(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられていて、金属膜から構成されたベース電極と、
前記ベース電極上に設けられた誘電体層と、
を備え、
前記誘電体層は、
前記ベース電極と接合されていて、相対密度が９０％以上となるように形成された、第１高密度部と、
前記第１高密度部の上に形成されていて、相対密度が９０％未満となるように形成された、低密度部と、
前記低密度部の上に形成されていて、相対密度が９０％以上となるように形成された、第２高密度部と、
を備えたことを特徴とする、誘電体デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の誘電体デバイスであって、
前記第１高密度部及び前記第２高密度部が０．２μｍ以上２μｍ以下の厚さに形成され、前記低密度部が１０ｎｍ以上０．５μｍ以下の厚さに形成されていることを特徴とする、誘電体デバイス。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の誘電体デバイスであって、
前記誘電体層は、誘電体の粒子を前記基板に向けて噴射することによって形成されていることを特徴とする、誘電体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、誘電体デバイスとして、様々なものが知られている。この誘電体デバイスのうちの多くのものは、基板と、下部電極と、誘電体層と、上部電極と、を備えている。前記下部電極は、前記基板の表面の上に形成されている。この下部電極を覆うように、前記基板における前記表面の上には、前記誘電体層が設けられている。
【０００３】
前記誘電体層は、前記下部電極層が形成された前記基板に対して、スクリーン印刷法、グリーンシート法、エアロゾルデポジション法、パウダージェットデポジション法等によって成膜することで形成されている。この誘電体層の上には、さらに、前記上部電極が形成されている。
【０００４】
ここで、スクリーン印刷法とは、有機バインダーを含む溶剤にセラミックス粉体が分散されたスラリーを、スクリーン印刷により前記基板上に膜形成し、この膜を９００℃以上の高温で焼結することで、前記誘電体層を形成する方法である。グリーンシート法とは、上記のスラリーを所定の厚さで厚膜形成した後に乾燥することで得られたグリーンシートに、切断や孔明け等の所定の機械加工を施した後に、上記と同様の高温で焼結することで、前記誘電体層を形成する方法である。
【０００５】
また、エアロゾルデポジション法とは、振動等を用いて粉体を気体中に分散させて煙のような状態（エアロゾル）にした後、このエアロゾルを、常温で所定の減圧下の製膜室に搬送し、ノズルを通して所定の基板上に吹き付けることで、前記誘電体層を形成する方法である。さらに、パウダージェットデポジション法とは、粉体を高圧ガスで搬送し、ノズルを通して、大気中に設置した基板に高速噴射することで、前記誘電体層を形成する方法である。
【０００６】
前記誘電体デバイスの代表例としては、例えば、圧電アクチュエータや、電子放出素子等が挙げられる。
【０００７】
前記圧電アクチュエータは、前記下部電極層と前記上部電極との間に所定の電圧を印加して前記誘電体層に対して所定の電界を印加することで、当該誘電体層を変形させ得るように構成されている。例えば、特開２００２−２１７４６５号公報に記載の、ユニモルフ型の前記圧電アクチュエータは、前記基板の上に固着された前記誘電体層の圧電横効果に基づく伸縮によって、当該基板が屈曲変形し得るように構成されている。
【０００８】
前記電子放出素子は、電子線を利用した種々の装置（例えば、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）、電子線照射装置、光源、電子部品製造装置、電子回路部品、等）における、電子線源として、好適に用いられ得るように構成されている。
【０００９】
前記誘電体デバイスとしての前記電子放出素子は、所定の真空度の減圧雰囲気中に配置されたエミッタ部を備えている。このエミッタ部は、前記誘電体層からなり、前記下部電極層と前記上部電極との間に所定の駆動電界が印加されることで、前記減圧雰囲気中に電子を放出し得るように構成されている。この電子放出素子としては、例えば、特開２００５−１８３３６１号公報や、米国特許出願公開２００６／００１２２７９号明細書に開示されているものが、従来知られている。
【００１０】
