WO2024116807A1 - 圧電膜デバイス、超音波用デバイス、スピーカーデバイス、トランスデューサ、及び圧電膜デバイスの製造方法 - Google Patents

圧電膜デバイス、超音波用デバイス、スピーカーデバイス、トランスデューサ、及び圧電膜デバイスの製造方法 Download PDF

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WO2024116807A1
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piezoelectric film
substrate
support
film device
length
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理 松島
敬和 藤森
裕一 辻浦
達也 鈴木
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ローム株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to piezoelectric film devices, ultrasonic devices, speaker devices, transducers, and methods for manufacturing piezoelectric film devices.
  • Patent document 1 describes a piezoelectric film microphone that has a substrate with an opening, a piezoelectric film supported by the substrate, an upper electrode disposed on one side of the piezoelectric film, and a lower electrode disposed on the other side of the piezoelectric film.
  • the present disclosure provides transducers such as ultrasonic devices and speaker devices that can reduce stress applied to a substrate that supports a piezoelectric film.
  • a piezoelectric film device comprises a substrate having a first surface and a second surface facing in opposite directions, a support portion having a support surface supporting the first surface, and a piezoelectric film provided on the second surface and displaced together with the substrate in response to application of a voltage.
  • the substrate has, as regions of the first surface, a first region supported by and fixed to the support surface at a first end side in a first direction parallel to the first surface, and a second region not supported by the support surface at a second end side opposite the first end in the first direction.
  • the edge portion on the second end side of the support surface supporting the first region has a curve when viewed from a second direction that intersects with the support surface.
  • FIG. 1 is a plan perspective view of an ultrasonic device according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom perspective view of the ultrasonic device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view of the ultrasonic device according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a bottom view of the ultrasonic device according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a plan perspective view showing a state during a displacement operation of the ultrasonic device according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the ultrasonic device taken along line VI-VI in FIG.
  • FIG. 7 is a bottom view of the ultrasonic device according to the first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view of an ultrasonic device according to a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a bottom view of an ultrasonic device according to a third modified example of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view that illustrates the operation of a pair of piezoelectric film devices included in the ultrasonic device shown in FIG. 11A to 11C are cross-sectional views showing steps in a manufacturing procedure for the ultrasonic device according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG. FIG.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step carried out following the step shown in FIG.
  • FIG. 18 is a bottom view of an ultrasonic device according to a comparative example.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view that illustrates the operation of a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a comparative example.
  • FIG. 20 is a diagram showing a simulation result of stress distribution in a piezoelectric film device according to a comparative example.
  • FIG. 21 is a diagram showing a simulation result of stress distribution in the piezoelectric film device according to the first embodiment.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to the second embodiment.
  • FIG. 23 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the second embodiment.
  • FIG. 24 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 25 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 26 is a diagram showing a simulation result of stress distribution in the piezoelectric film device according to the second embodiment.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a third embodiment.
  • FIG. 28 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the third embodiment.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a first modified example of the third embodiment.
  • FIG. 30 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the first modified example of the third embodiment.
  • FIG. 31 is a plan perspective view of an ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 32 is a bottom perspective view of the ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 33 is a plan view of an ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 34 is a bottom view of the ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 35 is a plan perspective view showing a state during a displacement operation of the ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 36 is a longitudinal cross-sectional view of the ultrasonic device taken along line XXXVI-XXXVI in FIG.
  • FIG. 37 is a bottom view of an ultrasonic device according to a first modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 38 is a bottom view of an ultrasonic device according to a second modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 39 is a bottom view of an ultrasonic device according to a third modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing steps in a manufacturing procedure for an ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing steps in a manufacturing procedure for an ultrasonic device according to the fourth embodiment.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 42 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a fifth embodiment.
  • FIG. 46 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 46 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the fifth embodiment.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a first modified example of the fifth embodiment.
  • FIG. 48 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the first modified example of the fifth embodiment.
  • FIG. 49 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a sixth embodiment.
  • FIG. 50 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 51 is a cross-sectional view that illustrates a piezoelectric film device included in an ultrasonic device according to a first modified example of the sixth embodiment.
  • FIG. 52 is a bottom view of the piezoelectric film device according to the first modified example of the sixth embodiment.
  • FIG. 53 is a cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric film device included in the speaker device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 54 is a cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric film device included in the speaker device according to the eighth embodiment.
  • FIG. 55 is a perspective view of a sound wave generating device according to the ninth embodiment, seen from above.
  • FIG. 56 is a perspective view of the sound wave generating device according to the ninth embodiment, as viewed from below.
  • FIG. 57 is a plan view of a sound wave generating device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 58 is a bottom view of a sound wave generating device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 59 is a perspective view of the sound wave generating device according to the ninth embodiment, seen from above, during a displacement operation.
  • FIG. 60 is a longitudinal sectional view of the sound wave generating device taken along line VI-VI in FIG. 61 is a cross-sectional view showing a schematic operation of a pair of piezoelectric film devices included in the sound wave generating device shown in FIG.
  • FIG. 62 is a cross-sectional view showing steps of a manufacturing procedure for the sound wave generating device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 63 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 64 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG. FIG.
  • FIG. 65 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 66 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 67 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 68 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 69 is a bottom view of a sound wave generating device according to a comparative example.
  • FIG. 70 is a cross-sectional view showing a schematic operation of a piezoelectric film device included in a sound wave generating device according to a comparative example.
  • FIG. 70 is a cross-sectional view showing a schematic operation of a piezoelectric film device included in a sound wave generating device according to a comparative example.
  • FIG. 70 is a cross-sectional view showing a schematic operation of a piezoelectric film device included in a sound wave generating device according to
  • FIG. 71 is a diagram showing a simulation result of stress distribution in a piezoelectric film device according to a comparative example.
  • FIG. 72 is a diagram showing a simulation result of stress distribution in the piezoelectric film device according to the ninth embodiment.
  • FIG. 73 is a diagram showing the simulation results for each shape of the weight portion when the distance between the support portion and the weight portion is set to 8% of the overall length of the second region.
  • FIG. 74 is a diagram showing the simulation results for each shape of the weight portion when the distance between the support portion and the weight portion is set to 4% of the overall length of the second region.
  • FIG. 75 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a first modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a second modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 77 is a bottom view of a sound wave generating device according to a third modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 78 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a fourth modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 79 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a fifth modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 80 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric film device included in a sound wave generating device according to a sixth modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 81 is a bottom view of a sound wave generating device according to a seventh modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 82 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric film device included in the sound wave generating device according to the tenth embodiment.
  • FIG. 83 is a bottom view of the sound wave generating device according to the tenth embodiment.
  • FIG. 84 is a bottom view of a sound wave generating device according to a first modified example of the tenth embodiment.
  • FIG. 85 is a perspective view of the sound wave generating device according to the eleventh embodiment, as viewed from above.
  • FIG. 86 is a perspective view of the sound wave generating device according to the eleventh embodiment, as viewed from below.
  • FIG. 87 is a plan view of a sound wave generating device according to an eleventh embodiment.
  • FIG. 88 is a bottom view of a sound wave generating device according to an eleventh embodiment.
  • FIG. 89 is a perspective view of the sound wave generating device according to the eleventh embodiment, seen from above, during a displacement operation.
  • FIG. 90 is a longitudinal cross-sectional view of the acoustic wave generating device taken along line XXXIV-XXXIV in FIG.
  • FIG. 91 is a cross-sectional view showing steps of a manufacturing procedure for the sound wave generating device according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 91 is a cross-sectional view showing steps of a manufacturing procedure for the sound wave generating device according to the eleventh embodiment.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 93 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 94 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 95 is a cross-sectional view showing a step performed following the step shown in FIG.
  • FIG. 96 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a first modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 97 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a second modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 98 is a bottom view of a sound wave generating device according to a third modified example of the eleventh embodiment.
  • Figure 99 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a fourth modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 100 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a fifth modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 101 is a cross-sectional view illustrating a piezoelectric film device included in a sound wave generating device according to a sixth modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 102 is a bottom view of a sound wave generating device according to a seventh modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 103 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a piezoelectric membrane device included in a sound wave generating device according to a twelfth embodiment.
  • FIG. 104 is a bottom view of a sound wave generating device according to a twelfth embodiment.
  • FIG. 105 is a bottom view of a sound wave generating device according to a first modified example of the twelfth embodiment.
  • FIG. 106 is a cross-sectional view illustrating the operation of a piezoelectric film device included in the speaker device according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 107 is a cross-sectional view illustrating the operation of the piezoelectric film device included in the speaker device according to the fourteenth embodiment.
  • FIG. 1 is a planar perspective view of an ultrasonic device 1 according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a bottom perspective view of the ultrasonic device 1.
  • FIG. 3 is a plan view of the ultrasonic device 1.
  • FIG. 4 is a bottom view of the ultrasonic device 1.
  • FIG. 5 is a planar perspective view showing a state of the ultrasonic device during a displacement operation.
  • the ultrasonic device 1 is a device including a pair of piezoelectric film devices 2, 2.
  • the ultrasonic device 1 is a device that generates ultrasonic waves by vibrating the air through the vibration of the piezoelectric film 21 (see FIG. 6) of the piezoelectric film device 2 (details will be described later).
  • the piezoelectric film device 2 is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device that utilizes piezoelectric properties.
  • MEMS Micro Electro Mechanical Systems
  • the ultrasonic device 1 has a substrate portion 10 that is generally rectangular in plan view, and a piezoelectric portion 20 that is laminated on the substrate portion 10.
  • the longitudinal direction of the generally rectangular substrate portion 10 in plan view will be described as the X direction (first direction), the lateral direction as the Y direction (third direction), and the direction that intersects the X direction and Y direction (i.e., the thickness direction of the substrate portion 10) as the Z direction (second direction).
  • the direction in which the piezoelectric portion 20 is located relative to the substrate portion 10 will be described as "up” and the direction in which the substrate portion 10 is located relative to the piezoelectric portion 20 will be described as "down”.
  • the substrate 10 is, for example, an SOI (Silicon on Insulator) substrate.
  • the substrate 10 may be, for example, a silicon substrate without a buried oxide film. In the following description, the substrate 10 is assumed to be an SOI substrate.
  • the substrate 10 has a first portion 10x and a pair of second portions 10y, 10y arranged to sandwich the first portion 10x in the Y direction.
  • the first portion 10x is a mounting portion of the substrate 10 on which the piezoelectric portion 20 is mounted.
  • the first portion 10x is formed in a substantially rectangular shape in a plan view.
  • the pair of second portions 10y, 10y are non-mounting portions on which the piezoelectric portion 20 is not mounted.
  • the pair of second portions 10y, 10y are formed along the X direction at both ends of the substrate 10 in the Y direction.
  • the piezoelectric portion 20 is not mounted on the second portion 10y, but a part of the piezoelectric portion 20 may be mounted on the second portion 10y.
  • a hole 90 that is concave in the Z direction is formed in the center of the X direction of the lower surface 13b of the first portion 10x.
  • the hole 90 is formed so as not to penetrate the substrate portion 10 in the Z direction.
  • the hole 90 is formed in a substantially racetrack shape when viewed from the bottom.
  • the space of the hole 90 is partitioned by the inner side surfaces 10z, 10z in the Y direction of the pair of second portions 10y, 10y that face each other in the Y direction, and the inner side surfaces 11y, 11y in the X direction of the pair of support portions 11, 11 (details will be described later) formed at both ends in the X direction that face each other in the X direction.
  • the hole 90 has a constant dimension in the Z direction (i.e., depth) regardless of the region.
  • the hole 90 has the smallest dimension in the X direction at both ends in the Y direction, and the dimension in the X direction gradually increases toward the center in the Y direction.
  • the piezoelectric portion 20 is provided over the entire area of the first portion 10x as shown in FIG. 1.
  • the piezoelectric portion 20 is provided over the entire area of the first portion 10x in the X and Y directions, but for example, the piezoelectric portion 20 may be provided over an area of the first portion 10x excluding both ends in the X direction.
  • the ultrasonic device 1 has a slit 93 along the Y direction and a pair of slits 94, 94 along the X direction.
  • the slit 93 is formed along the Y direction at the center of the ultrasonic device 1 in the X direction, and is formed so as to penetrate the piezoelectric part 20 and the first part 10x in the Z direction.
  • the slit 93 is formed along the Y direction between the pair of second parts 10y, 10y.
  • the slits 94, 94 are formed along the X direction at the boundary between the second portion 10y, 10y and the first portion 10x in the Y direction, and are formed to penetrate the first portion 10x in the Z direction. As shown in FIG. 4, the slits 94, 94 are formed along the X direction between a pair of support portions 11, 11 (details will be described later) formed at both ends in the X direction. By forming the slits 94, 94, the structure in which the piezoelectric portion 20 is stacked on the first portion 10x is separated from the second portion 10y, 10y between the pair of support portions 11, 11.
  • the structure in which the piezoelectric portion 20 is stacked on the first portion 10x constitutes a pair of piezoelectric film devices 2, 2 that can be displaced up and down independently of each other, as shown in FIG. 5.
  • the pair of piezoelectric film devices 2, 2 are each configured such that the piezoelectric portion 20, etc. are cantilever-supported by the support portion 11 of the first portion 10x. The details of the pair of piezoelectric film devices 2, 2 will be described with reference to FIG. 6.
  • FIG. 6 is a longitudinal cross-sectional view of the ultrasonic device 1 taken along line VI-VI in FIG. 3.
  • Line VI-VI in FIG. 3 is a line along the X direction at the center of the ultrasonic device in the Y direction.
  • the ultrasonic device 1 has a pair of piezoelectric film devices 2, 2.
  • the pair of piezoelectric film devices 2, 2 have the same configuration.
  • the piezoelectric film device 2 has a support portion 11, a substrate 12, a piezoelectric film 21, a protective film 22, an insulating film 23, wiring electrodes 31, 32, an upper electrode 33, and a lower electrode 34.
  • the support portion 11 and the substrate 12 constitute the first portion 10x.
  • the piezoelectric film 21, the protective film 22, the insulating film 23, the wiring electrodes 31, 32, the upper electrode 33, and the lower electrode 34 constitute the piezoelectric portion 20.
  • the support portion 11 has a support substrate 13 and an oxide film layer 14.
  • the support portion 11 has a layered structure including the support substrate 13, which is a semiconductor layer, and the oxide film layer 14, which is an oxide layer.
  • the support substrate 13 is a silicon layer that functions as a support layer.
  • the oxide film layer 14 is an insulating film provided on the upper surface 13a of the support substrate 13, for example, a buried oxide film.
  • the oxide film layer 14 has an upper surface 14a that is a support surface that supports the lower surface 12b of the substrate 12.
  • the substrate 12 is a silicon layer that functions as an active layer provided on the upper surface 14a of the oxide film layer 14.
  • the substrate 12 has an upper surface 12a (second surface) and a lower surface 12b (first surface) that face in opposite directions.
  • the lower surface 12b of the substrate 12 is supported by the upper surface 14a of the oxide film layer 14.
  • the above-mentioned hole 90 is formed by removing the support substrate 13 and the oxide film layer 14 in the central portion of the lower surface 13b of the support substrate 13 in the X direction.
  • the substrate 12 is not supported by the support portion 11 (more specifically, the oxide film layer 14), and the lower surface 12b of the substrate 12 is exposed (see FIG. 4).
  • the substrate 12 has a region supported by the support portion 11 and a region not supported by the support portion 11.
  • the hole 90 is formed in two central regions of the region that divides the ultrasonic device 1 into approximately four equal parts in the X direction. In this case, in one piezoelectric film device 2, approximately half of the region of the substrate 12 in the X direction is supported by the support portion 11, and approximately half of the region is not supported by the support portion.
  • the substrate 12 has a substantially half region 12f (first region) on the outer end 12x (first end) side in a direction parallel to the lower surface 12b (specifically, the X direction) supported by the upper surface 14a of the oxide film layer 14 of the support portion 11 and fixed to the upper surface 14a.
  • Supported by the upper surface 14a means, for example, that it is in contact with the upper surface 14a directly or via some member, and is supported by the upper surface 14a by applying an upward force from the upper surface 14a.
  • Fixed to the upper surface 14a means, for example, that it is fixed to the upper surface 14a directly or via some member, and is not separated from the upper surface 14a.
  • the substrate 12 has a region 12n (second region) that is approximately half the region on the side of the end 12y (second end) opposite the end 12x in the X direction, which is not supported by the upper surface 14a of the oxide film layer 14 of the support portion 11.
  • Not being supported by the upper surface 14a (not supported) means, for example, that it is not in contact with the upper surface 14a.
  • not being supported by the upper surface 14a means that it is in contact with the upper surface 14a directly or via some member, but no upward force is applied from the upper surface 14a.
  • Not being applied with an upward force from the upper surface 14a may include, for example, that a small amount of force is applied, but only to the extent that it is not possible to support the substrate 12.
  • the substrate 12 has, as a region of the lower surface 12b, a region 12f that is supported by and fixed to the upper surface 14a on the end 12x side in the X direction.
  • the substrate 12 has, as a region of the lower surface 12b, a region 12n that is not supported by the upper surface 14a on the end 12y side.
  • the entire region supported by the support portion 11 does not necessarily have to be fixed to the support portion 11, and only a part of the supported region may be fixed to the support portion 11.
  • at least the region of the lower surface 12b corresponding to the end 12x is supported by and fixed to the upper surface 14a, and at least the region of the lower surface 12b corresponding to the end 12y is not supported by the upper surface 14a.
  • the hole 90 is formed in a generally racetrack shape when viewed from the bottom, with the dimension in the X direction being smallest at both ends in the Y direction and the dimension in the X direction gradually increasing toward the center in the Y direction (see FIG. 4). Because the hole 90 is formed in this manner, the edge 14x on the end 12y side (the inner side in the X direction in the ultrasonic device 1) of the upper surface 14a (see FIG. 6), which is the support surface of the substrate 12, has a curve when viewed from below, which is a direction intersecting the upper surface 14a, as shown in FIG. 4. In the example shown in FIG. 4, the entire edge 14x is curved when viewed from below, but this is not limited to this and it is sufficient that at least a portion is curved.
  • the edge 14x has a curve that, when viewed from below, is positioned more inward in the X direction of the ultrasonic device 1 as it moves from the center 14c in the Y direction toward the end 14e.
  • the inner side surface 11y of the support 11 in the X direction is positioned more inward in the X direction as it moves toward the end in the Y direction, similar to the curve of the edge 14x.
  • the side surface 11y of the support 11 includes the side surface 13y of the support substrate 13 and the side surface 14y of the oxide film layer 14.
  • FIG. 7 is a bottom view of an ultrasonic device 1A according to a first modified example of the first embodiment.
  • FIG. 8 is a bottom view of an ultrasonic device 1B according to a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 9 is a bottom view of an ultrasonic device 1C according to a third modified example of the first embodiment.
  • Ultrasonic devices 1A, 1B, and 1C have the same basic configuration as the ultrasonic device 1 described above, and differ from ultrasonic device 1 only in the form of the curve of the edge 14x.
  • the edge 14x has a curve that is positioned inward in the X direction of the ultrasonic device 1A as it moves from the end 14e in the Y direction toward the center 14c when viewed from below.
  • the edge 14x has a curve that shows a periodic change, such as a sine curve, when viewed from below.
  • the midpoint 14m which is the midpoint between one end 14e and the central portion 14c in the Y direction, is located at the innermost position in the X direction
  • the midpoint 14v which is the midpoint between the central portion 14c and the other end 14e, is located at the outermost position in the X direction.
  • the positions of the ends 14e, 14e and the central portion 14c in the X direction may be the same or different from each other.
  • the edge 14x has a curve that shows a periodic change when viewed from below, similar to that in FIG. 8.
  • the curve of the edge 14x shown in FIG. 9 is, for example, a curve with the phase shifted from the curve shown in FIG. 8.
  • the curve of the edge 14x shown in FIG. 9 has peaks 14s, 14s located at the innermost position in the X direction in the region close to both ends 14e, 14e.
  • the curve of the edge 14x has a valley 14t located at the outermost position in the X direction in the region close to the center 14c.
  • the piezoelectric film 21 of the piezoelectric film device 2 included in the ultrasonic device 1 is provided on the upper surface 12a (second surface) of the substrate 12, and deforms in response to the application of a voltage, displacing together with the substrate 12.
  • the piezoelectric film 21 is provided on the upper surface 12a of the substrate 12 via an insulating film 23 and a lower electrode 34.
  • the piezoelectric film 21 is composed of, for example, a metal oxide having a perovskite structure.
  • the piezoelectric film 21 may also contain an oxide having a perovskite structure mainly composed of Pb, Zr, and Ti.
  • the piezoelectric film 21 may also contain lead zirconate titanate (PZT: Pb(Zr,Ti)O3).
  • the piezoelectric film 21 may also contain an oxide having a perovskite structure mainly composed of Pb, Mg, Nb, and Ti, specifically a solid solution of lead magnesium niobate and lead titanate (PMNT).
  • the piezoelectric film 21 may contain an oxide with a perovskite structure mainly composed of Ba, Ca, and Ti, specifically, barium calcium titanate (BCT: BaxCa1-xTiO3).
  • the piezoelectric film 21 may contain zinc oxide or aluminum nitride.
  • the thickness of the piezoelectric film 21 may be, for example, 0.1 ⁇ m to 5.0 ⁇ m (for example, 1 ⁇ m).
  • the insulating film 23 is laminated on the upper surface 12a of the substrate 12.
  • the lower electrode 34 is laminated on the upper surface 23a of the insulating film 23.
  • the wiring electrode 32 is laminated on the upper surface 34a of the lower electrode 34.
  • the wiring electrode 32 is an electrode that applies a voltage to the lower part of the piezoelectric film 21.
  • the upper electrode 33 is laminated on the upper surface 21a of the piezoelectric film 21.
  • the wiring electrode 31 is laminated on the upper surface 33a of the upper electrode 33.
  • the wiring electrode 31 is an electrode that applies a voltage to the upper part of the piezoelectric film 21. As shown in FIG. 6, the wiring electrode 31 is disposed inside and above the wiring electrode 32 in the X direction.
  • the above-mentioned wiring electrodes 31, 32, upper electrode 33, and lower electrode 34 are conductive metal films made of, for example, platinum, molybdenum, iridium, aluminum, copper, gold, or titanium.
  • the protective film 22 is laminated on the upper layer of each of the components of the piezoelectric section 20 described above.
  • the protective film 22 is provided over almost the entire area of the piezoelectric film device 2 when viewed from above.
  • the components on the lower layer side are provided over a wider area in the X direction than the components on the upper layer side. That is, the arrangement range in the X direction is the widest for the insulating film 23, followed by the lower electrode 34, the piezoelectric film 21, and the upper electrode 33 in that order. Since the arrangement ranges of each component are different in this way, the protective film 22 is laminated on the upper layer of each component, and as shown in FIG.
  • each of the components of the insulating film 23, the lower electrode 34, the piezoelectric film 21, and the upper electrode 33 is in contact with the protective film 22.
  • the wiring electrodes 31 and 32 are arranged so as to be exposed on the protective film 22.
  • the protective film 22 may be composed of, for example, alumina, TEOS (Tetraethyl orthosilicate), or both.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view that shows a schematic of the operation of a pair of piezoelectric film devices 2, 2 included in the ultrasonic device 1. Note that for ease of explanation, FIG. 10 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1, and specifically, does not show any configuration other than the support substrate 13, oxide film layer 14, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80.
  • the power source 80 is configured to apply a voltage to the piezoelectric film 21.
  • a piezoelectric film 21 is provided on the upper surface 12a of the substrate 12, and the substrate 12 is cantilevered on the support portion 11.
  • the substrate 12 has an approximately half region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported and fixed on the upper surface 14a of the oxide film layer 14 of the support portion 11, and an approximately half region 12n on the end 12y side opposite the end 12x in the X direction is not supported on the upper surface 14a.
  • the piezoelectric film 21 and the region 12n of the substrate 12 vibrate up and down, causing the air to vibrate.
  • the desired ultrasonic waves can be generated in response to the application of voltage from the power source 80.
  • Figs. 11 to 17 and Fig. 6 are cross-sectional views showing the manufacturing procedure for the ultrasonic device 1 according to the first embodiment shown in Fig. 1.
  • the substrate portion 10 is prepared (see Fig. 11).
  • the insulating film 23, the lower electrode 34, the piezoelectric film 21, and the upper electrode 33 are formed in this order on the substrate 10 (see FIG. 12). Then, for each component on the substrate 10, each layer is processed so that the lower component is provided over a wider area in the X direction than the upper component (see FIG. 13). Specifically, each layer is processed so that the insulating film 23, the lower electrode 34, the piezoelectric film 21, and the upper electrode 33 are provided in this order over a wider area in the X direction. Since a pair of piezoelectric film devices 2, 2 are provided in the ultrasonic device 1, the above processing of the piezoelectric film 21, etc. is performed for one pair, as shown in FIG. 13.
  • a protective film 22 is formed on each of the layers described above (see FIG. 14). As shown in FIG. 14, the protective film 22 contacts the insulating film 23, the lower electrode 34, the piezoelectric film 21, and the upper electrode 33.
  • the wiring electrodes 31, 32 are formed and processed (see FIG. 15). Specifically, the wiring electrode 31 is provided on the upper surface 33a of the upper electrode 33, and the wiring electrode 32 is provided on the upper surface 34a of the lower electrode 34.
  • a slit 93 is formed in the center in the X direction along the Y direction so as to penetrate the substrate 12 in the substrate portion 10 and the insulating film 23 in the piezoelectric portion 20 in the Z direction (see FIG. 16).
  • the lower surface 10b of the substrate portion 10 is ground to thin it (see FIG. 17). Note that this thinning process does not need to be performed, for example, if the substrate portion 10 is sufficiently thin. Finally, a portion of the support substrate 13 and the oxide film layer 14 is removed by silicon processing to form a hole portion 90, completing the pair of piezoelectric film devices 2, 2 (see FIG. 6).
  • Figure 18 is a bottom view of the ultrasonic device 100 according to the comparative example.
  • Figure 19 is a cross-sectional view that shows a schematic operation of the piezoelectric film device 200 included in the ultrasonic device 100 according to the comparative example. Note that, for ease of explanation, Figure 19 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 100, specifically, the configuration other than the support substrate 113, the oxide film layer 114, the substrate 12, the piezoelectric film 21, and the power source 80 is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 200, 200 is shown.
  • the piezoelectric film device 200 according to the comparative example shown in FIG. 18 and FIG. 19 is similar to the piezoelectric film device 2 according to the present embodiment in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2 in that it has a support substrate 113 and an oxide film layer 114 instead of the support substrate 13 and the oxide film layer 14.
  • the piezoelectric film device 200 also has a hole 190, and the region 12f of the end portion 12x side of the substrate 12 is supported and fixed to the upper surface 114a of the oxide film layer 114, and the region 12n of the end portion 12y side is not supported by the upper surface 114a.
  • the edge portion 114x on the end portion 12y side of the upper surface 114a of the oxide film layer 114 which is the support surface that supports the substrate 12, is formed in a straight line along the Y direction when viewed from below.
  • the substrate 12 When a voltage is applied from the power source 80 to the piezoelectric film 21 of such a piezoelectric film device 200, the substrate 12 is displaced along with the piezoelectric film 21, and stress tends to concentrate at the base of the cantilever structure. That is, as shown in FIG. 19, stress tends to concentrate at portion 12z of the substrate 12 that contacts edge portion 114x.
  • the edge portion 114x is formed in a straight line along the Y direction when viewed from below (see FIG. 18), so that the directions of stress at each point constituting the straight line of edge portion 114x tend to coincide with each other. This increases the stress in portion 12z of the substrate 12, and there is a risk of the substrate 12 being damaged.
  • the edge 14x (the edge on the inner side in the X direction) of the upper surface 14a of the oxide film layer 14, which is the support surface that supports the substrate 12 in the support portion 11, has a curve when viewed from below.
  • the edges 14x have a curve when viewed from below, for example, the directions of the stresses at the points that make up the curve are less likely to coincide with each other. This makes it possible to reduce the stress applied to the substrate 12 in contact with the edge 14x, compared to the case where the edge 114x is formed in a straight line as in the piezoelectric film device 200 according to the comparative example.
  • the stress applied to the substrate 12 that supports the piezoelectric film 21 can be reduced.
  • FIG. 20 is a diagram showing the results of a simulation of the stress distribution in the substrate 12 of the piezoelectric film device 200 according to the comparative example.
  • FIG. 21 is a diagram showing the results of a simulation of the stress distribution in the substrate 12 of the piezoelectric film device 2 according to the first embodiment.
  • the simulation of the stress distribution is performed, for example, by the finite element method.
  • the area shown by a circle indicates the stress distribution at the base of the cantilever structure. That is, in FIG. 20, the area CE1 shown by a circle indicates the stress distribution in the substrate 12 in contact with the edge portion 114x. In FIG. 21, the area CE2 shown by a circle indicates the stress distribution in the substrate 12 in contact with the edge portion 14x.
  • the magnitude of the stress at each position in the Y direction of the substrate 12 is indicated by the color intensity. That is, in the areas CE1 and CE2 in FIGS. 20 and 21, the greater the stress, the darker the color. Note that the horizontal direction in FIGS. 20 and 21 is the Y direction.
  • the edge 14x may have a curve that, when viewed from below, is located inward in the X direction of the ultrasonic device 1 as it approaches the ends 14e, 14e in the Y direction.
  • stress is more likely to be applied to the portion of the substrate 12 that is in contact with the ends 14e, 14e of the curve of the edge 14x, and conversely, stress is less likely to be applied to the portion of the substrate 12 that is in contact with the center 14c of the curve of the edge 14x (see FIG. 21).
  • This makes it possible to more appropriately alleviate stress, for example, when it is desired to alleviate stress in the portion of the substrate 12 that is in contact with the center 14c of the edge 14x.
  • the edge 14x may have a curve that, when viewed from below, is positioned inward in the X-direction of the ultrasonic device 1 as it approaches the center 14c.
  • stress is more likely to be applied to the portion of the substrate 12 that contacts the center 14c of the curve of the edge 14x, and conversely, stress is less likely to be applied to the portion of the substrate 12 that contacts the ends 14e, 14e of the curve of the edge 14x.
  • This makes it possible to more appropriately achieve stress relaxation, for example, when it is desired to relieve stress in the portion of the substrate 12 that contacts the ends 14e, 14e of the edge 14x.
  • the support portion 11 has a layered structure including a support substrate 13, which is a semiconductor layer, and an oxide film layer 14, which is an oxide layer, and the oxide film layer 14 may have an upper surface 14a, which is a support surface that supports the substrate 12. This allows the support portion 11 and the substrate 12 to be easily and appropriately configured using an SOI substrate as the substrate portion 10.
  • the ultrasonic device 1 may be configured to include a pair of piezoelectric film devices 2, 2.
  • the ultrasonic device 1 since it includes the above-mentioned piezoelectric film devices 2, 2, it is possible to appropriately alleviate the stress applied to the substrate 12 supporting the piezoelectric film 21.
  • the displacement amount of the substrate 12 corresponding to the deformation of the piezoelectric film devices 2, 2 becomes large, but in the ultrasonic device 1, the above-mentioned piezoelectric film devices 2, 2 can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 12, so that the desired ultrasonic waves can be appropriately generated without causing damage to the substrate 12.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2D included in an ultrasonic device 1D according to the second embodiment.
  • FIG. 22 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1D. Specifically, the configuration other than the support substrate 13D and oxide film layer 14D, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80 constituting the support portion 11D is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 2D, 2D is shown.
  • FIG. 23 is a bottom view of the piezoelectric film device 2D according to the second embodiment. As mentioned above, only one of the piezoelectric film devices 2D is shown in FIG. 22, and therefore FIG.
  • FIG 23 also shows a bottom view of only one of the piezoelectric film devices 2D included in the ultrasonic device 1D.
  • the bottom view of the piezoelectric film device in Figure 23 and other figures does not show any components other than the piezoelectric film device included in the ultrasonic device (such as the pair of second parts 10y) (the same applies to Figures 25, 28, 30, 46, 48, 50, and 52, which will be described later).
  • the piezoelectric film device 2D shown in FIG. 22 is similar to the piezoelectric film device 2 according to the first embodiment in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2 in that it has a support substrate 13D and an oxide film layer 14D instead of the support substrate 13 and the oxide film layer 14.
  • the support portion 11D also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of its region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by and fixed to the upper surface 14Da of the oxide film layer 14D, and approximately half of its region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Da of the oxide film layer 14D.
  • the area of the upper surface 14Da which is the support surface that supports the substrate 12, is larger than the area of the lower surface 13Db of the support substrate 13D, which is the ground surface of the support portion 11D.
  • the lower surface 13Db is a ground surface that faces in the opposite direction to the direction in which the upper surface 14Da faces.
  • the area of the upper surface 14Da is larger than the area of any cross section of the support portion 11D other than the upper surface 14Da in a direction parallel to the upper surface 14Da.
  • the side surface 13Dr on the end 12y side of the support substrate 13D, which is the support portion 11D, and the side surface 14Dr on the end 12y side of the oxide film layer 14D have an extension portion that slopes toward the end 12y side (inward in the X-direction in the ultrasonic device 1) as it moves from the lower surface 13Db, which is the ground surface, toward the upper surface 14Da, which is the support surface of the substrate 12.
  • the side surface 13Dr of the support substrate 13D and the side surface 14Dr of the oxide film layer 14D constitute at least a part of the above-mentioned extension portion.
  • the above-mentioned extension portion has an extension portion 13Ds on the side surface 13Dr of the support substrate 13D, and an extension portion 14Ds on the side surface 14Dr of the oxide film layer 14D.
  • the side surface 13Dr of the support substrate 13D has a vertical portion 13Dt that extends vertically upward from the lower surface 13Db without inclination, and an extension portion 13Ds that continues from the upper end of the vertical portion 13Dt and extends upward while inclining toward the end 12y side.
  • the entire side surface 14Dr of the oxide film layer 14D is made into the extension portion 14Ds.
  • the extension portion 14Ds continues from the upper end of the extension portion 13Ds and extends upward while inclining toward the end 12y side, and extends to the upper surface 14Da, which is a support surface that supports the lower surface 12b of the substrate 12.
  • the extension portions 13Ds and 14Ds are portions that extend while widening toward the end 12y side toward the upper surface 14a.
  • the side surfaces 13Dr and 14Dr may be entirely made into the above-mentioned extension portion.
  • the extensions 13Ds and 14Ds may have a curve when viewed from the Y direction. That is, the extensions 13Ds and 14Ds may be rounded with an R.
  • the stress concentration coefficient at the base of the cantilever structure which is the part that contacts the edge 14Dx of the upper surface 14Da of the substrate 12, becomes small, and stress relaxation is realized at the base.
  • the edge 14Dx is formed linearly along the Y direction when viewed from below. As described with reference to FIG. 18 and FIG.
  • Fig. 24 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2E included in an ultrasonic device 1E according to a first modified example of the second embodiment.
  • the configuration of the ultrasonic device 1E is simplified and shown. Specifically, the configuration other than the support substrate 13E and oxide film layer 14E, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80 constituting the support portion 11E is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 2E, 2E is shown.
  • Fig. 25 is a bottom view of the piezoelectric film device 2E according to the first modified example of the second embodiment. As described above, only one of the piezoelectric film devices 2E is shown in Fig. 24, so that Fig. 25 also shows a bottom view of only one of the piezoelectric film devices 2E included in the ultrasonic device 1E.
  • the piezoelectric film device 2E is similar to the piezoelectric film device 2D in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2D in that it has a support substrate 13E and an oxide film layer 14E instead of the support substrate 13D and the oxide film layer 14D.
  • the support portion 11E also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Ea of the oxide film layer 14E and fixed to the upper surface 14Ea, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Ea of the oxide film layer 14E.
  • the support substrate 13E and the oxide film layer 14E have the same basic configuration as the support substrate 13D and the oxide film layer 14D of the piezoelectric film device 2D, and only the form of the extension portion differs from the support substrate 13D and the oxide film layer 14D.
  • the side surface 13Er on the end 12y side of the support substrate 13E, which is the support portion 11E, and the side surface 14Er on the end 12y side of the oxide film layer 14E have an extension portion that slopes toward the end 12y side (inward in the X-direction in the ultrasonic device 1) as it moves from the lower surface 13Eb, which is the ground surface, toward the upper surface 14Ea, which is the support surface of the substrate 12.
  • the side surface 13Er of the support substrate 13E and the side surface 14Er of the oxide film layer 14E constitute at least a part of the extension portion.
  • the extension portion has an extension portion 13Es on the side surface 13Er of the support substrate 13E and an extension portion 14Es on the side surface 14Er of the oxide film layer 14E.
  • the side surface 13Er of the support substrate 13E has a vertical portion 13Et that extends vertically upward from the lower surface 13Eb without inclination, and an extension portion 13Es that continues from the upper end of the vertical portion 13Et and extends upward while inclining toward the end portion 12y.
  • the entire region of the side surface 14Er of the oxide film layer 14E is the extension portion 14Es.
  • the extension portion 14Es continues from the upper end of the extension portion 13Es and extends upward while inclining toward the end portion 12y, and extends to the upper surface 14Ea, which is a support surface that supports the lower surface 12b of the substrate 12.
  • the side surfaces 13Er and 14Er may be entirely made into the above-mentioned extension portion.
  • the extensions 13Es, 14Es may have a straight line when viewed from the Y direction.
  • the extensions 13Es, 14Es do not have any curved portions when viewed from the Y direction, and are formed in a straight line.
  • the extensions 13Es, 14Es may not be formed in a straight line, but may extend linearly toward the upper surface 14Ea while changing the inclination angle at one or more points.
  • the edge 14Ex is formed in a straight line along the Y direction when viewed from below.
  • the area of the upper surface 14Da which is the support surface that supports the substrate 12, is larger than the area of the lower surface 13Db, which is the ground surface.
  • the area of the upper surface 14Da is larger than the area of any cross section in a direction parallel to the upper surface 14Da of the support portion 11D.
  • the side surfaces 13Dr, 14Dr on the end 12y side of the support portion 11D have extensions 13Ds, 14Ds that slope toward the end 12y side as they move from the lower surface 13Db, which is the ground surface, toward the upper surface 14Da, which is the support surface.
  • extensions 13Ds, 14Ds it is possible to reduce the stress applied to the base portion of the cantilever structure, compared to a configuration in which, for example, the side surface on the end 12y side of the support portion 11D is in contact with the lower surface 12b of the substrate 12 at a right angle.
  • the extensions 13Ds and 14Ds may have a curve when viewed from the Y direction.
  • the extensions 13Ds and 14Ds may have a curve when viewed from the Y direction (by giving R to 13Ds and 14Ds), the stress concentration coefficient at the base of the cantilever structure can be reduced, and stress relaxation can be more appropriately achieved.
  • the extensions 13Es, 14Es may have a straight line when viewed from the Y direction.
  • the extensions can be formed more easily than when the curved extensions 13Ds, 14Ds described above are formed.
  • the stress concentration coefficient at the base of the cantilever structure can also be reduced.
  • the oxide film layer 14D may form an extension portion 14Ds. This allows the extension portion 14Ds to be provided in a position close to the lower surface 12b of the substrate 12, and the locations where stress is applied in the substrate 12 can be appropriately distributed, thereby achieving appropriate stress relaxation.
  • FIG. 26 shows the results of a simulation of the stress distribution in the substrate 12 of the piezoelectric film device 2D according to the second embodiment.
  • the simulation of the stress distribution was performed, for example, by the finite element method.
  • the area indicated by a circle shows the stress distribution in the base part of the cantilever structure. That is, in FIG. 26, the area indicated by a circle CE3 shows the stress distribution in the part of the substrate that contacts the edge part 14Dx of the support part 11 having the extension parts 13Ds, 14Ds.
  • the magnitude of the stress at each position in the Y direction of the substrate 12 is shown by the darkness of the color. That is, in the area CE3 in FIG. 26, the greater the stress, the darker the color is. Note that the horizontal direction in FIG. 26 is the Y direction.
  • the stress is relaxed over almost the entire area in the Y direction at the base of the cantilever structure, forming a low stress region LE.
  • the support portion 11 having the extension portions 13Ds and 14Ds, the stress applied to the substrate 12 can be relaxed.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2F included in an ultrasonic device 1F according to the third embodiment.
  • FIG. 27 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1F. Specifically, the configuration other than the support substrate 13F and oxide film layer 14F, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80 constituting the support portion 11F is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 2F, 2F is shown.
  • FIG. 28 is a bottom view of the piezoelectric film device 2F according to the third embodiment. As described above, FIG. 27 shows only one of the piezoelectric film devices 2F, and therefore FIG. 28 also shows a bottom view of only one of the piezoelectric film devices 2F included in the ultrasonic device 1F.
