(57)【要約】【課題】破壊確率を低減することのできる圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、超音波トランスデューサーおよび圧電素子の製造方法を提供する。【解決手段】圧電素子は、圧電体と、前記圧電体に配置されている第１電極と、を有し、前記第１電極と前記圧電体とが並ぶ方向から見た平面視で、前記圧電体の前記第１電極が配置されている側の面であって、前記第１電極の周囲に位置し、かつ、前記第１電極の外縁から１０μｍ以内の領域は、結晶面を有している。【選択図】図８
2018056335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電体と、
前記圧電体に配置されている第１電極と、を有し、
前記第１電極と前記圧電体とが並ぶ方向から見た平面視で、前記圧電体の前記第１電極が配置されている側の面であって、前記第１電極の周囲に位置し、かつ、前記第１電極の外縁から１０μｍ以内の領域は、結晶面を有していることを特徴とする圧電素子。
【請求項２】
前記圧電体の前記第１電極が配置されている側の面と反対側の面に配置されている第２電極を有し、
前記並ぶ方向から見た平面視で、前記第２電極は、前記結晶面と重なる部分を有している請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記並ぶ方向から見た平面視で、前記圧電体の前記第１電極と重なっている部分を第１部分とし、前記第１電極の周囲に位置する部分を第２部分としたとき、
前記第２部分の前記並ぶ方向に沿った長さは、前記第１部分の前記並ぶ方向に沿った長さよりも短い請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記圧電体は、前記並ぶ方向に交差する方向に振動する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の圧電素子。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子を備えていることを特徴とする圧電アクチュエーター。
【請求項６】
請求項５に記載の圧電アクチュエーターを備えていることを特徴とする圧電モーター。
【請求項７】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子を備えていることを特徴とするロボット。
【請求項８】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子を備えていることを特徴とする電子部品搬送装置。
【請求項９】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子を備えていることを特徴とするプリンター。
【請求項１０】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の圧電素子を備えていることを特徴とする超音波トランスデューサー。
【請求項１１】
金属膜が配置されている圧電体を準備する工程と、
前記金属膜の一部をドライエッチングまたはイオンミリングにより除去し、前記金属膜をパターニングする工程と、
前記圧電体が前記金属膜から露出している部分をライトエッチングする工程と、を含んでいることを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項１２】
前記金属膜をパターニングする工程よりも前に行われ、前記金属膜にマスクを形成する工程と、
前記金属膜をパターニングする工程の後であって、前記ライトエッチングする工程の前に行われ、前記マスクを除去する工程と、を含んでいる請求項１１に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項１３】
前記金属膜をパターニングする工程の後であって、前記ライトエッチングする工程の前に行われ、前記圧電体の一部をドライエッチングまたはイオンミリングによって除去し、前記圧電体をパターニングする工程を含んでいる請求項１１または１２に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項１４】
前記準備する工程では、溶液法を用いて前記圧電体を形成する請求項１１ないし１３のいずれか１項に記載の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、圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、超音波トランスデューサーおよび圧電素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、圧電素子を用いて振動板を振動させることで液滴を吐出する液滴吐出装置が開示されている。また、特許文献１には、振動板上に圧電素子を形成する方法として、まず、振動板上に下部電極、圧電体および上部電極を順に成膜して積層体を得、次に、この積層体をドライエッチングによりパターニングすることで、圧電素子を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４７６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上部電極や圧電体をドライエッチングによりパターニングすると、ドライエッチングによって圧電体の表面がダメージを受け、圧電体の表面にダメージ層（アモルファス層、微結晶層等の変質層）が形成されてしまう。このようなダメージ層が形成されてしまうと、圧電素子の機械的強度が低下し、装置の破壊確率が増大してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、破壊確率を低減することのできる圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、超音波トランスデューサーおよび圧電素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、下記の本発明により達成される。
【０００７】
本発明の圧電素子は、圧電体と、
前記圧電体に配置されている第１電極と、を有し、
前記第１電極と前記圧電体とが並ぶ方向から見た平面視で、前記圧電体の前記第１電極が配置されている側の面であって、前記第１電極の周囲に位置し、かつ、前記第１電極の外縁から１０μｍ以内の領域は、結晶面を有していることを特徴とする。
これにより、クラックや焼損等の発生を抑制することができ、機械的強度が向上し、装置の破壊確率を低減することのできる圧電素子が得られる。
【０００８】
本発明の圧電素子では、前記圧電体の前記第１電極が配置されている側の面と反対側の面に配置されている第２電極を有し、
前記並ぶ方向から見た平面視で、前記第２電極は、前記結晶面と重なる部分を有していることが好ましい。
これにより、より効果的に、クラックや焼損等の発生を抑制することができる。
【０００９】
本発明の圧電素子では、前記並ぶ方向から見た平面視で、前記圧電体の前記第１電極と重なっている部分を第１部分とし、前記第１電極の周囲に位置する部分を第２部分としたとき、
前記第２部分の前記並ぶ方向に沿った長さは、前記第１部分の前記並ぶ方向に沿った長さよりも短いことが好ましい。
これにより、より効果的に、クラックや焼損等の発生を抑制することができる。
【００１０】
本発明の圧電素子では、前記圧電体は、前記並ぶ方向に交差する方向に振動することが好ましい。
