(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方の面上に電磁波吸収層を形成する電磁波吸収層形成工程と、
前記電磁波吸収層上に非結晶膜を形成する非結晶膜形成工程と、
前記基板の他方の面に電磁波を遮断する電磁波遮断マスクを形成するマスク形成工程と、
前記基板の他方の面側から前記電磁波遮断マスクを介して電磁波を前記基板に照射することによって、前記非結晶膜の所定領域を結晶化させる結晶化工程と、を有し、
前記マスク形成工程では、前記基板の他方の面に、前記基板の他方の面を選択的に除去して凹部を形成することによって凹凸構造を形成する結晶パターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の結晶パターン形成方法を用いた圧電膜の製造方法であって、
前記非結晶膜形成工程では、前記電磁波吸収層上に非結晶質複合酸化物膜を形成し、
前記結晶化工程では、前記非結晶質複合酸化物膜の所定領域を結晶化させて複合酸化物結晶膜を含む圧電膜を形成することを特徴とする圧電膜の製造方法。
【請求項３】
前記結晶化工程では、前記非結晶質複合酸化物膜の所定領域をＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜に変えることを特徴とする請求項２記載の圧電膜の製造方法。
【請求項４】
前記結晶化工程では、前記ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜の所定領域において、結晶粒を増大させることを特徴とする請求項３記載の圧電膜の製造方法。
【請求項５】
請求項２乃至４の何れか一項記載の圧電膜の製造方法を用いた圧電素子の製造方法であって、
前記結晶化工程の後に、前記複合酸化物結晶膜上に上部電極を形成する工程を有することを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の圧電素子の製造方法を用いて製造された圧電素子を用いて液体吐出ヘッドを製造することを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結晶パターン形成方法、圧電膜の製造方法、圧電素子の製造方法、液体吐出ヘッドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電材料は電気信号と変位又は圧力とを変換する特性を有することから、センサやアクチュエータ等を含む各種デバイスに使用されている。圧電材料としては、例えば、ＰＺＴが使用されている。又、ＰＺＴ結晶膜（圧電膜）の作製手法としては、例えば、ゾルゲル法（ＣＳＤ法）、スパッタリング法、ＣＶＤ法等により基板上にアモルファスＰＺＴ膜を作製し、電気炉等によりアモルファスＰＺＴ膜を加熱して結晶化する方法が用いられている。【０００３】
しかしながら、上記の方法によりＰＺＴ結晶膜を作製する場合、アモルファスＰＺＴ膜だけではなく、基板全体も加熱される。そのため、耐熱性の基板等を用いる必要がある。又、基板上に他の構造や素子等を有する場合には、加熱処理が不要な他の部材（他の構造や素子等）まで加熱され、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ、性能を著しく低下させるおそれがある。【０００４】
そこで、基板全体を加熱せずに所定領域を局部加熱する方法が提案されている。例えば、白金膜で覆われたシリコン基板上にアモルファスＰＺＴ膜を形成し、シリコン基板を透過できるレーザ光を使ってアモルファスＰＺＴ膜を局部加熱することにより結晶化させて、ＰＺＴ結晶膜を形成する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１５４５８１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、上記の技術では、圧電素子を他のデバイスと一つの基板上に集積させる場合に、レーザ光の走査位置のコントロールが困難である。又、レーザ光の走査面積もレーザ光のビームサイズに依存するため、自由に変えることができない。その結果、ＰＺＴ結晶膜等の結晶パターンを、高い精度で所望の場所に形成することが困難である。【０００７】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高い精度で所望の場所に結晶パターンを形成する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
ある実施例によれば、本結晶パターン形成方法は、基板の一方の面上に電磁波吸収層を形成する電磁波吸収層形成工程と、前記電磁波吸収層上に非結晶膜を形成する非結晶膜形成工程と、前記基板の他方の面に電磁波を遮断する電磁波遮断マスクを形成するマスク形成工程と、前記基板の他方の面側から前記電磁波遮断マスクを介して電磁波を前記基板に照射することによって、前記非結晶膜の所定領域を結晶化させる結晶化工程と、を有し、前記マスク形成工程では、前記基板の他方の面に、前記基板の他方の面を選択的に除去して凹部を形成することによって凹凸構造を形成する。
【発明の効果】
【０００９】
開示の技術によれば、高い精度で所望の場所に結晶パターンを形成する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１Ｂ】第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図１Ｃ】第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図２Ａ】第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図２Ｂ】第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図２Ｃ】第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図３Ａ】第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図３Ｂ】第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図４Ａ】第３の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図４Ｂ】第３の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図４Ｃ】第３の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図５Ａ】第４の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図５Ｂ】第４の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図５Ｃ】第４の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図６】第５の実施の形態に係る圧電素子を例示する断面図である。
