(57)【要約】【課題】製造コストの低減したアクチュエーターの製造方法を提供すること。【解決手段】ホウ素を含む流路形成基板用ウェハー１１０を水素雰囲気中で熱処理する熱処理工程（Ｓ２）により、流路形成基板用ウェハー１１０表面のホウ素が外方拡散し、表面付近のホウ素濃度を減少できる。ホウ素濃度の低下した表面を第１酸化工程（Ｓ３）によって熱酸化し弾性膜５０を形成することにより、ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜５１が弾性膜５０として得ることができる。ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜５１は、ホウ素を多く含む二酸化シリコン膜と比較してヤング率が大きいので、ともに振動板５３を形成する絶縁体膜の厚みを薄くしても振動板全体としてのヤング率の変化を抑えることができる。【選択図】図４
2011181556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホウ素を含むシリコン基板を準備する基板準備工程と、
前記シリコン基板を水素雰囲気中で熱処理する熱処理工程と、
前記熱処理工程後の前記シリコン基板を熱酸化して、表面に弾性膜を形成する第１熱酸化工程と、
前記弾性膜上に、ジルコニウム膜を形成するジルコニウム膜形成工程と、
前記ジルコニウム膜を酸化して絶縁体膜を前記弾性膜上に形成し、前記弾性膜と前記絶縁膜とで振動板とする第２熱酸化工程と、
前記振動板上に、下電極と圧電体層と上電極とを積層して圧電素子を形成する圧電素子形成工程を含む
ことを特徴とするアクチュエーターの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエーターの製造方法において、
前記熱処理工程は、１２００℃で３０分以上行なう
ことを特徴とするアクチュエーターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、振動板上に、下電極、圧電材料からなる圧電体層および上電極を有する圧電素子を備えたアクチュエーターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエーターとして、振動板上に、下電極、圧電体層、上電極を有する圧電素子を形成したものが知られている。圧電素子としては、電気機械変換機能を備えた圧電材料、例えば、結晶化した圧電性セラミックス等からなる圧電体層を、下電極と上電極との２つの電極で挟んで構成されたものがある。
このようなアクチュエーターは、撓み振動モードのアクチュエーターと呼ばれ、例えば、液体噴射ヘッド等に搭載されて使用されている。
液体噴射ヘッドとしては、例えば、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧して、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド等がある。
アクチュエーターの性能として、作動電圧に対して一定の動き、変位をすることが求められる。したがって、振動板の特性、例えば、ヤング率は、使用する圧電素子の特性に合わせて決められる。
振動板として、シリコン単結晶基板を熱酸化して得られる二酸化シリコン（ＳｉＯ2）を主に含む厚さが１．０μｍの弾性膜と、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）からなる厚さが０．４μｍの絶縁体膜とが積層されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−７３９３１号公報（４頁、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクチュエーターの製造方法において、製造コストを低減するために酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜を薄くすると、二酸化シリコンと比較して酸化ジルコニウムのヤング率が大きいので、振動板全体としてのヤング率の低下が著しい。振動板全体としてのヤング率が低下すると、アクチュエーターとしての性能が得られない。
ここで、振動板全体としてのヤング率を上げるために、二酸化シリコンを主に含む弾性膜を厚く形成するには、シリコン単結晶基板を熱酸化する時間が長くなり、アクチュエーターの製造方法において製造コストの低減が困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］
ホウ素を含むシリコン基板を準備する基板準備工程と、前記シリコン基板を水素雰囲気中で熱処理する熱処理工程と、前記熱処理工程後の前記シリコン基板を熱酸化して、表面に弾性膜を形成する第１熱酸化工程と、前記弾性膜上に、ジルコニウム膜を形成するジルコニウム膜形成工程と、前記ジルコニウム膜を酸化して絶縁体膜を前記弾性膜上に形成し、前記弾性膜と前記絶縁膜とで振動板とする第２熱酸化工程と、前記振動板上に、下電極と圧電体層と上電極とを積層して圧電素子を形成する圧電素子形成工程を含むことを特徴とするアクチュエーターの製造方法。
【０００７】
