子５及び第４圧電素子６の第２電極１３に電圧を供給できる。第３配線１０の材質は低抵抗で電気を供給できれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、第３配線１０の材質に金を用いている。
図７は超音波素子アレイの構造を示す要部模式側断面図であり、図１のＣＣ線に沿う断面側から見た図である。図７に示すように、有機絶縁膜１８は無機絶縁膜７と第３配線１０ｂとの間に設置され、圧電素子２と対向する場所には設置されていない。換言すれば、有機絶縁膜１８は隣り合う第１圧電素子３と第２圧電素子４との間に設置され、圧電素子２と対向しない場所に設置されている。圧電素子２に有機絶縁膜１８が重なっているとき有機絶縁膜１８が振動の抵抗になる。圧電素子２に有機絶縁膜１８が重なっていないので、圧電素子２が効率よく超音波を射出できる。
次に上述した超音波素子アレイ１の製造方法について図８〜図２２にて説明する。図８は、超音波素子アレイの製造方法のフローチャートであり、図９〜図２２は超音波素子アレイの製造方法を説明するための模式図である。図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１は振動板設置工程である。この工程は基板１４上に振動板１５を設置する工程である。次にステップＳ２に移行する。ステップＳ２は下電極設置工程である。この工程は、振動板１５上に下部配線１１を設置する工程である。次にステップＳ３に移行する。ステップＳ３は圧電体設置工程である。この工程は、下部配線１１上に圧電体１６を設置する工程である。次にステップＳ４に移行する。ステップＳ４は第１配線設置工程である。この工程は、圧電体１６上に第１配線８及び第２配線９を設置する工程である。次にステップＳ５に移行する。
ステップＳ５は無機絶縁膜設置工程である。この工程は、第１配線８及び第２配線９に重ねて無機絶縁膜７を設置する工程である。次にステップＳ６に移行する。ステップＳ６は有機絶縁膜設置工程である。この工程は、無機絶縁膜７上に有機絶縁膜１８を設置する工程である。次にステップＳ７に移行する。ステップＳ７は第２配線設置工程である。この工程は、有機絶縁膜１８上に第３配線１０を設置する工程である。次にステップＳ８に移行する。ステップＳ８は凹部設置工程である。この工程は、基板１４に凹部１４ａを設置する工程である。以上の工程により超音波素子アレイが形成される。
次に、図９〜図２２を用いて、図８に示したステップと対応させて、製造方法を詳細に説明する。
図９はステップＳ１の振動板設置工程に対応する図である。図９に示すように、基板１４を用意する。そして、基板１４上に振動板１５を設置する。まず、基板１４の表面に酸化シリコン層（ＳｉＯ2）を積層し、酸化シリコン層の表面に酸化ジルコニウム層（ＺｒＯ2）を積層する。材料を積層する方法としてはスパッタ法やＣＶＤ（ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いることができる。
図９はステップＳ１の振動板設置工程に対応する図である。図９に示すように、基板１４を用意する。そして、基板１４上に振動板１５を設置する。まず、基板１４の表面に酸化シリコン層（ＳｉＯ2）を積層し、酸化シリコン層の表面に酸化ジルコニウム層（ＺｒＯ2）を積層する。材料を積層する方法としてはスパッタ法やＣＶＤ（ＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いることができる。
図１０はステップＳ２の下電極設置工程に対応する図である。図１０に示すように、ステップＳ２において、振動板１５上に下部配線１１を設置する。まず、振動板１５上に金属膜を設置する。本実施形態では、例えば、金属膜は酸化イリジウム上にプラチナが積層される。プラチナは白金とも称される。金属膜の設置方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いて設置される。
次に、金属膜上に感光性のレジストを設置し、下部配線１１の形状のマスクを重ねて露光する。次に、感光性のレジストをエッチングして除去し、さらに、レジストをマスクにして金属膜をエッチングした後でレジストを除去する。その結果、振動板１５上に下部配線１１が設置される。