  • the piezoelectric film device 2F shown in FIG. 27 is similar to the piezoelectric film device 2 according to the first embodiment and the piezoelectric film device 2D according to the second embodiment in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film devices 2 and 2D in that it has a support substrate 13F and an oxide film layer 14F instead of the support substrates 13 and 13D and the oxide film layers 14 and 14D.
  • the support portion 11F also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Fa of the oxide film layer 14F and fixed to the upper surface 14Fa, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Fa of the oxide film layer 14F.
  • the piezoelectric film device 2F has the characteristics of both the piezoelectric film devices 2 and 2D described above.
  • the edge 14Fx of the support portion 11F has a curve when viewed from below (see FIG. 28), and the extension portion 13Fs of the side surface 13Fr of the support portion 11F and the extension portion 14Fs of the side surface 14Fr have a curve when viewed from the Y direction (see FIG. 27).
  • the edge portion 14Fx shown in FIG. 28 has the same configuration as the edge portion 14x (see FIG. 4), the extension portion 13Fs has the same configuration as the extension portion 13Ds (see FIG. 22 and FIG. 23), and the extension portion 14Fs has the same configuration as the extension portion 14Ds (see FIG. 22 and FIG. 23). Also, the vertical portion 13Ft has the same configuration as the vertical portion 13Dt (see FIG. 22). As shown in FIG. 28, in the piezoelectric film device 2F, the edge portion 14Fx has a curve when viewed from below. Since the extension portions 13Fs, 14Fs are provided in the piezoelectric film device 2F, as shown in FIG.
  • the edge portion 13Fz of the lower surface 13Fb which is the grounding surface of the support portion, is located at a position different from the edge portion 14Fx in the X direction (a position outside the edge portion 14Fx in the X direction). And the edge portion 13Fz of the lower surface 13Fb also has a curve when viewed from below.
  • Fig. 29 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2G included in an ultrasonic device 1G according to a first modified example of the third embodiment.
  • the configuration of the ultrasonic device 1G is simplified and shown. Specifically, the configuration other than the support substrate 13G and oxide film layer 14G, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80 constituting the support portion 11G is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 2G, 2G is shown.
  • Fig. 30 is a bottom view of the piezoelectric film device 2G according to the first modified example of the third embodiment. As described above, only one of the piezoelectric film devices 2G is shown in Fig. 29, so that Fig. 30 also shows a bottom view of only one of the piezoelectric film devices 2G included in the ultrasonic device 1G.
  • the piezoelectric film device 2G is similar to the piezoelectric film device 2F in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2F in that it has a support substrate 13G and an oxide film layer 14G instead of the support substrate 13F and the oxide film layer 14F.
  • the support portion 11G also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Ga of the oxide film layer 14G and fixed to the upper surface 14Ga, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Ga of the oxide film layer 14G.
  • the support substrate 13G and the oxide film layer 14G have the same basic configuration as the support substrate 13F and the oxide film layer 14F of the piezoelectric film device 2F, and only the form of the extension portion differs from the support substrate 13F and the oxide film layer 14F.
  • the piezoelectric film device 2G has the characteristics of both the piezoelectric film devices 2 and 2E described above. That is, in the piezoelectric film device 2G, the edge 14Gx of the support portion 11G has a curve when viewed from below (see FIG. 30), and the extension portion 13Gs of the side surface 13Gr of the support portion 11G and the extension portion 14Gs of the side surface 14Gr have a straight line when viewed from the Y direction (see FIG. 29).
  • the edge 14Gx shown in FIG. 30 has the same configuration as the edge 14x (see FIG. 4), the extension 13Gs has the same configuration as the extension 13Es (see FIG. 24 and FIG. 25), and the extension 14Gs has the same configuration as the extension 14Es (see FIG. 24 and FIG. 25).
  • the vertical portion 13Gt has the same configuration as the vertical portion 13Et (see FIG. 24).
  • the edge 14Gx has a curve when viewed from below.
  • the extensions 13Gs and 14Gs are provided, so that the edge 13Gz of the lower surface 13Gb, which is the grounding surface of the support, is located at a position different from the edge 14Gx in the X direction (a position further outward in the X direction than the edge 14Gx), as shown in FIG. 30.
  • the edge 13Gz of the lower surface 13Gb also has a curve when viewed from below.
  • the piezoelectric film device of the present disclosure may have the characteristics of both any of the piezoelectric film devices 2A-2C (see Figures 7-9) and the piezoelectric film device 2D (see Figure 22), or may have the configurations of both any of the piezoelectric film devices 2A-2C (see Figures 7-9) and the piezoelectric film device 2E (see Figure 24).
  • the piezoelectric film device 2H included in the ultrasonic device 1H according to the fourth embodiment will be described.
  • the ultrasonic device has been described as including a pair of piezoelectric film devices, but the configuration of the ultrasonic device is not limited to this.
  • the ultrasonic device 1H according to the fourth embodiment includes only one piezoelectric film device 2H.
  • the differences from the above-mentioned piezoelectric film device 2 and the like will be mainly described, and overlapping descriptions will be omitted.
  • FIG. 31 is a planar perspective view of an ultrasonic device 1H according to a fourth embodiment.
  • FIG. 32 is a bottom perspective view of the ultrasonic device 1H.
  • FIG. 33 is a plan view of the ultrasonic device 1H.
  • FIG. 34 is a bottom view of the ultrasonic device 1H.
  • FIG. 35 is a planar perspective view showing the state of the ultrasonic device 1H during a displacement operation.
  • FIG. 36 is a longitudinal cross-sectional view of the ultrasonic device 1H taken along line XXXVI-XXXVI in FIG. 33.
  • the ultrasonic device 1H is roughly the same as the ultrasonic device 1 shown in Figs. 1 to 6, but divided in half in the X direction (along the slit 93).
  • the ultrasonic device 1H has a substrate portion 10H that is generally rectangular in plan view, and a piezoelectric portion 20H that is layered on the substrate portion 10H.
  • the substrate 10H has a first portion 10Hx and a pair of second portions 10Hy, 10Hy arranged to sandwich the first portion 10Hx in the Y direction.
  • the first portion 10Hx is a mounting portion of the substrate 10H on which the piezoelectric portion 20H is mounted.
  • the first portion 10Hx is a generally rectangular portion in plan view sandwiched between the pair of second portions 10Hy, 10Hy in the Y direction.
  • the second portion 10Hy is a non-mounting portion on which the piezoelectric portion 20H is not mounted.
  • the pair of second portions 10Hy, 10Hy are portions formed along the X direction at both ends of the substrate 10H in the Y direction. Note that, in this embodiment, the piezoelectric portion 20H is not mounted on the second portion 10Hy, but a part of the piezoelectric portion 20H may be mounted on the second portion 10Hy.
  • a hole 90H is formed in the lower surface 13Hb of the first portion 10Hx.
  • the hole 90H is formed in the entire area in the X direction except for the support portion 11H at one end of the substrate portion 10H.
  • the piezoelectric portion 20H is provided over the entire area of the first portion 10Hx. Note that in the example shown in FIG. 31 etc., the piezoelectric portion 20H is provided over the entire area of the first portion 10Hx, but for example, the piezoelectric portion 20H may be provided over an area of the first portion 10Hx excluding both ends in the X direction.
  • a pair of slits 94H, 94H are formed along the X direction.
  • the slits 94H, 94H are formed along the X direction at the boundary between the second portion 10Hy, 10Hy and the first portion 10Hx in the Y direction, and are formed so as to penetrate the first portion 10Hx in the Z direction. Due to the formation of the slits 94H, 94H, the structure in which the piezoelectric portion 20H is stacked on the first portion 10Hx is separated from the second portion 10Hy, 10Hy in the region in which the slits 94H, 94H are formed.
  • the structure in which the piezoelectric portion 20H is stacked on the first portion 10Hx constitutes one piezoelectric film device 2H that can be displaced up and down, as shown in FIG. 34.
  • the piezoelectric film device 2H is configured such that the piezoelectric portion 20H and the like are cantilever-supported on the support portion 11H of the substrate portion 10H.
  • the ultrasonic device 1H has one piezoelectric film device 2H.
  • the piezoelectric film device 2H has a support portion 11H (support substrate 13H and oxide film layer 14H), a substrate 12, a piezoelectric film 21H, a protective film 22H, an insulating film 23H, wiring electrodes 31H, 32H, an upper electrode 33H, and a lower electrode 34H.
  • the support portion 11H and the substrate 12 constitute the first portion 10Hx.
  • the piezoelectric film 21H, the protective film 22H, the insulating film 23H, the wiring electrodes 31H, 32H, the upper electrode 33H, and the lower electrode 34H constitute the piezoelectric portion 20H.
  • the support 11H, substrate 12, piezoelectric film 21H, protective film 22H, insulating film 23H, wiring electrodes 31H, 32H, upper electrode 33H, and lower electrode 34H of the piezoelectric film device 2H are configured similarly to the support 11, substrate 12, piezoelectric film 21, protective film 22, insulating film 23, wiring electrodes 31, 32, upper electrode 33, and lower electrode 34 of the piezoelectric film device 2 described above, respectively, and therefore will not be described.
  • the edge 14Hx of the upper surface of the oxide film layer 14H also has a curve when viewed from below.
  • FIG. 37 is a bottom view of an ultrasonic device 1I according to a first modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 38 is a bottom view of an ultrasonic device 1J according to a second modified example of the fourth embodiment.
  • FIG. 39 is a bottom view of an ultrasonic device 1K according to a third modified example of the fourth embodiment.
  • Ultrasonic devices 1I, 1J, and 1K have the same basic configuration as ultrasonic device 1H described above, and differ from ultrasonic device 1H only in the aspect of the curve of edge 14Hx.
  • the edge 14Hx has a curve that, when viewed from below, is located on the inner side in the X direction of the ultrasonic device 1I (opposite the support part 11H in the X direction) as it moves from the end part 14He in the Y direction toward the center part 14Hc.
  • the edge 14Hx has a curve that shows a periodic change, such as a sine curve, when viewed from below.
  • the midpoint 14Hm which is the midpoint between one end 14He and the central portion 14Hc in the Y direction
  • the midpoint 14Hv which is the midpoint between the central portion 14Hc and the other end 14He
  • the positions of the ends 14He, 14He and the central portion 14Hc in the X direction may be the same or different from each other.
  • the edge 14Hx has a curve that shows a periodic change when viewed from below, similar to that in FIG. 38.
  • the curve of the edge 14Hx shown in FIG. 39 is, for example, a curve with the phase shifted from the curve shown in FIG. 38.
  • the curve of the edge 14Hx shown in FIG. 39 has peaks 14Hs, 14Hs located at the innermost position in the X direction in the region close to both ends 14He, 14He.
  • the curve of the edge 14Hx has a valley 14Ht located at the outermost position in the X direction in the region close to the center 14Hc.
  • Figures 40 to 44 are cross-sectional views showing the manufacturing procedure for ultrasonic device 1H.
  • a substrate portion 10H is prepared on which insulating film 23H, lower electrode 34H, piezoelectric film 21H, and upper electrode 33H are formed in this order, and each layer is processed so that the insulating film 23H, lower electrode 34H, piezoelectric film 21H, and upper electrode 33H are provided in this order over a wide area in the X direction, as shown in Figure 40.
  • a protective film 22H is formed on each of the layers described above (see FIG. 41), wiring electrodes 31H, 32H are formed and processed (see FIG. 42), the substrate 12 and insulating film 23H are processed (see FIG. 43), the lower surface 10Hb of the substrate portion 10H is ground to make it thinner (see FIG. 44), and finally, a portion of the support substrate 13H and oxide film layer 14H is removed by silicon processing to form a hole portion 90H, completing one piezoelectric film device 2H (see FIG. 36).
  • the stress applied to the substrate 12 supporting the piezoelectric film 21H can be appropriately alleviated, just like in an ultrasonic device 1 having a pair of piezoelectric film devices 2, 2.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view showing a schematic diagram of a piezoelectric film device 2L included in an ultrasonic device 1L according to the fifth embodiment.
  • FIG. 45 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1L, and specifically, configurations other than the support substrate 13L and oxide film layer 14L constituting the support portion 11L, the substrate 12, the piezoelectric film 21, and the power source 80 are omitted.
  • the ultrasonic device 1L has one piezoelectric film device 2L, similar to the ultrasonic device 1H.
  • FIG. 46 is a bottom view of the piezoelectric film device 2L according to the fifth embodiment.
  • the piezoelectric film device 2L shown in FIG. 45 is similar to the piezoelectric film device 2H according to the fourth embodiment in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2H in that it has a support substrate 13L and an oxide film layer 14L instead of the support substrate 13H and the oxide film layer 14H.
  • the support portion 11L also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of its region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by and fixed to the upper surface 14La of the oxide film layer 14L, and approximately half of its region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14La of the oxide film layer 14L.
  • the area of the upper surface 14La which is the support surface that supports the substrate 12, is larger than the area of the lower surface 13Lb of the support substrate 13L, which is the ground surface of the support portion 11L.
  • the lower surface 13Lb is a ground surface that faces in the opposite direction to the direction in which the upper surface 14La faces.
  • the area of the upper surface 14La is larger than the area of any cross section of the support portion 11L other than the upper surface 14La in a direction parallel to the upper surface 14La.
  • the side surface 13Lr on the end 12y side of the support substrate 13L, which is the support portion 11L, and the side surface 14Lr on the end 12y side of the oxide film layer 14L have an extension portion that slopes toward the end 12y side (the inner side in the X-direction of the ultrasonic device 1L) as it moves from the lower surface 13Lb, which is the ground surface, toward the upper surface 14La, which is the support surface of the substrate 12.
  • the side surface 13Lr of the support substrate 13L and the side surface 14Lr of the oxide film layer 14L constitute at least a part of the extension portion.
  • the extension portion has an extension portion 13Ls on the side surface 13Lr of the support substrate 13L, and an extension portion 14Ls on the side surface 14Lr of the oxide film layer 14L.
  • the side surface 13Lr of the support substrate 13L has a vertical portion 13Lt that extends vertically upward from the lower surface 13Lb without inclination, and an extension portion 13Ls that continues from the upper end of the vertical portion 13Lt and extends upward while inclining toward the end 12y side.
  • the entire side surface 14Lr of the oxide film layer 14L is made into the extension portion 14Ls.
  • the extension portion 14Ls continues from the upper end of the extension portion 13Ls and extends upward while inclining toward the end 12y side, and extends to the upper surface 14La, which is a support surface that supports the lower surface 12b of the substrate 12.
  • the extension portions 13Ls and 14Ls are portions that extend while widening toward the end 12y side toward the upper surface 14La.
  • the entire side surfaces 13Lr and 14Lr may be made into the above-mentioned extension portion.
  • the extensions 13Ls and 14Ls may have a curve when viewed from the Y direction, as shown in FIG. 45. That is, the extensions 13Ls and 14Ls may be rounded with an R.
  • the stress concentration coefficient at the base of the cantilever structure which is the part that contacts the edge 14Lx of the upper surface 14La of the substrate 12, becomes small, and stress relaxation is realized at the base.
  • the edge 14Lx is formed linearly along the Y direction when viewed from below.
  • Fig. 47 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2M included in an ultrasonic device 1M according to a first modified example of the fifth embodiment.
  • Fig. 47 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1M, and specifically, the configuration other than the support substrate 13M and oxide film layer 14M constituting the support portion 11M, the substrate 12, the piezoelectric film 21, and the power source 80 is omitted.
  • Fig. 48 is a bottom view of the piezoelectric film device 2M according to the first modified example of the fifth embodiment.
  • the piezoelectric film device 2M is similar to the piezoelectric film device 2L in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2L in that it has a support substrate 13M and an oxide film layer 14M instead of the support substrate 13L and the oxide film layer 14L.
  • the support portion 11M also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Ma of the oxide film layer 14M and fixed to the upper surface 14Ma, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Ma of the oxide film layer 14M.
  • the support substrate 13M and the oxide film layer 14M have the same basic configuration as the support substrate 13L and the oxide film layer 14L of the piezoelectric film device 2L, and only the form of the extension portion differs from the support substrate 13L and the oxide film layer 14L.
  • the side surface 13Mr on the end 12y side of the support substrate 13M, which is the support portion 11M, and the side surface 14Mr on the end 12y side of the oxide film layer 14M have an extension portion that slopes toward the end 12y side (inward in the X-direction in the ultrasonic device 1) as it moves from the lower surface 13Mb, which is the ground surface, to the upper surface 14Ma, which is the support surface of the substrate 12.
  • the side surface 13Mr of the support substrate 13M and the side surface 14Mr of the oxide film layer 14M constitute at least a part of the extension portion.
  • the extension portion has an extension portion 13Ms on the side surface 13Mr of the support substrate 13M, and an extension portion 14Ms on the side surface 14Mr of the oxide film layer 14M.
  • the side surface 13Mr of the support substrate 13M has a vertical portion 13Mt that extends vertically upward from the lower surface 13Mb without inclination, and an extension portion 13Ms that continues from the upper end of the vertical portion 13Mt and extends upward while inclining toward the end 12y.
  • the entire region of the side surface 14Mr of the oxide film layer 14M is made into the extension portion 14Ms.
  • the extension portion 14Ms continues from the upper end of the extension portion 13Ms and extends upward while inclining toward the end 12y, and extends to the upper surface 14Ma, which is a support surface that supports the lower surface 12b of the substrate 12. Note that the entire side surfaces 13Mr and 14Mr may be made into the above-mentioned extension portion.
  • the extension portions 13Ms, 14Ms have a straight line when viewed from the Y direction.
  • the extension portions 13Ms, 14Ms do not have any curved portions when viewed from the Y direction, and are formed in a straight line.
  • the extension portions 13Ms, 14Ms may not be formed in a straight line, but may extend linearly toward the upper surface 14Ma while changing the inclination angle at one or more points.
  • the edge portion 14Mx is formed in a straight line along the Y direction when viewed from below.
  • the piezoelectric film device 2N included in the ultrasonic device 1N according to the sixth embodiment will be described.
  • the differences from the piezoelectric film device 2H according to the fourth embodiment and the piezoelectric film device 2L according to the fifth embodiment will be mainly described, and overlapping descriptions will be omitted.
  • FIG. 49 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2N included in an ultrasonic device 1N according to the sixth embodiment.
  • FIG. 49 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1N, and specifically, the configuration other than the support substrate 13N and oxide film layer 14N constituting the support portion 11N, the substrate 12, the piezoelectric film 21, and the power source 80 is omitted.
  • FIG. 50 is a bottom view of the piezoelectric film device 2N according to the sixth embodiment.
  • the piezoelectric film device 2N shown in FIG. 49 is similar to the piezoelectric film device 2H according to the fourth embodiment and the piezoelectric film device 2L according to the fifth embodiment in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film devices 2H and 2L in that it has a support substrate 13N and an oxide film layer 14N instead of the support substrates 13H and 13L and the oxide film layers 14H and 14L.
  • the support portion 11N also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Na of the oxide film layer 14N and fixed to the upper surface 14Na, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Na of the oxide film layer 14N.
  • the piezoelectric film device 2N has the characteristics of both of the piezoelectric film devices 2H and 2L described above.
  • the edge 14Nx of the support portion 11N has a curve when viewed from below (see FIG. 50)
  • the extension portion 13Ns of the side surface 13Nr of the support portion 11N and the extension portion 14Ns of the side surface 14Nr have a curve when viewed from the Y direction (see FIG. 49).
  • the edge portion 14Nx shown in FIG. 50 has the same configuration as the edge portion 14Hx (see FIG. 34), the extension portion 13Ns has the same configuration as the extension portion 13Ls (see FIG. 45), and the extension portion 14Ns has the same configuration as the extension portion 14Ls (see FIG. 45). Also, the vertical portion 13Nt has the same configuration as the vertical portion 13Lt (see FIG. 45). As shown in FIG. 50, in the piezoelectric film device 2N, the edge portion 14Nx has a curve when viewed from below. Since the extension portions 13Ns and 14Ns are provided in the piezoelectric film device 2N, as shown in FIG.
  • the edge portion 13Nz of the lower surface 13Nb which is the grounding surface of the support portion, is located at a position different from the edge portion 14Nx in the X direction (a position outside the edge portion 14Nx in the X direction). And the edge portion 13Nz of the lower surface 13Nb also has a curve when viewed from below.
  • Fig. 51 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 2O included in an ultrasonic device 1O according to a first modified example of the sixth embodiment.
  • Fig. 51 shows a simplified configuration of the ultrasonic device 1O, and specifically, configurations other than the support substrate 13O and oxide film layer 14O, substrate 12, piezoelectric film 21, and power source 80 constituting the support portion 11O are omitted.
  • Fig. 52 is a bottom view of the piezoelectric film device 2O according to the first modified example of the sixth embodiment.
  • the piezoelectric film device 2O is similar to the piezoelectric film device 2N in that it has a substrate 12 and a piezoelectric film 21, but differs from the piezoelectric film device 2N in that it has a support substrate 13O and an oxide film layer 14O instead of the support substrate 13N and the oxide film layer 14N.
  • the support portion 11O also supports the substrate 12 in a cantilever manner.
  • the substrate 12 has approximately half of the region 12f on the outer end 12x side in the X direction supported by the upper surface 14Oa of the oxide film layer 14O and fixed to the upper surface 14Oa, and approximately half of the region 12n on the inner end 12y side in the X direction not supported by the upper surface 14Oa of the oxide film layer 14O.
  • the support substrate 13O and the oxide film layer 14O have the same basic configuration as the support substrate 13N and the oxide film layer 14N of the piezoelectric film device 2N, and only the form of the extension portion differs from the support substrate 13N and the oxide film layer 14N.
  • the piezoelectric film device 2O has the characteristics of both the piezoelectric film devices 2H and 2M described above. That is, in the piezoelectric film device 2O, the edge 14Ox of the support portion 11O has a curve when viewed from below (see FIG. 52), and the extension portion 13Os of the side surface 13Or of the support portion 11O and the extension portion 14Os of the side surface 14Or have a straight line when viewed from the Y direction (see FIG. 51).
  • the edge 14Ox shown in FIG. 52 has the same configuration as the edge 14Hx (see FIG. 34), the extension 13Os has the same configuration as the extension 13Ms (see FIG. 47), and the extension 14Os has the same configuration as the extension 14Ms (see FIG. 47).
  • the vertical portion 13Ot has the same configuration as the vertical portion 13Mt (see FIG. 47).
  • the edge 14Ox has a curve when viewed from below. Since the extensions 13Os and 14Os are provided in the piezoelectric film device 2O, as shown in FIG.
  • the edge 13Oz of the lower surface 13Ob which is the contact surface of the support, is located at a position different from the edge 14Ox in the X direction (a position outside the edge 14Ox in the X direction). And the edge 13Oz of the lower surface 13Ob also has a curve when viewed from below.
  • the piezoelectric film device included in the ultrasonic device is not limited to the pair or single configuration described above, but may be configured, for example, with two or more pairs.
  • FIG. 53 is a cross-sectional view that shows the operation of a piezoelectric film device 602 included in a speaker device 601 according to the seventh embodiment.
  • the configuration of the speaker device 601 is shown in a simplified form.
  • the configuration of the piezoelectric film device 602 included in the speaker device 601 is omitted from the illustration except for the support substrate 613 and oxide film layer 614 constituting the support portion 611, the substrate 612, the piezoelectric film 621, and the power source 80.
  • the speaker device 601 includes a pair of piezoelectric film devices 602, 602.
  • the cross-sectional structure of the piezoelectric film device 602 included in the speaker device 601 may be the same as the piezoelectric film device 2 included in the ultrasonic device 1 described above.
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 602 is the same as the piezoelectric film device 2 (see FIG. 6).
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 602 may be the same as any of the above-mentioned piezoelectric film devices 2D, 2E, 2F, and 2G.
  • the piezoelectric film device 602 included in the speaker device 601 has the same cross-sectional structure as the piezoelectric film device 2 included in the ultrasonic device 1, for example, but has different operating conditions.
  • the piezoelectric film 621 is deformed due to the inverse piezoelectric effect. Specifically, the piezoelectric film 621 and the end 612y side of the substrate 612 vibrate up and down. In the piezoelectric film device 602, the piezoelectric film 621 and the end 612y side of the substrate 612 vibrate up and down, causing the air to vibrate.
  • the operating conditions of the piezoelectric film device 602 are set in advance so that air vibrations that generate desired sound waves are generated, making it possible to generate desired sound waves in response to the application of a voltage.
  • Such a speaker device 601 includes the above-mentioned piezoelectric film device 602, and therefore can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 612 supporting the piezoelectric film 621. Furthermore, in the speaker device 601, sound waves of multiple frequencies are generated, and depending on the frequency, the amount of displacement of the substrate 612 in response to the deformation of the piezoelectric film device 602 becomes large. However, in the speaker device 601, the above-mentioned piezoelectric film device 602 can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 612, so sound waves of the desired frequency can be appropriately generated without causing damage to the substrate 612.
  • Fig. 54 is a cross-sectional view that illustrates the operation of a piezoelectric film device 602H included in the speaker device 601H according to the eighth embodiment.
  • the speaker device 601 includes a pair of piezoelectric film devices 602, 602, but the configuration of the speaker device is not limited to this.
  • the speaker device 601H according to the eighth embodiment includes only one piezoelectric film device 602H.
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 602H may be the same as that of the piezoelectric film device 602 described above, or may be the same as any of the piezoelectric film devices 2H, 2L, 2M, 2N, and 2O described above. Even in such a configuration, the operating conditions of the piezoelectric film device 602H are set in advance so that air vibrations that generate desired sound waves are generated, and thus the desired sound waves can be generated in response to the application of a voltage.
  • piezoelectric film device are not limited to ultrasonic devices and speaker devices, but may also be, for example, various other transducers, MEMS mirrors, inkjet heads, etc.
  • FIG. 55 is a perspective view of the sound wave generating device 1001 (transducer) according to the ninth embodiment, seen from above.
  • FIG. 56 is a perspective view of the sound wave generating device 1001 seen from below.
  • FIG. 57 is a plan view of the sound wave generating device 1001.
  • FIG. 58 is a bottom view of the sound wave generating device 1001.
  • FIG. 59 is a perspective view of the sound wave generating device 1001 during a displacement operation, seen from above.
  • the sound wave generating device 1001 is a device including a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002.
  • the sound wave generating device 1001 is a device that generates ultrasonic waves by vibrating the air using the vibration of the piezoelectric film 1021 (see FIG. 60) of the piezoelectric film device 1002 (details will be described later).
  • the piezoelectric film device 1002 is, for example, a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) device that utilizes piezoelectric properties
  • the sound wave generating device 1001 has a substrate portion 1010 that is generally rectangular in plan view, and a piezoelectric portion 1020 that is laminated on the substrate portion 1010.
  • the longitudinal direction of the generally rectangular substrate portion 1010 in plan view is referred to as the X direction (first direction)
  • the lateral direction is referred to as the Y direction (third direction)
  • the direction that intersects the X direction and Y direction i.e., the thickness direction of the substrate portion 10) is referred to as the Z direction (second direction).
  • the direction in which the piezoelectric portion 20 is located relative to the substrate portion 10 is referred to as "up” and the direction in which the substrate portion 10 is located relative to the piezoelectric portion 20 is referred to as "down”.
  • the substrate 1010 is, for example, an SOI (Silicon on Insulator) substrate.
  • the substrate 1010 may be formed of other substrates containing silicon, for example, a silicon substrate without a buried oxide film. In the following description, the substrate 1010 is assumed to be an SOI substrate.
  • the substrate 1010 has a first portion 1010x and a pair of second portions 1010y, 1010y arranged to sandwich the first portion 1010x in the Y direction.
  • the first portion 1010x is a mounting portion of the substrate 1010 on which the piezoelectric portion 1020 is mounted.
  • the first portion 1010x is formed in a substantially rectangular shape in a plan view.
  • the pair of second portions 1010y, 1010y are non-mounting portions on which the piezoelectric portion 1020 is not mounted.
  • the pair of second portions 1010y, 1010y are formed along the X direction at both ends of the substrate 10 in the Y direction.
  • the piezoelectric part 20 is not mounted on the second part 1010y, but a part of the piezoelectric part 1020 may be mounted on the second part 1010y.
  • a first hole 1090 that is concave in the Z direction is formed in the X direction center of the lower surface 1013b of the first portion 1010x.
  • the first hole 1090 is formed so as not to penetrate the substrate portion 1010 in the Z direction.
  • the first hole 1090 is formed in a substantially rectangular shape when viewed from the bottom (see FIG. 58). As shown in FIG.
  • the space of the first hole 1090 is partitioned by the inner side surfaces 1010z, 1010z in the Y direction of a pair of second portions 1010y, 1010y that face each other in the Y direction, and the inner side surfaces 1050z, 1050z in the X direction of a pair of weight portions 1050, 1050 (details will be described later) that face each other in the X direction.
  • the first hole 1090 has a constant dimension in the Z direction (i.e., depth) regardless of the region.
  • the piezoelectric part 1020 is provided over the entire first portion 1010x as shown in FIG. 55.
  • the piezoelectric part 1020 is provided over the entire first portion 1010x in the X and Y directions, but for example, the piezoelectric part 1020 may be provided over an area excluding both ends of the first portion 1010x in the X direction.
  • a slit 1093 is formed along the Y direction, and a pair of slits 1094, 1094 are formed along the X direction.
  • the slit 1093 is formed along the Y direction at the center of the sound wave generating device 1001 in the X direction, and is formed so as to penetrate the piezoelectric part 1020 and the first part 1010x in the Z direction.
  • the slit 1093 is formed along the Y direction between the pair of second parts 1010y, 1010y.
  • the slits 1094, 1094 are formed along the X direction at the boundary between the second parts 1010y, 1010y and the first part 1010x in the Y direction, and are formed to penetrate the first part 1010x in the Z direction. As shown in FIG. 58, the slits 1094, 1094 are formed along the X direction between a pair of support parts 1011, 1011 (details will be described later) formed at both ends in the X direction.
  • the slits 1094, 1094 By forming the slits 1094, 1094, the structure in which the piezoelectric part 1020 is stacked on the first part 1010x is separated from the second parts 1010y, 1010y between the pair of support parts 1011, 1011.
  • the structure in which the piezoelectric part 1020 is stacked on the first part 1010x constitutes a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 that can be displaced up and down independently of each other, as shown in FIG. 59.
  • Each of the pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 has a configuration in which the piezoelectric portion 1020 and the like are cantilever-supported by the support portion 1011. Details of the pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 will be described with reference to FIG. 60.
  • FIG. 60 is a longitudinal cross-sectional view of the sound wave generating device 1001 taken along line VI-VI in FIG. 57.
  • Line VI-VI in FIG. 57 is a line along the X direction at the center of the sound wave generating device 1 in the Y direction.
  • the dimensions of each component, particularly the thickness are intentionally altered for ease of explanation. The same applies to the cross-sectional views described below (FIGS. 61 to 68, 70, 75, 76, 78 to 82, 90 to 97, 99 to 103, 106, and 107).
  • the various dimensions of the piezoelectric film device 1002 and the like described below are dimensions when the piezoelectric film device 1002 is not operating (not displaced vertically).
  • the sound wave generating device 1001 has a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002. Since the pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 have the same configuration, the following describes the configuration of one of the piezoelectric film devices 1002.
  • the piezoelectric film device 1002 has a support portion 1011, a substrate 1012, a weight portion 1050, a piezoelectric film 1021, a protective film 1022, an insulating film 1023, wiring electrodes 1031, 1032, an upper electrode 1033, and a lower electrode 1034.
  • the support portion 1011, the substrate 1012, and the weight portion 1050 form the first part 1010x of the substrate portion 1010.
  • the piezoelectric film 1021, the protective film 1022, the insulating film 1023, the wiring electrodes 1031 and 1032, the upper electrode 1033, and the lower electrode 1034 constitute the piezoelectric section 1020.
  • the support portion 1011 has a support substrate 1013 and an oxide film layer 1014.
  • the support portion 1011 has a layered structure including the support substrate 1013, which is a semiconductor layer, and the oxide film layer 1014, which is an oxide film layer.
  • the support substrate 1013 is a silicon layer that functions as a support layer.
  • the oxide film layer 1014 is an insulating film provided on the upper surface 1013a of the support substrate 1013, for example, a buried oxide film.
  • the oxide film layer 1014 has an upper surface 1014a, which is a support surface that supports the lower surface 1012b of the substrate 1012.
  • the substrate 1012 is a silicon layer that functions as an active layer provided on the upper surface 1014a of the oxide layer 1014, and functions as a diaphragm.
  • the substrate 1012 has an upper surface 1012a (second surface) and a lower surface 1012b (first surface) that face in opposite directions.
  • the lower surface 1012b of the substrate 1012 is supported by the upper surface 1014a of the oxide layer 1014.
  • the substrate 1012 is formed in a generally rectangular shape when viewed from above, and may, for example, have a length in the X direction (longitudinal direction) of about 3 mm, a length in the Y direction (shortitudinal direction) of about 2 mm, and a length in the Z direction (thickness direction) of about 12 ⁇ m.
  • the length of the substrate 1012 in the X direction may be within a range of 75 ⁇ m to 3 mm
  • the length in the Y direction may be within a range of 50 ⁇ m to 2 mm
  • the length in the Z direction may be within a range of 2 ⁇ m to 200 ⁇ m. Note that the dimensions of the substrate 1012 are not limited to those described above.
  • the substrate 1012 has a region 1012f (first region) on the lower surface 1012b that is supported by the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014 of the support portion 1011 on the outer end 1012x (first end) side in the X direction (first direction) that is parallel to the lower surface 1012b and is the longitudinal direction of the substrate 1012.
  • the substrate 1012 also has a region 1012n (second region) on the lower surface 1012b that is not supported by the support portion 1011 on the end 1012y (second end) side opposite the end 1012x in the X direction from the region 1012f.
  • about 1/6 of the lower surface 1012b of the substrate 1012 in the X direction may be region 1012f, and the remaining about 5/6 in the X direction may be region 1012n.
  • the ratio of areas 1012f and 1012n in the X direction is not limited to the above.
  • the region 1012f is supported by the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014 of the support portion 1011 and is fixed to the upper surface 1014a.
  • Supported by the upper surface 1014a means, for example, that it is in contact with the upper surface 1014a directly or through some member and is supported by the upper surface 1014a.
  • Fixed to the upper surface 1014a means, for example, that it is fixed to the upper surface 1014a directly or through some member and is in a state in which it does not separate from the upper surface 1014a.
  • Fixed to the upper surface 1014a means, for example, that it is integrated with the upper surface 1014a or that it is bonded to the upper surface 1014a.
  • the entire region supported by the support portion 1011 does not necessarily have to be fixed to the support portion 1011, and only a part of the supported region may be fixed to the support portion 1011.
  • Region 1012n is not supported by the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014 of the support portion 1011.
  • the weight portion 1050 is provided on the lower surface 1012b.
  • the weight portion 1050 is provided in a region 1012n of the lower surface 1012b, separated from the support portion 1011.
  • a second hole portion 1098 is formed in the region between the weight portion 1050 and the support portion 1011.
  • Plummet 1050 is made of the same material as support 1011, and is formed by etching or the like from the same material as support 1011 (details will be described later).
  • Plummet 1050 has a layered structure including semiconductor layer 1053, which corresponds to support substrate 1013 of support 1011, and oxide layer 1054, which corresponds to oxide layer 1014 of support 1011.
  • Upper end 1054a of oxide layer 1054 is in contact with region 1012n of lower surface 1012b of substrate 1012.
  • Upper end 1054a (one end) of oxide layer 1054 and lower end 1053b (the other end) of semiconductor layer 1053 have different weights.
  • Plummet portion 1050 is provided on the region 1012f side (support portion 1011 side) rather than the center of the lower surface 1012b of substrate 1012 in the X direction (see Figures 58 and 60).
  • the distance between support portion 1011 and plummet portion 1050 in the X direction may be, for example, 30% or less of the total length of region 1012n in the X direction, or 8% or less.
  • the distance between support portion 1011 and plummet portion 1050 in the X direction may be, for example, 4% or more of the total length of region 1012n in the X direction.
  • the distance between support portion 1011 and plummet portion 1050 in the X direction may be, for example, within the range of 4% to 8% of the total length of region 1012n in the X direction.
  • the distance between the support 1011 and the weight 1050 in the X direction is, for example, the distance from the side surface 1011z of the support 1011 on the second hole 1098 side to the side surface 1050z of the weight 1050 on the first hole 1090 side.
  • the distance between the support 1011 and the weight 1050 in the X direction may be within a range of 100 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • the distance between the support 1011 and the weight 1050 is not limited to the above.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction is the same as the length of the support 1011 in the Z direction (thickness of the support 11).
  • “same” does not only mean that they are completely the same, but may also mean that they differ by, for example, about a few percent.
  • the length of the weight 1050 and the support 1011 in the Z direction may be about 200 ⁇ m.
  • the length of the weight 1050 and the support 1011 in the Z direction may be within a range of 50 ⁇ m to 625 ⁇ m.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction is longer than the length of the substrate 1012 in the Z direction (thickness of the substrate 12).
  • the length of the weight 1050 in the Z direction may be four times or more the length of the substrate 1012 in the Z direction. Note that the lengths of the weight 1050 and the support 1011 in the Z direction are not limited to the above.
  • the weight portion 1050 is provided across both ends in the Y direction on the lower surface 1012b of the substrate 1012. That is, the weight portion 1050 is provided over the entire area in the Y direction on the lower surface 1012b of the substrate 1012.
  • the length of the weight portion 1050 in the Y direction is the same as the length of the support portion 1011 in the Y direction and the length of the substrate 1012 in the Y direction.
  • “same” does not only mean that they are completely the same, but may also include a difference of, for example, about a few percent.
  • the length of the weight portion 1050 and the support portion 1011 in the Y direction may be about 2 mm.
  • the length of the weight portion 1050 and the support portion 1011 in the Y direction may be within a range of 50 ⁇ m to 2 mm.
  • the length of the weight portion 1050 and the support portion 1011 in the Y direction is not limited to the above.
  • the weight portion 1050 does not have to be provided over the entire area in the Y direction on the lower surface 1012b of the substrate 1012.
  • the length of the weight portion 1050 in the Y direction is longer than the length of the weight portion 1050 in the X direction, as shown in FIG. 58.
  • the length of the weight portion 1050 in the X direction may be within a range of 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the length of the weight portion 1050 in the X direction is not limited to the above.
  • the weight portion 1050 is disposed symmetrically in the Y direction with respect to the center of the lower surface 1012b of the substrate 1012 in the Y direction. That is, when viewed from the center of the lower surface 1012b in the Y direction, the length of one side of the weight portion 1050 in the Y direction is the same as the length of the other side.
  • “same” does not only mean that they are completely the same, but may also include cases where they differ by, for example, about a few percent.
  • the weight portion 1050 is not fixed to the mounting surface 1500a of the mounting member 1500. That is, in the piezoelectric film device 1002, only the lower surface 1013b of the support substrate 1013 of the support portion 1011 is fixed to the mounting surface 1500a, and the weight portion 1050 is not fixed to the mounting surface 1500a.
  • the piezoelectric film 1021 of the piezoelectric film device 1002 included in the sound wave generating device 1001 is provided on the upper surface 1012a (second surface) of the substrate 1012, and is deformed in response to the application of a voltage, displacing together with the substrate 1012.
  • the piezoelectric film 1021 is provided on the upper surface 1012a of the substrate 1012 via an insulating film 1023 and a lower electrode 1034.
  • the piezoelectric film 1021 is composed of, for example, a metal oxide having a perovskite structure.
  • the piezoelectric film 1021 may contain an oxide having a perovskite structure mainly composed of Pb, Zr, and Ti.
  • the piezoelectric film 1021 may contain lead zirconate titanate (PZT: Pb(Zr,Ti) O3 ).
  • the piezoelectric film 1021 may contain an oxide having a perovskite structure mainly composed of Pb, Mg, Nb, and Ti, specifically a solid solution of lead magnesium niobate and lead titanate (PMNT).
  • the piezoelectric film 1021 may contain an oxide having a perovskite structure mainly composed of Ba, Ca, and Ti, specifically barium calcium titanate (BCT: BaxCa1- xTiO3 ).
  • the piezoelectric film 1021 may contain zinc oxide or aluminum nitride.
  • the thickness of the piezoelectric film 1021 may be, for example, 0.1 ⁇ m to 5.0 ⁇ m (for example, 1 ⁇ m).
  • the insulating film 1023 is laminated on the upper surface 1012a of the substrate 1012.
  • the lower electrode 1034 is laminated on the upper surface 1023a of the insulating film 1023.
  • the wiring electrode 1032 is laminated on the upper surface 1034a of the lower electrode 1034.
