【事件の表示】
　特許第３２０９０８２号「圧電体薄膜素子及びその製造方法、並びにこれを用いたインクジェット式記録ヘッド」の請求項１ないし５に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２０９０８２号の請求項１ないし３に係る特許を維持する。
【理　由】
第１　手続の経緯
　特許第３２０９０８２号の請求項１ないし２１に係る発明の手続きの経緯は、以下のとおりである。
　出願　　　　　　　　　　平成８年３月２９日
　設定登録　　　　　　　　平成１３年７月１３日
　特許異議の申立て　　　　平成１４年３月１５日
　　（請求項１ないし５について；松下電器産業（株））
　特許異議の申立て　　　　平成１４年３月１８日
　　（請求項１について；大和田百合子）
　取消理由通知　　　　　　平成１４年６月２４日（起案日）
　上申書（特許異議申立人）平成１４年８月２０日
　意見書・訂正請求書　　　平成１４年９月３日
　
　
第２　訂正の適否についての判断
（１）訂正の内容
　特許権者が求めている、平成１４年９月３日付け訂正請求書に添付された訂正明細書における訂正の内容は以下のとおりである。
訂正事項ａ．特許請求の範囲の請求項１を次のとおり訂正する。
「【請求項１】　基板上に形成され、かつ圧電体薄膜を備えてなる圧電体薄膜素子において、前記圧電体薄膜は、（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴであり、次の特性を有することを特徴とする圧電体薄膜素子。
　　厚さが１μｍ以上１０μｍ以下
　　結晶粒径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下
　　表面粗さがＲmaxで１μｍ以下」
　
訂正事項ｂ．特許請求の範囲の請求項３及び請求項４を削除する。
　
訂正事項ｃ．特許請求の範囲の請求項５〜請求項２１の項番号を順次繰り上げて、請求項３〜請求項１９とする。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
ア．訂正事項ａについて
　訂正後の請求項１は、特許明細書の特許請求の範囲の請求項１中「前記圧電体薄膜は、次の特性を有する」を、より下位概念である「前記圧電体薄膜は、（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴであり、次の特性を有する」に限定するとともに、同項中、「結晶粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下」を、より下位概念である「結晶粒径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下」に限定するものである。
　圧電体薄膜が「（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備え」る点は、訂正前の請求項３に記載されていたものである。また、圧電体薄膜が「ＰＺＴ」である点は、特許明細書の例えば【００２２】段落に記載されている。また、圧電体薄膜の結晶粒径が「結晶粒径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下」である点は、訂正前の請求項４に記載されていたものである。
　したがって、上記訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。
　
イ．訂正事項ｂについて
　訂正事項ｂについては、特許請求の範囲の請求項２及び３を削除するものである。
　したがって、上記訂正は、特許請求の範囲の減縮を目的とした明細書の訂正に該当する。
　
ウ．訂正事項ｃについて
　特許請求の範囲の請求項５〜請求項２１の項番号を順次繰り上げて、請求項３〜請求項１９とする訂正は、訂正後の請求項に係る発明の項番号を連続させるための訂正であり、明りょうでない記載の釈明を目的とした明細書の訂正に該当する。
　
　そして、訂正事項ａ〜ｃは、いずれも、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内であり、新規事項の追加に該当せず、実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
（３）むすび
　以上のとおりであるから、上記訂正は、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項において準用する特許法第１２６条第２項から第４項までの規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
　
第３　特許異議の申立てについて
（１）申立の理由及び取消理由通知の概要
ア．申立の理由の概要
　特許異議申立人松下電器株式会社は、いずれも本件出願前に頒布された刊行物である、甲第１号証（京都大学博士学位論文、論題「チタン酸鉛系薄膜の作製とその焦電的応用に関する研究」高山良一、平成元年１２月、（１９９０年３月２３日学位授与）、登録番号・１１８０３、請求番号・新制工８０３　ｐ．１−３２、１１０）、甲第２号証（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（２３）、４　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９９５　ｐ．３４１１−３４１３）、甲第３号証（エレクトロニク・セラミクス　’９１　７月号「粒子配向セラミクス特集」ｐ．３７−４１）、甲第４号証（特開平６−１８１３４４号公報）を提示し、本件請求項１、２に係る発明は、上記甲第１号証〜甲第３号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し特許を受けることができない。また、本件請求項３に係る発明は、上記甲第１号証〜甲第３号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し、また、上記甲第１号証〜甲第３号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。また、本件請求項４に係る発明は、上記甲第１号証、又は甲第３号証に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し特許を受けることができない。また、本件請求項５に係る発明は、上記甲第１号証〜甲第４号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。さらに、本件請求項１に係る発明は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていないので取り消すべきものである旨の主張をしている。
　