上述の誘電体デバイスにおいて、上述のエアロゾルデポジション法によって形成された前記誘電体層を用いたものが知られている。この種の誘電体デバイスにおける前記誘電体層は、次のような特徴を有している：（１）原料粉体の結晶構造が維持される、（２）緻密な膜が形成される、（３）膜厚制御、特に厚膜化が容易である、（４）形成された前記誘電体層と基板との接合が強固になる、（５）常温で膜形成されるので、耐熱性の低いガラス基板や金属基板への形成が可能である、等。
【００１１】
このエアロゾルデポジション法を用いた誘電体デバイスとしては、例えば、米国特許出願公開２００６／００１２２７９号明細書、特開２００５−７６１０４号公報、特開２００５−２７９９５３号公報、特開２００５−２８０３４９号公報、特開２００６−０４９８０６号公報、等に開示されているものが、従来知られている。
【特許文献１】特開２００２−２１７４６５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８３３６１号公報
【特許文献３】米国特許出願公開２００６／００１２２７９号明細書
【特許文献４】特開２００５−７６１０４号公報
【特許文献５】特開２００５−２７９９５３号公報
【特許文献６】特開２００５−２８０３４９号公報
【特許文献７】特開２００６−０４９８０６号公報
【発明の開示】
【００１２】
上述の各種の誘電体デバイスにおいて、前記誘電体層の内部に大きな残留応力が生じている場合、当該誘電体層の特性が低下する。
【００１３】
このような、残留応力による特性低下を抑制するために、熱処理が行われることがあり得る。しかしながら、高い特性を得るために、当該誘電体層が、緻密度（相対密度）が高くなるように形成されている場合、かかる熱処理による特性の向上効果は小さい。なぜなら、かかる場合、もともと前記誘電体層の相対密度が高いために、当該熱処理による残留応力の開放度合いが小さいからである。
【００１４】
特に、上述のエアロゾルデポジション法やパウダージェットデポジション法を用いて前記誘電体層が形成されている場合、相対密度が非常に高くなる（例えば９０％以上）。このような場合、熱処理して残留応力を開放することで特性を向上しようとしても、大きな効果は得られ難い。
【００１５】
さらに、残留応力による特性低下を抑制するために、前記誘電体層の相対密度を低くすることがあり得る。しかしながら、前記誘電体層の全体の相対密度を下げることによっても特性低下が生じるため、かかる処理は採用され難い。
【００１６】
特に、上述のエアロゾルデポジション法やパウダージェットデポジション法を用いて前記誘電体層が形成されている場合、誘電体粒子の衝突により誘電体膜を叩きながら固めることで前記誘電体層が形成されるため、前記誘電体層の相対密度を低くすることには限界がある。
【００１７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明は、より残留応力の少ない誘電体層を備えた、より特性の高い誘電体デバイスを提供するものである。
【００１８】
本発明の誘電体デバイスは、基板と、誘電体層と、を備えている。前記誘電体層は、前記基板に支持されている。例えば、前記誘電体層は、前記基板上に設けられたベース電極上に設けられ得る。ここで、前記ベース電極は、例えば、金属膜から構成されている。
【００１９】
そして、本発明の特徴は、前記誘電体層の内部に、層状の低密度部が形成されていることにある。
【００２０】
すなわち、例えば、前記低密度部は、前記誘電体層における、前記基板側の面（前記ベース電極と対向する面）である第１の表面と、当該第１の表面と反対側の面である第２の表面と、の間に形成され得る。あるいは、例えば、前記誘電体層は、前記ベース電極と接合された第１高密度部と、前記第１高密度部の上に形成された低密度部と、前記低密度部の上に形成された第２高密度部と、から構成され得る。
【００２１】
前記低密度部は、相対密度が９０％未満となるように形成され得る。また、前記低密度部は、１０ｎｍ以上０．５μｍ以下の厚さに形成され得る。
【００２２】
前記第１高密度部及び前記第２高密度部は、相対密度が９０％以上となるように形成され得る。また、前記第１高密度部及び前記第２高密度部は、０．２μｍ以上２μｍ以下の厚さに形成され得る。
【００２３】
前記誘電体層は、誘電体の粒子を前記基板に向けて噴射することによって形成され得る。すなわち、前記誘電体層は、エアロゾルデポジション法やパウダージェットデポジション法を用いて形成され得る。
【００２４】
かかる構成においては、前記誘電体層における前記低密度部以外の部分（前記第１高密度部及び前記第２高密度部）によって誘電体膜としての特性が維持されつつ、前記低密度部によって前記誘電体層内の残留応力が効果的に緩和され得る。