この適用例によれば、ホウ素を含むシリコン基板を水素雰囲気中で熱処理する熱処理工程により、シリコン基板表面のホウ素が外方拡散し、表面付近のホウ素濃度が低下する。ホウ素濃度の低下した表面を第１熱酸化工程によって熱酸化し弾性膜を形成することにより、ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜が弾性膜として得られる。ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜は、ホウ素を多く含む二酸化シリコン膜と比較してヤング率が大きいので、振動板を形成する他方の絶縁体膜の厚みを薄くしても振動板全体としてのヤング率の変化が抑えられる。したがって、下電極と圧電体層と上電極とを積層して得られる圧電素子の特性にあった振動板のヤング率の変化を抑えて、ジルコニウム膜形成工程で形成するジルコニウム膜の膜厚を薄くでき、製造コストの低減したアクチュエーターの製造方法が得られる。
【０００８】
［適用例２］
上記アクチュエーターの製造方法であって、前記熱処理工程は、１２００℃で３０分以上行なうことを特徴とするアクチュエーターの製造方法。
この適用例では、熱処理工程を１２００℃で３０分以上行なうことにより、シリコン基板の表面付近のホウ素濃度がより低下し、ジルコニウム膜形成工程で形成するジルコニウム膜の膜厚をより薄くでき、製造コストのより低減したアクチュエーターの製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】インクジェット式記録ヘッドの概略構成を示す分解斜視図。
【図２】（ａ）はインクジェット式記録ヘッドの部分平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ部分断面図。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表すフローチャート図。
【図４】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す圧力発生室の長手方向の断面図。
【図５】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す圧力発生室の長手方向の断面図。
【図６】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す圧力発生室の長手方向の断面図。
【図７】インクジェット式記録ヘッドの製造方法を表す圧力発生室の長手方向の断面図。
【図８】インクジェット式記録装置の一例を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、実施形態に係るアクチュエーター１００を備えた装置として、例えば、インクジェット式記録ヘッド１の概略構成を示す分解斜視図であり、図２（ａ）はインクジェット式記録ヘッド１の部分平面図、図２（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図１および図２において、インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０とノズルプレート２０と保護基板３０とを備えている。インクジェット式記録ヘッド１は、流路形成基板１０を、ノズルプレート２０と保護基板３０とで挟んで組み立てられている。
【００１１】
流路形成基板１０は、シリコン基板である面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その一方の面には予め熱酸化により形成した厚さ２μｍの弾性膜５０が形成されている。
流路形成基板１０には、隔壁１１によって区画された複数の圧力発生室１２が並設されている。また、流路形成基板１０の圧力発生室１２の長手方向外側の領域には連通部１３が形成され、連通部１３と各圧力発生室１２とが、圧力発生室１２毎に設けられたインク供給路１４を介して連通されている。
なお、連通部１３は、保護基板３０と連通して各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド２００の一部を構成する。インク供給路１４は、圧力発生室１２よりも狭い幅で形成されており、連通部１３から圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００１２】
また、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側の端部近傍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、マスク膜５２を介して接着剤や熱溶着フィルム等によって固着されている。なお、ノズルプレート２０は、例えば、ガラスセラミックス、シリコン単結晶基板またはステンレス鋼などからなる。
【００１３】
一方、流路形成基板１０の開口面とは反対側には、アクチュエーター１００が設けられている。アクチュエーター１００は、振動板５３と駆動手段である圧電素子３００とを備えている。
振動板５３は、厚さが例えば、約１．０μｍの弾性膜５０と、弾性膜５０上に形成された酸化ジルコニウムからなる厚さが、約０．３５μｍの絶縁体膜５４とを備えている。
