(57)【要約】【課題】目的とする良好な結晶性を得ることができ、かつ圧電特性の面内均一性を向上することのできる圧電体素子の製造方法を提供し、かかる均一性が向上した圧電体素子を提供する。【解決手段】有機金属化合物のゾル４１１"を塗布する工程（Ｓ３）と、有機金属化合物のゾルを乾燥させる工程及びこれを脱脂させる工程により有機金属化合物のゾルをゲル化させる工程（Ｓ４）と、このゲル化した有機金属化合物４１１'を結晶化させる工程（Ｓ５）と、を備えた圧電体層の形成工程を複数回行なって積層する（Ｓ６）。上記脱脂させる工程のうち、初回の脱脂時の昇温レートを、５００℃／ｍｉｎ以下として加熱する。【選択図】図４
2008085353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に下部電極を形成する工程と、この下部電極上に圧電体膜を形成する工程と、この圧電体膜上に上部電極を形成する工程とを備える圧電体素子の製造方法であって、
前記圧電体膜を形成する工程は、有機金属化合物のゾルを塗布する工程と、前記有機金属化合物のゾルを乾燥させる工程及びこれを脱脂させる工程により有機金属化合物のゾルをゲル化させる工程と、このゲル化した有機金属化合物を結晶化させる工程と、を備えた圧電体層の形成工程を複数回行なって積層するものであり、
前記脱脂させる工程のうち、初回の脱脂時の昇温レートを、５００℃／ｍｉｎ以下として加熱する、圧電体素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記脱脂させる工程のうち、前記初回を除く少なくとも１回の脱脂時の昇温レートを、１０００℃／ｍｉｎ以上として加熱する、圧電体素子の製造方法。
【請求項３】
基板上に下部電極を形成する工程と、この下部電極上に圧電体膜を形成する工程と、この圧電体膜上に上部電極を形成する工程とを備える圧電体素子の製造方法であって、
前記圧電体膜を形成する工程は、有機金属化合物のゾルを塗布する工程と、前記有機金属化合物のゾルを乾燥させる工程及びこれを脱脂させる工程により有機金属化合物のゾルをゲル化させる工程と、このゲル化した有機金属化合物を結晶化させる工程と、を備えた圧電体層の形成工程を複数回行なって積層するものであり、
前記脱脂させる工程において、初回の脱脂時の昇温レートを、他の回の脱脂時の昇温レート以下で加熱する、圧電体素子の製造方法。
【請求項４】
基板上に下部電極を形成する工程と、この下部電極上に圧電体膜を形成する工程と、この圧電体膜上に上部電極を形成する工程とを備える圧電体素子の製造方法であって、
前記圧電体膜を形成する工程は、有機金属化合物のゾルを塗布する工程と、前記有機金属化合物のゾルを乾燥させる工程及びこれを脱脂させる工程により有機金属化合物のゾルをゲル化させる工程と、このゲル化した有機金属化合物を結晶化させる工程と、を備えた圧電体層の形成工程を複数回行なって積層するものであり、
前記脱脂させる工程において、前記複数回の圧電体層の形成のうち、初回の結晶化工程で結晶化される圧電体層のための脱脂時の昇温レートを、他の回の結晶化工程で結晶化される圧電体層のための脱脂時の昇温レート以下で加熱する、圧電体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れか一項において、
前記脱脂させる工程は、基板側から加熱を行なう、圧電体素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の製造方法により製造した圧電体素子を用いることを特徴とする液体吐出ヘッドの製造方法。
【請求項７】
下部電極と、下部電極上に形成された圧電体膜と、圧電体膜上に形成された上部電極と、を備えた圧電体素子において、
前記圧電体膜は、柱状結晶を備えた下層部分と、当該下層部分の柱状結晶と連続し、かつ当該下層部分の柱状結晶より径の大きな柱状結晶を備えた上層部分とを備える、圧電体素子。
【請求項８】
請求項７に記載の圧電体素子を液体吐出駆動源として備えた、液体吐出ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧電体素子の製造方法に係り、特に、ウエハ面内の結晶配向を均一にし、圧電特性を均一にすることの可能な圧電体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電体素子は、電気機械変換機能を呈する圧電体膜を２つの電極で挟んだ素子であり、圧電体膜は結晶化した圧電性セラミックスにより構成されている。