【００２５】
したがって、本発明によれば、より特性の高い前記誘電体デバイスを提供することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態の各構成要素の材質や構造については、とりあえず代表的な１つの実施形態を理解しやすく首尾一貫して説明する便宜上、１つの代表例が例示的に記載されているものである。後述するように、本実施形態に対しては、本発明の要旨から逸脱しない範囲内において種々の変形が可能である。本実施形態の各構成要素の材質や構造に関する変形例は、実施形態の構成、作用、効果の説明の後に、末尾にまとめて記述されている。
【００２７】
＜誘電体デバイスの概略構成＞
図１は、本実施形態の誘電体デバイス１０を拡大した断面図である。図１に示されているように、誘電体デバイス１０は、所定の基板１１の上に、ベース電極１２と、誘電体層１３と、アウター電極１４と、を積層することによって形成されている。
【００２８】
＜＜基板＞＞
基板１１は、ガラスやセラミックスの板材から構成されている。
【００２９】
基板１１を構成するガラス材料としては、その上に形成される誘電体層１３の熱膨張率、熱膨張曲線を考慮し、それらに近い特性をもつものが用いられ得る。また、耐熱性の観点から、結晶化ガラスも用いられ得る。
【００３０】
基板１１を構成するセラミックス材料としては、耐熱性、化学的安定性、及び絶縁性の観点から、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、ムライト、窒化アルミニウム、窒化珪素、及び安定化された酸化ジルコニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含むセラミックスが好適に用いられ得る。機械的強度が大きく、靭性に優れるという観点から、安定化された酸化ジルコニウムが、特に好適に用いられ得る。
【００３１】
＜＜ベース電極＞＞
基板１１における図中上側の表面の上には、ベース電極１２が、固着状態で接合されている。このベース電極１２は、導体膜から構成されている。本実施形態においては、ベース電極１２を構成する導体膜として、金属膜が用いられている。
【００３２】
具体的には、本実施形態においては、ベース電極１２は、後述するようにエアロゾルデポジション法によって誘電体層１３を形成する際に、原料である誘電体の微粒子がアンカーリングされやすい適度な弾性を有するように、厚さが数百ｎｍないし数μｍの白金層から構成されている。
【００３３】
＜＜誘電体層の概略構成＞＞
誘電体層１３は、ベース電極１２の上に設けられている。すなわち、誘電体層１３は、ベース電極１２を介して、基板１１によって支持されている。この誘電体層１３は、誘電体材料から構成されている。
【００３４】
誘電体層１３の主成分を構成する前記誘電体材料としては、好適には、比誘電率が比較的高い（例えば１０００以上の）材料が用いられ得る。このような誘電体材料としては、例えば、チタン酸バリウム、ジルコン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルタンタル酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸ナトリウムビスマス、チタン酸ビスマスネオジウム（ＢＮＴ）、ニオブ酸ナトリウム、ニオブ酸カリウムナトリウム、タンタル酸ストロンチウムビスマス、等が用いられ得る。
【００３５】
誘電体層１３は、これらの誘電体材料を任意に組み合わせてなるセラミックスから構成され得る。また、誘電体層１３は、主成分として、これらの誘電体材料が５０重量％以上含まれたセラミックスから構成され得る。また、誘電体層１３は、上述した各種の誘電体材料やセラミックスに対して、さらに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、銀、銅等の酸化物その他の化合物（これらは適宜組み合わされ得る）を、適切に添加したものから構成され得る。
【００３６】
また、誘電体層１３を構成する前記誘電体材料としては、成膜後の熱処理において、結晶性が回復しやすいものが好ましい。たとえば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）や、亜鉛ニオブ酸鉛（ＰＺＮ）とチタンジルコン酸鉛（ＰＺＴ）の混合系などが好適である。
【００３７】
誘電体層１３は、粉末状の誘電体微粒子をエアロゾルデポジション法によって基板１１（ベース電極１２）に向けて噴射すること成膜層を形成し、この成膜層を熱処理することによって、相対密度が９０％以上となるように形成されている。
