(57)【要約】      （修正有）【課題】電極や配線層の剥離を抑制すると共に圧電体層のダメージを抑制してコストを低減した液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】流路形成基板１０に設けられて、圧電体層７０と電極６０、８０と該電極６０、８０に接続された配線層９０とを具備する圧電素子３００と、を具備し、配線層９０が、電極６０、８０側に設けられて、チタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層１９１と、該密着層の電極６０、８０とは反対側に設けられた銅を含む導電層１９２と、を具備し、配線層９０の少なくとも外部配線が接続される端子部には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第１パラジウム層１９３と、第１パラジウム層１９３上に無電解めっきによって形成されたニッケルを含むニッケル層１９４と、ニッケル層１９４の上方に無電解めっきによって形成された金を含む金層１９６と、を具備する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、
該流路形成基板に設けられて、圧電体層と電極と該電極に接続された配線層とを具備する圧電素子と、を具備し、
前記配線層が、前記電極側に設けられて、チタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、
該密着層の前記電極とは反対側に設けられた銅を含む導電層と、を具備し、
前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第１パラジウム層と、該第１パラジウム層上に無電解めっきによって形成されたニッケルを含むニッケル層と、該ニッケル層の上方に無電解めっきによって形成された金を含む金層と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
前記ニッケル層と前記金層との間には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第２パラジウム層をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の液体噴射ヘッド。
【請求項３】
前記電極が、前記流路形成基板側に設けられた第１電極と、前記圧電体層の前記第１電極とは反対側に設けられた第２電極と、を具備し、
前記第１電極が、前記圧電素子の実質的な駆動部となる能動部毎に設けられた個別電極を構成し、
前記第２電極が、複数の前記能動部に共通する共通電極を構成することを特徴とする請求項１又は２記載の液体噴射ヘッド。
【請求項４】
前記前処理が、ディップ式であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項６】
圧電体層と、該圧電体層上に設けられた電極と、該電極に接続された配線層と、を具備し、
前記配線層が、前記電極側に設けられて、チタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、
該密着層の前記電極とは反対側に設けられた銅を含む導電層と、を具備し、
前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第１パラジウム層と、該第１パラジウム層上に無電解めっきによって形成されたニッケルを含むニッケル層と、該ニッケル層の上方に無電解めっきによって形成された金を含む金層と、を具備することを特徴とする圧電素子。
【請求項７】
圧電体層と、該圧電体層上に設けられた電極と、該電極に接続された配線層と、を具備する圧電素子の製造方法であって、
配線層として、前記電極側にチタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、銅を含む導電層を形成する工程と、
前記導電層をエッチングによりパターニングする工程と、
前記密着層をウェットエッチングによりパターニングすることで、前記配線層を形成する工程と、
前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部に、前処理によってパラジウムを含む第１パラジウム層を形成する工程と、
前記第１パラジウム層上に無電解めっきによってニッケルを含むニッケル層を形成する工程と、
前記ニッケル層の上方に無電解めっきによって金を含む金層を形成する工程と、を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル開口から液体を噴射する液体噴射ヘッド、液体噴射ヘッドを具備する液体噴射装置、液体噴射ヘッド等に搭載される圧電素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電素子（圧電アクチュエーター）を変形させて圧力発生室内の液体に圧力変動を生じさせることで、圧力発生室に連通するノズル開口から液滴を噴射させる液体噴射ヘッドが知られている。この液体噴射ヘッドの代表例としては、液滴としてインク滴を噴射させるインクジェット式記録ヘッドがある。
【０００３】
インクジェット式記録ヘッドは、例えば、ノズル開口に連通する圧力発生室が設けられた流路形成基板の一方面側に圧電素子を備え、圧電素子の駆動によって振動板を変形させることで、圧力発生室内のインクに圧力変化を生じさせて、ノズル開口からインク滴を噴射させる。
【０００４】
ここで、圧電素子は、振動板上に設けられた第１電極、圧電体層及び第２電極を具備し、第１電極及び第２電極には、駆動ＩＣ等に接続された配線と接続するための配線層が接続されたものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１４３７０号公報
【特許文献２】特開２００９−１７２８７８号公報
【特許文献３】特開２００９−１９６３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、配線層として、ニッケルクロム等の密着層を用いて、密着層をウェットエッチングによりパターニングすると、密着層をウェットエッチングする際に用いるエッチャントとして酸を用いるため、酸によって電極に電食が発生し、電極の剥離や配線層の剥離等が発生する虞があるという問題がある。
【０００７】
また、密着層をウェットエッチングする際に酸を用いると、この酸が圧電体層にダメージを与えてしまうという問題がある。
【０００８】
また、密着層上に形成する導電層として金等を用いると、高コストになってしまうという問題がある。
なお、このような問題はインクジェット式記録ヘッドだけではなく、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにおいても同様に存在する。また、液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子に限定されず、他のデバイスに搭載される圧電素子においても同様に存在する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑み、電極や配線層の剥離を抑制すると共に圧電体層のダメージを抑制してコストを低減した液体噴射ヘッド、液体噴射装置、圧電素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室を有する流路形成基板と、該流路形成基板に設けられて、圧電体層と電極と該電極に接続された配線層とを具備する圧電素子と、を具備し、前記配線層が、前記電極側に設けられて、チタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、該密着層の前記電極とは反対側に設けられた銅を含む導電層と、を具備し、前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第１パラジウム層と、該第１パラジウム層上に無電解めっきによって形成されたニッケルを含むニッケル層と、該ニッケル層の上方に無電解めっきによって形成された金を含む金層と、を具備することを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる態様では、密着層がチタン及びタングステンの少なくとも一方を含む材料で形成されることで、密着層をウェットエッチングした際のエッチング液によって、電極に電食が発生するのを抑制することができ、電極や配線層の剥離を抑制することができる。また、密着層をエッチングする際に酸以外のエッチング液を用いることができるため、圧電体層がエッチング液によってダメージを受けるのを抑制することができる。さらに、導電層に銅を含む材料を用いることで、金（Ａｕ）を用いる場合に比べて、低コストで形成することができる。また、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低いため、銅からなる導電層は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。したがって、導電層を薄く形成することができるため、導電層が圧電素子の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子の変位特性を向上することができると共に、圧電体層を金の導電層を用いた場合に比べて薄く形成することができ、圧電素子（能動部）を高密度に配置することができる。また、配線層の少なくとも端子部に最上層が金からなる金層を設けることで、外部配線との接続強度を確保することができる。
