JP2019047462A - 超音波センサ - Google Patents
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Abstract
【課題】感度の変動を抑制できる超音波センサを提供する。【解決手段】超音波センサ１は、開口部２１が形成された第１基板主面１５を有する基板１０と、基板１０の第１基板主面１５の上に形成され、開口部２１を閉塞する振動板１１と、平面視において第１面積を有し、振動板１１の上に形成された下側電極層２３と、下側電極層２３の上に形成された第１圧電体層２４と、平面視において第１面積以下である第２面積を有し、平面視において全体が下側電極層２３と重なるように第１圧電体層２４の上に形成された第１上側電極層２５と、を含む。【選択図】図２
Description
本発明は、超音波センサに関する。
特許文献１の図２３には、超音波センサの一例として、超音波センサ素子が開示されている。この超音波センサ素子は、開口が形成された表面を有する半導体基板を含む。半導体基板の表面の上には、絶縁層が形成されている。絶縁層の上には、下側電極層が形成されている。下側電極層の上には、圧電体層が形成されている。圧電体層の上には、上側電極層が形成されている。
下側電極層は、絶縁層を挟んで半導体基板の開口に対向する領域、および、絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する領域を含む。上側電極層は、圧電体層を挟んで下側電極層に対向する領域、および、下側電極層を介さずに、圧電体層および絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する領域を含む。
下側電極層は、絶縁層を挟んで半導体基板の開口に対向する領域、および、絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する領域を含む。上側電極層は、圧電体層を挟んで下側電極層に対向する領域、および、下側電極層を介さずに、圧電体層および絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する領域を含む。
超音波センサの感度は、圧電体の誘電率εに対する圧電定数ｄの比で定義されるｇ定数（ｇ＝ｄ／ε）によって表現される。ｇ定数が高い程、超音波センサの感度が高い。特許文献１の図２３に開示された従来の超音波センサでは、理論上、下側電極層および上側電極層の間に介在する圧電体層の誘電率によってｇ定数が定まる。
しかし、従来の超音波センサでは、下側電極層は、絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する第１対向領域を含む一方で、上側電極層は、下側電極層を介さずに、圧電体層および絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する第２対向領域を含む。
しかし、従来の超音波センサでは、下側電極層は、絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する第１対向領域を含む一方で、上側電極層は、下側電極層を介さずに、圧電体層および絶縁層を挟んで半導体基板の表面に対向する第２対向領域を含む。
そのため、第１対向領域に第１寄生容量が形成され、第２対向領域に第２寄生容量が形成される。第１寄生容量および第２寄生容量は、基板を介して互いに電気的に接続される。したがって、第１寄生容量および第２寄生容量を含む寄生容量回路が、基板および上側電極層の間の領域に形成される。
その結果、ｇ定数を決定づける誘電率が、寄生容量回路に起因して変動する可能性がある。つまり、従来の超音波センサでは、寄生容量に起因して感度が変動する可能性がある。
その結果、ｇ定数を決定づける誘電率が、寄生容量回路に起因して変動する可能性がある。つまり、従来の超音波センサでは、寄生容量に起因して感度が変動する可能性がある。
そこで、本発明は、感度の変動を抑制できる超音波センサを提供することを一つの目的とする。
本発明の第１局面に係る超音波センサは、開口部が形成された主面を有する基板と、前記基板の前記主面の上に形成され、前記開口部を閉塞する振動板と、前記基板の前記主面の法線方向から見た平面視において第１面積を有し、前記振動板の上に形成された下側電極層と、前記下側電極層の上に形成された第１圧電体層と、前記平面視において前記第１面積以下である第２面積を有し、前記平面視において全体が前記下側電極層と重なるように前記第１圧電体層の上に形成された第１上側電極層と、を含む。
この超音波センサによれば、第１上側電極層を下側電極層に容量結合させることができる一方で、第１上側電極層を基板から電気的に分離させることができる。
これにより、第１上側電極層および基板の間の領域において、寄生容量が形成されるのを抑制できる。また、下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。よって、感度の低下を抑制できる超音波センサを提供できる。
これにより、第１上側電極層および基板の間の領域において、寄生容量が形成されるのを抑制できる。また、下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。よって、感度の低下を抑制できる超音波センサを提供できる。
本発明の第２局面に係る超音波センサは、開口部が形成された主面を有する基板と、前記基板の前記主面の上に形成され、前記開口部を閉塞する振動板と、前記振動板の上に形成され、かつ、前記基板の前記主面の法線方向から見た平面視において、前記開口部の内壁によって取り囲まれた領域内に形成された第１下側電極層と、前記振動板の上に形成され、かつ、前記平面視において、前記開口部の内壁によって取り囲まれた領域内に、前記第１下側電極層に沿うように前記第１下側電極層から間隔を空けて形成された第２下側電極層と、前記振動板の上に形成され、前記第１下側電極層および前記第２下側電極層を被覆する第１圧電体層と、前記第１圧電体層の上に形成され、前記平面視において、前記第１下側電極層、前記第２下側電極層および前記開口部に重なるように形成された第１上側電極層と、を含む。
この超音波センサによれば、第１上側電極層を第１下側電極層および第２下側電極層に容量結合させることができる一方で、第１上側電極層を基板から電気的に分離させることができる。
これにより、第１上側電極層および基板の間の領域において、寄生容量が形成されるのを抑制できる。また、第１下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。また、第２下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。よって、感度の低下を抑制できる超音波センサを提供できる。
これにより、第１上側電極層および基板の間の領域において、寄生容量が形成されるのを抑制できる。また、第１下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。また、第２下側電極層および基板の間の領域で形成される寄生容量が、第１上側電極層に電気的に接続されるのを抑制できる。よって、感度の低下を抑制できる超音波センサを提供できる。
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る超音波センサ１を示す平面図である。図２は、図１に示すII-II線に沿う断面図である。図３は、図１に示すIII-III線に沿う断面図である。図４は、図２に示す領域IVの拡大図である。図５は、図２に示す領域Vの拡大図である。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る超音波センサ１を示す平面図である。図２は、図１に示すII-II線に沿う断面図である。図３は、図１に示すIII-III線に沿う断面図である。図４は、図２に示す領域IVの拡大図である。図５は、図２に示す領域Vの拡大図である。
超音波センサ１は、直方体形状に形成されたセンサ本体２を含む。センサ本体２は、一方側の第１主面３、他方側の第２主面４、ならびに、第１主面３および第２主面４を接続する側面５を含む。第２主面４は、研削面であってもよい。側面５は、研削面であってもよい。
センサ本体２の第１主面３および第２主面４は、それらの法線方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という。）において四角形状（より具体的には、長方形状）に形成されている。センサ本体２の側面５は、第１主面３および第２主面４の法線方向に沿って延びている。
センサ本体２の第１主面３および第２主面４は、それらの法線方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という。）において四角形状（より具体的には、長方形状）に形成されている。センサ本体２の側面５は、第１主面３および第２主面４の法線方向に沿って延びている。
センサ本体２の長辺に沿う長さＬは、０．８ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であってもよい。センサ本体２の短辺に沿う長さＷは、０．８ｍｍ以上１．４ｍｍ以下であってもよい。
センサ本体２は、基板１０、振動板１１、圧電素子層１２、表面絶縁層１３および表面電極層１４を含む積層構造を有している。この積層構造によって、センサ本体２の第１主面３、第２主面４および側面５が形成されている。
センサ本体２は、基板１０、振動板１１、圧電素子層１２、表面絶縁層１３および表面電極層１４を含む積層構造を有している。この積層構造によって、センサ本体２の第１主面３、第２主面４および側面５が形成されている。
基板１０は、直方体形状に形成されている。基板１０は、一方側の第１基板主面１５、他方側の第２基板主面１６、ならびに、第１基板主面１５および第２基板主面１６を接続する基板側面１７を含む。基板１０は、センサ本体２の側面５の一部および第２主面４を形成している。
基板１０は、半導体基板からなっていてもよい。半導体基板は、シリコン、炭化シリコンまたは化合物半導体を含んでいてもよい。化合物半導体は、酸化物半導体（たとえば酸化ガリウム）や窒化物半導体（たとえば窒化ガリウム）等を含んでいてもよい。半導体基板は、量産性の観点から、シリコンからなることが好ましい。
基板１０は、半導体基板からなっていてもよい。半導体基板は、シリコン、炭化シリコンまたは化合物半導体を含んでいてもよい。化合物半導体は、酸化物半導体（たとえば酸化ガリウム）や窒化物半導体（たとえば窒化ガリウム）等を含んでいてもよい。半導体基板は、量産性の観点から、シリコンからなることが好ましい。
基板１０の第１基板主面１５には、開口部２１が形成されている。開口部２１は、厚さ方向に沿って基板１０を貫通している。開口部２１は、第１基板主面１５および第２基板主面１６のそれぞれにおいて開口している。
開口部２１は、平面視において第１基板主面１５の中央部に形成されている。開口部２１は、平面視において四角形状に形成されていてもよい。開口部２１の４辺は、それぞれ、基板１０の４つの基板側面１７に平行に形成されていてもよい。
開口部２１は、平面視において第１基板主面１５の中央部に形成されている。開口部２１は、平面視において四角形状に形成されていてもよい。開口部２１の４辺は、それぞれ、基板１０の４つの基板側面１７に平行に形成されていてもよい。
開口部２１は、平面視において三角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。開口部２１は、平面視において円形状や楕円形状に形成されていてもよい。
開口部２１は、第１基板主面１５および第２基板主面１６のそれぞれに対して垂直な内壁面を有していてもよい。開口部２１は、第１基板主面１５側の開口幅が、第２基板主面１６側の開口幅よりも狭い、テーパ形状に形成されていてもよい。
開口部２１は、第１基板主面１５および第２基板主面１６のそれぞれに対して垂直な内壁面を有していてもよい。開口部２１は、第１基板主面１５側の開口幅が、第２基板主面１６側の開口幅よりも狭い、テーパ形状に形成されていてもよい。
振動板１１は、基板１０の第１基板主面１５の上に膜状に形成されている。振動板１１は、基板１０の第１基板主面１５のほぼ全体を被覆している。振動板１１は、開口部２１を閉塞し、かつ、開口部２１の天面部を区画する閉塞部２２を有している。
振動板１１は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。振動板１１は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。振動板１１の厚さは、３０μｍ以上８０μｍ以下（たとえば４５μｍ程度）であってもよい。
振動板１１は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。振動板１１は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。振動板１１の厚さは、３０μｍ以上８０μｍ以下（たとえば４５μｍ程度）であってもよい。
振動板１１は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層、窒化シリコン（ＳｉＮ）層または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）層を含む単層構造を有していてもよい。振動板１１は、酸化シリコン層、窒化シリコン層または窒化アルミニウム層のうちの少なくとも１つを含む積層構造を有していてもよい。
圧電素子層１２は、振動板１１の上からこの順に積層された下側電極層２３、第１圧電体層２４、第１上側電極層２５、第２圧電体層２６および第２上側電極層２７を含む積層構造を有している。
圧電素子層１２は、振動板１１の上からこの順に積層された下側電極層２３、第１圧電体層２４、第１上側電極層２５、第２圧電体層２６および第２上側電極層２７を含む積層構造を有している。
下側電極層２３は、振動板１１の上に形成されている。下側電極層２３は、この形態では、振動板１１のほぼ全体を被覆している。下側電極層２３は、平面視において第１面積Ｓ１を有している。
下側電極層２３は、振動板１１を挟んで、基板１０の第１基板主面１５および開口部２１に対向している。下側電極層２３は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。下側電極層２３は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
下側電極層２３は、振動板１１を挟んで、基板１０の第１基板主面１５および開口部２１に対向している。下側電極層２３は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。下側電極層２３は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
下側電極層２３は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。下側電極層２３は、モリブデン層からなっていてもよい。下側電極層２３の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
第１圧電体層２４は、下側電極層２３の上に形成されている。第１圧電体層２４は、この形態では、下側電極層２３の表面のほぼ全面を被覆している。第１圧電体層２４は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。第１圧電体層２４は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
第１圧電体層２４は、下側電極層２３の上に形成されている。第１圧電体層２４は、この形態では、下側電極層２３の表面のほぼ全面を被覆している。第１圧電体層２４は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。第１圧電体層２４は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
第１圧電体層２４は、窒化アルミニウム層を含んでいてもよい。第１圧電体層２４は、窒化アルミニウム層からなっていてもよい。第１圧電体層２４の厚さは、０．５μｍ以上２μｍ以下（たとえば１μｍ程度）であってもよい。
第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の上に形成されている。第１上側電極層２５は、平面視において第２面積Ｓ２を有している。第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下（Ｓ２≦Ｓ１）であることが好ましい。第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満（Ｓ２＜Ｓ１）であることがさらに好ましい。
第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の上に形成されている。第１上側電極層２５は、平面視において第２面積Ｓ２を有している。第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下（Ｓ２≦Ｓ１）であることが好ましい。第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満（Ｓ２＜Ｓ１）であることがさらに好ましい。
これにより、平面視において第１上側電極層２５の全体は、下側電極層２３に対向している。第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。下側電極層２３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１が形成されている。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２を含む。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２を含む。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において第１上側内方部３０の全体は、開口部２１に重なっている。
平面視において、第１上側内方部３０の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１上側内方部３０の面積は、開口部２１の面積未満である。第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。第１上側内方部３０は、平面視において基板１０に重なっていない。
平面視において、第１上側内方部３０の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１上側内方部３０の面積は、開口部２１の面積未満である。第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。第１上側内方部３０は、平面視において基板１０に重なっていない。
第１上側内方部３０は、平面視において円形状に形成されている。第１上側内方部３０は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。第１上側内方部３０は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第１上側引き出し部３１は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第１上側引き出し部３１の端部は、平面視において、基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第１上側引き出し部３１は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第１上側引き出し部３１の端部は、平面視において、基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第１上側電極層２５の第２上側引き出し部３２は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第２上側引き出し部３２は、平面視において第１上側引き出し部３１に交差する方向に引き出されている。
第２上側引き出し部３２は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第２上側引き出し部３２の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２上側引き出し部３２は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第２上側引き出し部３２の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