　また、特許異議申立人大和田百合子は、本件出願前に頒布された刊行物である、甲第１号証（日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会編「弾性波素子技術ハンドブック」平成３年１１月３０日、第１版第１刷、オーム社　ｐ．３１０−３１７）を提示し、本件の請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により、特許を受けることができないものであり取り消すべきものである旨の主張をしている。
　
イ．取消理由通知の概要
　当審で通知した取消理由通知の概要は、以下の通りである。
「１．本件の下記の請求項に係る発明は、その出願前国内において頒布された下記の刊行物に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号に該当し、特許を取り消されるべきものである。
２．本件の下記の請求項に係る発明は、その出願前に国内において頒布された下記の刊行物に記載された発明に基いて、その出願前にその発明の属する技術分野における通常の知識を有するものが、容易に発明をすることができたものと認められるから、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものである。
３．本件発明は、明細書及び図面の記載が下記の点で不備のため、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない。
　したがって、本件の下記の請求項に係る発明の特許は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしていない特許出願に対してなされたものである。
　　　　　　　　　　　　　　　　　記
引用例１．京都大学博士学位論文、論題「チタン酸鉛系薄膜の作製とその焦電的応用に関する研究」高山良一、平成元年１２月、（１９９０年３月２３日学位授与）、登録番号・１１８０３、請求番号・新制工８０３　ｐ．１−３２、１１０（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第１号証）
引用例２．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（２３）、４　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９９５　ｐ．３４１１−３４１３（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第２号証）
引用例３．エレクトロニク・セラミクス　’９１　７月号「粒子配向セラミクス特集」ｐ．３７−４１（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第３号証）
引用例４．特開平６−１８１３４４号公報（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第４号証）
引用例５．日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会編「弾性波素子技術ハンドブック」平成３年１１月３０日、第１版第１刷、オーム社　ｐ．３１０−３１７（申立人大和田百合子の提出した甲第１号証）
　
　
・請求項１について
・理由１
・引用例１、５
・備考
　引用例１には、特許異議申立人松下電器産業（株）による特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｂ．証拠の説明」「（１）甲第１号証」の欄（第６頁第２３行〜第１２頁第３行）に記載された発明が記載されており、また、引用例５には、特許異議申立人大和田百合子による特許異議申立書「３．申立ての理由」「（４）具体的理由」「ｂ．証拠の説明」の欄（第４頁第６〜２５行）に記載された発明が記載されている。
　そして、本件請求項１に係る発明は、上記引用例１又は５に記載された発明と実質的に同一と認められる。
　
・請求項２〜４について
・理由１
・引用例１〜３
・備考
　引用例１〜３には、特許異議申立人松下電器産業（株）による特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｂ．証拠の説明」の欄（第６頁第２３行〜第１６頁第１２行）に記載された発明が記載されている。
　そして、本件請求項２に係る発明は、上記引用例１、２又は３に記載された発明と実質的に同一と認められ、本件請求項３に係る発明は、上記引用例１に記載された発明と実質的に同一と認められ、また、本件請求項４に係る発明は、上記引用例１又は３に記載された発明と実質的に同一と認められる。
　
　
・請求項１について
・理由２
・引用例５
・備考
　引用例５には、特許異議申立人大和田百合子による特許異議申立書「３．申立ての理由」「（４）具体的理由」「ｂ．証拠の説明」の欄（第４頁第６〜２５行）に記載された発明が記載されている。
　そして、本件請求項１に係る発明は、同特許異議申立書「３．申立ての理由」「（４）具体的理由」「ｃ．本件特許発明と証拠に記載された発明との対比」の欄（第４頁第２６行〜第５頁第９行）に記載された理由により、上記引用例５に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
　
・請求項３、５について
・理由２
・引用例１〜４
・備考
　引用例１〜４には、特許異議申立人松下電器産業（株）による特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｂ．証拠の説明」の欄（第６頁第２３行〜第１７頁第１行）に記載された発明が記載されている。
　そして、本件請求項３に係る発明は、同特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｃ．本件特許発明と証拠の対比」の欄（第１７頁第１２〜１７行）に記載された理由により、上記引用例１〜３に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものと認められ、また、本件請求項５に係る発明は、同特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｃ．本件特許発明と証拠の対比」の欄（第１７頁第２１〜２７行）に記載された理由により、上記引用例１〜４に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものと認められる。
　
　
・請求項１について
・理由３
・備考
　特許異議申立人松下電器産業（株）による特許異議申立書「４　申立ての理由」「（４）具体的理由」「Ｄ．記載不備の理由」の欄（第１７頁第２８行〜第１９頁第２０行）に記載された理由により、本件請求項１に係る発明が、不明瞭である。」
　
（２）本件請求項１ないし３に係る発明