【００１１】
ここで、前記ニッケル層と前記金層との間には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第２パラジウム層をさらに具備してもよい。
【００１２】
また、前記電極が、前記流路形成基板側に設けられた第１電極と、前記圧電体層の前記第１電極とは反対側に設けられた第２電極と、を具備し、前記第１電極が、前記圧電素子の実質的な駆動部となる能動部毎に設けられた個別電極を構成し、前記第２電極が、複数の前記能動部に共通する共通電極を構成することが好ましい。これによれば、第１電極を圧電体層で覆うことができ、第１電極と第２電極とが近接することによるリーク電流を抑制するための保護膜が不要となり、保護膜が圧電素子の変位を阻害することなく、優れた変位特性を有する圧電素子を備えた液体噴射ヘッドを実現することができる。
【００１３】
また、前記前処理が、ディップ式であることが好ましい。これによれば、ディップ式によってバッチ（一括）処理が行えるため、生産プロセスの効率が高い。
【００１４】
さらに、本発明の他の態様は、上記態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる態様では、電極や配線の剥離を抑制して信頼性の高い液体噴射装置を実現できる。
【００１５】
また、本発明の他の態様は、圧電体層と、該圧電体層上に設けられた電極と、該電極に接続された配線層と、を具備し、前記配線層が、前記電極側に設けられて、チタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、該密着層の前記電極とは反対側に設けられた銅を含む導電層と、を具備し、前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部には、前処理によって形成されたパラジウムを含む第１パラジウム層と、該第１パラジウム層上に無電解めっきによって形成されたニッケルを含むニッケル層と、該ニッケル層の上方に無電解めっきによって形成された金を含む金層と、を具備することを特徴とする圧電素子にある。
かかる態様では、密着層がチタン及びタングステンの少なくとも一方を含む材料で形成されることで、密着層をウェットエッチングした際のエッチング液によって、電極に電食が発生するのを抑制することができ、電極や配線層の剥離を抑制することができる。また、密着層をエッチングする際に酸以外のエッチング液を用いることができるため、圧電体層がエッチング液によってダメージを受けるのを抑制することができる。さらに、導電層に銅を含む材料を用いることで、金（Ａｕ）を用いる場合に比べて、低コストで形成することができる。また、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低いため、銅からなる導電層は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。したがって、導電層を薄く形成することができるため、導電層が圧電素子の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子の変位特性を向上することができると共に、圧電体層を金の導電層を用いた場合に比べて薄く形成することができ、圧電素子（能動部）を高密度に配置することができる。また、配線層の少なくとも端子部に最上層が金からなる金層を設けることで、外部配線との接続強度を確保することができる。
【００１６】
さらに、本発明の他の態様は、圧電体層と、該圧電体層上に設けられた電極と、該電極に接続された配線層と、を具備する圧電素子の製造方法であって、配線層として、前記電極側にチタン及びタングステンの少なくとも一方を含む密着層と、銅を含む導電層を形成する工程と、前記導電層をエッチングによりパターニングする工程と、前記密着層をウェットエッチングによりパターニングすることで、前記配線層を形成する工程と、前記配線層の少なくとも外部配線が接続される端子部に、前処理によってパラジウムを含む第１パラジウム層を形成する工程と、前記第１パラジウム層上に無電解めっきによってニッケルを含むニッケル層を形成する工程と、前記ニッケル層の上方に無電解めっきによって金を含む金層を形成する工程と、を具備することを特徴とする圧電素子の製造方法にある。
かかる態様では、密着層がチタン及びタングステンの少なくとも一方を含む材料で形成されることで、密着層をウェットエッチングした際のエッチング液によって、電極に電食が発生するのを抑制することができ、電極や配線層の剥離を抑制することができる。また、密着層をエッチングする際に酸以外のエッチング液を用いることができるため、圧電体層がエッチング液によってダメージを受けるのを抑制することができる。さらに、導電層に銅を含む材料を用いることで、金（Ａｕ）を用いる場合に比べて、低コストで形成することができる。また、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低いため、銅からなる導電層は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。したがって、導電層を薄く形成することができるため、導電層が圧電素子の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子の変位特性を向上することができると共に、圧電体層を金の導電層を用いた場合に比べて薄く形成することができ、圧電素子（能動部）を高密度に配置することができる。また、配線層の少なくとも端子部に最上層が金からなる金層を設けることで、外部配線との接続強度を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの流路形成基板の平面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの断面図及び拡大断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係るリード電極のＳＥＭ写真である。
【図１３】本発明の実施形態２に係る記録ヘッドの要部を拡大した断面図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係る液体噴射装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの斜視図であり、図２は、インクジェット式記録ヘッドの流路形成基板の平面図であり、図３は図２のＡ−Ａ′線に準ずる断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ′線に準ずる断面図であり、図５は図３のＣ−Ｃ′線の断面図である。
【００１９】
図示するように、本実施形態の液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドＩが備える流路形成基板１０には、圧力発生室１２が形成されている。そして、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が同じ色のインクを吐出する複数のノズル開口２１が並設される方向に沿って並設されている。以降、この方向を圧力発生室１２の並設方向、又は第１の方向Ｘと称する。また、この第１の方向Ｘと直交する方向を、以降、第２の方向Ｙと称する。
【００２０】
また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向の一端部側、すなわち第１の方向Ｘに直交する第２の方向Ｙの一端部側には、インク供給路１３と連通路１４とが複数の隔壁１１によって区画されている。連通路１４の外側（第２の方向Ｙにおいて圧力発生室１２とは反対側）には、各圧力発生室１２の共通のインク室（液体室）となるマニホールド１００の一部を構成する連通部１５が形成されている。すなわち、流路形成基板１０には、圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５からなる液体流路が設けられている。
【００２１】
流路形成基板１０の一方面側、すなわち圧力発生室１２等の液体流路が開口する面には、各圧力発生室１２に連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が、接着剤や熱溶着フィルム等によって接合されている。すなわち、ノズルプレート２０には、第１の方向Ｘにノズル開口２１が並設されている。
【００２２】
流路形成基板１０の他方面側には、振動板５０が形成されている。本実施形態に係る振動板５０は、流路形成基板１０上に形成された弾性膜５１と、弾性膜５１上に形成された絶縁体膜５２とで構成されている。なお、圧力発生室１２等の液体流路は、流路形成基板１０を一方面から異方性エッチングすることにより形成されており、圧力発生室１２等の液体流路の他方面は、振動板５０（弾性膜５１）で構成されている。
【００２３】
絶縁体膜５２上には、厚さが例えば、約０．２μｍの第１電極６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの第２電極８０と、詳しくは後述する配線層であるリード電極９０とで構成される圧電素子３００が形成されている。この基板（流路形成基板１０）に設けられた圧電素子３００が本実施形態のアクチュエーター装置となる。
【００２４】