図１１〜図１３はステップＳ３の圧電体設置工程に対応する図である。図１１に示すように、ステップＳ３において、焦電体材料層２２を設置する。焦電体材料層２２は圧電体１６の材料になる層であり、ＰＺＴ膜の層である。焦電体材料層２２はスパッタ法やゾルゲル法を用いて設置される。スパッタ法では特定成分のＰＺＴ焼結体をスパッタリングのターゲットとして用い、振動板１５上にスパッタリングによりアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を形成する。
次に、このアモルファス状の圧電体膜前駆体膜を加熱し結晶化し、焼結させる。この加熱は例えば、酸素または酸素とアルゴン等の不活性ガスとの混合ガス等の酸素雰囲気中において行われる。加熱工程では酸素雰囲気中で圧電体膜前駆体膜を５００〜７００℃の温度で加熱する。加熱によって圧電体膜前駆体膜を結晶化する。
ゾルゲル法では焦電体材料層２２の材料となるチタン、ジルコニウム、鉛等の水酸化物の水和錯体であるゾルを作成する。このゾルを脱水処理してゲルとする。このゲルを加熱焼成して無機酸化物である焦電体材料層２２を調製する。チタン、ジルコニウム、鉛、さらには他の金属成分のそれぞれのアルコキシドまたはアセテートを出発原料とする。この出発原料がゾルになっている。このゾルは有機高分子化合物と混合された組成物として用いられる。この有機高分子化合物は、乾燥及び焼成時に焦電体材料層２２の残留応力を吸収し、焦電体材料層２２にクラックが生ずる虞を低減する。
次に、基板１４上にゾル組成物を塗布する。塗布方法には各種のコート法や印刷法が用いられる。塗布後ゾル組成物の膜を乾燥する。乾燥は自然乾燥、または８０℃以上２００℃以下の温度に加熱して乾燥する。次に、ゾル組成物の膜を焼成する。焼成温度は３００〜４５０℃の範囲で１０〜１２０分程度焼成する。焼成によりゾル組成物の膜がゲル化する。
次に温度を変えて再焼成する。焼成温度としては４００〜８００℃の範囲で、０．１〜５時間程度焼成する。再焼成では４００〜６００℃の範囲の温度の第一段階を行い。次に、６００〜８００℃以下の範囲の温度で第二段階を行う。これにより、多孔質ゲル薄膜が結晶質の金属酸化物からなる膜に変換される。この膜を積層膜にするときには出発原料の塗布から焼成までの工程を繰り返す。その後でプレアニールする。
図１２に示すように、ステップＳ３において、上金属膜２３を設置する。本実施形態では、例えば、上金属膜２３はイリジウム膜、チタン膜、イリジウム膜がこの順に積層される。上金属膜２３の設置方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いて設置される。
図１３に示すように、焦電体材料層２２及び上金属膜２３をパターニングする。上金属膜２３の上にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。詳しくは、まず、感光性のレジスト膜を設置し、圧電体１６の形状のマスクを重ねて露光する。次に、レジスト膜をエッチングして除去し、マスク膜を設置する。マスク膜の形状は圧電体１６の形状にする。
マスク膜をマスクにしたドライエッチング法を用いて焦電体材料層２２の一部を除去する。ドライエッチングにより、焦電体材料層２２及び上金属膜２３がエッチングされて四角形になる。このとき、下部配線１１の表面も少しエッチングされる。次に、剥離液を用いてマスク膜を剥離する。その結果、振動板１５上に下部配線１１、圧電体１６及び第２電極１３が形成される。尚、第２電極１３は第１配線８のうち圧電体１６と重なっている部分を示す。
図１４及び図１５はステップＳ４の第１配線設置工程に対応する図である。図１４及び図１５に示すように、ステップＳ４において、第１配線８及び第２配線９を設置する。まず、金属膜を成膜する。金属膜は第１配線８及び第２配線９の材料となる膜である。金属膜の成膜方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いている。