　上記「第２」で示したように上記訂正が認められるから、異議申立の対象となっている本件請求項１ないし３に係る発明は、上記訂正請求に係る訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１ないし３に記載された次のとおりのものである。
「【請求項１】　基板上に形成され、かつ圧電体薄膜を備えてなる圧電体薄膜素子において、前記圧電体薄膜は、（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴであり、次の特性を有することを特徴とする圧電体薄膜素子。
　　厚さが１μｍ以上１０μｍ以下
　　結晶粒径が０．１μｍ以上０．５μｍ以下
　　表面粗さがＲmaxで１μｍ以下
【請求項２】　前記薄膜素子に通電するため、この薄膜素子の上下に配置された電極を備え、この電極の内の下部電極が白金によって構成された請求項１記載の圧電体薄膜素子。
【請求項３】　前記上部電極の厚さが、前記圧電体薄膜の表面粗さ（Ｒmax）の０．５倍以上２倍以下である請求項２記載の圧電体薄膜素子。」
　
（３）引用刊行物に記載された発明
　当審の取消理由通知で引用した引用例１（京都大学博士学位論文、論題「チタン酸鉛系薄膜の作製とその焦電的応用に関する研究」高山良一、平成元年１２月、（１９９０年３月２３日学位授与）、登録番号・１１８０３、請求番号・新制工８０３　ｐ．１−３２、１１０（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第１号証））には、「複合酸化物であるチタン酸鉛ＰｂＴｉＯ３，チタン酸ジルコン酸鉛ＰｂＺｒｘＴｉ１−ｘＯ３（ＰＺＴ），Ｐｂ１−ｘＬａｘ（ＺｒｙＴｉｚ）１−ｘ／４Ｏ３（ＰＬＺＴ）などのペロブスカイト構造を示す強誘電体は、優れた焦電、圧電ならびに電気光学特性を備えた興味深い材料である。強誘電体材料は、誘電、圧電ならびに焦電特性を利用した電子部品として、工業の広い分野で応用されている。」（第１頁第３〜７行）こと、「その後、（１１１）配向および（１００）配向のＰＬＺＴエピタキシャル薄膜がサファイアやＳｒＴｉＯ３等の単結晶基板上に、形成されるようになった。ＰＺＴ薄膜は、電子ビーム蒸着法、高周波スパッタ法、イオンビームスパッタ法などにより多結晶薄膜が作製された。」（第３頁第２０〜２３行）こと、「（１１１）配向したＰｂＴｉＯ３薄膜」（第３頁第２６行）、「これらの特徴をもつＰｂＴｉＯ３の薄膜化は、その応用素子において、素子の高性能化や集積化などの点から強く望まれる。しかし、試みられた例は、高周波二極スパッタ法により、Ｐｔや石英上の多結晶ＰｂＴｉＯ３薄膜、およびサファイアを基板とした（１１１）配向エピタキシャル薄膜のみであった。」（第１３頁第１〜４行）こと、「ＰｂＴｉＯ３薄膜・・・膜厚が０．５〜４μｍの薄膜を作製した。」（第１５頁第２〜１１行）こと、「（１００）配向した０．２μｍのＰｔ薄膜を形成したＭｇＯ基板上に、ＰｂＴｉＯ３を作製した。」（第１９頁第１〜２行）こと、「次に、走査電子顕微鏡により、薄膜表面と破断面の観察を行なった。
　図２−１１は、ガス圧１Ｐａおよび１０Ｐａで作製した薄膜の表面と断面のＳＥＭ写真である。観察に用いた試料は、図２−６（ｂ）と（ｃ）のＸ線回折図形を示すものである。１Ｐａで作製したｃ軸配向薄膜では、表面に一辺がほぼ０．２μｍの正方形をした規則的なモザイクパターンが観察される。」（第２０頁第５〜９行）こと、「（１００）Ｐｔ電極上に作製したＰｂＴｉＯ３薄膜上に、スパッタ法によりＰｔあるいは蒸着によりＮｉ−Ｃｒ電極（０．４５×０．４５ｍｍ２）を形成し、比誘電率εｒ，ｔａｎδ，焦電係数γおよびＤ−Ｅヒステリシス特性を測定した。」（第２４頁第４〜６行）ことが、図２−６「ＰｂＴｉＯ３のＸ線回折図形」、図２−９「（１００）Ｐｔ薄膜上に作製したＰｂＴｉＯ３薄膜のＸ線回折図形」、図２−１１「ＰｂＴｉＯ３薄膜の表面と断面のＳＥＭ写真」とともに記載されている。
　
　同引用例２（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．６７（２３）、４　Ｄｅｃｅｍｂｅｒ　１９９５　ｐ．３４１１−３４１３（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第２号証））には、「圧電歪み率は、ＰｂＺｒＯ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＺＴ）固溶体の薄膜構成の機能を表すものとして、２ビーム・レーザ技術を用いて測定されている。ゾルゲル法を用い、Ｚｒ／Ｔｉの割合を変化させ、白金処理されたシリコン基板上に１μｍの厚みに形成された構成に係わる圧電性・誘電性および強誘電性は、ドープ処理されていないＰＺＴセラミックスの相境界に関する報告データに一致する。」（第３４１１頁上欄第６〜１１行）こと、「（１００）に配向したシリコン基板上の、熱成長したＳｉＯ２緩衝層０．５μｍとＴｉ粘着層０．０２μｍ上に、白金電極を０．１５μｍの厚みにスパッタ処理する。なお、前記の各層は、連続する層における酸素の取り込みを防止するため、１５０℃で乾燥されて５５０℃で熱分解処理されている。前記の方法による４種類の蒸着処理後、多層構造体は７００℃で１時間、アニール処理され、１μｍの厚みを有するペロブスカイト薄膜となる。電気特性を向上させるため、白金電極が厚み０．８ｍｍと１．５ｍｍになるようにスパッタ蒸着処理されている。」（第３４１２頁左欄第１３行〜右欄第２行）こと、「図１はＰＺＴ（５２／４８）薄膜の表面および断面に関するＳＥＭ写真を示し、」（第３４１２頁右欄第６〜９行）が、図１とともに記載されている。また、図１の断面写真から、スケール（１μｍ）に照らして、ＰＺＴの結晶粒径が、０．０５μｍ〜１μｍ程度であることが、示唆されている。
　
　同引用例３（エレクトロニク・セラミクス　’９１　７月号「粒子配向セラミクス特集」ｐ．３７−４１（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第３号証））には、「チタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ３）は、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）等のペロブスカイト型の結晶構造（図１）を有する強誘電体である．ペロブスカイト型の強誘電体としては格子異方性（ｃ／ａ）が１．０６４と最も大きく，長軸であるｃ軸の方向に大きな自発分極Ｐｓ，焦電性，圧電性を有することが知られている．」（第３７頁左欄第２〜８行）こと、「ｃ軸配向膜を形成するために，基板にはＰｂＴｉＯ３と結晶学的整合性の良いＳｒＴｉＯ３単結晶［１００］板を用い，電極としては基板表面の溝に埋め込まれたＰｔパターンを使用した．」（第３８頁右欄第１３〜１６行）こと、「Ａｕ（上部電極）／ＰｂＴｉＯ３／Ｐｔパターン／ＳｒＴｉＯ３を一体とした複合共振子とみなして、」（第３９頁左欄第１７〜１８行）が、図２とともに記載されている。
　