  • the wiring electrode 1032 is an electrode that applies a voltage to the lower part of the piezoelectric film 1021.
  • the upper electrode 1033 is laminated on the upper surface 1021a of the piezoelectric film 1021.
  • the wiring electrode 1031 is laminated on the upper surface 1033a of the upper electrode 1033.
  • the wiring electrode 1031 is an electrode that applies a voltage to the upper part of the piezoelectric film 1021. As shown in FIG.
  • the wiring electrode 1031 is positioned inward and above the wiring electrode 1032 in the X-direction.
  • the above-mentioned wiring electrodes 1031, 1032, upper electrode 1033, and lower electrode 1034 are conductive metal films made of, for example, platinum, molybdenum, iridium, aluminum, copper, gold, or titanium.
  • the protective film 1022 is laminated on the upper layer of each of the components of the piezoelectric section 1020 described above.
  • the protective film 1022 is provided over almost the entire area of the piezoelectric film device 1002 when viewed from above.
  • the components on the lower layer side are provided over a wider area in the X direction than the components on the upper layer side. That is, the arrangement range in the X direction is the widest for the insulating film 1023, followed by the lower electrode 1034, the piezoelectric film 1021, and the upper electrode 1033. Since the arrangement range of each component is different in this way, the protective film 1022 is laminated on the upper layer of each component, and as shown in FIG.
  • the protective film 1022 may be composed of, for example, alumina, TEOS (tetraethyl orthosilicate), or both.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of the operation of a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 included in the sound wave generating device 1001.
  • the configuration of the sound wave generating device 1001 is shown in a simplified form, and specifically, configuration other than the support substrate 1013, oxide film layer 1014, substrate 1012, piezoelectric film 1021, weight portion 1050, and power source 1080 is omitted from the illustration.
  • the power source 1080 is configured to apply a voltage to the piezoelectric film 1021.
  • a piezoelectric film 1021 is provided on the upper surface 1012a of a substrate 1012, and the substrate 1012 is cantilever-supported by a support portion 1011.
  • the region 1012f of the substrate 1012 on the outer end 1012x side in the X-direction is supported and fixed to the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014 of the support portion 1011, and the region 1012n on the end 1012y side is not supported by the upper surface 1014a.
  • the piezoelectric film 1021 and at least a portion of the region 1012n of the substrate 1012 vibrate up and down, causing the air to vibrate.
  • the desired ultrasonic waves can be generated in response to the application of a voltage from the power source 1080.
  • Figs. 62 to 68 and 60 are cross-sectional views showing a manufacturing procedure for the sound wave generating device 1 according to the ninth embodiment shown in Fig. 55.
  • a substrate portion 1010 which is a member to be processed and has an upper surface 1010a (one end surface) and a lower surface 1010b (the other end surface) facing in opposite directions, is prepared (see Fig. 62. Preparation process).
  • the insulating film 1023, the lower electrode 1034, the piezoelectric film 1021, and the upper electrode 1033 are deposited in this order on the upper surface 1010a of the substrate part 1010 (see FIG. 63. Deposition process). Then, for each component deposited on the upper surface 1010a of the substrate part 1010, each layer is processed so that the lower component is provided over a wider area in the X direction than the upper component (see FIG. 64. Deposition process). Specifically, each layer is processed so that the insulating film 1023, the lower electrode 1034, the piezoelectric film 1021, and the upper electrode 1033 are provided in this order over a wider area in the X direction. Since a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 are provided in the sound wave generating device 1001, the above processing of the piezoelectric film 1021, etc. is performed for one pair, as shown in FIG. 64.
  • a protective film 1022 is formed on each of the layers described above (see FIG. 65. Film forming process). As shown in FIG. 65, the protective film 1022 is in contact with the insulating film 1023, the lower electrode 1034, the piezoelectric film 1021, and the upper electrode 1033.
  • the wiring electrodes 1031 and 1032 are formed and processed (see FIG. 66. Film forming process). Specifically, the wiring electrode 1031 is provided on the upper surface 1033a of the upper electrode 1033, and the wiring electrode 1032 is provided on the upper surface 1034a of the lower electrode 1034.
  • a slit 1093 is formed in the center in the X direction along the Y direction so as to penetrate the substrate 1012 in the substrate portion 1010 and the insulating film 1023 in the piezoelectric portion 1020 in the Z direction (see FIG. 67).
  • the lower surface 1010b of the substrate portion 1010 is ground to thin it (see FIG. 68). Note that this thinning process does not need to be performed, for example, if the substrate portion 1010 is sufficiently thin.
  • silicon processing is performed by etching on the underside 1010b of the substrate portion 1010 after film formation, thereby removing parts of the support substrate 1013 and the oxide film layer 1014 to form the first hole 1090 and the second hole 1098, forming the substrate 1012 and support portion 1011 described above, and forming the weight portion 1050 (see Figure 60. Process of forming the weight portion).
  • a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 is completed (see Figure 60).
  • Figure 69 is a bottom view of the sound wave generating device 1100 according to the comparative example.
  • Figure 70 is a cross-sectional view that shows a schematic operation of the piezoelectric film device 1200 included in the sound wave generating device 1100 according to the comparative example. Note that, for the sake of convenience, Figure 70 shows a simplified configuration of the sound wave generating device 1100.
  • the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014, substrate 1012, piezoelectric film 1021, and power source 1080 that constitute the support portion 1011 is omitted, and only one of the pair of piezoelectric film devices 1200, 1200, the piezoelectric film device 1200, is shown.
  • the piezoelectric film device 1200 according to the comparative example shown in Figures 69 and 70 is similar to the piezoelectric film device 1002 according to the ninth embodiment in that it has a support portion 1011, a substrate 1012, and a piezoelectric film 1021, but differs from the piezoelectric film device 1002 in that it does not have the weight portion 1050 described above.
  • a hole portion 1190 is also formed, and the region 1012f on the end portion 1012x side of the substrate 1012 is supported and fixed to the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014, and the region 1012n on the end portion 1012y side is not supported by the upper surface 1014a.
  • the substrate 1012 When a voltage is applied from the power source 1080 to the piezoelectric film 1021 of such a piezoelectric film device 1200, the substrate 1012 is displaced along with the piezoelectric film 1021, and stress is likely to concentrate at the base of the cantilever structure. That is, as shown in FIG. 70, stress is likely to concentrate at a portion 1012z of the substrate 1012 that contacts the inner edge 1014x in the X-direction of the upper surface 1014a of the oxide film layer 1014. This increases the stress in the portion 1012z of the substrate 1012, and there is a risk that the substrate 1012 may be damaged.
  • the piezoelectric film device 1002 included in the sound wave generating device 1001 includes a substrate 1012 having a bottom surface 1012b and a top surface 1012a facing in opposite directions, a support portion 1011 supporting the bottom surface 1012b and fixed to an installation surface 1500a (see FIG. 61), a piezoelectric film 1021 provided on the top surface 1012a and displaced together with the substrate 1012 in response to application of a voltage, and a weight portion 1050 provided on the bottom surface 1012b.
  • the substrate 1012 has, as a region of the bottom surface 1012b, a region 1012f supported by the support portion 1011 on the end portion 1012x side in the X direction, and a region 1012n not supported by the support portion 1011 on the end portion 1012y side opposite the end portion 1012x in the X direction from the region 1012f.
  • the weight portion 1050 is provided in the region 1012n, separated from the support portion 1011.
  • a piezoelectric film 1021 is provided on the upper surface 1012a of the substrate 1012, and when a voltage is applied to the piezoelectric film 1021, a region 1012n on the end 1012y side of the substrate 1012 that is not supported by the support portion 1011 is displaced together with the piezoelectric film 1021.
  • the weight 1050 is provided in the region 1012n on the lower surface 1012b of the substrate 1012, which is closer to the end 1012y than the region 1012f, away from the support 1011.
  • the weight 1050 separated from the support 1011 in the region 1012n, for example, a part of the stress applied to the base of the cantilever structure described above is dispersed to the part of the substrate 1012 corresponding to the weight 1050, and the stress concentration at the base of the cantilever structure can be alleviated.
  • the weight 1050 it is possible to partially make the substrate 1012 constituting the beam less likely to bend, thereby alleviating the stress concentration in the vicinity of the base of the cantilever structure in the substrate 1012.
  • FIG. 71 is a diagram showing the simulation results of the stress distribution during operation in the piezoelectric film device 1200 according to the comparative example.
  • FIG. 72 is a diagram showing the simulation results of the stress distribution during operation in the piezoelectric film device 1002 according to the ninth embodiment.
  • the left diagram of FIG. 71 is a diagram showing each region of the substrate 1012 of the piezoelectric film device 1200 according to the comparative example viewed from the bottom, showing the region 1691 in contact with the support portion 1011 and the region 1690 in contact with the hole portion 1190.
  • the right diagram of FIG. 71 is a contour diagram showing the stress distribution of each region shown in the left diagram of FIG. 71.
  • the right diagram in Figure 72 is a contour diagram showing the stress distribution in each region shown in the left diagram in Figure 72. In the right diagram in Figure 71 and the right diagram in Figure 72, areas with greater stress are shown in darker colors.
  • the simulation of the stress distribution was carried out by the finite element method under the following conditions: Dimensions of the substrate 1012 of the piezoelectric film device 1002 and the substrate 1012 of the piezoelectric film device 1200 Length in the X direction: 3 mm, length in the Y direction: 2 mm, length in the Z direction: 12 ⁇ m Dimensions of the support portion 11 of the piezoelectric film device 2 and the support portion 111 of the piezoelectric film device 200 Length in the X direction: 500 ⁇ m, length in the Y direction: 2 mm, length in the Z direction: 200 ⁇ m Dimensions of the piezoelectric film 21 of the piezoelectric film device 2 and the piezoelectric film 21 of the piezoelectric film device 200 Length in the Z direction: 3 ⁇ m Dimensions of the weight portion 50 of the piezoelectric film device 2 Length in the X direction: 100 ⁇ m, length in the Y direction: 2 mm, length in the Z direction: 200 ⁇ m Distance between the
  • a large stress is applied to the base portion of the cantilever structure (the boundary portion between region 1690 and region 1691), forming a high stress region HE over a wide area in the Y direction.
  • the area surrounding the high stress region HE is a medium stress region ME.
  • the high stress region HE here is an area where the stress is 477 Mpa or more, and the medium stress region ME is an area where the stress is 424 Mpa or more and less than 477 Mpa.
  • the piezoelectric film device 1002 in the piezoelectric film device 1002 according to the ninth embodiment, many areas at the base of the cantilever structure (the boundary between region 1598 and region 1511) are low stress regions LE, with some medium stress regions ME scattered throughout.
  • the low stress regions LE here are regions where the stress is equal to or greater than 371 MPa and less than 424 MPa.
  • the boundary between region 1590 and region 1550 is a medium stress region ME over a wide range in the Y direction.
  • the periphery of the medium stress region ME is a low stress region LE.
  • the weight portion 1050 it is possible to alleviate stress concentration at the base of the cantilever structure.
  • the provision of the weight 1050 increases stress in the region of the substrate 1012 that corresponds to the weight 1050, the degree of stress concentration is lower than that at the base of the cantilever structure when the weight 1050 is not provided.
  • the weight 1050 may be provided on the region 1012f side (the support 11 side) rather than the center of the lower surface 1012b of the substrate 1012 in the X direction.
  • the weight 1050 can be arranged closer to the support 1011, and stress concentration at the base of the cantilever structure can be more effectively alleviated compared to when the weight 1050 is arranged far away from the support 1011.
  • the weight 1050 by arranging the weight 1050 on the region 1012f side away from the end 1012y, it is possible to suppress the weight of the weight 1050 from affecting the operation of the end 1012y side of the substrate 1012 when a voltage is applied to the piezoelectric film 1021.
  • the length of the weight portion 1050 in the Z direction may be the same as the length of the support portion 1011 in the Z direction. This configuration makes it easier to form the support portion 1011 and the weight portion 1050 simultaneously, improving the ease of manufacturing the piezoelectric film device 1002.
  • the length of the weight portion 1050 in the Y direction may be the same as the length of the support portion 1011 in the Y direction.
  • the weight portion 1050 may be disposed symmetrically in the Y direction with respect to the center of the lower surface 1012b in the Y direction. With this configuration, the provision of the weight portion 1050 prevents imbalance in the operation of the substrate 1012 in response to the displacement of the piezoelectric film 1021.
  • the length of the weight 1050 in the Y direction may be longer than the length of the weight 1050 in the X direction.
  • the length of the weight in the Y direction is ensured, and stress concentration at the base of the cantilever structure can be alleviated over a wide area in the Y direction.
  • the weight portion 1050 does not have to be fixed to the mounting surface 1500a.
  • This configuration can prevent the weight portion 1050 from interfering with the movement of the substrate 1012, which displaces together with the piezoelectric film 1021.
  • the weight portion 1050 is not fixed to the mounting surface 1500a, it can prevent excessive stress from concentrating on the portion of the substrate 1012 that corresponds to the weight portion 1050.
  • the weight portion 1050 may be made of the same material as the support portion 1011. With this configuration, the support portion 1011 and the weight portion 1050 can be formed from the same material by etching or the like, improving the ease of manufacturing the piezoelectric film device 1002.
  • the weight portion 1050 may be a laminated structure including a semiconductor layer 1053 and an oxide film layer 1054. This allows the weight portion 1050 to be formed by etching or the like from, for example, an SOI substrate, and the weight portion 1050 can be easily and appropriately configured.
  • the weight of the upper end 1054a and the lower end 1053b of the weight portion 1050 in the Z direction may be different.
  • the distance between the support 1011 and the weight 1050 in the X direction may be 8% or less of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • the weight 1050 can be arranged sufficiently close to the support 1011, and stress concentration at the base of the cantilever structure can be more effectively alleviated compared to when the weight 1050 is arranged far away from the support 1011.
  • the weight 1050 by arranging the weight 1050 on the region 1012f side away from the end 1012y, it is possible to suppress the weight of the weight 1050 from affecting the operation of the end 1012y side of the substrate 1012 when a voltage is applied to the piezoelectric film 1021.
  • Figure 73 shows the simulation results for each shape of the weight portion 1050 when the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is set to 8% of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • the simulation is a simulation of the stress distribution during operation of the piezoelectric film device 1200 described above.
  • the simulation of the stress distribution was carried out by the finite element method under the following conditions: Dimensions of the substrate 12: Length in the X direction: 3 mm, Length in the Y direction: 2 mm, Length in the Z direction: 12 ⁇ m Dimensions of the support portion 11: Length in X direction: 500 ⁇ m, Length in Y direction: 2 mm, Length in Z direction: 200 ⁇ m Dimensions of the piezoelectric film 21 Length in the Z direction: 3 ⁇ m Dimensions of the weight section 50: Length in the X direction: 10 ⁇ m, 50 ⁇ m, or 100 ⁇ m; Length in the Y direction: 2 mm; Length in the Z direction: 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, or 200 ⁇ m. Distance in the X direction between the support section 1011 of the piezoelectric film device 2 and the weight section 1050: 200 ⁇ m.
  • the total length of the substrate 1012 in the X direction is 3 mm
  • the length of the support portion 1011 in the X direction is 500 ⁇ m
  • the total length of the region 1012n in the X direction is 2.5 mm (3 mm - 500 ⁇ m).
  • the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is 200 ⁇ m.
  • the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is 8% (200 ⁇ m / 2.5 mm x 100) of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • a total of nine patterns of stress distribution were simulated by changing the combination of three patterns of the X direction length and three patterns of the Z direction length of the weight portion 1050.
  • Fig. 73 shows contour diagrams illustrating stress distribution and the maximum principal stress in substrate 1012 for each of nine patterns when weight portion 1050 is not provided and when weight portion 1050 is provided. As shown in Fig. 73, when weight portion 1050 is not provided, the maximum principal stress in substrate 1012 is 529 MPa. In contrast, as shown in Fig. 73, when weight portion 1050 is provided under the following conditions, the maximum principal stress is smaller than when weight portion 1050 is not provided.
  • Length of the weight portion 1050 in the X direction 10 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 200 ⁇ m (maximum principal stress: 521 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 50 ⁇ m, Length of the weight portion 1050 in the Z direction: 200 ⁇ m (maximum principal stress: 523 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 100 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 50 ⁇ m (maximum principal stress: 487 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 100 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 100 ⁇ m (maximum principal stress: 485 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 100 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 200 ⁇ m (maximum principal stress: 484 MPa)
  • the area of the portion where the stress is greatest is smaller than when the weight portion 1050 is not provided.
  • Length of the weight 50 in the X direction 10 ⁇ m
  • Length of the weight 50 in the Z direction 50 ⁇ m
  • Length of the spindle part 50 in the X direction 10 ⁇ m
  • Length of the spindle part 50 in the Z direction 100 ⁇ m
  • Length of the weight portion 50 in the Z direction 50 ⁇ m
  • Length of the weight part 50 in the Z direction 100 ⁇ m
  • the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is set to 8% of the total length of the region 1012n in the X direction, it was possible to reduce stress concentration in the substrate 1012 under multiple conditions of the dimensions of the weight portion 1050, compared to when the weight portion 1050 is not provided.
  • the distance between the support 1011 and the weight 1050 in the X direction may be 4% or more of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • Figure 74 shows the simulation results for each shape of the weight portion 1050 when the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is set to 4% of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • the simulation is a simulation of the stress distribution during operation of the above-mentioned piezoelectric film device 1200.
  • the simulation of the stress distribution was carried out by the finite element method under the following conditions: Dimensions of the substrate 1012: Length in X direction: 3 mm, Length in Y direction: 2 mm, Length in Z direction: 12 ⁇ m Dimensions of the support portion 1011: Length in X direction: 500 ⁇ m, Length in Y direction: 2 mm, Length in Z direction: 200 ⁇ m Dimensions of the piezoelectric film 1021 Length in Z direction: 3 ⁇ m Dimensions of the weight portion 1050: Length in the X direction: 10 ⁇ m, 50 ⁇ m, or 100 ⁇ m; Length in the Y direction: 2 mm; Length in the Z direction: 50 ⁇ m, 100 ⁇ m, or 200 ⁇ m. Distance in the X direction between the support portion 1011 of the piezoelectric film device 1002 and the weight portion 1050: 100 ⁇ m.
  • the total length of the substrate 1012 in the X direction is 3 mm
  • the length of the support portion 1011 in the X direction is 500 ⁇ m
  • the total length of the region 1012n in the X direction is 2.5 mm (3 mm - 500 ⁇ m).
  • the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is 100 ⁇ m.
  • the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050 in the X direction is 4% (100 ⁇ m / 2.5 mm x 100) of the total length of the region 1012n in the X direction.
  • a total of nine patterns of stress distribution were simulated by changing the combination of three patterns of the X direction length and three patterns of the Z direction length of the weight portion 1050.
  • Fig. 74 shows contour diagrams illustrating stress distribution and the maximum principal stress in substrate 1012 for each of nine patterns when weight portion 1050 is not provided and when weight portion 1050 is provided. As shown in Fig. 74, when weight portion 1050 is not provided, the maximum principal stress in substrate 1012 is 529 MPa. In contrast, as shown in Fig. 74, when weight portion 1050 is provided under the following conditions, the maximum principal stress is smaller than when weight portion 1050 is not provided.
  • Length of the weight portion 1050 in the X direction 50 ⁇ m, Length of the weight portion 1050 in the Z direction: 50 ⁇ m (maximum principal stress: 469 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 50 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 100 ⁇ m (maximum principal stress: 479 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 50 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 200 ⁇ m (maximum principal stress: 479 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 100 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 50 ⁇ m (maximum principal stress: 487 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X direction: 100 ⁇ m, length of the weight portion 1050 in the Z direction: 100 ⁇ m (maximum principal stress: 496 MPa) Length of the weight portion 1050 in the X
  • the area of the portion where the stress is greatest is smaller than when the weight portion 1050 is not provided.
  • Length of the spindle part 1050 in the X direction 10 ⁇ m
  • Length of the spindle part 1050 in the Z direction 50 ⁇ m
  • Length of the spindle part 1050 in the X direction 10 ⁇ m
  • Length of the spindle part 1050 in the Z direction 100 ⁇ m
  • Length of the spindle part 1050 in the X direction 10 ⁇ m
  • Length of the spindle part 1050 in the Z direction 200 ⁇ m
  • stress concentration in the substrate 1012 can be alleviated under multiple conditions of the dimensions of the weight portion 1050, compared to when the weight portion 1050 is not provided.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction may be longer than the length of the substrate 1012 in the Z direction.
  • stress concentration at the base of the cantilever structure can be alleviated.
  • the bending resistance of a beam in a cantilever structure is expressed by the second moment of area, and in the case of a rectangular cross section, is proportional to the cube of the thickness. Therefore, by making the weight 1050 sufficiently thick (longer in the Z direction), it is possible to partially make the substrate 1012 that constitutes the beam less likely to bend, thereby alleviating stress concentration in the substrate 1012.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction may be four or more times the length of the substrate 1012 in the Z direction. In this way, by ensuring a sufficient thickness of the weight 1050, stress concentration at the base of the cantilever structure can be more effectively alleviated.
  • the weight 1050 can alleviate stress concentration in the substrate 1012 depending on other dimensions of the weight 1050. In this way, by making the length of the weight 1050 in the Z direction four or more times the length of the substrate 1012 in the Z direction, stress concentration can be appropriately alleviated.
  • the sound wave generating device 1001 may be configured to include a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002. Since such a sound wave generating device 1001 includes the above-mentioned piezoelectric film devices 1002, 1002, it is possible to appropriately alleviate the stress applied to the substrate 1012 supporting the piezoelectric film 1021.
  • the displacement amount of the substrate 1012 corresponding to the deformation of the piezoelectric film devices 1002, 1002 becomes large, but in the sound wave generating device 1001, the above-mentioned piezoelectric film devices 1002, 1002 can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 1012, so that the desired ultrasonic waves can be appropriately generated without causing damage to the substrate 1012.
  • FIG. 75 is a cross-sectional view that shows a piezoelectric film device 1002A included in a sound wave generating device 1001A according to a first modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 75 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002A, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050A, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002A is similar to the piezoelectric film device 1002 in the configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in that it has the weight portion 1050A instead of the weight portion 1050.
  • the weight 1050A has the same configuration as the weight 1050, except that the length in the Z direction is shorter than that of the weight 1050.
  • the length in the Z direction of the weight 1050A is shorter than the length in the Z direction of the support 1011. With this configuration, it is possible to prevent the weight 1050A from interfering with the movement of the substrate 1012, which is displaced together with the piezoelectric film 1021. If the length in the Z direction of the weight is equal to or longer than the length in the Z direction of the support 1011, it is possible that the weight will come into contact with the installation surface 1500a (see FIG. 61) or the like during the up and down movement of the substrate 1012. In this regard, by making the length in the Z direction of the weight 1050A shorter than the length in the Z direction of the support 1011, it is possible to prevent the weight 1050A from interfering with the up and down movement of the substrate 1012.
  • the length of the weight 1050A in the Z direction is at least longer than the length of the substrate 1012 in the Z direction.
  • the length of the weight 1050A in the Z direction may be four times or more the length of the substrate 1012 in the Z direction.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction may be 50 ⁇ m or more.
  • the length of the weight 1050A in the Z direction may be 1 ⁇ 4 or more, or 1 ⁇ 2 or more, of the length of the support 1011 in the Z direction.
  • the length of the weight 1050 in the Z direction may be 50 ⁇ m or more, or 100 ⁇ m or more.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002B included in a sound wave generating device 1001B according to a second modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 76 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002B, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050B, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002B is similar to the piezoelectric film device 1002 in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in having the weight portion 1050B instead of the weight portion 1050.
  • Plummet portion 1050B has the same configuration as plummet portion 1050, except that the distance between plummet portion 1050B and support portion 1011 in the X direction is different. As shown in FIG. 76, for example, plummet portion 1050B is provided closer to end portion 1012y than the center of the lower surface of substrate 1012 in the X direction, and the distance between plummet portion 1050B and support portion 1011 in the X direction is larger than that of plummet portion 1050. In this way, even in a configuration in which plummet portion 1050B is provided on end portion 1012y, stress concentration in substrate 1012 can be alleviated by adjusting the dimensions of plummet portion 1050B.
  • FIG. 77 is a bottom view of a sound wave generating device 1001C according to a third modified example of the ninth embodiment.
  • the piezoelectric film device 1002C of the sound wave generating device 1001C is similar to the piezoelectric film device 1002 in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in that it has a weight portion 1050C instead of the weight portion 1050.
  • the edge 1050Cx of the weight portion 1050C on the inside in the X direction at the upper end that contacts the lower surface 1012b of the substrate 1012 has a curve when viewed from below.
  • the edge 1050Cx is curved over its entirety when viewed from below, but is not limited to this and it is sufficient that at least a portion of it is curved.
  • the edge portion 1050Cx has a curve that is positioned inward in the X direction of the sound wave generating device 1001C as it moves from the center in the Y direction toward the end when viewed from below. Note that the curve of the edge portion 1050Cx is not limited to the form shown in FIG. 77, and may be other curves.
  • the edge 1050Cx on the inside in the X direction at the upper end of the weight 1050C has a curve when viewed from below. This makes it difficult for the directions of stress at each point constituting the curve to coincide with each other, for example. This makes it possible to reduce the stress applied to the substrate 1012 in contact with the edge 1050Cx.
  • FIG. 78 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002D included in a sound wave generating device 1001D according to a fourth modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 78 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002D, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050D, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002D is similar to the piezoelectric film device 1002 in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in having the weight portion 1050D instead of the weight portion 1050.
  • the side surface 1050Dz on the inner side in the X direction of the weight portion 1050D is inclined toward the end portion 1012y (inward in the X direction) as it extends upward. As shown in FIG. 78, the side surface 1050Dz has a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1050Dz is rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 1012 corresponding to the weight portion 1050D can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the underside 1012b of the substrate 1012 at a right angle.
  • FIG. 79 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002E included in a sound wave generating device 1001E according to a fifth modified example of the ninth embodiment.
  • FIG. 79 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002E, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050E, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002E is similar to the piezoelectric film device 1002 in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in having the weight portion 1050E instead of the weight portion 1050.
  • the side surface 1050Ez on the inner side in the X direction of the weight portion 1050E is inclined toward the end portion 1012y (inward in the X direction) as it extends upward.
  • the side surface 1050Ez has a vertical portion 1050Et that extends vertically when viewed from the Y direction, and an extension portion 1050Es that is continuous with the upper end of the vertical portion 1050Et and extends upward while inclining toward the end portion 1012y.
  • the extension portion 1050Es is formed in a straight line when viewed from the Y direction.
  • the extension portion 1050Es of the side surface 1050Ez is inclined toward the end portion 1012y as it extends upward, so that the stress applied to the substrate 1012 corresponding to the weight portion 1050E can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the lower surface 1012b of the substrate 1012 at a right angle.
  • FIG. 80 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002P included in a sound wave generating device 1001P according to a sixth modified example of the ninth embodiment.
  • the configuration of the piezoelectric film device 1002P is shown in a simplified manner, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013P and oxide film layer 1014P constituting the support portion 1011P, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050P, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002P is similar to the piezoelectric film device 1002 in the configuration other than the support portion and the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in that it has a support substrate 1013P and oxide film layer 1014P constituting the support portion 1011P instead of the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, and has a weight portion 1050P instead of the weight portion 1050.
  • the side surface 1050Pz on the outer side in the X direction of the weight portion 1050P is inclined toward the end portion 1012x (outward in the X direction) as it extends upward. As shown in FIG. 80, the side surface 1050Pz has a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1050Pz is rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 1012 corresponding to the weight portion 1050P can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the underside 1012b of the substrate 1012 at a right angle.
  • the side surface 1013Pz on the inner side in the X direction of the support substrate 1013P and the side surface 1014Pz on the inner side in the X direction of the oxide film layer 1014P are inclined toward the end 1012y (inward in the X direction) as they move upward.
  • the side surface 1013Pz and the side surface 1014Pz have a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1013Pz and the side surface 1014Pz are rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 1012 corresponding to the oxide film layer 1014P can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the oxide film layer is in contact with the lower surface 1012b of the substrate 1012 at a right angle.
  • FIG. 81 is a bottom view of a sound wave generating device 1001Q according to a seventh modified example of the ninth embodiment.
  • the piezoelectric film device of the sound wave generating device 1001Q shown in FIG. 81 is similar to the piezoelectric film device 1002 in terms of configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in that it has a weight portion 1050Q instead of the weight portion 1050.
  • Plummet 1050Q unlike plummet 1050, is not provided over the entire area (between both ends) of underside 1012b of substrate 1012 in the Y direction, but is provided only in the central area excluding both ends in the Y direction of underside 1012b.
  • plummet 1050Q is not provided over the entire area between a pair of second portions 1010y, 1010y, which are beams extending along the X direction at both ends in the Y direction, but is provided only in the central area between the pair of second portions 1010y, 1010y.
  • This plummet 1050Q can also reduce stress concentration in substrate 1012, similar to plummet 1050, etc.
  • FIG. 82 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002F included in the sound wave generating device 1001F according to the tenth embodiment.
  • FIG. 82 shows a simplified configuration of the sound wave generating device 1001F, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013 and oxide film layer 1014 constituting the support portion 1011, the substrate 1012, the piezoelectric film 1021, the weight portion 1050F, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002F is similar to the piezoelectric film device 1002 in the configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in that it has the weight portion 1050F instead of the weight portion 1050.
  • FIG. 83 is a bottom view of the sound wave generating device 1001F according to the tenth embodiment.
  • the weight portion 1050F has a first portion 1050x and a second portion 1050y that are spaced apart from each other.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y are arranged side by side in the X direction.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y are provided over the entire area in the Y direction on the lower surface 1012b of the substrate 1012.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y may both have the same dimensions as the weight portion 1050.
  • the piezoelectric film device 1002F has a first portion 1050x and a second portion 1050y as a configuration equivalent to the two weight portions 1050.
  • the first portion 1050x may, for example, have the same position in the X direction (the distance from the support portion 11) as the weight portion 1050.
  • the second portion 1050y may be provided at a position spaced apart from the first portion 1050x in the X direction by a distance approximately equal to the distance between the support portion 1011 and the first portion 1050x.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y may be configured as weight portions arranged side by side in the X direction, and the dimensions and positions are not limited to those described above.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y may have dimensions different from those of the weight portion 1050.
  • the first portion 1050x and the second portion 1050y may have dimensions different from each other.
  • the distance between the support portion 1011 and the first portion 1050x in the X direction may be different from the distance between the support portion 1011 and the weight portion 1050.
  • the distance between the support portion 1011 and the first portion 1050x and the distance between the first portion 1050x and the second portion 1050y in the X direction may be different from each other.
  • the weight portion 1050F may have one or more other weight portions in addition to the first portion 1050x and the second portion 1050y.
  • the first portion 1050x, the second portion 1050y, and one or more weight portions may be arranged side by side in the X direction.
  • the weight portion 1050F has a first portion 1050x and a second portion 1050y that are spaced apart from each other. In this way, the weight portion 1050F has a plurality of portions that are spaced apart from each other, which increases the degree of freedom in the positioning of the weight portion and allows stress concentration to be alleviated more flexibly.
  • first portion 1050x and the second portion 1050y are arranged side by side in the X direction.
  • the weight portion can be distributed and arranged at multiple positions in the X direction, and stress concentration at the base of the cantilever structure in the X direction can be more effectively alleviated.
  • Figure 84 is a bottom view of a sound wave generating device 1001G according to a first modified example of the tenth embodiment.
  • the piezoelectric film device 1002G included in the sound wave generating device 1001G is similar to the piezoelectric film device 1002F in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 102F in having the weight portion 1050G instead of the weight portion 1050F.
  • the weight portion 1050G has a first portion 1050v and a second portion 1050w that are separated from each other.
  • the first portion 1050v and the second portion 1050w are located at the same position in the X direction and are arranged side by side in the Y direction.
  • the first portion 1050v is provided from one end of the lower surface 1012b of the substrate 1012 in the Y direction toward the center in the Y direction.
  • the second portion 1050w is provided from the other end of the lower surface 1012b of the substrate 1012 in the Y direction toward the center in the Y direction.
  • the lengths of the first portion 1050v and the second portion 1050w in the Y direction are the same, and neither of them reaches the center in the Y direction of the lower surface 1012b of the substrate 1012.
  • the first portion 1050v and the second portion 1050w may have the same dimensions in the X direction and the Z direction as the weight portion 1050.
  • the first part 1050v and the second part 1050w may be configured as weight parts arranged side by side in the Y direction, and the dimensions and positions are not limited to the above.
  • the first part 1050v and the second part 1050w may have dimensions in the X direction and Z direction different from the weight part 1050.
  • the first part 1050v and the second part 1050w may have dimensions different from each other.
  • the weight part 1050G may have one or more other weight parts in addition to the first part 1050v and the second part 1050w.
  • the first part 1050v, the second part 1050w, and one or more weight parts may be arranged side by side in the Y direction.
  • the first part 1050v and the second part 1050w may be arranged side by side in the Y direction, and one or more other weight parts may be arranged side by side with the first part 1050v and the second part 1050w in the X direction.
  • the first portion 1050v and the second portion 1050w are arranged side by side in the Y direction.
  • the weight portion can be distributed and arranged at multiple positions in the Y direction, and stress concentration at the base of the cantilever structure in the Y direction can be more effectively alleviated.
  • the piezoelectric film device 1002H included in the sound wave generating device 1001H according to the 11th embodiment will be described.
  • the sound wave generating device has been described as including a pair of piezoelectric film devices, but the configuration of the sound wave generating device is not limited to this.
  • the sound wave generating device 1001H according to the 11th embodiment includes only one piezoelectric film device 1002H.
  • differences from the above-mentioned piezoelectric film device 1002 and the like will be mainly described, and overlapping descriptions will be omitted.
  • Figure 85 is a perspective view of the sound wave generating device 1001H according to the eleventh embodiment, as viewed from above.
  • Figure 86 is a perspective view of the sound wave generating device 1001H, as viewed from below.
  • Figure 87 is a plan view of the sound wave generating device 1001H.
  • Figure 88 is a bottom view of the sound wave generating device 1001H.
  • Figure 89 is a perspective view of the sound wave generating device 1001H during a displacement operation, as viewed from above.
  • Figure 90 is a longitudinal cross-sectional view of the sound wave generating device taken along line XXXIV-XXXIV in Figure 87.
  • the sound wave generating device 1001H is roughly the same as the sound wave generating device 1001 shown in Figs. 55 to 60, but divided in half in the X direction (divided along the slit 93).
  • the sound wave generating device 1001H has a substrate portion 1010H that is generally rectangular in plan view, and a piezoelectric portion 1020H that is layered on the substrate portion 1010H.
  • the substrate portion 1010H has a first portion 1010Hx and a pair of second portions 1010Hy, 1010Hy arranged to sandwich the first portion 1010Hx in the Y direction.
  • the first portion 1010Hx is a mounting portion of the substrate portion 1010H on which the piezoelectric portion 1020H is mounted.
  • the first portion 1010Hx is a generally rectangular portion in plan view sandwiched between the pair of second portions 1010Hy, 1010Hy in the Y direction.
  • the second portion 1010Hy is a non-mounting portion on which the piezoelectric portion 1020H is not mounted.
  • the pair of second portions 1010Hy, 1010Hy are portions formed along the X direction at both ends of the substrate portion 1010H in the Y direction.
  • the piezoelectric part 1020H is not mounted on the second part 1010Hy, but a portion of the piezoelectric part 1020H may be mounted on the second part 1010Hy.
  • a first hole 1090H is formed in the lower surface 1013Hb of the first portion 1010Hx.
  • the first hole 1090H is formed in the entire area in the X direction except for the support portion 1011H at one end of the substrate portion 1010H.
  • the piezoelectric portion 1020H is provided over the entire first portion 1010Hx as shown in FIG. 85. Note that in the example shown in FIG. 85 etc., the piezoelectric portion 1020H is provided over the entire first portion 1010Hx, but for example, the piezoelectric portion 1020H may be provided over an area excluding both ends of the first portion 1010Hx in the X direction.
  • a pair of slits 1094H, 1094H is formed along the X direction.
  • the slits 1094H, 1094H are formed along the X direction at the boundary between the second part 1010Hy, 1010Hy and the first part 1010Hx in the Y direction, and are formed so as to penetrate the first part 1010Hx in the Z direction. Due to the formation of the slits 1094H, 1094H, the structure in which the piezoelectric part 1020H is stacked on the first part 1010Hx is separated from the second part 1010Hy, 1010Hy in the region in which the slits 1094H, 1094H are formed.
  • the structure in which the piezoelectric part 1020H is stacked on the first part 1010Hx constitutes one piezoelectric film device 1002H that can be displaced up and down, as shown in FIG. 89.
  • the piezoelectric film device 1002H has a configuration in which the piezoelectric part 1020H and the like are cantilever-supported on the support part 1011H of the substrate part 1010H.
  • the sound wave generating device 1001H has one piezoelectric film device 1002H.
  • the piezoelectric film device 102H has a support portion 1011H (support substrate 1013H and oxide film layer 1014H), a substrate 1012H, a piezoelectric film 1021H, a protective film 1022H, an insulating film 1023H, wiring electrodes 1031H, 1032H, an upper electrode 1033H, and a lower electrode 1034H.
  • the support portion 1011H and the substrate 1012H constitute the first portion 1010Hx.
  • the piezoelectric film 1021H, the protective film 1022H, the insulating film 1023H, the wiring electrodes 1031H, 1032H, the upper electrode 1033H, and the lower electrode 1034H constitute the piezoelectric portion 1020H.
  • the support portion 1011H, substrate 1012H, piezoelectric film 1021H, protective film 1022H, insulating film 1023H, wiring electrodes 1031H, 1032H, upper electrode 1033H, and lower electrode 1034H of the piezoelectric film device 1002H are configured similarly to the support portion 1011, substrate 1012, piezoelectric film 1021, protective film 1022, insulating film 1023, wiring electrodes 1031, 1032, upper electrode 1033, and lower electrode 1034 of the piezoelectric film device 1002 described above, respectively, and therefore will not be described.
  • the piezoelectric film device 1002H further includes a weight portion, similar to one of the piezoelectric film devices 1002 included in the pair of piezoelectric film devices 1002, 1002 described above.
  • the piezoelectric film device 1002H includes a weight portion 1050H, which has a similar configuration to the weight portion 1050.
  • the plummet 1050H is provided on the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H.
  • the plummet 1050H is provided in a region 1012Hn of the lower surface 1012Hb (a region that is not supported by the upper surface 1014Ha of the oxide film layer 1014H of the support portion 1011H) away from the support portion 1011H.
  • a second hole 1098H is formed in the region between the plummet 1050H and the support portion 1011H.
  • the weight portion 1050H has a layered structure including a semiconductor layer 1053H, which corresponds to the support substrate 1013H of the support portion 1011H, and an oxide film layer 1054H, which corresponds to the oxide film layer 1014H of the support portion 1011H.
  • the plummet 1050H is provided on the region 1012Hf (the region supported by the upper surface 1014Ha of the oxide film layer 1014H of the support 1011H) side from the center of the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H in the X direction (see FIG. 90).
  • the distance between the support 1011H and the plummet 1050H in the X direction may be, for example, 30% or less of the total length of the region 1012Hn in the X direction, or may be 8% or less.
  • the distance between the support 1011H and the plummet 1050H in the X direction may be, for example, 4% or more of the total length of the region 1012Hn in the X direction. In other words, the distance between the support 1011H and the plummet 1050H in the X direction may be, for example, within a range of 4% to 8% of the total length of the region 1012Hn in the X direction.
  • the length of the weight 1050H in the Z direction is the same as the length of the support 1011H in the Z direction (the thickness of the support 1011H).
  • “same” does not only mean that they are completely the same, but may also mean that they differ by, for example, about a few percent.
  • the length of the weight 1050H and the support 1011H in the Z direction may be about 200 ⁇ m.
  • the length of the weight 1050H and the support 1011H in the Z direction may be within a range of 50 ⁇ m to 625 ⁇ m.
  • the length of the weight 1050H in the Z direction is longer than the length of the substrate 1012H in the Z direction (the thickness of the substrate 12).
  • the length of the weight 1050H in the Z direction may be four times or more the length of the substrate 1012H in the Z direction. Note that the length of the weight 1050H and the support 1011H in the Z direction is not limited to the above.
  • the weight portion 1050H is provided across both ends in the Y direction on the underside 1012Hb of the substrate 1012H. That is, the weight portion 1050H is provided across the entire area in the Y direction on the underside 1012Hb of the substrate 1012H.
  • the length in the Y direction of the weight portion 1050H is the same as the length in the Y direction of the support portion 1011H and the length in the Y direction of the substrate 1012H.