【図７】第６の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図である。
【図８】第６の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する別の断面図である。
【図９】第７の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。
【図１０Ａ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１０Ｂ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図１０Ｃ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図１１Ａ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１１Ｂ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図１１Ｃ】第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図１２】第８の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。
【図１３Ａ】第９の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１３Ｂ】第９の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための別の断面図である。
【図１３Ｃ】第９の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するためのさらに別の断面図である。
【図１４Ａ】第１０の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。
【図１４Ｂ】第１０の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する別の断面図である。
【図１５】第１１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【図１６】第１１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００１２】
〈第１の実施の形態〉
本実施の形態では、基板の一例としてシリコン基板を用いる場合を示し、電磁波の一例としてレーザ光を用いる場合を示すが、これらに限定されるものではない。又、便宜上、基板の電磁波吸収層が形成される面を一方の面、基板の電磁波遮断層が形成される面を他方の面と称する場合がある。
【００１３】
図１Ａ〜図１Ｃは、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図１Ａに示す工程では、厚さ５００μｍ程度のシリコン基板１０を準備する。そして、シリコン基板１０の表面側（一方の面側）に、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）１１、酸化チタン膜（ＴｉＯｘ膜）１２、第１金属膜１３を順次積層する。なお、本実施の形態では第１金属膜１３として白金膜（Ｐｔ膜）を用いる例を示す。
【００１４】
具体的には、シリコン基板１０の表面に、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法や熱酸化法等により、膜厚６００ｎｍ程度のシリコン酸化膜１１を形成する。そして、シリコン酸化膜１１上に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、膜厚５０ｎｍ程度の酸化チタン膜１２を積層する。更に、酸化チタン膜１２上に、例えば、スパッタリング法やＣＶＤ法等により、第１金属膜１３として膜厚１００ｎｍ程度の白金膜を積層する。
【００１５】
なお、第１金属膜１３は、シリコン基板１０の裏面側（他方の面側）から照射される電磁波を吸収して第１金属膜１３上に形成される被加熱層（アモルファスＰＺＴ膜等）を加熱する電磁波吸収層としての機能を有する。そのため、第１金属膜１３は、被加熱層の下層側に形成される必要がある。
【００１６】
又、シリコン基板１０の裏面に、開口部２００ｘを備えた電磁波遮断層２００を形成する。具体的には、シリコン基板１０の裏面の全面に、例えば、スパッタリング法や真空蒸着法等により、電磁波遮断層２００を形成する。そして、フォトリソグラフィ法やエッチング法等により電磁波遮断層２００を部分的に除去し、開口部２００ｘを形成する。開口部２００ｘの位置や形状は、形成したい結晶パターンに合わせて決定する。開口部２００ｘの個数は、１個であっても複数個であっても構わない。
【００１７】
電磁波遮断層２００の材料は、シリコン基板１０の裏面側から照射する電磁波に対する透過率が低い材料（遮光機能を有する材料）であればどのような材料を用いても構わない。電磁波遮断層２００の材料としては、例えば、Ｃｒ等の金属を用いることができる。電磁波遮断層２００の膜厚は、例えば、２００ｎｍ程度とすることができる。電磁波遮断層２００の材料として、Ｃｒに代えて、ＮｉやＰｔ、Ｒｈ等を用いても構わない。なお、電磁波遮断層２００は、本発明に係る電磁波遮断マスクの代表的な一例である。
【００１８】
次に、図１Ｂに示す工程では、例えば、ＣＳＤ法により、第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。具体的には、例えば、出発材料である酢酸鉛、ジルコニウムアルコキシド、及びチタンアルコキシド化合物を共通溶媒であるメトキシエタノールに溶解させて、均一溶媒であるＰＺＴ前駆体溶液（ＰＺＴゾルゲル液）を合成する。そして、例えば、スピンコート法により、第１金属膜１３上にＰｂＴｉＯ３を用いてシード層を形成した後、シード層上に合成したＰＺＴ前駆体溶液（ＰＺＴゾルゲル液）を塗布してＰＺＴ塗布膜を形成する。なお、合成したＰＺＴ前駆体溶液の複合酸化物固体分濃度は、例えば、０．５モル／リットル以下程度とすることができる。但し、シード層の形成は必須ではなく、シード層を形成せずに、第１金属膜１３上に直接ＰＺＴ塗布膜を形成しても構わない。
【００１９】
そして、第１金属膜１３上にＰＺＴ塗布膜が形成されたシリコン基板１０を、例えばホットプレート（図示せず）上に載置し、所定温度（例えば、２２０℃程度）に加熱する。これにより、溶媒が蒸発し、ＰＺＴ塗布膜は熱分解され、固体のアモルファスＰＺＴ膜１５（非結晶膜）となる。
【００２０】