　同引用例４（特開平６−１８１３４４号公報（申立人松下電器産業（株）の提出した甲第４号証））には、「【請求項１】　板状の圧電体と該圧電体の両表面に付着せしめた一対の表面電極とよりなる駆動部材と、該駆動部材を挟持するように配置された一対の板状の金属電極とよりなる圧電素子において、
圧電体または表面電極のうちの少なくともいずれかの表面粗さがＲｍａｘ１μｍ以下であり、かつ圧電体または駆動部材のうちの少なくともいずれかの厚さの最大と最小との差が２μｍ以下であることを特徴とする圧電素子。」（特許請求の範囲【請求項１】）であり、「板状の圧電体１１の両表面に一対の表面電極１２を付着させた」（【００１１】段落）こと、「【００１６】圧電体の材質としては、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）、ＢａＴｉＯ３等のセラミックス等、圧電作用を呈するものであればどのようなものでもよい。
【００１７】圧電体は、外径φ５〜２０ｍｍ、厚さ０．２〜１．０ｍｍの円板形のもがよい。
【００１８】表面電極の材質としては、銀等が挙げられる。該表面電極の厚さとしては、３〜５μｍの範囲がよい。」こと、「なお、比較例の圧電素子は、圧電体および表面電極の表面粗さがＲｍａｘ２μｍ、圧電体および駆動部材の平行度が４μｍのもの（試料Ｎｏ．Ｃ１）と、圧電体および表面電極の表面粗さがＲｍａｘ５μｍ、圧電体および駆動部材の平行度が１０μｍのもの（試料Ｎｏ．Ｃ２）との２種類である。」（【００２３】段落）ことが、図１〜４とともに記載されている。
　
　同引用例５（日本学術振興会弾性波素子技術第１５０委員会編「弾性波素子技術ハンドブック」平成３年１１月３０日、第１版第１刷、オーム社　ｐ．３１０−３１７（申立人大和田百合子の提出した甲第１号証））には、「圧電材料はたくさんあるが，圧電性を保ったまま薄膜化できる材料は少ない．現在，圧電トランスジューサとして用いることのできる薄膜は限られており、作りやすさや材料の扱いやすさから酸化亜鉛（ＺｎＯ）薄膜と窒化アルミニウム（ＡｌＮ）薄膜が代表的である．」（第３１０頁右欄第２４〜２８行）こと、「（ａ）ｃ軸配向多結晶膜　　ＺｎＯは，２・３・１項の冒頭で述べたようにｃ軸が基板に垂直にできるだけそろったものでなければならない．一例として，わかりやすいように，表４．１７（４）の方法でガラス基板上に作った約６μｍ厚でグレインサイズの大きな膜のへき開面の走査電子顕微鏡写真を図４．７９（ａ）に，表面のレプリカ写真を同図（ｂ）に示す．これらの図から，ｃ軸が基板にほぼ垂直に配向した多結晶膜であることがわかる．」（第３１４頁右欄第９〜１６行）ことが、図４・７９（ａ）、（ｂ）とともに記載されている。
　そして、図４・７９（ａ）には、その写真に添付のスケールから判断して、「０．２７〜０．５３μｍ程度の凹凸、すなわち表面粗さがＲｍａｘで１μｍ以下のガラス基板上に作った酸化亜鉛薄膜」が示されており、図４・７９（ｂ）には、その写真に添付のスケールから判断して、「０．２５〜０．７５μｍ程度のグレインサイズ、すなわち結晶粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下のガラス基板上に作った酸化亜鉛薄膜」が示されている。
　
（４）対比・判断
ア．特許法第３６条についての判断
　特許異議申立人松下電器産業株式会社は、特許法第３６条についての主張として、請求項１は製法を限定していないのに、発明の詳細な説明には特定の製法による圧電体薄膜素子しか記載されていない旨の主張をしている。
　しかしながら、特許を受けようとする発明が、発明の詳細な説明に記載したものか否かの判断は、請求項に記載された事項と対応する事項が、発明の詳細な説明に記載されているか否かによって行うものであり（特許審査基準第Ｉ部第１章「２・２・１第３６条第６号第１号」（２）、（３）参照）、本件特許の明細書において、各請求項の構成要件は、すべて発明の詳細な説明に記載されており、請求項１に対応する説明も、本件特許明細書の段落【０００７】〜【００１１】に記載されている。そして、段落【０００７】〜【００１１】で詳細に説明されている発明が、特定の製法に限定された発明ではないことは明らかであるので、本件特許の明細書は、特許法第３６条第６項第１号に規定する要件を満たしている。
　
イ．特許法第２９条第１項第３号、第２９条第２項についての判断
ａ．本件請求項１に係る発明について
　本件請求項１に係る発明と上記引用例１に記載の発明とを対比すると、上記刊行物１には、「ＰＺＴ薄膜は、電子ビーム蒸着法、高周波スパッタ法、イオンビームスパッタ法などにより多結晶薄膜が作製された。」という記載があるが、上記引用例１は、「ＰｂＴｉＯ３薄膜の作製」に関する発明であるため、本件請求項１に係る発明の構成要件である「前記圧電体薄膜は、（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴである圧電体薄膜素子」が記載されておらず、また、ＰＺＴである圧電体薄膜の、厚さ、結晶粒径、表面粗さについての記載もなく相違している。
　この相違点について検討すると、上記引用例３と５には、ＰＺＴに関する記載が全くなく、また、上記引用例２には、ＰＺＴ圧電体薄膜に相当し、その厚さが１μｍであり、結晶粒径が０．０５μｍ〜１μｍ程度のものは記載されているが、ＰＺＴ圧電体薄膜が「（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えた」ことについては記載がなく、また、表面粗さについても、記載されていない。また、上記引用例４に記載のものは、表面粗さがＲｍａｘ１μｍ以下のＰＺＴ圧電体ではあるが、その厚さが０．２〜１．０ｍｍと厚く、本件請求項１に係る発明のような薄膜とは言えないものであるため、他の引用例１、２、３、５に記載の圧電体薄膜に関する発明と組み合わせができないものである。
　してみると、上記引用例１〜５に記載のものを組み合わせても、本件請求項１に係る発明の、圧電体薄膜が（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴであり、圧電体薄膜素子の表面粗さがＲmaxで１μｍ以下である点については、記載がない。そして、本件請求項１に係る発明は、この点で明細書記載の顕著な作用効果を奏するものである。
　したがって、本件請求項１に係る発明は、上記刊行物１又は５に記載された発明であるとはいえず、また、上記刊行物１〜５に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものともいえない。
　
ｂ．本件請求項２に係る発明について
　本件請求項２に係る発明は、本件請求項１に係る発明を引用し、更に限定した発明であるので、本件請求項１に係る発明と同様の理由で、上記刊行物１、２又は３に記載された発明であるとはいえず、また、上記刊行物１〜５に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとは認められない。
　
ｂ．本件請求項３に係る発明について