圧電素子３００は、振動板５３を介して圧力発生室１２と対向する領域に形成されている。
【００１４】
絶縁体膜５４上には、厚さが例えば、約０．１〜０．２μｍの下電極６０と、厚さが例えば、約０．５〜５μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．０５μｍの上電極８０とからなる圧電素子３００が形成されている。
なお、一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。実施形態では、下電極６０を圧電素子３００の共通電極とし、上電極８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。
【００１５】
また、このような各圧電素子３００の上電極８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０がそれぞれ接続され、このリード電極９０を介して各圧電素子３００に選択的に電圧が印加されるようになっている。
なお、圧電素子３００および振動板５３にリード電極９０を含めて、アクチュエーターと称してもよい。
【００１６】
流路形成基板１０には、圧電素子３００に対向する領域に、圧電素子３００を保護するための圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が、接着剤等によって接合されている。
なお、圧電素子保持部３１は、圧電素子３００の運動を阻害しない程度の空間を確保できればよく、当該空間は密封されていても、密封されていなくてもよい。
また、保護基板３０には、連通部１３に対向する領域にリザーバ部３２が設けられており、このリザーバ部３２は、流路形成基板１０の連通部１３と連通されて各圧力発生室１２の共通のインク室となるマニホールド２００を構成している。
さらに、保護基板３０の圧電素子保持部３１とマニホールド２００との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられ、この貫通孔３３内に下電極６０の一部およびリード電極９０の先端部が露出され、これら下電極６０およびリード電極９０には、図示しない駆動ＩＣから延設される接続配線の一端が接続される。
保護基板３０としては、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料、例えば、ガラス、セラミック材料、シリコン単結晶基板等を用いるのが好ましい。
【００１７】
保護基板３０上には、封止膜４１および固定板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。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料、例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルムからなり、この封止膜４１によってリザーバ部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、例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等で形成される。この固定板４２のマニホールド２００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２００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。
【００１８】
インクジェット式記録ヘッド１では、インク供給手段からインクを取り込み、マニホールド２００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ＩＣ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下電極６０と上電極８０との間に電圧が印加される。電圧の印加によって、弾性膜５０および圧電体層７０がたわみ変形し、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００１９】
以下、アクチュエーター１００の製造方法を中心に、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法について、図３〜図７を参照して説明する。
図３は、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法を表すフローチャート図であり、図４〜図７は、圧力発生室１２の長手方向の断面図である。
図３において、インクジェット式記録ヘッド１の製造方法は、基板準備工程としてのステップ１（Ｓ１）と、熱処理工程としてのステップ２（Ｓ２）と、第１熱酸化工程としてのステップ３（Ｓ３）と、ジルコニウム膜形成工程としてのステップ４（Ｓ４）と、第２熱酸化工程としてのステップ５（Ｓ５）と、圧電素子形成工程としてのステップ６（Ｓ６）と、リード電極形成工程としてのステップ７（Ｓ７）と、保護基板接合工程としてのステップ８（Ｓ８）と、流路形成基板エッチング工程としてのステップ９（Ｓ９）とを含む。