図４を参照して、第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４側からこの順に積層された酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）層３４、イリジウム（Ｉｒ）層３５、チタン（Ｔｉ）層３６およびプラチナ（Ｐｔ）層３７を含む積層構造を有している。
酸化イリジウム層３４の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。イリジウム層３５の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。
酸化イリジウム層３４の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。イリジウム層３５の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。
チタン層３６の厚さは、５ｎｍ以上３５ｎｍ以下（たとえば２０ｎｍ程度）であってもよい。プラチナ層３７の厚さは、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下（たとえば２００ｎｍ程度）であってもよい。
第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の上に形成されている。第２圧電体層２６は、平面視において、第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２を含む。
第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の上に形成されている。第２圧電体層２６は、平面視において、第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２を含む。
第２圧電体層２６の圧電体内方部４０、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２に整合した形状を有している。
第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の側面に面一な側面を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の側面に面一な側面を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
第２圧電体層２６は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３：ＰＺＴ）層を含んでいてもよい。第２圧電体層２６は、ＰＺＴ層からなっていてもよい。第２圧電体層２６の厚さは、０．８μｍ以上２．０μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７は、平面視において第３面積Ｓ３を有している。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下であり、かつ、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２以下（Ｓ３≦Ｓ２≦Ｓ１）であってもよい。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７は、平面視において第３面積Ｓ３を有している。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下であり、かつ、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２以下（Ｓ３≦Ｓ２≦Ｓ１）であってもよい。
第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満であり、かつ、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２以下（Ｓ３≦Ｓ２＜Ｓ１）であることが好ましい。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満であり、かつ、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２未満（Ｓ３＜Ｓ２＜Ｓ１）であることがさらに好ましい。
平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５に重なっている。第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２が形成されている。
第１圧電素子Ｃ１が受信用の場合、第２圧電素子Ｃ２は送信用である。第１圧電素子Ｃ１が送信用の場合、第２圧電素子Ｃ２は受信用である。
第１圧電素子Ｃ１が受信用の場合、第２圧電素子Ｃ２は送信用である。第１圧電素子Ｃ１が送信用の場合、第２圧電素子Ｃ２は受信用である。
第２上側電極層２７は、第２上側内方部４４および第３上側引き出し部４５を含む。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、第２圧電体層２６の圧電体内方部４０の上に形成されている。平面視において第２上側内方部４４の全体は、開口部２１に重なっている。平面視において第２上側内方部４４の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において第２上側内方部４４の面積は、開口部２１の面積未満である。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、第２圧電体層２６の圧電体内方部４０の上に形成されている。平面視において第２上側内方部４４の全体は、開口部２１に重なっている。平面視において第２上側内方部４４の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において第２上側内方部４４の面積は、開口部２１の面積未満である。
第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。第２上側内方部４４の周縁は、平面視において第２圧電体層２６の圧電体内方部４０の周縁よりも内側の領域に形成されている。第２上側内方部４４は、平面視において基板１０に重なっていない。
第２上側内方部４４は、平面視において円形状に形成されている。第２上側内方部４４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。第２上側内方部４４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
第２上側内方部４４は、平面視において円形状に形成されている。第２上側内方部４４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。第２上側内方部４４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
第２上側電極層２７の第３上側引き出し部４５は、第２圧電体層２６の第２圧電体引き出し部４２の上に形成されている。第３上側引き出し部４５は、平面視において第２上側内方部４４から開口部２１外の領域に引き出されている。
第３上側引き出し部４５は、基板１０の長手方向に関して、第２上側内方部４４から一方側（図１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第３上側引き出し部４５の端部は、平面視において第１上側電極層２５の第２上側引き出し部３２の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第３上側引き出し部４５は、基板１０の長手方向に関して、第２上側内方部４４から一方側（図１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第３上側引き出し部４５の端部は、平面視において第１上側電極層２５の第２上側引き出し部３２の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第３上側引き出し部４５の面積は、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１の面積以下である。より具体的には、平面視において、第３上側引き出し部４５の面積は、第１上側引き出し部３１の面積未満である。平面視において第３上側引き出し部４５の全体は、第１上側引き出し部３１に重なっている。
図５を参照して、第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６側からこの順に積層された酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）層４６およびイリジウム（Ｉｒ）層４７を含む積層構造を有していてもよい。
図５を参照して、第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６側からこの順に積層された酸化イリジウム（ＩｒＯｘ）層４６およびイリジウム（Ｉｒ）層４７を含む積層構造を有していてもよい。
酸化イリジウム層４６の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。イリジウム層４７の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。
図１および図２を参照して、第１圧電体層２４には、下側パッド開口５１が形成されている。下側パッド開口５１は、第１圧電体層２４を貫通して、下側電極層２３の一部をパッド領域として露出させている。
図１および図２を参照して、第１圧電体層２４には、下側パッド開口５１が形成されている。下側パッド開口５１は、第１圧電体層２４を貫通して、下側電極層２３の一部をパッド領域として露出させている。
下側パッド開口５１は、この形態では、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に対して第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１とは反対側の領域（つまり、基板１０の他端部側の領域）に形成されている。
図１および図３を参照して、第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口５２が形成されている。第１上側パッド開口５２は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１の一部をパッド領域として露出させている。
図１および図３を参照して、第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口５２が形成されている。第１上側パッド開口５２は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部３１の一部をパッド領域として露出させている。
表面絶縁層１３は、第１圧電体層２４の表面およびメサ構造４３の表面に沿って膜状に形成されている。表面絶縁層１３は、酸化シリコン層、窒化シリコン層、酸化アルミニウム層または窒化アルミニウム層のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
表面絶縁層１３は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３を露出させるように下側パッド開口５１の内壁に沿って膜状に形成されている。表面絶縁層１３は、第１上側パッド開口５２内において、第１上側電極層２５を露出させるように第１上側パッド開口５２の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３を露出させるように下側パッド開口５１の内壁に沿って膜状に形成されている。表面絶縁層１３は、第１上側パッド開口５２内において、第１上側電極層２５を露出させるように第１上側パッド開口５２の内壁に沿って膜状に形成されている。
図１および図２を参照して、表面電極層１４には、第２上側パッド開口５３が形成されている。第２上側パッド開口５３は、第２上側電極層２７の第１圧電体引き出し部４１の一部をパッド領域として露出させている。
表面電極層１４は、表面絶縁層１３の上に形成されている。表面電極層１４は、銅層、アルミニウム層、金層、チタン層、窒化チタン層、チタンタングステン層、アルミニウム−銅合金層、アルミニウム−シリコン合金層、または、アルミニウム−シリコン−銅合金層のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
表面電極層１４は、表面絶縁層１３の上に形成されている。表面電極層１４は、銅層、アルミニウム層、金層、チタン層、窒化チタン層、チタンタングステン層、アルミニウム−銅合金層、アルミニウム−シリコン合金層、または、アルミニウム−シリコン−銅合金層のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
表面電極層１４は、アルミニウム−銅合金層からなる単層構造を有していてもよい。表面電極層１４は、表面絶縁層１３の上にこの順に積層された窒化チタン層およびアルミニウム−シリコン合金層を含む積層構造を有していてもよい。表面電極層１４は、表面絶縁層１３の上にこの順に積層されたチタンタングステン層および金層を含む積層構造を有していてもよい。
表面電極層１４は、下側パッド電極層５４、第１上側パッド電極層５５および第２上側パッド電極層５６を含む。
下側パッド電極層５４は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。下側パッド電極層５４は、島状の下側パッド領域５７およびライン状の下側配線領域５８を含む。下側パッド領域５７は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
下側パッド電極層５４は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。下側パッド電極層５４は、島状の下側パッド領域５７およびライン状の下側配線領域５８を含む。下側パッド領域５７は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
下側配線領域５８は、下側パッド領域５７および下側電極層２３の間の領域に引き回されている。下側配線領域５８は、下側パッド領域５７から引き出され、表面絶縁層１３の上から下側パッド開口５１に入り込んでいる。
下側配線領域５８は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３に接続されている。下側パッド領域５７は、下側配線領域５８を介して下側電極層２３に電気的に接続されている。
下側配線領域５８は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３に接続されている。下側パッド領域５７は、下側配線領域５８を介して下側電極層２３に電気的に接続されている。
下側配線領域５８を有さない下側パッド電極層５４が採用されてもよい。この場合、下側パッド領域５７が、表面絶縁層１３の上から下側パッド開口５１に入り込む。下側パッド領域５７は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３に直接接続される。
第１上側パッド電極層５５は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第１上側パッド電極層５５は、島状の第１上側パッド領域５９およびライン状の第１上側配線領域６０を含む。第１上側パッド領域５９は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第１上側パッド電極層５５は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第１上側パッド電極層５５は、島状の第１上側パッド領域５９およびライン状の第１上側配線領域６０を含む。第１上側パッド領域５９は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第１上側配線領域６０は、第１上側パッド領域５９および第１上側電極層２５の間の領域に引き回されている。第１上側配線領域６０は、第１上側パッド領域５９から引き出され、表面絶縁層１３の上から第１上側パッド開口５２に入り込んでいる。
第１上側配線領域６０は、第１上側パッド開口５２内において、第１上側電極層２５に接続されている。第１上側パッド領域５９は、第１上側配線領域６０を介して第１上側電極層２５に電気的に接続されている。
第１上側配線領域６０は、第１上側パッド開口５２内において、第１上側電極層２５に接続されている。第１上側パッド領域５９は、第１上側配線領域６０を介して第１上側電極層２５に電気的に接続されている。
第１上側配線領域６０を有さない第１上側パッド電極層５５が採用されてもよい。この場合、第１上側パッド領域５９が、表面絶縁層１３の上から第１上側パッド開口５２に入り込む。第１上側パッド領域５９は、第１上側パッド開口５２内において、第１上側電極層２５に直接接続される。
第２上側パッド電極層５６は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第２上側パッド電極層５６は、島状の第２上側パッド領域６１およびライン状の第２上側配線領域６２を含む。第２上側パッド領域６１は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第２上側パッド電極層５６は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第２上側パッド電極層５６は、島状の第２上側パッド領域６１およびライン状の第２上側配線領域６２を含む。第２上側パッド領域６１は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第２上側配線領域６２は、第２上側パッド領域６１および第２上側電極層２７の間の領域に引き回されている。第２上側配線領域６２は、第２上側パッド領域６１から引き出され、表面絶縁層１３の上から第２上側パッド開口５３に入り込んでいる。
第２上側配線領域６２は、第２上側パッド開口５３内において、第２上側電極層２７に接続されている。第２上側パッド領域６１は、第２上側配線領域６２を介して第２上側電極層２７に電気的に接続されている。
第２上側配線領域６２は、第２上側パッド開口５３内において、第２上側電極層２７に接続されている。第２上側パッド領域６１は、第２上側配線領域６２を介して第２上側電極層２７に電気的に接続されている。
第２上側配線領域６２を有さない第２上側パッド電極層５６が採用されてもよい。この場合、第２上側パッド領域６１が、表面絶縁層１３の上から第２上側パッド開口５３に入り込む。第２上側パッド領域６１は、第２上側パッド開口５３内において、第２上側電極層２７に直接接続される。
図６は、参考例に係る超音波センサ６５を示す断面図である。図６において、超音波センサ１と同様の構造については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図６は、参考例に係る超音波センサ６５を示す断面図である。図６において、超音波センサ１と同様の構造については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図６を参照して、参考例に係る超音波センサ６５では、下側電極層２３は、振動板１１の一部の領域を露出させるように、振動板１１の上に形成されている。
第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の一部の領域を露出させるように、第１圧電体層２４の上に形成されている。第１上側電極層２５の一部の領域は、下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向している。第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の表面の全面を被覆している。したがって、メサ構造４３は、形成されていない。