　本件請求項３に係る発明は、本件請求項２に係る発明を引用し、更に限定した発明であるので、本件請求項１又は２に係る発明と同様の理由で、上記刊行物１〜５に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものとは認められない。
　
（５）むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１ないし３に係る発明の特許を取り消すことができない。
　そして、他に本件請求項１ないし３に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１６年４月２８日（２００４．４．２８）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
圧電体薄膜素子及びその製造方法、並びにこれを用いたインクジェット式記録ヘッド
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　基板上に形成され、かつ圧電体薄膜を備えてなる圧電体薄膜素子において、前記圧電体薄膜は、
（１００）面あるいは（１１１）面に配向された結晶構造を備えたＰＺＴであり、
　厚さが１μｍ以上１０μｍ以下
　結晶粒径が
０．１
０．５
　表面粗さがＲｍａｘで１μｍ以下
　【請求項２】　前記薄膜素子に通電するため、この薄膜素子の上下に配置された電極を備え、この電極の内の下部電極が白金によって構成された請求項１記載の圧電体薄膜素子。
　【請求項
３
　【請求項
４
　【請求項
５
４
　【請求項
６
５
　【請求項
７
　【請求項
８
７
　【請求項
９
８
　【請求項
１０
７
　【請求項
１１
７
　【請求項
１２
７
　【請求項
１３
　【請求項
１４
１３
　【請求項
１５
　【請求項
１６
　【請求項
１７
　【請求項
１８
　【請求項
１９
１８
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット式記録装置等に使用される圧電体薄膜素子、この製造方法、およびこの圧電体薄膜素子を用いたインクジェット式記録ヘッドに関するものである。
　【０００２】
　【従来の技術】チタン酸ジルコン酸鉛（以下、「ＰＺＴ」と称することとする。）に代表される圧電体薄膜は、スパッタ法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、ゾルゲル法等のスピンコート法等で成膜され、次いで、７００〜１０００℃の高温熱処理を受けることにより形成される。しかしながら、その膜厚は１μｍ以下に限られるのが現状であった。そこで、この圧電体薄膜の膜厚を厚くするために、成膜のための堆積時間を増加させたり、成膜を複数回繰り返すことが行われていた。
　【０００３】その他、圧電体薄膜の膜厚を厚くする方法として、２００℃以下の低温環境下で反応を進めることができる、水熱合成法を利用することが検討されている。この水熱合成法は、最近の研究報告である、日本セラミックス協会第１５回電子材料研究討論会講演予稿集の「水熱合成法によるＰＺＴ結晶膜の作成とその電気特性」にあるように、チタン金属基板表面にＰＺＴ種結晶を析出させる種結晶形成プロセスと、ＰＺＴ種結晶の上にさらにＰＺＴ結晶を析出・成長させる結晶成長プロセスとを備えている。
　【０００４】
　【発明が解決しようとする課題】スパッタ法やゾルゲル法等による圧電体薄膜の製造方法は、高温熱処理を必要とするので、１μｍ以上の厚い膜を製造するには適当ではなく、成膜にかなり長い時間を要したり、厚膜化できてもクラックが発生する等の問題を有していた。
　【０００５】また、低温で厚膜化が可能な水熱合成法においても、結晶粒径が数μｍにも大きくなるため、緻密で平滑な膜が得られなかったり、微細なパターニングができないという問題があった。圧電体薄膜を、インクジェット式記録装置等で使用される圧電体素子として用いる場合、１μｍから１０μｍ程度の膜厚が必要である。
　【０００６】本発明は、このような従来の問題点を解決することを課題とするものであり、水熱合成法による厚膜化が容易で、高い電圧ひずみ定数を持ち、微細なパターニングを行うことが可能な圧電体薄膜素子及びその製造方法、並びにこの圧電体薄膜素子を用いたインクジェット式記録ヘッドを提供することを目的とする。
　【０００７】
　【課題を解決するための手段】この目的を達成するために、本発明は、基板上に形成された圧電体薄膜素子において、圧電体薄膜を備え、当該圧電体薄膜は、厚さが１μｍ以上１０μｍ以下、結晶粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下、表面粗さがＲｍａｘで１μｍ以下、である圧電体薄膜素子を提供するものである。
　【０００８】結晶粒径が０．０５μｍ以上であれば必要な圧電特性を発揮することができる。結晶粒径が１μｍ以下であれば、圧電体薄膜素子の微細なパターニングが可能になる。この数値は、圧電体薄膜の微細な種結晶を核として、さらに圧電体薄膜を成長させる構造によって実現される。
　【０００９】さらに、表面粗さがＲｍａｘで１μｍ以下にすることにより、圧電体薄膜を上部電極が十分覆うことができる。
　【００１０】この薄膜素子の下部電極は、好ましくは、白金で構成される。圧電体薄膜は、（１００）面あるいは（１１１）面に配向される。圧電体薄膜の結晶粒径は、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。上部電極の厚さは、好ましくは、圧電体薄膜の表面粗さ（Ｒｍａｘ）の０．５倍以上２倍以下である。
　【００１１】圧電体薄膜の厚さが１μｍ以上であれば、例えば、インクジェット式記録ヘッドにおいて必要な圧電特性が得られるとともに、１０μｍ以下であれば、圧電体素子を高密度に形成することができる。好適には２乃至５μｍであり、さらに好適には３μｍである。
　【００１２】圧電体薄膜素子の他の発明は、基板上に形成され、かつ圧電体薄膜を備えてなることにおいて、この圧電体薄膜は微細な種結晶を核としてさらに結晶が成長した構造を備えることを特徴とする。好適な実施態様では、この圧電体薄膜がＰＺＴの種結晶を核として水熱合成法によって結晶が成長した構造を備える。ＰＺＴの種結晶は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、スピンコート法のいずれかの方法で得られる。種結晶の粒径は、既述のように、０．０５μｍ以上１μｍ以下であることが望ましい。
　【００１３】本発明の製造方法は、下部電極が形成された基板上に、圧電体薄膜種結晶を物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、スピンコート法のいずれかの方法で形成する工程と、前記圧電体薄膜種結晶上に水熱合成法により圧電体薄膜を結晶成長させる工程と、を含む圧電体薄膜素子の製造方法であることを特徴とする。圧電体薄膜種結晶は、具体的には、ゾルゲル法又はスパッタ法によって形成される。圧電体薄膜種結晶をゾルゲル法で形成した場合には（１００）面に、スパッタ法で形成した場合には（１１１）面に配向させることが望ましい。