次に、図１Ｃに示す工程では、シリコン基板１０の裏面側（他方の面側）から電磁波遮断層２００を介して、例えば連続発振のレーザ光Ｌを照射し、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化させてＰＺＴ結晶膜１６を形成する。
【００２１】
レーザ光Ｌの波長は、電磁波吸収層である第１金属膜１３に吸収されやすい波長を適宜選択できるが、本実施の形態では、一例として、波長１２００ｍ以上（例えば、１４７０ｎｍ）とする。なお、レーザ光Ｌは、例えば、ビーム形状の先端が平坦なフラットトップのビームプロファイルとすることができる。
【００２２】
レーザ光Ｌは、電磁波遮断層２００の開口部２００ｘを透過して第１金属膜１３に到達する。本実施の形態で第１金属膜１３として用いた白金膜は、波長１２００ｎｍ以上の吸収係数が非常に大きく、およそ６×１０５ｃｍ−１である。又、例えば、膜厚１００ｎｍの白金膜において、波長１２００ｎｍ付近の光の透過率は１％以下である。従って、照射された波長１２００ｎｍ付近のレーザ光Ｌの光エネルギーは、殆ど、白金膜からなる第１金属膜１３に吸収される。
【００２３】
第１金属膜１３に吸収されたレーザ光Ｌの光エネルギーは、熱に変わって第１金属膜１３を加熱し、第１金属膜１３には電磁波遮断層２００の開口部２００ｘの形状に対応する熱分布が形成される。第１金属膜１３の熱分布は、第１金属膜１３の一方の面に形成されているアモルファスＰＺＴ膜１５に伝わり（拡散し）、アモルファスＰＺＴ膜１５は、第１金属膜１３側から局部的に加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１５の加熱された部分は膜質が変えられ（結晶化され）、ＰＺＴ結晶膜１６となる。なお、加熱を継続すると、ＰＺＴ結晶膜１６の結晶粒の粒径が増大し、結晶品質が向上する。
【００２４】
一般的に、アモルファスＰＺＴ膜の結晶化温度は約６００℃〜８５０℃であり、白金の融点（１７６８℃）よりかなり低い。従って、第１金属膜１３に入射するレーザ光Ｌのエネルギー密度及び照射時間の制御によって、第１金属膜１３にダメージを与えることなく、アモルファスＰＺＴ膜１５を局部的に加熱して結晶化させ、結晶のパターンを形成することができる。レーザ光Ｌのエネルギー密度は、例えば、１×１０２〜１×１０６Ｗ／ｃｍ２程度とすることができる。レーザ光Ｌの照射時間は、例えば、１ｍｓ〜２００ｍｓ程度とすることができる。
【００２５】
このように、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法では、電磁波吸収層である第１金属膜１３の一方の面に、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。そして、シリコン基板１０の他方の面側から、電磁波遮断層２００を介して、第１金属膜１３に吸収されやすい波長のレーザ光Ｌを局部的に照射する。
【００２６】
これにより、電磁波吸収層である第１金属膜１３がレーザ光Ｌの光エネルギーを吸収して局部的に加熱され、電磁波吸収層に積層されているアモルファスＰＺＴ膜１５も局部的に加熱される。アモルファスＰＺＴ膜１５の局部的に加熱された部分は、膜質を変えられて（結晶化されて）、ＰＺＴ結晶膜１６となる。すなわち、電磁波遮断層２００の開口部２００ｘの大きさや場所に対応するＰＺＴ結晶膜１６の結晶パターンを形成できる。開口部２００ｘは高い精度で電磁波遮断層２００の所望の場所に形成できるので、ＰＺＴ結晶膜１６の結晶パターンも高い精度で所望の場所に形成可能となる。
【００２７】
又、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法では、図１Ｃに示すように、レーザ光Ｌのビームサイズの制限がなく、ビーム幅が広いレーザ光を使って、多箇所に、寸法が異なる結晶パターンを一括で形成できる。又、シリコン基板１０の裏面に電磁波遮断層２００を形成するので、レーザ光Ｌの周辺に強度分布があっても、レーザ光Ｌのプロファイルの平坦な部分を利用して、精度が高い結晶のパターンを形成できる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、ＰＺＴ結晶膜の結晶パターンを形成する例を示したが、ＰＺＴ結晶膜以外のＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜を用いてもよい。又、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜は鉛を含有する強誘電体であってもよいし、鉛を含有しない強誘電体であってもよい。ＰＺＴ結晶膜以外のＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜としては、例えば、チタン酸バリウム等の非鉛複合酸化物膜を用いることができる。この場合は、バリウムアルコキシド、チタンアルコキシド化合物を出発材料にし、共通溶媒に溶解させることでチタン酸バリウム前駆体溶液を作製することが可能である。
【００２９】
これら材料は一般式ＡＢＯ３で記述され、Ａ＝Ｐｂ、Ｂａ、Ｓｒ  Ｂ＝Ｔｉ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｎｂを主成分とする複合酸化物が該当する。その複合酸化物の具体的な記述として（Ｐｂ１−ｘ、Ｂａ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３、（Ｐｂ１−ｘ、Ｓｒ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３、と表され、これはＡサイトのＰｂを一部ＢａやＳｒで置換した場合である。このような置換は２価の元素であれば可能であり、その効果は熱処理中の鉛の蒸発による特性劣化を低減させることにある。
【００３０】
又、本実施の形態では、幅が広い、ビームプロファイルがフラットトップであるレーザ光Ｌを用いる例を示したが、ビームプロファイルがガウシアンのレーザ光を用いてもよい。又、本実施の形態では、連続発振のレーザ光Ｌを用いる例を示したが、パルス発振のレーザ光を用いてもよい。
【００３１】
又、本実施の形態では、電磁波吸収層として機能する第１金属膜１３として白金膜を用いる例を説明したが、第１金属膜１３として、融点がＰＺＴの結晶化温度（６５０℃程度）より高い他の耐熱性の膜を用いてもよい。他の耐熱性の膜としては、例えば、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｗ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ａｕ、Ｃｕの何れかの金属を含む金属膜を挙げられる。又、Ｌａ、Ｎｉ、Ｉｒ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｒｕ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｗ、Ｔａから選ばれる少なくとも１種の金属元素の酸化物、或いは前記金属及び前記金属酸化物より形成される複合構造を挙げられる。