以下、アクチュエーター装置を構成する圧電素子３００について、図３及び図４を参照してさらに詳細に説明する。
図示するように、圧電素子３００を構成する第１電極６０は、圧力発生室１２毎に切り分けられて、後述する能動部毎に独立する個別電極を構成する。この第１電極６０は、圧力発生室の第１の方向Ｘにおいては、圧力発生室１２の幅よりも狭い幅で形成されている。すなわち、圧力発生室１２の第１の方向Ｘにおいて、第１電極６０の端部は、圧力発生室１２に対抗する領域の内側に位置している。また、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０の両端部は、それぞれ圧力発生室１２の外側まで延設されている。なお、第１電極６０の材料は、導電性を有する材料であれば特に限定されず、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等の貴金属が好適に用いられる。
【００２５】
圧電体層７０は、第２の方向Ｙが所定の幅となるように、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。圧電体層７０の第２の方向Ｙの幅は、圧力発生室１２の第２の方向Ｙの長さよりも広い。このため、圧力発生室１２の第２の方向Ｙでは、圧電体層７０は圧力発生室１２の外側まで設けられている。
【００２６】
圧力発生室１２の第２の方向Ｙにおいて、圧電体層７０のインク供給路側の端部は、第１電極６０の端部よりも外側に位置している。すなわち、第１電極６０の端部は圧電体層７０によって覆われている。また、圧電体層７０のノズル開口２１側の端部は、第１電極６０の端部よりも内側（圧力発生室１２側）に位置しており、第１電極６０のノズル開口２１側の端部は、圧電体層７０に覆われていない。
【００２７】
圧電体層７０は、第１電極６０上に形成される電気機械変換作用を示す強誘電性セラミックス材料からなるペロブスカイト構造の結晶膜（ペロブスカイト型結晶）である。圧電体層７０の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等の強誘電性圧電材料や、これに酸化ニオブ、酸化ニッケル又は酸化マグネシウム等の金属酸化物を添加したもの等を用いることができる。具体的には、チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）、チタン酸ジルコン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ジルコニウム酸鉛（ＰｂＺｒＯ３）、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ），ＴｉＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）又は、マグネシウムニオブ酸ジルコニウムチタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ３）等を用いることができる。本実施形態では、圧電体層７０として、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いた。
【００２８】
また、圧電体層７０の材料としては、鉛を含む鉛系の圧電材料に限定されず、鉛を含まない非鉛系の圧電材料を用いることもできる。非鉛系の圧電材料としては、例えば、鉄酸ビスマス（（ＢｉＦｅＯ３）、略「ＢＦＯ」）、チタン酸バリウム（（ＢａＴｉＯ３）、略「ＢＴ」）、ニオブ酸カリウムナトリウム（（Ｋ，Ｎａ）（ＮｂＯ3）、略「ＫＮＮ」）、ニオブ酸カリウムナトリウムリチウム（（Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ）（ＮｂＯ3））、ニオブ酸タンタル酸カリウムナトリウムリチウム（（Ｋ，Ｎａ，Ｌｉ）（Ｎｂ，Ｔａ)Ｏ3）、チタン酸ビスマスカリウム（（Ｂｉ1/2Ｋ1/2）ＴｉＯ3、略「ＢＫＴ」）、チタン酸ビスマスナトリウム（（Ｂｉ1/2Ｎａ1/2）ＴｉＯ3、略「ＢＮＴ」）、マンガン酸ビスマス（ＢｉＭｎＯ3、略「ＢＭ」）、ビスマス、カリウム、チタン及び鉄を含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物（ｘ［（ＢｉｘＫ１−ｘ）ＴｉＯ3］−（１−ｘ）［ＢｉＦｅＯ3］、略「ＢＫＴ−ＢＦ」）、ビスマス、鉄、バリウム及びチタンを含みペロブスカイト構造を有する複合酸化物（（１−ｘ）[ＢｉＦｅＯ３]−ｘ[ＢａＴｉＯ３]、略「ＢＦＯ−ＢＴ」）や、これにマンガン、コバルト、クロムなどの金属を添加したもの（（１−ｘ）[Ｂｉ（Ｆｅ１−ｙＭｙ）Ｏ３]−ｘ[ＢａＴｉＯ３]（Ｍは、Ｍｎ、ＣｏまたはＣｒ））等が挙げられる。
【００２９】
圧電体層７０は、詳しくは後述するが、ゾル−ゲル法、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法などの液相法や、スパッタリング法、レーザーアブレーション法等などのＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法（気相法）などで形成することができる。
【００３０】
このような圧電体層７０には、各隔壁１１に対応する凹部７１が形成されている。この凹部７１の第１の方向Ｘの幅は、各隔壁１１の第１の方向の幅と略同一、もしくはそれよりも広くなっている。これにより、振動板５０の圧力発生室１２の第２の方向Ｙの端部に対抗する部分（いわゆる振動板５０の腕部）の剛性が押さえられるため、圧電素子３００を良好に変位させることができる。
【００３１】
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、複数の能動部３１０に共通する共通電極を構成する。
第２電極８０は、圧電体層７０の第１電極６０とは反対面側に設けられており、複数の能動部３１０に共通する共通電極を構成する。本実施形態では、第２電極８０は、圧電体層７０側に設けられた第１層８１と、第１層８１の圧電体層７０とは反対側に設けられた第２層８２と、を具備する。
【００３２】
第１層８１は、詳しくは後述するが、本実施形態では、例えば、圧電体層７０上にイリジウムからなるイリジウム層を形成し、イリジウム層上にチタンからなるチタン層を形成した後、加熱することで酸化したもの、すなわち、酸化イリジウムと酸化チタンとを有する。ちなみに、第１層８１のイリジウム層は、加熱処理した際に圧電体層７０を構成する成分が第１層８１中に拡散し過ぎるのを抑制すると共にチタン層の成分が圧電体層７０中に拡散するのを抑制するための拡散防止層としても機能する。また、第１層８１のチタン層は、圧電体層７０の表面（第２電極８０側）の過剰な成分、例えば、鉛を含む圧電体層７０の場合には、圧電体層７０の表面の過剰鉛を吸着して、圧電体層７０の圧電特性を向上する役割を有する。このような第１層８１は、圧電体層７０上のみ、すなわち、圧電体層７０の流路形成基板１０とは反対側の表面上のみに形成されている。
【００３３】
また、第２電極８０を構成する第２層８２は、導電性を有する材料、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、金（Ａｕ）等の金属材料を用いることができる。もちろん、第２層８２は、上記金属材料の単一材料であっても、複数の材料が混合した複数材料であってもよい。また、第１層８１と第２層８２との間に、チタン等を設けるようにしてもよい。本実施形態では、第２層８２として、イリジウム（Ｉｒ）を用いた。
【００３４】
このような第２層８２は、本実施形態では、第１層８１上と、第１層８１が設けられていない圧電体層７０の側面上と、第１電極６０上と、に亘って連続して設けられている。ちなみに、第１層８１上の第２層８２と、第１電極６０上の第２層８２とは、除去部８３を介して電気的に切断されている。すなわち、第１層８１上の第２層８２と、第１電極６０上の第２層８２とは、同一層からなるが電気的に不連続となるように形成されている。ここで、除去部８３は、圧電体層７０上のノズル開口２１側に設けられており、第２電極８０を、すなわち、第１層８１及び第２層８２を厚さ方向（第１層８１と第２層８２との積層方向）に貫通して電気的に切断するものである。このような除去部８３は、第１の方向Ｘに亘って連続して第２電極８０を厚さ方向に貫通して設けられている。
【００３５】
このような第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０で構成される圧電素子３００は、第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加することで変位が生じる。すなわち両電極の間に電圧を印加することで、第１電極６０と第２電極８０とで挟まれている圧電体層７０に圧電歪みが生じる。そして、両電極に電圧を印加した際に、圧電体層７０に圧電歪みが生じる部分を能動部３１０と称する。これに対して、圧電体層７０に圧電歪みが生じない部分を非能動部と称する。また、圧電体層７０に圧電歪みが生じる能動部３１０において、圧力発生室１２に対向する部分を可撓部と称し、圧力発生室１２の外側の部分を非可撓部と称する。
【００３６】
本実施形態では、第２の方向Ｙにおいて、第１電極６０、圧電体層７０及び第２電極８０の全てが圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。すなわち能動部３１０が圧力発生室１２の外側まで連続的に設けられている。このため、能動部３１０のうち圧電素子３００の圧力発生室１２に対向する部分が可撓部となり、圧力発生室１２の外側の部分が非可撓部となっている。