　【００１４】さらに、本発明は、インク室が形成された基板と、前記インク室の一方を封止すると共に、表面にたわみ振動モードの圧電体薄膜素子が固定された振動板と、インク室の他方の面を封止すると共に、インク吐出用のノズル口が形成されたノズル板と、を備えるインクジェット式記録ヘッドにおいて、圧電体薄膜素子は、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、化学的気相成長法（ＣＶＤ）、スピンコート法のいずれかの方法で形成されると共に、その結晶粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下である圧電体薄膜種結晶上に、水熱合成法により結晶成長されてなる圧電体薄膜を備えることを特徴とする。好適な実施態様において、この圧電体薄膜素子は、圧電体薄膜をチャージするための上部電極と下部電極とを備えると共に、上部電極を下部電極に対して相対的にプラス側電位となるようにチャージされる。
　【００１５】
　【発明の実施の形態および実施例】次に、本発明に係る実施の形態・実施例について説明する。
　【００１６】（第１の例）
＜種結晶の形成＞酢酸鉛０．１モルを２０ミリリットルの酢酸に溶かし、３０分間還流した。室温に戻し、ジルコニウムテトラブトキシド０．０５２モル、チタンテトライソプロポキシド０．０４８モルを溶解させ、１モルの水と少量のジエチレングリコールを滴下し、充分に攪拌して加水分解させた。２−エトキシエタノールで希釈した後、ヒドロキシプロピルセルロースを複合金属酸化物の計算値に対し５重量％添加し、充分に攪拌して均質なゾルとした。
　【００１７】図１に圧電体薄膜素子の模式断面図を示す。この圧電体薄膜素子の製造工程を以下に説明する。先ず、単結晶シリコン基板１０１上に絶縁膜として二酸化シリコン膜２０１を熱酸化により形成する。次に、二酸化シリコン膜２０１上に白金下部電極１０４をスパッタ法で形成し、その上に前述した要領で調整したゾルをスピンコート法により塗布し、３５０℃で仮焼成する。
　【００１８】この工程により、クラックを生じることなく膜厚が０．４μｍの非晶質な多孔質ゲル薄膜を形成した。なお、下部電極を白金から作成したのは、白金が高温熱処理によって変質しないためである。
　【００１９】次いで、前記仮焼成後の基板を拡散炉で５５０℃に加熱し、１時間保持することによりプレアニールし、膜厚が０．３μｍの緻密な薄膜とした。この薄膜をエックス線解析したところ、ペロブスカイト型結晶ピークが検出された。また、この薄膜に反射型のＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外吸収スペクトル分析）を行ったところ、３４００ｃｍ−１付近の水酸基に起因する吸収は検出されなかった。
　【００２０】次に、拡散炉に酸素を流しながら７００℃に加熱して１時間保持することによりアニールを行う。金属顕微鏡によって確認したところ、結晶粒径が０．５μｍまで成長した、膜厚が０．３μｍのＰＺＴ種結晶１０５（圧電体薄膜種結晶）が膜表面に得られていることが分かった。
　【００２１】このＰＺＴ種結晶の層１０５をエックス線解析したところ、ペロブスカイト型結晶の鋭く強いピークが検出された。なお、ゾルゲル法により得られたＰＺＴ種結晶を水熱合成法における種結晶として使用する場合は、圧電特性が得られるように結晶が（１００）面に配向していることが望ましい。
　【００２２】＜結晶成長＞次いで、このようにして得られたゾルゲル法によるＰＺＴ種結晶１０５上に、水熱反応によりＰＺＴの膜（層）１０６を成長させる。この水熱反応で使用する反応溶液は、硝酸鉛Ｐｂ（ＮＯ３）２水溶液、オキシ塩化ジルコニウムＺｒＯＣｌ２水溶液、塩化チタンＴｉＣｌ４水溶液、及び水酸化カリウムＫＯＨ水溶液を混合することによって調整された。
　【００２３】ＰＺＴ種結晶１０５を形成したシリコン基板１０１の裏面にフッ素樹脂をコーティングして、１５０℃の前記反応溶液に投入し、１２時間水熱処理を行ったところ、ＰＺＴ膜１０６が３μｍまで成長した。
　【００２４】次いで、得られたＰＺＴ膜１０６上にアルミニウム電極を蒸着法で形成して積層し、（ＰＺＴ膜１０６の）物性を測定したところ、比誘電率１２００、電圧ひずみ定数９０ｐＣ／Ｎと成る優れた特性を示した。
　【００２５】また、ＰＺＴ膜１０６を王水で溶かしＩＣＰ（プラズマ発光分析）で測定したところ、モル比は（Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ）＝（１：０．５２：０．４８）であり、原料仕込組成と同一であった。
　【００２６】また、水熱合成により形成したＰＺＴ膜１０６の結晶粒の大きさは、ＰＺＴ種結晶１０５にほぼ同一であり、表面粗さはＲｍａｘで０．４μｍと成る平滑な膜が得られた。このように、水熱合成法により得られたＰＺＴ膜１０６の結晶粒の大きさと表面粗さＲｍａｘは、ＰＺＴ種結晶１０５にほぼ同一にできる。
　【００２７】したがって、ＰＺＴ種結晶１０５の大きさが小さいほど緻密で平滑なＰＺＴ膜１０６を得ることができる。そして、ＰＺＴ種結晶１０５の大きさ（結晶粒径（直径））が０．０５μｍ以上であれば、必要な圧電特性を確保することができる。
　【００２８】一方、ＰＺＴ種結晶１０５の大きさが１μｍ以下であれば、表面の平滑性に優れ、上部電極がＰＺＴ膜１０６の全面を覆うことができる。前記結晶粒径を好ましくは、０．１μｍ以上０．５μｍ以下にすることにより、既述の特性をさらに高めることができる。ゾルゲル法により得られるＰＺＴ種結晶１０５の結晶粒の大きさは、焼成速度と時間により制御でき得る。ＰＺＴ種結晶１０５の膜厚が基板全面を覆う厚さであれば充分である。
　【００２９】結晶粒径が異なるＰＺＴ種結晶の作り方（ゾルゲル法）を詳説する。ＰＺＴを結晶化させる際に、７００℃で１時間の熱処理をするが、その際の昇温速度によって結晶粒径を変えることができる。図６は昇温速度、種結晶の粒径等の関係を示す図表である。
　【００３０】図６から分かるように、昇温速度が上がるにつれて結晶粒径が大きくなり、かつ表面粗さ及び電圧ひずみ定数（ｄ３１）が大きくなる。結晶粒径が大きくなるほど、電圧ひずみ定数が高くなって圧電特性が向上するが、微細なパターニングを達成するために、結晶粒径は１μｍ以下であることが良い。既述のように、圧電体薄膜の厚さが１μｍ以上１０μｍ以下、結晶粒径が０．０５μｍ以上１μｍ以下、表面粗さがＲｍａｘで１μｍ以下であることを達成するためには、ＰＺＴの種結晶の昇温速度が３乃至５３℃／ｍｉｎが良い。結晶粒径が０．１μｍ以上０．５μｍであることにより、必要な圧電特性の確保と微細パターニングをより高いレベルで均衡させることができる。