第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の一部の領域を露出させるように、第１圧電体層２４の上に形成されている。第１上側電極層２５の一部の領域は、下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向している。第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の表面の全面を被覆している。したがって、メサ構造４３は、形成されていない。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の一部の領域を露出させるように、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７の一部の領域は、第１上側電極層２５および下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向している。
下側パッド開口５１は、第２圧電体層２６、第１上側電極層２５および第１圧電体層２４を貫通し、下側電極層２３の一部の領域を露出させている。図示を省略するが、第１上側パッド開口５２は、第２圧電体層２６を貫通し、第１上側電極層２５の一部の領域を露出させている。
下側パッド開口５１は、第２圧電体層２６、第１上側電極層２５および第１圧電体層２４を貫通し、下側電極層２３の一部の領域を露出させている。図示を省略するが、第１上側パッド開口５２は、第２圧電体層２６を貫通し、第１上側電極層２５の一部の領域を露出させている。
表面絶縁層１３は、第２上側電極層２７を被覆するように第２圧電体層２６の表面に沿って膜状に形成されている。表面絶縁層１３は、下側電極層２３を露出させるように下側パッド開口５１の内壁面に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第１上側電極層２５を露出させるように第１上側パッド開口５２の内壁面に沿って膜状に形成されている。第２上側パッド開口５３は、表面絶縁層１３を貫通し、第２上側電極層２７の一部の領域を露出させている。
表面絶縁層１３は、第１上側電極層２５を露出させるように第１上側パッド開口５２の内壁面に沿って膜状に形成されている。第２上側パッド開口５３は、表面絶縁層１３を貫通し、第２上側電極層２７の一部の領域を露出させている。
図７は、参考例に係る超音波センサ６５の電気的構造を示す回路図である。
図６および図７を参照して、参考例に係る超音波センサ６５では、下側電極層２３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１が形成されている。また、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２が形成されている。
図６および図７を参照して、参考例に係る超音波センサ６５では、下側電極層２３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１が形成されている。また、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２が形成されている。
参考例に係る超音波センサ６５において、第１上側電極層２５が、下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向する領域には、寄生容量Ｃｐ１が形成されている。寄生容量Ｃｐ１には、基板１０の表層部に形成される空乏層に起因する容量も含まれ得る。
また、第２上側電極層２７が、第１上側電極層２５および下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向する領域には、寄生容量Ｃｐ２が形成されている。
また、第２上側電極層２７が、第１上側電極層２５および下側電極層２３を挟まずに基板１０に対向する領域には、寄生容量Ｃｐ２が形成されている。
下側電極層２３が、振動板１１を挟んで基板１０に対向する領域には、寄生容量Ｃｐ３が形成されている。寄生容量Ｃｐ３には、基板１０の表層部に形成される空乏層に起因する容量も含まれ得る。
寄生容量Ｃｐ１、寄生容量Ｃｐ２および寄生容量Ｃｐ３は、基板１０を介して互いに電気的に接続されている。これにより、寄生容量Ｃｐ１、寄生容量Ｃｐ２および寄生容量Ｃｐ３を含む寄生容量回路が、基板１０および表面電極層１４の間の領域に形成されている。
寄生容量Ｃｐ１、寄生容量Ｃｐ２および寄生容量Ｃｐ３は、基板１０を介して互いに電気的に接続されている。これにより、寄生容量Ｃｐ１、寄生容量Ｃｐ２および寄生容量Ｃｐ３を含む寄生容量回路が、基板１０および表面電極層１４の間の領域に形成されている。
図８は、参考例に係る超音波センサ６５の電荷Ｑ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図８において縦軸は電荷Ｑ［μＣ・ｃｍ−２］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの電荷Ｑの変化を調べた。図８を参照して、参考例に係る超音波センサ６５の電荷量は、印加電圧Ｖの変動に応じてヒステリシス曲線を描くことが分かった。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの電荷Ｑの変化を調べた。図８を参照して、参考例に係る超音波センサ６５の電荷量は、印加電圧Ｖの変動に応じてヒステリシス曲線を描くことが分かった。
図９は、参考例に係る超音波センサ６５の容量Ｃ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図９において縦軸は容量Ｃ［ｐＦ］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの容量Ｃの変化を調べた。図９を参照して、参考例に係る超音波センサ６５の容量Ｃは、印加電圧Ｖの変動に応じてヒステリシス曲線を描くことが分かった。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの容量Ｃの変化を調べた。図９を参照して、参考例に係る超音波センサ６５の容量Ｃは、印加電圧Ｖの変動に応じてヒステリシス曲線を描くことが分かった。
図８および図９を参照して、参考例に係る超音波センサ６５によれば、電荷Ｑ−電圧Ｖ特性および容量Ｃ−電圧Ｖ特性は、いずれも、非線形となることが分かった。つまり、参考例に係る超音波センサ６５によれば、感度が変動していることが分かった。
超音波センサの感度は、圧電体の誘電率εに対する圧電定数ｄの比で定義されるｇ定数（ｇ＝ｄ／ε）によって表現される。ｇ定数が高い程、超音波センサの感度が高い。参考例に係る超音波センサ６５では、理論上、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間に介在する第１圧電体層２４の誘電率によってｇ定数が定まる。
超音波センサの感度は、圧電体の誘電率εに対する圧電定数ｄの比で定義されるｇ定数（ｇ＝ｄ／ε）によって表現される。ｇ定数が高い程、超音波センサの感度が高い。参考例に係る超音波センサ６５では、理論上、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間に介在する第１圧電体層２４の誘電率によってｇ定数が定まる。
しかし、参考例に係る超音波センサ６５では、寄生容量Ｃｐ１、寄生容量Ｃｐ２および寄生容量Ｃｐ３を含む寄生容量回路（図７参照）が、基板１０および表面電極層１４の間の領域に形成されている。その結果、寄生容量回路に起因して、感度が変動したと考えられる。
図１０は、図１に示す超音波センサ１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図１０は、図１に示す超音波センサ１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図２および図１０を参照して、超音波センサ１では、下側電極層２３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１が形成されている。また、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２が形成されている。
超音波センサ１では、平面視において第１上側電極層２５の全体が、下側電極層２３と重なっている。そのため、第１上側電極層２５の全体が、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。これにより、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１の形成が抑制される。
超音波センサ１では、平面視において第１上側電極層２５の全体が、下側電極層２３と重なっている。そのため、第１上側電極層２５の全体が、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。これにより、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１の形成が抑制される。
また、超音波センサ１では、平面視において第２上側電極層２７の全体が、第１上側電極層２５と重なっている。そのため、第２上側電極層２７の全体が、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。これにより、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域において、寄生容量Ｃｐ２の形成が抑制される。
しかも、下側電極層２３は、振動板１１の表面の全面を被覆している。これにより、基板１０を、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７から適切に電気的に分離させることができる。
しかも、下側電極層２３は、振動板１１の表面の全面を被覆している。これにより、基板１０を、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７から適切に電気的に分離させることができる。
したがって、下側電極層２３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ３は、電気的に開放状態となるため、機能しない。このように、超音波センサ１では、寄生容量回路の形成を抑制できる。超音波センサ１の電荷Ｑ−電圧Ｖ特性および容量Ｃ−電圧Ｖ特性が、図１１および図１２にそれぞれ示されている。
図１１は、図１に示す超音波センサ１の電荷Ｑ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図１１において縦軸は電荷Ｑ［μＣ・ｃｍ−２］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
図１１は、図１に示す超音波センサ１の電荷Ｑ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図１１において縦軸は電荷Ｑ［μＣ・ｃｍ−２］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの電荷Ｑの変化を調べた。図１１を参照して、超音波センサ１の電荷Ｑ量は、印加電圧Ｖの変動に応じて線形的に変動することが分かった。
図１２は、図１に示す超音波センサ１の容量Ｃ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図１２において縦軸は容量Ｃ［ｐＦ］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
図１２は、図１に示す超音波センサ１の容量Ｃ−電圧Ｖ特性をシミュレーションによって求めたグラフである。図１２において縦軸は容量Ｃ［ｐＦ］であり、横軸は電圧Ｖ［Ｖ］である。
ここでは、下側電極層２３および第１上側電極層２５の間の印加電圧Ｖを、０Ｖ、−３０Ｖ、０Ｖ、＋３０Ｖの順に連続的に変動させたときの容量Ｃの変化を調べた。図１２を参照して、超音波センサ１の容量Ｃは、印加電圧Ｖの変動に応じて線形的に変動することが分かった。
図１１および図１２を参照して、超音波センサ１によれば、電荷Ｑ−電圧Ｖ特性および容量Ｃ−電圧Ｖ特性は、いずれも、線形となることが分かった。このことから、寄生容量の形成を抑制することによって、超音波センサの感度の変動を抑制できることが分かった。
図１１および図１２を参照して、超音波センサ１によれば、電荷Ｑ−電圧Ｖ特性および容量Ｃ−電圧Ｖ特性は、いずれも、線形となることが分かった。このことから、寄生容量の形成を抑制することによって、超音波センサの感度の変動を抑制できることが分かった。
以上、本実施形態によれば、寄生容量に起因する感度の低下を抑制できる超音波センサ１を提供できる。
図１３Ａ〜図１３Ｌは、図１に示す超音波センサ１の製造方法の一例を説明するための断面図である。
図１３Ａを参照して、まず、円板状のウエハ８１が用意される。ウエハ８１は、半導体ウエハであってもよい。半導体ウエハは、シリコンを含んでいてもよい。
図１３Ａ〜図１３Ｌは、図１に示す超音波センサ１の製造方法の一例を説明するための断面図である。
図１３Ａを参照して、まず、円板状のウエハ８１が用意される。ウエハ８１は、半導体ウエハであってもよい。半導体ウエハは、シリコンを含んでいてもよい。
ウエハ８１は、一方側の第１ウエハ主面８２および他方側の第２ウエハ主面８３を有している。ウエハ８１の第１ウエハ主面８２および第２ウエハ主面８３は、それぞれ、基板１０の第１基板主面１５および第２基板主面１６に対応している。
次に、ウエハ８１に、複数のセンサ形成領域８４が設定される。複数のセンサ形成領域８４は、それぞれ、超音波センサ１が形成される領域である。図１３Ａには、複数のセンサ形成領域８４のうちの１つのセンサ形成領域８４だけが示されている（以下、図１３Ｂ〜図１３Ｌにおいて同じ）。
次に、ウエハ８１に、複数のセンサ形成領域８４が設定される。複数のセンサ形成領域８４は、それぞれ、超音波センサ１が形成される領域である。図１３Ａには、複数のセンサ形成領域８４のうちの１つのセンサ形成領域８４だけが示されている（以下、図１３Ｂ〜図１３Ｌにおいて同じ）。
次に、図１３Ｂを参照して、振動板１１が、ウエハ８１の第１ウエハ主面８２の上に形成される。振動板１１は、ウエハ８１の第１ウエハ主面８２の全面に形成される。振動板１１の形成工程は、スパッタ法によって、ウエハ８１の第１ウエハ主面８２に窒化アルミニウム層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｃを参照して、下側電極層２３が、振動板１１の上に形成される。下側電極層２３は、振動板１１の表面の全面に形成される。下側電極層２３の形成工程は、スパッタ法によって、ウエハ８１の第１ウエハ主面８２の全面にモリブデン層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｃを参照して、下側電極層２３が、振動板１１の上に形成される。下側電極層２３は、振動板１１の表面の全面に形成される。下側電極層２３の形成工程は、スパッタ法によって、ウエハ８１の第１ウエハ主面８２の全面にモリブデン層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｄを参照して、第１圧電体層２４が、下側電極層２３の上に形成される。第１圧電体層２４は、下側電極層２３の表面の全面に形成される。第１圧電体層２４の形成工程は、スパッタ法によって、振動板１１の上に窒化アルミニウム層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｅを参照して、第１上側電極層２５が、第１圧電体層２４の上に形成される。第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の表面の全面に形成される。第１上側電極層２５の形成工程は、スパッタ法によって、酸化イリジウム層３４、イリジウム層３５、チタン層３６およびプラチナ層３７を、第１圧電体層２４側からこの順に形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｅを参照して、第１上側電極層２５が、第１圧電体層２４の上に形成される。第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４の表面の全面に形成される。第１上側電極層２５の形成工程は、スパッタ法によって、酸化イリジウム層３４、イリジウム層３５、チタン層３６およびプラチナ層３７を、第１圧電体層２４側からこの順に形成する工程を含んでいてもよい。
この工程において、酸化イリジウム層３４は、第２圧電体層２６の表面の全面に形成されてもよい。イリジウム層３５は、酸化イリジウム層３４の表面の全面に形成されてもよい。チタン層３６は、イリジウム層３５の表面の全面に形成されてもよい。プラチナ層３７は、チタン層３６の表面の全面に形成されてもよい。
次に、図１３Ｆを参照して、第２圧電体層２６が、第１上側電極層２５の上に形成される。第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の表面の全面に形成される。第２圧電体層２６の形成工程は、スパッタ法によって、第１圧電体層２４の上に窒化アルミニウム層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｆを参照して、第２圧電体層２６が、第１上側電極層２５の上に形成される。第２圧電体層２６は、第１上側電極層２５の表面の全面に形成される。第２圧電体層２６の形成工程は、スパッタ法によって、第１圧電体層２４の上に窒化アルミニウム層を形成する工程を含んでいてもよい。
次に、図１３Ｇを参照して、第２上側電極層２７が、第２圧電体層２６の上に形成される。第２上側電極層２７の形成工程は、スパッタ法によって、酸化イリジウム層４６およびイリジウム層４７を、第２圧電体層２６側からこの順に形成する工程を含んでいてもよい。
この工程において、酸化イリジウム層４６は、第２圧電体層２６の表面の全面に形成されてもよい。イリジウム層４７は、酸化イリジウム層４６の表面の全面に形成されてもよい。
この工程において、酸化イリジウム層４６は、第２圧電体層２６の表面の全面に形成されてもよい。イリジウム層４７は、酸化イリジウム層４６の表面の全面に形成されてもよい。
次に、所定パターンを有する第１レジストマスク８５が、第２上側電極層２７の上に形成される。次に、第１レジストマスク８５を介するエッチング法によって、第２上側電極層２７の不要な部分が除去される。これにより、所定パターンを有する第２上側電極層２７が形成される。その後、第１レジストマスク８５は除去される。
次に、図１３Ｈを参照して、所定パターンを有する第２レジストマスク８６が、第２圧電体層２６の上に形成される。第２レジストマスク８６は、メサ構造４３を形成すべき領域を被覆している。
次に、図１３Ｈを参照して、所定パターンを有する第２レジストマスク８６が、第２圧電体層２６の上に形成される。第２レジストマスク８６は、メサ構造４３を形成すべき領域を被覆している。
次に、第２レジストマスク８６を介するエッチング法によって、第２圧電体層２６の不要な部分および第１上側電極層２５の不要な部分が除去される。これにより、メサ構造４３が形成される。その後、第２レジストマスク８６は除去される。
次に、図１３Ｉを参照して、所定パターンを有する第３レジストマスク８７が、第１圧電体層２４の上に形成される。第３レジストマスク８７は、メサ構造４３を被覆し、下側パッド開口５１を形成すべき領域を露出させる開口８８を有している。
次に、図１３Ｉを参照して、所定パターンを有する第３レジストマスク８７が、第１圧電体層２４の上に形成される。第３レジストマスク８７は、メサ構造４３を被覆し、下側パッド開口５１を形成すべき領域を露出させる開口８８を有している。
次に、第３レジストマスク８７を介するエッチング法によって、第１圧電体層２４の不要な部分が除去される。これにより、下側パッド開口５１が形成される。その後、第３レジストマスク８７は除去される。
次に、図１３Ｊを参照して、表面絶縁層１３が、第１圧電体層２４の表面およびメサ構造４３の表面に沿う膜状に形成される。また、表面絶縁層１３は、下側パッド開口５１の内壁面および下側電極層２３の表面に沿う膜状に形成される。
次に、図１３Ｊを参照して、表面絶縁層１３が、第１圧電体層２４の表面およびメサ構造４３の表面に沿う膜状に形成される。また、表面絶縁層１３は、下側パッド開口５１の内壁面および下側電極層２３の表面に沿う膜状に形成される。
次に、所定パターンを有する第４レジストマスク８９が、表面絶縁層１３の上に形成される。第４レジストマスク８９は、第１開口９０および第２開口９１を含む。第１開口９０は、表面絶縁層１３において下側電極層２３を被覆する領域を露出させている。第２開口９１は、表面絶縁層１３において第２上側電極層２７の第３上側引き出し部４５を被覆する領域を露出させている。
次に、第４レジストマスク８９を介するエッチング法によって、表面絶縁層１３の不要な部分が除去される。下側電極層２３および第２上側電極層２７は、それぞれ、表面絶縁層１３のエッチングに対するエッチングストッパ層として形成されている。これにより、下側電極層２３が、表面絶縁層１３から露出する。また、第２上側電極層２７が、表面絶縁層１３から露出する。その後、第４レジストマスク８９は除去される。