これにより、例えば、圧電素子を用いた圧電アクチュエーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよび超音波トランスデューサー等を効率的に駆動させることができる。
【００１１】
本発明の圧電アクチュエーターは、本発明の圧電素子を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電素子の効果を享受でき、信頼性の高い圧電アクチュエーターが得られる。
【００１２】
本発明の圧電モーターは、本発明の圧電アクチュエーターを備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電アクチュエーター（圧電素子）の効果を享受でき、信頼性の高い圧電モーターが得られる。
【００１３】
本発明のロボットは、本発明の圧電素子を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電素子の効果を享受でき、信頼性の高いロボットが得られる。
【００１４】
本発明の電子部品搬送装置は、本発明の圧電素子を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電素子の効果を享受でき、信頼性の高い電子部品搬送装置が得られる。
【００１５】
本発明のプリンターは、本発明の圧電素子を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電素子の効果を享受でき、信頼性の高いプリンターが得られる。
【００１６】
本発明の超音波トランスデューサーは、本発明の圧電素子を備えていることを特徴とする。
これにより、本発明の圧電素子の効果を享受でき、信頼性の高い超音波トランスデューサーが得られる。
【００１７】
本発明の圧電素子の製造方法は、金属膜が配置されている圧電体を準備する工程と、
前記金属膜の一部をドライエッチングまたはイオンミリングにより除去し、前記金属膜をパターニングする工程と、
前記圧電体が前記金属膜から露出している部分をライトエッチングする工程と、を含んでいることを特徴とする。
これにより、クラックや焼損等の発生を抑制することができ、機械的強度が向上し、装置の破壊確率を低減することのできる圧電素子が得られる。
【００１８】
本発明の圧電素子の製造方法では、前記金属膜をパターニングする工程よりも前に行われ、前記金属膜にマスクを形成する工程と、
前記金属膜をパターニングする工程の後であって、前記ライトエッチングする工程の前に行われ、前記マスクを除去する工程と、を含んでいることが好ましい。
これにより、より精度よく、金属膜をパターニングすることができる。
【００１９】
本発明の圧電素子の製造方法では、前記金属膜をパターニングする工程の後であって、前記ライトエッチングする工程の前に行われ、前記圧電体の一部をドライエッチングまたはイオンミリングによって除去し、前記圧電体をパターニングする工程を含んでいることが好ましい。
これにより、ライトエッチングよりも前に、圧電体のパターニングを完了することができる。
【００２０】
本発明の圧電素子の製造方法では、前記準備する工程では、溶液法を用いて前記圧電体を形成することが好ましい。
これにより、薄膜の圧電体を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す平面図である。
【図２】図１中のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１に示す圧電アクチュエーターが有する振動ユニットの平面図である。
【図４】図３中のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図３中のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】圧電素子の部分拡大平面図である。
【図７】従来の圧電素子の部分拡大断面図である。
【図８】本実施形態の圧電素子の部分拡大断面図である。
【図９】耐久評価の結果を示すグラフである。
【図１０】図１に示す圧電モーターの駆動を説明する概略図である。
【図１１】圧電素子の製造方法を示すフローチャートである。
【図１２】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１３】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１４】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１５】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１６】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１７】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１８】圧電素子の製造方法を示す断面図である。
【図１９】本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【図２０】本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。
【図２１】図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。
【図２２】本発明の第４実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。
【図２３】図２２に示すプリンターが有するヘッドの断面図である。
【図２４】図２３に示すヘッドが有する圧電素子の断面図である。
【図２５】本発明の第５実施形態に係る超音波トランスデューサーの全体構成を示す概略図である。
【図２６】図２５に示す超音波トランスデューサーが有する素子チップの平面図である。
【図２７】図２６に示す素子チップが有する圧電素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、超音波トランスデューサーおよび圧電素子の製造方法を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２３】
＜第１実施形態＞
まず、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターについて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電モーターの全体構成を示す平面図である。図２は、図１中のＡ−Ａ線断面図である。図３は、図１に示す圧電アクチュエーターが有する振動ユニットの平面図である。図４は、図３中のＢ−Ｂ線断面図である。図５は、図３中のＣ−Ｃ線断面図である。図６は、圧電素子の部分拡大平面図である。図７は、従来の圧電素子の部分拡大断面図である。図８は、本実施形態の圧電素子の部分拡大断面図である。図９は、耐久評価の結果を示すグラフである。図１０は、図１に示す圧電モーターの駆動を説明する概略図である。図１１は、圧電素子の製造方法を示すフローチャートである。図１２ないし図１８は、それぞれ、圧電素子の製造方法を示す断面図である。なお、説明の便宜上、図２では圧電素子および配線層を簡略化して図示しており、図３では配線層の図示を省略している。また、以下では、説明の便宜上、図１中の紙面手前側を「上」とも言い、図１中の紙面奥側を「下」とも言う。また、圧電アクチュエーターのローター側を「先端側」とも言い、ローターと反対側を「基端側」とも言う。