ここで、アクチュエーター１００の製造方法は、基板準備工程（Ｓ１）と、熱処理工程（Ｓ２）と、第１熱酸化工程（Ｓ３）と、ジルコニウム膜形成工程（Ｓ４）と、第２熱酸化工程（Ｓ５）と、圧電素子形成工程（Ｓ６）とを含む。
【００２０】
図４（ａ）において、基板準備工程（Ｓ１）では、シリコン基板として、面方位（１１０）のシリコンウェハーである流路形成基板用ウェハー１１０を用意する。シリコンウェハーには、不純物としてボロン（Ｂ）が含まれている。流路形成基板用ウェハー１１０としては、厚みが約６２５μｍと比較的厚く剛性の高いシリコンウェハーを用いることができる。
【００２１】
図４（ｂ）において、熱処理工程（Ｓ２）では、流路形成基板用ウェハー１１０の熱処理を、水素雰囲気中１２００℃で３０分以上行なう。ここで、熱処理時間の上限は、全工程の製造効率を考慮して決めることができる。熱処理工程（Ｓ２）によって、例えば、不純物としてのボロンは表面から外方拡散し、表面にボロンの少ない領域１１１あるいはボロンの含まれない領域１１１が形成される。また、流路形成基板用ウェハー１１０表面の結晶性も向上する。
【００２２】
図４（ｃ）において、第１熱酸化工程（Ｓ３）では、流路形成基板用ウェハー１１０を約１１００℃の拡散炉で熱酸化し、その表面に弾性膜５０を構成する二酸化シリコン膜５１を形成する。熱処理工程（Ｓ２）を行なった後、第１熱酸化工程（Ｓ３）を行なった二酸化シリコン膜５１は、第１熱酸化工程（Ｓ３）のみを行なった二酸化シリコン膜と比較して、ボロンが少なくなるか、あるいはなくなる。
【００２３】
図４（ｄ）において、ジルコニウム膜形成工程（Ｓ４）では、二酸化シリコン膜５１上に、ジルコニウム膜５５を形成する。ジルコニウム膜５５は、スパッタリング法等により形成できる。
なお、ジルコニウム膜５５には、原料段階で含まれる微量な不純物または製造工程で含まれる不純物が含まれていてもよい。
【００２４】
図５（ｅ）において、第２熱酸化工程（Ｓ５）では、ジルコニウム膜５５を５００〜１２００℃の拡散炉で熱酸化することにより酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４を形成する。ここで、弾性膜５０と絶縁体膜５４とで振動板５３が構成される。
なお、絶縁体膜５４にも、酸化ジルコニウム以外の不純物が含まれていてもよい。
【００２５】
図５（ｆ）〜図６（ｉ）に、圧電素子形成工程（Ｓ６）を示した。
図５（ｆ）において、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）等からなる下電極膜６００を絶縁体膜５４の全面に形成後、所定形状にパターニングする。
例えば、イリジウムからなる膜と、白金からなる膜とをスパッタリング法により積層し、積層された複数の膜を所定形状にパターニングすることにより、図５（ｇ）に示す下電極６０が得られる。
【００２６】
図５（ｇ）において、下電極６０および絶縁体膜５４上に、圧電材料からなる圧電体層膜７００を形成する。圧電材料としては、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる圧電体層膜７００を用いることができる。
圧電体層膜７００の製造方法としては、金属有機物を触媒に溶解・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膜７００を得る、いわゆるゾル−ゲル法を用いることができる。
なお、ゾル−ゲル法に限定されず、例えば、ＭＯＤ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）法等を用いてもよい。
【００２７】
ゾル−ゲル法を詳しく説明すると、まず金属有機化合物を含むゾル（溶液）を塗布する。次いで、塗布により得られる圧電体前駆体膜を、所定温度に加熱して一定時間乾燥させ、ゾルの溶媒を蒸発させることで圧電体前駆体膜を乾燥させる。さらに、大気雰囲気下において一定の温度で一定時間、圧電体前駆体膜を脱脂する。
なお、ここで言う脱脂とは、ゾル膜の有機成分を、例えば、ＮＯ2、ＣＯ2、Ｈ2Ｏ等として離脱させることである。
【００２８】
このような塗布・乾燥・脱脂の工程を、所定回数、例えば、２回繰り返すことで、圧電体前駆体膜を所定厚に形成し、この圧電体前駆体膜を拡散炉等で加熱処理することによって結晶化させて圧電体膜を形成する。すなわち、圧電体前駆体膜を焼成することで結晶が成長して圧電体膜が形成される。
焼成温度は、６５０〜８５０℃程度であることが好ましく、例えば、約７００℃で３０分間、圧電体前駆体膜を焼成して圧電体膜を形成する。このような条件で形成した圧電体膜の結晶は（１００）面に優先配向する。
上述した塗布・乾燥・脱脂・焼成の工程を、複数回繰り返すことにより、多層の圧電体膜からなる所定厚さの圧電体層膜７００を形成する。
【００２９】
圧電体層膜７００の材料としては、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛等の強誘電性圧電性材料に、ニオブ、ニッケル、マグネシウム、ビスマス又はイットリウム等の金属を添加したリラクサ強誘電体等を用いてもよい。
【００３０】