  • the length in the Y direction of the weight portion 1050H and the support portion 1011H may be approximately 2 mm.
  • the length in the Y direction of the weight portion 1050H and the support portion 1011H may be within a range of 50 ⁇ m to 2 mm. Note that the length in the Y direction of the weight portion 1050H and the support portion 1011H is not limited to the above. Furthermore, the weight portion 1050H does not have to be provided over the entire area in the Y direction on the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H.
  • the length of the weight portion 1050H in the Y direction is longer than the length of the weight portion 1050H in the X direction, as shown in FIG. 88.
  • the length of the weight portion 1050H in the X direction may be within a range of 10 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the length of the weight portion 1050H in the X direction is not limited to the above.
  • the plumb portion 1050H is disposed symmetrically in the Y direction with respect to the center of the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H in the Y direction. That is, when viewed from the center of the lower surface 1012Hb in the Y direction, the plumb portion 1050H has the same length on one side and the same length on the other side in the Y direction.
  • “same” does not only mean that they are completely the same, but may also include cases where they differ by, for example, about a few percent.
  • the weight portion 1050H is not fixed to the mounting surface 1500a (see FIG. 61) of the mounting member 1500. That is, in the piezoelectric film device 1002H, only the lower surface 1013Hb of the support substrate 1013H of the support portion 1011H is fixed to the mounting surface 1500a (see FIG. 61), and the weight portion 1050H is not fixed to the mounting surface 1500a (see FIG. 61).
  • FIGS. 91 to 95 are cross-sectional views showing the manufacturing procedure for the sound wave generating device 1001H.
  • a substrate portion 1010H is prepared on which an insulating film 1023H, a lower electrode 1034H, a piezoelectric film 1021H, and an upper electrode 1033H are formed in this order, and each layer is processed so that the insulating film 1023H, the lower electrode 1034H, the piezoelectric film 1021H, and the upper electrode 1033H are arranged over a wide area in the X direction in this order, as shown in FIG. 91.
  • a protective film 1022H is formed on each of the above-mentioned layers (see FIG. 92), wiring electrodes 1031H, 1032H are formed and processed (see FIG. 93), the substrate 1012H and insulating film 1023H are processed (see FIG. 94), the lower surface 1010Hb of the substrate portion 1010H is ground to make it thinner (see FIG. 95), and finally, silicon processing is performed by etching to remove a portion of the support substrate 1013H and the oxide film layer 1014H to form the first hole portion 1090H and the second hole portion 1098H, the above-mentioned substrate 1012H and support portion 1011H are formed, and the weight portion 1050H is formed (see FIG. 90).
  • one piezoelectric film device 1002H is completed (see FIG. 90).
  • the stress applied to the substrate 1012H supporting the piezoelectric film 1021H can be appropriately alleviated, just like in the sound wave generating device 1001 having a pair of piezoelectric film devices 1002, 1002.
  • FIG. 96 is a cross-sectional view that shows a piezoelectric film device 1002I included in a sound wave generating device 1001I according to a first modified example of the eleventh embodiment.
  • the configuration of the piezoelectric film device 1002I is shown in a simplified form, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H, substrate 1012H, piezoelectric film 1021H, weight portion 1050I, and power source 1080 that constitute the support portion 1011H is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002I is similar to the piezoelectric film device 1002H in the configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in that it has the weight portion 1050I instead of the weight portion 1050H.
  • the weight 1050I has the same configuration as the weight 1050H, except that the length in the Z direction is shorter than that of the weight 1050H.
  • the length in the Z direction of the weight 1050I is shorter than the length in the Z direction of the support 1011H. This configuration can prevent the weight 1050I from interfering with the movement of the substrate 1012H, which is displaced together with the piezoelectric film 1021H. If the length in the Z direction of the weight is equal to or longer than the length in the Z direction of the support 1011H, it is possible that the weight will come into contact with the installation surface 1500a (see FIG. 61) or the like during the up and down movement of the substrate 1012H. In this regard, by making the length in the Z direction of the weight 1050I shorter than the length in the Z direction of the support 1011H, the weight 1050I is prevented from interfering with the up and down movement of the substrate 1012H.
  • the length of the weight 1050I in the Z direction is at least longer than the length of the substrate 1012H in the Z direction.
  • the length of the weight 1050I in the Z direction may be four times or more the length of the substrate 1012H in the Z direction.
  • the length of the weight 1050I in the Z direction may be 50 ⁇ m or more.
  • the length of the weight 1050I in the Z direction may be 1 ⁇ 4 or more, or 1 ⁇ 2 or more, of the length of the support 1011H in the Z direction.
  • the length of the weight 1050I in the Z direction may be 50 ⁇ m or more, or 100 ⁇ m or more.
  • FIG. 97 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002J included in a sound wave generating device 1001J according to a second modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 97 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002J, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H constituting the support portion 1011H, the substrate 1012H, the piezoelectric film 1021H, the weight portion 1050J, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002J is similar to the piezoelectric film device 1002H in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002 in having the weight portion 1050J instead of the weight portion 1050H.
  • Plummet portion 1050J has the same configuration as plummet portion 1050H, except that the distance between plummet portion 1050J and support portion 1011H in the X direction is different. As shown in FIG. 97, for example, plummet portion 1050J is provided closer to end portion 1012Hy than the center of the lower surface of substrate 1012H in the X direction, and the distance between plummet portion 1050J and support portion 1011H in the X direction is larger than that of plummet portion 1050H. In this way, even in a configuration in which plummet portion 1050J is provided on the end portion 1012Hy side of substrate 1012H, stress concentration in substrate 1012H can be alleviated by adjusting the dimensions of plummet portion 1050J.
  • FIG. 98 is a bottom view of a sound wave generating device 1001K according to a third modified example of the eleventh embodiment.
  • the piezoelectric film device 1002K of the sound wave generating device 1001K is similar to the piezoelectric film device 1002H in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in having a weight portion 1050K instead of the weight portion 1050H.
  • the weight portion 1050K has an edge 1050Kx on the inside in the X direction at the upper end that contacts the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H, which has a curve when viewed from below, as shown in Figure 98.
  • the edge 1050Kx is curved over its entirety when viewed from below, but is not limited to this and it is sufficient that at least a portion of it is curved.
  • the edge 1050Kx has a curve that, when viewed from below, is positioned further inward in the X direction of the sound wave generating device 1K as it moves from the center in the Y direction toward the end.
  • the curve of the edge 1050Kx is not limited to the form shown in FIG. 98, and may be other curves.
  • the edge 1050Kx on the inside in the X direction at the upper end of the weight portion 1050K has a curve when viewed from below, for example, the directions of stress at each point constituting the curve are less likely to coincide with each other. This makes it possible to reduce the stress applied to the substrate 12H in contact with the edge 1050Kx.
  • FIG. 99 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002L included in a sound wave generating device 1001L according to a fourth modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 99 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002L, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H constituting the support portion 1011H, the substrate 1012H, the piezoelectric film 1021H, the weight portion 1050L, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002L is similar to the piezoelectric film device 1002H in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in having the weight portion 1050L instead of the weight portion 1050H.
  • the side surface 1050Lz on the inside in the X direction of the weight portion 1050L is inclined toward the end portion 1012Hy (inside in the X direction) as it extends upward. As shown in FIG. 99, the side surface 1050Lz has a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1050Lz is rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 1012H corresponding to the weight portion 1050L can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H at a right angle.
  • FIG. 100 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002M included in a sound wave generating device 1001M according to a fifth modified example of the eleventh embodiment.
  • FIG. 100 shows a simplified configuration of the piezoelectric film device 1002M, and specifically omits the illustration of configuration other than the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H constituting the support portion 1011H, the substrate 1012H, the piezoelectric film 1021H, the weight portion 1050M, and the power source 1080.
  • the piezoelectric film device 1002M is similar to the piezoelectric film device 1002H in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in having the weight portion 1050M instead of the weight portion 1050H.
  • the side surface 1050Mz on the inner side in the X direction of the weight portion 1050M is inclined toward the end portion 1012Hy (inward in the X direction) as it extends upward.
  • the side surface 1050Mz has a vertical portion 1050Mt that extends vertically when viewed from the Y direction, and an extension portion 1050Ms that is continuous with the upper end of the vertical portion 1050Mt and extends upward while inclining toward the end portion 1012y.
  • the extension portion 1050Ms is formed in a straight line when viewed from the Y direction.
  • the extension portion 1050Ms of the side surface 1050Mz is inclined toward the end portion 1012Hy as it extends upward, so that the stress applied to the substrate 1012H corresponding to the weight portion 1050M can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H at a right angle.
  • FIG. 101 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002R included in a sound wave generating device 1001R according to a sixth modified example of the eleventh embodiment.
  • the configuration of the piezoelectric film device 1002R is simplified, and specifically, the configuration other than the support substrate 1013R and oxide film layer 1014R constituting the support portion 1011R, the substrate 1012H, the piezoelectric film 1021H, the weight portion 1050R, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002R is similar to the piezoelectric film device 1002H in the configuration other than the support portion and the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in that it has the support substrate 1013R and oxide film layer 1014R constituting the support portion 1011R instead of the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H constituting the support portion 1011H, and has the weight portion 1050R instead of the weight portion 1050H.
  • the side surface 1050Rz on the outer side in the X direction of the weight portion 1050R is inclined outward in the X direction as it extends upward. As shown in FIG. 101, the side surface 1050Rz has a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1050Rz is rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 1012H corresponding to the weight portion 1050R can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the weight portion is in contact with the lower surface 12Hb of the substrate 1012H at a right angle.
  • the side surface 1013Rz on the inner side in the X direction of the support substrate 1013R and the side surface 1014Rz on the inner side in the X direction of the oxide film layer 1014R are inclined inward in the X direction as they go upward.
  • the side surface 1013Rz and the side surface 1014Rz have a curve when viewed from the Y direction. In other words, the side surface 1013Rz and the side surface 1014Rz are rounded with an R.
  • the stress applied to the substrate 101012H corresponding to the oxide film layer 1014R can be alleviated compared to a configuration in which the side surface of the oxide film layer is in contact with the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H at a right angle.
  • Fig. 102 is a bottom view of a sound wave generating device 1001S according to a seventh modified example of the eleventh embodiment.
  • the piezoelectric film device of the sound wave generating device 1001S shown in Fig. 102 is similar to the piezoelectric film device 1002H in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in having a weight portion 1050S instead of the weight portion 1050H.
  • the weight portion 1050S is not provided over the entire area (between both ends) in the Y direction on the underside 1012Hb of the substrate 1012H, but is provided only in the central area excluding both ends in the Y direction on the underside 1012Hb.
  • the weight portion 1050S is not provided over the entire area between the pair of second portions 1010Hy, 1010Hy, which are beams extending along the X direction at both ends in the Y direction, but is provided only in the central area between the pair of second portions 1010Hy, 1010Hy.
  • This weight portion 1050S can also reduce stress concentration in the substrate 1012H, similar to the weight portion 1050H, etc.
  • FIG. 103 is a cross-sectional view showing a piezoelectric film device 1002N included in a sound wave generating device 1001N according to the twelfth embodiment.
  • FIG. 103 shows a simplified configuration of the sound wave generating device 1001N. Specifically, the configuration other than the support substrate 1013H and oxide film layer 1014H constituting the support portion 1011H, the substrate 1012H, the piezoelectric film 1021H, the weight portion 1050N, and the power source 1080 is omitted.
  • the piezoelectric film device 1002N is similar to the piezoelectric film device 1002H in the configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002H in that it has the weight portion 1050N instead of the weight portion 1050H.
  • FIG. 104 is a bottom view of the sound wave generating device 1001N according to the twelfth embodiment.
  • the weight portion 1050N has a first portion 1050Nx and a second portion 1050Ny that are spaced apart from each other.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny are arranged side by side in the X direction.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny are provided over the entire area in the Y direction on the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny may both have the same dimensions as the weight portion 1050H.
  • the piezoelectric film device 1002N has a first portion 1050Nx and a second portion 1050Ny as a configuration equivalent to the two weight portions 1050H.
  • the position of the first portion 1050Nx in the X direction may be the same as that of the weight portion 1050H.
  • the second portion 1050Ny may be provided at a position spaced apart from the first portion 1050Nx in the X direction by a distance approximately equal to the distance between the support portion 1011H and the first portion 1050Nx.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny may be configured as weight portions arranged side by side in the X direction, and the dimensions and positions are not limited to those described above.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny may have dimensions different from those of the weight portion 1050H.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny may have dimensions different from each other.
  • the distance between the support portion 1011H and the first portion 1050Nx in the X direction may be different from the distance between the support portion 1011H and the weight portion 1050H.
  • the distance between the support portion 1011H and the first portion 1050Nx and the distance between the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny in the X direction may be different from each other.
  • the weight portion 1050N may have one or more other weight portions in addition to the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny.
  • the first portion 1050Nx, the second portion 1050Ny, and the one or more weight portions may be arranged side by side in the X direction.
  • the weight portion 1050N has a first portion 1050Nx and a second portion 1050Ny that are spaced apart from each other.
  • the weight portion 1050N has multiple portions that are spaced apart from each other, which increases the degree of freedom in arranging the weight portion and allows for more flexible relaxation of stress concentration.
  • the first portion 1050Nx and the second portion 1050Ny are arranged side by side in the X direction. With this configuration, the portions of the weight portion can be dispersed and arranged at multiple positions in the X direction, and stress concentration at the base portion of the cantilever beam structure in the X direction can be more effectively alleviated.
  • Fig. 105 is a bottom view of a sound wave generating device 1001O according to a first modified example of the twelfth embodiment.
  • the piezoelectric film device 1002O included in the sound wave generating device 1001O is similar to the piezoelectric film device 1002N in configuration other than the weight portion, and differs from the piezoelectric film device 1002N in having the weight portion 1050O instead of the weight portion 1050N.
  • the weight portion 1050O has a first portion 1050Ov and a second portion 1050Ow that are spaced apart from each other.
  • the first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow are located at the same position in the X direction and are arranged side by side in the Y direction.
  • the first portion 1050Ov is provided from one end of the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H in the Y direction toward the center in the Y direction.
  • the second portion 1050Ow is provided from the other end of the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H in the Y direction toward the center in the Y direction.
  • the lengths of the first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow in the Y direction are the same, and neither of them reaches the center in the Y direction of the lower surface 1012Hb of the substrate 1012H.
  • the first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow may both have the same dimensions in the X and Z directions as the weight portion 1050N.
  • the first part 1050Ov and the second part 1050Ow may be configured as weight parts arranged side by side in the Y direction, and the dimensions and positions are not limited to those described above.
  • the first part 1050Ov and the second part 1050Ow may have dimensions in the X direction and Z direction different from those of the weight part 1050N.
  • the first part 1050Ov and the second part 1050Ow may also have dimensions different from each other.
  • the weight part 1050O may have one or more other weight parts in addition to the first part 1050Ov and the second part 1050Ow.
  • the first part 1050Ov, the second part 1050Ow, and one or more weight parts may be arranged side by side in the Y direction.
  • first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow may be arranged side by side in the Y direction, and one or more other weight portions may be arranged side by side with the first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow in the X direction.
  • the first portion 1050Ov and the second portion 1050Ow are arranged side by side in the Y direction.
  • the weight portion can be distributed and arranged at multiple positions in the Y direction, and stress concentration at the base of the cantilever structure in the Y direction can be more effectively alleviated.
  • FIG. 106 is a cross-sectional view that shows the operation of a piezoelectric film device 1602 included in a speaker device 1601 (transducer) according to the thirteenth embodiment.
  • FIG. 106 for convenience of explanation, the configuration of the speaker device 1601 is shown in a simplified form.
  • the configuration of the piezoelectric film device 1602 included in the speaker device 1601 is omitted from the illustration except for the support substrate 1613 and oxide film layer 1614 constituting the support portion 1611, the substrate 1612, the piezoelectric film 1621, the weight portion 1650, and the power source 1080.
  • the speaker device 1601 includes a pair of piezoelectric film devices 1602, 1602.
  • the cross-sectional structure of the piezoelectric film device 1602 included in the speaker device 1601 may be the same as the piezoelectric film device 2 included in the above-mentioned sound wave generating device 1001. In the example shown in Fig.
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 1602 is the same as the piezoelectric film device 2 (see Fig. 60).
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 1602 may be the same as any of the above-mentioned piezoelectric film devices 1002A to 1002G.
  • the piezoelectric film device 1602 included in the speaker device 1601 has the same cross-sectional structure as the piezoelectric film device 1002 included in the sound wave generating device 1001, for example, but has different operating conditions.
  • the piezoelectric film 1621 In the piezoelectric film device 1602 of the speaker device 1601 shown in FIG. 106, when a voltage is applied to the piezoelectric film 1621, the piezoelectric film 1621 is deformed due to the inverse piezoelectric effect. Specifically, the piezoelectric film 1621 and the end 1612y side of the substrate 1612 vibrate up and down. In the piezoelectric film device 1602, the piezoelectric film 1621 and the end 1612y side of the substrate 1612 vibrate up and down, causing the air to vibrate.
  • the operating conditions of the piezoelectric film device 1602 are set in advance to generate air vibrations that generate desired sound waves, so that desired sound waves can be generated in response to the application of a voltage.
  • Such a speaker device 1601 includes the above-mentioned piezoelectric film device 1602, and therefore can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 1612 supporting the piezoelectric film 1621. Furthermore, in the speaker device 1601, sound waves of multiple frequencies are generated, and depending on the frequency, the amount of displacement of the substrate 1612 in response to the deformation of the piezoelectric film device 1602 becomes large. However, in the speaker device 1601, the above-mentioned piezoelectric film device 1602 can appropriately alleviate the stress applied to the substrate 1612, so that sound waves of the desired frequency can be appropriately generated without causing damage to the substrate 1612.
  • Fig. 107 is a cross-sectional view that illustrates the operation of a piezoelectric film device 1602H included in the speaker device 1601H according to the fourteenth embodiment.
  • the speaker device 1601 is described as including a pair of piezoelectric film devices 1602, 1602, but the configuration of the speaker device is not limited to this.
  • the speaker device 1601H according to the fourteenth embodiment includes only one piezoelectric film device 1602H.
  • the shape (cross-sectional structure, etc.) of the piezoelectric film device 1602H may be the same as that of the above-mentioned piezoelectric film device 1602, or may be the same as any of the above-mentioned piezoelectric film devices 1002H to 1002O. Even in such a configuration, the desired sound waves can be generated in response to the application of a voltage by setting the operating conditions of the piezoelectric film device 1602H in advance so as to generate air vibrations that generate the desired sound waves.
  • piezoelectric film device is not limited to sound wave generating devices and speaker devices, but may also be, for example, various other transducers, MEMS mirrors, inkjet heads, etc.
  • a substrate having a first surface and a second surface facing in opposite directions;
  • a support portion having a support surface that supports the first surface;
  • a piezoelectric film provided on the second surface and displaced together with the substrate in response to application of a voltage;
  • the substrate has, as a region of the first surface, a first region supported by the support surface and fixed to the support surface at a first end side in a first direction parallel to the first surface, and a second region not supported by the support surface at a second end side opposite to the first end side in the first direction,
  • a piezoelectric film device wherein the edge portion of the support surface supporting the first region at the second end side has a curve when viewed from a second direction that intersects with the support surface.
  • Appendix 2 First embodiment, FIG. 4
  • FIG. 7 A piezoelectric film device as described in Appendix 1, wherein the edge portion has a curve that is positioned closer to the second end portion as it approaches the center when viewed from the second direction.