【００２５】
図１に示す圧電モーター１００（超音波モーター）は、回動軸Ｏまわりに回転可能な被駆動部（従動部）としてのローター１１０と、ローター１１０の外周面１１１に当接する圧電アクチュエーター１と、を有している。また、圧電アクチュエーター１は、圧電素子３を備えている。また、圧電アクチュエーター１は、図示しない付勢部材によってローター１１０に向けて付勢されており、適度な摩擦力を持って外周面１１１に接触している。このような圧電モーター１００では、圧電素子３が振動することで圧電アクチュエーター１が振動し、圧電アクチュエーター１の振動がローター１１０に伝わることでローター１１０が回動軸Ｏまわりに回転する。
【００２６】
なお、圧電モーター１００の構成としては図１の構成に限定されない。例えば、ローター１１０の周方向に沿って複数の圧電アクチュエーター１を配置し、複数の圧電アクチュエーター１の駆動によってローター１１０を回転させてもよい。このような構成によれば、より大きい駆動力（トルク）を発揮することのできる圧電モーター１００となる。また、本実施形態では、被駆動部として回転移動するローター１１０を用いているが、被駆動部として直線移動するものを用いてもよい。
【００２７】
図２に示すように、圧電アクチュエーター１は、２つの振動ユニット１０（１０ａ、１０ｂ）を有し、これら２つの振動ユニット１０ａ、１０ｂが絶縁性の接着剤１１を介して互いに向き合って接合されている。ただし、振動ユニット１０の数としては、特に限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。また、２つの振動ユニット１０ａ、１０ｂの接合方法としては、接着剤１１を用いた接合に限定されず、例えば、金属接合によって接合してもよい。
【００２８】
次に、振動ユニット１０ａ、１０ｂについて説明するが、これら２つの振動ユニット１０ａ、１０ｂは、互いに同様の構成であるため、以下では、振動ユニット１０ａについて代表して説明し、振動ユニット１０ｂについては、その説明を省略する。
【００２９】
図３に示すように、振動ユニット１０ａは、主に、基板２と、基板２に設けられた圧電素子３と、を有している。また、基板２は、振動部２１と、振動部２１を支持する支持部２２と、振動部２１と支持部２２とを接続する接続部２３と、を有している。そして、振動部２１に圧電素子３が設けられており、圧電素子３を振動させると、振動部２１をその面内で振動させることができる。また、振動部２１の先端部には突起状の接触部２４が設けられており、接触部２４の先端がローター１１０の外周面１１１に接触している（図１参照）。接触部２４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素等の各種セラミックスを用いることができる。これにより、硬質な接触部２４となり、接触部２４の摩耗を低減することができる。
【００３０】
なお、本実施形態では、振動部２１が略長方形状（長手形状）をなし、支持部２２が振動部２１の基端側を囲むようなＵ字状をなし、接続部２３が振動部２１の幅方向の両側から振動部２１を両持ち支持するように設けられているが、各部の形状や配置は、その機能を発揮することができる限り、特に限定されない。
【００３１】
基板２としては、特に限定されず、例えば、シリコン基板を用いることができる。基板２としてシリコン基板を用いることで、優れた加工精度（寸法精度）を発揮することができる。また、圧電アクチュエーター１の製造に半導体プロセスを用いることができ、圧電アクチュエーター１を効率的に製造することもできる。なお、図示しないが、基板２の表面（圧電素子３側の面）には、絶縁層が設けられている。この絶縁層としては、特に限定されず、例えば、基板２上に設けられた酸化シリコン層と、酸化シリコン層上に設けられた酸化ジルコニウム層と、の積層体から構成することができる。
【００３２】
図３に示すように、圧電素子３は、５つの圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅを含んでいる。圧電素子３ｅは、振動部２１の幅方向の中央部において、振動部２１の長手方向に沿って配置されている。この圧電素子３ｅに対して振動部２１の幅方向の一方側には圧電素子３ａ、３ｂが振動部２１の長手方向に沿って配置され、他方側には圧電素子３ｃ、３ｄが振動部２１の長手方向に沿って配置されている。なお、図３では、説明の便宜上、圧電素子３上に配置されている配線層４については、図示を省略している。
【００３３】
また、図４および図５に示すように、５つの圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅは、それぞれ、圧電体３２と、圧電体３２の上面に設けられた第１電極３１と、圧電体３２の下面に設けられた第２電極３３と、を有している。
【００３４】
第２電極３３は、振動部２１上に設けられている。第２電極３３は、圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅに共通して設けられた共通電極である。このような第２電極３３は、例えば、振動部２１上に設けられた第１チタン（Ｔｉ）層と、第１チタン（Ｔｉ）層上に設けられたイリジウム（Ｉｒ）層と、イリジウム（Ｉｒ）層上に設けられた白金（Ｐｔ）層と、白金（Ｐｔ）層上に設けられた第２チタン（Ｔｉ）層と、の積層体で構成することができる。ただし、第２電極３３の構成は、上記の構成に限定されず、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、イリジウム（Ｉｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金材料等からなる金属層、またはこれらの２種以上を混合または積層したものとすることができる。
【００３５】
圧電体３２は、第２電極３３上に設けられており、膜状をなしている。また、圧電体３２は、その厚さ方向に沿った方向の電界が印加されることで振動部２１の長手方向に沿った方向（第１電極３１と圧電体３２とが並ぶ方向に交差する方向）に振動（伸縮）する。これにより、圧電アクチュエーター１を後述するように面内で効率的に振動させることができ、さらには、ローター１１０を効率的に回転させることができる。
【００３６】
圧電体３２の厚さとしては、特に限定されないが、例えば、５０ｎｍ以上、２０μｍ以下であることが好ましく、０．５μｍ以上、７μｍ以下であることがより好ましい。このことから、圧電素子３は、薄膜圧電素子であるとも言える。なお、圧電体３２の厚さが５０ｎｍより小さいと、圧電破壊が生じ易くなるため、駆動電圧を高くすることができず、その分、圧電アクチュエーター１の出力が小さくなる場合がある。一方、圧電体３２の厚さが２０μｍより大きいと、圧電体３２にクラックが生じる可能性が高まり、駆動電圧が高くなる場合がある。
【００３７】
また、圧電体３２は、能動部３２ａと非能動部３２ｂとを有している。能動部３２ａは、第１電極３１と第２電極３３とに挟まれた部分であり、第１電極３１および第２電極３３の間に駆動電圧が印加されることで、能動的に駆動（振動）する。一方、非能動部３２ｂは、第１電極３１と第２電極３３とに挟まれてない部分（すなわち、能動部３２ａ以外の部分）であり、能動部３２ａの周囲に位置している。
【００３８】
また、非能動部３２ｂには、第２電極３３まで貫通するコンタクトホール３２１が設けられている。なお、コンタクトホール３２１は、第１電極３１の周囲に複数設けられている。
【００３９】