図５（ｈ）において、圧電体層膜７００を形成した後は、例えば、イリジウムからなる上電極膜８００を圧電体層膜７００の全面に形成する。上電極膜８００は、スパッタリング法、例えば、ＤＣまたはＲＦスパッタリング法によって形成することができる。
【００３１】
図６（ｉ）において、圧電体層膜７００および上電極膜８００を、各圧力発生室１２に対向する領域にパターニングして、下電極６０、圧電体層７０および上電極８０を備えた圧電素子３００を形成する。
【００３２】
図６（ｊ）において、リード電極形成工程（Ｓ７）では、流路形成基板用ウェハー１１０の全面に亘って、例えば、金（Ａｕ）等からなる金属層９１を形成し、その後、例えば、レジスト等からなる図示しないマスクパターンを介して金属層９１を圧電素子３００毎にパターニングすることによってリード電極９０を形成する。
【００３３】
図６（ｋ）において、保護基板接合工程（Ｓ８）では、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を接合する。
なお、この保護基板用ウェハー１３０は、例えば、４００μｍ程度の厚さを有するため、保護基板用ウェハー１３０を接合することによって流路形成基板用ウェハー１１０の剛性は著しく向上することになる。
【００３４】
図７（ｌ）〜図７（ｎ）に、流路形成基板エッチング工程（Ｓ９）を示した。
図７（ｌ）において、流路形成基板用ウェハー１１０をある程度の厚さとなるまで研磨した後、さらにフッ硝酸によってウェットエッチングすることにより流路形成基板用ウェハー１１０を所定の厚みにする。例えば、約７０μｍ厚になるように流路形成基板用ウェハー１１０をエッチング加工することができる。
【００３５】
図７（ｍ）および図７（ｎ）において、流路形成基板用ウェハー１１０上に、例えば、窒化シリコン（ＳｉＮ）からなるマスク膜５２を新たに形成し、所定形状にパターニングする。そして、このマスク膜５２を介して流路形成基板用ウェハー１１０を異方性エッチングすることにより、流路形成基板用ウェハー１１０に圧力発生室１２、連通部１３およびインク供給路１４等を形成する。
【００３６】
最後に、流路形成基板用ウェハー１１０およ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および図２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、インクジェット式記録ヘッド１が得られる。
【００３７】
インクジェット式記録ヘッド１は、インク供給手段であるインクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。
図８は、本実施形態にかかる液体噴射装置の一例としてのインクジェット式記録装置１０００を示す概略斜視図である。
図８において、インクジェット式記録装置１０００は、記録媒体である記録シートＳに液体としてのインクを噴射して記録を行う装置である。
インクジェット式記録装置１０００は、インクジェット式記録ヘッド１を有する記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂを備えている。記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂには、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａおよび２Ｂが着脱可能に設けられている。
ここで、インクジェット式記録ヘッド１は、記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂの記録シートＳと対向する側に設けられており、図８においては図示されていない。
【００３８】
記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂ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に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａおよび１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物およびカラーインク組成物を吐出するものである。
【００３９】
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１Ａおよび１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動する。
一方、装置本体４にはキャリッジ３に沿ってプラテン８が設けられている。このプラテン８は図示しない紙送りモーターの駆動力により回転できるようになっており、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。
【００４０】
表１に、二酸化シリコン膜５１の膜厚を一定にして、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４の膜厚（μｍ）と熱処理工程（Ｓ２）での水素雰囲気中での熱処理時間（分）とを変えた場合のアクチュエーターの変位（ｎｍ）を示した。
従来例は、熱処理工程（Ｓ２）を行なわず、二酸化シリコンの膜厚が１．００μｍ、酸化ジルコニウムの膜厚が０．４０の振動板とした。