次に、金属膜の上に感光性の材料からなる膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像し膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状を第１配線８及び第２配線９の形状にする。次に、マスク膜をマスクにして金属膜をドライエッチングする。その結果、金属膜から第１配線８及び第２配線９が形成される。ドライエッチングはウエットエッチングに比べて平面方向のオーバーエッチング量が少ないので微細なパターンを精度良く形成することができる。
図１６及び図１７はステップＳ５の無機絶縁膜設置工程に対応する図である。図１６及び図１７に示すように、ステップＳ５において、無機絶縁膜７を設置する。まず、第１配線８、第２配線９及び複数の圧電素子２に重ねて無機膜を設置する。圧電素子２は第１電極１２、圧電体１６、第２電極１３が重ねて設置されている。無機膜はアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）の膜であり、ＣＶＤ法を用いて成膜する。次に、感光性の材料からなる膜を成膜する。続いて、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像し膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状は第１開口部７ａ及び第２開口部７ｂを除去する形状にする。次に、マスク膜をマスクにして無機膜をドライエッチングする。その結果、無機膜から無機絶縁膜７が形成される。
図１８及び図１９はステップＳ６の有機絶縁膜設置工程に対応する図である。図１８及び図１９に示すように、ステップＳ６において、有機絶縁膜１８を設置する。まず、無機絶縁膜７に重ねて有機ベタ膜を設置する。有機ベタ膜は感光性樹脂膜である。感光性樹脂材料を溶解した溶液を基板１４に塗布する。塗布方法は溶液が所定の量が均等に塗布されれば良く特に限定されない。本実施形態では、例えば、スピンコーターを用いて溶液を塗布した。次に、溶液を乾燥して溶媒を除去する。
次に、有機ベタ膜を所定のパターンでマスクして露光する。さらに、有機ベタ膜をエッチングしてパターニングする。これにより、第３配線１０ｂを設置する場所のうち隣り合う第１圧電素子３と第２圧電素子４との間を残して有機ベタ膜を除去する。その結果、無機絶縁膜７上には第２開口部７ｂと対向しない場所に有機絶縁膜１８が設置される。これにより、圧電素子２と対向しない場所で第１配線８と対向する場所の一部の無機絶縁膜７上に有機絶縁膜１８が設置される。
図２０及び図２１はステップＳ７の第２配線設置工程に対応する図である。図２０及び図２１に示すように、ステップＳ７において、第３配線１０を設置する。まず、金属膜を成膜する。金属膜は第３配線１０の材料となる金の膜である。金属膜の成膜方法は特に限定されないが本実施形態では、例えば、スパッタ法を用いている。
次に、金属膜をパターニングする。金属膜の上にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状は第３配線１０の形状にする。次に、マスク膜をマスクにして金属膜をウエットエッチングしさらにマスク膜を除去する。その結果、金属膜から第３配線１０が形成され、有機絶縁膜１８に重ねて第３配線１０ｂが設置される。
図２２はステップＳ８の凹部設置工程に対応する図である。図２２に示すように、ステップＳ８において、基板１４がパターニングされて、凹部１４ａが設置される。基板１４上の−Ｚ方向側の面にマスク膜の材料からなる膜を設置する。そして、フォトリソグラフィー法を用いて露光及び現像しマスク膜の材料からなる膜をパターニングしてマスク膜を形成する。マスク膜の形状は凹部１４ａが開口した平面形状にする。次に、マスク膜をマスクにして基板１４をエッチングする。エッチング方法としては、例えば、湿式の異方性エッチング、平行平板型反応性イオンエッチング等の活性気体を用いた異方性エッチングを用いて、基板１４のエッチングを行う。振動板１５がエッチングストップ層として機能する。次に、マスク膜を除去する。その結果、基板１４に凹部１４ａが形成される。