【００３８】
＜＜＜誘電体層の内部構成＞＞＞
誘電体層１３の内部、すなわち、誘電体層１３における基板側表面１３ａ（第１の表面）とアウター電極側表面１３ｂ（第２の表面）との間には、層状の低密度部１３ｃが形成されている。
【００３９】
具体的には、誘電体層１３は、低密度部１３ｃと高密度部１３ｄとから形成されている。
【００４０】
低密度部１３ｃは、その相対密度が誘電体層１３全体の平均的な相対密度よりも低くなるように、例えば、相対密度が９０％未満となるように形成されている。本実施形態においては、低密度部１３ｃは、１０ｎｍ以上０．５μｍ以下の厚さに形成されている。
【００４１】
高密度部１３ｄは、相対密度が９０％以上となるように形成されている。本実施形態においては、高密度部１３ｄは、０．２μｍ以上２μｍ以下の厚さに形成されている。高密度部１３ｄにおける最下層である第１高密度部１３ｄ１は、ベース電極１２と固着状態で接合されている。
【００４２】
高密度部１３ｄにおける第１高密度部１３ｄ１よりも上の層である第２高密度部１３ｄ２は、低密度部１３ｃを介して第１高密度部１３ｄ１と対向するように設けられている。すなわち、ベース電極１２の上に第１高密度部１３ｄ１が形成され、第１高密度部１３ｄ１の上に低密度部１３ｃが形成され、低密度部１３ｃの上に第２高密度部１３ｄ２が形成されている。
【００４３】
なお、図１に示されているように、第２高密度部１３ｄ２が複数層形成される場合、各第２高密度部１３ｄ２の間に低密度部１３ｃが介在するようになっている。
【００４４】
＜＜アウター電極＞＞
誘電体層１３の、基板１１と対向する表面である基板側表面１３ａとは反対側の表面である、アウター電極側表面１３ｂの上には、導体膜からなるアウター電極１４が形成されている。アウター電極１４は、誘電体層１３を挟んでベース電極１２と対向するように設けられている。このアウター電極１４を構成する導体膜としては、例えば、金属系材料、サーメット、炭素系材料、酸化物系材料等が用いられ得る。
【００４５】
この誘電体デバイス１０は、ベース電極１２とアウター電極１４との間に所定の波形の駆動電圧が印加されて、誘電体層１３に所定の駆動電界が印加されることで、所定の動作を行い得るように構成されている。
【００４６】
＜＜エアロゾルデポジション法による誘電体層の形成の具体例＞＞
図２は、図１に示されている誘電体層１３を形成するために用いられ得るエアロゾルデポジション装置６０の概略構成を示す図である。このエアロゾルデポジション装置６０は、成膜室７０と、エアロゾル供給部８０とを備えている。
【００４７】
成膜室７０は、真空容器７１と、ＸＹＺθステージ７２と、ノズル７３と、真空ポンプ７４とを備えている。
【００４８】
真空容器７１は、その内部が所定の真空度に保たれ得るように構成されている。この真空容器７１の内側の空間には、ＸＹＺθステージ７２とノズル７３とが収容されている。
【００４９】
ＸＹＺθステージ７２は、真空容器７１内にて、基板１１を保持しつつ任意の方向に移動し得るように構成されている。ノズル７３は、真空容器７１内に固定されている。このノズル７３は、ＸＹＺθステージ７２に保持された基板１１上にエアロゾルを噴射し得るように構成されている。
【００５０】
真空ポンプ７４は、真空容器７１と、所定の排気通路７５を介して接続されている。この真空ポンプ７４は、真空容器７１内から空気を排気することで、当該真空容器７１内を上述のような所定の真空度に設定し得るように構成されている。
【００５１】
エアロゾル供給部８０は、ノズル７３によって基板１１に噴射される原料粉末８１を、当該ノズル７３に供給し得るように構成されている。この原料粉末８１は、前記誘電体材料の粉末から構成されている。
【００５２】
このエアロゾル供給部８０は、エアロゾル化室８２と、圧縮ガス供給源８３と、圧縮ガス供給管８４と、振動撹拌部８５と、エアロゾル供給管８６と、制御弁８７とを備えている。
【００５３】
エアロゾル化室８２は、原料粉末８１を貯蔵し得る容器として構成されている。
【００５４】
圧縮ガス供給源８３は、エアロゾル化室８２内にて原料粉末８１と混合されることで前記エアロゾルを生成させるためのキャリアガスを貯蔵し得るように構成されている。このキャリアガスとしては、圧縮空気の他、ヘリウム，アルゴンその他の希ガスや、窒素ガス等の不活性ガスが用いられ得る。
【００５５】
圧縮ガス供給管８４は、圧縮ガス供給源８３から前記キャリアガスをエアロゾル化室８２に供給し得るように構成されている。
【００５６】