　【００３１】なお、第１の例では、ＰＺＴ膜１０６の組成を純粋な二成分系としたが、圧電特性を向上させるために、例えば、マグネシウムニオブ酸鉛−ジルコン酸鉛−チタン酸鉛のような三成分系にしたり、また、耐電圧向上のために鉄、経時変化を小さくする目的でクロムのような添加物を加えても良い。この場合、ゾル液の組成、水熱反応液の組成を目的とする組成に合わせて調整することにより対応することができる。
　【００３２】（第２の例）次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。この例においては、図１に示す圧電体薄膜素子を以下に示す方法で製造する。
　【００３３】すなわち、先ず、単結晶シリコン基板１０１上に絶縁膜として二酸化シリコン膜２０１を熱酸化により形成し、この二酸化シリコン膜２０１上に白金下部電極１０４をスパッタ法で形成する。
　【００３４】次に、モル比で（ＰｂＺｒＯ３：ＰｂＴｉＯ３）＝（５２：４８）のターゲットを用いて、スパッタ法により膜厚０．３μｍのアモルファスＰＺＴ膜を成膜する。その後、これに酸素雰囲気中で、７５０℃、１時間の熱処理を行い、結晶化させ、前記アモルファスＰＺＴ膜を、金属顕微鏡によって膜表面に観察される結晶粒径が０．４μｍであり、かつ圧電特性を示すＰＺＴ種結晶１０５に変換させた。
　【００３５】このＰＺＴ種結晶１０５をエックス線解析したところ、ペロブスカイト型結晶の鋭く強いピークが検出された。なお、スパッタ法によるＰＺＴ種結晶１０５を水熱合成法における種結晶として使用する場合は、圧電特性が得られるように、結晶が（１１１）面に配向していることが望ましい。
　【００３６】このようにして得られたスパッタ法によるＰＺＴ種結晶１０５上に、第１の例と同様に、硝酸鉛Ｐｂ（ＮＯ３）２水溶液、オキシ塩化ジルコニウムＺｒＯＣｌ２水溶液、塩化チタンＴｉＣｌ４水溶液、及び水酸化カリウムＫＯＨ水溶液を混合して調整した１５０℃の反応溶液に、前述したＰＺＴ種結晶１０５が形成され、裏面にフッ素樹脂がコーティングされた単結晶シリコン基板１０１を浸漬し、１２時間水熱処理を行い、膜厚が３μｍのＰＺＴ膜１０６を得た。
　【００３７】次に、このＰＺＴ膜１０６上にアルミニウム電極を蒸着法で形成し、物性を測定したところ、比誘電率１１００、電圧ひずみ定数８５ｐＣ／Ｎと、優れた特性を示した。また、ＰＺＴ薄膜を王水で溶かしＩＣＰ（プラズマ発光分析）で測定したところ、モル比は、（Ｐｂ：Ｚｒ：Ｔｉ）＝（１：０．５２：０．４８）であり、原料仕込組成と同一であった。
　【００３８】また、水熱合成法により得られたＰＺＴ膜１０６の結晶粒の大きさは、ＰＺＴ種結晶１０５と同一な０．４μｍであり、表面粗さは、Ｒｍａｘで０．４μｍである平滑な膜が得られた。
　【００３９】なお、第２の例では、スパッタ法により得られたＰＺＴ種結晶１０５を用いたが、化学的気相成長法（ＣＶＤ）によりＰＺＴ種結晶を形成しても同様の効果が得られることはいうまでもない。
　【００４０】（第３の例）次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。図２（ａ）は、インクジェット式記録ヘッドの概略斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面拡大図である。
　【００４１】図２（ａ）及び（ｂ）に示すインクジェット式記録ヘッドは、単結晶シリコン基板１０１に形成されたインク室１０２と、このインク室１０２上に形成された二酸化シリコン膜２０１と、この二酸化シリコン膜２０１上に形成され、かつ白金下部電極（層）１０４、ＰＺＴ種結晶の層（膜）１０５、ＰＺＴ膜１０６及び上部電極（層）１０７からなる圧電体素子と、単結晶シリコン基板１０１の下面に接合されると共に、ノズル１０９が形成されたノズル板１０８と、を備える。インク室１０２とノズル１０９は、同一ピッチで配置されている。
　【００４２】このインクジェット式記録ヘッドの動作を説明する。白金下部電極１０４と上部電極１０７との間に電圧を印加し、白金下部電極、ＰＺＴ種結晶１０５、ＰＺＴ膜１０６及び上部電極１０７からなる圧電体素子と、二酸化シリコン膜２０１とを変形させることにより、インク室１０２の体積を減少させてインク室内を加圧し、インク室１０２内充満しているインクをノズル１０９から噴射させる。
　【００４３】インク室１０２は、その配列方向（図２（ｂ）の紙面に対する左右方向）の長さを１００μｍ、その奥行き方向（同図の紙面に対する直交方向）の長さを４ｍｍとし、ＰＺＴ種結晶１０５の配列方向（同図紙面の左右方向）の長さを８０μｍとした。
　【００４４】また、インク室１０２の配列方向のピッチを１４１μｍとし、解像度１８０ｄｐｉ（ｄｏｔｓ　ｐｅｒ　ｉｎｃｈ）とした。ここで、ＰＺＴ種結晶１０５及びＰＺＴ膜１０６が、インク室１０２の上部のみにあり、配列方向のインク室１０２の無い部分には、配設されないことにより、電圧を印加してインク室１０２を変形させる際に、低い電圧を印加しても同じ変位量が得られる。
　【００４５】＜インクジェット式記録ヘッドの製造＞次に、このインクジェット式記録ヘッドの製造工程について、図３を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、インクジェット式記録ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。なお、この断面図では、紙面に垂直な（直交する）方向がインク室１０２の奥行き方向となるようにした。
　【００４６】先ず、図３（ａ）に示す工程では、面方位（１１０）を有する厚さ２２０μｍの単結晶シリコン基板１０１を１２００℃で湿式熱酸化し、単結晶シリコン基板１０１の両面に二酸化シリコン膜２０１及び２０２を同時に形成する。
　【００４７】次に、二酸化シリコン膜２０１上に、白金下部電極１０４、前述したゾルゲル法によるＰＺＴ種結晶１０５、水熱合成法によるＰＺＴ膜１０６、及び上部電極１０７を形成する。なお、ゾルゲル法によるＰＺＴ種結晶１０５及び水熱合成法によるＰＺＴ膜１０６は、第１の例と同様の製造方法で形成するが、各々の膜厚は、ＰＺＴ種結晶１０５が０．３μｍ、ＰＺＴ膜１０６が３μｍとなるようにした。
　【００４８】実際には、二酸化シリコン膜２０１と、白金下部電極１０４との間に、密着力を向上させる中間層として、チタンを膜厚２５０オングストロームで、二酸化チタンを膜厚２００オングストロームで、チタンを膜厚５０オングストロームで順次形成した。ここで、中間層であるチタン（２５０オングストローム）、二酸化チタン（２００オングストローム）及びチタン（５０オングストローム）と、白金下部電極１０４は、直流スパッタリング法により、これら４層を連続形成し、酸化チタンは１０％酸素雰囲気によるリアクティブスパッタリング法によって形成した。
　【００４９】次いで、ＰＺＴ膜１０６上に上部電極１０７として、直流スパッタリング法により白金を３０００オングストロームの膜厚で形成する。このように、上部電極１０７の膜厚をＰＺＴ膜１０６の表面粗さＲｍａｘ（具体的には、０．４μｍ）の０．５倍以上２倍以下となるように構成することで、ＰＺＴ膜１０６表面に存在する凹凸全体を覆うことができ、良好なカバレッジ特性を得ることができる。２倍以下であることによって圧電素子の変位を確保することができる（圧電素子の変位を妨げない）。