圧電体３２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ペロブスカイト型酸化物（ペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化物）の圧電材料を用いることができる。このような圧電材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、ニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴＮ）、チタン酸バリウム、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム等が挙げられる。
【００４０】
第１電極３１は、圧電体３２上に設けられている。第１電極３１は、圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅごとに個別に設けられた個別電極である。このような第１電極３１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、イリジウム（Ｉｒ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）等の金属材料、これら金属材料を含む合金材料等からなる金属層、またはこれらの２種以上を混合または積層したものとすることができる。
【００４１】
以上、圧電素子３の構成について簡単に説明した。次に、圧電素子３の構成についてより詳細に説明する。なお、以下では、説明の便宜上、圧電素子３ｅおよびその周囲の構成について代表して説明するが、圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄおよびその周囲についても同様の構成となっている。
【００４２】
このような圧電素子３ｅは、前述したように、圧電体３２と、圧電体３２に配置されている第１電極３１と、を有している。そして、図６に示すように、第１電極３１と圧電体３２とが並ぶ方向から見た平面視（すなわち、膜状の圧電体３２の厚さ方向から見た平面視。以下、単に「平面視」とも言う）で、圧電体３２の上面３２８（すなわち、第１電極３１が配置されている側の面）であって、第１電極３１の周囲に位置し、かつ、少なくとも第１電極３１の外縁から１０μｍ以内の領域３２８ａは、結晶面を有している。これにより、後述するように、クラックや焼損等の発生を抑制することができ、それに伴って、機械的強度が向上し、破壊確率を低減することのできる圧電素子３となる。
【００４３】
このことについて具体的に説明すると、後述する圧電素子３の製造方法でも説明するように、圧電素子３は、振動部２１上に、第２電極３３、圧電体３２および第１電極３１を順にベタで成膜した後、第１電極３１をドライエッチングによってパターニング（圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ用に分割）し、次いで、圧電体３２をドライエッチングによってパターニング（コンタクトホール３２１を形成）することで得られる。このような製造工程において、第１電極３１をドライエッチングによりパターニングする際に、圧電体３２の上面３２８も僅かにエッチングされ、圧電体３２の上面３２８がプラズマによってダメージを受けてしまう。そのため、図７に示すように、上面３２８の第１電極３１を除去した部分３１０と重なる領域（すなわち、非能動部３２ｂ）にダメージ層Ｄが形成されてしまう。このダメージ層Ｄは、例えば、アモルファス層、微結晶層等の加工変質層であり、圧電体３２のプラズマダメージを受けていない正常な部分に対して結晶が崩れている（乱れている）。従来では、このようなダメージ層Ｄが残っていたため、当該部分において、クラックや焼損等が生じることがあった。
【００４４】
そこで、本実施形態では、上記のダメージ層Ｄを除去し、図８に示すように、圧電体３２の非能動部３２ｂの上面３２８を結晶面（圧電体３２の結晶が正常に維持されている面）で構成している。言い換えると、圧電体３２の非能動部３２ｂの上面３２８に結晶面が露出した構成となっている。そのため、上述したような従来の構成に対して、上記のようなクラックや焼損等が発生し難くなり、それに伴って、圧電素子３の機械的強度が高まり、破壊確率を低減することができる。なお、上面３２８の、第１電極３１の周囲に位置し、かつ、少なくとも第１電極３１の外縁から１０μｍ以内の領域３２８ａが結晶面で構成されていれば上記の効果を十分に発揮することができるが、本実施形態では、上面３２８の第１電極３１の周囲に位置する全域（すなわち、非能動部３２ｂの上面３２８の全域）が結晶面で構成されている。これにより、圧電体３２の上面３２８からダメージ層Ｄを実質的に全て除去することができるため、より効果的に、クラックや焼損等の発生を抑制することができる。なお、「第１電極３１の外縁から１０μｍ以内」とは、第１電極３１と圧電体３２とが並ぶ方向から見た平面視での距離（長さ）である。
【００４５】
なお、ライトエッチングを行った場合と行わなかった場合とで、圧電アクチュエーターの耐久評価を行ったところ、図９に示すように、ライトエッチングを行わなかった圧電アクチュエーターでは、２時間程度で半数が破壊するのに対して、ライトエッチングを行った圧電アクチュエーターでは、３００時間経過しても破壊が起こらなかった。なお、本評価は、駆動電圧として、０−１００Ｖの正弦波を用い、評価個数を４０個（Ｎ＝４０）で行った。
【００４６】
なお、ダメージ層Ｄを除去する方法としては、特に限定されないが、ドライエッチングを用いたライトエッチングが好ましい。ライトエッチングは、例えば、第１電極３１をパターニングする際のドライエッチングに対して低いエッチングレートを有するエッチングである。言い換えると、第１電極３１をパターニングする際のドライエッチングが、スループット向上に重点を置いてエッチングレートを高めているのに対して、ダメージ層Ｄを除去する際のライトエッチングは、加工レートよりもチャージングダメージの低減に重点を置いて、エッチングレートを低くしている。ライトエッチングは、例えば、第１電極３１をパターニングする際のドライエッチングに対してチャンバー内に供給するガス種、ガス比、チャンバー内の圧力、ＲＦパワー等を変更することで、容易にライトエッチングをすることができる。このようなライトエッチングを用いることで、圧電体３２へのダメージを低減しつつ（すなわち、新たなダメージ層Ｄの形成を抑制しつつ）、ダメージ層Ｄを除去することができる。
【００４７】
なお、特に限定されないが、第１電極３１をパターニングする際のドライエッチングの圧電体３２に対するエッチングレートをＡｎｍ／ｍｉｎとし、ダメージ層Ｄを除去する際のライトエッチングの圧電体３２に対するエッチングレートをＢｎｍ／ｍｉｎとしたとき、Ａ／Ｂは、１０以上、５０以下であることが好ましく、３０以上、４０以下であることがより好ましい。このような条件を満たすことで、より効果的に、圧電体３２へのダメージを低減しつつ、ダメージ層Ｄを除去することができる。また、ライトエッチングの加工時間の過度な長時間化を防止することもできる。
【００４８】