振動撹拌部８５は、エアロゾル化室８２内にて原料粉末８１と前記キャリアガスを混合することで前記エアロゾルを生成させ得るように、エアロゾル化室８２に振動を与えるように構成されている。
【００５７】
エアロゾル供給管８６は、エアロゾル化室８２内にて生成した前記エアロゾルをノズル７３に供給し得るように構成されている。
【００５８】
制御弁８７は、エアロゾル供給管８６における前記エアロゾルの流量を調節することで、ノズル７３から基板１１への前記エアロゾルの噴射量を制御し得るように構成されている。
【００５９】
＜実施形態の誘電体デバイスの製造方法の一例＞
次に、本実施形態の誘電体デバイス１０の製造方法である、本発明の製造方法の実施形態について説明する。なお、以下の製造方法の説明にあたって、上述の図１や図２を適宜参照し、その場合、図１や図２における符号を適宜引用するものとする。
【００６０】
図３は、図１に示されている誘電体デバイス１０の製造方法の一例を示す流れ図である。図３に示されているように、本製造方法は、ペースト膜形成工程Ｓ２１０（Ｓはステップの略：以下同様）と、ペースト膜焼成工程Ｓ２２０と、成膜層形成工程Ｓ２３０と、熱処理工程Ｓ２４０と、を含むものである。
【００６１】
＜＜ベース電極形成＞＞
まず、ペースト膜形成工程Ｓ２１０により、基板１１の上に、ベース電極１２の元となるペースト膜が形成される。このペースト膜形成工程Ｓ２１０としては、スピンコート、スクリーン印刷、スプレー、コーティング、ディッピング、塗布、等の各種の厚膜形成法が好適に適用され得る。
【００６２】
次に、ペースト膜焼成工程Ｓ２２０により、上述のペースト膜が焼成（熱処理）される。これにより、ベース電極１２が形成される。
【００６３】
＜＜誘電体層形成＞＞
続いて、成膜層形成工程Ｓ２３０により、基板１１（ベース電極１２）の上に、エアロゾルデポジション法によって、前記誘電体材料を含む成膜層が形成される。この成膜層形成工程Ｓ２３０は、基板１１（ベース電極１２）に向けて、前記誘電体材料の粒子を噴射することで、当該誘電体材料の成膜層を形成する工程である。このエアロゾルデポジション法は、振動等を用いて粉末状の前記誘電体材料を気体中に分散させて煙のような状態にした前記エアロゾルを、所定の減圧下の製膜室に搬送し、ノズルを通して基板１１（ベース電極１２）の上に噴射することで、上述の成膜層を得る方法である。以下、エアロゾルデポジション法によって上述の成膜層を形成する工程について詳述する。
【００６４】
具体的には、原料粉末８１は、エアロゾル化室８２内で、振動撹拌部８５から受ける振動により、前記キャリアガスと激しく混合される。これにより、エアロゾル化室８２内にて、前記エアロゾルが生成される。このエアロゾルは、流体のような挙動を示す。よって、制御弁８７が開かれた状態においては、エアロゾル化室８２と真空容器７１との圧力差によって、前記エアロゾルは真空容器７１に向かって流動する。これにより、原料粉末８１を含んだ前記エアロゾルが、ノズル７３を介して、基板１１に向けて高速で噴射される。
【００６５】
そして、ＸＹＺθステージ７２によって基板１１を任意の方向に移動させつつ、制御弁８７を開くことで、基板１１の上（ベース電極１２の上）における任意の位置に、任意の膜厚で、前記成膜層が形成される。
【００６６】
本実施形態の製造方法においては、まず、基板１１を図２における矢印Ｘ１方向に移動させながら前記エアロゾルを噴射することで、第１高密度部１３ｄ１に対応する成膜層が、ベース電極１２上に形成される。この成膜層は、白金層からなるベース電極１２によってアンカーされることで、当該ベース電極１２に強固に固着する。
【００６７】
続いて、基板１１を図２における矢印Ｘ２方向に移動させながら前記エアロゾルを噴射することで、第２高密度部１３ｄ２に対応する成膜層が、第１高密度部１３ｄ１上に形成される。このとき、成膜条件を適宜設定することで、第１高密度部１３ｄ１と第２高密度部１３ｄ２の間に、低密度部１３ｃが層状に形成される。
【００６８】
このようにして、複数の高密度部１３ｄの間に層状の低密度部１３ｃが介在した状態の誘電体層１３の元となる、多層の成膜層が形成される。
【００６９】
続いて、熱処理工程Ｓ２４０により、前記成膜層に対して熱処理が行われる。この熱処理によって、前記成膜層の結晶性が回復する。また、この熱処理の際に、高密度部１３ｄ１にて生じた残留応力が、ベース電極１２及び低密度部１３ｃによって緩和される。
【００７０】
このようにして、誘電体膜としての特性（圧電特性や分極反転特性等）に優れた誘電体層１３が形成される。
【００７１】
＜＜アウター電極形成＞＞