【００３２】
又、本実施の形態では、開口部２００ｘより幅が広いレーザ光Ｌを示して説明したが、レーザ光Ｌの幅は開口部２００ｘより狭くても構わない。開口部２００ｘに対して、レーザ光Ｌを適切にオーバーラップしながら多回数走査して照射すれば、同様の効果を得られる。
【００３３】
又、本実施の形態では、電磁波遮断層２００をシリコン基板１０の裏面に接触するように形成する例を示したが、電磁波遮断層２００をシリコン基板１０の裏面から離して形成してもよい。この場合には、シリコン基板１０の裏面と電磁波遮断層２００との間に、スペーサとなる他の層が形成される。この場合、１つのマスクを利用してシリコン基板１０となるウエハを大量加工でき、プロセスを簡略化できる。かつ、マスクとウエハの間にレンズを設けると、加工サイズ及び形状も変更でき、多様の加工対応が可能となる。
【００３４】
〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、半導体素子が実装された基板上にＰＺＴ結晶膜を形成する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部分についての説明は省略する場合がある。
【００３５】
図２Ａ〜図３Ｂは、第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図２Ａに示す工程では、図１Ａに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の表面側に、シリコン酸化膜１１、酸化チタン膜１２、第１金属膜１３（Ｐｔ膜）を順次積層する。又、シリコン基板１０の裏面に、開口部２００ｘを備えた電磁波遮断層２００を形成する。但し、本実施の形態では、シリコン基板１０の表面側に半導体素子３０が実装されている点が、第１の実施の形態と相違する。
【００３６】
次に、図２Ｂに示す工程では、図１Ｂに示す工程と同様にして、第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。但し、本実施の形態では、第１金属膜１３上の所定領域のみにアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する点が、第１の実施の形態と相違する。
【００３７】
例えば、ニードル方式（針を用いて微小な液滴を塗布する方式）を用いて、第１金属膜１３上の所定領域のみにＰＺＴ前駆体溶液（ＰＺＴゾルゲル液）を塗布してＰＺＴ塗布膜を形成し、乾燥処理をする。これにより、第１金属膜１３上の所定領域のみにアモルファスＰＺＴ膜１５を形成することができる。但し、ニードル方式に代えて、例えば、インクジェット方式、スクリーン印刷方式、転写方式等の方法を用いてもよい。
【００３８】
次に、図２Ｃに示す工程では、図１Ｃに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の裏面側から、電磁波遮断層２００を介して、シリコン基板１０に、例えば波長１２００ｍ以上（例えば、１４７０ｎｍ）の連続発振のレーザ光Ｌを照射する。これにより、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化させてＰＺＴ結晶膜１６を形成する。電磁波遮断層２００の開口部２００ｘは、半導体素子３０が実装されている領域の裏面側には形成されていないため、レーザ光Ｌは半導体素子３０が実装されている領域には到達しない。そのため、半導体素子３０は殆ど加熱されず、半導体素子３０の性能が低下することを回避できる。
【００３９】
次に、図３Ａに示す工程では、図２Ｂに示す工程と同様にして、１層目のアモルファスＰＺＴ膜１５及びＰＺＴ結晶膜１６上に２層目のアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。そして、図３Ｂに示す工程では、図２Ｃに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の裏面側から、電磁波遮断層２００を介して、シリコン基板１０に、例えば波長１２００ｍ以上（例えば、１４７０ｎｍ）の連続発振のレーザ光Ｌを照射する。これにより、２層目のアモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化させてＰＺＴ結晶膜１６を形成する。その後、図３Ａ及び図３Ｂに示す工程を必要数繰り返すことにより、所望の膜厚のＰＺＴ結晶膜１６を得ることができる。
【００４０】
このように、第２の実施の形態に係る結晶パターン形成方法によれば、第１の実施の形態と同様に、被加熱層であるアモルファスＰＺＴ膜１５を局部的に加熱し結晶化できる。そのため、シリコン基板１０上に半導体素子３０が存在する場合であっても、半導体素子３０は殆ど加熱されず、半導体素子３０の性能が低下することを回避できる。
【００４１】
但し、半導体素子３０に代えて、他のデバイス、例えば、センサや通信デバイス等がシリコン基板１０上に実装されている場合であっても同様の効果を奏する。すなわち、被加熱層以外の構造や素子等を有する場合であっても、加熱処理が不要な他の部材（他の構造や素子等）まで加熱されないので、熱的なダメージや熱応力による寸法精度のずれ等が生じ難く、他の部材の性能低下を回避できる。
【００４２】
〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、電磁波遮断層２００を形成せずに、シリコン基板１０の所定領域の反射率を相対的に低くする凹凸構造を形成する例を示す。具体的には、シリコン基板１０の裏面側を選択的に除去して凹凸構造（凹部１０ｘ）を形成する例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００４３】
図４Ａ〜図４Ｃは、第３の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図４Ａに示す工程では、図１Ａに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の表面側に、シリコン酸化膜１１、酸化チタン膜１２、第１金属膜１３（Ｐｔ膜）を順次積層する。又、シリコン基板１０の裏面に、凹部１０ｘを形成する。なお、凹凸構造（凹部１０ｘ）は、電磁波遮断マスクの代表的な一例である。
【００４４】
凹部１０ｘは、例えば、フォトリソグラフィ法やウェットエッチング法等を組み合わせた方法で形成できる。シリコン基板１０の裏面に凹部１０ｘを形成すると、凹部１０ｘの反射率を、シリコン基板１０の裏面の凹部１０ｘが形成されていない領域の反射率よりも低くすることができる。又、凹部１０ｘの反射率は、凹部１０ｘの深さにより調整できる。凹部１０ｘの深さを調整することで、例えば、波長が１４７０ｎｍの光に対して、凹部１０ｘの反射率を３０％程度、凹部１０ｘ以外の反射率を６０％程度とすることができる。但し、凹部１０ｘの深さを調整して、凹部１０ｘと凹部１０ｘ以外の反射率差は、できるだけ大きくすることが好ましい。