【００３７】
すなわち、本実施形態では、図３に示すように、能動部３１０の第２の方向Ｙの端部は、第２電極８０の端部（除去部８３による端部も含む）によって規定されている。
【００３８】
また、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部は、第１電極６０によって規定されている。そして、第１電極６０の第１の方向Ｘの端部は、圧力発生室１２に相対向する領域内に設けられている。したがって、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部は、可撓部に設けられていることになり、第１の方向Ｘにおいて、能動部３１０と非能動部との境界における応力が振動板の変形によって開放される。このため、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部における応力集中に起因する焼損やクラック等の破壊を抑制することができる。
【００３９】
このような圧電素子３００では、第１電極６０の主要部分を圧電体層７０が覆っているため、第１電極６０と第２電極８０との間で電流がリークすることがなく、圧電素子３００の破壊を抑制することができる。ちなみに、第１電極６０と第２電極８０とが近接した状態で露出されていると、圧電体層７０の表面を電流がリークし、圧電体層７０が破壊されてしまう。なお、第１電極６０と第２電極８０とが露出されていても距離が近くなければ、電流のリークは発生しない。
【００４０】
このような圧電素子３００の第１電極６０と、第２電極８０とには、本実施形態の配線層であるリード電極９０（個別リード電極９１及び共通リード電極９２）が接続されている。
【００４１】
個別リード電極９１及び共通リード電極９２（以降、両者を合わせてリード電極９０と称する）は、本実施形態では、同一層からなるが、電気的に不連続となるように形成されている。具体的には、リード電極９０は、流路形成基板１０側に設けられた密着層１９１と、密着層１９１上に設けられた導電層１９２と、を具備する。
【００４２】
密着層１９１は、第２電極８０、第１電極６０及び振動板５０等と導電層１９２との密着性を向上させるためのものであり、チタン（Ｔｉ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも一方を含む材料で形成されている。本実施形態では、密着層１９１として、チタンタングステン（ＴｉＷ）を用いた。
【００４３】
導電層１９２は、密着層１９１上に設けられており、銅（Ｃｕ）を含む材料で形成されている。本実施形態では、導電層１９２として銅（Ｃｕ）を用いた。
ここで、個別リード電極９１は、圧電体層７０の外側に設けられた第１電極６０上から振動板５０上まで引き出されている。
【００４４】
また、共通リード電極９２は、第１の方向Ｘの両端部において、第２電極８０上から振動板５０上まで第２の方向Ｙに引き出されている。
また、共通リード電極９２は、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室１２の壁面上に、すなわち、可撓部と非可撓部との境界部分に跨って設けられた延設部９３を有する。延設部９３は、複数の能動部３１０の第１の方向Ｘに亘って連続して設けられており、第１の方向Ｘの両端部で共通リード電極９２に連続する。すなわち、延設部９３を有する共通リード電極９２は、保護基板３０側から平面視した際に、能動部３１０の周囲を囲むように連続して配置されている。このように、延設部９３を設けることで、可撓部と非可撓部との境界における応力集中における圧電体層７０の破壊を抑制することができる。また、共通リード電極９２が可撓部上には実質的に形成されていないため、能動部３１０の変位低下を抑えることができる。
【００４５】
このようなリード電極９０は、詳しくは後述するが、流路形成基板１０の一方面の全面に亘って形成した後、所定の形状にパターニングされて形成される。
【００４６】
このとき、本実施形態の密着層１９１は、チタンタングステン（ＴｉＷ）で形成されているため、密着層１９１をエッチングするエッチング液（エッチャント）として、酸ではなく、過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いることができる。したがって、密着層１９１をエッチングするエッチング液によって、電極（第１電極６０、第２電極８０等）に電食が発生するのを抑制することができ、電極やリード電極９０等の剥離を抑制することができる。
【００４７】
ちなみに、密着層１９１として、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）又はニッケルクロム（ＮｉＣｒ）を用いた場合、エッチング液として、硝酸セリウムアンモニウム等の酸を用いる必要があるが、酸からなるエッチング液が電極に接触すると、電極に電食が発生して、電極やリード電極９０の剥離が発生してしまう虞がある。
【００４８】
本実施形態では、密着層１９１として、チタンタングステン（ＴｉＷ）を用いることで、密着層１９１をウェットエッチングする際のエッチング液によって電極に電食が発生するのを抑制して、電極及びリード電極９０の剥離を抑制することができる。なお、本実施形態では、密着層１９１として、チタンタングステン（ＴｉＷ）を用いるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、密着層１９１として、チタンやタングステンを単体で用いたとしても、エッチング液として、酸以外の材料を用いることができるため、電極に電食が発生するのを抑制することができる。
【００４９】
また、密着層１９１をウェットエッチングするエッチング液として、酸を用いた場合、エッチング液が圧電体層７０に付着して、圧電体層７０にダメージを与えてしまうが、本実施形態では、密着層１９１としてチタンタングステン（ＴｉＷ）を用いることで、密着層１９１をエッチングするエッチング液として、酸ではなく過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いることができ、エッチング液が圧電体層７０に与えるダメージを低減することができる。したがって、酸が圧電体層７０の結晶性等にダメージを与えるのを抑制して、圧電体層７０のダメージによる圧電特性の低下や耐久性の低下等の不具合を抑制することができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、導電層１９２として、銅（Ｃｕ）を用いているため、導電層１９２として金（Ａｕ）を用いる場合に比べて、低コストで形成することができる。なお、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低い。したがって、銅からなる導電層１９２は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。このように導電層１９２を薄く形成することができるため、導電層１９２が圧電素子３００（能動部３１０）の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子３００の変位特性を向上することができると共に、圧電体層７０を金の導電層に比べて薄く形成することができ、能動部３１０を高密度に配置することが可能となる。
【００５１】
また、このようなリード電極９０の少なくとも端子部には、第１パラジウム層１９３と、ニッケル層１９４と、第２パラジウム層１９５と、金層１９６と、が積層されて形成されている。
【００５２】
具体的には、第１パラジウム層１９３は、リード電極９０上に前処理によって形成されたものであり、主成分としてパラジウム（Ｐｄ）を含むものである。この第１パラジウム層１９３は、後の無電解めっきの触媒（アクチベーター）として機能するものである。なお、前処理とは、後の無電解めっきを行う前処理のことであり、パラジウムを基板上に成膜するプロセスを指すものである。前処理としては、ディップ式とスプレー式（スピン式）とがあり、ディップ式は薬液槽に基板を浸漬する方法である。ディップ式としては、例えば、基板を塩化スズの塩酸溶液であるセンシタイザー溶液に浸漬した後、塩化パラジウムの塩酸溶液からなるアクチベーター溶液に浸漬することで、パラジウムからなる触媒を付与する方法（センシタイザー−アクチベーター法）などが挙げられる。ちなみに、スプレー式は薬液をノズルから基板に吹き付ける方法である。それ以外、薬液をインクジェット式記録ヘッドを用いて基板上に噴射するインクジェット方式もある。本実施形態では、ディップ式からなる前処理を行って第１パラジウム層１９３を形成することで、バッチ（一括）処理することができるため、生産プロセスの効率が高いという効果を奏する。
【００５３】
ニッケル層１９４は、第１パラジウム層１９３のリード電極９０とは反対面側に無電解めっきによって形成されたものであり、主成分としてニッケル（Ｎｉ）を含むものである。
【００５４】
第２パラジウム層１９５は、ニッケル層１９４の第１パラジウム層１９３とは反対面側に前処理によって形成されたものであり、主成分としてパラジウム（Ｐｂ）を含むものである。なお、第２パラジウム層１９５の前処理とは、上述した第１パラジウム層１９３の前処理と同様である。
金層１９６は、第２パラジウム層１９５のニッケル層１９４とは反対面側に無電解めっきによって形成されたものであり、主成分として金（Ａｕ）を含むものである。