さらに、アウター電極形成工程Ｓ２５０により、誘電体層１３の上に、アウター電極１４が形成される。このアウター電極形成工程Ｓ２５０も、上述のペースト膜形成工程Ｓ２１０及びペースト膜焼成工程Ｓ２２０と同様な方法で行われ得る。
【００７２】
＜実施例＞
次に、上述のように形成された誘電体層１３の実施例について説明する。
【００７３】
図４は、誘電体層１３の第１の実施例の断面の走査電子顕微鏡写真である。図５は、誘電体層１３の第２の実施例の断面の走査電子顕微鏡写真である。
【００７４】
第１の実施例と第２の実施例とでは、成膜時の基板１１の走査速度が異なる。すなわち、第２の実施例においては、基板１１の走査速度が、第１の実施例の場合の倍である。また、第１の実施例においては、基板１１の走査回数が２回であるのに対し、第２の実施例においては、基板１１の走査回数が４回である。これら以外は、第１の実施例と第２の実施例とで成膜条件はほぼ一致している。
【００７５】
図４の走査電子顕微鏡写真から明らかなように、第１の実施例においては、高密度部１３ｄが２層形成されていて、その間に層状の低密度部１３ｃが形成されている。また、図５の走査電子顕微鏡写真から明らかなように、第２の実施例においては、高密度部１３ｄが４層形成されていて、それらの間に層状の低密度部１３ｃが形成されている。これら第１及び第２の実施例の誘電体層１３においては、誘電体膜としての特性が非常に高くなった。
【００７６】
＜変形例の例示列挙＞
なお、上述の実施形態及び実施例は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態及び実施例を、単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態や実施例に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態や実施例に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
【００７７】
以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。以下の変形例の説明において、上述の実施形態や実施例にて説明されているものと同様の構成及び機能を有する部材に対しては、上述の実施形態や実施例と同様の符号が付されているものとする。そして、かかる部材の説明については、技術的に矛盾しない範囲内において、上述の実施形態や実施例における説明が援用され得るものとする。
【００７８】
もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたもの限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
【００７９】
本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的・機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態、実施例、及び下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない（このような限定解釈は、先願主義の下で出願を急ぐ出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、発明の保護及び利用を目的とする特許法の目的に反し、許されない。）。
【００８０】
（ｉ）本発明の適用対象は、上述のような、電子放出素子や圧電アクチュエータに限定されない。本発明は、例えば、ＳＡＷフィルタ等のセラミックスフィルタや、圧電ブザーや、圧電型振動ジャイロや、圧電型マイクや、各種の圧電型センサや、ローゼン型の圧電トランス、等にも好適に適用され得る。
【００８１】
（ii）基板１１の材質としては、ガラスやセラミックスの他に、金属も用いられ得る。
【００８２】
（iii）ベース電極１２を構成する材料としては、金属材料以外にも、サーメット、炭素系材料、酸化物系材料等が用いられ得る。また、ベース電極１２を構成する材料としては、これらの複合材料が用いられ得る。
【００８３】
ベース電極１２を構成する金属材料としては、実施形態において用いられている白金以外にも、金、銀、イリジウム、パラジウム、ロジウム、モリブデン、タングステン等が用いられ得る。この金属材料としては、単体金属の他に、合金が用いられ得る。この合金としては、銀−パラジウム、銀−白金、白金−パラジウム等が好適に用いられ得る。
【００８４】
サーメットとしては、例えば、白金とセラミック材料とのサーメット材料が好適に用いられ得る。
【００８５】