  • the supporting portion has a laminated structure including a semiconductor layer and an oxide layer, A piezoelectric film device described in any one of appendix 1 to 3, wherein the oxide layer has the support surface.
  • a substrate having a first surface and a second surface facing in opposite directions;
  • a support portion having a support surface that supports the first surface and a ground surface that faces in a direction opposite to the direction in which the support surface faces;
  • a piezoelectric film provided on the second surface and displaced together with the substrate in response to application of a voltage;
  • the substrate has, as a region of the first surface, a first region supported by the support surface and fixed to the support surface at a first end side in a first direction parallel to the first surface, and a second region not supported by the support surface at a second end side opposite to the first end side in the first direction,
  • a piezoelectric membrane device wherein the area of the support surface is greater than the area of the ground surface.
  • Appendix 6, Second embodiment, FIG. 22 A piezoelectric film device as described in Appendix 6, wherein the area of the support surface is larger than the cross-sectional area of the support portion other than the support surface in a direction parallel to the support surface.
  • FIG. 22 A piezoelectric film device as described in Appendix 5 or Appendix 6, wherein the side surface of the support portion on the second end side has an extension portion that slopes toward the second end side as it moves from the ground surface to the support surface.
  • FIG. 22 A piezoelectric film device as described in Appendix 7, wherein the extension portion has a curve when viewed from the first direction and a third direction intersecting the second direction, which is a direction intersecting the support surface.
  • FIG. 24 A piezoelectric film device as described in Appendix 7, wherein the extension portion has a straight line when viewed from the first direction and a third direction that intersects with the second direction, which is a direction that intersects with the support surface.
  • FIGS. 27 and 28 A piezoelectric film device described in any one of claims 7 to 9, wherein the edge portion on the second end side of the support surface supporting the first region has a curve when viewed from a second direction which is a direction intersecting the support surface.
  • the supporting portion has a laminated structure including a semiconductor layer and an oxide layer, A piezoelectric film device described in any one of appendix 7 to 9, wherein the oxide layer constitutes at least a part of the extension portion.
  • Appendix 13 First to Sixth Embodiments, FIG. 10
  • An ultrasonic device as described in Appendix 12, comprising a pair or one of the piezoelectric membrane devices.
  • FIGS. 53 and 54 A speaker device comprising the piezoelectric film device according to any one of claims 1 to 11.
  • a speaker device as described in claim 14, comprising a pair or one of the piezoelectric membrane devices.
  • a substrate having a first surface and a second surface facing in opposite directions; A support portion that supports the first surface and is fixed to an installation surface; a piezoelectric film provided on the second surface and displaced together with the substrate in response to application of a voltage; A weight portion provided on the first surface, the substrate has, as a region of the first surface, a first region supported by the support portion on a first end side in a first direction parallel to the first surface, and a second region not supported by the support portion on a second end side opposite the first end side in the first direction relative to the first region, A piezoelectric film device, wherein the weight portion is provided in the second region and spaced apart from the support portion.
  • FIG. 60 A piezoelectric film device as described in Appendix 16 or 17, wherein the length of the weight portion in a second direction perpendicular to the first surface is the same as the length of the support portion in the second direction.
  • FIG. 60 A piezoelectric film device described in any one of Appendices 16 to 25, wherein the weight portion is made of the same material as the support portion.
  • FIG. 74 A piezoelectric film device described in any one of Appendixes 16 to 30, wherein the distance between the support portion and the weight portion in the first direction is 4% or more of the length of the second region in the first direction.
  • Appendix 32 9th embodiment, FIG. 60
  • a transducer comprising the piezoelectric membrane device described in any one of appendix 16 to 33.
  • oxide film layer (oxide layer), 14a, 14Da, 14Ea, 14Fa, 14Ga, 14La, 14Ma, 14Na, 14Oa, 1014a, 1014Ha... upper surface (support surface), 14c, 14Hc... center, 14e, 14He... end, 14m, 14Hm... midpoint, 14s, 14Hs... peak, 14t, 14Ht... valley, 14v, 14Hv... midpoint, 14x, 14Dx, 14Ex, 14Fx, 14Gx, 14Hx, 14Lx, 14Mx, 14Nx, 14Ox, 1014x...

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Abstract

圧電膜デバイスは、下面及び上面を有する基板と、基板の下面を支持する上面を有する支持部と、基板の上面に設けられ、電圧が印加されることに応じて基板と共に変位する圧電膜と、を備える。基板は、下面の領域として、Ｘ方向における端部において上面に支持されて上面に固定されている領域と、端部の反対の端部において上面に支持されていない領域と、を有する。そして、領域を支持する上面の端部側の縁部は、下方向から見て、曲線を有する。

Description

圧電膜デバイス、超音波用デバイス、スピーカーデバイス、トランスデューサ、及び圧電膜デバイスの製造方法
　本開示は、圧電膜デバイス、超音波用デバイス、スピーカーデバイス、トランスデューサ、及び圧電膜デバイスの製造方法に関する。
　特許文献１には、開口を有する基板と、基板に支持された圧電膜と、圧電膜の一方面に配置された上部電極と、圧電膜の他方面に配置された下部電極と、を有する圧電膜マイクロフォンが記載されている。
特開２０１７－２２５７６号公報
［概要］
　上述したような圧電膜を用いたデバイスとして、圧電膜が積層された基板の一端部側のみを支持部材で支持する片持ち梁構造のデバイスがある。このようなデバイスでは、電圧の印加に応じて圧電膜が変形し、圧電膜と基板とが共に変位する。ここで、圧電膜の変形に応じた基板等の変位量が大きくなると、片持ち梁構造の付け根部分（基板における支持部材との境界部分）に応力が集中し、基板が破損するおそれがある。
　本開示は、圧電膜を支持する基板に加わる応力を緩和することができる超音波用デバイス、及びスピーカーデバイス等のトランスデューサを提供する。
　本開示の一側面に係る圧電膜デバイスは、互いに反対方向を向いた第１面及び第２面を有する基板と、第１面を支持する支持面を有する支持部と、第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて基板と共に変位する圧電膜と、を備える。基板は、第１面の領域として、第１面に平行な第１方向における第１端部側において支持面に支持されて該支持面に固定されている第１領域と、第１方向における第１端部の反対の第２端部側において支持面に支持されていない第２領域と、を有する。第１領域を支持する支持面の第２端部側の縁部は、支持面に交差する方向である第２方向から見て、曲線を有する。
図１は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの平面斜視図である。 図２は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの底面斜視図である。 図３は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの平面図である。 図４は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの底面図である。 図５は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの変位動作時の状態を示す平面斜視図である。 図６は、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った超音波用デバイスの縦断面図である。 図７は、第１実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図８は、第１実施形態の第２変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図９は、第１実施形態の第３変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図１０は、図１に示される超音波用デバイスに含まれる一対の圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図１１は、第１実施形態に係る超音波用デバイスの製造手順の工程を示す断面図である。 図１２は、図１１に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１３は、図１２に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１４は、図１３に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１５は、図１４に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１６は、図１５に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１７は、図１６に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図１８は、比較例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図１９は、比較例に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図２０は、比較例に係る圧電膜デバイスにおける応力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図２１は、第１実施形態に係る圧電膜デバイスにおける応力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図２２は、第２実施形態に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図２３は、第２実施形態に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図２４は、第２実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図２５は、第２実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図２６は、第２実施形態に係る圧電膜デバイスにおける応力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図２７は、第３実施形態に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図２８は、第３実施形態に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図２９は、第３実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図３０は、第３実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図３１は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの平面斜視図である。 図３２は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの底面斜視図である。 図３３は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの平面図である。 図３４は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの底面図である。 図３５は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの変位動作時の状態を示す平面斜視図である。 図３６は、図３３におけるＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線に沿った超音波用デバイスの縦断面図である。 図３７は、第４実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図３８は、第４実施形態の第２変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図３９は、第４実施形態の第３変形例に係る超音波用デバイスの底面図である。 図４０は、第４実施形態に係る超音波用デバイスの製造手順の工程を示す断面図である。 図４１は、図４０に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図４２は、図４１に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図４３は、図４２に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図４４は、図４３に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図４５は、第５実施形態に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図４６は、第５実施形態に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図４７は、第５実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図４８は、第５実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図４９は、第６実施形態に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図５０は、第６実施形態に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図５１は、第６実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図５２は、第６実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイスの底面図である。 図５３は、第７実施形態に係るスピーカーデバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図５４は、第８実施形態に係るスピーカーデバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図５５は、第９実施形態に係る音波発生デバイスを上方から見た斜視図である。 図５６は、第９実施形態に係る音波発生デバイスを下方から見た斜視図である。 図５７は、第９実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。 図５８は、第９実施形態に係る音波発生デバイスの底面図である。 図５９は、第９実施形態に係る音波発生デバイスの変位動作時の状態を上方から見た斜視図である。 図６０は、図５７におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った音波発生デバイスの縦断面図である。 図６１は、図５５に示される音波発生デバイスに含まれる一対の圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図６２は、第９実施形態に係る音波発生デバイスの製造手順の工程を示す断面図である。 図６３は、図６２に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６４は、図６３に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６５は、図６４に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６６は、図６５に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６７は、図６６に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６８は、図６７に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図６９は、比較例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図７０は、比較例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図７１は、比較例に係る圧電膜デバイスにおける応力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図７２は、第９実施形態に係る圧電膜デバイスにおける応力分布のシミュレーション結果を示す図である。 図７３は、支持部と錘部との間の距離が第２領域の全長の８％とされた場合の錘部の形状毎のシミュレーション結果を示す図である。 図７４は、支持部と錘部との間の距離が第２領域の全長の４％とされた場合の錘部の形状毎のシミュレーション結果を示す図である。 図７５は、第９実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図７６は、第９実施形態の第２変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図７７は、第９実施形態の第３変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図７８は、第９実施形態の第４変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図７９は、第９実施形態の第５変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図８０は、第９実施形態の第６変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図８１は、第９実施形態の第７変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図８２は、第１０実施形態に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図８３は、第１０実施形態に係る音波発生デバイスの底面図である。 図８４は、第１０実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図８５は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスを上方から見た斜視図である。 図８６は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスを下方から見た斜視図である。 図８７は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスの平面図である。 図８８は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスの底面図である。 図８９は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスの変位動作時の状態を上方から見た斜視図である。 図９０は、図８７におけるＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線に沿った音波発生デバイスの縦断面図である。 図９１は、第１１実施形態に係る音波発生デバイスの製造手順の工程を示す断面図である。 図９２は、図９１に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図９３は、図９２に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図９４は、図９３に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図９５は、図９４に示される工程に続いて実施される工程を示す断面図である。 図９６は、第１１実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図９７は、第１１実施形態の第２変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図９８は、第１１実施形態の第３変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図９９は、第１１実施形態の第４変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図１００は、第１１実施形態の第５変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図１０１は、第１１実施形態の第６変形例に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図１０２は、第１１実施形態の第７変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図１０３は、第１２実施形態に係る音波発生デバイスに含まれる圧電膜デバイスを模式的に示す断面図である。 図１０４は、第１２実施形態に係る音波発生デバイスの底面図である。 図１０５は、第１２実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイスの底面図である。 図１０６は、第１３実施形態に係るスピーカーデバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。 図１０７は、第１４実施形態に係るスピーカーデバイスに含まれる圧電膜デバイスの動作を模式的に示す断面図である。
［詳細な説明］
　以下、図面を参照して実施形態について説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る超音波用デバイス１の平面斜視図である。図２は、超音波用デバイス１の底面斜視図である。図３は、超音波用デバイス１の平面図である。図４は、超音波用デバイス１の底面図である。図５は、超音波用デバイスの変位動作時の状態を示す平面斜視図である。超音波用デバイス１は、一対の圧電膜デバイス２，２を含むデバイスである。超音波用デバイス１は、圧電膜デバイス２の圧電膜２１（図６参照）の振動によって空気を振動させて超音波を発生させるデバイスである（詳細は後述）。圧電膜デバイス２は、例えば、圧電特性を利用したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスである。
　図１～図５に示されるように、超音波用デバイス１は、平面視略矩形の基板部１０と、基板部１０上に積層された圧電部２０と、を有する。以下では、平面視略矩形の基板部１０の長手方向をＸ方向（第１方向）、短手方向をＹ方向（第３方向）、Ｘ方向及びＹ方向に交差する方向（すなわち、基板部１０の厚さ方向）をＺ方向（第２方向）として説明する。Ｚ方向のうち、基板部１０を基準として圧電部２０が位置する方向を「上」、圧電部２０を基準として基板部１０が位置する方向を「下」として説明する。
　基板部１０は、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板により構成されている。基板部１０は、シリコンを含むその他の基板、例えば埋込酸化膜を有さないシリコン基板により構成されていてもよい。以下では、基板部１０がＳＯＩ基板により構成されているとして説明する。基板部１０は、第１部分１０ｘと、Ｙ方向において第１部分１０ｘを挟むように設けられた一対の第２部分１０ｙ、１０ｙと、を有する。第１部分１０ｘは、基板部１０における、圧電部２０が搭載される搭載部分である。第１部分１０ｘは、平面視略矩形状に形成されている。一対の第２部分１０ｙ、１０ｙは、圧電部２０が搭載されない非搭載部分である。一対の第２部分１０ｙ，１０ｙは、基板部１０のＹ方向の両端部においてＸ方向に沿って形成されている。なお、本実施形態では第２部分１０ｙに圧電部２０が搭載されていないとして説明するが、第２部分１０ｙに圧電部２０の一部が搭載されていてもよい。
　図２に示されるように、第１部分１０ｘにおける下面１３ｂのＸ方向中央部には、Ｚ方向において凹状の孔部９０が形成されている。孔部９０は、Ｚ方向において基板部１０を貫通しないように形成されている。孔部９０は、底面視において略レーストラック形状に形成されている。孔部９０の空間は、図２に示されるように、Ｙ方向において互いに対向する一対の第２部分１０ｙ、１０ｙのＹ方向内側の側面１０ｚ，１０ｚと、Ｘ方向において互いに対向するＸ方向両端部に形成された一対の支持部１１，１１（詳細は後述）のＸ方向内側の側面１１ｙ，１１ｙと、により区画されている。孔部９０は、領域によらずにＺ方向の寸法（すなわち深さ）が一定である。孔部９０は、Ｙ方向の両端部においてＸ方向の寸法が最も小さく、Ｙ方向の中央部に向かうにつれてＸ方向の寸法が徐々に大きくなっている。
　圧電部２０は、図１に示されるように、第１部分１０ｘの全域上に設けられている。図１等に示される例では、圧電部２０が第１部分１０ｘにおけるＸ方向及びＹ方向の全域上に設けられているが、例えば、圧電部２０は、第１部分１０ｘにおけるＸ方向の両端部を除いた領域上に設けられていてもよい。
　図１に示されるように、超音波用デバイス１においては、Ｙ方向に沿ったスリット９３と、Ｘ方向に沿った一対のスリット９４，９４とが形成されている。スリット９３は、超音波用デバイス１のＸ方向の中央部においてＹ方向に沿って形成されており、圧電部２０及び第１部分１０ｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット９３は、一対の第２部分１０ｙ、１０ｙ間においてＹ方向に沿って形成されている。スリット９３が形成されていることにより、第１部分１０ｘ上に圧電部２０が積層された構造は、Ｘ方向の中央部において２つに分離される。
　スリット９４，９４は、Ｙ方向における第２部分１０ｙ、１０ｙと第１部分１０ｘとの境界においてＸ方向に沿って形成されており、第１部分１０ｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット９４，９４は、図４に示されるように、Ｘ方向両端部に形成された一対の支持部１１，１１（詳細は後述）間においてＸ方向に沿って形成されている。スリット９４，９４が形成されていることにより、第１部分１０ｘ上に圧電部２０が積層された構造は、一対の支持部１１，１１間において第２部分１０ｙ、１０ｙから分離される。これにより、第１部分１０ｘ上に圧電部２０が積層された構造は、図５に示されるように、互いに独立して上下変位可能な一対の圧電膜デバイス２，２を構成する。一対の圧電膜デバイス２，２は、それぞれ、第１部分１０ｘの支持部１１において圧電部２０等が片持ち支持された構成である。一対の圧電膜デバイス２，２の詳細について、図６を参照して説明する。
　図６は、図３におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った超音波用デバイス１の縦断面図である。図３のＶＩ－ＶＩ線は、超音波用デバイスにおけるＹ方向の中央部においてＸ方向に沿った線である。超音波用デバイス１は、一対の圧電膜デバイス２，２を有する。一対の圧電膜デバイス２，２は互いに同じ構成である。圧電膜デバイス２は、支持部１１と、基板１２と、圧電膜２１と、保護膜２２と、絶縁膜２３と、配線電極３１，３２と、上部電極３３と、下部電極３４と、を有する。支持部１１及び基板１２は、第１部分１０ｘの構成である。圧電膜２１、保護膜２２、絶縁膜２３、配線電極３１，３２、上部電極３３、及び下部電極３４は、圧電部２０の構成である。
　支持部１１は、支持基板１３と、酸化膜層１４と、を有する。このように、支持部１１は、半導体層である支持基板１３及び酸化層である酸化膜層１４を含む積層構造を有する。支持基板１３は、支持層として機能するシリコン層である。酸化膜層１４は、支持基板１３の上面１３ａに設けられた絶縁膜であり、例えば、埋込酸化膜である。酸化膜層１４は、基板１２の下面１２ｂを支持する支持面である上面１４ａを有する。基板１２は、酸化膜層１４の上面１４ａに設けられた活性層として機能するシリコン層である。基板１２は、互いに反対方向を向いた上面１２ａ（第２面）及び下面１２ｂ（第１面）を有する。基板１２の下面１２ｂは、酸化膜層１４の上面１４ａに支持されている。
　上述した孔部９０は、支持基板１３の下面１３ｂのＸ方向中央部において、支持基板１３及び酸化膜層１４が除去されることにより形成されている。孔部９０が形成されている領域においては、基板１２が支持部１１（詳細には酸化膜層１４）に支持されておらず、基板１２の下面１２ｂが露出している（図４参照）。このように、基板１２は、支持部１１に支持されている領域と、支持部１１に支持されていない領域とを有する。図６に示される例では、孔部９０は、Ｘ方向において超音波用デバイス１を略四等分した領域の中央の２つの領域部分に形成されている。この場合、１つの圧電膜デバイス２において、基板１２は、Ｘ方向における略半分の領域が支持部１１に支持されており、略半分の領域が支持部に支持されていない。
　すなわち、基板１２は、下面１２ｂに平行な方向（詳細にはＸ方向）における外側の端部１２ｘ（第１端部）側の略半分の領域１２ｆ（第１領域）が支持部１１の酸化膜層１４の上面１４ａに支持されて、該上面１４ａに固定されている。上面１４ａに支持されているとは、例えば、上面１４ａに直接又は何らかの部材を介して接触し、上面１４ａから上方に向かう力が与えられて上面１４ａに支えられていることを意味している。上面１４ａに固定されているとは、例えば、上面１４ａに直接又は何らかの部材を介して固着し、上面１４ａから離間しない状態になっていることを意味している。上面１４ａに固定されているとは、例えば、上面１４ａと一体化されていてもよいし、上面１４ａに接合されていてもよい。基板１２は、Ｘ方向における端部１２ｘの反対側の端部１２ｙ（第２端部）側の略半分の領域１２ｎ（第２領域）が支持部１１の酸化膜層１４の上面１４ａに支持されていない。上面１４ａに支持されていない（非支持である）とは、例えば、上面１４ａに接触していないことを意味している。或いは、上面１４ａに支持されていないとは、上面１４ａに直接又は何らかの部材を介して接触しているものの、上面１４ａから上方に向かう力が与えられていないことを意味している。上面１４ａから上方に向かう力が与えられていないとは、例えば、少量の力が与えられているものの基板１２を支えることが不可能な程度の力のみが与えられていることを含んでいてもよい。
　このように、基板１２は、下面１２ｂの領域として、Ｘ方向における端部１２ｘ側において上面１４ａに支持されて上面１４ａに固定される領域１２ｆを有する。基板１２は、下面１２ｂの領域として、端部１２ｙ側において上面１４ａに支持されていない領域１２ｎを有する。基板１２においては、必ずしも支持部１１に支持されている領域の全てが支持部１１に固定されていなくてもよく、支持されている領域の一部のみが支持部１１に固定されていてもよい。基板１２においては、少なくとも、下面１２ｂにおける端部１２ｘに対応する領域が上面１４ａに支持されて該上面１４ａに固定され、且つ、少なくとも、下面１２ｂにおける端部１２ｙに対応する領域が上面１４ａに支持されていない。
　上述したように、孔部９０は、底面視において略レーストラック形状に形成されており、Ｙ方向の両端部においてＸ方向の寸法が最も小さく、Ｙ方向の中央部に向かうにつれてＸ方向の寸法が徐々に大きくなっている（図４参照）。このように孔部９０が形成されているため、基板１２の支持面である上面１４ａ（図６参照）の端部１２ｙ側（超音波用デバイス１におけるＸ方向内側）の縁部１４ｘは、図４に示されるように、上面１４ａに交差する方向である下方向から見て、曲線を有する。図４に示される例では、縁部１４ｘは、下方向から見て全域が曲線とされているが、これに限定されず、少なくとも一部が曲線とされていればよい。
　縁部１４ｘは、図４に示されるように、下方向から見て、Ｙ方向の中央部１４ｃから端部１４ｅに向かうほど、超音波用デバイス１におけるＸ方向内側に位置する曲線を有する。図２に示されるように、支持部１１におけるＸ方向内側の側面１１ｙは、縁部１４ｘの曲線と同様に、Ｙ方向の端部に向かうほど、Ｘ方向内側に位置している。支持部１１の側面１１ｙは、図６に示されるように、支持基板１３の側面１３ｙと、酸化膜層１４の側面１４ｙとを有する。
　縁部１４ｘの曲線は、図４等に示された態様に限定されない。図７は、第１実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ａの底面図である。図８は、第１実施形態の第２変形例に係る超音波用デバイス１Ｂの底面図である。図９は、第１実施形態の第３変形例に係る超音波用デバイス１Ｃの底面図である。超音波用デバイス１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、基本構成が上述した超音波用デバイス１と同一であり、縁部１４ｘの曲線の態様のみ超音波用デバイス１と異なっている。
　図７に示される超音波用デバイス１Ａでは、縁部１４ｘが、下方向から見て、Ｙ方向の端部１４ｅから中央部１４ｃに向かうほど、超音波用デバイス１ＡにおけるＸ方向内側に位置する曲線を有する。
　図８に示される超音波用デバイス１Ｂでは、縁部１４ｘが、下方向から見て、例えば正弦曲線（サインカーブ）のように、周期的な変化を示す曲線を有する。図８に示される縁部１４ｘの曲線においては、Ｙ方向における一方の端部１４ｅと中央部１４ｃとの中間点である中間点１４ｍが最もＸ方向内側に位置しており、中央部１４ｃと他方の端部１４ｅとの中間点である中間点１４ｖが最もＸ方向外側に位置している。図８に示される縁部１４ｘの曲線では、Ｘ方向において、端部１４ｅ，１４ｅ及び中央部１４ｃの位置が互いに同じであってもよいし互いに異なっていてもよい。
　図９に示される超音波用デバイス１Ｃでは、縁部１４ｘが、下方向から見て、図８と同様に周期的な変化を示す曲線を有する。図９に示される縁部１４ｘの曲線は、例えば、図８に示される曲線の位相をずらした曲線である。図９に示される縁部１４ｘの曲線は、両方の端部１４ｅ，１４ｅに近接する領域において最もＸ方向内側に位置する山部１４ｓ，１４ｓを有する。当該縁部１４ｘの曲線は、中央部１４ｃに近接する領域において最もＸ方向外側に位置する谷部１４ｔを有する。
　図６に戻り、超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２の圧電膜２１は、基板１２の上面１２ａ（第２面）に設けられ、電圧が印加されることに応じて変形して基板１２と共に変位する。圧電膜２１は、絶縁膜２３及び下部電極３４を介して、基板１２の上面１２ａに設けられている。圧電膜２１は、例えば、ペロブスカイト構造の金属酸化物を含んで構成されている。圧電膜２１は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物を含んでいてもよい。圧電膜２１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Pb(Zr,Ti)O3）を含んでいてもよい。圧電膜２１は、Ｐｂ，Ｍｇ，Ｎｂ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物、具体的にはマグネシウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛の固溶体（ＰＭＮＴ）を含んでいてもよい。圧電膜２１は、Ｂａ，Ｃａ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物、具体的には、チタン酸バリウムカルシウム（ＢＣＴ：BaxCa1-xTiO3）を含んでいてもよい。圧電膜２１は、酸化亜鉛又は窒化アルミニウムを含んでいてもよい。圧電膜２１の膜厚は、例えば０．１μｍ～５．０μｍ（例えば１μｍ）であってもよい。
　絶縁膜２３は、基板１２の上面１２ａに積層されている。下部電極３４は、絶縁膜２３の上面２３ａに積層されている。配線電極３２は、下部電極３４の上面３４ａに積層されている。配線電極３２は、圧電膜２１の下部に電圧を印加する電極である。上部電極３３は、圧電膜２１の上面２１ａに積層されている。配線電極３１は、上部電極３３の上面３３ａに積層されている。配線電極３１は、圧電膜２１の上部に電圧を印加する電極である。図６に示されるように、配線電極３１は、配線電極３２よりもＸ方向内側且つ上方に配置されている。上述した配線電極３１，３２、上部電極３３、及び下部電極３４は、例えば、プラチナ、モリブテン、イリジウム、アルミニウム、銅、金、又はチタン等により構成された、導電性を有する金属膜である。
　保護膜２２は、上述した圧電部２０の各構成よりも上層に積層されている。保護膜２２は、上方からみて、圧電膜デバイス２の略全域に設けられている。ここで、図６に示される圧電部２０では、下層側の構成の方が、上層側の構成よりも、Ｘ方向において広範囲に設けられている。すなわち、Ｘ方向における配置範囲は、絶縁膜２３が最も広く、下部電極３４、圧電膜２１、及び上部電極３３の順に広くなっている。このように、各構成の配置範囲が異なることから、各構成の上層に保護膜２２が積層されることにより、図６に示されるように、絶縁膜２３、下部電極３４、圧電膜２１、及び上部電極３３の各構成と保護膜２２とが接することとなる。配線電極３１，３２は、保護膜２２上に露出するように配置されている。保護膜２２は、例えば、アルミナ、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）、又は、これらの両方を含んで構成されていてもよい。
　次に、図１０を参照して、超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２の動作について説明する。図１０は、超音波用デバイス１に含まれる一対の圧電膜デバイス２，２の動作を模式的に示す断面図である。なお、図１０においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１の構成を簡素化して示しており、具体的には、支持基板１３、酸化膜層１４、基板１２、圧電膜２１、及び電源８０以外の構成の図示を省略している。電源８０は、圧電膜２１に電圧を印加する構成である。
　図１０に示されるように、一対の圧電膜デバイス２，２においては、基板１２の上面１２ａに圧電膜２１が設けられると共に、基板１２が支持部１１に片持ち支持されている。詳細には、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが支持部１１の酸化膜層１４の上面１４ａに支持且つ固定されると共に、Ｘ方向における端部１２ｘの反対側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが上面１４ａに支持されていない。このような一対の圧電膜デバイス２，２において、電源８０から圧電膜２１に電圧が加えられると、逆圧電効果により、圧電膜２１が変形し、圧電膜２１及び基板１２が上下に振動する。上述したように、基板１２は、端部１２ｘ側の領域１２ｆが酸化膜層１４の上面１４ａに支持且つ固定されている。このため、圧電膜２１が変形することによって実際に上下に変動する基板１２の部分は、端部１２ｙ側の領域１２ｎのみである。なお、領域１２ｎは、全体が上下に変動してもよいし、一部のみが上下に変動してもよい。
　一対の圧電膜デバイス２，２において、圧電膜２１、及び、基板１２の領域１２ｎが上下に振動することにより、空気が振動する。予め、所望の超音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス２，２の動作条件が設定されていることにより、電源８０からの電圧の印加に応じて所望の超音波を発生させることができる。
　次に、図１１～図１７及び図６を参照して、第１実施形態に係る超音波用デバイス１の製造手順の一例について説明する。図１１～図１７及び図６は、図１に示される第１実施形態に係る超音波用デバイス１の製造手順を示す断面図である。最初に、基板部１０が用意される（図１１参照）。
　つづいて、基板部１０上に、絶縁膜２３、下部電極３４、圧電膜２１、及び上部電極３３が順に成膜される（図１２参照）。そして、基板部１０上の各構成について、下層側の構成の方が、上層側の構成よりもＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される（図１３参照）。具体的には、絶縁膜２３、下部電極３４、圧電膜２１、及び上部電極３３の順でＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される。超音波用デバイス１では一対の圧電膜デバイス２，２が設けられるため、図１３に示されるように、圧電膜２１等の上記加工が一対分実施される。
　つづいて、上述した各層上に保護膜２２が成膜される（図１４参照）。図１４に示されるように、保護膜２２は、絶縁膜２３、下部電極３４、圧電膜２１、及び上部電極３３に接している。
　つづいて、配線電極３１，３２の成膜及び加工が行われる（図１５参照）。具体的には、上部電極３３の上面３３ａに配線電極３１が設けられ、下部電極３４の上面３４ａに配線電極３２が設けられる。
　つづいて、Ｘ方向の中央部において、基板部１０における基板１２、及び、圧電部２０における絶縁膜２３をＺ方向に貫通するように、Ｙ方向に沿ってスリット９３が形成される（図１６参照）。
　つづいて、基板部１０の下面１０ｂが研削され薄膜化が行われる（図１７参照）。なお、当該薄膜化の工程は、例えば基板部１０が十分に薄い等の場合には実施しなくてもよい。最後に、シリコン加工によって支持基板１３及び酸化膜層１４の一部が除去されて孔部９０が形成されることにより、一対の圧電膜デバイス２，２が完成する（図６参照）。
　次に、第１実施形態に係る超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２の作用効果について説明する。
　最初に、図１８及び図１９を参照して、比較例に係る超音波用デバイス１００に含まれる圧電膜デバイス２００について説明する。図１８は、比較例に係る超音波用デバイス１００の底面図である。図１９は、比較例に係る超音波用デバイス１００に含まれる圧電膜デバイス２００の動作を模式的に示す断面図である。なお、図１９においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１００の構成を簡素化して示しており、具体的には、支持基板１１３、酸化膜層１１４、基板１２、圧電膜２１、及び電源８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス２００，２００の内、一方の圧電膜デバイス２００のみを図示している。
　図１８及び図１９に示される比較例に係る圧電膜デバイス２００は、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、本実施形態に係る圧電膜デバイス２と同様であり、支持基板１３及び酸化膜層１４に代えて支持基板１１３及び酸化膜層１１４を有する点において圧電膜デバイス２と異なっている。圧電膜デバイス２００においても、図１９に示されるように、孔部１９０が形成されており、基板１２は、端部１２ｘ側の領域１２ｆが酸化膜層１１４の上面１１４ａに支持且つ固定され、端部１２ｙ側の領域１２ｎが上面１１４ａに支持されていない。ここで、図１８に示されるように、基板１２を支持する支持面である酸化膜層１１４の上面１１４ａの端部１２ｙ側の縁部１１４ｘは、下方向からみて、Ｙ方向に沿って直線状に形成されている。
　このような圧電膜デバイス２００の圧電膜２１に電源８０から電圧が印加されると、圧電膜２１と共に基板１２が変位し、片持ち梁構造の付け根部分に応力が集中しやすい。すなわち、図１９に示されるように、基板１２における、縁部１１４ｘに接する部分１２ｚには、応力が集中しやすい。そして、圧電膜デバイス２００では、縁部１１４ｘが、下方向から見て、Ｙ方向に沿って直線状に形成されている（図１８参照）ため、縁部１１４ｘの直線を構成する各点における応力の方向が互いに一致しやすくなる。これにより、基板１２の部分１２ｚにおける応力が大きくなり、基板１２が破損してしまうおそれがある。
　これに対して、本実施形態に係る超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２では、図４に示されるように、支持部１１における基板１２を支持する支持面である酸化膜層１４の上面１４ａの縁部１４ｘ（Ｘ方向内側の縁部）が、下方向から見て曲線を有する。縁部１４ｘが下方向から見て曲線を有することにより、例えば、該曲線を構成する各点に係る応力の方向が互いに一致しにくくなる。これにより、比較例に係る圧電膜デバイス２００のように縁部１１４ｘが直線状に形成されている場合と比較して、縁部１４ｘに接する基板１２に加わる応力を緩和することができる。以上のように、本実施形態に係る超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２によれば、圧電膜２１を支持する基板１２に加わる応力を緩和することができる。
　図２０は、比較例に係る圧電膜デバイス２００の基板１２における応力分布のシミュレーション結果を示す図である。図２１は、第１実施形態に係る圧電膜デバイス２の基板１２における応力分布のシミュレーション結果を示す図である。応力分布のシミュレーションは、例えば、有限要素法によって実施されたものである。図２０及び図２１において、円で示した領域は、片持ち梁構造の付け根部分における応力分布を示している。すなわち、図２０において、円で示した領域ＣＥ１は、縁部１１４ｘに接する基板１２における応力分布を示している。図２１において、円で示した領域ＣＥ２は、縁部１４ｘに接する基板１２における応力分布を示している。図２０及び図２１の領域ＣＥ１，ＣＥ２においては、基板１２のＹ方向の各位置における応力の大きさが色の濃さで示されている。すなわち、図２０及び図２１の領域ＣＥ１，ＣＥ２においては、応力が大きい箇所ほど濃い色で示されている。なお、図２０及び図２１における横方向は、Ｙ方向である。
　図２０の領域ＣＥ１に示されるように、比較例に係る圧電膜デバイス２００では、片持ち梁構造の付け根部分において、Ｙ方向の略全域に万遍なく大きな応力がかかっており、Ｙ方向の略全域が高応力領域ＨＥになっている。これに対して、図２１の領域ＣＥ２に示されるように、第１実施形態に係る圧電膜デバイス２では、片持ち梁構造の付け根部分において、Ｙ方向の両端部が高応力領域ＨＥになっているものの、Ｙ方向の中央部が低応力領域ＬＥになっている。このように、縁部１４ｘが曲線を有することによって、基板１２に加わる応力を緩和することができる。
　図４に示されるように、圧電膜デバイス２において、縁部１４ｘは、下方向から見て、Ｙ方向の端部１４ｅ，１４ｅに向かうほど超音波用デバイス１におけるＸ方向内側に位置する曲線を有していてもよい。このような構成では、基板１２の端部１２ｙ側が上下に変位する状況において、縁部１４ｘの曲線の端部１４ｅ，１４ｅに接する基板１２の部分に応力が加わりやすくなり、反対に、縁部１４ｘの曲線の中央部１４ｃに接する基板１２の部分には応力が加わりにくくなる（図２１参照）。これにより、例えば縁部１４ｘの中央部１４ｃに接する基板１２の部分の応力を緩和したい場合に、より適切に、応力緩和を実現することができる。
　図７に示されるように、縁部１４ｘは、下方向から見て、中央部１４ｃに向かうほど超音波用デバイス１におけるＸ方向内側に位置する曲線を有していてもよい。このような構成では、基板１２の端部１２ｙ側が上下に変位する状況において、縁部１４ｘの曲線の中央部１４ｃに接する基板１２の部分に応力が加わりやすくなり、反対に、縁部１４ｘの曲線の端部１４ｅ，１４ｅに接する基板１２の部分には応力が加わりにくくなる。これにより、例えば縁部１４ｘの端部１４ｅ，１４ｅに接する基板１２の部分の応力を緩和したい場合に、より適切に、応力緩和を実現することができる。
　図６に示されるように、支持部１１は、半導体層である支持基板１３、及び、酸化層である酸化膜層１４を含む積層構造を有し、酸化膜層１４は、基板１２を支持する支持面である上面１４ａを有していてもよい。これにより、基板部１０としてＳＯＩ基板を用いて、支持部１１及び基板１２を容易且つ適切に構成することができる。
　そして、図５に示されるように、一対の圧電膜デバイス２，２を含むようにして、超音波用デバイス１が構成されていてもよい。このような超音波用デバイス１では、上述した圧電膜デバイス２，２を含んでいることから、圧電膜２１を支持する基板１２に加わる応力を適切に緩和することができる。そして、超音波用デバイス１においては超音波を発生させるに際して圧電膜デバイス２，２の変形に応じた基板１２の変位量が大きくなるところ、超音波用デバイス１では、上記圧電膜デバイス２，２が基板１２に加わる応力を適切に緩和することができるので、基板１２の破損等を生じさせることなく、適切に所望の超音波を発生させることができる。
［第２実施形態］
　次に、図２２及び図２３を参照して、第２実施形態に係る超音波用デバイス１Ｄに含まれる圧電膜デバイス２Ｄについて説明する。第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄについては、上述した第１実施形態に係る圧電膜デバイス２と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図２２は、第２実施形態に係る超音波用デバイス１Ｄに含まれる圧電膜デバイス２Ｄを模式的に示す断面図である。なお、図２２においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｄの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｄを構成する支持基板１３Ｄ及び酸化膜層１４Ｄ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス２Ｄ，２Ｄの内、一方の圧電膜デバイス２Ｄのみを図示している。図２３は、第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄの底面図である。上述したように、図２２においては一方の圧電膜デバイス２Ｄのみが図示されているので、図２３においても、超音波用デバイス１Ｄに含まれる一方の圧電膜デバイス２Ｄのみの底面図が示されている。なお、図２３等の、圧電膜デバイスの底面図には、超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイス以外の構成（一対の第２部分１０ｙ等）が示されていない（後述する、図２５、図２８、図３０、図４６、図４８、図５０、及び図５２においても同様）。
　図２２に示される圧電膜デバイス２Ｄは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、第１実施形態に係る圧電膜デバイス２と同様であり、支持基板１３及び酸化膜層１４に代えて支持基板１３Ｄ及び酸化膜層１４Ｄを有する点において圧電膜デバイス２と異なっている。圧電膜デバイス２Ｄにおいても、支持部１１Ｄが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｄの上面１４Ｄａに支持されて該上面１４Ｄａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｄの上面１４Ｄａに支持されていない。
　図２２に示されるように、圧電膜デバイス２Ｄにおいては、基板１２を支持する支持面である上面１４Ｄａの面積が、支持部１１Ｄにおける接地面である支持基板１３Ｄの下面１３Ｄｂの面積よりも大きい。下面１３Ｄｂは、上面１４Ｄａが向く方向の反対方向を向く接地面である。詳細には、上面１４Ｄａの面積は、上面１４Ｄａに平行な方向における上面１４Ｄａ以外の支持部１１Ｄのいずれの断面の面積よりも大きい。