次に、図１３Ｋを参照して、表面電極層１４が、表面絶縁層１３の上に形成される。表面電極層１４の形成工程は、スパッタ法によって、表面絶縁層１３の表面の全面に電極層を形成する工程を含んでいてもよい。
表面電極層１４の形成工程は、マスクを用いたエッチング法によって、電極層を所定パターンに成形する工程を含んでいてもよい。これにより、下側パッド電極層５４、第１上側パッド電極層５５および第２上側パッド電極層５６を含む表面電極層１４が形成される。
表面電極層１４の形成工程は、マスクを用いたエッチング法によって、電極層を所定パターンに成形する工程を含んでいてもよい。これにより、下側パッド電極層５４、第１上側パッド電極層５５および第２上側パッド電極層５６を含む表面電極層１４が形成される。
次に、ウエハ８１の第２ウエハ主面８３が研削される。ウエハ８１の研削工程は、ウエハ８１の厚さが所望の厚さになるまで実行される。
次に、図１３Ｌを参照して、ウエハ８１の第２ウエハ主面８３側に、第２ウエハ主面８３を被覆し、かつ、所定パターンを有する第５レジストマスク９２が形成される。第５レジストマスク９２は、開口部２１を形成すべき領域を露出させる開口９３を含む。
次に、図１３Ｌを参照して、ウエハ８１の第２ウエハ主面８３側に、第２ウエハ主面８３を被覆し、かつ、所定パターンを有する第５レジストマスク９２が形成される。第５レジストマスク９２は、開口部２１を形成すべき領域を露出させる開口９３を含む。
次に、第５レジストマスク９２を介するエッチング法によって、ウエハ８１の不要な部分が除去される。振動板１１は、ウエハ８１のエッチングに対するエッチングストッパ層として形成されている。これにより、振動板１１を露出させる開口部２１が、ウエハ８１に形成される。その後、第５レジストマスク９２は除去される。
その後、複数のセンサ形成領域８４の周縁に沿ってウエハ８１が切断される。これにより、複数の超音波センサ１が、１枚のウエハ８１から切り出される。以上の工程を経て、超音波センサ１が形成される。
＜第２実施形態＞
図１４は、本発明の第２実施形態に係る超音波センサ１０１を示す平面図である。図１５は、図１４に示すXV-XV線に沿う断面図である。図１６は、図１４に示すXVI-XVI線に沿う断面図である。
その後、複数のセンサ形成領域８４の周縁に沿ってウエハ８１が切断される。これにより、複数の超音波センサ１が、１枚のウエハ８１から切り出される。以上の工程を経て、超音波センサ１が形成される。
＜第２実施形態＞
図１４は、本発明の第２実施形態に係る超音波センサ１０１を示す平面図である。図１５は、図１４に示すXV-XV線に沿う断面図である。図１６は、図１４に示すXVI-XVI線に沿う断面図である。
以下では、第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１４〜図１６を参照して、圧電素子層１２は、中間電極層１０２および中間圧電体層１０３をさらに含む積層構造を有している。中間電極層１０２および中間圧電体層１０３は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域に形成されている。
図１４〜図１６を参照して、圧電素子層１２は、中間電極層１０２および中間圧電体層１０３をさらに含む積層構造を有している。中間電極層１０２および中間圧電体層１０３は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域に形成されている。
中間電極層１０２は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域において、第１圧電体層２４の上に形成されている。中間電極層１０２は、平面視において第４面積Ｓ４を有している。
中間電極層１０２の第４面積Ｓ４は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下（Ｓ４≦Ｓ１）であることが好ましい。中間電極層１０２の第４面積Ｓ４は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満（Ｓ４＜Ｓ１）であることがさらに好ましい。
中間電極層１０２の第４面積Ｓ４は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１以下（Ｓ４≦Ｓ１）であることが好ましい。中間電極層１０２の第４面積Ｓ４は、下側電極層２３の第１面積Ｓ１未満（Ｓ４＜Ｓ１）であることがさらに好ましい。
平面視において中間電極層１０２の全体は、下側電極層２３に重なっている。中間電極層１０２は、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。中間電極層１０２および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１１が形成されている。
中間電極層１０２は、中間内方部１０４および中間引き出し部１０５を含む。中間電極層１０２の中間内方部１０４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において中間内方部１０４の全体は、開口部２１に重なっている。
中間電極層１０２は、中間内方部１０４および中間引き出し部１０５を含む。中間電極層１０２の中間内方部１０４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において中間内方部１０４の全体は、開口部２１に重なっている。
平面視において中間内方部１０４の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において中間内方部１０４の面積は、開口部２１の面積未満である。中間内方部１０４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。中間内方部１０４は、平面視において基板１０に重なっていない。
中間内方部１０４は、平面視において円形状に形成されている。中間内方部１０４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。中間内方部１０４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
中間内方部１０４は、平面視において円形状に形成されている。中間内方部１０４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。中間内方部１０４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
中間電極層１０２の中間引き出し部１０５は、平面視において中間内方部１０４から開口部２１外の領域に引き出されている。中間引き出し部１０５は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、中間内方部１０４から一方側（図１４の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。中間引き出し部１０５の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
中間電極層１０２は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。中間電極層１０２は、モリブデン層からなっていてもよい。中間電極層１０２の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
中間電極層１０２の中間圧電体層１０３は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域において、中間電極層１０２を被覆するように第１圧電体層２４の上に形成されている。
中間電極層１０２の中間圧電体層１０３は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域において、中間電極層１０２を被覆するように第１圧電体層２４の上に形成されている。
中間圧電体層１０３は、この形態では、中間電極層１０２の表面のほぼ全面を被覆している。中間圧電体層１０３は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。中間圧電体層１０３は、基板側面１７に対して面一な側面を有している。
中間圧電体層１０３は、窒化アルミニウム層を含んでいてもよい。中間圧電体層１０３は、窒化アルミニウム層からなっていてもよい。中間圧電体層１０３の厚さは、０．５μｍ以上１．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
中間圧電体層１０３は、窒化アルミニウム層を含んでいてもよい。中間圧電体層１０３は、窒化アルミニウム層からなっていてもよい。中間圧電体層１０３の厚さは、０．５μｍ以上１．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
第１上側電極層２５は、中間圧電体層１０３の上に形成されている。平面視において第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、中間電極層１０２の第４面積Ｓ４以下（Ｓ２≦Ｓ４）であることが好ましい。
第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、中間電極層１０２の第４面積Ｓ４未満（Ｓ２＜Ｓ４）であることがさらに好ましい。平面視において第１上側電極層２５の全体は、中間電極層１０２に重なっている。
第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２は、中間電極層１０２の第４面積Ｓ４未満（Ｓ２＜Ｓ４）であることがさらに好ましい。平面視において第１上側電極層２５の全体は、中間電極層１０２に重なっている。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０を含む。また、第１上側電極層２５は、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２に代えて、第１上側引き出し部１０６を含む。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。第１上側内方部３０は、平面視において中間電極層１０２の中間内方部１０４に重なっている。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。第１上側内方部３０は、平面視において中間電極層１０２の中間内方部１０４に重なっている。
平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間電極層１０２の中間内方部１０４の面積以下である。より具体的には、平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間内方部１０４の面積未満である。平面視において第１上側内方部３０の全体は、平面視において中間内方部１０４に重なっている。平面視において第１上側内方部３０は、基板１０に重なっていない。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。
第１上側引き出し部１０６は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１４の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第１上側引き出し部１０６の端部は、平面視において中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第１上側引き出し部１０６は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１４の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第１上側引き出し部１０６の端部は、平面視において中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第１上側引き出し部１０６の面積は、中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１上側引き出し部１０６の面積は、中間引き出し部１０５の面積未満である。平面視において第１上側引き出し部１０６の全体は、中間引き出し部１０５に重なっている。
第２圧電体層２６は、平面視において第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０を含む。第２圧電体層２６は、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２に代えて、圧電体引き出し部１０７を含む。
第２圧電体層２６は、平面視において第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０を含む。第２圧電体層２６は、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２に代えて、圧電体引き出し部１０７を含む。
圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１０７は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１０６に整合した形状を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、中間圧電体層１０３の上において、メサ構造４３を形成している。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７は、平面視において第３面積Ｓ３を有している。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２未満（Ｓ３＜Ｓ２）である。平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５に重なっている。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７は、平面視において第３面積Ｓ３を有している。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２未満（Ｓ３＜Ｓ２）である。平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５に重なっている。
第２上側電極層２７は、第２上側内方部４４を含む。また、第２上側電極層２７は第３上側引き出し部４５に代えて、第２上側引き出し部１０８を含む。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。第２上側内方部４４は、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。第２上側内方部４４は、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。
平面視において第２上側内方部４４の面積は、中間圧電体層１０３の圧電体内方部４０の面積以下である。より具体的には、平面視において第２上側内方部４４の面積は、圧電体内方部４０の面積未満である。平面視において第２上側内方部４４の全体は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。第２上側内方部４４は、平面視において基板１０に重なっていない。
第２上側引き出し部１０８は、平面視において第２上側内方部４４から開口部２１外の領域に引き出されている。第２上側引き出し部１０８は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２上側内方部４４から一方側（図１４の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１０８は、中間圧電体層１０３の圧電体引き出し部１０７の上に形成されている。第２上側引き出し部１０８の端部は、平面視において圧電体引き出し部１０７の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１０８は、中間圧電体層１０３の圧電体引き出し部１０７の上に形成されている。第２上側引き出し部１０８の端部は、平面視において圧電体引き出し部１０７の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第２上側引き出し部１０８の面積は、中間圧電体層１０３の圧電体引き出し部１０７の面積以下である。より具体的には、平面視において、第２上側引き出し部１０８の面積は、圧電体引き出し部１０７の面積未満である。平面視において第２上側引き出し部１０８の全体は、圧電体引き出し部１０７に重なっている。
下側パッド開口５１は、中間圧電体層１０３および第１圧電体層２４を貫通して、下側電極層２３の一部をパッド領域として露出させている。中間圧電体層１０３には、中間パッド開口１０９が形成されている。中間パッド開口１０９は、中間圧電体層１０３を貫通して、中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の一部をパッド領域として露出させている。
下側パッド開口５１は、中間圧電体層１０３および第１圧電体層２４を貫通して、下側電極層２３の一部をパッド領域として露出させている。中間圧電体層１０３には、中間パッド開口１０９が形成されている。中間パッド開口１０９は、中間圧電体層１０３を貫通して、中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の一部をパッド領域として露出させている。
表面絶縁層１３は、下側パッド開口５１内において、下側電極層２３を露出させるように下側パッド開口５１の内壁に沿って膜状に形成されている。また、表面絶縁層１３は、中間パッド開口１０９内において、中間電極層１０２の中間引き出し部１０５の一部を露出させるように中間パッド開口１０９の内壁に沿って膜状に形成されている。
平面視において、第１上側パッド開口５２、第２上側パッド開口５３および中間パッド開口１０９は、互いに間隔を空けて同一直線上に形成されている。第１上側パッド開口５２、第２上側パッド開口５３および中間パッド開口１０９は、この形態では、基板１０の長手方向に沿って延びる同一直線上に形成されている。
平面視において、第１上側パッド開口５２、第２上側パッド開口５３および中間パッド開口１０９は、互いに間隔を空けて同一直線上に形成されている。第１上側パッド開口５２、第２上側パッド開口５３および中間パッド開口１０９は、この形態では、基板１０の長手方向に沿って延びる同一直線上に形成されている。
表面電極層１４は、中間パッド電極層１１０をさらに含む。中間パッド電極層１１０は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。中間パッド電極層１１０は、島状の中間パッド領域１１１およびライン状の中間配線領域１１２を含む。中間パッド領域１１１は、表面絶縁層１３の上の任意の領域に、平面視において四角形状に形成されている。
中間配線領域１１２は、中間パッド領域１１１および中間電極層１０２の間の領域に引き回されている。中間配線領域１１２は、中間パッド領域１１１から引き出され、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１０９に入り込んでいる。
中間配線領域１１２は、中間パッド開口１０９内において、中間電極層１０２に接続されている。これにより、中間パッド領域１１１は、中間配線領域１１２を介して中間電極層１０２に電気的に接続されている。
中間配線領域１１２は、中間パッド開口１０９内において、中間電極層１０２に接続されている。これにより、中間パッド領域１１１は、中間配線領域１１２を介して中間電極層１０２に電気的に接続されている。
中間配線領域１１２を有さない中間パッド電極層１１０が採用されてもよい。この場合、中間パッド領域１１１が、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１０９に入り込む。中間パッド領域１１１は、中間パッド開口１０９内において、中間電極層１０２に直接接続される。
図１７は、図１４に示す超音波センサ１０１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１０１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図１７は、図１４に示す超音波センサ１０１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１０１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図１５および図１７を参照して、超音波センサ１０１では、下側電極層２３および中間電極層１０２の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ１１が形成されている。中間電極層１０２および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ１２が形成されている。