【００５５】
このように、リード電極９０の少なくとも端子部の最上層に金層１９６を設けることで、リード電極９０に、詳しくは後述する接続配線１２１を実装する際に、接続強度を向上して、接続配線１２１の剥離を抑制することができる。つまり、銅（Ｃｕ）の導電層１９２に接続配線１２１を直接実装しようとしても、密着力が弱く、接続配線１２１が剥離してしまう虞があるが、本実施形態のようにリード電極９０の最上層に金層１９６を設けることで、金層１９６と接続配線１２１との接続強度を向上することができる。なお、金層１９６と接続配線１２１との接続は、ワイヤーボンディング法に限定されず、例えば、ハンダ付け等を用いるようにしてもよい。
【００５６】
ちなみに、導電層１９２として、金（Ａｕ）を用いることも考えられるが、電気抵抗を下げるように厚く形成すると高コストになってしまう。本実施形態では、銅（Ｃｕ）からなる導電層１９２の表面に金層１９６を設けるだけなので、金層１９６を比較的薄く形成することができ、コストを低減することができる。また、詳しくは後述するが、金層１９６は、無電解めっきによってリード電極９０上に選択的に形成することができるため、めっき液中の金（Ａｕ）の回収率を向上して、コストを低減することができる。
【００５７】
なお、このような第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４、第２パラジウム層１９５及び金層１９６は、少なくとも接続配線１２１が接続される端子部、つまり、リード電極９０の圧電素子３００に接続された端部とは反対側の端部に形成されていればよいが、本実施形態では、リード電極９０の全面に亘って形成するようにした。これにより、端子部以外に設けられた第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４、第２パラジウム層１９５及び金層１９６をパターニングにより除去する必要がなく、パターニング工程を減らして、コストを低減することができる。
【００５８】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、図１及び図３に示すように、圧電素子３００を保護する保護基板３０が接着剤３５によって接合されている。保護基板３０には、圧電素子３００を収容する空間を画成する凹部である圧電素子保持部３１が設けられている。また保護基板３０には、マニホールド１００の一部を構成するマニホールド部３２が設けられている。マニホールド部３２は、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、上述のように流路形成基板１０の連通部１５と連通している。また保護基板３０には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。各能動部３１０の第１電極６０に接続されたリード電極９０（個別リード電極９１及び共通リード電極９２）は、この貫通孔３３内に露出するように設けられている。
【００５９】
また、保護基板３０上には、信号処理部として機能する駆動回路１２０が固定されている。駆動回路１２０としては、例えば、回路基板や半導体集積回路（ＩＣ）等を用いることができる。そして、駆動回路１２０とリード電極９０とは、貫通孔３３を挿通させたボンディングワイヤー等の導電性ワイヤーからなる接続配線１２１（本実施形態の外部配線）を介して電気的に接続されている。なお、外部配線は、導電性ワイヤーからなる接続配線１２１に限定されず、例えば、チップオンフィルム（ＣＯＦ）やテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）等のフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）をリード電極９０に接続するようにしてもよい。
【００６０】
保護基板３０上には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料からなり、この封止膜４１によってマニホールド部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料で形成される。この固定板４２のマニホールド１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、マニホールド１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
【００６１】
このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩでは、図示しない外部インク供給手段と接続したインク導入口からインクを取り込み、マニホールド１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、駆動回路からの記録信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの第１電極６０と第２電極８０との間に電圧を印加する。これにより圧電素子３００と共に振動板５０がたわみ変形して各圧力発生室１２内の圧力が高まり、各ノズル開口２１からインク滴が噴射される。
【００６２】
ここで、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。なお、図６〜図１１は、インクジェット式記録ヘッドの製造方法を示す断面図である。
まず、図６（ａ）に示すように、シリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０の表面に弾性膜５１を形成する。本実施形態では、流路形成基板用ウェハー１１０を熱酸化することによって二酸化シリコンからなる弾性膜５１を形成した。もちろん、弾性膜５１の材料は、二酸化シリコンに限定されず、窒化シリコン膜、ポリシリコン膜、有機膜（ポリイミド、パリレンなど）等にしてもよい。弾性膜５１の形成方法は熱酸化に限定されず、スパッタリング法、ＣＶＤ法、スピンコート法等によって形成してもよい。
【００６３】
次いで、図６（ｂ）に示すように、弾性膜５１上に、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５２を形成する。もちろん、絶縁体膜５２は、酸化ジルコニウムに限定されず、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、アルミン酸ランタン（ＬａＡｌＯ３）等を用いるようにしてもよい。絶縁体膜５２を形成する方法としては、スパッタリング法、ＣＶＤ法、蒸着法等が挙げられる。本実施形態では、この弾性膜５１及び絶縁体膜５２によって振動板５０が形成されるが、振動板５０として、弾性膜５１及び絶縁体膜５２の何れか一方のみを設けるようにしてもよい。
【００６４】
次いで、図６（ｃ）に示すように、絶縁体膜５２上の全面に第１電極６０を形成する。この第１電極６０の材料は特に限定されないが、圧電体層７０としてチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）を用いる場合には、酸化鉛の拡散による導電性の変化が少ない材料であることが望ましい。このため、第１電極６０の材料としては白金、イリジウム等が好適に用いられる。また、第１電極６０は、例えば、スパッタリング法やＰＶＤ法（物理蒸着法）などにより形成することができる。
【００６５】
次いで、図７（ａ）に示すように、第１電極６０上にチタン（Ｔｉ）からなる結晶種層６１を形成する。このように第１電極６０の上に結晶種層６１を設けることにより、後の工程で第１電極６０上に結晶種層６１を介して圧電体層７０を形成する際に、圧電体層７０の優先配向方位を（１００）に制御することができ、電気機械変換素子として好適な圧電体層７０を得ることができる。なお、結晶種層６１は、圧電体層７０が結晶化する際に、結晶化を促進させるシードとして機能し、圧電体層７０の焼成後には圧電体層７０内に拡散するものである。また、本実施形態では、結晶種層６１として、チタン（Ｔｉ）を用いるようにしたが、結晶種層６１は、後の工程で圧電体層７０を形成する際に、圧電体層７０の結晶の核となるものであれば、特にこれに限定されず、例えば、結晶種層６１として、酸化チタン（ＴｉＯ２）を用いてもよく、チタン及びチタン酸化物以外の材料、例えば、ランタンニッケル酸化物（ＬＮＯ）等を用いることもできる。もちろん、第１電極６０と圧電体層７０との間に結晶種層６１が残留するようにしてもよい。また、結晶種層６１は、層状であっても島状であってもよい。
【００６６】
次に、本実施形態では、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層７０を形成する。ここで、本実施形態では、金属錯体を溶媒に溶解・分散したいわゆるゾルを塗布乾燥してゲル化し、さらに高温で焼成することで金属酸化物からなる圧電体層７０を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いて圧電体層７０を形成している。なお、圧電体層７０の製造方法は、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Metal-Organic Decomposition）法やスパッタリング法又はレーザーアブレーション法等のＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法等を用いてもよい。すなわち、圧電体層７０は液相法、気相法の何れで形成してもよい。