また、図８に示すように、非能動部３２ｂの厚さＴ３２ｂは、能動部３２ａの厚さＴ３２ａよりも薄い。すなわち、平面視で、圧電体３２の第１電極３１と重なっている部分（能動部３２ａ）を第１部分とし、第１電極３１の周囲に位置する部分（非能動部３２ｂ）を第２部分としたとき、第２部分（非能動部３２ｂ）の厚さＴ３２ｂ（第１電極３１と圧電体３２とが並ぶ方向に沿った長さ）は、第１部分（能動部３２ａ）の厚さＴ３２ａ（第１電極３１と圧電体３２とが並ぶ方向に沿った長さ）よりも短い。そして、非能動部３２ｂの上面３２８は、能動部３２ａの上面３２８よりも下方（第２電極３３側）に位置している。このような構成とすることで、ダメージ層Ｄをより確実に除去することができる。そのため、より効果的に、クラックや焼損等の発生を抑制することができる。また、ダメージ層Ｄが除去されていることを容易に確認することができる。なお、第１電極３１をパターニングする際のドライエッチングの条件等によっても異なるが、ダメージ層Ｄの厚さは、１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下程度である。そのため、例えば、非能動部３２ｂの上面３２８を、能動部３２ａの上面３２８よりも１０ｎｍ以上、下方（第２電極３３側）に位置させることで、より確実に、ダメージ層Ｄが除去され、非能動部３２ｂの上面３２８を結晶層の表面で構成することができる。
【００４９】
ここで、前述したように、本実施形態では、第２電極３３が圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅの共通電極となっている。そのため、図８に示すように、圧電素子３は、圧電体３２の下面３２９（すなわち、第１電極３１が配置されている側の面と反対側の面）に配置されている第２電極３３を有し、平面視で、第２電極３３は、上面３２８の領域３２８ａ（前記結晶面）と重なる部分を有していると言える。このような構成では、第１電極３１と第２電極３３との間に駆動電圧を印加すると、第１電極３１の周囲、すなわち非能動部３２ｂにも回り込んで電界が生じる。そのため、従来のようにダメージ層Ｄを有する構成では、電界がダメージ層Ｄの近傍まで生じ、なおさらクラックや焼損等が生じるおそれが高まる。このことから、第２電極３３が、上面３２８の領域３２８ａと重なる部分を有している構成の場合には、より効果的に、クラックや焼損等の発生を抑制することができると言える。
【００５０】
以上、圧電素子３について説明した。図４および図５に示すように、このような圧電素子３の上面（第１電極３１側の面）には第１絶縁層４１が設けられている。第１絶縁層４１は、第１電極３１および圧電体３２を覆うように設けられている。このような第１絶縁層４１の構成材料としては、特に限定されず、例えば、酸化アルミニウム（ＡｌＯｘ）、酸化タンタル（ＴａＯｘ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯｘ）等の無機材料を用いることができる。
【００５１】
また、第１絶縁層４１には、コンタクトホール４１１、４１２が設けられている。コンタクトホール４１１は、コンタクトホール３２１に、第２電極３３まで貫通するように設けられている。一方、コンタクトホール４１２は、第１電極３１の上面まで貫通するように設けられている。
【００５２】
このような第１絶縁層４１の上面には第１導電層４２が設けられている。第１導電層４２は、例えば、チタンタングステン（ＴｉＷ）層と、チタンタングステン（ＴｉＷ）層上に設けられた銅（Ｃｕ）層と、から構成することができる。なお、第１導電層４２としては、これに限定されず、例えば、さらに、チタンタングステン（ＴｉＷ）層と第１絶縁層４１との間に設けられた導電性の密着層を有していてもよい。
【００５３】
また、第１導電層４２は、配線層４２１、４２２を有している。配線層４２１は、コンタクトホール４１１を介して第２電極３３と電気的に接続されている。一方、配線層４２２は、コンタクトホール４１２を介して第１電極３１と電気的に接続されている。
【００５４】
このような第１導電層４２の上面には第２絶縁層４３が設けられている。第２絶縁層４３は、例えば、感光性を有する。そのため、第２絶縁層４３は、エッチングを用いなくても、露光、現像、およびベーク（熱処理）によってパターニングすることができる。第２絶縁層４３の構成材料としては、特に限定されず、例えば、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を用いることができる。
【００５５】
また、第２絶縁層４３は、コンタクトホール４３１が設けられている。コンタクトホール４３１は、第１導電層４２の上面まで貫通するように設けられている。
【００５６】
このような第２絶縁層４３の上面には第２導電層４４が設けられている。また、第２導電層４４は、配線層４４１、４４２を有している。配線層４４１は、コンタクトホール４３１を介して配線層４２１と電気的に接続されている。一方、配線層４４２は、コンタクトホール４３１を介して配線層４２２と電気的に接続されている。このような第２導電層４４の構成材料としては、特に限定されず、例えば、前述した第１導電層４２と同じとすることができる。なお、図示しないが、圧電アクチュエーター１は、第２導電層４４（配線層４４１、４４２）を介して駆動回路と電気的に接続されており、第２導電層４４を介して圧電素子３に駆動電圧が印加されるようになっている。
【００５７】
このような第２導電層４４の上面には第３絶縁層４５が設けられている。そして、第３絶縁層４５の表面が接合面４５１となっている。このような第３絶縁層４５の構成材料としては、特に限定されず、例えば、第２絶縁層４３と同様の材料を用いることができる。
【００５８】
以上のような、第１絶縁層４１、第１導電層４２、第２絶縁層４３、第２導電層４４および第３絶縁層４５によって配線層４が構成されている。
【００５９】
以上、圧電アクチュエーター１について説明した。このような圧電アクチュエーター１は、例えば、次のようにして駆動させることができる。ただし、圧電アクチュエーター１の駆動方法は、以下の方法に限定されない。例えば、所定の周波数の駆動信号（交番電圧）を、圧電素子３ａ、３ｄと圧電素子３ｂ、３ｃとの位相差が１８０°となり、圧電素子３ａ、３ｄと圧電素子３ｅとの位相差が３０°となるように各圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅに印加すると、図１０に示すように、各圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅがそれぞれ伸縮して振動部２１がその面内方向でＳ字形状に屈曲変形（長手方向へ伸縮変形すると共に幅方向へ２次で屈曲変形）し、接触部２４の先端が楕円運動する。その結果、ローター１１０は、その回動軸Ｏまわりに矢印方向に回転する。なお、圧電素子３ａ、３ｄとの位相差が２１０°となるように圧電素子３ｅに駆動信号を印加すれば、ローター１１０を逆回転させることができる。
【００６０】
以上、圧電素子３、この圧電素子３を備える圧電アクチュエーター１、この圧電アクチュエーター１を備える圧電モーター１００について詳細に説明した。圧電アクチュエーター１および圧電モーター１００は、それぞれ、圧電素子３を備えており、上述した圧電素子３の効果を享受することができるため、機械的強度に優れ、破壊確率が低く、優れた信頼性を発揮することができる。
【００６１】
次に、圧電素子３の製造方法について説明する。図１１に示すように、圧電素子３の製造方法は、主に、金属膜配置面としての上面３２８を有し、上面３２８に金属膜としての第１電極３１が配置されている圧電体３２を準備する準備工程と、第１電極３１の一部をドライエッチングまたはイオンミリングにより除去し、第１電極３１をパターニングする第１電極パターニング工程と、圧電体３２が第１電極３１から露出している部分をライトエッチングするライトエッチング工程と、を含んでいる。さらに、圧電素子３の製造方法は、第１電極パターニング工程よりも前に行われ、第１電極３１にマスクＭ１を形成するマスク形成工程と、第１電極パターニング工程の後であって、ライトエッチング工程の前に行われ、マスクＭ１を除去するマスク除去工程と、第１電極パターニング工程の後であって、ライトエッチング工程の前に行われ、圧電体３２の一部をドライエッチングまたはイオンミリングによって除去し、圧電体をパターニングする圧電体パターニング工程と、を含んでいる。すなわち、圧電素子３の製造方法は、開始から順に、準備工程と、マスク形成工程と、第１電極パターニング工程と、マスク除去工程と、圧電体パターニング工程と、ライトエッチング工程と、を含んでいる。以下、このような圧電素子３の製造方法について詳細に説明する。