【０００３】
従来、圧電体素子の製造方法として、いわゆるゾルゲル法が知られている。すなわち、下部電極を形成した基板上に有機金属化合物のゾルを塗布して乾燥および脱脂させて圧電体の前駆体膜を形成する。この塗布、乾燥および脱脂の工程を所定回数実行した後、高温で熱処理して結晶化させる。これを更に厚膜化するには、結晶化した圧電体膜の上に更にゾルの塗布、乾燥および脱脂の工程、および結晶化工程を繰り返し実行する。
【０００４】
上記の有機金属化合物のゾルを脱脂させる方法としては、箱型乾燥機を用いるもの、ホットプレートを用いるものが知られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の脱脂工程では、圧電体の前駆体中に、圧電体結晶の核が形成されにくかった。そのため、結晶化させた際に目的とする結晶を得ることが困難であった。また、ウエハの面内における位置によって昇温レートにばらつきが生じるなど、脱脂条件がまちまちになっていた。そのため、結晶配向及び圧電体の特性にもばらつきが生じることがあった。
【０００６】
本発明は、目的とする良好な結晶性を得ることができ、かつ圧電特性の面内均一性を向上することのできる圧電体素子の製造方法を提供し、かかる均一性が向上した圧電体素子を提供することを目的とする。また、この圧電体素子を応用したインクジェットヘッドなどの液体吐出ヘッド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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明は、基板上に下部電極を形成する工程と、この下部電極上に圧電体膜を形成する工程と、この圧電体膜上に上部電極を形成する工程とを備える圧電体素子の製造方法であって、前記圧電体膜を形成する工程は、有機金属化合物のゾルを塗布する工程と、前記有機金属化合物のゾルを乾燥させる工程及びこれを脱脂させる工程により有機金属化合物のゾルをゲル化させる工程と、このゲル化した有機金属化合物を結晶化させる工程と、を備えた圧電体層の形成工程を複数回行なって積層する。そして、前記脱脂させる工程のうち、初回の脱脂時の昇温レートを、５００℃／ｍｉｎ以下として加熱する。また、この脱脂させる工程のうち、前記初回を除く少なくとも１回の脱脂時の昇温レートを、１０００℃／ｍｉｎ以上として加熱することが望ましい。
【０００８】
また、初回の脱脂時の昇温レートを、他の回の脱脂時の昇温レート以下で加熱することが望ましい。また、前記複数回の圧電体層の形成のうち、初回の結晶化工程で結晶化される圧電体層のための脱脂時の昇温レートを、他の回の結晶化工程で結晶化される圧電体層のための脱脂時の昇温レート以下で加熱することが望ましい。なお、下部電極と圧電体層の一部をパターニング後、更に圧電体層を積層する場合、パターニング後の脱脂時の昇温レートを同様に低くすることが好ましい。
【０００９】
上記圧電体素子の製造方法において、前記脱脂させる工程は、基板側から加熱を行なうことが望ましい。
【００１０】
本発明の液体吐出ヘッドの製造方法は、上記の圧電体素子の製造方法により製造した圧電体素子を用いる。
【００１１】
本発明の圧電体素子は、下部電極と、下部電極上に形成された圧電体膜と、圧電体膜上に形成された上部電極と、を備え、前記圧電体膜は、柱状結晶を備えた下層部分と、当該下層部分の柱状結晶と連続し、かつ当該下層部分の柱状結晶より径の大きな柱状結晶を備えた上層部分とを備える。
【００１２】
本発明の液体吐出ヘッドは、上記の圧電体素子を液体吐出駆動源として備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１４】
（インクジェットプリンタの全体構成）
図１は、本実施形態の方法により製造される圧電体素子を備えたインクジェット式記録ヘッド（液体吐出ヘッド）が使用されるプリンタ（液体吐出装置）の構造の説明図である。このプリンタには、本体２に、トレイ３、排出口４および操作ボタン９が設けられている。さらに本体２の内部には、インクジェット式記録ヘッド１、供給機構６、制御回路８が備えられている。
【００１５】