【００６７】
圧電体層７０の具体的な形成手順としては、まず、図７（ｂ）に示すように、結晶種層６１上にＰＺＴ前駆体膜である圧電体前駆体膜７３を成膜する。すなわち、第１電極６０（結晶種層６１）が形成された流路形成基板用ウェハー１１０上に金属錯体を含むゾル（溶液）を塗布する（塗布工程）。次いで、この圧電体前駆体膜７３を所定温度に加熱して一定時間乾燥させる（乾燥工程）。例えば、本実施形態では、圧電体前駆体膜７３を１７０〜１８０℃で８〜３０分間保持することで乾燥することができる。
【００６８】
次に、乾燥した圧電体前駆体膜７３を所定温度に加熱して一定時間保持することによって脱脂する（脱脂工程）。例えば、本実施形態では、圧電体前駆体膜７３を３００〜４００℃程度の温度に加熱して約１０〜３０分保持することで脱脂した。なお、ここでいう脱脂とは、圧電体前駆体膜７３に含まれる有機成分を、例えば、ＮＯ２、ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等として離脱させることである。
【００６９】
次に、図７（ｃ）に示すように、圧電体前駆体膜７３を所定温度に加熱して一定時間保持することによって結晶化させ、圧電体膜７４を形成する（焼成工程）。この焼成工程では、圧電体前駆体膜７３を７００℃以上に加熱するのが好ましい。なお、焼成工程では、昇温レートを５０℃／ｓｅｃ以上とするのが好ましい。これにより優れた特性の圧電体膜７４を得ることができる。
【００７０】
また、第１電極６０上に形成された結晶種層６１は、圧電体膜７４内に拡散する。もちろん、結晶種層６１は、第１電極６０と圧電体膜７４との間にチタンとして残留してもよいし、酸化チタンとして残留してもよい。
【００７１】
なお、このような乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程で用いられる加熱装置としては、例えば、ホットプレートや、赤外線ランプの照射により加熱するＲＴＰ（Rapid Thermal Processing）装置などを用いることができる。
【００７２】
次に、図７（ｄ）に示すように、第１電極６０上に１層目の圧電体膜７４を形成した段階で、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４をそれらの側面が傾斜するように同時にパターニングする。なお、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４のパターニングは、例えば、イオンミリング等のドライエッチングにより行うことができる。
【００７３】
ここで、例えば、第１電極６０をパターニングしてから１層目の圧電体膜７４を形成する場合、フォト工程・イオンミリング・アッシングして第１電極６０をパターニングするため、第１電極６０の表面や、表面に設けた図示しないチタン等の結晶種層などが変質してしまう。そうすると変質した面上に圧電体膜７４を形成しても当該圧電体膜７４の結晶性が良好なものではなくなり、２層目以降の圧電体膜７４も１層目の圧電体膜７４の結晶状態に影響して結晶成長するため、良好な結晶性を有する圧電体層７０を形成することができない。
【００７４】
それに比べ、１層目の圧電体膜７４を形成した後に第１電極６０と同時にパターニングすれば、１層目の圧電体膜７４はチタン等の結晶種に比べて２層目以降の圧電体膜７４を良好に結晶成長させる種（シード）としても性質が強く、たとえパターニングで表層に極薄い変質層が形成されていても２層目以降の圧電体膜７４の結晶成長に大きな影響を与えない。
【００７５】
次に、図８（ａ）に示すように、１層目の圧電体膜７４と第１電極６０とをパターニングした後は、絶縁体膜５２上、第１電極６０の側面、１層目の圧電体膜７４の側面及び圧電体膜７４上に亘って中間結晶種層６２を形成する。中間結晶種層６２は、結晶種層６１と同様に、チタンやランタンニッケル酸化物等を用いることができる。また、中間結晶種層６２は、結晶種層６１と同様に、層状であっても島状であってもよい。
【００７６】
次に、図８（ｂ）に示すように、上述した塗布工程、乾燥工程、脱脂工程及び焼成工程からなる圧電体膜形成工程を複数回繰り返すことにより複数層の圧電体膜７４からなる圧電体層７０を形成する。
【００７７】
ちなみに、２層目以降の圧電体膜７４は、絶縁体膜５２上、第１電極６０及び１層目の圧電体膜７４の側面上、及び１層目の圧電体膜７４上に亘って連続して形成される。この２層目以降の圧電体膜７４が形成される領域には、中間結晶種層６２が形成されているため、この中間結晶種層６２によって２層目以降の圧電体膜７４の優先配向を（１００）に制御することができると共に微小粒径で形成することができる。なお、中間結晶種層６２は、圧電体層７０が結晶化する際に、結晶化を促進させるシードとして機能し、圧電体層７０の焼成後には、全てが圧電体層７０に拡散してもよく、また、一部がそのまま又は酸化物として残留してもよい。
【００７８】
次に、図８（ｃ）に示すように、圧電体層７０上に第１層８１を形成する。本実施形態では、特に図示していないが、まず、圧電体層７０上にイリジウムを有するイリジウム層と、イリジウム層上にチタンを有するチタン層とを積層する。なお、このイリジウム層及びチタン層は、スパッタリング法やＣＶＤ法等によって形成することができる。その後、イリジウム層及びチタン層が形成された圧電体層７０をさらに再加熱処理（ポストアニール）する。このように再加熱処理することで、圧電体層７０の第２電極８０側にイリジウム層等を形成した際のダメージが発生しても、再加熱処理を行うことで、圧電体層７０のダメージを回復して、圧電体層７０の圧電特性を向上することができる。また、本実施形態のように鉛を含有する圧電体層７０を用いた場合には、再加熱処理を行うことで、圧電体層７０の第２電極８０側の過剰な鉛（過剰鉛）をイリジウム層及びチタン層側に吸着させて、過剰鉛による圧電体層７０の圧電特性の低下を抑制することができる。
【００７９】
このようにイリジウム層及びチタン層は、再加熱処理を行うことで酸化イリジウム及び酸化チタンを有する第１層８１となる。ちなみに、第１層８１には、上述のように過剰鉛が吸着されていてもよい。
【００８０】
このような再加熱処理を行う温度は、圧電体膜７４の焼成温度（圧電体前駆体膜７３を加熱して結晶化する温度）の−１０℃以上、＋５０℃以下であるのが好ましい。
なお、本実施形態では、イリジウム層及びチタン層を形成した後、再加熱処理を行うようにしたが、特にこれに限定されず、再加熱処理を行わなくてもよい。
【００８１】
次に、図９（ａ）に示すように、第１層８１及び圧電体層７０を各圧力発生室１２に対応してパターニングする。本実施形態では、第１層８１上に所定形状に形成したマスク（図示なし）を設け、このマスクを介して第１層８１及び圧電体層７０をエッチングする、いわゆるフォトリソグラフィーによってパターニングした。なお、圧電体層７０のパターニングは、例えば、反応性イオンエッチングやイオンミリング等のドライエッチングやウェットエッチング等が挙げられる。
【００８２】
次に、図９（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に亘って、すなわち、第１層８１上、圧電体層７０のパターニングした側面上、絶縁体膜５２上、及び第１電極６０上等に亘って、例えば、イリジウム（Ｉｒ）からなる第２層８２を形成すると共にパターニングすることで第２電極８０を形成する。なお、第２層８２のパターニングでは、同時に、第１層８１をパターニングして、除去部８３を形成する。これにより、圧電素子３００の能動部３１０が規定されると共に、個別リード電極９１及び共通リード電極９２が形成される。
【００８３】
次に、図９（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の一方面側（圧電体層７０が形成された面側）に亘って、すなわち、第２電極８０上、圧電体層７０のパターニングした側面上、絶縁体膜５２上、及び第１電極６０上等に亘って、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる密着層１９１と、銅（Ｃｕ）からなる導電層１９２とを積層形成することで、配線層であるリード電極９０を形成する。なお、密着層１９１及び導電層１９２の形成方法は特に限定されず、例えば、スパッタリング法や無電解めっき法等が挙げられる。ただし、無電解めっき法により密着層１９１及び導電層１９２を形成すると、所望の厚さに至るまで時間がかかってしまうため、短時間で比較的厚く形成することができるスパッタリング法で形成するのが好ましい。
【００８４】
次に、図９（ｄ）に示すように、導電層１９２を所定形状にパターニングする。すなわち、導電層１９２上に所定形状のマスクを形成し（図示なし）、マスクを介して導電層１９２をエッチングすることでパターニングする。なお、導電層１９２のエッチングはウェットエッチングであってもドライエッチングであってもよい。
【００８５】
次に、図９（ｅ）に示すように、密着層１９１をウェットエッチングすることによりパターニングする。本実施形態では、導電層１９２をマスクとして、密着層１９１を過酸化水素水とアルカリ成分とを有するエッチング液でウェットエッチングする。これにより、個別リード電極９１及び共通リード電極９２が形成される。
【００８６】