炭素系材料としては、例えば、グラファイト、ダイヤモンド薄膜、ダイヤモンドライクカーボン、カーボンナノチューブが用いられ得る。
【００８６】
酸化物系材料としては、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、ルテニウム酸ストロンチウム、Ｌa1-xＳrxＣoＯ3（例えばｘ＝０．３や０．５）、Ｌa1-xＣaxＭnＯ3、Ｌa1-xＣaxＭn1-yＣoyＯ3（例えばｘ＝０．２、ｙ＝０．０５）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、等が用いられ得る。
【００８７】
（iv）ベース電極１２は、基板１１の上にパターン状に形成され得る。この場合、第１高密度部１３ｄ１は、ベース電極１２が形成されていない基板１１の表面上に形成され得る。
【００８８】
（ｖ）誘電体層１３の形成の際に調整され得る成膜条件としては、例えば、粒度分布、走査速度、走査間の保持時間、エアロゾル噴射速度、エアロゾル噴射角度、等があり得る。
【００８９】
（vi）誘電体層１３には、圧電効果、圧電逆効果、分極反転等の、誘電体薄膜としての性質を損なわない程度に、金属が分散されていてもよい。この金属としては、例えば、銀、銅、金、白金等が用いられ得る。特に、低融点で且つ酸化されにくい、金、銀等が、好適に用いられ得る。
【００９０】
かかる構成によれば、前記金属が、前記誘電体材料のマトリックス内にて分散されることで、誘電体層１３の誘電率が高くなる。なお、この場合、金属の含有率が、当該誘電体層１３の全体として、体積比率で１０％以下となるように、当該誘電体層１３が形成されていることが好適である。
【００９１】
ここで、誘電体層１３に対する金属の混入もまた、エアロゾルデポジション法によって行われることが好適である。すなわち、原料粉末８１として、前記誘電体材料の粉末と前記金属の微粒子との混合物からなるエアロゾルを基板１１（ベース電極１２）上に噴射することで、延性を有する前記金属の微粒子が固着剤の役割を果たす。よって、基板１１上の成膜性が向上する。
【００９２】
この場合、さらに、誘電体層１３は、その厚さ方向について、前記金属の含有率が一様でない分布を有するように構成されていてもよい。すなわち、誘電体層１３は、前記金属の含有率が、ベース電極１２の近傍部とアウター電極１４の近傍部とで異なるように構成されていてもよい。
【００９３】
（vii）誘電体層１３の形成の際に、エアロゾルデポジション法に代えて、パウダージェットデポジション法が用いられてもよい。
【００９４】
（viii）ＸＹＺθステージ７２で基板１１を移動させる代わりに、ノズル７３を移動させることで、基板１１とノズル７３との相対移動が行われるようにしてもよい。
【００９５】
（ix）その他、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態・実施例や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能な、いかなる構造をも含む。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の一実施形態の誘電体デバイスを拡大した断面図である。
【図２】図１に示されている誘電体層を形成するために用いられ得るエアロゾルデポジション装置の概略構成を示す図である。
【図３】図１に示されている誘電体デバイスの製造方法の一例を示す流れ図である。
【図４】誘電体層の第１の実施例の断面の走査電子顕微鏡写真である。
【図５】誘電体層の第２の実施例の断面の走査電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００９７】
１０…誘電体デバイス      １１…基板              １２…ベース電極
１３…誘電体層            １３ａ…基板側表面      １３ｂ…アウター電極側表面
１３ｃ…低密度部          １３ｄ…高密度部        １３ｄ１…第１高密度部
１３ｄ２…第２高密度部    １４…アウター電極
６０…エアロゾルデポジション装置
７０…成膜室              ７２…ＸＹＺθステージ  ７３…ノズル
８０…エアロゾル供給部    ８１…原料粉末          ８２…エアロゾル化室
８５…振動撹拌部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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