超音波センサ１０１では、平面視において中間電極層１０２の全体が、下側電極層２３と重なっている。そのため、中間電極層１０２の全体が、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。これにより、基板１０および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１１の形成が抑制される。
超音波センサ１０１では、平面視において中間電極層１０２の全体が、下側電極層２３と重なっている。そのため、中間電極層１０２の全体が、第１圧電体層２４を挟んで下側電極層２３と容量結合している。これにより、基板１０および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１１の形成が抑制される。
また、超音波センサ１０１では、平面視において第１上側電極層２５の全体が、下側電極層２３と重なっている。また、平面視において第１上側電極層２５の全体が、中間電極層１０２と重なっている。
これにより、第１上側電極層２５および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１２の形成が抑制される。また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１３の形成が抑制される。
これにより、第１上側電極層２５および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１２の形成が抑制される。また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１３の形成が抑制される。
さらに、超音波センサ１０１では、平面視において第２上側電極層２７の全体が、下側電極層２３と重なっている。より具体的には、平面視において第２上側電極層２７の全体が、第１上側電極層２５と重なっている。
そのため、第２上側電極層２７の全体が、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。これにより、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１４の形成が抑制される。
そのため、第２上側電極層２７の全体が、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。これにより、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１４の形成が抑制される。
しかも、下側電極層２３は、振動板１１の表面の全面を被覆している。これにより、基板１０は、中間電極層１０２、第１上側電極層２５および第２上側電極層２７から電気的に分離される。
したがって、下側電極層２３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ１５は、電気的に開放状態となるため、機能しない。このように、超音波センサ１０１では、寄生容量回路の形成が抑制されるので、寄生容量に起因する感度の低下を抑制できる。
＜第３実施形態＞
図１８は、本発明の第３実施形態に係る超音波センサ１２１を示す平面図である。図１９は、図１８に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。図２０は、図１８に示すXX-XX線に沿う断面図である。
したがって、下側電極層２３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ１５は、電気的に開放状態となるため、機能しない。このように、超音波センサ１０１では、寄生容量回路の形成が抑制されるので、寄生容量に起因する感度の低下を抑制できる。
＜第３実施形態＞
図１８は、本発明の第３実施形態に係る超音波センサ１２１を示す平面図である。図１９は、図１８に示すXIX-XIX線に沿う断面図である。図２０は、図１８に示すXX-XX線に沿う断面図である。
以下では、第２実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１８〜図２０を参照して、超音波センサ１２１では、平面視において中間電極層１０２の全体、第１上側電極層２５の全体、第２圧電体層２６の全体および第２上側電極層２７の全体が、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
図１８〜図２０を参照して、超音波センサ１２１では、平面視において中間電極層１０２の全体、第１上側電極層２５の全体、第２圧電体層２６の全体および第２上側電極層２７の全体が、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
さらに、中間電極層１０２に対する中間パッド開口１０９、第１上側電極層２５に対する第１上側パッド開口５２、第２上側電極層２７に対する第２上側パッド開口５３が、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
これにより、中間電極層１０２のパッド領域、第１上側電極層２５のパッド領域および第２上側電極層２７のパッド領域は、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
これにより、中間電極層１０２のパッド領域、第１上側電極層２５のパッド領域および第２上側電極層２７のパッド領域は、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
つまり、第１上側電極層２５に対する第１上側パッド電極層５５の接続部は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、第２上側電極層２７に対する第２上側パッド電極層５６の接続部は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、中間電極層１０２に対する中間パッド電極層１１０の接続部は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、第２上側電極層２７に対する第２上側パッド電極層５６の接続部は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、中間電極層１０２に対する中間パッド電極層１１０の接続部は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
超音波センサ１２１では、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１０６は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、第２圧電体層２６の圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１０７は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、第２圧電体層２６の圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１０７は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、第２上側電極層２７の第２上側内方部４４および第２上側引き出し部１０８は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
また、中間電極層１０２の中間内方部１０４および中間引き出し部１０５は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
中間電極層１０２の中間引き出し部１０５、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６（第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１０７）および第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１０８は、それぞれ異なる方向に沿って引き出されている。
また、中間電極層１０２の中間内方部１０４および中間引き出し部１０５は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
中間電極層１０２の中間引き出し部１０５、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６（第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１０７）および第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１０８は、それぞれ異なる方向に沿って引き出されている。
中間電極層１０２の中間引き出し部１０５は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、中間内方部１０４から一方側（図１８の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１８の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。同様に、第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１０７は、基板１０の短手方向に関して、圧電体内方部４０から一方側（図１８の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図１８の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。同様に、第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１０７は、基板１０の短手方向に関して、圧電体内方部４０から一方側（図１８の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１０８は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第２上側内方部４４から他方側（図１８の右側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
以上、超音波センサ１２１では、平面視において中間電極層１０２の全体、第１上側電極層２５の全体、第２圧電体層２６の全体および第２上側電極層２７の全体が、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
以上、超音波センサ１２１では、平面視において中間電極層１０２の全体、第１上側電極層２５の全体、第２圧電体層２６の全体および第２上側電極層２７の全体が、それぞれ、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。
これにより、基板１０および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１２の形成を適切に抑制できる。また、第１上側電極層２５および中間電極層１０２の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１３の形成を適切に抑制できる。
また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１４の形成を適切に抑制できる。さらに、第２上側電極層２７および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１５を適切に抑制できる。よって、寄生容量に起因する感度の低下を適切に抑制できる超音波センサ１２１を提供できる。
＜第４実施形態＞
図２１は、本発明の第４実施形態に係る超音波センサ１３１を示す平面図である。図２２は、図２１に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。図２３は、図２１に示すXXIII-XXIII線に沿う断面図である。
また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１４の形成を適切に抑制できる。さらに、第２上側電極層２７および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ１５を適切に抑制できる。よって、寄生容量に起因する感度の低下を適切に抑制できる超音波センサ１２１を提供できる。
＜第４実施形態＞
図２１は、本発明の第４実施形態に係る超音波センサ１３１を示す平面図である。図２２は、図２１に示すXXII-XXII線に沿う断面図である。図２３は、図２１に示すXXIII-XXIII線に沿う断面図である。
以下では、第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図２１〜図２３を参照して、超音波センサ１３１は、下側電極層２３に代えて、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３を含む。第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２と同電位に固定されていてもよい。
図２１〜図２３を参照して、超音波センサ１３１は、下側電極層２３に代えて、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３を含む。第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２と同電位に固定されていてもよい。
第１下側電極層１３２は、振動板１１の上に形成されている。第１下側電極層１３２は、第１下側内方部１３４および第１下側引き出し部１３５を含む。第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内に形成されている。
平面視において第１下側内方部１３４の全体は、開口部２１に重なっている。平面視において第１下側内方部１３４の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において第１下側内方部１３４の面積は、開口部２１の面積未満である。
平面視において第１下側内方部１３４の全体は、開口部２１に重なっている。平面視において第１下側内方部１３４の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において第１下側内方部１３４の面積は、開口部２１の面積未満である。
第１下側内方部１３４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。第１下側内方部１３４は、平面視において基板１０に重なっていない。
第１下側内方部１３４は、平面視において円形状に形成されている。第１下側内方部１３４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。第１下側内方部１３４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
第１下側内方部１３４は、平面視において円形状に形成されている。第１下側内方部１３４は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。第１下側内方部１３４は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５は、平面視において第１下側内方部１３４から開口部２１外の領域に引き出されている。第１下側引き出し部１３５は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１下側内方部１３４から一方側（図２１の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第１下側引き出し部１３５の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第１下側電極層１３２は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。第１下側電極層１３２は、モリブデン層からなっていてもよい。第１下側電極層１３２の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
第２下側電極層１３３は、振動板１１の上に形成されている。第２下側電極層１３３は、第２下側内方部１３６および第２下側引き出し部１３７を含む。
第２下側電極層１３３は、振動板１１の上に形成されている。第２下側電極層１３３は、第２下側内方部１３６および第２下側引き出し部１３７を含む。
第２下側電極層１３３の第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内に、第１下側内方部１３４から間隔を空けて形成されている。第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の内側および外側に跨っている。
第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁に沿って帯状に延びている。第２下側内方部１３６は、平面視において第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４を取り囲む有端のリング状に形成されている。
第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁に沿って帯状に延びている。第２下側内方部１３６は、平面視において第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４を取り囲む有端のリング状に形成されている。
第２下側内方部１３６の一端および他端の間の領域によって、開放部１３８が区画されている。第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５は、平面視において、第２下側内方部１３６の開放部１３８を横切って、開口部２１の内側の領域から外側の領域に引き出されている。
第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７は、平面視において第２下側内方部１３６から開口部２１外の領域に引き出されている。第２下側引き出し部１３７は、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５が延びる方向に交差する方向に沿って引き出されている。
第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７は、平面視において第２下側内方部１３６から開口部２１外の領域に引き出されている。第２下側引き出し部１３７は、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５が延びる方向に交差する方向に沿って引き出されている。
第２下側引き出し部１３７は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２下側内方部１３６から基板１０の一方側（図２１の左側）の基板側面１７および開口部２１に向かって帯状に引き出されている。第２下側引き出し部１３７の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２の導電材料と同一の導電材料によって形成されていてもよい。第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２の厚さと同一の厚さを有していてもよい。
第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２の導電材料と同一の導電材料によって形成されていてもよい。第２下側電極層１３３は、第１下側電極層１３２の厚さと同一の厚さを有していてもよい。
第２下側電極層１３３は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。第２下側電極層１３３は、モリブデン層からなっていてもよい。第２下側電極層１３３の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