以上の工程により超音波素子アレイ１が完成する。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、超音波素子アレイ１は第１圧電素子３〜第４圧電素子６を備え、各圧電素子２では圧電体１６が第１電極１２と第２電極１３とに挟まれている。第１電極１２と第２電極１３の間に所定の波形の電圧を印加することにより圧電体１６が振動して超音波を射出する。第１配線８は第１圧電素子３と第２圧電素子４とを接続する。第２配線９は第３圧電素子５と第４圧電素子６とを接続する。第３配線１０ｂは第１配線８を跨いで第２配線９と接続する。第１配線８と第３配線１０ｂとの間には絶縁膜２１が位置し、絶縁膜２１により第１配線８と第３配線１０ｂとが短絡しないようになっている。
（１）本実施形態によれば、超音波素子アレイ１は第１圧電素子３〜第４圧電素子６を備え、各圧電素子２では圧電体１６が第１電極１２と第２電極１３とに挟まれている。第１電極１２と第２電極１３の間に所定の波形の電圧を印加することにより圧電体１６が振動して超音波を射出する。第１配線８は第１圧電素子３と第２圧電素子４とを接続する。第２配線９は第３圧電素子５と第４圧電素子６とを接続する。第３配線１０ｂは第１配線８を跨いで第２配線９と接続する。第１配線８と第３配線１０ｂとの間には絶縁膜２１が位置し、絶縁膜２１により第１配線８と第３配線１０ｂとが短絡しないようになっている。
絶縁膜２１は無機物からなる無機絶縁膜７と有機物からなる有機絶縁膜１８とを有している。無機絶縁膜７は耐湿性があり水分が通過することを防止する。有機絶縁膜１８は無機絶縁膜７より厚い膜であり電気的な耐圧性がある。従って、第１配線８と第３配線１０ｂとが短絡し難い構造にできる。さらに、無機絶縁膜７は圧電素子２を覆っている。圧電素子２に水分が浸透すると振動する特性が劣化する。無機絶縁膜７は圧電素子２に水分が浸透することを抑制する。従って、超音波素子アレイ１は水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる。
（２）本実施形態によれば、有機絶縁膜１８は圧電素子２と対向しない場所に設置されている。圧電素子２に有機絶縁膜１８が重なっているとき有機絶縁膜１８が振動の抵抗になる。本実施形態では圧電素子２に有機絶縁膜１８が重なっていないので、圧電素子２が効率よく超音波を射出できる。
（３）本実施形態によれば、有機絶縁膜１８は無機絶縁膜７に重ねて設置されている。有機膜上に無機膜は設置し難いが、無機膜上に有機膜を容易に設置することができる。従って、生産性良く絶縁膜２１を設置することができる。
（４）本実施形態によれば、基板１４には複数の圧電素子２が設置されている。各圧電素子２では第１電極１２、圧電体１６、第２電極１３が重ねて設置されている。そして、第１圧電素子３と第２圧電素子４の各第２電極１３は第１配線８によって接続されている。第１配線８上と圧電素子２上に無機物からなる無機絶縁膜７が設置される。次に、無機絶縁膜７上に有機物からなる有機絶縁膜１８が設置される。この有機絶縁膜１８は圧電素子２と対向しない場所で第１配線８と対向する場所に設置される。次に、第３配線１０ｂが設置される。第３配線１０ｂは有機絶縁膜１８に重ねて設置される。
第３配線１０ｂと第１配線８との間には無機絶縁膜７と有機絶縁膜１８との絶縁膜２１が設置されるので短絡が抑制される。そして、圧電素子２に重ねて無機絶縁膜７が設置されるので圧電素子２に水分が進入することが抑制される。圧電素子２に設置される無機絶縁膜７と第１配線８上に設置される無機絶縁膜７とは同じ工程で設置される。従って、圧電素子２に設置される無機絶縁膜７と第１配線８上に設置される無機絶縁膜７とを別の工程で設置するときに比べて工程の数を減らすことができる。従って、第１配線８と第３配線１０とが短絡し難い超音波素子アレイ１を生産性良く製造することができる。
（第２の実施形態）