【００４５】
次に、図４Ｂに示す工程では、図１Ｂに示す工程と同様にして、第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。次に、図４Ｃに示す工程では、シリコン基板１０の裏面側から、凹凸構造を介して、シリコン基板１０に、例えば波長１２００ｍ以上（例えば、１４７０ｎｍ）の連続発振のレーザ光Ｌを照射する。
【００４６】
シリコン基板１０において、凹部１０ｘの反射率は凹部１０ｘ以外の反射率よりも相対的に低い。そのため、電磁波吸収層である第１金属膜１３の凹部１０ｘに対応する領域１３Ｈに達するレーザ光Ｌの強度は、その周辺の領域１３Ｌに達するレーザ光Ｌの強度よりも高くなる。その結果、領域１３Ｈの温度は領域１３Ｌの温度よりも高くなる。これにより、領域１３Ｈ上のアモルファスＰＺＴ膜１５は、第１金属膜１３側から局部的に加熱され、結晶化されてＰＺＴ結晶膜１６となる。
【００４７】
なお、エッチングによる凹部１０ｘの形成に代えて、所定の波長（例えば、１４７０ｎｍ）の光に対して透明な膜（例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮ等）をシリコン基板１０の裏面に蒸着することで凹凸構造を作製し、反射率差を形成してもよい。
【００４８】
このように、電磁波遮断層２００に代えて凹凸構造（凹部１０ｘ）を形成してもよい。
【００４９】
〈第４の実施の形態〉
第４の実施の形態では、電磁波を遮断する基板に直接結晶パターンを形成する例を示す。なお、第４の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５０】
図５Ａ〜図５Ｃは、第４の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図５Ａに示す工程では、厚さ５０μｍ程度のＳＵＳ基板２０を準備する。そして、ＳＵＳ基板２０の裏面に、開口部２００ｘを備えた電磁波遮断層２００を形成する。本実施の形態では、電磁波遮断層２００として、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）を用いる。なお、本実施の形態では、ＳＵＳ基板２０の表面側に、シリコン酸化膜１１、酸化チタン膜１２、及び第１金属膜１３を形成しない。
【００５１】
次に、図５Ｂに示す工程では、図１Ｂに示す工程と同様にして、ＳＵＳ基板２０の表面に直接アモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。次に、図５Ｃに示す工程では、ＳＵＳ基板２０の裏面側から、電磁波遮断層２００を介して、ＳＵＳ基板２０に、例えば波長９８０ｎｍの連続発振のレーザ光Ｌを照射する。
【００５２】
ＳＵＳのような金属は、レーザ光Ｌを含む電磁波を遮断して通過させないので、図５Ｃに示すように、レーザ光ＬはＳＵＳ基板２０の裏面側の浅い所、例えば、３０ｎｍ程度までしか侵入することができない。
【００５３】
この場合、ＳＵＳ基板２０は電磁波吸収層として機能し、ＳＵＳ基板２０の裏面側の領域２０Ｈ（開口部２００ｘ内の領域）の温度は領域２０Ｌ（電磁波遮断層２００に被覆された領域）の温度よりも高くなる。領域２０Ｈに生じた熱は伝熱効果によって一点鎖線の矢印方向に伝わりＳＵＳ基板２０の表面側に到達する。これにより、領域２０Ｈ上のアモルファスＰＺＴ膜１５は、ＳＵＳ基板２０側から局部的に加熱され、結晶化されてＰＺＴ結晶膜１６となる。
【００５４】
なお、ＳＵＳ基板２０は導電性を有するため、図５Ｃの構造をデバイスに適用する場合には、ＳＵＳ基板２０を電極として用いることができる。
【００５５】
又、本実施の形態では、電磁波吸収層として機能する基板としてＳＵＳ基板２０を用いる例を示したが、ＳＵＳ基板２０に代わる基板として、融点がＰＺＴの結晶化温度（６５０℃程度）より高い金属からなる基板を用いてもよい。このような金属としては、例えば、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｎｉ等を挙られる。
【００５６】
又、本実施の形態では、レーザ光の波長を９８０ｎｍとして説明したが、他の波長のレーザ、例えば、波長１０．６μｍ程度のＣＯ２レーザ、波長５３２ｎｍ程度のＹＡＧレーザ等を用いてもよい。
【００５７】
このように、電磁波を吸収する材料からなる基板を用いることにより、基板上に、直接、結晶パターンを形成できる。
【００５８】
〈第５の実施の形態〉
第５の実施の形態では、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を用いて形成した圧電素子の例を示す。なお、第５の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００５９】
図６は、第５の実施の形態に係る圧電素子を例示する断面図である。図６に示すように、圧電素子１は、シリコン基板１０と、シリコン酸化膜１１と、酸化チタン膜１２と、第１金属膜１３と、ＰＺＴ結晶膜１６と、第２金属膜１７とを有する。
【００６０】
圧電素子１において、第１金属膜１３が下部電極、ＰＺＴ結晶膜１６が圧電膜、第２金属膜１７が上部電極として機能する。すなわち、下部電極として機能する第１金属膜１３と上部電極として機能する第２金属膜１７との間に電圧が印加されると、圧電膜であるＰＺＴ結晶膜１６が機械的に変位する。
【００６１】
圧電素子１は、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を用いて形成できる。すなわち、下部電極となる第１金属膜１３上に非結晶質複合酸化物膜であるアモルファスＰＺＴ膜１５を形成し、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化させて複合酸化物結晶膜であるＰＺＴ結晶膜１６（圧電膜）を形成する。ＰＺＴ結晶膜１６の膜厚は、例えば、２μｍ程度とすることができる。前述のように、ＰＺＴ結晶膜１６に代えて、ＡＢＯ３型ペロブスカイト型結晶膜としてもよい。
【００６２】
なお、ＰＺＴ結晶膜１６の周囲に存在していたアモルファス部分は、例えば、フォトリソグラフィ法やエッチング法等のプロセスにより除去することができる。アモルファス部分は膜の密度が低いので、ドライエッチングで除去する場合、結晶膜と比べて除去することが容易である。
【００６３】
ＰＺＴ結晶膜１６を形成後、ＰＺＴ結晶膜１６上に上部電極となる第２金属膜１７を形成する。第２金属膜１７としては、例えば、白金膜を用いることができる。第２金属膜１７は、例えば、スパッタリング法や蒸着法等により形成することができる。第２金属膜１７の膜厚は、例えば、１００ｎｍ程度とすることができる。
【００６４】
〈第６の実施の形態〉
第６の実施の形態では、第５の実施の形態に係る圧電素子を用いた液体吐出ヘッドの例を示す。なお、第６の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００６５】