第１圧電体層２４は、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３を被覆するように、振動板１１の上に形成されている。第１圧電体層２４は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。第１圧電体層２４は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
第１圧電体層２４は、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３を被覆するように、振動板１１の上に形成されている。第１圧電体層２４は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。第１圧電体層２４は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
第１上側電極層２５は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１に重なっている。
より具体的には、第１上側電極層２５は、平面視において、基板１０を避けて、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４を挟んで第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に容量結合している。
より具体的には、第１上側電極層２５は、平面視において、基板１０を避けて、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。第１上側電極層２５は、第１圧電体層２４を挟んで第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に容量結合している。
第１下側電極層１３２および第１上側電極層２５の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ２１が形成されている。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０を含む。また、第１上側電極層２５は、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２に代えて、第１上側引き出し部１３９を含む。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０を含む。また、第１上側電極層２５は、第１上側引き出し部３１および第２上側引き出し部３２に代えて、第１上側引き出し部１３９を含む。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、この形態では、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。平面視において第１上側内方部３０の全体は、開口部２１に重なっている。第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。
第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内において、開口部２１、第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４および第２下側電極層１３３の第２下側内方部１３６に重なっている。
第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内において、開口部２１、第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４および第２下側電極層１３３の第２下側内方部１３６に重なっている。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第１上側引き出し部１３９は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図２１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１上側引き出し部１３９の端部は、平面視において第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第１上側引き出し部１３９の端部は、平面視において第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２圧電体層２６は、平面視において第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０を含む。また、第２圧電体層２６は、第１圧電体引き出し部４１および第２圧電体引き出し部４２に代えて、圧電体引き出し部１４０を含む。
圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１４０は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１３９に整合した形状を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１４０は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１３９に整合した形状を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６の上に形成されている。第２上側電極層２７は、平面視において第１上側電極層２５に重なっている。より具体的には、平面視において第２上側電極層２７の全体が、第１上側電極層２５に重なっている。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２２が形成されている。
第２上側電極層２７は、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５と容量結合している。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２２が形成されている。
第２上側電極層２７は、第２上側内方部４４を含む。また、第２上側電極層２７は、第３上側引き出し部４５に代えて、第２上側引き出し部１４１を含む。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。平面視において第２上側内方部４４の全体は、開口部２１に重なっている。
第２上側電極層２７の第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内に形成されている。平面視において第２上側内方部４４の全体は、開口部２１に重なっている。
第２上側内方部４４は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。平面視において第２上側内方部４４の全体は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。第２上側内方部４４は、平面視において基板１０に重なっていない。
平面視において第２上側内方部４４の面積は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０の面積以下である。より具体的には、平面視において第２上側内方部４４の面積は、第１上側内方部３０の面積未満である。
平面視において第２上側内方部４４の面積は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０の面積以下である。より具体的には、平面視において第２上側内方部４４の面積は、第１上側内方部３０の面積未満である。
第２上側引き出し部１４１は、平面視において第２上側内方部４４から開口部２１外の領域に引き出されている。第２上側引き出し部１４１は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２上側内方部４４から一方側（図２１の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１４１は、第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１４０の上に形成されている。第２上側引き出し部１４１の端部は、平面視において第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１４１は、第２圧電体層２６の圧電体引き出し部１４０の上に形成されている。第２上側引き出し部１４１の端部は、平面視において第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第２上側引き出し部１４１の面積は、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１０６の面積以下である。より具体的には、平面視において、第２上側引き出し部１４１の面積は、第１上側引き出し部１０６の面積未満である。平面視において第２上側引き出し部１４１の全体は、第１上側引き出し部１０６に重なっている。
第１圧電体層２４には、下側パッド開口５１に代えて、第１下側パッド開口１４７および第２下側パッド開口１４８が形成されている。
第１圧電体層２４には、下側パッド開口５１に代えて、第１下側パッド開口１４７および第２下側パッド開口１４８が形成されている。
第１下側パッド開口１４７は、第１圧電体層２４を貫通して、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５の一部をパッド領域として露出させている。
第２下側パッド開口１４８は、第１圧電体層２４を貫通して、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の一部をパッド領域として露出させている。
第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口１４９が形成されている。第１上側パッド開口１４９は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９の一部をパッド領域として露出させている。
第２下側パッド開口１４８は、第１圧電体層２４を貫通して、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の一部をパッド領域として露出させている。
第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口１４９が形成されている。第１上側パッド開口１４９は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９の一部をパッド領域として露出させている。
表面絶縁層１３は、第１下側パッド開口１４７内において、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５を露出させるように、第１下側パッド開口１４７の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第１上側パッド開口１４９内において、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３には、第２上側パッド開口１５０が形成されている。第２上側パッド開口１５０は、第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１４１の一部をパッド領域として露出させている。
表面絶縁層１３には、第２上側パッド開口１５０が形成されている。第２上側パッド開口１５０は、第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１４１の一部をパッド領域として露出させている。
平面視において、第１下側パッド開口１４７、第１上側パッド開口１４９および第２上側パッド開口１５０は、互いに間隔を空けて同一直線上に形成されている。第１下側パッド開口１４７、第１上側パッド開口１４９および第２上側パッド開口１５０は、この形態では、基板１０の長手方向に沿って延びる同一直線上に形成されている。
表面電極層１４は、下側パッド電極層５４に代えて、第１下側パッド電極層１５１および第２下側パッド電極層１５２を含む。
表面電極層１４は、下側パッド電極層５４に代えて、第１下側パッド電極層１５１および第２下側パッド電極層１５２を含む。
第１下側パッド電極層１５１は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第１下側パッド電極層１５１は、島状の第１下側パッド領域１５３およびライン状の第１下側配線領域１５４を含む。第１下側パッド領域１５３は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第１下側配線領域１５４は、第１下側パッド領域１５３および第１下側電極層１３２の間の領域に引き回されている。第１下側配線領域１５４は、第１下側パッド領域１５３から引き出され、表面絶縁層１３の上から第１下側パッド開口１４７に入り込んでいる。
第１下側配線領域１５４は、第１下側パッド領域１５３および第１下側電極層１３２の間の領域に引き回されている。第１下側配線領域１５４は、第１下側パッド領域１５３から引き出され、表面絶縁層１３の上から第１下側パッド開口１４７に入り込んでいる。
第１下側配線領域１５４は、第１下側パッド開口１４７内において、第１下側電極層１３２に接続されている。第１下側パッド領域１５３は、第１下側配線領域１５４を介して第１下側電極層１３２に電気的に接続されている。
第１下側配線領域１５４を有さない第１下側パッド電極層１５１が採用されてもよい。この場合、第１下側パッド領域１５３が、表面絶縁層１３の上から第１下側パッド開口１４７に入り込む。第１下側パッド領域１５３は、第１下側パッド開口１４７内において、第１下側電極層１３２に直接接続される。
第１下側配線領域１５４を有さない第１下側パッド電極層１５１が採用されてもよい。この場合、第１下側パッド領域１５３が、表面絶縁層１３の上から第１下側パッド開口１４７に入り込む。第１下側パッド領域１５３は、第１下側パッド開口１４７内において、第１下側電極層１３２に直接接続される。
第２下側パッド電極層１５２は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第２下側パッド電極層１５２は、島状の第２下側パッド領域１５５およびライン状の第２下側配線領域１５６を含む。第２下側パッド領域１５５は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第２下側配線領域１５６は、第２下側パッド領域１５５および第２下側電極層１３３の間の領域に引き回されている。第２下側配線領域１５６は、第２下側パッド領域１５５から引き出され、表面絶縁層１３の上から第２下側パッド開口１４８に入り込んでいる。
第２下側配線領域１５６は、第２下側パッド領域１５５および第２下側電極層１３３の間の領域に引き回されている。第２下側配線領域１５６は、第２下側パッド領域１５５から引き出され、表面絶縁層１３の上から第２下側パッド開口１４８に入り込んでいる。
第２下側配線領域１５６は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３に接続されている。第２下側パッド領域１５５は、第２下側配線領域１５６を介して第２下側電極層１３３に電気的に接続されている。
第２下側配線領域１５６を有さない第２下側パッド電極層１５２が採用されてもよい。この場合、第２下側パッド領域１５５が、表面絶縁層１３の上から第２下側パッド開口１４８に入り込む。第２下側パッド領域１５５は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３に直接接続される。
第２下側配線領域１５６を有さない第２下側パッド電極層１５２が採用されてもよい。この場合、第２下側パッド領域１５５が、表面絶縁層１３の上から第２下側パッド開口１４８に入り込む。第２下側パッド領域１５５は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３に直接接続される。
図２４は、図２１に示す超音波センサ１３１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１３１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図２１および図２４を参照して、超音波センサ１３１では、第１下側電極層１３２および第１上側電極層２５の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ２１が形成されている。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２２が形成されている。
図２１および図２４を参照して、超音波センサ１３１では、第１下側電極層１３２および第１上側電極層２５の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および第１上側電極層２５の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ２１が形成されている。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ２２が形成されている。
超音波センサ１３１では、第１上側電極層２５は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なるように形成されている。第１上側電極層２５および基板１０の間の領域には、第１下側電極層１３２または第２下側電極層１３３が必ず介在している。
したがって、第１上側電極層２５を、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に適切に容量結合させることができる。これにより、第１上側電極層２５および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ２１の形成を抑制できる。
したがって、第１上側電極層２５を、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に適切に容量結合させることができる。これにより、第１上側電極層２５および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ２１の形成を抑制できる。
また、超音波センサ１３１では、平面視において第２上側電極層２７の全体が、第１上側電極層２５と重なっている。これにより、第２上側電極層２７を、第１上側電極層２５に適切に容量結合させることができる。よって、第１上側電極層２５および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ２２の形成を抑制できる。
しかも、第１下側電極層１３２および基板１０の間の領域、ならびに、第２下側電極層１３３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ２３は、電気的に開放状態となるため、機能しない。このように、超音波センサ１３１では、寄生容量回路の形成が抑制される。
しかも、第１下側電極層１３２および基板１０の間の領域、ならびに、第２下側電極層１３３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ２３は、電気的に開放状態となるため、機能しない。このように、超音波センサ１３１では、寄生容量回路の形成が抑制される。
また、超音波センサ１３１は、振動板１１の上に形成された第２下側電極層１３３を含む。第２下側電極層１３３は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内において、第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４の周縁に沿うように、第１下側電極層１３２から間隔を空けて形成されている。
これにより、振動板１１の静的な撓み量や、振動板１１の撓み方向を制御できる。よって、感度の変動を適切に抑制できる超音波センサ１３１を提供できる。
＜第５実施形態＞
図２５は、本発明の第５実施形態に係る超音波センサ１６１を示す平面図である。図２６は、図２５に示すXXVI-XXVI線に沿う断面図である。図２７は、図２５に示すXXVII-XXVII線に沿う断面図である。図２８は、図２５に示すXXVIII-XXVIII線に沿う断面図である。
これにより、振動板１１の静的な撓み量や、振動板１１の撓み方向を制御できる。よって、感度の変動を適切に抑制できる超音波センサ１３１を提供できる。
＜第５実施形態＞