　支持部１１Ｄである支持基板１３Ｄにおける端部１２ｙ側の側面１３Ｄｒ、及び、酸化膜層１４Ｄにおける端部１２ｙ側の側面１４Ｄｒは、接地面である下面１３Ｄｂから基板１２の支持面である上面１４Ｄａに向かうにつれて、端部１２ｙ側（超音波用デバイス１におけるＸ方向内側）に傾斜する拡張部を有する。支持基板１３Ｄの側面１３Ｄｒ及び酸化膜層１４Ｄの側面１４Ｄｒは、上記拡張部の少なくとも一部を構成している。すなわち、上記拡張部は、支持基板１３Ｄの側面１３Ｄｒにおける拡張部１３Ｄｓと、酸化膜層１４Ｄの側面１４Ｄｒにおける拡張部１４Ｄｓと、を有する。図２２に示される例では、支持基板１３Ｄの側面１３Ｄｒは、下面１３Ｄｂから傾斜せずに垂直上方に延びる垂直部分１３Ｄｔと、垂直部分１３Ｄｔの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１３Ｄｓと、を有する。図２２に示される例では、酸化膜層１４Ｄの側面１４Ｄｒは、全領域が拡張部１４Ｄｓとされている。拡張部１４Ｄｓは、拡張部１３Ｄｓの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延び、基板１２の下面１２ｂを支持する支持面である上面１４Ｄａまで延びている。このように、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓは、上面１４ａに向かって端部１２ｙ側に広がりながら延びる部分である。なお、側面１３Ｄｒ，１４Ｄｒは、全体が上述した拡張部とされていてもよい。
　拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓは、Ｙ方向から見て、曲線を有していてもよい。すなわち、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓは、Ｒがつけられて丸みを帯びていてもよい。このような構造によれば、片持ち構造の付け根部分である、基板１２における上面１４Ｄａの縁部１４Ｄｘに接する部分における応力集中係数が小さくなり、当該付け根部分における応力緩和が実現される。図２３に示されるように、圧電膜デバイス２Ｄでは、縁部１４Ｄｘが下方向から見てＹ方向に沿って直線状に形成されている。図１８及び図１９を参照して比較例に係る圧電膜デバイス２００を説明したように、縁部が直線状に形成されている構成では片持ち構造の付け根部分における応力集中が問題になるが、圧電膜デバイス２Ｄでは、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓが設けられていることにより、基板１２における縁部１４Ｄｘに接する部分における応力緩和を適切に実現することができている。なお、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓは、Ｙ方向から見て、少なくとも一部の領域が曲線であればよい。
　なお、第２実施形態の態様は、図２２及び図２３に示された態様に限定されない。図２４は、第２実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ｅに含まれる圧電膜デバイス２Ｅを模式的に示す断面図である。図２４においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｅの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｅを構成する支持基板１３Ｅ及び酸化膜層１４Ｅ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス２Ｅ，２Ｅの内、一方の圧電膜デバイス２Ｅのみを図示している。図２５は、第２実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイス２Ｅの底面図である。上述したように、図２４においては一方の圧電膜デバイス２Ｅのみが図示されているので、図２５においても、超音波用デバイス１Ｅに含まれる一方の圧電膜デバイス２Ｅのみの底面図が示されている。
　圧電膜デバイス２Ｅは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、圧電膜デバイス２Ｄと同様であり、支持基板１３Ｄ及び酸化膜層１４Ｄに代えて支持基板１３Ｅ及び酸化膜層１４Ｅを有する点において圧電膜デバイス２Ｄと異なっている。圧電膜デバイス２Ｅにおいても、支持部１１Ｅが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｅの上面１４Ｅａに支持されて該上面１４Ｅａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｅの上面１４Ｅａに支持されていない。支持基板１３Ｅ及び酸化膜層１４Ｅは、基本構成が圧電膜デバイス２Ｄの支持基板１３Ｄ及び酸化膜層１４Ｄと同一であり、拡張部の態様のみ支持基板１３Ｄ及び酸化膜層１４Ｄと異なっている。
　図２４に示されるように、支持部１１Ｅである支持基板１３Ｅにおける端部１２ｙ側の側面１３Ｅｒ、及び、酸化膜層１４Ｅにおける端部１２ｙ側の側面１４Ｅｒは、接地面である下面１３Ｅｂから基板１２の支持面である上面１４Ｅａに向かうにつれて、端部１２ｙ側（超音波用デバイス１におけるＸ方向内側）に傾斜する拡張部を有する。支持基板１３Ｅの側面１３Ｅｒ及び酸化膜層１４Ｅの側面１４Ｅｒは、上記拡張部の少なくとも一部を構成している。すなわち、上記拡張部は、支持基板１３Ｅの側面１３Ｅｒにおける拡張部１３Ｅｓと、酸化膜層１４Ｅの側面１４Ｅｒにおける拡張部１４Ｅｓと、を有する。図２４に示される例では、支持基板１３Ｅの側面１３Ｅｒは、下面１３Ｅｂから傾斜せずに垂直上方に延びる垂直部分１３Ｅｔと、垂直部分１３Ｅｔの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１３Ｅｓと、を有する。図２４に示される例では、酸化膜層１４Ｅの側面１４Ｅｒは、全領域が拡張部１４Ｅｓとされている。拡張部１４Ｅｓは、拡張部１３Ｅｓの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延び、基板１２の下面１２ｂを支持する支持面である上面１４Ｅａまで延びている。なお、側面１３Ｅｒ，１４Ｅｒは、全体が上述した拡張部とされていてもよい。
　拡張部１３Ｅｓ，１４Ｅｓは、Ｙ方向から見て、直線を有していてもよい。詳細には、拡張部１３Ｅｓ，１４Ｅｓは、Ｙ方向から見て、曲線部分を有しておらず、一直線上に形成されている。なお、拡張部１３Ｅｓ，１４Ｅｓは、一直線上に形成されずに、一又は複数箇所で傾斜角度を変えながら直線的に上面１４Ｅａに向かって延びていてもよい。図２５に示されるように、圧電膜デバイス２Ｅでは、縁部１４Ｅｘが下方向から見てＹ方向に沿って直線状に形成されている。
　次に、第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄ及び圧電膜デバイス２Ｅの作用効果について説明する。
　図２２に示されるように、圧電膜デバイス２Ｄでは、基板１２を支持する支持面である上面１４Ｄａの面積が、接地面である下面１３Ｄｂの面積よりも大きい。詳細には、圧電膜デバイス２Ｄでは、上面１４Ｄａの面積が、支持部１１Ｄにおける上面１４Ｄａに平行な方向のどの断面の面積よりも大きい。このような構成を実現する構成として、圧電膜デバイス２Ｄでは、支持部１１Ｄにおける端部１２ｙ側の側面１３Ｄｒ，１４Ｄｒは、接地面である下面１３Ｄｂから支持面である上面１４Ｄａに向かうにつれて端部１２ｙ側に傾斜する拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓを有する。このような拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓが設けられていることにより、例えば支持部１１Ｄの端部１２ｙ側の側面が基板１２の下面１２ｂに対して直角に接している構成と比較して、片持ち梁構造の付け根部分にかかる応力を緩和することができる。すなわち、側面が下面１２ｂに直角に接する構成においては片持ち梁構造の付け根部分に応力が集中していたのに対して、上記拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓが設けられることにより、基板１２における応力が加わる箇所が分散（拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓに対応する基板１２の各部分に分散）することとなり、適切に応力緩和を実現することができる。
　更に、図２２に示されるように、拡張部１３Ｄs，１４Ｄsは、Ｙ方向から見て、曲線を有していてもよい。Ｙ方向から見て拡張部１３Ｄs，１４Ｄsが曲線を有する（１３Ｄs，１４ＤsにＲが付与される）ことにより、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中係数を小さくし、より適切に応力緩和を実現することができる。
　図２４に示されるように、拡張部１３Ｅｓ，１４Ｅｓは、Ｙ方向から見て、直線を有していてもよい。このような構造によれば、上述した曲線の拡張部１３Ｄs，１４Ｄsを形成する場合と比べて容易に拡張部を形成することができる。そして、このような直線状の拡張部１３Ｄs，１４Ｄsによっても、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中係数を小さくすることができる。
　図２２に示されるように、酸化膜層１４Ｄが、拡張部１４Ｄｓを構成していてもよい。これにより、基板１２の下面１２ｂに近い位置に拡張部１４Ｄｓを設けることができ、基板１２における応力が加わる箇所を適切に分散して、適切に応力緩和を実現することができる。
　図２６は、第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄの基板１２における応力分布のシミュレーション結果を示す図である。応力分布のシミュレーションは、例えば、有限要素法によって実施されたものである。図２６において、円で示した領域は、片持ち梁構造の付け根部分における応力分布を示している。すなわち、図２６において、円で示した領域ＣＥ３は、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓを有する支持部１１の縁部１４Ｄｘに接する基板の部分における応力分布を示している。図２６の領域ＣＥ３においては、基板１２のＹ方向の各位置における応力の大きさが色の濃さで示されている。すなわち、図２６の領域ＣＥ３においては、応力が大きい箇所ほど濃い色で示されている。なお、図２６における横方向は、Ｙ方向である。
　図２６の領域ＣＥ３に示されるように、第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄでは、片持ち梁構造の付け根部分において、Ｙ方向の略全域において応力が緩和されて低応力領域ＬＥになっている。このように、拡張部１３Ｄｓ，１４Ｄｓを有する支持部１１が用いられることによって、基板１２に加わる応力を緩和することができる。
［第３実施形態］
　次に、図２７及び図２８を参照して、第３実施形態に係る超音波用デバイス１Ｆに含まれる圧電膜デバイス２Ｆについて説明する。第３実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｆについては、上述した第１実施形態に係る圧電膜デバイス２及び第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄ等と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図２７は、第３実施形態に係る超音波用デバイス１Ｆに含まれる圧電膜デバイス２Ｆを模式的に示す断面図である。図２７においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｆの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｆを構成する支持基板１３Ｆ及び酸化膜層１４Ｆ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス２Ｆ，２Ｆの内、一方の圧電膜デバイス２Ｆのみを図示している。図２８は、第３実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｆの底面図である。上述したように、図２７においては一方の圧電膜デバイス２Ｆのみが図示されているので、図２８においても、超音波用デバイス１Ｆに含まれる一方の圧電膜デバイス２Ｆのみの底面図が示されている。
　図２７に示される圧電膜デバイス２Ｆは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、第１実施形態に係る圧電膜デバイス２及び第２実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｄと同様であり、支持基板１３，１３Ｄ及び酸化膜層１４，１４Ｄに代えて支持基板１３Ｆ及び酸化膜層１４Ｆを有する点において圧電膜デバイス２，２Ｄと異なっている。圧電膜デバイス２Ｆにおいても、支持部１１Ｆが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｆの上面１４Ｆａに支持されて該上面１４Ｆａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｆの上面１４Ｆａに支持されていない。
　第３実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｆは、上述した圧電膜デバイス２，２Ｄの両方の特徴を有している。圧電膜デバイス２Ｆにおいては、支持部１１Ｆの縁部１４Ｆｘが下方向から見て曲線を有しており（図２８参照）、且つ、支持部１１Ｆの側面１３Ｆｒの拡張部１３Ｆｓ及び側面１４Ｆｒの拡張部１４ＦｓがＹ方向から見て曲線を有している（図２７参照）。
　図２８に示された縁部１４Ｆｘは縁部１４ｘ（図４参照）と同一の構成であり、拡張部１３Ｆｓは拡張部１３Ｄｓ（図２２及び図２３参照）と同一の構成であり、拡張部１４Ｆｓは拡張部１４Ｄｓ（図２２及び図２３参照）と同一の構成である。また、垂直部分１３Ｆｔは垂直部分１３Ｄｔ（図２２参照）と同一の構成である。図２８に示されるように、圧電膜デバイス２Ｆでは、縁部１４Ｆｘが、下方向から見て曲線を有する。圧電膜デバイス２Ｆにおいては拡張部１３Ｆｓ，１４Ｆｓが設けられているため、図２８に示されるように、Ｘ方向において縁部１４Ｆｘとは異なる位置（縁部１４ＦｘよりもＸ方向外側の位置）に支持部の接地面である下面１３Ｆｂの縁部１３Ｆｚが位置している。そして、下面１３Ｆｂの縁部１３Ｆｚについても、下方向から見て曲線を有する。
　なお、第３実施形態の態様は、図２７及び図２８に示された態様に限定されない。図２９は、第３実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ｇに含まれる圧電膜デバイス２Ｇを模式的に示す断面図である。図２９においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｇの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｇを構成する支持基板１３Ｇ及び酸化膜層１４Ｇ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス２Ｇ，２Ｇの内、一方の圧電膜デバイス２Ｇのみを図示している。図３０は、第３実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイス２Ｇの底面図である。上述したように、図２９においては一方の圧電膜デバイス２Ｇのみが図示されているので、図３０においても、超音波用デバイス１Ｇに含まれる一方の圧電膜デバイス２Ｇのみの底面図が示されている。
　圧電膜デバイス２Ｇは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、圧電膜デバイス２Ｆと同様であり、支持基板１３Ｆ及び酸化膜層１４Ｆに代えて支持基板１３Ｇ及び酸化膜層１４Ｇを有する点において圧電膜デバイス２Ｆと異なっている。圧電膜デバイス２Ｇにおいても、支持部１１Ｇが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｇの上面１４Ｇａに支持されて該上面１４Ｇａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｇの上面１４Ｇａに支持されていない。支持基板１３Ｇ及び酸化膜層１４Ｇは、基本構成が圧電膜デバイス２Ｆの支持基板１３Ｆ及び酸化膜層１４Ｆと同一であり、拡張部の態様のみ支持基板１３Ｆ及び酸化膜層１４Ｆと異なっている。
　圧電膜デバイス２Ｇは、上述した圧電膜デバイス２，２Ｅの両方の特徴を有している。すなわち、圧電膜デバイス２Ｇは、支持部１１Ｇの縁部１４Ｇｘが下方向から見て曲線を有しており（図３０参照）、且つ、支持部１１Ｇの側面１３Ｇｒの拡張部１３Ｇｓ及び側面１４Ｇｒの拡張部１４ＧｓがＹ方向から見て直線を有している（図２９参照）。
　図３０に示された縁部１４Ｇｘは縁部１４ｘ（図４参照）と同一の構成であり、拡張部１３Ｇｓは拡張部１３Ｅｓ（図２４及び図２５参照）と同一の構成であり、拡張部１４Ｇｓは拡張部１４Ｅｓ（図２４及び図２５参照）と同一の構成である。また、垂直部分１３Ｇｔは垂直部分１３Ｅｔ（図２４参照）と同一の構成である。図３０に示されるように、圧電膜デバイス２Ｇでは、縁部１４Ｇｘが、下方向から見て曲線を有する。圧電膜デバイス２Ｇにおいては拡張部１３Ｇｓ，１４Ｇｓが設けられているため、図３０に示されるように、Ｘ方向において縁部１４Ｇｘとは異なる位置（縁部１４ＧｘよりもＸ方向外側の位置）に支持部の接地面である下面１３Ｇｂの縁部１３Ｇｚが位置している。そして、下面１３Ｇｂの縁部１３Ｇｚについても、下方向から見て曲線を有する。
　同様に、本開示の圧電膜デバイスは、圧電膜デバイス２Ａ～２Ｃのいずれか（図７～図９参照）及び圧電膜デバイス２Ｄ（図２２参照）の両方の特徴を有していてもよいし、圧電膜デバイス２Ａ～２Ｃのいずれか（図７～図９参照）及び圧電膜デバイス２Ｅ（図２４参照）の両方の構成を有していてもよい。
［第４実施形態］
　次に、図３１～図３６を参照して、第４実施形態に係る超音波用デバイス１Ｈに含まれる圧電膜デバイス２Ｈについて説明する。上述した第１～第３実施形態では、超音波用デバイスが一対の圧電膜デバイスを含んでいるとして説明したが、超音波用デバイスの構成はこれに限定されない。第４実施形態に係る超音波用デバイス１Ｈは、圧電膜デバイス２Ｈを１つのみ含んでいる。第４実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｈについては、上述した圧電膜デバイス２等と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図３１は、第４実施形態に係る超音波用デバイス１Ｈの平面斜視図である。図３２は、超音波用デバイス１Ｈの底面斜視図である。図３３は、超音波用デバイス１Ｈの平面図である。図３４は、超音波用デバイス１Ｈの底面図である。図３５は、超音波用デバイス１Ｈの変位動作時の状態を示す平面斜視図である。図３６は、図３３におけるＸＸＸＶＩ－ＸＸＸＶＩ線に沿った超音波用デバイス１Ｈの縦断面図である。
　図３１～図３６に示されるように、超音波用デバイス１Ｈは、概ね、図１～図６に示される超音波用デバイス１をＸ方向において２等分した構成（スリット９３に沿って２等分した構成）である。超音波用デバイス１Ｈは、平面視略矩形の基板部１０Ｈと、基板部１０Ｈ上に積層された圧電部２０Ｈと、を有する。
　基板部１０Ｈは、第１部分１０Ｈｘと、Ｙ方向において第１部分１０Ｈｘを挟むように設けられた一対の第２部分１０Ｈｙ，１０Ｈｙと、を有する。第１部分１０Ｈｘは、基板部１０Ｈにおける、圧電部２０Ｈが搭載される搭載部分である。第１部分１０Ｈｘは、Ｙ方向において一対の第２部分１０Ｈｙ、１０Ｈｙに挟まれた平面視略矩形の部分である。第２部分１０Ｈｙは、圧電部２０Ｈが搭載されない非搭載部分である。一対の第２部分１０Ｈｙ、１０Ｈｙは、基板部１０ＨのＹ方向の両端部においてＸ方向に沿って形成された部分である。なお、本実施形態では第２部分１０Ｈｙに圧電部２０Ｈが搭載されていないとして説明するが、第２部分１０Ｈｙに圧電部２０Ｈの一部が搭載されていてもよい。
　図３４に示されるように、第１部分１０Ｈｘにおける下面１３Ｈｂには、孔部９０Ｈが形成されている。孔部９０Ｈは、Ｘ方向において、基板部１０Ｈの一端部の支持部１１Ｈを除いた全領域に形成されている。
　圧電部２０Ｈは、図３１に示されるように、第１部分１０Ｈｘの全域上に設けられている。なお、図３１等に示される例では、圧電部２０Ｈが第１部分１０Ｈｘにおける全域に設けられているが、例えば、圧電部２０Ｈは、第１部分１０ＨｘにおけるＸ方向の両端部を除いた領域上に設けられていてもよい。
　図３１に示されるように、超音波用デバイス１Ｈにおいては、Ｘ方向に沿った一対のスリット９４Ｈ，９４Ｈが形成されている。スリット９４Ｈ，９４Ｈは、Ｙ方向における第２部分１０Ｈｙ、１０Ｈｙと第１部分１０Ｈｘとの境界においてＸ方向に沿って形成されており、第１部分１０ＨｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット９４Ｈ，９４Ｈが形成されていることにより、第１部分１０Ｈｘ上に圧電部２０Ｈが積層された構造は、スリット９４Ｈ，９４Ｈが形成された領域においてにおいて第２部分１０Ｈｙ、１０Ｈｙから分離される。これにより、第１部分１０Ｈｘ上に圧電部２０Ｈが積層された構造は、図３４に示されるように、上下変位可能な１つの圧電膜デバイス２Ｈを構成する。圧電膜デバイス２Ｈは、基板部１０Ｈの支持部１１Ｈにおいて圧電部２０Ｈ等が片持ち支持された構成である。
　図３６に示されるように、超音波用デバイス１Ｈは、１つの圧電膜デバイス２Ｈを有する。圧電膜デバイス２Ｈは、支持部１１Ｈ（支持基板１３Ｈ及び酸化膜層１４Ｈ）と、基板１２と、圧電膜２１Ｈと、保護膜２２Ｈと、絶縁膜２３Ｈと、配線電極３１Ｈ，３２Ｈと、上部電極３３Ｈと、下部電極３４Ｈと、を有する。支持部１１Ｈ及び基板１２は、第１部分１０Ｈｘの構成である。圧電膜２１Ｈ、保護膜２２Ｈ、絶縁膜２３Ｈ、配線電極３１Ｈ，３２Ｈ、上部電極３３Ｈ、及び下部電極３４Ｈは、圧電部２０Ｈの構成である。圧電膜デバイス２Ｈの支持部１１Ｈ、基板１２、圧電膜２１Ｈ、保護膜２２Ｈ、絶縁膜２３Ｈ、配線電極３１Ｈ，３２Ｈ、上部電極３３Ｈ、及び下部電極３４Ｈは、それぞれ、上述した圧電膜デバイス２の支持部１１、基板１２、圧電膜２１、保護膜２２、絶縁膜２３、配線電極３１，３２、上部電極３３、及び下部電極３４とそれぞれ同様の構成であるため、説明を省略する。図３４に示されるように、超音波用デバイス１Ｈにおいても、酸化膜層１４Ｈの上面の縁部１４Ｈｘは、下方向から見て曲線を有する。
　縁部１４Ｈｘの曲線は、図３４等に示された態様に限定されない。図３７は、第４実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ｉの底面図である。図３８は、第４実施形態の第２変形例に係る超音波用デバイス１Ｊの底面図である。図３９は、第４実施形態の第３変形例に係る超音波用デバイス１Ｋの底面図である。超音波用デバイス１Ｉ，１Ｊ，１Ｋは、基本構成が上述した超音波用デバイス１Ｈと同一であり、縁部１４Ｈｘの曲線の態様のみ超音波用デバイス１Ｈと異なっている。
　図３７に示される超音波用デバイス１Ｉでは、縁部１４Ｈｘが、下方向から見て、Ｙ方向の端部１４Ｈｅから中央部１４Ｈｃに向かうほど、超音波用デバイス１ＩにおけるＸ方向内側（Ｘ方向における支持部１１Ｈの反対側）に位置する曲線を有する。
　図３８に示される超音波用デバイス１Ｊでは、縁部１４Ｈｘが、下方向から見て、例えば正弦曲線（サインカーブ）のように、周期的な変化を示す曲線を有する。図３８に示される縁部１４Ｈｘの曲線においては、Ｙ方向における一方の端部１４Ｈｅと中央部１４Ｈｃとの中間点である中間点１４Ｈｍが最もＸ方向内側に位置しており、中央部１４Ｈｃと他方の端部１４Ｈｅとの中間点である中間点１４Ｈｖが最もＸ方向外側に位置している。図３８に示される縁部１４Ｈｘの曲線では、Ｘ方向において、端部１４Ｈｅ，１４Ｈｅ及び中央部１４Ｈｃの位置が互いに同じであってもよいし互いに異なっていてもよい。
　図３９に示される超音波用デバイス１Ｋでは、縁部１４Ｈｘが、下方向から見て、図３８と同様に周期的な変化を示す曲線を有する。図３９に示される縁部１４Ｈｘの曲線は、例えば、図３８に示される曲線の位相をずらした曲線である。図３９に示される縁部１４Ｈｘの曲線は、両方の端部１４Ｈｅ，１４Ｈｅに近接する領域において最もＸ方向内側に位置する山部１４Ｈｓ，１４Ｈｓを有する。当該縁部１４Ｈｘの曲線は、中央部１４Ｈｃに近接する領域において最もＸ方向外側に位置する谷部１４Ｈｔを有する。
　図４０～図４４は、超音波用デバイス１Ｈの製造手順を示す断面図である。絶縁膜２３Ｈ、下部電極３４Ｈ、圧電膜２１Ｈ、及び上部電極３３Ｈが順に成膜された基板部１０Ｈが用意されて、図４０に示されるように、絶縁膜２３Ｈ、下部電極３４Ｈ、圧電膜２１Ｈ、及び上部電極３３Ｈの順でＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される。
　つづいて、上述した各層上に保護膜２２Ｈが成膜され（図４１参照）、配線電極３１Ｈ，３２Ｈの成膜及び加工が行われ（図４２参照）、基板１２及び絶縁膜２３Ｈの加工が行われ（図４３参照）、基板部１０Ｈの下面１０Ｈｂが研削され薄膜化が行われ（図４４参照）、最後に、シリコン加工によって支持基板１３Ｈ及び酸化膜層１４Ｈの一部が除去されて孔部９０Ｈが形成されることにより、１つの圧電膜デバイス２Ｈが完成する（図３６参照）。
　このような１つの圧電膜デバイス２Ｈを有する超音波用デバイス１Ｈにおいても、一対の圧電膜デバイス２，２を有する超音波用デバイス１と同様に、圧電膜２１Ｈを支持する基板１２に加わる応力を適切に緩和することができる。
［第５実施形態］
　次に、図４５及び図４６を参照して、第５実施形態に係る超音波用デバイス１Ｌに含まれる圧電膜デバイス２Ｌについて説明する。第５実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｌについては、上述した第４実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｈと異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図４５は、第５実施形態に係る超音波用デバイス１Ｌに含まれる圧電膜デバイス２Ｌを模式的に示す断面図である。なお、図４５においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｌの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｌを構成する支持基板１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｌ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略している。超音波用デバイス１Ｌは、超音波用デバイス１Ｈと同様に、１つの圧電膜デバイス２Ｌを有している。図４６は、第５実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｌの底面図である。
　図４５に示される圧電膜デバイス２Ｌは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、第４実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｈと同様であり、支持基板１３Ｈ及び酸化膜層１４Ｈに代えて支持基板１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｌを有する点において圧電膜デバイス２Ｈと異なっている。圧電膜デバイス２Ｌにおいても、支持部１１Ｌが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｌの上面１４Ｌａに支持されて該上面１４Ｌａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｌの上面１４Ｌａに支持されていない。
　図４５に示されるように、圧電膜デバイス２Ｌにおいては、基板１２を支持する支持面である上面１４Ｌａの面積が、支持部１１Ｌにおける接地面である支持基板１３Ｌの下面１３Ｌｂの面積よりも大きい。下面１３Ｌｂは、上面１４Ｌａが向く方向の反対方向を向く接地面である。詳細には、上面１４Ｌａの面積は、上面１４Ｌａに平行な方向における上面１４Ｌａ以外の支持部１１Ｌのいずれの断面の面積よりも大きい。
　支持部１１Ｌである支持基板１３Ｌにおける端部１２ｙ側の側面１３Ｌｒ、及び、酸化膜層１４Ｌにおける端部１２ｙ側の側面１４Ｌｒは、接地面である下面１３Ｌｂから基板１２の支持面である上面１４Ｌａに向かうにつれて、端部１２ｙ側（超音波用デバイス１ＬにおけるＸ方向内側）に傾斜する拡張部を有する。支持基板１３Ｌの側面１３Ｌｒ及び酸化膜層１４Ｌの側面１４Ｌｒは、上記拡張部の少なくとも一部を構成している。すなわち、上記拡張部は、支持基板１３Ｌの側面１３Ｌｒにおける拡張部１３Ｌｓと、酸化膜層１４Ｌの側面１４Ｌｒにおける拡張部１４Ｌｓと、を有する。図４５に示される例では、支持基板１３Ｌの側面１３Ｌｒは、下面１３Ｌｂから傾斜せずに垂直上方に延びる垂直部分１３Ｌｔと、垂直部分１３Ｌｔの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１３Ｌｓと、を有する。図４５に示される例では、酸化膜層１４Ｌの側面１４Ｌｒは、全領域が拡張部１４Ｌｓとされている。拡張部１４Ｌｓは、拡張部１３Ｌｓの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延び、基板１２の下面１２ｂを支持する支持面である上面１４Ｌａまで延びている。このように、拡張部１３Ｌｓ，１４Ｌｓは、上面１４Ｌａに向かって端部１２ｙ側に広がりながら延びる部分である。なお、側面１３Ｌｒ，１４Ｌｒは、全体が上述した拡張部とされていてもよい。
　拡張部１３Ｌｓ，１４Ｌｓは、図４５に示されるように、Ｙ方向から見て、曲線を有していてもよい。すなわち、拡張部１３Ｌｓ，１４Ｌｓは、Ｒがつけられて丸みを帯びていてもよい。このような構造によれば、片持ち構造の付け根部分である、基板１２における上面１４Ｌａの縁部１４Ｌｘに接する部分における応力集中係数が小さくなり、当該付け根部分における応力緩和が実現される。図４６に示されるように、圧電膜デバイス２Ｌでは、縁部１４Ｌｘが下方向から見てＹ方向に沿って直線状に形成されている。縁部が直線状に形成されている構成では片持ち構造の付け根部分における応力集中が問題になるが、圧電膜デバイス２Ｌでは、拡張部１３Ｌｓ，１４Ｌｓが設けられていることにより、基板１２における縁部１４Ｌｘに接する部分における応力緩和を適切に実現することができている。なお、拡張部１３Ｌｓ，１４Ｌｓは、Ｙ方向から見て、少なくとも一部の領域が曲線であればよい。
　なお、第５実施形態の態様は、図４５及び図４６に示された態様に限定されない。図４７は、第５実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ｍに含まれる圧電膜デバイス２Ｍを模式的に示す断面図である。図４７においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｍの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｍを構成する支持基板１３Ｍ及び酸化膜層１４Ｍ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略している。図４８は、第５実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイス２Ｍの底面図である。
　圧電膜デバイス２Ｍは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、圧電膜デバイス２Ｌと同様であり、支持基板１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｌに代えて支持基板１３Ｍ及び酸化膜層１４Ｍを有する点において圧電膜デバイス２Ｌと異なっている。圧電膜デバイス２Ｍにおいても、支持部１１Ｍが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｍの上面１４Ｍａに支持されて該上面１４Ｍａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｍの上面１４Ｍａに支持されていない。支持基板１３Ｍ及び酸化膜層１４Ｍは、基本構成が圧電膜デバイス２Ｌの支持基板１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｌと同一であり、拡張部の態様のみ支持基板１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｌと異なっている。
　図４７に示されるように、支持部１１Ｍである支持基板１３Ｍにおける端部１２ｙ側の側面１３Ｍｒ、及び、酸化膜層１４Ｍにおける端部１２ｙ側の側面１４Ｍｒは、接地面である下面１３Ｍｂから基板１２の支持面である上面１４Ｍａに向かうにつれて、端部１２ｙ側（超音波用デバイス１におけるＸ方向内側）に傾斜する拡張部を有する。支持基板１３Ｍの側面１３Ｍｒ及び酸化膜層１４Ｍの側面１４Ｍｒは、上記拡張部の少なくとも一部を構成している。すなわち、上記拡張部は、支持基板１３Ｍの側面１３Ｍｒにおける拡張部１３Ｍｓと、酸化膜層１４Ｍの側面１４Ｍｒにおける拡張部１４Ｍｓと、を有する。図４７に示される例では、支持基板１３Ｍの側面１３Ｍｒは、下面１３Ｍｂから傾斜せずに垂直上方に延びる垂直部分１３Ｍｔと、垂直部分１３Ｍｔの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１３Ｍｓと、を有する。図４７に示される例では、酸化膜層１４Ｍの側面１４Ｍｒは、全領域が拡張部１４Ｍｓとされている。拡張部１４Ｍｓは、拡張部１３Ｍｓの上端に連続して端部１２ｙ側に傾斜しながら上方に延び、基板１２の下面１２ｂを支持する支持面である上面１４Ｍａまで延びている。なお、側面１３Ｍｒ，１４Ｍｒは、全体が上述した拡張部とされていてもよい。
　拡張部１３Ｍｓ，１４Ｍｓは、Ｙ方向から見て、直線を有している。詳細には、拡張部１３Ｍｓ，１４Ｍｓは、Ｙ方向から見て、曲線部分を有しておらず、一直線上に形成されている。なお、拡張部１３Ｍｓ，１４Ｍｓは、一直線上に形成されずに、一又は複数箇所で傾斜角度を変えながら直線的に上面１４Ｍａに向かって延びていてもよい。図４８に示されるように、圧電膜デバイス２Ｍでは、縁部１４Ｍｘが下方向から見てＹ方向に沿って直線状に形成されている。
［第６実施形態］
　次に、図４９及び図５０を参照して、第６実施形態に係る超音波用デバイス１Ｎに含まれる圧電膜デバイス２Ｎについて説明する。第６実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｎについては、上述した第４実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｈ及び第５実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｌ等と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図４９は、第６実施形態に係る超音波用デバイス１Ｎに含まれる圧電膜デバイス２Ｎを模式的に示す断面図である。図４９においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｎの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｎを構成する支持基板１３Ｎ及び酸化膜層１４Ｎ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略している。図５０は、第６実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｎの底面図である。
　図４９に示される圧電膜デバイス２Ｎは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、第４実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｈ及び第５実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｌと同様であり、支持基板１３Ｈ，１３Ｌ及び酸化膜層１４Ｈ，１４Ｌに代えて支持基板１３Ｎ及び酸化膜層１４Ｎを有する点において圧電膜デバイス２Ｈ，２Ｌと異なっている。圧電膜デバイス２Ｎにおいても、支持部１１Ｎが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｎの上面１４Ｎａに支持されて該上面１４Ｎａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｎの上面１４Ｎａに支持されていない。
　第６実施形態に係る圧電膜デバイス２Ｎは、上述した圧電膜デバイス２Ｈ，２Ｌの両方の特徴を有している。圧電膜デバイス２Ｎにおいては、支持部１１Ｎの縁部１４Ｎｘが下方向から見て曲線を有しており（図５０参照）、且つ、支持部１１Ｎの側面１３Ｎｒの拡張部１３Ｎｓ及び側面１４Ｎｒの拡張部１４ＮｓがＹ方向から見て曲線を有している（図４９参照）。
　図５０に示された縁部１４Ｎｘは縁部１４Ｈｘ（図３４参照）と同一の構成であり、拡張部１３Ｎｓは拡張部１３Ｌｓ（図４５参照）と同一の構成であり、拡張部１４Ｎｓは拡張部１４Ｌｓ（図４５参照）と同一の構成である。また、垂直部分１３Ｎｔは垂直部分１３Ｌｔ（図４５参照）と同一の構成である。図５０に示されるように、圧電膜デバイス２Ｎでは、縁部１４Ｎｘが、下方向から見て曲線を有する。圧電膜デバイス２Ｎにおいては拡張部１３Ｎｓ，１４Ｎｓが設けられているため、図５０に示されるように、Ｘ方向において縁部１４Ｎｘとは異なる位置（縁部１４ＮｘよりもＸ方向外側の位置）に支持部の接地面である下面１３Ｎｂの縁部１３Ｎｚが位置している。そして、下面１３Ｎｂの縁部１３Ｎｚについても、下方向から見て曲線を有する。
　なお、第６実施形態の態様は、図４９及び図５０に示された態様に限定されない。図５１は、第６実施形態の第１変形例に係る超音波用デバイス１Ｏに含まれる圧電膜デバイス２Ｏを模式的に示す断面図である。図５１においては、説明の便宜上、超音波用デバイス１Ｏの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１１Ｏを構成する支持基板１３Ｏ及び酸化膜層１４Ｏ、基板１２、圧電膜２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略している。図５２は、第６実施形態の第１変形例に係る圧電膜デバイス２Ｏの底面図である。
　圧電膜デバイス２Ｏは、基板１２と、圧電膜２１とを有する点において、圧電膜デバイス２Ｎと同様であり、支持基板１３Ｎ及び酸化膜層１４Ｎに代えて支持基板１３Ｏ及び酸化膜層１４Ｏを有する点において圧電膜デバイス２Ｎと異なっている。圧電膜デバイス２Ｏにおいても、支持部１１Ｏが基板１２を片持ち支持している。すなわち、基板１２は、Ｘ方向外側の端部１２ｘ側の略半分の領域１２ｆが酸化膜層１４Ｏの上面１４Ｏａに支持されて該上面１４Ｏａに固定されると共に、Ｘ方向内側の端部１２ｙ側の略半分の領域１２ｎが酸化膜層１４Ｏの上面１４Ｏａに支持されていない。支持基板１３Ｏ及び酸化膜層１４Ｏは、基本構成が圧電膜デバイス２Ｎの支持基板１３Ｎ及び酸化膜層１４Ｎと同一であり、拡張部の態様のみ支持基板１３Ｎ及び酸化膜層１４Ｎと異なっている。
　圧電膜デバイス２Ｏは、上述した圧電膜デバイス２Ｈ，２Ｍの両方の特徴を有している。すなわち、圧電膜デバイス２Ｏは、支持部１１Ｏの縁部１４Ｏｘが下方向から見て曲線を有しており（図５２参照）、且つ、支持部１１Ｏの側面１３Ｏｒの拡張部１３Ｏｓ及び側面１４Ｏｒの拡張部１４ＯｓがＹ方向から見て直線を有している（図５１参照）。
　図５２に示された縁部１４Ｏｘは縁部１４Ｈｘ（図３４参照）と同一の構成であり、拡張部１３Ｏｓは拡張部１３Ｍｓ（図４７参照）と同一の構成であり、拡張部１４Ｏｓは拡張部１４Ｍｓ（図４７参照）と同一の構成である。また、垂直部分１３Ｏｔは垂直部分１３Ｍｔ（図４７参照）と同一の構成である。図５２に示されるように、圧電膜デバイス２Ｏでは、縁部１４Ｏｘが、下方向から見て曲線を有する。圧電膜デバイス２Ｏにおいては拡張部１３Ｏｓ，１４Ｏｓが設けられているため、図５２に示されるように、Ｘ方向において縁部１４Ｏｘとは異なる位置（縁部１４ＯｘよりもＸ方向外側の位置）に支持部の接地面である下面１３Ｏｂの縁部１３Ｏｚが位置している。そして、下面１３Ｏｂの縁部１３Ｏｚについても、下方向から見て曲線を有する。
　なお、超音波用デバイスに含まれる圧電膜デバイスは、上述した一対の構成又は１つの構成に限定されず、例えば二対以上で構成されていてもよい。
［第７実施形態］
　上述した第１～第６実施形態では、圧電膜デバイスが超音波用デバイスに応用される例を説明した。圧電膜デバイスの応用例は超音波用デバイスに限定されない。圧電膜デバイスは、例えばスピーカーデバイスに含まれていてもよい。図５３は、第７実施形態に係るスピーカーデバイス６０１に含まれる圧電膜デバイス６０２の動作を模式的に示す断面図である。図５３においては、説明の便宜上、スピーカーデバイス６０１の構成を簡素化して示しており、具体的には、スピーカーデバイス６０１に含まれる圧電膜デバイス６０２の、支持部６１１を構成する支持基板６１３及び酸化膜層６１４、基板６１２、圧電膜６２１、並びに、電源８０以外の構成の図示を省略している。図５３に示される例では、スピーカーデバイス６０１は、一対の圧電膜デバイス６０２，６０２を含んでいる。スピーカーデバイス６０１に含まれる圧電膜デバイス６０２の断面構造は、上述した超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２等と同一であってもよい。図５３に示される例では、圧電膜デバイス６０２の形状（断面構造等）が圧電膜デバイス２（図６参照）と同一とされている。圧電膜デバイス６０２の形状（断面構造等）は、上述した圧電膜デバイス２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇのいずれかと同一とされていてもよい。スピーカーデバイス６０１に含まれる圧電膜デバイス６０２は、例えば、超音波用デバイス１に含まれる圧電膜デバイス２と、断面構造が互いに同じであり、且つ、動作条件が互いに異なっている。
　図５３に示されるスピーカーデバイス６０１の圧電膜デバイス６０２では、圧電膜６２１に電圧が加えられると、逆圧電効果により、圧電膜６２１が変形する。具体的には、圧電膜６２１及び基板６１２の端部６１２ｙ側が上下に振動する。圧電膜デバイス６０２において圧電膜６２１及び基板６１２の端部６１２ｙ側の部分が上下に振動することにより、空気が振動する。予め、所望の音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス６０２の動作条件が設定されていることにより、電圧の印加に応じて所望の音波を発生させることができる。
　このようなスピーカーデバイス６０１では、上述した圧電膜デバイス６０２を含んでいることから、圧電膜６２１を支持する基板６１２に加わる応力を適切に緩和することができる。そして、スピーカーデバイス６０１においては、複数の周波数の音波を発生させるため、周波数によっては、圧電膜デバイス６０２の変形に応じた基板６１２の変位量が大きくなるところ、スピーカーデバイス６０１では、上記圧電膜デバイス６０２が基板６１２に加わる応力を適切に緩和することができるので、基板６１２の破損等を生じさせることなく、適切に所望の周波数の音波を発生させることができる。
［第８実施形態］
　次に、図５４を参照して、第８実施形態に係るスピーカーデバイス６０１Ｈについて説明する。図５４は、第８実施形態に係るスピーカーデバイス６０１Ｈに含まれる圧電膜デバイス６０２Ｈの動作を模式的に示す断面図である。
　上述した第７実施形態では、スピーカーデバイス６０１が一対の圧電膜デバイス６０２，６０２を含んでいるとして説明したが、スピーカーデバイスの構成はこれに限定されない。第８実施形態に係るスピーカーデバイス６０１Ｈは、圧電膜デバイス６０２Ｈを１つのみ含んでいる。圧電膜デバイス６０２Ｈの形状（断面構造等）は、上述した圧電膜デバイス６０２と同一とされていてもよいし、上述した圧電膜デバイス２Ｈ，２Ｌ，２Ｍ，２Ｎ，２Ｏのいずれかと同一とされてもよい。このような構成においても、予め、所望の音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス６０２Ｈの動作条件が設定されていることにより、電圧の印加に応じて所望の音波を発生させることができる。
　なお、圧電膜デバイスの応用例は、超音波用デバイス及びスピーカーデバイスに限定されず、例えば、その他の各種トランスデューサや、ＭＥＭＳミラー又はインクジェットヘッド等であってもよい。
［第９実施形態］
　図５５は、第９実施形態に係る音波発生デバイス１００１（トランスデューサ）を上方から見た斜視図である。図５６は、音波発生デバイス１００１を下方から見た斜視図である。図５７は、音波発生デバイス１００１の平面図である。図５８は、音波発生デバイス１００１の底面図である。図５９は、音波発生デバイス１００１の変位動作時の状態を上方から見た斜視図である。音波発生デバイス１００１は、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２を含むデバイスである。音波発生デバイス１００１は、圧電膜デバイス１００２の圧電膜１０２１（図６０参照）の振動によって空気を振動させて超音波を発生させるデバイスである（詳細は後述）。圧電膜デバイス１００２は、例えば、圧電特性を利用したＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイスである。
　図５５～図５９に示されるように、音波発生デバイス１００１は、平面視略矩形の基板部１０１０と、基板部１０１０上に積層された圧電部１０２０と、を有する。以下では、平面視略矩形の基板部１０１０の長手方向をＸ方向（第１方向）、短手方向をＹ方向（第３方向）、Ｘ方向及びＹ方向に交差する方向（すなわち、基板部１０の厚さ方向）をＺ方向（第２方向）として説明する。Ｚ方向のうち、基板部１０を基準として圧電部２０が位置する方向を「上」、圧電部２０を基準として基板部１０が位置する方向を「下」として説明する。
　基板部１０１０は、例えばＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板により構成されている。基板部１０１０は、シリコンを含むその他の基板、例えば埋込酸化膜を有さないシリコン基板により構成されていてもよい。以下では、基板部１０１０がＳＯＩ基板により構成されているとして説明する。基板部１０１０は、第１部分１０１０ｘと、Ｙ方向において第１部分１０１０ｘを挟むように設けられた一対の第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙと、を有する。第１部分１０１０ｘは、基板部１０１０における、圧電部１０２０が搭載される搭載部分である。第１部分１０１０ｘは、平面視略矩形状に形成されている。一対の第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙは、圧電部１０２０が搭載されない非搭載部分である。一対の第２部分１０１０ｙ，１０１０ｙは、基板部１０のＹ方向の両端部においてＸ方向に沿って形成されている。なお、第９実施形態では第２部分１０１０ｙに圧電部２０が搭載されていないとして説明するが、第２部分１０１０ｙに圧電部１０２０の一部が搭載されていてもよい。
　図５６に示されるように、第１部分１０１０ｘにおける下面１０１３ｂのＸ方向中央部には、Ｚ方向において凹状の第１孔部１０９０が形成されている。第１孔部１０９０は、Ｚ方向において基板部１０１０を貫通しないように形成されている。第１孔部１０９０は、底面視において略矩形に形成されている（図５８参照）。第１孔部１０９０の空間は、図５６に示されるように、Ｙ方向において互いに対向する一対の第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙのＹ方向内側の側面１０１０ｚ，１０１０ｚと、Ｘ方向において互いに対向する一対の錘部１０５０，１０５０（詳細は後述）のＸ方向内側の側面１０５０ｚ，１０５０ｚと、により区画されている。第１孔部１０９０は、領域によらずにＺ方向の寸法（すなわち深さ）が一定である。
　圧電部１０２０は、図５５に示されるように、第１部分１０１０ｘの全域上に設けられている。図５５等に示される例では、圧電部１０２０が第１部分１０１０ｘにおけるＸ方向及びＹ方向の全域上に設けられているが、例えば、圧電部１０２０は、第１部分１０１０ｘにおけるＸ方向の両端部を除いた領域上に設けられていてもよい。
　図５５に示されるように、音波発生デバイス１においては、Ｙ方向に沿ったスリット１０９３と、Ｘ方向に沿った一対のスリット１０９４，１０９４とが形成されている。スリット１０９３は、音波発生デバイス１００１のＸ方向の中央部においてＹ方向に沿って形成されており、圧電部１０２０及び第１部分１０１０ｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット１０９３は、一対の第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙ間においてＹ方向に沿って形成されている。スリット１０９３が形成されていることにより、第１部分１０１０ｘ上に圧電部１０２０が積層された構造は、Ｘ方向の中央部において２つに分離される。
　スリット１０９４，１０９４は、Ｙ方向における第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙと第１部分１０１０ｘとの境界においてＸ方向に沿って形成されており、第１部分１０１０ｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット１０９４，１０９４は、図５８に示されるように、Ｘ方向両端部に形成された一対の支持部１０１１，１０１１（詳細は後述）間においてＸ方向に沿って形成されている。スリット１０９４，１０９４が形成されていることにより、第１部分１０１０ｘ上に圧電部１０２０が積層された構造は、一対の支持部１０１１，１０１１間において第２部分１０１０ｙ、１０１０ｙから分離される。これにより、第１部分１０１０ｘ上に圧電部１０２０が積層された構造は、図５９に示されるように、互いに独立して上下変位可能な一対の圧電膜デバイス１００２，１００２を構成する。一対の圧電膜デバイス１００２，１００２は、それぞれ、支持部１０１１において圧電部１０２０等が片持ち支持された構成である。一対の圧電膜デバイス１００２，１００２の詳細について、図６０を参照して説明する。
　図６０は、図５７におけるＶＩ－ＶＩ線に沿った音波発生デバイス１００１の縦断面図である。図５７のＶＩ－ＶＩ線は、音波発生デバイス１におけるＹ方向の中央部においてＸ方向に沿った線である。なお、図６０においては、説明の便宜上、各構成の寸法、特に厚みを意図的に変更して示している。後述する各断面図（図６１～図６８、図７０、図７５、図７６、図７８～図８２、図９０～図９７、図９９～図１０３、図１０６、及び図１０７）においても同様である。以下で説明する圧電膜デバイス１００２等に係る各種寸法は、圧電膜デバイス１００２が動作していない（上下に変位していない）状態における寸法である。
　図６０に示されるように、音波発生デバイス１００１は、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２を有する。一対の圧電膜デバイス１００２，１００２は互いに同じ構成であるので、以下では一方の圧電膜デバイス１００２の構成を説明する。圧電膜デバイス１００２は、支持部１０１１と、基板１０１２と、錘部１０５０と、圧電膜１０２１と、保護膜１０２２と、絶縁膜１０２３と、配線電極１０３１，１０３２と、上部電極１０３３と、下部電極１０３４と、を有する。支持部１０１１、基板１０１２、及び錘部１０５０は、基板部１０１０の第１部分１０１０ｘの構成である。圧電膜１０２１、保護膜１０２２、絶縁膜１０２３、配線電極１０３１，１０３２、上部電極１０３３、及び下部電極１０３４は、圧電部１０２０の構成である。
　支持部１０１１は、支持基板１０１３と、酸化膜層１０１４と、を有する。このように、支持部１０１１は、半導体層である支持基板１０１３及び酸化膜層である酸化膜層１０１４を含む積層構造を有する。支持基板１０１３は、支持層として機能するシリコン層である。酸化膜層１０１４は、支持基板１０１３の上面１０１３ａに設けられた絶縁膜であり、例えば、埋込酸化膜である。酸化膜層１０１４は、基板１０１２の下面１０１２ｂを支持する支持面である上面１０１４ａを有する。支持部１０１１における支持基板１０１３の下面１０１３ｂは、設置部材１５００の設置面１５００ａに固定される（図６１参照）。設置面１５００ａに固定されるとは、例えば、設置面１５００ａに直接又は何らかの部材を介して固着し、設置面１５００ａから離れない状態になることをいう。
　基板１０１２は、酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに設けられた活性層として機能するシリコン層であり、振動板として機能する。基板１０１２は、互いに反対方向を向いた上面１０１２ａ（第２面）及び下面１０１２ｂ（第１面）を有する。基板１０１２の下面１０１２ｂは、酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持されている。
　基板１０１２は、平面視略矩形に形成されており、一例として、長手方向であるＸ方向の長さが３ｍｍ程度、短手方向であるＹ方向の長さが２ｍｍ程度、厚さ方向であるＺ方向の長さが１２μｍ程度とされてもよい。基板１０１２のＸ方向の長さは７５μｍ～３ｍｍの範囲内であってもよく、Ｙ方向の長さは５０μｍ～２ｍｍの範囲内であってもよく、Ｚ方向の長さは２μｍ～２００μｍの範囲内であってもよい。なお、基板１０１２の寸法は上記に限定されない。
　基板１０１２は、下面１０１２ｂの領域として、下面１０１２ｂに平行な方向であって且つ基板１０１２の長手方向であるＸ方向（第１方向）における外側の端部１０１２ｘ（第１端部）側において支持部１０１１の酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持されている領域１０１２ｆ（第１領域）を有する。また、基板１０１２は、下面１０１２ｂの領域として、領域１０１２ｆよりもＸ方向における端部１０１２ｘの反対の端部１０１２ｙ（第２端部）側において支持部１０１１に支持されていない領域１０１２ｎ（第２領域）を有する。基板１０１２の下面１０１２ｂは、例えば、Ｘ方向における全体の１／６程度が領域１０１２ｆとされ、Ｘ方向における残りの５／６程度が領域１０１２ｎとされてもよい。領域１０１２ｆ，１０１２ｎのＸ方向における比率は上記に限定されない。
　領域１０１２ｆは、支持部１０１１の酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持されて、該上面１０１４ａに固定されている。上面１０１４ａに支持されているとは、例えば、上面１０１４ａに直接又は何らかの部材を介して接触し、上面１０１４ａに支えられていることを意味している。上面１０１４ａに固定されているとは、例えば、上面１０１４ａに直接又は何らかの部材を介して固着し、上面１０１４ａから離れない状態になっていることを意味している。上面１０１４ａに固定されているとは、例えば、上面１０１４ａと一体化されていてもよいし、上面１０１４ａに接合されていてもよい。なお、基板１０１２においては、必ずしも支持部１０１１に支持されている領域の全てが支持部１０１１に固定されていなくてもよく、支持されている領域の一部のみが支持部１０１１に固定されていてもよい。領域１０１２ｎは、支持部１０１１の酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持されていない。
　錘部１０５０は、下面１０１２ｂに設けられている。錘部１０５０は、支持部１０１１から離れた状態で、下面１０１２ｂの領域１０１２ｎに設けられている。錘部１０５０と支持部１０１１との間の領域には、第２孔部１０９８が形成されている。
　錘部１０５０は、支持部１０１１と同じ材料により構成されており、支持部１０１１と同一の部材から、エッチング加工等によって形成されている（詳細は後述）。錘部１０５０は、支持部１０１１の支持基板１０１３に相当する構成である半導体層１０５３と、支持部１０１１の酸化膜層１０１４に相当する構成である酸化膜層１０５４と、を含む積層構造を有している。酸化膜層１０５４の上端部１０５４ａは、基板１０１２の下面１０１２ｂの領域１０１２ｎに接している。錘部１０５０は、酸化膜層１０５４の上端部１０５４ａ（一端部）と、半導体層１０５３の下端部１０５３ｂ（他端部）とで、互いに重みが異なっている。
　錘部１０５０は、Ｘ方向における基板１０１２の下面１０１２ｂの中央よりも、領域１０１２ｆ側（支持部１０１１側）に設けられている（図５８及び図６０参照）。Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の３０％以下であってもよく、８％以下であってもよい。また、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％以上であってもよい。すなわち、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％～８％の範囲内とされてもよい。なお、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離とは、例えば、支持部１０１１の第２孔部１０９８側の側面１０１１ｚから錘部１０５０の第１孔部１０９０側の側面１０５０ｚまでの距離である。例えば、基板１０１２のＸ方向の長さが３ｍｍである場合において、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、１００μｍ～２００μｍの範囲内とされてもよい。なお、支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、上記に限定されない。
　錘部１０５０のＺ方向における長さ（錘部５０の厚み）は、支持部１０１１のＺ方向における長さ（支持部１１の厚み）と同じである。ここでの同じであるとは、完全に一致する場合だけでなく、例えば数％程度相違する場合を含んでいてもよい。錘部１０５０及び支持部１０１１のＺ方向における長さは、一例として、２００μｍ程度とされてもよい。錘部１０５０及び支持部１０１１のＺ方向における長さは、５０μｍ～６２５μｍの範囲内とされてもよい。錘部１０５０のＺ方向における長さは、基板１０１２のＺ方向における長さ（基板１２の厚み）よりも長い。錘部１０５０のＺ方向における長さは、基板１０１２のＺ方向における長さの４倍以上であってもよい。なお、錘部１０５０及び支持部１０１１のＺ方向における長さは、上記に限定されない。