次に、超音波素子アレイの一実施形態について図２３の超音波素子アレイの模式平面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、６行１２列の圧電素子２が配置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、超音波素子アレイの一実施形態について図２３の超音波素子アレイの模式平面図を用いて説明する。本実施形態が第１の実施形態と異なるところは、６行１２列の圧電素子２が配置されている点にある。尚、第１の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図２３に示すように、超音波素子アレイ２４は長方形の平面形状をしており、長手方向をＸ方向とする。基板１４の平面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向とする。Ｘ方向及びＹ方向と直交する方向をＺ方向とする。図中Ｘ方向を行方向２５としＹ方向を列方向２６とする。行方向２５に並ぶ１２個の圧電素子２の群を１つの行とし、列方向２６に並ぶ６個の圧電素子２の群を１つの列とする。超音波素子アレイ２４では基板１４上に６行１２列の圧電素子２が配置されている。
Ｙ方向に並ぶ圧電素子２の行を−Ｙ方向側から順に第１行２７、第２行２８、第３行２９、第４行３０、第５行３１、第６行３２とする。同様に、Ｘ方向に並ぶ圧電素子２の列を−Ｘ方向側から順に第１列３３、第２列３４、第３列３５、第４列３６、第５列３７、第６列３８、第７列３９、第８列４０、第９列４１、第１０列４２、第１１列４３、第１２列４４、とする。
各圧電素子２は圧電体１６を第１電極１２及び第２電極１３で挟んだ構造になっている。各行の圧電素子２の−Ｚ方向側には共通配線４７が設置され、各圧電素子２の第１電極１２は共通配線４７に接続されている。第１列３３の−Ｘ方向側と第１２列４４の＋Ｘ方向側には下接続配線４８が設置されている。下接続配線４８は各行毎に設置された共通配線４７と接続されている。
−Ｘ方向側の下接続配線４８の−Ｘ方向側には端子がＹ方向に並んで配置されている。この端子のうちの２つの共通端子４９が共通配線４７と接続されている。同様に、＋Ｘ方向側の下接続配線４８の＋Ｘ方向側には端子がＹ方向に並んで配置されている。この端子のうちの２つの共通端子４９が共通配線４７と接続されている。従って、共通端子４９の電位は各圧電素子２の第１電極１２と同じ電位になる。
各列の圧電素子２において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の第２電極１３は同じ第１上電極配線５０により接続されている。同様に、各列の圧電素子２において第４行３０、第５行３１及び第６行３２の第２電極１３は同じ第２上電極配線５１により接続されている。
第１列３３及び第２列３４の第１上電極配線５０は第１接続配線５２と接続され、第１接続配線５２は第１端子５３と接続されている。共通端子４９と第１端子５３とに電圧を印加するとき、第１列３３及び第２列３４において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
同様に、第３列３５及び第４列３６の第１上電極配線５０は第２接続配線５４と接続され、第２接続配線５４は第２端子５５と接続されている。共通端子４９と第２端子５５とに電圧を印加するとき、第３列３５及び第４列３６において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
同様に、第５列３７及び第６列３８の第１上電極配線５０は第３接続配線５６と接続され、第３接続配線５６は第３端子５７と接続されている。共通端子４９と第３端子５７とに電圧を印加するとき、第５列３７及び第６列３８において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
同様に、第７列３９及び第８列４０の第１上電極配線５０は第４接続配線５８と接続され、第４接続配線５８は第４端子５９と接続されている。共通端子４９と第４端子５９とに電圧を印加するとき、第７列３９及び第８列４０において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