図７は、第６の実施の形態に係る液体吐出ヘッドを例示する断面図である。図７に示されるように、液体吐出ヘッド２は、圧電素子１と、ノズル板４０とを有する。ノズル板４０には、インク滴を吐出するノズル４１が形成されている。ノズル板４０は、例えばＮｉ電鋳等で形成できる。
【００６６】
ノズル板４０、シリコン基板１０、及び振動板となるシリコン酸化膜１１により、ノズル４１に連通する圧力室１０ｙ（インク流路、加圧液室、加圧室、吐出室、液室等と称される場合もある）が形成されている。振動板となるシリコン酸化膜１１は、インク流路の壁面の一部を形成している。換言すれば、圧力室１０ｙは、ノズル４１が連通してなり、シリコン基板１０（側面を構成）、ノズル板４０（下面を構成）、シリコン酸化膜１１（上面を構成）で区画されてなる。
【００６７】
圧力室１０ｙは、例えば、エッチングを利用してシリコン基板１０を加工することにより作製できる。この場合のエッチングとしては、異方性エッチングを用いると好適である。異方性エッチングとは結晶構造の面方位に対してエッチング速度が異なる性質を利用したものである。例えばＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬させた異方性エッチングでは、（１００）面に比べて（１１１）面は約１／４００程度のエッチング速度となる。その後、シリコン基板１０の下面にノズル４１を有するノズル板４０を接合する。なお、図７において、液体供給手段、流路、流体抵抗等についての記述は省略している。
【００６８】
圧電素子１は、圧力室１０ｙ内のインクを加圧する機能を有する。酸化チタン膜１２は、下部電極となる第１金属膜１３と振動板となるシリコン酸化膜１１との密着性を向上する機能を有する。酸化チタン膜１２に代えて、例えば、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、Ｔａ２Ｏ５、Ｔａ３Ｎ５等からなる膜を用いてもよい。但し、酸化チタン膜１２は、圧電素子１の必須の構成要素ではない。
【００６９】
圧電素子１において、下部電極となる第１金属膜１３と上部電極となる第２金属膜１７との間に電圧が印加されると、圧電膜となるＰＺＴ結晶膜１６が機械的に変位する。ＰＺＴ結晶膜１６の機械的変位にともなって、振動板となるシリコン酸化膜１１が例えば横方向（ｄ３１方向）に変形変位し、圧力室１０ｙ内のインクを加圧する。これにより、ノズル４１からインク滴を吐出させることができる。
【００７０】
なお、図８に示すように、液体吐出ヘッド２を複数個並設し、液体吐出ヘッド３を構成することもできる。
【００７１】
〈第７の実施の形態〉
第７の実施の形態では、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を用いて形成した強誘電体素子の例を示す。なお、第７の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００７２】
図９は、第７の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。図９に示されるように、強誘電体素子４は、シリコン基板１０と、シリコン酸化膜１１と、酸化チタン膜１２と、第１金属膜１３と、アモルファスＰＺＴ膜１５と、ＰＺＴ結晶膜１６と、第２金属膜１７と、保護膜１９とを有する。第１金属膜１３及び第２金属膜１７としては、例えば、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜を用いることができる。なお、アモルファスＰＺＴ膜１５とＰＺＴ結晶膜１６とは、同一の積層プロセスで成膜されたものである。
【００７３】
強誘電体素子４において、第１金属膜１３上の所定領域に複合酸化物結晶膜であるＰＺＴ結晶膜１６が形成されており、ＰＺＴ結晶膜１６の周囲の少なくとも一部には非結晶質複合酸化物膜であるアモルファスＰＺＴ膜１５が形成されている。なお、アモルファスＰＺＴ膜１５は、ＰＺＴ結晶膜１６と同一の主成分を有している。
【００７４】
又、強誘電体素子４の信頼性を向上させるため、アモルファスＰＺＴ膜１５の側面及び上面、ＰＺＴ結晶膜１６の上面外縁部（第２金属膜１７が形成されていない部分）、及び第２金属膜１７の上面外縁部を連続的に被覆する保護膜１９が設けられている。保護膜１９としては、例えば、アルミナ膜等を用いることができる。
【００７５】
図１０Ａ〜図１１Ｃは、第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図１０Ａに示す工程では、図１Ａ〜図１Ｃと同様の工程により、シリコン基板１０の第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５及びＰＺＴ結晶膜１６を形成し、その後、シリコン基板１０の裏面を研磨して電磁波遮断層２００を除去する。なお、レーザ光Ｌを照射しても、ＰＺＴ結晶膜１６の組成の主成分は、アモルファスＰＺＴ膜１５の組成の主成分と変わらない。
【００７６】
なお、図１Ａ〜図１Ｃに示す工程１回で結晶化できるＰＺＴ結晶膜１６の膜厚は５０ｎｍ程度である。そのため、図１０Ａに示す工程では、アモルファスＰＺＴ膜１５を形成する工程と、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を加熱して結晶化させる工程とを必要数繰り返し、一定の厚さを有する（例えば、膜厚１μｍ）ＰＺＴ結晶膜１６を形成する。
【００７７】
次に、図１０Ｂに示す工程では、アモルファスＰＺＴ膜１５上及びＰＺＴ結晶膜１６上に、上部電極となる第２金属膜１７を形成する。第２金属膜１７は、例えば、スパッタリング法や蒸着法等により形成することができる。第２金属膜１７は、例えば、膜厚１００ｎｍ程度の白金膜とすることができる。
【００７８】
次に、図１０Ｃに示す工程では、第２金属膜１７をパターニングする。具体的には、例えば、フォトリソグラフィ法により第２金属膜１７上の所定領域に感光性のレジスト膜３００を形成し、レジスト膜３００に覆われていない部分の第２金属膜１７をエッチングで除去する。その後、レジスト膜３００を除去する。
【００７９】
次に、図１１Ａに示す工程では、アモルファスＰＺＴ膜１５をパターニングする。具体的には、例えば、フォトリソグラフィ法によりアモルファスＰＺＴ膜１５、ＰＺＴ結晶膜１６、及び第２金属膜１７上の所定領域に感光性のレジスト膜３１０を形成し、レジスト膜３１０に覆われていない部分のアモルファスＰＺＴ膜１５をエッチングで除去する。その後、レジスト膜３１０を除去する。なお、ドライエッチングでパターニングする場合、アモルファスＰＺＴ膜１５の密度はＰＺＴ結晶膜１６より低いので、エッチングレートが早く、プロセス時間を短縮できる。
【００８０】
次に、図１１Ｂに示す工程では、アモルファスＰＺＴ膜１５の側面及び上面、ＰＺＴ結晶膜１６の上面外縁部（第２金属膜１７が形成されていない部分）、及び第２金属膜１７の上面外縁部を連続的に被覆する保護膜１９を形成する。保護膜１９としては、例えば、アルミナ膜等を用いることができる。保護膜１９は、例えば、スパッタリング法等により形成できる。