　錘部１０５０は、図５８に示されるように、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の両端部間に亘って設けられている。すなわち、錘部１０５０は、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の全域に設けられている。錘部１０５０のＹ方向における長さは、図５８に示されるように、支持部１０１１のＹ方向における長さ及び基板１０１２のＹ方向における長さと同じである。ここでの同じであるとは、完全に一致する場合だけでなく、例えば数％程度相違する場合を含んでいてもよい。錘部１０５０及び支持部１０１１のＹ方向における長さは、一例として、２ｍｍ程度とされてもよい。錘部１０５０及び支持部１０１１のＹ方向における長さは、５０μｍ～２ｍｍの範囲内とされてもよい。なお、錘部１０５０及び支持部１０１１のＹ方向における長さは、上記に限定されない。また、錘部１０５０は、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の全域に設けられていなくてもよい。
　錘部１０５０のＹ方向における長さは、図５８に示されるように、錘部１０５０のＸ方向における長さよりも長い。錘部１０５０のＸ方向における長さは、１０μｍ～１００μｍの範囲内とされてもよい。錘部１０５０のＸ方向における長さは、上記に限定されない。
　錘部１０５０は、Ｙ方向における基板１０１２の下面１０１２ｂの中央に対して、Ｙ方向において対称に配置されている。すなわち、錘部１０５０は、Ｙ方向における下面１０１２ｂの中央から見て、Ｙ方向における一方側の長さと他方側の長さとが同じである。ここでの同じであるとは、完全に一致する場合だけでなく、例えば数％程度相違する場合を含んでいてもよい。
　錘部１０５０は、図６１に示されるように、設置部材１５００の設置面１５００ａに固定されていない。すなわち、圧電膜デバイス１００２では、支持部１０１１の支持基板１０１３の下面１０１３ｂのみが設置面１５００ａに固定され、錘部１０５０が設置面１５００ａに固定されていない。
　図６０に戻り、音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス１００２の圧電膜１０２１は、基板１０１２の上面１０１２ａ（第２面）に設けられ、電圧が印加されることに応じて変形して基板１０１２と共に変位する。圧電膜１０２１は、絶縁膜１０２３及び下部電極１０３４を介して、基板１０１２の上面１０１２ａに設けられている。圧電膜１０２１は、例えば、ペロブスカイト構造の金属酸化物を含んで構成されている。圧電膜１０２１は、Ｐｂ，Ｚｒ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物を含んでいてもよい。圧電膜１０２１は、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Pb(Zr,Ti)O3）を含んでいてもよい。圧電膜１０２１は、Ｐｂ，Ｍｇ，Ｎｂ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物、具体的にはマグネシウム・ニオブ酸鉛とチタン酸鉛の固溶体（ＰＭＮＴ）を含んでいてもよい。圧電膜１０２１は、Ｂａ，Ｃａ，Ｔｉを主成分とするペロブスカイト構造の酸化物、具体的には、チタン酸バリウムカルシウム（ＢＣＴ：BaxCa1-xTiO3）を含んでいてもよい。圧電膜１０２１は、酸化亜鉛又は窒化アルミニウムを含んでいてもよい。圧電膜１０２１の膜厚は、例えば０．１μｍ～５．０μｍ（例えば１μｍ）であってもよい。
　絶縁膜１０２３は、基板１０１２の上面１０１２ａに積層されている。下部電極１０３４は、絶縁膜１０２３の上面１０２３ａに積層されている。配線電極１０３２は、下部電極１０３４の上面１０３４ａに積層されている。配線電極１０３２は、圧電膜１０２１の下部に電圧を印加する電極である。上部電極１０３３は、圧電膜１０２１の上面１０２１ａに積層されている。配線電極１０３１は、上部電極１０３３の上面１０３３ａに積層されている。配線電極１０３１は、圧電膜１０２１の上部に電圧を印加する電極である。図６０に示されるように、配線電極１０３１は、配線電極１０３２よりもＸ方向内側且つ上方に配置されている。上述した配線電極１０３１，１０３２、上部電極１０３３、及び下部電極１０３４は、例えば、プラチナ、モリブテン、イリジウム、アルミニウム、銅、金、又はチタン等により構成された、導電性を有する金属膜である。
　保護膜１０２２は、上述した圧電部１０２０の各構成よりも上層に積層されている。保護膜１０２２は、上方からみて、圧電膜デバイス１００２の略全域に設けられている。ここで、図６０に示される圧電部１０２０では、下層側の構成の方が、上層側の構成よりも、Ｘ方向において広範囲に設けられている。すなわち、Ｘ方向における配置範囲は、絶縁膜１０２３が最も広く、下部電極１０３４、圧電膜１０２１、及び上部電極１０３３の順に広くなっている。このように、各構成の配置範囲が異なることから、各構成の上層に保護膜１０２２が積層されることにより、図６０に示されるように、絶縁膜１０２３、下部電極１０３４、圧電膜１０２１、及び上部電極１０３３の各構成と保護膜１０２２とが接することとなる。配線電極１０３１，１０３２は、保護膜１０２２上に露出するように配置されている。保護膜１０２２は、例えば、アルミナ、ＴＥＯＳ（Tetraethyl orthosilicate）、又は、これらの両方を含んで構成されていてもよい。
　次に、図６１を参照して、音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス２の動作について説明する。図６１は、音波発生デバイス１００１に含まれる一対の圧電膜デバイス１００２，１００２の動作を模式的に示す断面図である。なお、図６１においては、説明の便宜上、音波発生デバイス１００１の構成を簡素化して示しており、具体的には、支持基板１０１３、酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０、及び電源１０８０以外の構成の図示を省略している。電源１０８０は、圧電膜１０２１に電圧を印加する構成である。
　図６１に示されるように、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２においては、基板１０１２の上面１０１２ａに圧電膜１０２１が設けられると共に、基板１０１２が支持部１０１１に片持ち支持されている。詳細には、基板１０１２は、Ｘ方向外側の端部１０１２ｘ側の領域１０１２ｆが支持部１０１１の酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持且つ固定されると共に、端部１０１２ｙ側の領域１０１２ｎが上面１０１４ａに支持されていない。このような一対の圧電膜デバイス１００２，１００２において、電源１０８０から圧電膜１０２１に電圧が加えられると、逆圧電効果により、圧電膜１０２１が変形し、圧電膜１０２１及び基板１０１２が上下に振動する。上述したように、基板１０１２は、端部１０１２ｘ側の領域１０１２ｆが酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持且つ固定されている。このため、圧電膜１０２１が変形することによって実際に上下に変動する基板１０１２の部分は、端部１０１２ｙ側の領域１０１２ｎのみである。なお、領域１０１２ｎは、全体が上下に変動してもよいし、一部のみが上下に変動してもよい。
　一対の圧電膜デバイス１００２，１００２において、圧電膜１０２１、及び、基板１０１２の領域１０１２ｎの少なくとも一部が上下に振動することにより、空気が振動する。予め、所望の超音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス１００２，１００２の動作条件が設定されていることにより、電源１０８０からの電圧の印加に応じて所望の超音波を発生させることができる。
　次に、図６２～図６８及び図６０を参照して、第９実施形態に係る音波発生デバイス１００１の製造手順の一例について説明する。図６２～図６８及び図６０は、図５５に示される第９実施形態に係る音波発生デバイス１の製造手順を示す断面図である。最初に、互いに反対方向を向く上面１０１０ａ（一端面）及び下面１０１０ｂ（他端面）を有する加工対象部材である基板部１０１０が準備される（図６２参照。準備する工程）。
　つづいて、基板部１０１０の上面１０１０ａに対して、絶縁膜１０２３、下部電極１０３４、圧電膜１０２１、及び上部電極１０３３が順に成膜される（図６３参照。成膜する工程）。そして、基板部１０１０の上面１０１０ａに成膜された各構成について、下層側の構成の方が、上層側の構成よりもＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される（図６４参照。成膜する工程）。具体的には、絶縁膜１０２３、下部電極１０３４、圧電膜１０２１、及び上部電極１０３３の順でＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される。音波発生デバイス１００１では一対の圧電膜デバイス１００２，１００２が設けられるため、図６４に示されるように、圧電膜１０２１等の上記加工が一対分実施される。
　つづいて、上述した各層上に保護膜１０２２が成膜される（図６５参照。成膜する工程）。図６５に示されるように、保護膜１０２２は、絶縁膜１０２３、下部電極１０３４、圧電膜１０２１、及び上部電極１０３３に接している。
　つづいて、配線電極１０３１，１０３２の成膜及び加工が行われる（図６６参照。成膜する工程）。具体的には、上部電極１０３３の上面１０３３ａに配線電極１０３１が設けられ、下部電極１０３４の上面１０３４ａに配線電極１０３２が設けられる。
　つづいて、Ｘ方向の中央部において、基板部１０１０における基板１０１２、及び、圧電部１０２０における絶縁膜１０２３をＺ方向に貫通するように、Ｙ方向に沿ってスリット１０９３が形成される（図６７参照）。
　つづいて、基板部１０１０の下面１０１０ｂが研削され薄膜化が行われる（図６８参照）。なお、当該薄膜化の工程は、例えば基板部１０１０が十分に薄い等の場合には実施しなくてもよい。
　最後に、成膜後の基板部１０１０の下面１０１０ｂに対してエッチングによるシリコン加工が行われることによって、支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４の一部が除去されて第１孔部１０９０及び第２孔部１０９８が形成され、上述した基板１０１２及び支持部１０１１が形成されると共に、錘部１０５０が形成される（図６０参照。錘部を形成する工程）。以上の工程により、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２が完成する（図６０参照）。
　次に、第９実施形態に係る音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス２、及び、第９実施形態に係る音波発生デバイス１００１の作用効果について説明する。
　最初に、図６９及び図７０を参照して、比較例に係る音波発生デバイス１１００に含まれる圧電膜デバイス１２００について説明する。図６９は、比較例に係る音波発生デバイス１１００の底面図である。図７０は、比較例に係る音波発生デバイス１１００に含まれる圧電膜デバイス１２００の動作を模式的に示す断面図である。なお、図７０においては、説明の便宜上、音波発生デバイス１１００の構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略すると共に、一対の圧電膜デバイス１２００，１２００の内、一方の圧電膜デバイス１２００のみを図示している。
　図６９及び図７０に示される比較例に係る圧電膜デバイス１２００は、支持部１０１１と、基板１０１２と、圧電膜１０２１とを有する点において、第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２と同様であり、上述した錘部１０５０を有さない点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。圧電膜デバイス１２００においても、図７０に示されるように、孔部１１９０が形成されており、基板１０１２は、端部１０１２ｘ側の領域１０１２ｆが酸化膜層１０１４の上面１０１４ａに支持且つ固定され、端部１０１２ｙ側の領域１０１２ｎが上面１０１４ａに支持されていない。
　このような圧電膜デバイス１２００の圧電膜１０２１に電源１０８０から電圧が印加されると、圧電膜１０２１と共に基板１０１２が変位し、片持ち梁構造の付け根部分に応力が集中しやすい。すなわち、図７０に示されるように、酸化膜層１０１４の上面１０１４ａにおけるＸ方向内側の縁部１０１４ｘに接する基板１０１２の部分１０１２ｚには、応力が集中しやすい。これにより、基板１０１２の部分１０１２ｚにおける応力が大きくなり、基板１０１２が破損してしまうおそれがある。
　これに対して、第９実施形態に係る音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス１００２は、図６０に示されるように、互いに反対方向を向く下面１０１２ｂ及び上面１０１２ａを有する基板１０１２と、下面１０１２ｂを支持すると共に設置面１５００ａ（図６１参照）に固定される支持部１０１１と、上面１０１２ａに設けられ、電圧が印加されることに応じて基板１０１２と共に変位する圧電膜１０２１と、下面１０１２ｂに設けられている錘部１０５０と、を備える。基板１０１２は、下面１０１２ｂの領域として、Ｘ方向における端部１０１２ｘ側において支持部１０１１に支持されている領域１０１２ｆと、領域１０１２ｆよりもＸ方向における端部１０１２ｘの反対の端部１０１２ｙ側において支持部１０１１に支持されていない領域１０１２ｎと、を有する。そして、錘部１０５０は、支持部１０１１から離れた状態で、領域１０１２ｎに設けられている。
　圧電膜デバイス１００２では、基板１０１２の上面１０１２ａに圧電膜１０２１が設けられており、該圧電膜１０２１に電圧が印加されることに応じて、基板１０１２における支持部１０１１に支持されていない端部１０１２ｙ側の領域１０１２ｎが圧電膜１０２１と共に変位する。ここで、基板１０１２における下面１０１２ｂの端部１０１２ｘ側の領域１０１２ｆが支持部１０１１に支持されて片持ち梁構造になっている構成において、上述したように基板１０１２の端部１０１２ｙ側が圧電膜１０２１と共に変位すると、片持ち梁構造の付け根部分（基板１０１２における、支持部１０１１の端部１０１２ｙ側の縁部に接する部分）に応力が集中してしまう。この点、第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２では、基板１０１２の下面１０１２ｂにおける、領域１０１２ｆよりも端部１０１２ｙ側の領域１０１２ｎに、支持部１０１１から離れた状態で、錘部１０５０が設けられている。このように、領域１０１２ｎに、支持部１０１１から分離された錘部１０５０が設けられることによって、例えば、上述した片持ち梁構造の付け根部分に加わる応力の一部が錘部１０５０に対応する基板１０１２の部分に分散することになり、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中を緩和することができる。また、錘部１０５０が設けられることにより、部分的に、梁を構成する基板１０１２を曲がりにくくすることができ、これにより、基板１０１２における片持ち梁構造の付け根部分の近傍部分の応力集中を緩和することができる。
　図７１は、比較例に係る圧電膜デバイス１２００における動作時の応力分布のシミュレーション結果を示す図である。図７２は、第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２における動作時の応力分布のシミュレーション結果を示す図である。図７１の左図は、比較例に係る圧電膜デバイス１２００の基板１０１２を底面から見た各領域を示す図であり、支持部１０１１に接する領域１６９１及び孔部１１９０に接する領域１６９０を示している。図７１の右図は、図７１の左図に示される各領域の応力分布を示したコンター図である。図７２の左図は、第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２の基板１１２を底面から見た各領域を示す図であり、支持部１０１１に接する領域１５１１、第２孔部１０９８に接する領域１５９８、錘部１０５０に接する領域１５５０、及び第１孔部１０９０に接する領域１５９０を示している。図７２の右図は、図７２の左図に示される各領域の応力分布を示したコンター図である。図７１の右図及び図７２の右図においては、応力が大きい箇所ほど濃い色で示されている。
　応力分布のシミュレーションは、以下の条件において有限要素法によって実施された。
・圧電膜デバイス１００２の基板１０１２及び圧電膜デバイス１２００の基板１０１２の寸法
　　Ｘ方向の長さ：３ｍｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：１２μｍ
・圧電膜デバイス２の支持部１１及び圧電膜デバイス２００の支持部１１１の寸法
　　Ｘ方向の長さ：５００μｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：２００μｍ
・圧電膜デバイス２の圧電膜２１及び圧電膜デバイス２００の圧電膜２１の寸法
　　Ｚ方向の長さ：３μｍ
・圧電膜デバイス２の錘部５０の寸法
　　Ｘ方向の長さ：１００μｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：２００μｍ
・Ｘ方向における圧電膜デバイス２の支持部１１と錘部５０との間の距離
　　２００μｍ
　図７１の右図に示されるように、比較例に係る圧電膜デバイス１２００では、片持ち梁構造の付け根部分（領域１６９０における領域１６９１との境界部分）において、大きな応力がかかっており、Ｙ方向の広範囲に亘って高応力領域ＨＥになっている。また高応力領域ＨＥの周囲が中応力領域ＭＥになっている。ここでの高応力領域ＨＥとは応力が４７７Ｍｐ以上の領域であり、中応力領域ＭＥとは応力が４２４Ｍｐａ以上４７７Ｍｐａ未満の領域である。
　これに対して、図７２の右図に示されるように、第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２では、片持ち梁構造の付け根部分（領域１５９８における領域１５１１との境界部分）において、多くの領域が低応力領域ＬＥとなっており、一部、中応力領域ＭＥが散在している。ここでの低応力領域ＬＥとは応力が３７１Ｍｐａ以上４２４Ｍｐａ未満の領域である。そして、圧電膜デバイス１００２では、錘部１０５０が設けられていることによって、領域１５９０における領域１５５０との境界部分において、Ｙ方向の広範囲に亘って中応力領域ＭＥとなっている。また、中応力領域ＭＥの周囲が低応力領域ＬＥになっている。このようなシミュレーション結果から明らかなように、錘部１０５０が設けられていることによって、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中を緩和することができた。なお、錘部１０５０が設けられることにより、錘部１０５０に対応する基板１０１２の領域においては応力が高まるものの、錘部１０５０が設けられていない場合の片持ち梁構造の付け根部分と比べると応力集中の程度は低い。
　図６０に示されるように、錘部１０５０は、Ｘ方向における基板１０１２の下面１０１２ｂの中央よりも領域１０１２ｆ側（支持部１１側）に設けられていてもよい。このような構成によれば、錘部１０５０を支持部１０１１に近づけて配置することができ、錘部１０５０が支持部１０１１から大きく離れて配置される場合と比較して、片持ち梁構造の付け根部分の応力集中をより効果的に緩和することができる。また、錘部１０５０が端部１０１２ｙから離れて領域１０１２ｆ側に配置されることにより、圧電膜１０２１に電圧が印加された際の基板１０１２の端部１０１２ｙ側の動作に錘部１０５０の重みが影響してしまうことを抑制することができる。
　図６０に示されるように、錘部１０５０のＺ方向における長さは、支持部１０１１のＺ方向における長さと同じであってもよい。このような構成によれば、支持部１０１１及び錘部１０５０を同時に形成しやすくなり、圧電膜デバイス１００２の製造容易性を向上させることができる。
　図５８に示されるように、錘部１０５０のＹ方向の長さは、支持部１０１１のＹ方向における長さと同じであってもよい。このような構成によれば、Ｙ方向における支持部１０１１が設けられた領域の全域において、片持ち梁構造の付け根部分の応力集中緩和を実現することができる。すなわち、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中をより効果的に緩和することができる。
　図５８に示されるように、錘部１０５０は、Ｙ方向における下面１０１２ｂの中央に対して、Ｙ方向において対称に配置されていてもよい。このような構成によれば、錘部１０５０が設けられたことによって圧電膜１０２１の変位に応じた基板１０１２の動作のバランスが悪くなることが抑制される。
　図５８に示されるように、錘部１０５０のＹ方向の長さは、錘部１０５０のＸ方向の長さよりも長くてもよい。このような構成によれば、Ｙ方向において錘部の長さを確保し、Ｙ方向の広域において片持ち梁構造の付け根部分における応力集中を緩和することができる。
　図６１に示されるように、錘部１０５０は、設置面１５００ａに固定されていなくてもよい。このような構成によれば、圧電膜１０２１と共に変位する基板１０１２の動作を錘部１０５０が妨げることを抑制することができる。また、錘部１０５０が設置面１５００ａに固定されていないことにより、錘部１０５０に対応する基板１０１２の部分に応力が集中しすぎてしまうことを抑制することができる。
　錘部１０５０は、支持部１０１１と同じ材料により構成されていてもよい。このような構成によれば、同一の部材から、エッチング加工等によって支持部１０１１及び錘部１０５０を形成することができ、圧電膜デバイス１００２の製造容易性を向上させることができる。
　錘部１０５０は、半導体層１０５３及び酸化膜層１０５４を含む積層構造であってもよい。これにより、例えばＳＯＩ基板等から、エッチング加工等によって錘部１０５０を形成することができ、錘部１０５０を容易且つ適切に構成することができる。
　錘部１０５０は、Ｚ方向における上端部１０５４ａと、下端部１０５３ｂとで、互いに重みが異なってもよい。錘部１０５０がこのように構成されることにより、例えば、ＳＯＩ基板等の積層構造を有する構成から支持部１０１１及び錘部１０５０を形成することが可能になり、錘部１０５０を容易且つ適切に構成することができる。
　Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の８％以下であってもよい。支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が領域１０１２ｎの長さの８％以下とされることにより、錘部１０５０を支持部１０１１に十分に近づけて配置することができ、錘部１０５０が支持部１０１１から大きく離れて配置される場合と比較して、片持ち梁構造の付け根部分の応力集中をより効果的に緩和することができる。また、錘部１０５０が端部１０１２ｙから離れて領域１０１２ｆ側に配置されることにより、圧電膜１０２１に電圧が印加された際の基板１０１２の端部１０１２ｙ側の動作に錘部１０５０の重みが影響してしまうことを抑制することができる。
　図７３は、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の８％とされた場合の錘部１０５０の形状毎のシミュレーション結果を示す図である。ここでのシミュレーションとは、上述した圧電膜デバイス１２００の動作時の応力分布のシミュレーションである。
　応力分布のシミュレーションは、以下の条件において有限要素法によって実施された。
・基板１２の寸法
　　Ｘ方向の長さ：３ｍｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：１２μｍ
・支持部１１の寸法
　　Ｘ方向の長さ：５００μｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：２００μｍ
・圧電膜２１の寸法
　　Ｚ方向の長さ：３μｍ
・錘部５０の寸法
　　Ｘ方向の長さ：１０μｍ、５０μｍ、１００μｍのいずれか、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：５０μｍ、１００μｍ、２００μｍのいずれか
・Ｘ方向における圧電膜デバイス２の支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離
　　２００μｍ
　上記シミュレーション条件のとおり、基板１０１２のＸ方向の全長が３ｍｍとされると共に、支持部１０１１のＸ方向の長さが５００μｍとされており、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長が２．５ｍｍ（３ｍｍ－５００μｍ）とされている。また、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が２００μｍとされている。このように、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の８％（２００μｍ／２．５ｍｍ×１００）とされている。上記シミュレーション条件のとおり、錘部１０５０のＸ方向の長さ３パターン、及び、Ｚ方向の長さ３パターンの組み合わせを変更しながら、合計９パターンの応力分布についてシミュレーションを実施した。
　図７３においては、錘部１０５０を設けない場合、及び、錘部１０５０を設けた場合９パターンのそれぞれについて、応力分布を示したコンター図及び基板１０１２における最大主応力が示されている。図７３に示されるように、錘部１０５０を設けない場合においては、基板１０１２における最大主応力が５２９Ｍｐａとなっている。これに対して、図７３に示されるように、以下の条件の錘部１０５０を設けた場合においては、錘部１０５０を設けない場合よりも最大主応力が小さくなっている。
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ（最大主応力：５２１ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ（最大主応力：５２３ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：５０μｍ（最大主応力：４８７ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：１００μｍ（最大主応力：４８５ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ（最大主応力：４８４ＭＰａ）
　また、図７３に示されるように、以下の条件の錘部１０５０を設けた場合においては、錘部１０５０を設けない場合よりも応力が大きい箇所（最も濃い色で示された箇所）の面積が小さくなっている。
　錘部５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部５０のＺ方向の長さ：５０μｍ
　錘部５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部５０のＺ方向の長さ：１００μｍ
　錘部５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部５０のＺ方向の長さ：５０μｍ
　錘部５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部５０のＺ方向の長さ：１００μｍ
　以上のように、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の８％とされた場合においては、錘部１０５０の寸法の複数の条件において、錘部１０５０を設けない場合と比較して、基板１０１２における応力集中を緩和することができた。
　Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離は、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％以上であってもよい。支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が領域１０１２ｎの長さの４％以上とされることにより、錘部１０５０が支持部１０１１に近づき過ぎることによって片持ち梁構造の付け根部分の応力集中を十分に緩和することができなくなることを抑制することができ、適切に基板１０１２における応力集中を緩和することができる。
　図７４は、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％とされた場合の錘部１０５０の形状毎のシミュレーション結果を示す図である。ここでのシミュレーションとは、上述した圧電膜デバイス１２００の動作時の応力分布のシミュレーションである。
　応力分布のシミュレーションは、以下の条件において有限要素法によって実施された。
・基板１０１２の寸法
　　Ｘ方向の長さ：３ｍｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：１２μｍ
・支持部１０１１の寸法
　　Ｘ方向の長さ：５００μｍ、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：２００μｍ
・圧電膜１０２１の寸法
　　Ｚ方向の長さ：３μｍ
・錘部１０５０の寸法
　　Ｘ方向の長さ：１０μｍ、５０μｍ、１００μｍのいずれか、Ｙ方向の長さ：２ｍｍ、Ｚ方向の長さ：５０μｍ、１００μｍ、２００μｍのいずれか
・Ｘ方向における圧電膜デバイス１００２の支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離
　　１００μｍ
　上記シミュレーション条件のとおり、基板１０１２のＸ方向の全長が３ｍｍとされると共に、支持部１０１１のＸ方向の長さが５００μｍとされており、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長が２．５ｍｍ（３ｍｍ－５００μｍ）とされている。また、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が１００μｍとされている。このように、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％（１００μｍ／２．５ｍｍ×１００）とされている。上記シミュレーション条件のとおり、錘部１０５０のＸ方向の長さ３パターン、及び、Ｚ方向の長さ３パターンの組み合わせを変更しながら、合計９パターンの応力分布についてシミュレーションを実施した。
　図７４においては、錘部１０５０を設けない場合、及び、錘部１０５０を設けた場合９パターンのそれぞれについて、応力分布を示したコンター図及び基板１０１２における最大主応力が示されている。図７４に示されるように、錘部１０５０を設けない場合においては、基板１０１２における最大主応力が５２９Ｍｐａとなっている。これに対して、図７４に示されるように、以下の条件の錘部１０５０を設けた場合においては、錘部１０５０を設けない場合よりも最大主応力が小さくなっている。
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：５０μｍ（最大主応力：４６９ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：１００μｍ（最大主応力：４７９ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：５０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ（最大主応力：４７９ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：５０μｍ（最大主応力：４８７ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：１００μｍ（最大主応力：４９６ＭＰａ）
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１００μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ（最大主応力：４９２ＭＰａ）
　また、図７４に示されるように、以下の条件の錘部１０５０を設けた場合においては、錘部１０５０を設けない場合よりも応力が大きい箇所（最も濃い色で示された箇所）の面積が小さくなっている。
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：５０μｍ
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：１００μｍ
　錘部１０５０のＸ方向の長さ：１０μｍ、錘部１０５０のＺ方向の長さ：２００μｍ
　以上のように、Ｘ方向における支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離が、Ｘ方向における領域１０１２ｎの全長の４％とされた場合においては、錘部１０５０の寸法の複数の条件において、錘部１０５０を設けない場合と比較して、基板１０１２における応力集中を緩和することができた。
　錘部１０５０のＺ方向における長さは、基板１０１２のＺ方向における長さよりも長くてもよい。このように、基板１０１２よりも厚い錘部１０５０が設けられることにより、片持ち梁構造の付け根部分の応力集中を緩和することができる。片持ち梁構造の梁の曲がりにくさは、断面２次モーメントで表現され、矩形断面の場合、厚さの３乗に比例する。そのため、錘部１０５０が十分に厚く（Ｚ方向に長く）されることにより、部分的に、梁を構成する基板１０１２を曲がりにくくすることができ、これにより、基板１０１２における応力集中を緩和することができる。
　錘部１０５０のＺ方向における長さは、基板１０１２のＺ方向における長さの４倍以上であってもよい。このように、錘部１０５０の厚みを十分に確保することにより、片持ち梁構造の付け根部分の応力集中をより効果的に緩和することができる。例えば、上記図７３及び図７４を参照して説明した応力分布のシミュレーションにおいては、基板１０１２のＺ方向の長さ（厚み）が１２μｍであるのに対して、錘部１０５０のＺ方向の長さを５０μｍ以上とした場合に、錘部１０５０のその他の寸法によっては、錘部１０５０が基板１０１２における応力集中を緩和することができている。このように、錘部５０のＺ方向における長さが、基板１０１２のＺ方向における長さの４倍以上とされることにより、応力集中を適切に緩和することができる。
　そして、図５９に示されるように、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２を含むようにして、音波発生デバイス１００１が構成されていてもよい。このような音波発生デバイス１００１では、上述した圧電膜デバイス１００２，１００２を含んでいることから、圧電膜１０２１を支持する基板１０１２に加わる応力を適切に緩和することができる。そして、音波発生デバイス１００１においては超音波を発生させるに際して圧電膜デバイス１００２，１００２の変形に応じた基板１０１２の変位量が大きくなるところ、音波発生デバイス１００１では、上記圧電膜デバイス１００２，１００２が基板１０１２に加わる応力を適切に緩和することができるので、基板１０１２の破損等を生じさせることなく、適切に所望の超音波を発生させることができる。
　なお、第９実施形態の態様は、上述した態様に限定されない。図７５は、第９実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイス１００１Ａに含まれる圧電膜デバイス１００２Ａを模式的に示す断面図である。図７５においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ａの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ａ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ａは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ａを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０Ａは、Ｚ方向の長さが錘部１０５０よりも短い点を除いて、錘部１０５０と同じ構成である。錘部１０５０ＡのＺ方向における長さは、支持部１０１１のＺ方向における長さよりも短い。このような構成によれば、圧電膜１０２１と共に変位する基板１０１２の動作を錘部１０５０Ａが妨げることを抑制することができる。錘部のＺ方向における長さが支持部１０１１のＺ方向における長さと同等かそれ以上である場合には、基板１０１２の上下動作時において、錘部が設置面１５００ａ（図６１参照）等に接触すること等が考えられる。この点、錘部１０５０ＡのＺ方向における長さが支持部１０１１のＺ方向における長さよりも短くされることにより、錘部１０５０Ａが基板１０１２の上下動作の妨げとなることが抑制される。
　ただし、錘部１０５０ＡのＺ方向の長さは、少なくとも、基板１０１２のＺ方向における長さよりも長い。錘部１０５０ＡのＺ方向の長さは、基板１０１２のＺ方向における長さの４倍以上であってもよい。例えば、基板１０１２のＺ方向の長さ（厚み）が１２μｍである場合に、錘部１０５０のＺ方向の長さが５０μｍ以上とされてもよい。また、錘部１０５０ＡのＺ方向の長さは、支持部１０１１のＺ方向における長さの１／４以上であってもよいし、１／２以上であってもよい。例えば、支持部１０１１のＺ方向の長さが２００μｍである場合に、錘部１０５０のＺ方向の長さが５０μｍ以上とされてもよいし、１００μｍ以上とされてもよい。
　図７６は、第９実施形態の第２変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｂに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｂを模式的に示す断面図である。図７６においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｂの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ｂ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｂは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｂを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０Ｂは、Ｘ方向における支持部１０１１との間の距離が異なる点を除いて、錘部１０５０と同じ構成である。錘部１０５０Ｂは、例えば、図７６に示されるように、Ｘ方向における基板１０１２の下面の中央よりも端部１０１２ｙ側に設けられており、錘部１０５０と比べて、Ｘ方向における支持部１０１１との間の距離が大きくされている。このように、錘部１０５０Ｂが端部１０１２ｙ側に設けられている構成においても、錘部１０５０Ｂの寸法等を調整することにより、基板１０１２における応力集中を緩和することができる。
　図７７は、第９実施形態の第３変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｃの底面図である。音波発生デバイス１００１Ｃの圧電膜デバイス１００２Ｃは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｃを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０Ｃは、基板１０１２の下面１０１２ｂに接する上端部におけるＸ方向内側の縁部１０５０Ｃｘが、図７７に示されるように、下方向から見て、曲線を有する。図７７に示される例では、縁部１０５０Ｃｘは、下方向から見て全域が曲線とされているが、これに限定されず、少なくとも一部が曲線とされていればよい。
　縁部１０５０Ｃｘは、図７７に示されるように、下方向から見て、Ｙ方向の中央部から端部に向かうほど、音波発生デバイス１００１ＣにおけるＸ方向内側に位置する曲線を有する。なお、縁部１０５０Ｃｘの曲線は、図７７に示された態様に限定されず、その他の曲線であってもよい。
　上述した図７２等に示されるように、錘部が設けられることによって、片持ち梁構造の付け根部分に加わる応力集中が緩和されるものの、錘部に対応する基板１０１２の領域に応力が集中してしまうことが考えられる（図７２右図に示される領域１５９０の中応力領域ＭＥ）。この点、図７７に示される圧電膜デバイス１００２Ｃでは、錘部１０５０Ｃの上端部におけるＸ方向内側の縁部１０５０Ｃｘが、下方向から見て曲線を有する。これにより、例えば、該曲線を構成する各点に係る応力の方向が互いに一致しにくくなる。これにより、縁部１０５０Ｃｘに接する基板１０１２に加わる応力を緩和することができる。
　図７８は、第９実施形態の第４変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｄに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｄを模式的に示す断面図である。図７８においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｄの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ｄ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｄは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｄを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０ＤのＸ方向内側の側面１０５０Ｄｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２ｙ側（Ｘ方向内側）に傾斜している。図７８に示されるように、側面１０５０Ｄｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０５０Ｄｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０５０Ｄｚが上方に向かうにつれて端部１０１２ｙ側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２の下面１０１２ｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｄに対応する基板１０１２に加わる応力を緩和することができる。
　図７９は、第９実施形態の第５変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｅに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｅを模式的に示す断面図である。図７９においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｅの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ｅ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｅは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｅを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０ＥのＸ方向内側の側面１０５０Ｅｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２ｙ側（Ｘ方向内側）に傾斜している。図７９に示されるように、側面１０５０Ｅｚは、Ｙ方向から見て、垂直に延びる垂直部分１０５０Ｅｔと、垂直部分１０５０Ｅｔの上端に連続して端部１０１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１０５０Ｅｓと、を有する。拡張部１０５０Ｅｓは、Ｙ方向から見て、一直線上に形成されている。このように側面１０５０Ｅｚの拡張部１０５０Ｅｓが上方に向かうにつれて端部１０１２ｙ側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２の下面１０１２ｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｅに対応する基板１０１２に加わる応力を緩和することができる。
　図８０は、第９実施形態の第６変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｐに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｐを模式的に示す断面図である。図８０においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｐの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｐを構成する支持基板１０１３Ｐ及び酸化膜層１０１４Ｐ、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ｐ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｐは、支持部及び錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４に代えて支持部１０１１Ｐを構成する支持基板１０１３Ｐ及び酸化膜層１０１４Ｐを有し、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｐを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０ＰのＸ方向外側の側面１０５０Ｐｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２ｘ側（Ｘ方向外側）に傾斜している。図８０に示されるように、側面１０５０Ｐｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０５０Ｐｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０５０Ｐｚが上方に向かうにつれて端部１０１２ｘ側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２の下面１０１２ｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｐに対応する基板１０１２に加わる応力を緩和することができる。
　また、支持基板１０１３ＰのＸ方向内側の側面１０１３Ｐｚ及び酸化膜層１０１４ＰのＸ方向内側の側面１０１４Ｐｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２ｙ側（Ｘ方向内側）に傾斜している。図８０に示されるように、側面１０１３Ｐｚ及び側面１０１４Ｐｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０１３Ｐｚ及び側面１０１４Ｐｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０１３Ｐｚ及び側面１０１４Ｐｚが上方に向かうにつれて端部１０１２ｙ側に傾斜していることにより、酸化膜層の側面が基板１０１２の下面１０１２ｂに対して直角に接している構成と比較して、酸化膜層１０１４Ｐに対応する基板１０１２に加わる応力を緩和することができる。
　図８１は、第９実施形態の第７変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｑの底面図である。図８１に示される音波発生デバイス１００１Ｑの圧電膜デバイスは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｑを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０Ｑは、錘部１０５０とは異なり、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の全域（両端部間）には設けられておらず、下面１０１２ｂにおけるＹ方向の両端部を除いた中央の領域にのみ設けられている。すなわち、錘部１０５０Ｑは、Ｙ方向の両端部においてＸ方向に沿って延びる梁である一対の第２部分１０１０ｙ，１０１０ｙ間の全域には設けられておらず、一対の第２部分１０１０ｙ，１０１０ｙ間の中央の領域にのみ設けられている。このような錘部１０５０Ｑによっても、錘部１０５０等と同様に、基板１０１２における応力集中を緩和することができる。
［第１０実施形態］
　次に、図８２及び図８３を参照して、第１０実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｆに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｆについて説明する。第１０実施形態に係る圧電膜デバイス１００２Ｆについては、上述した第９実施形態に係る圧電膜デバイス１００２と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図８２は、第１０実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｆに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｆを模式的に示す断面図である。なお、図８２においては、説明の便宜上、音波発生デバイス１００１Ｆの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１を構成する支持基板１０１３及び酸化膜層１０１４、基板１０１２、圧電膜１０２１、錘部１０５０Ｆ、並びに、電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｆは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２と同様であり、錘部１０５０に代えて錘部１０５０Ｆを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。図８３は、第１０実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｆの底面図である。
　図８２及び図８３に示されるように、錘部１０５０Ｆは、互いに離れた第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙを有している。第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、Ｘ方向において並んで配置されている。第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、図８３に示されるように、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の全域に設けられている。第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、いずれも、錘部１０５０と同じ寸法であってもよい。この場合、圧電膜デバイス１００２Ｆは、２つの錘部１０５０と同等の構成として、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙを有する。第１部分１０５０ｘは、例えば、Ｘ方向における位置（支持部１１との間の距離）が錘部１０５０と同じであってもよい。また、第２部分１０５０ｙは、支持部１０１１と第１部分１０５０ｘとの間の距離と同程度の距離だけ、Ｘ方向において第１部分１０５０ｘから離れた位置に、設けられていてもよい。
　なお、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、Ｘ方向において並んで配置された錘部の構成であればよく、寸法及び位置は上記に限定されない。例えば、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、寸法が錘部１０５０と異なっていてもよい。また、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、互いに寸法が異なっていてもよい。また、Ｘ方向における支持部１０１１と第１部分１０５０ｘとの間の距離は、支持部１０１１と錘部１０５０との間の距離と異なっていてもよい。また、Ｘ方向における、支持部１０１１と第１部分１０５０ｘとの間の距離と、第１部分１０５０ｘと第２部分１０５０ｙとの間の距離とは、互い異なっていてもよい。また、錘部１０５０Ｆは、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙに加えて、一又は複数の他の錘部分を有していてもよい。この場合、第１部分１０５０ｘ、第２部分１０５０ｙ、及び一又は複数の錘部分は、Ｘ方向において並んで配置されていてもよい。
　上述したように、錘部１０５０Ｆは、互いに離れた第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙを有している。このように、錘部１０５０Ｆが互いに離れた複数の部分を有していることによって、錘部の配置の自由度を上げることができ、より柔軟に応力集中を緩和することができる。
　また、第１部分１０５０ｘ及び第２部分１０５０ｙは、Ｘ方向において並んで配置されている。このような構成によれば、Ｘ方向における複数の位置に錘部の部分を分散して配置することができ、Ｘ方向において、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中をより効果的に緩和することができる。
　なお、第１０実施形態の態様は、図８２及び図８３に示された態様に限定されない。図８４は、第１０実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｇの底面図である。音波発生デバイス１００１Ｇに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｇは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｆと同様であり、錘部１０５０Ｆに代えて錘部１０５０Ｇを有する点において圧電膜デバイス１０２Ｆと異なっている。
　図８４に示されるように、錘部１０５０Ｇは、互いに離れた第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗを有している。第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、Ｘ方向において互いに同じ位置に位置しており、Ｙ方向において並んで配置されている。第１部分１０５０ｖは、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の一端部からＹ方向の中央に向かって設けられている。第２部分１０５０ｗは、基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の他端部からＹ方向の中央に向かって設けられている。第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗのＹ方向における長さは、互いに同じであり、いずれも基板１０１２の下面１０１２ｂにおけるＹ方向の中央にまでは至らない長さとされている。第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、いずれも、Ｘ方向及びＺ方向における寸法が錘部１０５０と同じであってもよい。
　なお、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、Ｙ方向において並んで配置された錘部の構成であればよく、寸法及び位置は上記に限定されない。例えば、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、Ｘ方向及びＺ方向における寸法が錘部１０５０と異なっていてもよい。また、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、互いに寸法が異なっていてもよい。また、錘部１０５０Ｇは、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗに加えて、一又は複数の他の錘部分を有していてもよい。この場合、第１部分１０５０ｖ、第２部分１０５０ｗ、及び一又は複数の錘部分は、Ｙ方向において並んで配置されていてもよい。また、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗがＹ方向において並んで配置されると共に、一又は複数の他の錘部分が、Ｘ方向において第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗに並んで配置されていてもよい。
　上述したように、第１部分１０５０ｖ及び第２部分１０５０ｗは、Ｙ方向において並んで配置されている。このような構成によれば、Ｙ方向における複数の位置に錘部の部分を分散して配置することができ、Ｙ方向において、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中をより効果的に緩和することができる。
［第１１実施形態］
　次に、図８５～図９０を参照して、第１１実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｈに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｈについて説明する。上述した第９実施形態及び第１０実施形態では、音波発生デバイスが一対の圧電膜デバイスを含んでいるとして説明したが、音波発生デバイスの構成はこれに限定されない。第１１実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｈは、圧電膜デバイス１００２Ｈを１つのみ含んでいる。第１１実施形態に係る圧電膜デバイス１００２Ｈについては、上述した圧電膜デバイス１００２等と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図８５は、第１１実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｈを上方から見た斜視図である。図８６は、音波発生デバイス１００１Ｈを下方から見た斜視図である。図８７は、音波発生デバイス１００１Ｈの平面図である。図８８は、音波発生デバイス１００１Ｈの底面図である。図８９は、音波発生デバイス１００１Ｈの変位動作時の状態を上方から見た斜視図である。図９０は、図８７におけるＸＸＸＩＶ－ＸＸＸＩＶ線に沿った音波発生デバイスの縦断面図である。
　図８５～図９０に示されるように、音波発生デバイス１００１Ｈは、概ね、図５５～図６０に示される音波発生デバイス１００１をＸ方向において２等分した構成（スリット９３に沿って２等分した構成）である。音波発生デバイス１００１Ｈは、平面視略矩形の基板部１０１０Ｈと、基板部１０１０Ｈ上に積層された圧電部１０２０Ｈと、を有する。