同様に、第９列４１及び第１０列４２の第１上電極配線５０は第５接続配線６０と接続され、第５接続配線６０は第５端子６１と接続されている。共通端子４９と第５端子６１とに電圧を印加するとき、第９列４１及び第１０列４２において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
同様に、第１１列４３及び第１２列４４の第１上電極配線５０は第６接続配線６２と接続され、第６接続配線６２は第６端子６３と接続されている。共通端子４９と第６端子６３とに電圧を印加するとき、第１１列４３及び第１２列４４において第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２には同じ電圧が印加される。
第４行３０、第５行３１及び第６行３２の圧電素子２と接続する接続配線及び端子は第１行２７、第２行２８及び第３行２９の圧電素子２と接続する接続配線及び端子と同様の配置になっているので説明を省略する。
第２行２８且つ第２列３４の圧電素子２を第１圧電素子３とし、第１行２７且つ第２列３４の圧電素子２を第２圧電素子４とする。さらに、第２行２８且つ第３列３５の圧電素子２を第３圧電素子５とし、第１行２７且つ第３列３５の圧電素子２を第４圧電素子６とする。第１圧電素子３、第２圧電素子４、第３圧電素子５及び第４圧電素子６を含む圧電素子２がマトリックス状に配置されている。そして、第１圧電素子３と第２圧電素子４との間には第２接続配線５４が１本のみ設置される。第２接続配線５４は第１実施形態の第３配線１０ｂに相当する。従って、各行の圧電素子２の間に複数の接続配線が設置された配置に比べて接続配線が占める面積を小さくすることができる。従って、基板１４に占める圧電素子２の密度を高くすることができる。
第２行２８且つ第１１列４３の圧電素子２を第１圧電素子３とし、第１行２７且つ第１１列４３の圧電素子２を第２圧電素子４とする。さらに、第２行２８且つ第１０列４２の圧電素子２を第３圧電素子５とし、第１行２７且つ第１０列４２の圧電素子２を第４圧電素子６とする。このとき、第１圧電素子３及び第３圧電素子５を含む圧電素子２は行方向２５に並んでおり、第１圧電素子３及び第２圧電素子４を含む圧電素子２は列方向２６に並ぶ。そして、第５接続配線６０は第１実施形態の第３配線１０ｂに相当する。
−Ｘ方向を第１方向６６とし、＋Ｘ方向を第２方向６７とする。第１方向６６と第２方向６７とは逆向きの方向になっている。隣り合う第１行２７と第２行２８との間には第１上電極配線５０から第１方向６６に延びる第２接続配線５４が配置されている。さらに、隣り合う第１行２７と第２行２８との間には第１上電極配線５０から第２方向６７に延びる第５接続配線６０が配置されている。
第２接続配線５４と第５接続配線６０とはともに第１行２７と第２行２８との間に位置しており第３配線１０ｂに相当する。そして、第２接続配線５４と第５接続配線６０とは分離し、接続している第１上電極配線５０に対して互いに逆方向に延びている。従って、第１行２７と第２行２８との間に位置する第３配線１０ｂは第４配線としての第２接続配線５４及び第５配線としての第５接続配線６０の２系統の配線として機能する。そして、第２接続配線５４は第３列３５及び第４列３６の第１上電極配線５０と接続する。第５接続配線６０は第９列４１及び第１０列４２の第１上電極配線５０と接続する。従って、第２接続配線５４と第５接続配線６０とはそれぞれ異なる列の圧電素子２に異なる電圧を通電することができる。
上述したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）本実施形態によれば、複数の圧電素子２がマトリックス状に配置されている。そして、第２列３４では第１圧電素子３と第２圧電素子４との間には第２接続配線５４が１本のみ設置されている。従って、第１圧電素子３と第２圧電素子４との間に複数の配線が設置された配置に比べて配線が占める面積を小さくすることができる。従って、基板１４に設置された圧電素子２の密度を高くすることができる。
（１）本実施形態によれば、複数の圧電素子２がマトリックス状に配置されている。そして、第２列３４では第１圧電素子３と第２圧電素子４との間には第２接続配線５４が１本のみ設置されている。従って、第１圧電素子３と第２圧電素子４との間に複数の配線が設置された配置に比べて配線が占める面積を小さくすることができる。従って、基板１４に設置された圧電素子２の密度を高くすることができる。