【００８１】
なお、図１１Ａに示す工程でアモルファスＰＺＴ膜１５を、ドライエッチングより簡単なウェットエッチングで除去することもできる。この場合、アモルファスＰＺＴ膜１５は異方性エッチングで除去することができず、エッチング速度制御も難しいので、図１１Ｃに示すように、アモルファスＰＺＴ膜１５の寸法や形状が図１１Ａに示す理想的なものと異なる場合がある。しかし、この場合でも、ＰＺＴ結晶膜１６までエッチングにより除去されるわけではないため、強誘電体素子４の特性に影響はない。
【００８２】
このように、強誘電体素子４は、一対の電極（第１金属膜１３及び第２金属膜１７）と、一対の電極の間に形成された複合酸化物結晶膜であるＰＺＴ結晶膜１６とを有する。そして、ＰＺＴ結晶膜１６の周囲の少なくとも一部に、ＰＺＴ結晶膜１６と同一の主成分を有する非結晶質複合酸化物膜であるアモルファスＰＺＴ膜１５が設けられている。
【００８３】
強誘電体素子４において、強誘電体素子４の特性はＰＺＴ結晶膜１６の部分により決められるので、アモルファスＰＺＴ膜１５が残存していても、強誘電体素子４の特性に悪影響はない。逆に、アモルファスＰＺＴ膜１５は、好ましくない元素がＰＺＴ結晶膜１６の周囲からＰＺＴ結晶膜１６へ拡散及び浸透することをブロックすることができる。すなわち、アモルファスＰＺＴ膜１５は、バリア層として機能し、強誘電体素子４の劣化を防止することができる。
【００８４】
又、ＰＺＴ結晶膜１６は、元々アモルファスＰＺＴ膜１５を結晶化したものであり、両者は同一の主成分を有しているので、ＰＺＴ結晶膜１６とアモルファスＰＺＴ膜１５との間に主成分の組成の連続性があり、結晶膜に欠陥が少ない点で好適である。
【００８５】
更に、パターニングはアモルファスＰＺＴ膜１５に実施するので、アモルファスＰＺＴ膜１５の側壁面にダメージがあっても、ＰＺＴ結晶膜１６へのダメージはなく、強誘電体素子４の特性に影響を与えない点で好適である。
【００８６】
〈第８の実施の形態〉
第８の実施の形態では、第１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を用いて形成した強誘電体素子の他の例を示す。なお、第８の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００８７】
図１２は、第８の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。図１２に示されるように、強誘電体素子５は、上部電極が導電性酸化物膜１８と第２金属膜１７の２層構造となっている点が強誘電体素子４（図９参照）と相違する。第２金属膜１７としては、例えば、白金膜を用いることができる。導電性酸化物膜１８としては、例えば、ＳｒＲｕＯ（ＳＲＯ）膜を用いることができる。強誘電体素子５を作製するには、第７の実施の形態の図１０Ｂの工程で、ＰＺＴ結晶膜１６上の所定領域に、導電性酸化物膜１８と第２金属膜１７を順次積層すればよい。
【００８８】
このように、上部電極を導電性酸化物膜１８と第２金属膜１７の２層構造とすることにより、水素が上部から強誘電体素子５へ拡散することを防止することが可能となり、強誘電体素子５の劣化を抑制できる。
【００８９】
〈第９の実施の形態〉
第９の実施の形態では、レーザ光をシリコン基板の表面側から照射する例を示す。なお、第９の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００９０】
図１３Ａ〜図１３Ｃは、第９の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図１３Ａに示す工程では、図１Ａに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の表面側に、シリコン酸化膜１１、酸化チタン膜１２、第１金属膜１３を順次積層する。但し、本実施の形態では、シリコン基板１０の裏面に電磁波遮断層２００は形成しない。
【００９１】
次に、図１３Ｂに示す工程では、図１Ｂに示す工程と同様にして、第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。次に、図１３Ｃに示す工程では、シリコン基板１０の表面側からアモルファスＰＺＴ膜１５に直接レーザ光Ｌを照射し、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化してＰＺＴ結晶膜１６にする。
【００９２】
本実施の形態では、レーザ光Ｌは、アモルファスＰＺＴ膜１５に吸収される波長を選択する。例えば、波長が２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザを用いることができる。なお、選択されるレーザ光Ｌは、加熱対象となる膜の材質（吸収波長）により異なり、例えば、加熱対象がＳｒＢｉＴａ２Ｏ９（ＳＢＴ）膜の場合には、波長が３２５ｎｍのアルゴンレーザを選択することができる。その後、第７の実施の形態の図１０及び図１１と同様の工程により、強誘電体素子４（図９参照）又は強誘電体素子５（図１２参照）を作製できる。
【００９３】
このように、レーザ光は、加熱対象となる膜に直接照射してもよい。
【００９４】
〈第１０の実施の形態〉
第１０の実施の形態では、強誘電体素子を配列する例を示す。なお、第１０の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【００９５】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、第１０の実施の形態に係る強誘電体素子を例示する断面図である。図１４Ａに示されるように、強誘電体素子６は、強誘電体素子４（図９参照）が１次元又は２次元に配列されたものである。隣接する強誘電体素子４の間は、絶縁膜であるアモルファスＰＺＴ膜１５により絶縁されている。
【００９６】
強誘電体素子６は、第７の実施の形態の図１０Ａ〜図１１Ｃに示す工程により作製できるが、隣接する強誘電体素子４の間のアモルファスＰＺＴ膜１５を除去して下部電極である第１金属膜１３を露出する必要はない。隣接する強誘電体素子４の間に絶縁膜であるアモルファスＰＺＴ膜１５が存在していても各強誘電体素子４を独立にできるからである。
【００９７】
隣接する強誘電体素子４の間のアモルファスＰＺＴ膜１５を除去することが不要であるため、ドライエッチング工程中に生成される不純物の量を大幅に低減可能となり、各強誘電体素子４の信頼性を向上できる。又、隣接する強誘電体素子４の間にはアモルファスＰＺＴ膜１５が存在しており溝が存在しない。そのため、図１１Ａに示す工程でアモルファスＰＺＴ膜１５をパターニングする際のフォトリソグラフィ工程中のアラインメント誤差を除去し、強誘電体素子６の集積度を向上できる。
【００９８】