図２５は、本発明の第５実施形態に係る超音波センサ１６１を示す平面図である。図２６は、図２５に示すXXVI-XXVI線に沿う断面図である。図２７は、図２５に示すXXVII-XXVII線に沿う断面図である。図２８は、図２５に示すXXVIII-XXVIII線に沿う断面図である。
以下では、第４実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図２５〜図２８を参照して、第１下側電極層１３２は、第１下側内方部１３４および第１下側引き出し部１３５を含む。第１下側引き出し部１３５は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１下側内方部１３４から他方側（図２５の下側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
図２５〜図２８を参照して、第１下側電極層１３２は、第１下側内方部１３４および第１下側引き出し部１３５を含む。第１下側引き出し部１３５は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第１下側内方部１３４から他方側（図２５の下側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第２下側電極層１３３は、第２下側内方部１３６を含む。第２下側電極層１３３は、第２下側引き出し部１３７に加えて、第３下側引き出し部１６２および第４下側引き出し部１６３を含む。
第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７は、この形態では、平面視において、基板１０の長手方向および短手方向にそれぞれ交差する方向に沿って引き出されている。第２下側引き出し部１３７は、基板１０の長手方向に関して他方側（図２５の右側）の基板側面１７、および、基板１０の短手方向に関して他方側（図２５の下側）の基板側面１７を接続する角部に向けて延びている。
第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７は、この形態では、平面視において、基板１０の長手方向および短手方向にそれぞれ交差する方向に沿って引き出されている。第２下側引き出し部１３７は、基板１０の長手方向に関して他方側（図２５の右側）の基板側面１７、および、基板１０の短手方向に関して他方側（図２５の下側）の基板側面１７を接続する角部に向けて延びている。
第２下側電極層１３３の第３下側引き出し部１６２は、平面視において第２下側内方部１３６から開口部２１外の領域に引き出されている。第３下側引き出し部１６２は、平面視において、第２下側引き出し部１３７が延びる方向に交差する方向に沿って延びている。
第３下側引き出し部１６２は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第２下側内方部１３６から一方側（図２５の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第３下側引き出し部１６２の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第３下側引き出し部１６２は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、第２下側内方部１３６から一方側（図２５の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第３下側引き出し部１６２の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第２下側電極層１３３の第４下側引き出し部１６３は、平面視において第２下側内方部１３６から開口部２１外の領域に引き出されている。第４下側引き出し部１６３は、平面視において、第２下側引き出し部１３７が延びる方向および第３下側引き出し部１６２が延びる方向に交差する方向に沿って延びている。
第４下側引き出し部１６３は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２下側内方部１３６から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第４下側引き出し部１６３の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
第４下側引き出し部１６３は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２下側内方部１３６から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第４下側引き出し部１６３の端部は、平面視において基板側面１７および開口部２１の間の領域に形成されている。
圧電素子層１２は、中間電極層１６４および中間圧電体層１６５をさらに含む積層構造を有している。中間電極層１６４および中間圧電体層１６５は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域に形成されている。
中間電極層１６４は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１に重なっている。より具体的には、中間電極層１６４は、平面視において、基板１０を避けて、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。
中間電極層１６４は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１に重なっている。より具体的には、中間電極層１６４は、平面視において、基板１０を避けて、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。
中間電極層１６４は、第１圧電体層２４を挟んで第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に容量結合している。第１下側電極層１３２および中間電極層１６４の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および中間電極層１６４の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ３１が形成されている。
中間電極層１６４は、より具体的には、中間内方部１６６、第１中間引き出し部１６７および第２中間引き出し部１６８を含む。
中間電極層１６４は、より具体的には、中間内方部１６６、第１中間引き出し部１６７および第２中間引き出し部１６８を含む。
中間電極層１６４の中間内方部１６６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において中間内方部１６６の全体は、開口部２１に重なっている。
平面視において中間内方部１６６の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において中間内方部１６６の面積は、開口部２１の面積未満である。中間内方部１６６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。中間内方部１６６は、平面視において基板１０に重なっていない。
平面視において中間内方部１６６の面積は、開口部２１の面積以下である。より具体的には、平面視において中間内方部１６６の面積は、開口部２１の面積未満である。中間内方部１６６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域のみに形成されている。中間内方部１６６は、平面視において基板１０に重なっていない。
中間内方部１６６は、平面視において円形状に形成されている。中間内方部１６６は、平面視において三角形状、四角形状、六角形状等の多角形状に形成されていてもよい。中間内方部１６６は、平面視において楕円形状に形成されていてもよい。
中間電極層１６４の第１中間引き出し部１６７は、平面視において中間内方部１６６から開口部２１外の領域に引き出されている。第１中間引き出し部１６７は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、中間内方部１６６から一方側（図２５の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
中間電極層１６４の第１中間引き出し部１６７は、平面視において中間内方部１６６から開口部２１外の領域に引き出されている。第１中間引き出し部１６７は、この形態では、基板１０の短手方向に関して、中間内方部１６６から一方側（図２５の上側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１中間引き出し部１６７の端部は、平面視において第２下側電極層１３３の第３下側引き出し部１６２の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第１中間引き出し部１６７の面積は、第２下側電極層１３３の第３下側引き出し部１６２の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１中間引き出し部１６７の面積は、第３下側引き出し部１６２の面積未満である。平面視において第１中間引き出し部１６７の全体は、第３下側引き出し部１６２に重なっている。
平面視において、第１中間引き出し部１６７の面積は、第２下側電極層１３３の第３下側引き出し部１６２の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１中間引き出し部１６７の面積は、第３下側引き出し部１６２の面積未満である。平面視において第１中間引き出し部１６７の全体は、第３下側引き出し部１６２に重なっている。
中間電極層１６４の第２中間引き出し部１６８は、平面視において中間内方部１６６から開口部２１外の領域に引き出されている。第２中間引き出し部１６８は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、中間内方部１６６から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。第２中間引き出し部１６８の端部は、平面視において第２下側電極層１３３の第４下側引き出し部１６３の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第２中間引き出し部１６８の面積は、第２下側電極層１３３の第４下側引き出し部１６３の面積以下である。より具体的には、平面視において、第２中間引き出し部１６８の面積は、第４下側引き出し部１６３の面積未満である。平面視において第２中間引き出し部１６８の全体は、第４下側引き出し部１６３に重なっている。
中間電極層１６４は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。中間電極層１６４は、モリブデン層からなっていてもよい。中間電極層１６４の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
中間電極層１６４は、モリブデン（Ｍｏ）層を含んでいてもよい。中間電極層１６４は、モリブデン層からなっていてもよい。中間電極層１６４の厚さは、４０ｎｍ以上２００ｎｍ以下（たとえば１００ｎｍ程度）であってもよい。
中間圧電体層１６５は、第１圧電体層２４およびメサ構造４３の間の領域において、中間電極層１６４を被覆するように第１圧電体層２４の上に形成されている。中間圧電体層１６５は、この形態では、中間電極層１６４の表面のほぼ全面を被覆している。中間圧電体層１６５は、センサ本体２の側面５の一部を形成している。中間圧電体層１６５は、基板１０の基板側面１７に対して面一な側面を有している。
中間圧電体層１６５は、窒化アルミニウム層を含んでいてもよい。中間圧電体層１６５は、窒化アルミニウム層からなっていてもよい。中間圧電体層１６５の厚さは、０．５μｍ以上１．５μｍ以下（たとえば１．０μｍ程度）であってもよい。
第１上側電極層２５は、中間圧電体層１６５の上に形成されている。平面視において第１上側電極層２５の面積は、中間電極層１６４の面積以下である。より具体的には、平面視において第１上側電極層２５の面積は、中間電極層１６４の面積未満である。平面視において第１上側電極層２５の全体は、中間電極層１６４に重なっている。
第１上側電極層２５は、中間圧電体層１６５の上に形成されている。平面視において第１上側電極層２５の面積は、中間電極層１６４の面積以下である。より具体的には、平面視において第１上側電極層２５の面積は、中間電極層１６４の面積未満である。平面視において第１上側電極層２５の全体は、中間電極層１６４に重なっている。
第１上側電極層２５は、第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１３９を含む。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間電極層１６４の中間内方部１６６の面積以下である。より具体的には、平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間内方部１６６の面積未満である。
第１上側電極層２５の第１上側内方部３０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域に形成されている。平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間電極層１６４の中間内方部１６６の面積以下である。より具体的には、平面視において第１上側内方部３０の面積は、中間内方部１６６の面積未満である。
平面視において第１上側内方部３０の全体は、開口部２１に重なっている。平面視において第１上側内方部３０の全体は、中間内方部１６６に重なっている。第１上側内方部３０は、平面視において基板１０に重なっていない。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第１上側引き出し部１３９は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９は、平面視において第１上側内方部３０から開口部２１外の領域に引き出されている。第１上側引き出し部１３９は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第１上側内方部３０から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第１上側引き出し部１３９の端部は、平面視において中間電極層１６４の第２中間引き出し部１６８の端部および開口部２１の間の領域に形成されている。
平面視において、第１上側引き出し部１３９の面積は、第２中間引き出し部１６８の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１上側引き出し部１３９の面積は、第２中間引き出し部１６８の面積未満である。平面視において第１上側引き出し部１３９の全体は、第２中間引き出し部１６８に重なっている。
平面視において、第１上側引き出し部１３９の面積は、第２中間引き出し部１６８の面積以下である。より具体的には、平面視において、第１上側引き出し部１３９の面積は、第２中間引き出し部１６８の面積未満である。平面視において第１上側引き出し部１３９の全体は、第２中間引き出し部１６８に重なっている。
第２圧電体層２６は、平面視において第１上側電極層２５の形状に整合する形状を有している。第２圧電体層２６は、圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１４０を含む。
圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１４０は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１３９に整合した形状を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
圧電体内方部４０および圧電体引き出し部１４０は、それぞれ、平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０および第１上側引き出し部１３９に整合した形状を有している。第１上側電極層２５および第２圧電体層２６は、第１圧電体層２４の上において、メサ構造４３を形成している。
超音波センサ１６１では、第２上側電極層２７は、平面視において第３面積Ｓ３を有している。第２上側電極層２７の第３面積Ｓ３は、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２以下（Ｓ３≦Ｓ２）、または、第１上側電極層２５の第２面積Ｓ２未満（Ｓ３＜Ｓ２）である。平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５に重なっている。
平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。したがって、第２上側電極層２７の第２上側内方部４４および第２上側引き出し部１４１は、いずれも平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。
平面視において第２上側電極層２７の全体は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。したがって、第２上側電極層２７の第２上側内方部４４および第２上側引き出し部１４１は、いずれも平面視において第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっている。
第２上側電極層２７の第２上側引き出し部１４１は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第２上側内方部４４から基板１０の他方側（図２５の右側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
超音波センサ１６１は、第２圧電体層２６の上に形成された第３上側電極層１６９をさらに含む。第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７と同電位に固定されていてもよい。
超音波センサ１６１は、第２圧電体層２６の上に形成された第３上側電極層１６９をさらに含む。第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７と同電位に固定されていてもよい。
第３上側電極層１６９は、第３上側内方部１７０および第３上側引き出し部１７１を含む。第３上側電極層１６９の第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内に、第２上側電極層２７から間隔を空けて形成されている。
より具体的には、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の内側および外側に跨っている。第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁に沿って帯状に延びている。
より具体的には、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の内側および外側に跨っている。第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁に沿って帯状に延びている。
第３上側内方部１７０は、平面視において第２上側電極層２７を取り囲むリング状に形成されている。第３上側内方部１７０は、平面視において第２下側内方部１３６に重なっている。
第３上側電極層１６９の第３上側引き出し部１７１は、平面視において第３上側内方部１７０から開口部２１外の領域に引き出されている。第３上側引き出し部１７１は、この形態では、平面視において、基板１０の長手方向および短手方向にそれぞれ交差する方向に沿って引き出されている。
第３上側電極層１６９の第３上側引き出し部１７１は、平面視において第３上側内方部１７０から開口部２１外の領域に引き出されている。第３上側引き出し部１７１は、この形態では、平面視において、基板１０の長手方向および短手方向にそれぞれ交差する方向に沿って引き出されている。
第３上側引き出し部１７１は、基板１０の長手方向に関して一方側（図２５の左側）の基板側面１７、および、基板１０の短手方向に関して一方側（図２５の上側）の基板側面１７を接続する角部に向けて延びている。
第３上側引き出し部１７１は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第３上側内方部１７０から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