　基板部１０１０Ｈは、第１部分１０１０Ｈｘと、Ｙ方向において第１部分１０１０Ｈｘを挟むように設けられた一対の第２部分１０１０Ｈｙ，１０１０Ｈｙと、を有する。第１部分１０１０Ｈｘは、基板部１０１０Ｈにおける、圧電部１０２０Ｈが搭載される搭載部分である。第１部分１０１０Ｈｘは、Ｙ方向において一対の第２部分１０１０Ｈｙ、１０１０Ｈｙに挟まれた平面視略矩形の部分である。第２部分１０１０Ｈｙは、圧電部１０２０Ｈが搭載されない非搭載部分である。一対の第２部分１０１０Ｈｙ、１０１０Ｈｙは、基板部１０１０ＨのＹ方向の両端部においてＸ方向に沿って形成された部分である。なお、本実施形態では第２部分１０１０Ｈｙに圧電部１０２０Ｈが搭載されていないとして説明するが、第２部分１０１０Ｈｙに圧電部１０２０Ｈの一部が搭載されていてもよい。
　図８８に示されるように、第１部分１０１０Ｈｘにおける下面１０１３Ｈｂには、第１孔部１０９０Ｈが形成されている。第１孔部１０９０Ｈは、Ｘ方向において、基板部１０１０Ｈの一端部の支持部１０１１Ｈを除いた全領域に形成されている。
　圧電部１０２０Ｈは、図８５に示されるように、第１部分１０１０Ｈｘの全域上に設けられている。なお、図８５等に示される例では、圧電部１０２０Ｈが第１部分１０１０Ｈｘにおける全域に設けられているが、例えば、圧電部１０２０Ｈは、第１部分１０１０ＨｘにおけるＸ方向の両端部を除いた領域上に設けられていてもよい。
　図８５に示されるように、音波発生デバイス１０１Ｈにおいては、Ｘ方向に沿った一対のスリット１０９４Ｈ，１０９４Ｈが形成されている。スリット１０９４Ｈ，１０９４Ｈは、Ｙ方向における第２部分１０１０Ｈｙ、１０１０Ｈｙと第１部分１０１０Ｈｘとの境界においてＸ方向に沿って形成されており、第１部分１０１０ＨｘをＺ方向に貫通するように形成されている。スリット１０９４Ｈ，１０９４Ｈが形成されていることにより、第１部分１０１０Ｈｘ上に圧電部１０２０Ｈが積層された構造は、スリット１０９４Ｈ，１０９４Ｈが形成された領域においてにおいて第２部分１０１０Ｈｙ、１０１０Ｈｙから分離される。これにより、第１部分１０１０Ｈｘ上に圧電部１０２０Ｈが積層された構造は、図８９に示されるように、上下変位可能な１つの圧電膜デバイス１００２Ｈを構成する。圧電膜デバイス１００２Ｈは、基板部１０１０Ｈの支持部１０１１Ｈにおいて圧電部１０２０Ｈ等が片持ち支持された構成である。
　図９０に示されるように、音波発生デバイス１００１Ｈは、１つの圧電膜デバイス１００２Ｈを有する。圧電膜デバイス１０２Ｈは、支持部１０１１Ｈ（支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ）と、基板１０１２Ｈと、圧電膜１０２１Ｈと、保護膜１０２２Ｈと、絶縁膜１０２３Ｈと、配線電極１０３１Ｈ，１０３２Ｈと、上部電極１０３３Ｈと、下部電極１０３４Ｈと、を有する。支持部１０１１Ｈ及び基板１０１２Ｈは、第１部分１０１０Ｈｘの構成である。圧電膜１０２１Ｈ、保護膜１０２２Ｈ、絶縁膜１０２３Ｈ、配線電極１０３１Ｈ，１０３２Ｈ、上部電極１０３３Ｈ、及び下部電極１０３４Ｈは、圧電部１０２０Ｈの構成である。圧電膜デバイス１００２Ｈの支持部１０１１Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、保護膜１０２２Ｈ、絶縁膜１０２３Ｈ、配線電極１０３１Ｈ，１０３２Ｈ、上部電極１０３３Ｈ、及び下部電極１０３４Ｈは、それぞれ、上述した圧電膜デバイス１００２の支持部１０１１、基板１０１２、圧電膜１０２１、保護膜１０２２、絶縁膜１０２３、配線電極１０３１，１０３２、上部電極１０３３、及び下部電極１０３４と同様の構成であるため、説明を省略する。
　そして、圧電膜デバイス１００２Ｈは、上述した一対の圧電膜デバイス１００２，１００２に含まれる一方の圧電膜デバイス１００２と同様に、錘部を更に有している。圧電膜デバイス１００２Ｈは、錘部１０５０と同様の構成として、錘部１０５０Ｈを有している。
　錘部１０５０Ｈは、基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂに設けられている。錘部１０５０Ｈは、支持部１０１１Ｈから離れた状態で、下面１０１２Ｈｂの領域１０１２Ｈｎ（支持部１０１１Ｈの酸化膜層１０１４Ｈの上面１０１４Ｈａに支持されていない領域）に設けられている。錘部１０５０Ｈと支持部１０１１Ｈとの間の領域には、第２孔部１０９８Ｈが形成されている。
　錘部１０５０Ｈは、支持部１０１１Ｈの支持基板１０１３Ｈに相当する構成である半導体層１０５３Ｈと、支持部１０１１Ｈの酸化膜層１０１４Ｈに相当する構成である酸化膜層１０５４Ｈと、を含む積層構造を有している。
　錘部１０５０Ｈは、Ｘ方向における基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂの中央よりも、領域１０１２Ｈｆ（支持部１０１１Ｈの酸化膜層１０１４Ｈの上面１０１４Ｈａに支持された領域）側に設けられている（図９０参照）。Ｘ方向における支持部１０１１Ｈと錘部１０５０Ｈとの間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２Ｈｎの全長の３０％以下であってもよく、８％以下であってもよい。また、Ｘ方向における支持部１０１１Ｈと錘部１０５０Ｈとの間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２Ｈｎの全長の４％以上であってもよい。すなわち、Ｘ方向における支持部１０１１Ｈと錘部１０５０Ｈとの間の距離は、例えば、Ｘ方向における領域１０１２Ｈｎの全長の４％～８％の範囲内とされてもよい。
　錘部１０５０ＨのＺ方向における長さ（錘部１０５０Ｈの厚み）は、支持部１０１１ＨのＺ方向における長さ（支持部１０１１Ｈの厚み）と同じである。ここでの同じであるとは、完全に一致する場合だけでなく、例えば数％程度相違する場合を含んでいてもよい。錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＺ方向における長さは、一例として、２００μｍ程度とされてもよい。錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＺ方向における長さは、５０μｍ～６２５μｍの範囲内とされてもよい。錘部１０５０ＨのＺ方向における長さは、基板１０１２ＨのＺ方向における長さ（基板１２の厚み）よりも長い。錘部１０５０ＨのＺ方向における長さは、基板１０１２ＨのＺ方向における長さの４倍以上であってもよい。なお、錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＺ方向における長さは、上記に限定されない。
　錘部１０５０Ｈは、図８８に示されるように、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の両端部間に亘って設けられている。すなわち、錘部１０５０Ｈは、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の全域に設けられている。錘部１０５０ＨのＹ方向における長さは、図８８に示されるように、支持部１０１１ＨのＹ方向における長さ及び基板１０１２ＨのＹ方向における長さと同じである。錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＹ方向における長さは、一例として、２ｍｍ程度とされてもよい。錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＹ方向における長さは、５０μｍ～２ｍｍの範囲内とされてもよい。なお、錘部１０５０Ｈ及び支持部１０１１ＨのＹ方向における長さは、上記に限定されない。また、錘部１０５０Ｈは、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の全域に設けられていなくてもよい。
　錘部１０５０ＨのＹ方向における長さは、図８８に示されるように、錘部１０５０ＨのＸ方向における長さよりも長い。錘部１０５０ＨのＸ方向における長さは、１０μｍ～１００μｍの範囲内とされてもよい。錘部１０５０ＨのＸ方向における長さは、上記に限定されない。
　錘部１０５０Ｈは、Ｙ方向における基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂの中央に対して、Ｙ方向において対称に配置されている。すなわち、錘部１０５０Ｈは、Ｙ方向における下面１０１２Ｈｂの中央から見て、Ｙ方向における一方側の長さと他方側の長さとが同じである。ここでの同じであるとは、完全に一致する場合だけでなく、例えば数％程度相違する場合を含んでいてもよい。
　錘部１０５０Ｈは、設置部材１５００の設置面１５００ａ（図６１参照）に固定されていない。すなわち、圧電膜デバイス１００２Ｈでは、支持部１０１１Ｈの支持基板１０１３Ｈの下面１０１３Ｈｂのみが設置面１５００ａ（図６１参照）に固定され、錘部１０５０Ｈが設置面１５００ａ（図６１参照）に固定されていない。
　図９１～図９５は、音波発生デバイス１００１Ｈの製造手順を示す断面図である。絶縁膜１０２３Ｈ、下部電極１０３４Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、及び上部電極１０３３Ｈが順に成膜された基板部１０１０Ｈが用意されて、図９１に示されるように、絶縁膜１０２３Ｈ、下部電極１０３４Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、及び上部電極１０３３Ｈの順でＸ方向において広範囲に設けられるように、各層が加工される。
　つづいて、上述した各層上に保護膜１０２２Ｈが成膜され（図９２参照）、配線電極１０３１Ｈ，１０３２Ｈの成膜及び加工が行われ（図９３参照）、基板１０１２Ｈ及び絶縁膜１０２３Ｈの加工が行われ（図９４参照）、基板部１０１０Ｈの下面１０１０Ｈｂが研削され薄膜化が行われ（図９５参照）、最後に、エッチングによるシリコン加工が行われることによって、支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈの一部が除去されて第１孔部１０９０Ｈ及び第２孔部１０９８Ｈが形成され、上述した基板１０１２Ｈ及び支持部１０１１Ｈが形成されると共に、錘部１０５０Ｈが形成される（図９０参照）。以上の工程により、１つの圧電膜デバイス１００２Ｈが完成する（図９０参照）。
　このような１つの圧電膜デバイス１００２Ｈを有する音波発生デバイス１００１Ｈにおいても、一対の圧電膜デバイス１００２，１００２を有する音波発生デバイス１００１と同様に、圧電膜１０２１Ｈを支持する基板１０１２Ｈに加わる応力を適切に緩和することができる。
　なお、第１１実施形態の態様は、上述した態様に限定されない。図９６は、第１１実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｉに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｉを模式的に示す断面図である。図９６においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｉの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｉ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｉは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｉを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０Ｉは、Ｚ方向の長さが錘部１０５０Ｈよりも短い点を除いて、錘部１０５０Ｈと同じ構成である。錘部１０５０ＩのＺ方向における長さは、支持部１０１１ＨのＺ方向における長さよりも短い。このような構成によれば、圧電膜１０２１Ｈと共に変位する基板１０１２Ｈの動作を錘部１０５０Ｉが妨げることを抑制することができる。錘部のＺ方向における長さが支持部１０１１ＨのＺ方向における長さと同等かそれ以上である場合には、基板１０１２Ｈの上下動作時において、錘部が設置面１５００ａ（図６１参照）等に接触すること等が考えられる。この点、錘部１０５０ＩのＺ方向における長さが支持部１０１１ＨのＺ方向における長さよりも短くされることにより、錘部１０５０Ｉが基板１０１２Ｈの上下動作の妨げとなることが抑制される。
　ただし、錘部１０５０ＩのＺ方向の長さは、少なくとも、基板１０１２ＨのＺ方向における長さよりも長い。錘部１０５０ＩのＺ方向の長さは、基板１０１２ＨのＺ方向における長さの４倍以上であってもよい。例えば、基板１０１２ＨのＺ方向の長さ（厚み）が１２μｍである場合に、錘部１０５０ＩのＺ方向の長さが５０μｍ以上とされてもよい。また、錘部１０５０ＩのＺ方向の長さは、支持部１０１１ＨのＺ方向における長さの１／４以上であってもよいし、１／２以上であってもよい。例えば、支持部１０１１ＨのＺ方向の長さが２００μｍである場合に、錘部１０５０ＩのＺ方向の長さが５０μｍ以上とされてもよいし、１００μｍ以上とされてもよい。
　図９７は、第１１実施形態の第２変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｊに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｊを模式的に示す断面図である。図９７においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｊの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｊ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｊは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｊを有する点において圧電膜デバイス１００２と異なっている。
　錘部１０５０Ｊは、Ｘ方向における支持部１０１１Ｈとの間の距離が異なる点を除いて、錘部１０５０Ｈと同じ構成である。錘部１０５０Ｊは、例えば、図９７に示されるように、Ｘ方向における基板１０１２Ｈの下面の中央よりも端部１０１２Ｈｙ側に設けられており、錘部１０５０Ｈと比べて、Ｘ方向における支持部１０１１Ｈとの間の距離が大きくされている。このように、錘部１０５０Ｊが基板１０１２Ｈの端部１０１２Ｈｙ側に設けられている構成においても、錘部１０５０Ｊの寸法等を調整することにより、基板１０１２Ｈにおける応力集中を緩和することができる。
　図９８は、第１１実施形態の第３変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｋの底面図である。音波発生デバイス１００１Ｋの圧電膜デバイス１００２Ｋは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｋを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０Ｋは、基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂに接する上端部におけるＸ方向内側の縁部１０５０Ｋｘが、図９８に示されるように、下方向から見て、曲線を有する。図９８に示される例では、縁部１０５０Ｋｘは、下方向から見て全域が曲線とされているが、これに限定されず、少なくとも一部が曲線とされていればよい。
　縁部１０５０Ｋｘは、図９８に示されるように、下方向から見て、Ｙ方向の中央部から端部に向かうほど、音波発生デバイス１ＫにおけるＸ方向内側に位置する曲線を有する。なお、縁部１０５０Ｋｘの曲線は、図９８に示された態様に限定されず、その他の曲線であってもよい。錘部１０５０Ｋの上端部におけるＸ方向内側の縁部１０５０Ｋｘが、下方向から見て曲線を有することにより、例えば、該曲線を構成する各点に係る応力の方向が互いに一致しにくくなる。これにより、縁部１０５０Ｋｘに接する基板１２Ｈに加わる応力を緩和することができる。
　図９９は、第１１実施形態の第４変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｌに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｌを模式的に示す断面図である。図９９においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｌの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｌ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｌは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｌを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０ＬのＸ方向内側の側面１０５０Ｌｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２Ｈｙ側（Ｘ方向内側）に傾斜している。図９９に示されるように、側面１０５０Ｌｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０５０Ｌｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０５０Ｌｚが上方に向かうにつれて端部１０１２Ｈｙ側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｌに対応する基板１０１２Ｈに加わる応力を緩和することができる。
　図１００は、第１１実施形態の第５変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｍに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｍを模式的に示す断面図である。図１００においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｍの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｍ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｍは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｍを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０ＭのＸ方向内側の側面１０５０Ｍｚは、上方に向かうにつれて、端部１０１２Ｈｙ側（Ｘ方向内側）に傾斜している。図１００に示されるように、側面１０５０Ｍｚは、Ｙ方向から見て、垂直に延びる垂直部分１０５０Ｍｔと、垂直部分１０５０Ｍｔの上端に連続して端部１０１２ｙ側に傾斜しながら上方に延びる拡張部１０５０Ｍｓと、を有する。拡張部１０５０Ｍｓは、Ｙ方向から見て、一直線上に形成されている。このように側面１０５０Ｍｚの拡張部１０５０Ｍｓが上方に向かうにつれて端部１０１２Ｈｙ側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｍに対応する基板１０１２Ｈに加わる応力を緩和することができる。
　図１０１は、第１１実施形態の第６変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｒに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｒを模式的に示す断面図である。図１０１においては、説明の便宜上、圧電膜デバイス１００２Ｒの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｒを構成する支持基板１０１３Ｒ及び酸化膜層１０１４Ｒ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｒ、並びに電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｒは、支持部及び錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈに代えて支持部１０１１Ｒを構成する支持基板１０１３Ｒ及び酸化膜層１０１４Ｒを有し、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｒを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０ＲのＸ方向外側の側面１０５０Ｒｚは、上方に向かうにつれて、Ｘ方向外側に傾斜している。図１０１に示されるように、側面１０５０Ｒｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０５０Ｒｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０５０Ｒｚが上方に向かうにつれてＸ方向外側に傾斜していることにより、錘部の側面が基板１０１２Ｈの下面１２Ｈｂに対して直角に接している構成と比較して、錘部１０５０Ｒに対応する基板１０１２Ｈに加わる応力を緩和することができる。
　また、支持基板１０１３ＲのＸ方向内側の側面１０１３Ｒｚ及び酸化膜層１０１４ＲのＸ方向内側の側面１０１４Ｒｚは、上方に向かうにつれて、Ｘ方向内側に傾斜している。図１０１に示されるように、側面１０１３Ｒｚ及び側面１０１４Ｒｚは、Ｙ方向から見て、曲線を有している。すなわち、側面１０１３Ｒｚ及び側面１０１４Ｒｚは、Ｒがつけられて丸みを帯びている。このように側面１０１３Ｒｚ及び側面１０１４Ｒｚが上方に向かうにつれてＸ方向内側に傾斜していることにより、酸化膜層の側面が基板１０１２Ｈの下面１０１２Ｈｂに対して直角に接している構成と比較して、酸化膜層１０１４Ｒに対応する基板１０１０１２Ｈに加わる応力を緩和することができる。
　図１０２は、第１１実施形態の第７変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｓの底面図である。図１０２に示される音波発生デバイス１００１Ｓの圧電膜デバイスは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｓを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。
　錘部１０５０Ｓは、錘部１０５０Ｈとは異なり、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の全域（両端部間）には設けられておらず、下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の両端部を除いた中央の領域にのみ設けられている。すなわち、錘部１０５０Ｓは、Ｙ方向の両端部においてＸ方向に沿って延びる梁である一対の第２部分１０１０Ｈｙ，１０１０Ｈｙ間の全域には設けられておらず、一対の第２部分１０１０Ｈｙ，１０１０Ｈｙ間の中央の領域にのみ設けられている。このような錘部１０５０Ｓによっても、錘部１０５０Ｈ等と同様に、基板１０１２Ｈにおける応力集中を緩和することができる。
［第１２実施形態］
　次に、図１０３及び図１０４を参照して、第１２実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｎに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｎについて説明する。第１２実施形態に係る圧電膜デバイス１００２Ｎについては、上述した第１１実施形態に係る圧電膜デバイス１００２Ｈと異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。
　図１０３は、第１２実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｎに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｎを模式的に示す断面図である。なお、図１０３においては、説明の便宜上、音波発生デバイス１００１Ｎの構成を簡素化して示しており、具体的には、支持部１０１１Ｈを構成する支持基板１０１３Ｈ及び酸化膜層１０１４Ｈ、基板１０１２Ｈ、圧電膜１０２１Ｈ、錘部１０５０Ｎ、並びに、電源１０８０以外の構成の図示を省略している。圧電膜デバイス１００２Ｎは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｈと同様であり、錘部１０５０Ｈに代えて錘部１０５０Ｎを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｈと異なっている。図１０４は、第１２実施形態に係る音波発生デバイス１００１Ｎの底面図である。
　図１０３及び図１０４に示されるように、錘部１０５０Ｎは、互いに離れた第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙを有している。第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、Ｘ方向において並んで配置されている。第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、図１０４に示されるように、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の全域に亘って設けられている。第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、いずれも、錘部１０５０Ｈと同じ寸法であってもよい。この場合、圧電膜デバイス１００２Ｎは、２つの錘部１０５０Ｈと同等の構成として、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙを有する。第１部分１０５０Ｎｘは、例えば、Ｘ方向における位置（支持部１０１１Ｈとの間の距離）が錘部１０５０Ｈと同じであってもよい。また、第２部分１０５０Ｎｙは、支持部１０１１Ｈと第１部分１０５０Ｎｘとの間の距離と同程度の距離だけ、Ｘ方向において第１部分１０５０Ｎｘから離れた位置に、設けられていてもよい。
　なお、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、Ｘ方向において並んで配置された錘部の構成であればよく、寸法及び位置は上記に限定されない。例えば、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、寸法が錘部１０５０Ｈと異なっていてもよい。また、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、互いに寸法が異なっていてもよい。また、Ｘ方向における支持部１０１１Ｈと第１部分１０５０Ｎｘとの間の距離は、支持部１０１１Ｈと錘部１０５０Ｈとの間の距離と異なっていてもよい。また、Ｘ方向における、支持部１０１１Ｈと第１部分１０５０Ｎｘとの間の距離と、第１部分１０５０Ｎｘと第２部分１０５０Ｎｙとの間の距離とは、互い異なっていてもよい。また、錘部１０５０Ｎは、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙに加えて、一又は複数の他の錘部分を有していてもよい。この場合、第１部分１０５０Ｎｘ、第２部分１０５０Ｎｙ、及び一又は複数の錘部分は、Ｘ方向において並んで配置されていてもよい。
　上述したように、錘部１０５０Ｎは、互いに離れた第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙを有している。このように、錘部１０５０Ｎが互いに離れた複数の部分を有していることによって、錘部の配置の自由度を上げることができ、より柔軟に応力集中を緩和することができる。また、第１部分１０５０Ｎｘ及び第２部分１０５０Ｎｙは、Ｘ方向において並んで配置されている。このような構成によれば、Ｘ方向における複数の位置に錘部の部分を分散して配置することができ、Ｘ方向において、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中をより効果的に緩和することができる。
　なお、第１２実施形態の態様は、図１０３及び図１０４に示された態様に限定されない。図１０５は、第１２実施形態の第１変形例に係る音波発生デバイス１００１Ｏの底面図である。音波発生デバイス１００１Ｏに含まれる圧電膜デバイス１００２Ｏは、錘部以外の構成について圧電膜デバイス１００２Ｎと同様であり、錘部１０５０Ｎに代えて錘部１０５０Ｏを有する点において圧電膜デバイス１００２Ｎと異なっている。
　図１０５に示されるように、錘部１０５０Ｏは、互いに離れた第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗを有している。第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、Ｘ方向において互いに同じ位置に位置しており、Ｙ方向において並んで配置されている。第１部分１０５０Ｏｖは、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の一端部からＹ方向の中央に向かって設けられている。第２部分１０５０Ｏｗは、基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の他端部からＹ方向の中央に向かって設けられている。第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０ＯｗのＹ方向における長さは、互いに同じであり、いずれも基板１０１２Ｈの下面１０１２ＨｂにおけるＹ方向の中央にまでは至らない長さとされている。第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、いずれも、Ｘ方向及びＺ方向における寸法が錘部１０５０Ｎと同じであってもよい。
　なお、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、Ｙ方向において並んで配置された錘部の構成であればよく、寸法及び位置は上記に限定されない。例えば、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、Ｘ方向及びＺ方向における寸法が錘部１０５０Ｎと異なっていてもよい。また、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、互いに寸法が異なっていてもよい。また、錘部１０５０Ｏは、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗに加えて、一又は複数の他の錘部分を有していてもよい。この場合、第１部分１０５０Ｏｖ、第２部分１０５０Ｏｗ、及び一又は複数の錘部分は、Ｙ方向において並んで配置されていてもよい。また、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０ＯｗがＹ方向において並んで配置されると共に、一又は複数の他の錘部分が、Ｘ方向において第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗに並んで配置されていてもよい。
　上述したように、第１部分１０５０Ｏｖ及び第２部分１０５０Ｏｗは、Ｙ方向において並んで配置されている。このような構成によれば、Ｙ方向における複数の位置に錘部の部分を分散して配置することができ、Ｙ方向において、片持ち梁構造の付け根部分における応力集中をより効果的に緩和することができる。
［第１３実施形態］
　上述した第９～第１２実施形態では、圧電膜デバイスが音波発生デバイスに応用される例を説明した。圧電膜デバイスの応用例は音波発生デバイスに限定されない。圧電膜デバイスは、例えばスピーカーデバイスに含まれていてもよい。図１０６は、第１３実施形態に係るスピーカーデバイス１６０１（トランスデューサ）に含まれる圧電膜デバイス１６０２の動作を模式的に示す断面図である。図１０６においては、説明の便宜上、スピーカーデバイス１６０１の構成を簡素化して示しており、具体的には、スピーカーデバイス１６０１に含まれる圧電膜デバイス１６０２の、支持部１６１１を構成する支持基板１６１３及び酸化膜層１６１４、基板１６１２、圧電膜１６２１、錘部１６５０、並びに、電源１０８０以外の構成の図示を省略している。図１０６に示される例では、スピーカーデバイス１６０１は、一対の圧電膜デバイス１６０２，１６０２を含んでいる。スピーカーデバイス１６０１に含まれる圧電膜デバイス１６０２の断面構造は、上述した音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス２等と同一であってもよい。図１０６に示される例では、圧電膜デバイス１６０２の形状（断面構造等）が圧電膜デバイス２（図６０参照）と同一とされている。圧電膜デバイス１６０２の形状（断面構造等）は、上述した圧電膜デバイス１００２Ａ～１００２Ｇのいずれかと同一とされていてもよい。スピーカーデバイス１６０１に含まれる圧電膜デバイス１６０２は、例えば、音波発生デバイス１００１に含まれる圧電膜デバイス１００２と、断面構造が互いに同じであり、且つ、動作条件が互いに異なっている。
　図１０６に示されるスピーカーデバイス１６０１の圧電膜デバイス１６０２では、圧電膜１６２１に電圧が加えられると、逆圧電効果により、圧電膜１６２１が変形する。具体的には、圧電膜１６２１及び基板１６１２の端部１６１２ｙ側が上下に振動する。圧電膜デバイス１６０２において圧電膜１６２１及び基板１６１２の端部１６１２ｙ側の部分が上下に振動することにより、空気が振動する。予め、所望の音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス１６０２の動作条件が設定されていることにより、電圧の印加に応じて所望の音波を発生させることができる。
　このようなスピーカーデバイス１６０１では、上述した圧電膜デバイス１６０２を含んでいることから、圧電膜１６２１を支持する基板１６１２に加わる応力を適切に緩和することができる。そして、スピーカーデバイス１６０１においては、複数の周波数の音波を発生させるため、周波数によっては、圧電膜デバイス１６０２の変形に応じた基板１６１２の変位量が大きくなるところ、スピーカーデバイス１６０１では、上記圧電膜デバイス１６０２が基板１６１２に加わる応力を適切に緩和することができるので、基板１６１２の破損等を生じさせることなく、適切に所望の周波数の音波を発生させることができる。
［第１４実施形態］
　次に、図１０７を参照して、第１４実施形態に係るスピーカーデバイス１６０１Ｈについて説明する。図１０７は、第１４実施形態に係るスピーカーデバイス１６０１Ｈに含まれる圧電膜デバイス１６０２Ｈの動作を模式的に示す断面図である。
　上述した第１３実施形態では、スピーカーデバイス１６０１が一対の圧電膜デバイス１６０２，１６０２を含んでいるとして説明したが、スピーカーデバイスの構成はこれに限定されない。第１４実施形態に係るスピーカーデバイス１６０１Ｈは、圧電膜デバイス１６０２Ｈを１つのみ含んでいる。圧電膜デバイス１６０２Ｈの形状（断面構造等）は、上述した圧電膜デバイス１６０２と同一とされていてもよいし、上述した圧電膜デバイス１００２Ｈ～１００２Ｏのいずれかと同一とされてもよい。このような構成においても、予め、所望の音波が発生する空気の振動が生じるように圧電膜デバイス１６０２Ｈの動作条件が設定されていることにより、電圧の印加に応じて所望の音波を発生させることができる。
　なお、圧電膜デバイスの応用例は、音波発生デバイス及びスピーカーデバイスに限定されず、例えば、その他の各種トランスデューサや、ＭＥＭＳミラー又はインクジェットヘッド等であってもよい。
　本開示における種々の実施形態は、以下の付記として規定しうる。
（付記１、第１実施形態、図４）
　互いに反対方向を向いた第１面及び第２面を有する基板と、
　前記第１面を支持する支持面を有する支持部と、
　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、を備え、
　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持面に支持されて該支持面に固定されている第１領域と、前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持面に支持されていない第２領域と、を有し、
　前記第１領域を支持する前記支持面の前記第２端部側の縁部は、前記支持面に交差する方向である第２方向から見て、曲線を有する、圧電膜デバイス。
（付記２、第１実施形態、図４）
　前記縁部は、前記第２方向から見て、端部に向かうほど前記第２端部側に位置する曲線を有する、付記１に記載の圧電膜デバイス。
（付記３、第１実施形態の第１変形例、図７）
　前記縁部は、前記第２方向から見て、中央部に向かうほど前記第２端部側に位置する曲線を有する、付記１に記載の圧電膜デバイス。
（付記４、第１実施形態、図６）
　前記支持部は、半導体層及び酸化層を含む積層構造を有し、
　前記酸化層は、前記支持面を有する、付記１～３のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記５、第２実施形態、図２２）
　互いに反対方向を向いた第１面及び第２面を有する基板と、
　前記第１面を支持する支持面と、前記支持面が向く方向の反対方向を向く接地面と、を有する支持部と、
　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、を備え、
　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持面に支持されて該支持面に固定されている第１領域と、前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持面に支持されていない第２領域と、を有し、
　前記支持面の面積は、前記接地面の面積よりも大きい、圧電膜デバイス。
（付記６、第２実施形態、図２２）
　前記支持面の面積は、前記支持面に平行な方向における前記支持面以外の前記支持部の断面の面積よりも大きい、付記６に記載の圧電膜デバイス。
（付記７、第２実施形態、図２２）
　前記支持部における前記第２端部側の側面は、前記接地面から前記支持面に向かうにつれて前記第２端部側に傾斜する拡張部を有する、付記５又は付記６に記載の圧電膜デバイス。
（付記８、第２実施形態、図２２）
　前記拡張部は、前記第１方向、及び、前記支持面に交差する方向である第２方向に交差する第３方向から見て、曲線を有する、付記７に記載の圧電膜デバイス。
（付記９、第２実施形態の第１変形例、図２４）
　前記拡張部は、前記第１方向、及び、前記支持面に交差する方向である第２方向に交差する第３方向から見て、直線を有する、付記７に記載の圧電膜デバイス。
（付記１０、第３実施形態、図２７及び図２８）
　前記第１領域を支持する前記支持面の前記第２端部側の縁部は、前記支持面に交差する方向である第２方向から見て、曲線を有する、請求項７～９のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記１１、第２実施形態、図２２）
　前記支持部は、半導体層及び酸化層を含む積層構造を有し、
　前記酸化層は、前記拡張部の少なくとも一部を構成している、付記７～９のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記１２、第１～第６実施形態、図１０）
　付記１～１１のいずれか一項に記載の圧電膜デバイスを含む超音波用デバイス。
（付記１３、第１～第６実施形態、図１０）
　前記圧電膜デバイスを、一対又は１つ含む、付記１２に記載の超音波用デバイス。
（付記１４、第７及び第８実施形態、図５３及び図５４）
　付記１～１１のいずれか一項に記載の圧電膜デバイスを含むスピーカーデバイス。
（付記１５、第７及び第８実施形態、図５３及び図５４）
　前記圧電膜デバイスを、一対又は１つ含む、付記１４に記載のスピーカーデバイス。
（付記１６、第９実施形態、図６０）
　互いに反対方向を向く第１面及び第２面を有する基板と、
　前記第１面を支持すると共に設置面に固定される支持部と、
　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、
　前記第１面に設けられている錘部と、を備え、
　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持部に支持されている第１領域と、前記第１領域よりも前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持部に支持されていない第２領域と、を有し、
　前記錘部は、前記支持部から離れた状態で、前記第２領域に設けられている、圧電膜デバイス。
（付記１７、第９実施形態、図６０）
　前記錘部は、前記第１方向における前記第１面の中央よりも前記第１領域側に設けられている、付記１６に記載の圧電膜デバイス。
（付記１８３、第９実施形態の第１変形例、図７５）
　前記錘部の、前記第１面に直交する第２方向における長さは、前記支持部の前記第２方向における長さよりも短い、付記１６又は１７に記載の圧電膜デバイス。
（付記１９、第９実施形態、図６０）
　前記錘部の、前記第１面に直交する第２方向における長さは、前記支持部の前記第２方向における長さと同じである、付記１６又は１７に記載の圧電膜デバイス。
（付記２０、第９実施形態、図５８）
　前記錘部の、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向の長さは、前記支持部の前記第３方向における長さと同じである、付記１６～１９のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２１、第９実施形態、図５８）
　前記錘部は、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向における前記第１面の中央に対して、前記第３方向において対称に配置されている、付記１６～２０のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２２、第９実施形態、図５８）
　前記錘部の、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向の長さは、前記錘部の、前記第１方向の長さよりも長い、付記１６～２１のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２３、第９実施形態、図６１）
　前記錘部は、前記設置面に固定されていない、付記１６～２２のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２４、第１０実施形態、図８２～図８４）
　前記錘部は、互いに離れた第１部分及び第２部分を有している、付記１６～２３のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２５、第１０実施形態、図８２及び図８３）
　前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１方向において並んで配置されている、付記２４に記載の圧電膜デバイス。
（付記２６、第１０実施形態、図８４）
　前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向において並んで配置されている、付記２４に記載の圧電膜デバイス。
（付記２７、第９実施形態、図６０）
　前記錘部は、前記支持部と同じ材料により構成されている、付記１６～２５のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２８、第９実施形態、図６０）
　前記錘部は、半導体層及び酸化膜層を含む積層構造を有している、付記１６～２７のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記２９、第９実施形態、図６０）
　前記錘部は、前記第１面に直交する第２方向における前記第１面側の一端部と、前記第２方向における前記一端部の反対側の他端部とで、互いに重みが異なる、付記１６～２８のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記３０、第９実施形態、図７３）
　前記第１方向における前記支持部と前記錘部との間の距離は、前記第１方向における前記第２領域の長さの８％以下である、付記１６～２９のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記３１、第９実施形態、図７４）
　前記第１方向における前記支持部と前記錘部との間の距離は、前記第１方向における前記第２領域の長さの４％以上である、付記１６～３０のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記３２、第９実施形態、図６０）
　前記錘部の前記第２方向における長さは、前記基板の前記第２方向における長さよりも長い、付記１６～３１のいずれか一項に記載の圧電膜デバイス。
（付記３３、第９実施形態、図６０）
　前記錘部の前記第２方向における長さは、前記基板の前記第２方向における長さの４倍以上である、付記３２に記載の圧電膜デバイス。
（付記３４、第９～第１２実施形態、図５５～図１０５）
　付記１６～３３のいずれか一項に記載の前記圧電膜デバイスを含むトランスデューサ。
（付記３５図１０６図１０７、第９実施形態、図６２～図６８）
　付記１６～３３のいずれか一項に記載の前記圧電膜デバイスの製造方法であって、
　互いに反対方向を向く一端面及び他端面を有する加工対象部材を準備する工程と、
　前記加工対象部材の一端面に対して、前記圧電膜及び電極を成膜する工程と、
　成膜後の前記加工対象部材の他端面を加工することにより、前記基板と前記支持部とを形成すると共に、前記錘部を形成する工程と、を含む製造方法。
　１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈ，１Ｉ，１Ｊ，１Ｋ，１Ｌ，１Ｍ，１Ｎ，１Ｏ，１００１，１００１Ａ，１００１Ｂ，１００１Ｃ，１００１Ｄ，１００１Ｅ，１００１Ｆ，１００１Ｇ，１００１Ｈ，１００１Ｉ，１００１Ｊ，１００１Ｋ，１００１Ｌ，１００１Ｍ，１００１Ｎ，１００１Ｏ…超音波用デバイス、２，２Ｄ，２Ｅ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈ，２Ｌ，２Ｍ，２Ｎ，２Ｏ，６０２，６０２Ｈ，１００２，１００２Ａ，１００２Ｂ，１００２Ｃ，１００２Ｄ，１００２Ｅ，１００２Ｆ，１００２Ｇ，１００２Ｈ，１００２Ｉ，１００２Ｊ，１００２Ｋ，１００２Ｌ，１００２Ｍ，１００２Ｎ，１００２Ｏ，１６０２，１６０２Ｈ…圧電膜デバイス、１０，１０Ｈ，１０１０，１０１０Ｈ…基板部、１０１０ａ…上面、１０ｂ，１０Ｈｂ，１０１０ｂ，１０１０Ｈｂ…下面、１０ｘ，１０Ｈｘ，１０１０ｘ，１０１０Ｈｘ…第１部分、１０ｙ，１０Ｈｙ，１０１０ｙ，１０１０Ｈｙ…第２部分、１０１０ｚ…側面、１１，１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｌ，１１Ｍ，１１Ｎ，１１Ｏ，６１１，１０１１，１０１１Ｈ，１６１１…支持部、１１ｙ…側面、１０１１ｚ…側面、１２，６１２，１０１２，１０１２Ｈ，１６１２…基板、１２ａ，１０１２ａ…上面（第２面）、１２ｂ，１０１２ｂ，１０１２Ｈｂ…下面（第１面）、１２ｆ，１０１２ｆ，１０１２Ｈｆ…領域（第１領域）、１２ｎ，１０１２ｎ，１０１２Ｈｎ…領域（第２領域）、１２ｘ，１０１２ｘ…端部（第１端部）、１２ｙ，１０１２Ｈｙ，１６１２Ｈｙ…端部（第２端部）、１２ｚ，１０１２ｚ…部分、１３，１３Ｄ，１３Ｅ，１３Ｆ，１３Ｇ，１３Ｈ，１３Ｌ，１３Ｍ，１３Ｎ，１３Ｏ，６１３，１０１３，１０１３Ｈ，１６１３…支持基板（半導体層）、１３ａ，１０１３ａ…上面、１３ｂ，１３Ｄｂ，１３Ｅｂ，１３Ｆｂ，１３Ｇｂ，１３Ｈｂ，１３Ｌｂ，１３Ｍｂ，１３Ｎｂ，１３Ｏｂ，１０１３ｂ，１０１３Ｈｂ…下面、１３ｙ…側面、１３Ｄｓ，１３Ｅｓ，１３Ｆｓ，１３Ｇｓ，１３Ｌｓ，１３Ｍｓ，１３Ｎｓ，１３Ｏｓ…拡張部、１３Ｄｒ，１３Ｅｒ，１３Ｆｒ，１３Ｇｒ，１３Ｌｒ，１３Ｍｒ，１３Ｎｒ、１３Ｏｒ…側面、１３Ｄｔ，１３Ｅｔ，１３Ｆｔ，１３Ｇｔ，１３Ｌｔ，１３Ｍｔ，１３Ｎｔ、１３Ｏｔ…垂直部分、１３Ｆｚ，１３Ｇｚ，１３Ｎｚ，１３Ｏｚ…縁部、１４，１４Ｄ，１４Ｅ，１４Ｆ，１４Ｇ，１４Ｈ，１４Ｌ，１４Ｍ，１４Ｎ，１４Ｏ，６１４，１０１４，１０１４Ｈ，１６１４…酸化膜層（酸化層）、１４ａ，１４Ｄａ，１４Ｅａ，１４Ｆａ，１４Ｇａ，１４Ｌａ，１４Ｍａ，１４Ｎａ，１４Ｏａ，１０１４ａ，１０１４Ｈａ…上面（支持面）、１４ｃ，１４Ｈｃ…中央部、１４ｅ，１４Ｈｅ…端部、１４ｍ，１４Ｈｍ…中間点、１４ｓ，１４Ｈｓ…山部、１４ｔ，１４Ｈｔ…谷部、１４ｖ，１４Ｈｖ…中間点、１４ｘ，１４Ｄｘ，１４Ｅｘ，１４Ｆｘ，１４Ｇｘ，１４Ｈｘ，１４Ｌｘ，１４Ｍｘ，１４Ｎｘ，１４Ｏｘ，１０１４ｘ…縁部、１４ｙ，１４Ｄｒ，１４Ｅｒ，１４Ｆｒ，１４Ｇｒ，１４Ｌｒ，１４Ｍｒ，１４Ｎｒ、１４Ｏｒ…側面、１４Ｄｓ，１４Ｅｓ，１４Ｆｓ，１４Ｇｓ，１４Ｌｓ，１４Ｍｓ，１４Ｎｓ、１４Ｏｓ…拡張部、２０，２０Ｈ，１０２０，１０２０Ｈ…圧電部、２１，２１Ｈ，６２１，１０２１，１０２１Ｈ，１６２１…圧電膜、２１ａ，１０２１ａ…上面、２２，２２Ｈ，１０２２，１０２２Ｈ…保護膜、２３，２３Ｈ，１０２３，１０２３Ｈ…絶縁膜、２３ａ，１０２３ａ…上面、３１，３１Ｈ，１０３１，１０３１Ｈ，１０３２，１０３２Ｈ…配線電極、３２，３２Ｈ…配線電極、３３，３３Ｈ，１０３３，１０３３Ｈ…上部電極、３３ａ，１０３３ａ…上面、３４，３４Ｈ，１０３４，１０３４Ｈ…下部電極、３４ａ，１０３４ａ…上面、１０５０，１０５０Ａ，１０５０Ｂ，１０５０Ｃ，１０５０Ｄ，１０５０Ｅ，１０５０Ｆ，１０５０Ｇ，１０５０Ｈ，１０５０ｉ，１０５０ｊ，１０５０ｋ，１０５０ｌ，１０５０ｍ，１０５０ｎ，１０５０ｏ，１６５０…錘部、１０５０ｖ，１０５０Ｏｖ…第１部分、１０５０ｗ，１０５０Ｏｗ…第２部分、１０５０ｘ，１０５０Ｎｘ…第１部分、１０５０ｙ，１０５０Ｎｙ…第２部分、１０５０ｚ，１０５０Ｄｚ，１０５０Ｅｚ，１０５０Ｌｚ，１０５０Ｍｚ…側面、１０５０Ｃｘ，１０５０Ｋｘ…縁部、１０５０Ｅｓ，１０５０Ｍｓ…拡張部、１０５０Ｅｔ，１０５０Ｍｔ…垂直部分、１０５３，１０５３Ｈ…半導体層、１０５４ａ…上端部、１０５３ｂ…下端部、１０５４，１０５４Ｈ…酸化膜層、８０，１０８０…電源、９０，９０Ｈ，１０９０，１０９０Ｈ…孔部、９３，１０９３…スリット、９４，９４Ｈ，１０９４，１０９４Ｈ…スリット、１０９８，１０９８Ｈ…孔部、１５００…設置部材、１５００ａ…設置面、６０１，６０１Ｈ，１６０１，１６０１Ｈ…スピーカーデバイス、６１２ｙ…端部。

Claims (35)

  1. 　互いに反対方向を向いた第１面及び第２面を有する基板と、
    　前記第１面を支持する支持面を有する支持部と、
    　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、を備え、
    　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持面に支持されて該支持面に固定されている第１領域と、前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持面に支持されていない第２領域と、を有し、
    　前記第１領域を支持する前記支持面の前記第２端部側の縁部は、前記支持面に交差する方向である第２方向から見て、曲線を有する、圧電膜デバイス。
  2. 　前記縁部は、前記第２方向から見て、端部に向かうほど前記第２端部側に位置する前記曲線を有する、請求項１記載の圧電膜デバイス。
  3. 　前記縁部は、前記第２方向から見て、中央部に向かうほど前記第２端部側に位置する前記曲線を有する、請求項１記載の圧電膜デバイス。
  4. 　前記支持部は、半導体層及び酸化層を含む積層構造を有し、
    　前記酸化層は、前記支持面を有する、請求項１記載の圧電膜デバイス。
  5. 　互いに反対方向を向いた第１面及び第２面を有する基板と、
    　前記第１面を支持する支持面と、前記支持面が向く方向の反対方向を向く接地面と、を有する支持部と、
    　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、を備え、
    　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持面に支持されて該支持面に固定されている第１領域と、前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持面に支持されていない第２領域と、を有し、
    　前記支持面の面積は、前記接地面の面積よりも大きい、圧電膜デバイス。
  6. 　前記支持面の面積は、前記支持面に平行な方向における前記支持面以外の前記支持部の断面の面積よりも大きい、請求項５記載の圧電膜デバイス。
  7. 　前記支持部における前記第２端部側の側面は、前記接地面から前記支持面に向かうにつれて前記第２端部側に傾斜する拡張部を有する、請求項５記載の圧電膜デバイス。
  8. 　前記拡張部は、前記第１方向、及び、前記支持面に交差する方向である第２方向に交差する第３方向から見て、曲線を有する、請求項７記載の圧電膜デバイス。
  9. 　前記拡張部は、前記第１方向、及び、前記支持面に交差する方向である第２方向に交差する第３方向から見て、直線を有する、請求項７記載の圧電膜デバイス。
  10. 　前記第１領域を支持する前記支持面の前記第２端部側の縁部は、前記支持面に交差する方向である第２方向から見て、曲線を有する、請求項７記載の圧電膜デバイス。
  11. 　前記支持部は、半導体層及び酸化層を含む積層構造を有し、
    　前記酸化層は、前記拡張部の少なくとも一部を構成している、請求項７記載の圧電膜デバイス。
  12. 　請求項１～１１のいずれか一項記載の前記圧電膜デバイスを含む超音波用デバイス。
  13. 　前記圧電膜デバイスを、一対又は１つ含む、請求項１２記載の超音波用デバイス。
  14. 　請求項１～１１のいずれか一項記載の前記圧電膜デバイスを含むスピーカーデバイス。
  15. 　前記圧電膜デバイスを、一対又は１つ含む、請求項１４記載のスピーカーデバイス。
  16. 　互いに反対方向を向く第１面及び第２面を有する基板と、
    　前記第１面を支持すると共に設置面に固定される支持部と、
    　前記第２面に設けられ、電圧が印加されることに応じて前記基板と共に変位する圧電膜と、
    　前記第１面に設けられている錘部と、を備え、
    　前記基板は、前記第１面の領域として、前記第１面に平行な第１方向における第１端部側において前記支持部に支持されている第１領域と、前記第１領域よりも前記第１方向における前記第１端部の反対の第２端部側において前記支持部に支持されていない第２領域と、を有し、
    　前記錘部は、前記支持部から離れた状態で、前記第２領域に設けられている、圧電膜デバイス。
  17. 　前記錘部は、前記第１方向における前記第１面の中央よりも前記第１領域側に設けられている、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  18. 　前記錘部の、前記第１面に直交する第２方向における長さは、前記支持部の前記第２方向における長さよりも短い、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  19. 　前記錘部の、前記第１面に直交する第２方向における長さは、前記支持部の前記第２方向における長さと同じである、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  20. 　前記錘部の、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向の長さは、前記支持部の前記第３方向における長さと同じである、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  21. 　前記錘部は、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向における前記第１面の中央に対して、前記第３方向において対称に配置されている、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  22. 　前記錘部の、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向の長さは、前記錘部の、前記第１方向の長さよりも長い、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  23. 　前記錘部は、前記設置面に固定されていない、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  24. 　前記錘部は、互いに離れた第１部分及び第２部分を有している、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  25. 　前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１方向において並んで配置されている、請求項２４記載の圧電膜デバイス。
  26. 　前記第１部分及び前記第２部分は、前記第１面に平行で且つ前記第１方向に直交する第３方向において並んで配置されている、請求項２４記載の圧電膜デバイス。
  27. 　前記錘部は、前記支持部と同じ材料により構成されている、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  28. 　前記錘部は、半導体層及び酸化膜層を含む積層構造を有している、請求項２７記載の圧電膜デバイス。
  29. 　前記錘部は、前記第１面に直交する第２方向における前記第１面側の一端部と、前記第２方向における前記一端部の反対側の他端部とで、互いに重みが異なる、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  30. 　前記第１方向における前記支持部と前記錘部との間の距離は、前記第１方向における前記第２領域の長さの８％以下である、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  31. 　前記第１方向における前記支持部と前記錘部との間の距離は、前記第１方向における前記第２領域の長さの４％以上である、請求項１６記載の圧電膜デバイス。
  32. 　前記錘部の前記第２方向における長さは、前記基板の前記第２方向における長さよりも長い、請求項１８記載の圧電膜デバイス。
  33. 　前記錘部の前記第２方向における長さは、前記基板の前記第２方向における長さの４倍以上である、請求項３２記載の圧電膜デバイス。
  34. 　請求項１６～３３のいずれか一項記載の前記圧電膜デバイスを含むトランスデューサ。
  35. 　請求項１６～３３のいずれか一項記載の前記圧電膜デバイスの製造方法であって、
    　互いに反対方向を向く一端面及び他端面を有する加工対象部材を準備する工程と、
    　前記加工対象部材の一端面に対して、前記圧電膜及び電極を成膜する工程と、
    　成膜後の前記加工対象部材の他端面を加工することにより、前記基板と前記支持部とを形成すると共に、前記錘部を形成する工程と、を含む製造方法。
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