【００６２】
［準備工程］
まず、図１２に示すように、シリコン基板である基板２を準備し、振動部２１上に第２電極３３を形成する。第２電極３３は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法などによる成膜およびパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）により形成することができる。
【００６３】
次に、図１３に示すように、第２電極３３上に圧電体３２を成膜する。圧電体３２は、例えば、溶液法（液相法）による前駆体層の形成と該前駆体層の結晶化とを繰り返すことによって成膜される。液相法とは、薄膜（圧電体３２）の構成材料を含む原料液を用いて薄膜材料を成膜する方法であり、具体的には、ゾル・ゲル法やＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などである。なお、結晶化は、酸素雰囲気において、例えば、７００℃〜８００℃の熱処理により行われる。特に、本実施形態の準備工程では、ＭＯＤ法を用いて圧電体３２を形成している。これにより、薄膜の圧電体３２を容易に形成することができる。
【００６４】
次に、図１４に示すように、圧電体３２の上面３２８（金属膜配置面）に第１電極３１を形成する。第１電極３１は、例えば、第２電極３３と同じ方法で形成することができる。この工程では、第１電極３１は、圧電体３２の上面３２８の全域にわたってベタで形成されている。
【００６５】
［マスク形成工程］
次に、図１５に示すように、第１電極３１上に第１電極３１の分割パターンに対応する開口を有するマスクＭ１を形成する。マスクＭ１は、例えば、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、スピンコート法等による成膜およびパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）により形成することができる。このように、第１電極３１上にマスクＭ１を形成することで、次の第１電極パターニング工程において、第１電極３１を精度よくパターニングすることができる。
【００６６】
［第１電極パターニング工程］
次に、マスクＭ１を介して第１電極３１をドライエッチングし、第１電極３１をパターニングする。これにより、図１６に示すように、圧電体３２に能動部３２ａと非能動部３２ｂとが形成されると共に、圧電素子３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅが得られる（ただし、図１６では、圧電素子３ｅのみを図示している）。なお、本工程のドライエッチング時に、非能動部３２ｂの上面３２８がオーバーエッチングされてダメージを受け、非能動部３２ｂの上面３２８にダメージ層Ｄが形成される。このダメージ層Ｄは、例えば、アモルファス層、微結晶層等の変質層であり、圧電体３２のプラズマダメージを受けていない正常な部分に対して結晶が崩れている。
【００６７】
［マスク除去工程］
次に、アッシング処理によってマスクＭ１を除去する。この段階でマスクＭ１を除去することで、マスクＭ１が後の圧電体パターニング工程を阻害してしまうことを防止することができる。
【００６８】
［圧電体パターニング工程］
次に、圧電体３２および第１電極３１上にコンタクトホール３２１に対応する開口を有するマスクＭ２（例えばレジストマスク）を形成する。マスクＭ２は、例えば、マスクＭ２と同様の方法により形成することができる。次に、図１７に示すように、マスクＭ２を介して圧電体３２をドライエッチングし、圧電体３２をパターニングする。これにより、圧電体３２の非能動部３２ｂに形成されたコンタクトホール３２１が得られる。なお、本工程を、ライトエッチング工程よりも前に行っておくことで、ライトエッチング工程後に、新たなダメージ層Ｄが形成されてしまうことを抑制することができる。次に、アッシング処理によってマスクＭ２を除去する。
【００６９】
［ライトエッチング工程］
次に、圧電体３２をライトエッチングし、図１８に示すように、圧電体３２からダメージ層Ｄを除去する。これにより、非能動部３２ｂの上面３２８を、実質的にダメージを受けていない結晶面で構成することができる。ライトエッチングでダメージ層Ｄを除去することで、圧電体３２へのダメージを低減しつつ（新たなダメージ層Ｄの形成を抑制しつつ）、ダメージ層Ｄを効果的に除去することができる。
【００７０】
以上より、ダメージ層Ｄが除去され、クラックや焼損等の発生を抑制することができ、機械的強度が向上し、破壊確率を低減することのできる圧電素子３が得られる。
【００７１】
なお、上述した製造方法では、第１電極パターニング工程および圧電体パターニング工程において、ドライエッチングを用いてパターニングしているが、これら工程におけるパターニング方法は、ドライエッチングに限定されず、イオンミリングやウェットエッチングを用いてもよい。イオンミリングやウェットエッチングを用いた場合も、ドライエッチングを用いた場合と同様に、機械的強度が向上し、破壊確率を低減することのできる圧電素子３が得られる。
【００７２】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るロボットについて説明する。
図１９は、本発明の第２実施形態に係るロボットを示す斜視図である。
【００７３】
図１９に示すロボット１０００は、精密機器やこれを構成する部品（対象物）の給材、除材、搬送および組立等の作業を行うことができる。ロボット１０００は、６軸ロボットであり、床や天井に固定されるベース１０１０と、ベース１０１０に回動自在に連結されたアーム１０２０と、アーム１０２０に回動自在に連結されたアーム１０３０と、アーム１０３０に回動自在に連結されたアーム１０４０と、アーム１０４０に回動自在に連結されたアーム１０５０と、アーム１０５０に回動自在に連結されたアーム１０６０と、アーム１０６０に回動自在に連結されたアーム１０７０と、これらアーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０の駆動を制御するロボット制御部１０８０と、を有している。また、アーム１０７０にはハンド接続部が設けられており、ハンド接続部にはロボット１０００に実行させる作業に応じたエンドエフェクター１０９０が装着される。また、各関節部のうちの全部または一部には圧電モーター１００（圧電アクチュエーター１）が搭載されており、この圧電モーター１００の駆動によって各アーム１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０が回動する。なお、各圧電モーター１００の駆動は、ロボット制御部１０８０によって制御される。
【００７４】