インクジェット式記録ヘッド１は、本発明の製造方法で製造された圧電体素子を備えている。インクジェット式記録ヘッド１は、制御回路８から供給される吐出信号に対応して、ノズルから液体であるインクを吐出可能に構成されている。
【００１６】
本体２は、プリンタの筐体であって、用紙５をトレイ３から供給可能な位置に供給機構６を配置し、用紙５に印字可能なようにインクジェット式記録ヘッド１を配置している。トレイ３は、印字前の用紙５を供給機構６に供給可能に構成され、排出口４は、印刷が終了した用紙５を排出する出口である。
【００１７】
供給機構６は、モータ６００、ローラ６０１・６０２、その他の図示しない機械構造を備えている。モータ６００は、制御回路８から供給される駆動信号に対応して回転可能になっている。機械構造は、モータ６００の回転力をローラ６０１・６０２に伝達可能に構成されている。ローラ６０１および６０２は、モータ６００の回転力が伝達されると回転するようになっており、回転によりトレイ３に載置された用紙５を引き込み、ヘッド１によって印刷可能に供給するようになっている。
【００１８】
制御回路８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース回路などを備え、図示しないコネクタを介してコンピュータから供給される印字情報に対応させて、駆動信号を供給機構６に供給したり、吐出信号をインクジェット式記録ヘッド１に供給したりできるようになっている。また、制御回路８は操作パネル９からの操作信号に対応させて動作モードの設定、リセット処理などが行えるようになっている。
【００１９】
（インクジェット式記録ヘッドの構成）
図２は、本実施形態の方法により製造される圧電体素子を備えたインクジェット式記録ヘッドの構造の説明図である。インクジェット式記録ヘッド１は、図に示すように、ノズル板１０、圧力室基板２０および振動板３０を備えて構成されている。このヘッドは、オンデマンド形のピエゾジェット式ヘッドを構成している。
【００２０】
圧力室基板２０は、圧力室（キャビティ）２１、側壁（隔壁）２２、リザーバ２３および供給口２４を備えている。圧力室２１は、シリコン等の基板をエッチングすることにより形成されたインクなどを吐出するために貯蔵する空間となっている。側壁２２は圧力室２１間を仕切るよう形成されている。リザーバ２３は、インクを共通して各圧力室２１に充たすための流路となっている。供給口２４は、リザーバ２３から各圧力室２１にインクを導入可能に形成されている。なお圧力室２１などの形状はインクジェット方式によって種々に変形可能である。例えば平面的な形状のカイザー（Ｋｙｓｅｒ）形であっても円筒形のゾルタン（Ｚｏｌｔａｎ）形でもよい。また圧力室が１室形用に構成されていても２室形に構成されていてもよい。
【００２１】
ノズル板１０は、圧力室基板２０に設けられた圧力室２１の各々に対応する位置にそのノズル穴１１が配置されるよう、圧力室基板２０の一方の面に貼り合わせられている。ノズル板１０を貼り合わせた圧力室基板２０は、さらに筐体２５に納められて、インクジェット式記録ヘッド１を構成している。
【００２２】
振動板３０は圧力室基板２０の他方の面に貼り合わせられている。振動板３０には圧電体素子（図示しない）が設けられている。振動板３０には、インクタンク口（図示せず）が設けられて、図示しないインクタンクに貯蔵されているインクを圧力室基板２０内部に供給可能になっている。
【００２３】
（層構造）
図３に、本実施形態の方法により製造されるインクジェット式記録ヘッドおよび圧電体素子のさらに具体的な構造を説明する断面図を示す。この断面図は、一つの圧電体素子の断面を拡大したものである。図に示すように、振動板３０は、絶縁膜３１より構成され、圧電体素子４０は下部電極３２上に圧電体薄膜層４１および上部電極４２を積層して構成されている。特にこのインクジェット式記録ヘッド１は、圧電体素子４０、圧力室２１およびノズル穴１１が一定のピッチで連設されて構成されている。このノズル間のピッチは、印刷精度に応じて適宜設計変更が可能である。例えば４００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）になるように配置される。
【００２４】
絶縁膜３１は、導電性でない材料、例えば二酸化珪素（ＳｉＯ2）により構成され、圧電体層の変形により変形し、圧力室２１の内部の圧力を瞬間的に高めることが可能に構成されている。
【００２５】