又、強誘電体素子６において、各強誘電体素子４の特性は各ＰＺＴ結晶膜１６の部分により決められるので、周囲の寸法（アモルファスＰＺＴ膜１５の寸法）が多少ずれても、各強誘電体素子４の特性が変わらない。そのため、多くの強誘電体素子４を作製する場合に、均一した強誘電体素子４を製造することができる。
【００９９】
但し、図１４ＢのＡ部に示すように、ＰＺＴ結晶膜１６にダメージを与えないような適切なプロセス条件を用いれば、強誘電体素子４の一部はＰＺＴ結晶膜１６までパターニングされてもよい。
【０１００】
〈第１１の実施の形態〉
第１１の実施の形態では、第７の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を用いて形成した赤外線センサの例を示す。なお、第１１の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。
【０１０１】
図１５及び図１６は、第１１の実施の形態に係る結晶パターン形成方法を説明するための断面図である。まず、図１５に示す工程では、第７の実施の形態の図１０Ａに示す工程と同様にして、シリコン基板１０の表面側に、シリコン酸化膜１１、酸化チタン膜１２、第１金属膜１３を順次積層する。又、シリコン基板１０の裏面に、開口部２００ｘを備えた電磁波遮断層２００を形成する。そして、第１金属膜１３上にアモルファスＰＺＴ膜１５を形成する。但し、図１５では複数の素子が１次元又は２次元に配列された結晶列を作製するため、各結晶を配置したい位置に複数の開口部２００ｘを形成する。
【０１０２】
そして、シリコン基板１０の裏面側から、電磁波遮断層２００を介して、シリコン基板１０にレーザ光Ｌを照射し、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を結晶化させてＰＺＴ結晶膜１６を形成する。ここでは、複数の開口部２００ｘに順次レーザ光Ｌが照射されるように走査を行う。なお、１回で結晶化できる膜厚は５０ｎｍ程度である。そのため、アモルファスＰＺＴ膜１５を形成する工程と、アモルファスＰＺＴ膜１５の所定領域を加熱して結晶化させる工程とを必要数繰り返し、一定の厚さを有する（例えば、膜厚１μｍ）ＰＺＴ結晶膜１６を形成する。
【０１０３】
次に、図１６に示す工程では、第７の実施の形態の図１０Ｂ〜図１１Ｂと同様の工程を実行後、シリコン基板１０を裏面側から研磨又はエッチングして各赤外線センサ７の下方に凹部１０ｚを形成する。これにより、複数の赤外線センサ７が１次元又は２次元に配列された赤外線センサ８が完成する。なお、本実施の形態では、上部電極となる第２金属膜１７は、赤外線を吸収するように、ＮｉＣｒを蒸着して形成する。
【０１０４】
このように、本実施の形態に係る方法によれば、同一サイズのＰＺＴ結晶膜１６を備えた複数の赤外線センサ７を配列できるため、赤外線センサ７間の特性のばらつきを抑制した赤外線センサ８（赤外線センサアレイ）を安定して生産することができる。
【０１０５】
なお、同様の方法により、他のデバイス装置、例えば、アクチュエータやキャパシタ等を作製することも可能である。
【０１０６】
以上、好ましい実施の形態について詳説したが、上述した実施の形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１０７】
例えば、照射する電磁波はレーザ光には限定されず、電磁波吸収層を加熱できれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、フラッシュランプ等を用いることができる。
【０１０８】
又、基板として、シリコン基板に代えてサファイア基板等を用いてもよい。
【０１０９】
又、上記実施の形態に係る圧電素子は、前述のように、インクジェット記録装置等において使用する液体吐出ヘッドの構成部品として用いることができるが、これには限定されない。上記実施の形態に係る圧電素子を、例えば、マイクロポンプ、超音波モータ、加速度センサ、プロジェクター用２軸スキャナ、輸液ポンプ等の構成部品として用いてもよい。
【０１１０】
本国際特許出願は２０１５年２月１７日に出願した日本国特許出願第２０１５−０２８８６５号に基づきその優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１５−０２８８６５号の全内容を本願に援用する。
【符号の説明】
【０１１１】
１  圧電素子
２、３  液体吐出ヘッド
４、５、６  強誘電体素子
７、８  赤外線センサ
１０  シリコン基板
１０ｘ、１０ｚ  凹部
１０ｙ  圧力室
１１  シリコン酸化膜
１２  酸化チタン膜
１３  第１金属膜
１３Ｌ、１３Ｈ、２０Ｌ、２０Ｈ  領域
１５  アモルファスＰＺＴ膜
１６  ＰＺＴ結晶膜
１７  第２金属膜
１８  導電性酸化物膜
１９  保護膜
２０  ＳＵＳ基板
３０  半導体素子
４０  ノズル板
４１  ノズル
２００  電磁波遮断層
２００ｘ  開口部
３００、３１０  レジスト膜
Ｌ  レーザ光
【図１Ａ】
0006468344.tif 000002
【図１Ｂ】
0006468344.tif 000003
【図１Ｃ】
0006468344.tif 000004
【図２Ａ】
0006468344.tif 000005
【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
0006468344.tif 000007
【図３Ａ】
0006468344.tif 000008
【図３Ｂ】
0006468344.tif 000009
【図４Ａ】
0006468344.tif 000010
【図４Ｂ】
0006468344.tif 000011
【図４Ｃ】
0006468344.tif 000012
【図５Ａ】
0006468344.tif 000013
【図５Ｂ】
0006468344.tif 000014
【図５Ｃ】
0006468344.tif 000015
【図６】
0006468344.tif 000016
【図７】
0006468344.tif 000017
【図８】
0006468344.tif 000018
【図９】
0006468344.tif 000019
【図１０Ａ】
0006468344.tif 000020
【図１０Ｂ】
0006468344.tif 000021
【図１０Ｃ】
0006468344.tif 000022
【図１１Ａ】
0006468344.tif 000023
【図１１Ｂ】
0006468344.tif 000024
【図１１Ｃ】
0006468344.tif 000025
【図１２】
0006468344.tif 000026
【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
0006468344.tif 000029
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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