このようなロボット１０００は、圧電モーター１００（圧電アクチュエーター１（圧電素子３））を備えている。そのため、上述した圧電アクチュエーター１（圧電素子３）の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００７５】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置について説明する。
【００７６】
図２０は、本発明の第３実施形態に係る電子部品搬送装置を示す斜視図である。図２１は、図２０に示す電子部品搬送装置が有する電子部品保持部を示す斜視図である。なお、以下では、説明の便宜上、互いに直交する３軸をＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸とする。
【００７７】
図２０に示す電子部品搬送装置２０００は、電子部品検査装置に適用されており、基台２１００と、基台２１００の側方に配置された支持台２２００と、を有している。また、基台２１００には、検査対象の電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される上流側ステージ２１１０と、検査済みの電子部品Ｑが載置されてＹ軸方向に搬送される下流側ステージ２１２０と、上流側ステージ２１１０と下流側ステージ２１２０との間に位置し、電子部品Ｑの電気的特性を検査する検査台２１３０と、が設けられている。なお、電子部品Ｑの例として、例えば、半導体、半導体ウェハー、ＣＬＤやＯＬＥＤ等の表示デバイス、水晶デバイス、各種センサー、インクジェットヘッド、各種ＭＥＭＳデバイス等などが挙げられる。
【００７８】
また、支持台２２００には、支持台２２００に対してＹ軸方向に移動可能なＹステージ２２１０が設けられており、Ｙステージ２２１０には、Ｙステージ２２１０に対してＸ軸方向に移動可能なＸステージ２２２０が設けられており、Ｘステージ２２２０には、Ｘステージ２２２０に対してＺ軸方向に移動可能な電子部品保持部２２３０が設けられている。また、図２１に示すように、電子部品保持部２２３０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動可能な微調整プレート２２３１と、微調整プレート２２３１に対してＺ軸まわりに回動可能な回動部２２３２と、回動部２２３２に設けられ、電子部品Ｑを保持する保持部２２３３と、を有している。また、電子部品保持部２２３０には、微調整プレート２２３１をＸ軸方向に移動させるための圧電アクチュエーター１（１ｘ）と、微調整プレート２２３１をＹ軸方向に移動させるための圧電アクチュエーター１（１ｙ）と、回動部２２３２をＺ軸まわりに回動させるための圧電アクチュエーター１（１θ）と、が内蔵されている。
【００７９】
このような電子部品搬送装置２０００は、圧電アクチュエーター１（圧電素子３）を備えている。そのため、上述した圧電素子３の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００８０】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態に係るプリンターについて説明する。
【００８１】
図２２は、本発明の第４実施形態に係るプリンターの全体構成を示す概略図である。図２３は、図２２に示すプリンターが有するヘッドの断面図である。図２４は、図２３に示すヘッドが有する圧電素子の断面図である。
【００８２】
図２２に示すプリンター３０００は、装置本体３０１０と、装置本体３０１０の内部に設けられている印刷機構３０２０、給紙機構３０３０および制御部３０４０と、を備えている。装置本体３０１０には、記録用紙Ｐを設置するトレイ３０１１と、記録用紙Ｐを排出する排紙口３０１２と、液晶ディスプレイ等の操作パネル３０１３とが設けられている。
【００８３】
印刷機構３０２０は、ヘッドユニット３０２１と、キャリッジモーター３０２２と、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりヘッドユニット３０２１を往復動させる往復動機構３０２３と、を備えている。ヘッドユニット３０２１は、インクジェット式記録ヘッドであるヘッド４０００（液滴吐出ヘッド）と、ヘッド４０００にインクを供給するインクカートリッジ３０２１ｂと、ヘッド４０００およびインクカートリッジ３０２１ｂを搭載したキャリッジ３０２１ｃと、を有している。
【００８４】
往復動機構３０２３は、キャリッジ３０２１ｃを往復移動可能に支持しているキャリッジガイド軸３０２３ａと、キャリッジモーター３０２２の駆動力によりキャリッジ３０２１ｃをキャリッジガイド軸３０２３ａ上で移動させるタイミングベルト３０２３ｂと、を有している。給紙機構３０３０は、互いに圧接している従動ローラー３０３１および駆動ローラー３０３２と、駆動ローラー３０３２を駆動する給紙モーターである圧電モーター１００と、を有している。制御部３０４０は、例えばパーソナルコンピュータ等のホストコンピュータから入力された印刷データに基づいて、印刷機構３０２０や給紙機構３０３０等を制御する。
【００８５】
このようなプリンター３０００では、給紙機構３０３０が記録用紙Ｐを一枚ずつヘッドユニット３０２１の下部近傍へ間欠送りする。このとき、ヘッドユニット３０２１が記録用紙Ｐの送り方向とほぼ直交する方向に往復移動して、記録用紙Ｐへの印刷が行なわれる。
【００８６】
次に、ヘッド４０００について具体的に説明する。図２３に示すように、ヘッド４０００は、ノズル基板４１００と、流路形成基板４２００と、振動板４３００と、リザーバー形成基板４４００と、コンプライアンス基板４６００と、を有している。また、ノズル基板４１００、流路形成基板４２００、振動板４３００、リザーバー形成基板４４００およびコンプライアンス基板４６００は、図中下側からこの順に積層されている。また、これらの基板は、隣り合う２つの基板同士が互いに例えば接着剤や熱溶着フィルム等を介して接合されている。
【００８７】
また、ヘッド４０００は、振動板４３００上に設けられ、リザーバー形成基板４４００で覆われた複数の圧電素子４５００を有している。このようなヘッド４０００は、圧電素子４５００が振動板４３００を振動させることにより、流路形成基板４２００に形成された圧力発生室４２１０内の圧力を変化させ、ノズル基板４１００に形成された吐出口４１１０からインク４９００を液滴として吐出するように構成されている。なお、圧力発生室４２１０は、図２３の横方向に２列に配置され、図２３の奥行き方向にｎ行（ｎは１以上の整数）に配置されている。
【００８８】
また、複数の圧電素子４５００は、それぞれ、振動板４３００上に配置された第２電極４５３０と、第２電極４５３０上に配置された圧電体４５２０と、圧電体４５２０上に配置された第１電極４５１０と、を有している。また、第２電極４５３０は、振動板４３００の上面を伝ってリザーバー形成基板４４００の外側まで引き出されており、第１電極４５１０は、引出配線４５４０を介してリザーバー形成基板４４００の外側まで引き出されている。
【００８９】
また、図２４に示すように、圧電素子４５００では、圧電体４５２０の上面の一部が第１電極４５１０から露出しており、当該露出した領域４５２１（平面視で、第１電極４５１０の周囲に位置する領域）は、圧電体４５２０の結晶面で構成されている。すなわち、前述した第１実施形態の圧電素子３と同様に、圧電体４５２０の上面からダメージ層Ｄが除去されている。
【００９０】
このようなプリンター３０００は、圧電モーター１００や圧電素子３を備えている。そのため、上述した圧電素子３の効果を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。なお、本実施系形態では、圧電モーター１００が給紙用の駆動ローラー３０３２を駆動しているが、この他にも、例えば、タイミングベルト３０２３ｂを駆動してもよい。