実施例１〜実施例３では、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４の膜厚を薄くするに伴い、水素雰囲気中での熱処理時間を長くした。二酸化シリコンの膜厚は、１．００μｍと一定にした。
【００４１】
【表１】
2011181556.tif 000003
表１において、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４の膜厚を薄くしても、水素雰囲気中での熱処理時間を長くすると、変位に大きな変化は見られない。
【００４２】
酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４の膜厚を薄くすると、振動板５３全体としてのヤング率が低下し、変位は大きくなるはずである。しかしながら、水素雰囲気中での熱処理時間を長くすると、二酸化シリコン膜５１に取り込まれるボロンの濃度が低くなり二酸化シリコン膜５１のヤング率が上昇する。二酸化シリコン膜５１に取り込まれるボロンの濃度が濃くなるとヤング率が低下することは、一般によく知られている。したがって、振動板５３全体としてのヤング率の低下が抑えられ、変位に大きな変化は見られない。
【００４３】
例えば、ボロンを含んだ従来例における二酸化シリコン膜のヤング率が６７ＧＰａ、酸化ジルコニウムのヤング率を２００ＧＰａとし、それぞれの膜厚を考慮し加重平均すると、振動板全体としてのヤング率は１０５．０ＧＰａとなる。
一方、水素雰囲気中での熱処理によって、ボロンが二酸化シリコンに含まれない場合を例とすると、ボロンを含まない二酸化シリコンのヤング率は７２ＧＰａと上がる。ここで、酸化ジルコニウムからなる絶縁体膜５４の膜厚を０．３５μｍと薄くしても、振動板５３全体としてのヤング率は１０５．２ＧＰａとなり、酸化ジルコニウムの膜厚を薄くしても振動板５３全体としてのヤング率はさほど変化しない。
【００４４】
このような実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）ホウ素を含む流路形成基板用ウェハー１１０を水素雰囲気中で熱処理する熱処理工程（Ｓ２）により、流路形成基板用ウェハー１１０表面のホウ素が外方拡散し、流路形成基板用ウェハー１１０表面付近のホウ素濃度を減少できる。ホウ素濃度の低下した表面を第１熱酸化工程（Ｓ３）によって熱酸化し弾性膜５０を形成することにより、ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜５１を弾性膜５０として得ることができる。ホウ素の含有量の少ないあるいはホウ素を含まない二酸化シリコン膜５１は、ホウ素を多く含む二酸化シリコン膜と比較してヤング率が大きいので、振動板５３を形成する他方の絶縁体膜５４の厚みを薄くしても振動板５３全体としてのヤング率の変化を抑えることができる。したがって、下電極６０と圧電体層７０と上電極８０とを積層して得られる圧電素子３００の特性にあった振動板５３ヤング率の変化を抑えて、ジルコニウム膜形成工程（Ｓ４）で形成するジルコニウム膜５５の膜厚を薄くでき、製造コストの低減したアクチュエーター１００の製造方法を得ることができる。
【００４５】
（２）熱処理工程（Ｓ２）を１２００℃で３０分以上行なうことにより、流路形成基板用ウェハー１１０の表面付近のホウ素濃度がより減少でき、ジルコニウム膜形成工程（Ｓ４）で形成するジルコニウム膜５５の膜厚をより薄くでき、製造コストのより低減したアクチュエーター１００の製造方法を得ることができる。
【００４６】
実施形態以外にも、種々の変更を行うことが可能である。
例えば、上述した実施形態では、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り、インク以外の液体を噴射する液体噴射ヘッドにも勿論適用することができる。
その他の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、液晶ディスプレー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ディスプレー、ＦＥＤ（電界放出ディスプレー）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。
さらに、液体噴射ヘッドに圧力発生手段として搭載されるアクチュエーターだけでなく、あらゆる装置に搭載されるアクチュエーターに適用することができる。例えば、アクチュエーターは、上述したヘッドの他に、センサー等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００４７】
１１０…シリコン基板としての流路形成基板用ウェハー、５０…弾性膜、５３…振動板、５４…絶縁体膜、５５…ジルコニウム膜、６０…下電極、７０…圧電体層、８０…上電極、１００…アクチュエーター、３００…圧電素子。
【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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