このとき、密着層１９１をエッチングするエッチング液として過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを有するものを用いているため、電極（第１電極６０及び第２電極８０）に電食が発生するのを抑制することができる。ちなみに、密着層１９１をウェットエッチングする際に、電極（第１電極６０や第２電極８０）が露出しているため、密着層１９１を酸からなるエッチング液によってエッチングすると、エッチング液が電極に接触して電食が発生し、電極やリード電極９０の剥離が発生する虞がある。
【００８７】
本実施形態では、密着層１９１としてチタンタングステン（ＴｉＷ）を用いたため、エッチング液として酸を用いずに、過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いてエッチングすることで、電極に電食が発生するのを抑制して、電極やリード電極９０の剥離を抑制することができる。
【００８８】
また、本実施形態では、密着層１９１としてチタンタングステン（ＴｉＷ）を用いることで、密着層１９１をエッチングするエッチング液として、酸ではなく過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いることができ、エッチング液が圧電体層７０に与えるダメージを低減することができる。したがって、酸が圧電体層７０の結晶性等にダメージを与えるのを抑制して、圧電体層７０のダメージによる圧電特性の低下や耐久性の低下等の不具合を抑制することができる。
【００８９】
さらに、導電層１９２として、銅（Ｃｕ）を用いているため、導電層１９２として金（Ａｕ）を用いる場合に比べて、低コストで形成することができる。なお、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低い。したがって、銅からなる導電層１９２は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。このように導電層１９２を薄く形成することができるため、導電層１９２が圧電素子３００（能動部３１０）の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子３００の変位特性を向上することができると共に、圧電体層７０を金の導電層に比べて薄く形成することができ、能動部３１０を高密度に配置することが可能となる。
【００９０】
（実施例）
ここで、上述した実施形態１と同様に、チタンタングステン（ＴｉＷ）からなる密着層１９１と、銅（Ｃｕ）からなる導電層１９２と、を積層し、導電層１９２をパターニングした後、密着層１９１を過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液でエッチングして実施例のリード電極９０を形成した。
【００９１】
（比較例）
比較のため、ニッケルクロム（ＮｉＣｒ）からなる密着層１１９１と、金（Ａｕ）からなる導電層１１９２と、を積層し、導電層１１９２をパターニングした後、密着層１１９１を硝酸セリウムアンモニウム等の酸を有するエッチング液でエッチングして比較例のリード電極１９０を形成した。
【００９２】
これら実施例のリード電極９０と比較例のリード電極１９０を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で撮影した写真を図１２に示す。
【００９３】
図１２に示すように、実施例のリード電極９０の導電層１９２及び比較例の導電層１１９２のエッチングされた端面は、逆テーパー状に形成されているが、比較例の導電層１１９２は、実施例の導電層１９２に比べて、急角度（基板側の表面と導電層１１９２のエッチング面とが成す角度が大きく）になっている。
【００９４】
このため、導電層１９２としてチタンタングステン（ＴｉＷ）を用いると共に、導電層１９２として銅（Ｃｕ）を用いることで、導電層１９２の端面形状を安定させて、剥離等が発生するのを抑制することができる。
【００９５】
次に、図１０（ａ）に示すように、リード電極９０上に亘ってパラジウム（Ｐｄ）からなる第１パラジウム層１９３を形成する。第１パラジウム層１９３は、ディップ式からなる前処理によってリード電極９０の導電層１９２上のみに選択的に形成することができる。この第１パラジウム層１９３が後の無電解めっきの触媒（アクチベーター）として機能する。
【００９６】
次に、図１０（ｂ）に示すように、第１パラジウム層１９３上にニッケル（Ｎｉ）からなるニッケル層１９４を形成する。ニッケル層１９４は、無電解めっきによって第１パラジウム層１９３のパラジウム（Ｐｄ）を触媒として導電層１９２上のみに選択的に形成することができる。
【００９７】
次に、図１０（ｃ）に示すように、ニッケル層１９４上にパラジウム（Ｐｄ）からなる第２パラジウム層１９５を形成する。第２パラジウム層１９５は、ディップ式からなる前処理によってニッケル層１９４上のみに選択的に形成することができる。
【００９８】
次に、図１０（ｄ）に示すように、第２パラジウム層１９５上に金（Ａｕ）からなる金層１９６を形成する。金層１９６は、無電解めっきによって第２パラジウム層１９５上のみに選択的に形成することができる。
【００９９】
これにより、リード電極９０（個別リード電極９１及び共通リード電極９２）上には、第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４、第２パラジウム層１９５及び金層１９６が選択的に形成される。
【０１００】
このように、リード電極９０上に選択的に金層１９６等を形成することで、必要な金層１９６のみがリード電極９０上に形成されるため、コストを低減することができる。すなわち、例えば、金（Ａｕ）を流路形成基板用ウェハー１１０の一方面の全面に亘って形成した後、エッチングによりパターニングする場合、エッチングにより除去された金の回収率は悪く、高コストになってしまう。これに対して、金層１９６を無電解めっきによって形成する場合、リード電極９０上のみに選択的に金層１９６を形成することができることからエッチングにより除去された金を回収する必要がなく、また、無電解めっきのめっき液から金を回収すればいいため、金の回収率を向上することができる。したがって、無電解めっきで金層１９６を形成することで、コストを低減することができる。
【０１０１】
その後は、図１１（ａ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０の圧電素子３００側に、シリコンウェハーであり複数の保護基板３０となる保護基板用ウェハー１３０を接着剤３５を介して接合した後、流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みに薄くする。
【０１０２】
次いで、図１１（ｂ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０にマスク膜５３を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、図１１（ｃ）に示すように、流路形成基板用ウェハー１１０をマスク膜５３を介してＫＯＨ等のアルカリ溶液を用いた異方性エッチング（ウェットエッチング）することにより、圧電素子３００に対応する圧力発生室１２、インク供給路１３、連通路１４及び連通部１５等を形成する。
【０１０３】
その後は、流路形成基板用ウェハー１１０及び保護基板用ウェハー１３０の外周縁部の不要部分を、例えば、ダイシング等により切断することによって除去する。そして、流路形成基板用ウェハー１１０の保護基板用ウェハー１３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合すると共に、保護基板用ウェハー１３０にコンプライアンス基板４０を接合し、流路形成基板用ウェハー１１０等を図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０等に分割することによって、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。
【０１０４】
（実施形態２）
図１３は、本発明の実施形態２に係る液体噴射ヘッドの一例であるインクジェット式記録ヘッドの要部を拡大した断面図及びそのＤ−Ｄ′線断面図である。なお、上述した実施形態１と同様の部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
【０１０５】
図示するように、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドＩに搭載される圧電素子３００は、第１電極６０が複数の能動部３１０に亘って連続して設けられた共通電極となっており、第２電極８０が各能動部３１０に個別に設けられた個別電極となっている。
具体的には、第１電極６０は、第２の方向Ｙにおいて、圧力発生室１２の幅よりも幅狭に設けられており、第１の方向Ｘに亘って連続して設けられている。
【０１０６】
また、圧電体層７０は、第１電極６０の第２の方向Ｙの端部を覆うように、第１電極６０の外側まで延設されている。
また、圧電体層７０は、第１の方向Ｘにおいて互いに隣り合う能動部３１０の間で、能動部３１０よりも薄い厚さで連続して設けられている。すなわち、第１の方向Ｘで互いに隣り合う能動部３１０の間において、第１電極６０は完全に圧電体層７０によって覆われている。
さらに、第２電極８０は、圧力発生室１２に対応して切り分けられて設けられている。
【０１０７】