（２）本実施形態によれば、圧電素子２はＸ方向及びＹ方向に並んでいる。そして、隣り合う第１行２７と第２行２８との行間には第２接続配線５４または第５接続配線６０が設置されている。第２接続配線５４は第１上電極配線５０から行方向２５の第１方向６６に延びており、第５接続配線６０は第１方向６６と逆向きの第２方向６７に延びている。従って、行間に位置する配線は第２接続配線５４及び第５接続配線６０の２系統の配線として機能する。第１上電極配線５０はＹ方向に延びる配線である。そして、第２接続配線５４及び第５接続配線６０はＹ方向に延びる第１上電極配線５０と接続されている。従って、行間に設置された配線は列方向２６に延びる異なる列の圧電素子２に異なる電圧を通電することができる。そして、第１方向６６に設置された端子と第２方向６７に設置された端子から別の列の圧電素子２に異なる電圧を通電することができる。
（第３の実施形態）
次に、超音波素子アレイを備えた超音波画像装置の一実施形態について図２４の超音波画像装置の構造を示す概略斜視図を用いて説明する。尚、第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
次に、超音波素子アレイを備えた超音波画像装置の一実施形態について図２４の超音波画像装置の構造を示す概略斜視図を用いて説明する。尚、第２の実施形態と同じ点については説明を省略する。
すなわち、本実施形態では、図２４に示すように、超音波装置としての超音波画像装置７０は超音波プローブ７１、画像データ演算部７２及び画像表示部７３を備えている。超音波プローブ７１は超音波を被検体７４に送信する。そして、超音波プローブ７１は被検体７４の内部にて反射する超音波の反射波を受信して画像データ演算部７２に反射波信号を出力する。画像データ演算部７２は反射波信号を用いて被検体７４の断面画像データを演算する。そして、画像データ演算部７２は断面画像を画像表示部７３に出力する。画像表示部７３は被検体７４の断面画像を表示する。
超音波プローブ７１には超音波素子アレイ１または超音波素子アレイ２４が用いられている。超音波素子アレイ１及び超音波素子アレイ２４は水分及び電圧に対して耐性が高く信頼性の高い超音波素子アレイである。従って、超音波画像装置７０及び超音波プローブ７１は水分及び電圧に対して耐性が高い超音波素子アレイを備えた装置とすることができる。
尚、本実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により種々の変更や改良を加えることも可能である。変形例を以下に述べる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、圧電素子２がマトリックス状に配置された。圧電素子２の配置はマトリックス状に限定されない。例えば、同心円状でも良く、正弦波に沿った配置にしても良い。他にも、放射状に設置されても良い。このときにも交差する配線の間に無機膜と有機膜との絶縁膜を設置することにより水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる。
（変形例１）
前記第１の実施形態では、圧電素子２がマトリックス状に配置された。圧電素子２の配置はマトリックス状に限定されない。例えば、同心円状でも良く、正弦波に沿った配置にしても良い。他にも、放射状に設置されても良い。このときにも交差する配線の間に無機膜と有機膜との絶縁膜を設置することにより水分及び電圧に対して耐性を高くすることができる。
（変形例２）
前記第１の実施形態では、無機絶縁膜７と第３配線１０ｂとの間にのみ有機絶縁膜１８を設置した。有機絶縁膜１８は圧電素子２と対向する場所以外の無機絶縁膜７上に設置しても良い。有機絶縁膜１８を保護膜として用いることができる。
前記第１の実施形態では、無機絶縁膜７と第３配線１０ｂとの間にのみ有機絶縁膜１８を設置した。有機絶縁膜１８は圧電素子２と対向する場所以外の無機絶縁膜７上に設置しても良い。有機絶縁膜１８を保護膜として用いることができる。