第３上側引き出し部１７１は、この形態では、基板１０の長手方向に関して、第３上側内方部１７０から一方側（図２５の左側）の基板側面１７に向かって帯状に引き出されている。
平面視において第３上側引き出し部１７１の全体は、第１上側電極層２５に重なっている。平面視において第３上側引き出し部１７１の全体は、第１上側電極層２５の第１上側内方部３０に重なっていてもよい。
第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７の導電材料と同一の導電材料によって形成されていてもよい。第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７の厚さと同一の厚さを有していてもよい。
第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７の導電材料と同一の導電材料によって形成されていてもよい。第３上側電極層１６９は、第２上側電極層２７の厚さと同一の厚さを有していてもよい。
第３上側電極層１６９は、第２圧電体層２６側からこの順に積層された酸化イリジウム層４６およびイリジウム層４７を含む積層構造を有していてもよい（図５も併せて参照）。
酸化イリジウム層４６の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。イリジウム層４７の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。
酸化イリジウム層４６の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。イリジウム層４７の厚さは、２０ｎｍ以上８０ｎｍ以下（たとえば５０ｎｍ程度）であってもよい。
第２上側電極層２７および第３上側電極層１６９は、第２圧電体層２６を挟んで第１上側電極層２５に容量結合している。第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合、ならびに、第１上側電極層２５および第３上側電極層１６９の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ３２が形成されている。
第１圧電体層２４には、第１下側パッド開口１４７および第２下側パッド開口１４８が形成されている。
第１圧電体層２４には、第１下側パッド開口１４７および第２下側パッド開口１４８が形成されている。
第１下側パッド開口１４７は、この形態では、中間圧電体層１６５および第１圧電体層２４を貫通して、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５の一部をパッド領域として露出させている。
第２下側パッド開口１４８は、この形態では、中間圧電体層１６５および第１圧電体層２４を貫通して、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の一部をパッド領域として露出させている。
第２下側パッド開口１４８は、この形態では、中間圧電体層１６５および第１圧電体層２４を貫通して、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７の一部をパッド領域として露出させている。
中間圧電体層１６５には、中間パッド開口１７６が形成されている。中間パッド開口１７６は、この形態では、中間圧電体層１６５を貫通して、中間電極層１６４の第１中間引き出し部１６７の一部をパッド領域として露出させている。
第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口１４９が形成されている。第１上側パッド開口１４９は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９の一部をパッド領域として露出させている。
第２圧電体層２６には、第１上側パッド開口１４９が形成されている。第１上側パッド開口１４９は、第２圧電体層２６を貫通して、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９の一部をパッド領域として露出させている。
表面絶縁層１３は、第１下側パッド開口１４７内において、第１下側電極層１３２の第１下側引き出し部１３５を露出させるように、第１下側パッド開口１４７の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第２下側パッド開口１４８内において、第２下側電極層１３３の第２下側引き出し部１３７を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、第１上側パッド開口１４９内において、第１上側電極層２５の第１上側引き出し部１３９を露出させるように、第２下側パッド開口１４８の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、中間パッド開口１７６内において、中間電極層１６４の第１中間引き出し部１６７を露出させるように、中間パッド開口１７６の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３は、中間パッド開口１７６内において、中間電極層１６４の第１中間引き出し部１６７を露出させるように、中間パッド開口１７６の内壁に沿って膜状に形成されている。
表面絶縁層１３には、第２上側パッド開口１５０に加えて、第３上側パッド開口１７７が形成されている。第３上側パッド開口１７７は、第３上側電極層１６９の第３上側引き出し部１７１の一部をパッド領域として露出させている。
表面電極層１４は、第１上側パッド電極層５５、第２上側パッド電極層５６、第１下側パッド電極層１５１および第２下側パッド電極層１５２に加えて、中間パッド電極層１７８および第３上側パッド電極層１７９を含む。
表面電極層１４は、第１上側パッド電極層５５、第２上側パッド電極層５６、第１下側パッド電極層１５１および第２下側パッド電極層１５２に加えて、中間パッド電極層１７８および第３上側パッド電極層１７９を含む。
中間パッド電極層１７８は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。中間パッド電極層１７８は、島状の中間パッド領域１８０およびライン状の中間配線領域１８１を含む。中間パッド領域１８０は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
中間配線領域１８１は、中間パッド領域１８０および中間電極層１６４の間の領域に引き回されている。中間配線領域１８１は、中間パッド領域１８０から引き出され、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１７６に入り込んでいる。
中間配線領域１８１は、中間パッド領域１８０および中間電極層１６４の間の領域に引き回されている。中間配線領域１８１は、中間パッド領域１８０から引き出され、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１７６に入り込んでいる。
中間配線領域１８１は、中間パッド開口１７６内において、中間電極層１６４に接続されている。中間パッド領域１８０は、中間配線領域１８１を介して中間電極層１６４に電気的に接続されている。
中間配線領域１８１を有さない中間パッド電極層１７８が採用されてもよい。この場合、中間パッド領域１８０が、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１７６に入り込む。中間パッド領域１８０は、中間パッド開口１７６内において、中間電極層１６４に直接接続される。
中間配線領域１８１を有さない中間パッド電極層１７８が採用されてもよい。この場合、中間パッド領域１８０が、表面絶縁層１３の上から中間パッド開口１７６に入り込む。中間パッド領域１８０は、中間パッド開口１７６内において、中間電極層１６４に直接接続される。
第３上側パッド電極層１７９は、表面絶縁層１３の上において任意の領域に形成されている。第３上側パッド電極層１７９は、島状の第３上側パッド領域１８２およびライン状の第３上側配線領域１８３を含む。第３上側パッド領域１８２は、表面絶縁層１３の上の任意の領域において、平面視において四角形状に形成されている。
第３上側配線領域１８３は、第３上側パッド領域１８２および第３上側電極層１６９の間の領域に引き回されている。第３上側配線領域１８３は、第３上側パッド領域１８２から引き出され、表面絶縁層１３の上から第３上側パッド開口１７７に入り込んでいる。
第３上側配線領域１８３は、第３上側パッド領域１８２および第３上側電極層１６９の間の領域に引き回されている。第３上側配線領域１８３は、第３上側パッド領域１８２から引き出され、表面絶縁層１３の上から第３上側パッド開口１７７に入り込んでいる。
第３上側配線領域１８３は、第３上側パッド開口１７７内において、第３上側電極層１６９に接続されている。第３上側パッド領域１８２は、第３上側配線領域１８３を介して第３上側電極層１６９に電気的に接続されている。
第３上側配線領域１８３を有さない第３上側パッド電極層１７９が採用されてもよい。この場合、第３上側パッド領域１８２が、表面絶縁層１３の上から第３上側パッド開口１７７に入り込む。第３上側パッド領域１８２は、第３上側パッド開口１７７内において、第３上側電極層１６９に直接接続される。
第３上側配線領域１８３を有さない第３上側パッド電極層１７９が採用されてもよい。この場合、第３上側パッド領域１８２が、表面絶縁層１３の上から第３上側パッド開口１７７に入り込む。第３上側パッド領域１８２は、第３上側パッド開口１７７内において、第３上側電極層１６９に直接接続される。
図２９は、図２５に示す超音波センサ１６１の電気的構造を示す回路図である。超音波センサ１６１の電気的構造は、実線部によって示されている。
図２９を参照して、超音波センサ１６１では、第１下側電極層１３２および中間電極層１６４の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および中間電極層１６４の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ３１が形成されている。
図２９を参照して、超音波センサ１６１では、第１下側電極層１３２および中間電極層１６４の容量結合、ならびに、第２下側電極層１３３および中間電極層１６４の容量結合により、送信用または受信用の第１圧電素子Ｃ３１が形成されている。
第１上側電極層２５および第２上側電極層２７の容量結合、ならびに、第１上側電極層２５および第３上側電極層１６９の容量結合により、送信用または受信用の第２圧電素子Ｃ３２が形成されている。
超音波センサ１６１では、中間電極層１６４は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。第１上側電極層２５および基板１０の間の領域には、第１下側電極層１３２または第２下側電極層１３３が必ず介在している。
超音波センサ１６１では、中間電極層１６４は、平面視において、第１下側電極層１３２、第２下側電極層１３３および開口部２１だけに重なっている。第１上側電極層２５および基板１０の間の領域には、第１下側電極層１３２または第２下側電極層１３３が必ず介在している。
したがって、中間電極層１６４を、第１下側電極層１３２および第２下側電極層１３３に適切に容量結合させることができる。これにより、中間電極層１６４および基板１０の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３１の形成を抑制できる。
また、超音波センサ１６１では、平面視において第１上側電極層２５の全体が、中間電極層１６４と重なっている。これにより、第１上側電極層２５および中間電極層１６４の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３２の形成が抑制される。また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３３の形成が抑制される。
また、超音波センサ１６１では、平面視において第１上側電極層２５の全体が、中間電極層１６４と重なっている。これにより、第１上側電極層２５および中間電極層１６４の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３２の形成が抑制される。また、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３３の形成が抑制される。
また、超音波センサ１６１では、平面視において第２上側電極層２７の全体が、第１上側電極層２５と重なっている。これにより、第２上側電極層２７を、第１上側電極層２５に適切に容量結合させることができる。よって、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域において、寄生容量Ｃｐ３４の形成を抑制できる。
しかも、超音波センサ１６１では、第１下側電極層１３２および基板１０の間の領域、ならびに、第２下側電極層１３３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ３５は、電気的に開放状態となるため、機能しない。よって、超音波センサ１６１では、寄生容量回路の形成が抑制される。
しかも、超音波センサ１６１では、第１下側電極層１３２および基板１０の間の領域、ならびに、第２下側電極層１３３および基板１０の間の領域に形成される寄生容量Ｃｐ３５は、電気的に開放状態となるため、機能しない。よって、超音波センサ１６１では、寄生容量回路の形成が抑制される。
さらに、超音波センサ１６１は、振動板１１の上に形成された第２下側電極層１３３を含む。第２下側電極層１３３は、開口部２１の内壁によって取り囲まれた領域内において、第１下側電極層１３２の第１下側内方部１３４の周縁に沿うように、第１下側電極層１３２から間隔を空けて形成されている。
これにより、振動板１１の静的な撓み量や、振動板１１の撓み方向を制御できる。よって、感度の変動を適切に抑制できる超音波センサ１６１を提供できる。
これにより、振動板１１の静的な撓み量や、振動板１１の撓み方向を制御できる。よって、感度の変動を適切に抑制できる超音波センサ１６１を提供できる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、さらに他の形態で実施することもできる。
前述の第１実施形態〜第３実施形態において、下側電極層２３は、寄生容量の形成を抑制できるのであれば、必ずしも、振動板１１の表面の全面を被覆している必要はない。たとえば、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域に下側電極層２３の一部が介在し、かつ、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域に下側電極層２３の一部が介在する場合、振動板１１の表面の全面を被覆しない下側電極層２３が採用されてもよい。
前述の第１実施形態〜第３実施形態において、下側電極層２３は、寄生容量の形成を抑制できるのであれば、必ずしも、振動板１１の表面の全面を被覆している必要はない。たとえば、基板１０および第１上側電極層２５の間の領域に下側電極層２３の一部が介在し、かつ、基板１０および第２上側電極層２７の間の領域に下側電極層２３の一部が介在する場合、振動板１１の表面の全面を被覆しない下側電極層２３が採用されてもよい。
前述の第４実施形態および第５実施形態において、第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内だけに形成されていてもよい。また、第２下側内方部１３６は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の外側の領域だけに形成されていてもよい。
前述の第５実施形態において、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内だけに形成されていてもよい。また、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の外側の領域だけに形成されていてもよい。
前述の第５実施形態において、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域内だけに形成されていてもよい。また、第３上側内方部１７０は、平面視において開口部２１の内壁面によって取り囲まれた領域の外側の領域だけに形成されていてもよい。
前述の各実施形態に係る超音波センサ１，１０１，１２１，１３１，１６１は、超音波送受信装置、超音波受信装置、超音波送信装置、圧電トランス等に利用できる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
１ 超音波センサ
１０ 基板
１１ 振動板
１５ 第１基板主面
１６ 第２基板主面
１７ 基板側面
２１ 開口部
２３ 下側電極層
２４ 第１圧電体層
２５ 第１上側電極層
２６ 第２圧電体層
２７ 第２上側電極層
１０１ 超音波センサ
１０２ 中間電極層
１０３ 中間圧電体層
１２１ 超音波センサ
１３１ 超音波センサ
１３２ 第１下側電極層
１３３ 第２下側電極層
１６１ 超音波センサ
１６４ 中間電極層
１６５ 中間圧電体層
１０ 基板
１１ 振動板
１５ 第１基板主面
１６ 第２基板主面
１７ 基板側面
２１ 開口部
２３ 下側電極層
２４ 第１圧電体層
２５ 第１上側電極層
２６ 第２圧電体層
２７ 第２上側電極層
１０１ 超音波センサ
１０２ 中間電極層
１０３ 中間圧電体層
１２１ 超音波センサ
１３１ 超音波センサ
１３２ 第１下側電極層
１３３ 第２下側電極層
１６１ 超音波センサ
１６４ 中間電極層
１６５ 中間圧電体層
Claims (12)
- 開口部が形成された主面を有する基板と、
前記基板の前記主面の上に形成され、前記開口部を閉塞する振動板と、
前記基板の前記主面の法線方向から見た平面視において第１面積を有し、前記振動板の上に形成された下側電極層と、
前記下側電極層の上に形成された第１圧電体層と、
前記平面視において前記第１面積以下である第２面積を有し、前記平面視において全体が前記下側電極層と重なるように前記第１圧電体層の上に形成された第１上側電極層と、を含む、超音波センサ。 - 前記第１上側電極層の上に形成された第２圧電体層と、
前記第２圧電体層の上に形成された第２上側電極層と、をさらに含む、請求項１に記載の超音波センサ。 - 前記第２上側電極層は、前記平面視において前記第２面積以下である第３面積を有し、前記平面視において全体が前記第１上側電極層と重なっている、請求項２に記載の超音波センサ。
- 前記下側電極層は、前記基板の前記主面の全体を被覆している、請求項１〜３のいずれか一項に記載の超音波センサ。
- 開口部が形成された主面を有する基板と、
前記基板の前記主面の上に形成され、前記開口部を閉塞する振動板と、
前記振動板の上に形成され、かつ、前記基板の前記主面の法線方向から見た平面視において、前記開口部の内壁によって取り囲まれた領域内に形成された第１下側電極層と、
前記振動板の上に形成され、かつ、前記平面視において、前記開口部の内壁によって取り囲まれた領域内に、前記第１下側電極層に沿うように前記第１下側電極層から間隔を空けて形成された第２下側電極層と、
前記振動板の上に形成され、前記第１下側電極層および前記第２下側電極層を被覆する第１圧電体層と、
前記第１圧電体層の上に形成され、前記平面視において、前記第１下側電極層、前記第２下側電極層および前記開口部に重なるように形成された第１上側電極層と、を含む、超音波センサ。 - 前記第１上側電極層は、前記平面視において、前記開口部のうち、前記第１下側電極層および前記第２下側電極層の間の領域に位置する部分に重なっている、請求項５に記載の超音波センサ。
- 前記第２下側電極層は、前記平面視において、前記開口部の内側の領域および外側の領域に跨っている、請求項５または６に記載の超音波センサ。
- 前記第２下側電極層は、前記平面視において、前記開口部の内壁に沿って形成されている、請求項５〜７のいずれか一項に記載の超音波センサ。
- 前記第１上側電極層の上に形成された第２圧電体層と、
前記第２圧電体層の上に形成された第２上側電極層と、をさらに含む、請求項５〜８のいずれか一項に記載の超音波センサ。 - 前記第１上側電極層は、前記平面視において第１面積を有しており、
前記第２上側電極層は、前記平面視において前記第１面積以下である第２面積を有しており、前記平面視において全体が前記第１上側電極層と重なっている、請求項９に記載の超音波センサ。 - 前記基板は、半導体基板からなる、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の超音波センサ。
- 前記半導体基板は、シリコンを含む、請求項１１に記載の超音波センサ。
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