このような圧電素子３００では、能動部３１０の第２の方向Ｙの端部が第１電極６０の端部によって規定されている。また、能動部３１０の第１の方向Ｘの端部が、第２電極８０の端部によって規定されている。
【０１０８】
また、第１電極６０上及び第２電極８０上には、配線層であるリード電極９０（個別リード電極９１及び共通リード電極９２）が形成されている。
このリード電極９０は、上述した実施形態１と同様に、チタン（Ｔｉ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも一方を含む密着層１９１と、銅（Ｃｕ）を含む導電層１９２と、を具備する。
【０１０９】
また、リード電極９０の少なくとも接続配線１２１が接続される端子部には、パラジウム（Ｐｄ）を含む第１パラジウム層１９３と、ニッケル（Ｎｉ）を含むニッケル層１９４と、パラジウム（Ｐｄ）を含む第２パラジウム層１９５と、金（Ａｕ）を含む金層１９６とが形成されている。
これら第１パラジウム層１９３及び第２パラジウム層１９５は前処理によって形成され、ニッケル層１９４及び金層１９６は、無電解めっきによって形成されている。
【０１１０】
本実施形態では、リード電極９０の全面に亘って、第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４、第２パラジウム層１９５及び金層１９６を形成するようにした。
また、共通リード電極９２は、圧電体層７０を厚さ方向に貫通したコンタクトホール７５を介して第１電極６０と電気的に接続されている。
このような構成では、第１電極６０が露出されていないため、従来の圧電素子３００を覆う保護膜が不要となる。
【０１１１】
そして、密着層１９１をチタン（Ｔｉ）及びタングステン（Ｗ）の少なくとも一方を含む材料で形成することで、密着層１９１をウェットエッチングするエッチング液として、酸以外の材料、すなわち、過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いることができ、酸からなるエッチング液によって電極等に電食が発生するのを抑制することができ、電極やリード電極９０の剥離を抑制することができる。
【０１１２】
また、密着層１９１をウェットエッチングするエッチング液として、酸以外の材料、すなわち、過酸化水素水とアンモニア過水とアルカリ成分とを含むエッチング液を用いることで、圧電体層７０がエッチング液によってダメージを受けるのを抑制することができる。
さらに、導電層１９２として、銅（Ｃｕ）を含む材料を用いることで、金（Ａｕ）を用いる場合に比べてコストを低減することができる。
【０１１３】
なお、銅（Ｃｕ）は、金（Ａｕ）に比べて電気抵抗が低い。したがって、銅からなる導電層１９２は、金（Ａｕ）を用いた場合に比べて、薄く形成することができる。このように導電層１９２を薄く形成することができるため、導電層１９２が圧電素子３００（能動部３１０）の変位を阻害するのを抑制して、圧電素子３００の変位特性を向上することができると共に、圧電体層７０を金の導電層に比べて薄く形成することができ、能動部３１０を高密度に配置することが可能となる。
【０１１４】
ちなみに、本実施形態では、第１電極６０を複数の能動部３１０の共通電極とするため、例えば、弾性膜５１及び絶縁体膜５２を設けずに、第１電極６０のみが振動板として作用するようにしてもよい。また、上述した実施形態１のように第１電極６０が個別電極として設けられた場合であっても、また、第１電極６０が共通電極として設けられた場合であっても、圧電素子３００自体が実質的に振動板を兼ねるようにしてもよい。ただし、流路形成基板１０上に直接第１電極６０を設ける場合には、第１電極６０とインクとが導通しないように第１電極６０を絶縁性の保護膜等で保護するのが好ましい。つまり、基板（流路形成基板１０）上に第１電極６０が設けられているとは、基板１０の直上も、間に他の部材が介在した状態（上方）も含むものである。
【０１１５】
（他の実施形態）
以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の基本的な構成は上述したものに限定されるものではない。
例えば、上述した各実施形態では、リード電極９０上に第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４、第２パラジウム層１９５及び金層１９６を設けるようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、第２パラジウム層１９５を設けなくてもよい。すなわち、リード電極９０上に第１パラジウム層１９３、ニッケル層１９４及び金層１９６を積層するようにしてもよい。すなわち、ニッケル層１９４の上方に金層１９６が設けられているとは、金層１９６がニッケル層１９４の直上に設けられている場合も、間に他の部材、例えば、第２パラジウム層１９５が介在した状態も含むものである。
【０１１６】
また、上述した実施形態１では、各能動部３１０の圧電体層７０が連続的に設けられた構成を例示したが、勿論、圧電体層７０は、能動部３１０毎に独立して設けられていてもよい。
さらに、例えば、上述した各実施形態では、圧電体前駆体膜７３を塗布、乾燥及び脱脂した後、焼成して圧電体膜７４を形成するようにしたが、特にこれに限定されず、例えば、圧電体前駆体膜７３を塗布、乾燥及び脱脂する工程を複数回、例えば、２回繰り返し行った後、焼成することで圧電体膜７４を形成するようにしてもよい。
【０１１７】
また、インクジェット式記録ヘッドＩは、例えば、図１４に示すように、インクジェット式記録装置ＩＩに搭載される。インクジェット式記録ヘッドＩを有する記録ヘッドユニット１は、インク供給手段を構成するカートリッジ２が着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動可能に設けられている。この記録ヘッドユニット１は、例えば、ブラックインク組成物及びカラーインク組成物を噴射する。
【０１１８】
そして、駆動モーター６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１を搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラーなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８に巻き掛けられて搬送されるようになっている。
【０１１９】
そして本発明では、上述のようにインクジェット式記録ヘッドＩを構成する圧電素子３００の破壊を抑制しつつ噴射特性の均一化を図ることができる。結果として、印刷品質を向上し耐久性を高めたインクジェット式記録装置ＩＩを実現することができる。
【０１２０】
なお、上述した例では、インクジェット式記録装置ＩＩとして、インクジェット式記録ヘッドＩがキャリッジ３に搭載されて主走査方向に移動するものを例示したが、その構成は特に限定されるものではない。インクジェット式記録装置ＩＩは、例えば、インクジェット式記録ヘッドＩを固定し、紙等の記録シートＳを副走査方向に移動させることで印刷を行う、いわゆるライン式の記録装置であってもよい。
【０１２１】
また、上述の実施形態では、液体噴射ヘッドの一例としてインクジェット式記録ヘッドを挙げて本発明を説明したが、本発明は広く液体噴射ヘッド全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンター等の画像記録装置に用いられる各種の記録ヘッドの他、液晶ディスプレイ等のカラーフィルターの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレイ、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等が挙げられる。
【０１２２】
また、本発明は、インクジェット式記録ヘッドに代表される液体噴射ヘッドに搭載される圧電素子に限られず、超音波発信機等の超音波デバイス、超音波モーター、圧力センサー、焦電センサー等他の装置に搭載される圧電素子にも適用することができる。また、本発明は強誘電体メモリー等の強誘電体素子にも同様に適用することができる。
【符号の説明】
【０１２３】
Ｉ  インクジェット式記録ヘッド（液体噴射ヘッド）、  ＩＩ  インクジェット式記録装置（液体噴射装置）、  １０  流路形成基板（基板）、  １１  隔壁、  １２  圧力発生室、  １３  インク供給路、  １４  連通路、  １５  連通部、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  マニホールド部、  ３３  貫通孔、  ３５  接着剤、  ４０  コンプライアンス基板、  ４１  封止膜、  ４２  固定板、  ４３  開口部、  ５０  振動板、  ５１  弾性膜、  ５２  絶縁体膜、  ６０  第１電極、  ７０  圧電体層、  ７１  凹部、  ８０  第２電極、  ９０  リード電極（配線層）、  １００  マニホールド、  １９１  密着層、  １９２  導電層、  １９３  第１パラジウム層、  １９４  ニッケル層、  １９５  第２パラジウム層、  １９６  金層、  ３００  圧電素子、  ３１０  能動部
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１２】
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