（変形例３）
前記第２の実施形態では、圧電素子２間に１つの配線のみを配置した。圧電素子２の素子数が多いときには圧電素子２間に複数の配線を設置しても良い。個別に駆動する圧電素子２の数を増やすことができる。
前記第２の実施形態では、圧電素子２間に１つの配線のみを配置した。圧電素子２の素子数が多いときには圧電素子２間に複数の配線を設置しても良い。個別に駆動する圧電素子２の数を増やすことができる。
（変形例４）
前記第２の実施形態では、Ｘ方向に接続配線が延びる配置となっており、Ｘ方向の両側に端子が設置されていた。他にも、Ｘ方向に変えてＹ方向に接続配線が延びる配置にして、Ｙ方向の両側に端子が設置されても良い。超音波プローブの形態に合った配置にしても良い。
前記第２の実施形態では、Ｘ方向に接続配線が延びる配置となっており、Ｘ方向の両側に端子が設置されていた。他にも、Ｘ方向に変えてＹ方向に接続配線が延びる配置にして、Ｙ方向の両側に端子が設置されても良い。超音波プローブの形態に合った配置にしても良い。
１…超音波素子アレイ、２…圧電素子、３…第１圧電素子、４…第２圧電素子、５…第３圧電素子、６…第４圧電素子、７…無機膜としての無機絶縁膜、８…第１配線、９…第２配線、１０ｂ…第３配線、１２…電極としての第１電極、１３…電極としての第２電極、１６…圧電体、１８…有機膜としての有機絶縁膜、２１…絶縁膜、２５…行方向、２６…列方向、７０…超音波装置としての超音波画像装置。
Claims (8)
- ２つの電極に圧電体が挟まれた第１圧電素子、第２圧電素子、第３圧電素子及び第４圧電素子と、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子とを接続する第１配線と、
前記第３圧電素子と前記第４圧電素子とを接続する第２配線と、
前記第１配線を跨いで前記第２配線と接続する第３配線と、
前記第１配線と前記第３配線との間に位置する絶縁膜と、を備え、
前記絶縁膜は無機物からなる無機膜と有機物からなる有機膜とを有し、
前記無機膜は前記圧電素子を覆うことを特徴とする超音波素子アレイ。 - 請求項１に記載の超音波素子アレイであって、
前記有機膜は隣り合う前記圧電体の間に設置されていることを特徴とする超音波素子アレイ。 - 請求項１または２に記載の超音波素子アレイであって、
前記有機膜は前記無機膜に重ねて設置されていることを特徴とする超音波素子アレイ。 - 請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであって、
前記第１圧電素子、前記第２圧電素子、前記第３圧電素子及び前記第４圧電素子を含む圧電素子がマトリックス状に配置され、
前記第１圧電素子と前記第２圧電素子との間には１本の配線が設置されることを特徴とする超音波素子アレイ。 - 請求項４に記載の超音波素子アレイであって、
前記第１圧電素子及び前記第３圧電素子を含む圧電素子は行方向に並んでおり、前記第１圧電素子及び前記第２圧電素子を含む前記圧電素子は前記行方向と直交する列方向とに並んでおり、
隣り合う前記圧電素子の行と行との間には前記行方向の第１方向に延びる第４配線または前記第４配線と分離し前記第１方向と逆向きの第２方向に延びる第５配線が設置されていることを特徴とする超音波素子アレイ。 - 超音波を出力する超音波素子アレイを備え、
前記超音波素子アレイが請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする超音波プローブ。 - 超音波を出力する超音波素子アレイを備え、
前記超音波素子アレイが請求項１〜５のいずれか一項に記載の超音波素子アレイであることを特徴とする超音波装置。 - ２つの電極に圧電体が挟まれた複数の圧電素子の各前記電極と接続する第１配線上と前記圧電素子上とに無機物からなる無機膜を設置し、
隣り合う前記圧電体の間の一部の前記無機膜上に有機物からなる有機膜を設置し、
前記有機膜に重ねて第３配線を設置することを特徴とする超音波素子アレイの製造方法。
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