【００９１】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の第５実施形態に係る超音波トランスデューサーについて説明する。
【００９２】
図２５は、本発明の第５実施形態に係る超音波トランスデューサーの全体構成を示す概略図である。図２６は、図２５に示す超音波トランスデューサーが有する素子チップの平面図である。図２７は、図２６に示す素子チップが有する圧電素子の断面図である。
【００９３】
図２５に示すように、超音波トランスデューサーとしての超音波プローブ５０００は、筐体５１００と、筐体５１００内に配置され、表面が筐体５１００の表面に露出した素子チップ５２００と、を有している。素子チップ５２００は、表面から超音波を出力するとともに超音波の反射波を受信することができる。
【００９４】
図２６に示すように、素子チップ５２００は、基板５２１０と、基板５２１０に支持された可撓膜５２４０と、可撓膜５２４０上に配置された素子アレイ５２２０と、を有している。また、素子アレイ５２２０は、マトリクス状に配置された複数の圧電素子５２３０を有している。
【００９５】
また、複数の圧電素子５２３０は、それぞれ、可撓膜５２４０上に配置された第２電極５２３３と、第２電極５２３３上に配置された圧電体５２３２と、圧電体５２３２の上面に配置された第１電極５２３１と、を有している。そして、第２電極５２３３は、全ての圧電素子５２３０に共通して設けられた共通電極となっている。一方、第１電極５２３１は、列方向（横方向）に並ぶ複数の圧電素子５２３０に共通して設けられている。このような素子チップ５２００では、圧電素子５２３０の振動によって可撓膜５２４０を振動させることで超音波を出力することができ、逆に、超音波の反射派による可撓膜５２４０の振動によって圧電素子５２３０が変形することで、検出信号が得られるようになっている。
【００９６】
また、図２７に示すように、圧電素子５２３０では、圧電体５２３２の上面の一部が第１電極５２３１から露出しており、当該露出した領域５２３２ａ（平面視で、第１電極５２３１の周囲に位置する領域）は、圧電体５２３２の結晶面で構成されている。すなわち、前述した第１実施形態の圧電素子３と同様に、圧電体５２３２の上面からダメージ層Ｄが除去されている。
【００９７】
このように、超音波トランスデューサーの一例としての超音波プローブ５０００は、圧電素子５２３０を備えている。そのため、圧電素子５２３０の効果（上述した圧電素子３と同様の効果）を享受することができ、優れた信頼性を発揮することができる。
【００９８】
以上、本発明の圧電素子、圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンター、超音波トランスデューサーおよび圧電素子の製造方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【００９９】
また、前述した実施形態では、圧電素子を圧電アクチュエーター、圧電モーター、ロボット、電子部品搬送装置、プリンターおよび超音波トランスデューサーに適用した構成について説明したが、圧電素子は、これら以外の各種電子デバイスにも適用することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１、１ｘ、１ｙ、１θ…圧電アクチュエーター、１０、１０ａ、１０ｂ…振動ユニット、１１…接着剤、２…基板、２１…振動部、２２…支持部、２３…接続部、２４…接触部、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ…圧電素子、３１…第１電極、３１０…部分、３２…圧電体、３２ａ…能動部、３２ｂ…非能動部、３２１…コンタクトホール、３２８…上面、３２８ａ…領域、３２９…下面、３３…第２電極、４…配線層、４１…第１絶縁層、４１１、４１２…コンタクトホール、４２…第１導電層、４２１、４２２…配線層、４３…第２絶縁層、４３１…コンタクトホール、４４…第２導電層、４４１、４４２…配線層、４５…第３絶縁層、４５１…接合面、１００…圧電モーター、１１０…ローター、１１１…外周面、１０００…ロボット、１０１０…ベース、１０２０、１０３０、１０４０、１０５０、１０６０、１０７０…アーム、１０８０…ロボット制御部、１０９０…エンドエフェクター、２０００…電子部品搬送装置、２１００…基台、２１１０…上流側ステージ、２１２０…下流側ステージ、２１３０…検査台、２２００…支持台、２２１０…Ｙステージ、２２２０…Ｘステージ、２２３０…電子部品保持部、２２３１…微調整プレート、２２３２…回動部、２２３３…保持部、３０００…プリンター、３０１０…装置本体、３０１１…トレイ、３０１２…排紙口、３０１３…操作パネル、３０２０…印刷機構、３０２１…ヘッドユニット、３０２１ｂ…インクカートリッジ、３０２１ｃ…キャリッジ、３０２２…キャリッジモーター、３０２３…往復動機構、３０２３ａ…キャリッジガイド軸、３０２３ｂ…タイミングベルト、３０３０…給紙機構、３０３１…従動ローラー、３０３２…駆動ローラー、３０４０…制御部、４０００…ヘッド、４１００…ノズル基板、４１１０…吐出口、４２００…流路形成基板、４２１０…圧力発生室、４３００…振動板、４４００…リザーバー形成基板、４５００…圧電素子、４５１０…第１電極、４５２０…圧電体、４５２１…領域、４５３０…第２電極、４５４０…引出配線、４６００…コンプライアンス基板、４９００…インク、５０００…超音波プローブ、５１００…筐体、５２００…素子チップ、５２１０…基板、５２２０…素子アレイ、５２３０…圧電素子、５２３１…第１電極、５２３２…圧電体、５２３２ａ…領域、５２３３…第２電極、５２４０…可撓膜、Ｄ…ダメージ層、Ｍ１、Ｍ２…マスク、Ｏ…回動軸、Ｐ…記録用紙、Ｑ…電子部品、Ｔ３２ａ、Ｔ３２ｂ…厚さ
【図１】
2018056335.tif 000003
【図２】
2018056335.tif 000004
【図３】
2018056335.tif 000005
【図４】
2018056335.tif 000006
【図５】
2018056335.tif 000007
【図６】
2018056335.tif 000008
【図７】
2018056335.tif 000009
【図８】
2018056335.tif 000010
【図９】
2018056335.tif 000011
【図１０】
2018056335.tif 000012
【図１１】
2018056335.tif 000013
【図１２】
2018056335.tif 000014
【図１３】
2018056335.tif 000015
【図１４】
2018056335.tif 000016
【図１５】
2018056335.tif 000017
【図１６】
2018056335.tif 000018
【図１７】
2018056335.tif 000019
【図１８】
2018056335.tif 000020
【図１９】
2018056335.tif 000021
【図２０】
2018056335.tif 000022
【図２１】
2018056335.tif 000023
【図２２】
2018056335.tif 000024
【図２３】
2018056335.tif 000025
【図２４】
2018056335.tif 000026
【図２５】
2018056335.tif 000027
【図２６】
2018056335.tif 000028
【図２７】
2018056335.tif 000029