絶縁膜３１上には下部電極３２を形成するが、絶縁膜３１と下部電極３２との間に、酸化ジルコニウムからなるバッファ層や２０ｎｍ程度のチタン又は酸化チタンの膜（密着層）を形成しても良い。
【００２６】
下部電極３２は、圧電体層に電圧を印加するための一方の電極であり、導電性を有する材料、例えば、白金（Ｐｔ）などにより構成されている。なお、下部電極３２はこれに限らず、白金と同じＦＣＣ構造を有する金属であるイリジウム（Ｉｒ）で構成しても良い。下部電極３２は、圧力室基板２０上に形成される複数の圧電体素子に共通な電極として機能するように絶縁膜３１と同じ領域に形成される。ただし、圧電体薄膜層４１と同様の大きさに、すなわち上部電極と同じ形状に形成することも可能である。
【００２７】
上部電極４２は、圧電体層に電圧を印加するための他方の電極となり、導電性を有する材料、例えば膜厚０．１μｍの白金（Ｐｔ）で構成されている。
【００２８】
圧電体薄膜層４１は、本発明の製造方法で製造された例えばペロブスカイト構造を持つ圧電性セラミックスの結晶であり、振動板３０上に所定の形状で形成されて構成されている。
【００２９】
圧電体薄膜層４１の組成は、例えばジルコニウム酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｚｒ0.56、Ｔｉ0.44）Ｏ3：ＰＺＴ）等の圧電性セラミックスを用いる。その他、チタン酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）ＴｉＯ3）、ジルコニウム酸鉛ランタン（（Ｐｂ，Ｌａ）ＺｒＯ3）またはマグネシウムニオブ酸ジルコニウム酸チタン酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3：ＰＭＮ−ＰＺＴ）、ジルコニウム酸チタン酸バリウム（Ｂａ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ3：ＢＺＴ）などでもよい。
【００３０】
（印刷動作）
上記インクジェット式記録ヘッド１の構成において、印刷動作を説明する。制御回路８から駆動信号が出力されると、供給機構６が動作し用紙５がヘッド１によって印刷可能な位置まで搬送される。制御回路８から吐出信号が供給されず圧電体素子４０の下部電極３２と上部電極４２との間に電圧が印加されていない場合、圧電体薄膜層４１には変形を生じない。吐出信号が供給されていない圧電体素子４０が設けられている圧力室２１には、圧力変化が生じず、そのノズル穴１１からインク滴は吐出されない。
【００３１】
一方、制御回路８から吐出信号が供給され圧電体素子４０の下部電極３２と上部電極４２との間に一定電圧が印加された場合、圧電体薄膜層４１に変形を生じる。吐出信号が供給された圧電体素子４０が設けられている圧力室２１ではその振動板３０が大きくたわむ。このため圧力室２１内の圧力が瞬間的に高まり、ノズル穴１１からインク滴が吐出される。ヘッド中で印刷させたい位置の圧電体素子に吐出信号を個別に供給することで、任意の文字や図形を印刷させることができる。
【００３２】
（製造方法）
次に、この実施形態による圧電体素子の製造方法を、インクジェット式記録ヘッドの製造方法と併せて説明する。図４及び 図５は、本実施形態の方法による圧電体素子の製造工程断面図である。
【００３３】
絶縁膜形成工程（Ｓ１）
絶縁膜形成工程は、シリコン基板２０に絶縁膜３１を形成する工程である。シリコン基板２０の厚みは、側壁の高さが高くなりすぎないように、例えば２００μｍ程度のものを使用する。絶縁膜３１は例えば１μｍ程度の厚みに形成する。絶縁膜の製造には公知の熱酸化法等を用い、二酸化珪素の膜を形成する。なお、絶縁膜３１の上に、４００ｎｍ程度の酸化ジルコニウムからなるバッファ層（図示せず）を形成してもよい。このバッファ層の上に、厚さ５ｎｍ〜４０ｎｍ、更に好ましくは２０ｎｍ程度のチタン膜又は酸化チタン膜（密着層：図示せず）を更に形成しても良い。この密着層は、絶縁膜３１と下部電極３２との密着性を向上させる。
【００３４】
下部電極形成工程（Ｓ２）
この下部電極形成工程は、絶縁膜３１又は密着層の上に下部電極３２を形成する工程である。下部電極３２は、例えば白金層を１００ｎｍ〜２００ｎｍの厚みで積層する。これらの層の製造は公知の電子ビーム蒸着法、スパッタ法等を用いる。なお、下部電極３２の組成はこれに限らず、イリジウム（例えば２０ｎｍ）／白金（例えば６０ｎｍ）／イリジウム（例えば２０ｎｍ）の積層構造としてもよい。