　【００５０】次に、二酸化シリコン膜２０２にフォトレジストを形成し、このフォトレジストの所定の位置に開口部を設ける。この開口部が形成されたフォトレジストをマスクとして、二酸化シリコン膜２０２を、弗酸と弗化アンモニウムの水溶液を用いてパターニングする。このようにして、二酸化シリコン膜２０２に開口部２０３を形成する。ここで、この開口部２０３の奥行き方向、すなわち、紙面に垂直な方向を単結晶シリコン基板１０１の（１１２）方向に設定した。
　【００５１】次に、図３（ｂ）に示す工程では、上部電極１０７、ＰＺＴ膜１０６及びＰＺＴ種結晶１０５を、イオンミーリングによりパターンエッチングする。ここで、このパターニングは、開口部２０３に対応した部分に上部電極１０７、ＰＺＴ膜１０６及びＰＺＴ種結晶１０５が残るようにして行った。この時、ＰＺＴ種結晶１０５及びＰＺＴ膜１０６の結晶粒径は、０．５μｍと小さいため、良好なパターニング精度が得られた。
　【００５２】次いで、図３（ｃ）に示す工程では、圧電素子が形成されている面を治具により保護し、これを８０℃の水酸化カリウム水溶液に浸漬し、二酸化シリコン膜２０２をマスクとして、単結晶シリコン基板１０１を異方性エッチングし、インク室１０２を形成する。
　【００５３】この時、単結晶シリコン基板１０１の面方位が（１１０）であり、さらに開口部２０３の奥行き方向が（１１２）方向であるから、インク室１０２の奥行き方向の辺を形成する側壁の面を（１１１）面とすることができる。
　【００５４】エッチング液として水酸化カリウム水溶液を用いた場合、単結晶シリコンの（１１０）面と（１１１）面のエッチング速度の比は、３００：１程度となり、単結晶シリコン基板１０１の厚み２２０μｍの深さの溝を形成する際に生じるサイドエッチングを１μｍ程度に抑制することができるため、インク室１０２を高精度で形成することができる。
　【００５５】続いて、前記治具で保護したまま、二酸化シリコン膜２０２を弗酸と、弗化アンモニウム水溶液でエッチング除去する。その後、このようにして得られたインク室１０２の開放面側に、ノズル板を接合する等、所望の工程を行いインクジェット式記録ヘッドを完成する。
　【００５６】なお、第３の実施の形態では、ＰＺＴ種結晶１０５、ＰＺＴ膜１０６及び上部電極１０７を、イオンミーリングにより連続してパターニングした場合について説明したが、これに限らず、例えば、ＰＺＴ種結晶１０５をイオンミーリングでパターニングし、ＰＺＴ膜１０６を選択的に析出させ、上部電極１０７を成膜・パターニングすることも可能である。
　【００５７】＜インクジェット式記録ヘッドの動作例＞次に、図２に示すインクジェット式記録ヘッドの動作の具体例について説明する。先ず、発明者が得た知見について説明する。ＰＺＴ膜１０５，１０６は成膜の過程で自発分極しており、一定方向に分極している。そこで、通常、２０Ｖ／μｍの電界をＰＺＴ膜に加えて、分極を所望方向に向かせる分極処理（ポーリング）を行う。しかしながら、特に、水熱法によって得たＰＺＴ膜では、この処理によっても自発分極の向きを特定方向に向けることができない。
　【００５８】この状態で上部電極１０７と下部電極の極性を何等制御しないと、電界の向きによっては、ＰＺＴ膜の変位（変形量：インク室１０２への突出幅）が十分稼げないおそれがある。そこで、発明者が鋭意検討したところによると、上部電極の電位を下部電極の電位より高くすると、好適には、下部電極に接地電位を与え、上部電極に正電位を加えることにより、その逆（下部電極に正電位を加え、上部電極に接地電位を加える場合）に比較して２倍強の変位量が得られるとの知見を得た。
　【００５９】具体的には、図４に示すパルス状の電位（２０Ｖ／μｍ）を上部電極に加えると、ＰＺＴ膜の変位が１５０ｎｍであった。これに対して、下部電極にこの電位を加え、上部電極を接地した状態では、ＰＺＴ膜の変位が７０ｎｍに過ぎなかった。
　【００６０】図５は、合計で１μｍ厚のＰＺＴの分極とｄ定数（ｄ３１：単位ｐＣ／ニュートン）の関係を示す特性図であり、ＰＺＴ膜の変位はこの定数に比例して大きくなる。この図から明らかなように、上部電極を下部電極に対してプラス側にチャージする場合は、その逆の場合に比較してＰＺＴの変位量を稼ぐことが可能と成る。
　【００６１】このように電圧を加えことは、公知の通電手段をそのまま利用すれば良い。
　【００６２】なお、上部電極を下部電極に対してプラス側にチャージする場合、上部電極の材料を、酸化還元電位が下部電極（高温プロセスでは、Ｐｔに限定される）。以下であるアルミニウム、ニッケル、チタンのいずれかにすることにより、電極の電食を防ぐことができる。
　【００６３】なお、既述した内容は全て一例であり、圧電体薄膜種結晶の組成比や原料の種類等はこれに何等限定されるものではない。
　【００６４】
　【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれば、水熱合成法により圧電体薄膜を形成する際に、結晶粒径や配向性を制御できるゾルゲル法やスパッタ法により得られる圧電体薄膜種結晶を用いるため、膜厚が１μｍ以上の緻密で平滑、かつ圧電特性に優れた圧電体薄膜を形成することができる。この結果、高い電圧ひずみ定数を持ち、微細なパターニングを行うことが可能な圧電体薄膜素子を、歩留まりよく提供することができる。また、このような圧電体薄膜素子を簡単に製造することができるため、微細化が要求される高性能な圧電体薄膜素子を用いたインクジェット式記録ヘッドを低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】本発明の第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る圧電体薄膜素子の模式断面図を示す。
　【図２】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態におけるインクジェット式記録ヘッドの概略斜視図である。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ’断面拡大図である。
　【図３】本発明の第３の実施の形態に係るインクジェット式記録ヘッドの製造工程の一部を示す断面図である。
　【図４】図２の記録ヘッドに加えられるパルス状電圧の波形図である。
　【図５】ＰＺＴ膜の電圧とｄ定数との関係を示す特性図である。
　【図６】ＰＺＴ種結晶を得るときの昇温速度と種結晶の粒径等との関係を示す図表である。
　【符号の説明】
　１０１　単結晶シリコン
　１０２　インク室
　１０４　白金下部電極
　１０５　ＰＺＴ種結晶
　１０６　ＰＺＴ膜
　１０７　上部電極
　１０８　ノズル板
　１０９　ノズル
　２０１、２０２　二酸化シリコン膜
　２０３　開口部