【００３５】
更に、白金膜上に、チタン（Ｔｉ）の種層を好ましくは２ｎｍ〜２０ｎｍ、更に好ましくは５ｎｍの厚みで形成する。このチタン種層の形成には、例えば公知の直流スパッタ法等を用いる。この種層は一様の厚みで形成するが、場合によって島状となっても構わない。
【００３６】
圧電体前駆体膜の形成（Ｓ３、Ｓ４）
次に、下部電極３２上に圧電体前駆体膜４１１'を成膜する。圧電体前駆体膜４１１'は、後述の処理で結晶化されて圧電体薄膜の第１層４１１となる以前の、非晶質膜として構成される。本実施例ではＰＺＴ前駆体膜をゾル・ゲル法で成膜する。
【００３７】
ゾル・ゲル法とは、金属アルコキシド等の金属有機化合物を溶液系で加水分解、重縮合させるものである。具体的には、まず、基板上に金属有機化合物を含む溶液（ゾル）４１１"を塗布し、乾燥させる（Ｓ３）。用いられる金属有機化合物としては、無機酸化物を構成する金属のメトキシド、エトキシド、プロポキシド、ブトキシド等のアルコキシドやアセテート化合物等が挙げられる。硝酸塩、しゅう酸塩、過塩素酸塩等の無機塩でも良い。
【００３８】
本実施形態においては、ＰＺＴ膜の出発原料として、Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯ）2・３Ｈ2Ｏ、Ｚｒ（ｔ−ＯＣＨ4Ｈ9）4、Ｔｉ（ｉ−ＯＣ3Ｈ7）4の混合溶液（ゾル）を用意する。この混合溶液を１５００ｒｐｍで０．１μｍの厚さにスピンコーティングする。塗布した段階では、ＰＺＴを構成する各金属原子は有機金属錯体として分散している。
【００３９】
塗布後、一定温度で一定時間乾燥させ、ゾルの溶媒を蒸発させる。例えば、乾燥温度は例えば１５０℃以上２００℃以下に設定する。好ましくは、１８０℃で乾燥させる。乾燥時間は例えば５分以上１５分以下にする。好ましくは１０分程度乾燥させる。
【００４０】
乾燥後、さらに大気雰囲気下において一定の脱脂温度で一定時間脱脂する（Ｓ４）。脱脂温度は、３００℃以上５００℃以下の範囲が好ましい。この範囲より高い温度では結晶化が始まってしまい、この範囲より低い温度では、十分な脱脂が行えないからである。好ましくは３６０℃〜４００℃程度に設定する。脱脂時間は、例えば５分以上９０分以下にする。この範囲より長い時間では結晶化が始まってしまい、この範囲より短い時間では十分に脱脂されないからである。好ましくは１０分程度脱脂させる。脱脂により金属に配位している有機物が金属から解離し酸化燃焼反応を生じ、大気中に飛散する。
【００４１】
最初の脱脂では、初回の脱脂時の昇温レートを５００℃／ｍｉｎ以下としている。昇温レートを低くしてゆっくり加熱することにより、脱脂条件が均一となるようにし、第１のゾル膜４１１"内に多数の小さな種結晶を生じさせることができる。昇温レートを５００℃／ｍｉｎ以下に制御するには、ゾルの塗布された常温の基板を、例えば常温のアルミニウム基板上に置き、これを４００℃に加熱されたホットプレート上に置けばよい。これにより昇温レートは約４３０℃／ｍｉｎとなる。ゾルが塗布された面をホットプレートの載置面と反対側にすることにより、基板側から加熱することができるため、均一かつ効率的に脱脂を行なうことができる。
【００４２】
以上の塗布・乾燥・脱脂の工程を所定回数、例えば２回繰り返して２つのゲル層からなる圧電体前駆体膜の第１層４１１'を形成する。この場合、２回目の脱脂工程でも、初回の脱脂工程と同様に５００℃／ｍｉｎ以下の昇温レートで加熱することが望ましい。なお、これら塗布・乾燥・脱脂の繰り返し回数は２回に限らず、１回のみでもよいし、３回以上でもよい。
【００４３】
結晶化工程（Ｓ５）
上記の工程によって得られた圧電体前駆体膜の第１層４１１'を加熱処理することによって結晶化させ、圧電体薄膜の第１層４１１を形成する。焼結条件は材料により異なるが、本実施形態ではＯ2雰囲気下において、７００℃で３０分間加熱を行う。加熱装置としては、拡散炉を使用することができるほか、ＲＴＡ（Ｒａｐｉｄ  Ｔｈｅｒｍａｌ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）装置でもよい。この結晶化により、圧電体膜の第１層４１１が形成される。本実施形態によれば、結晶化されたＰＺＴは（１００）面配向度が８０％以上を示すため、圧電特性に優れた圧電体膜を形成することができる。しかも基板面内のばらつきが少なく基板全体にわたって良好な特性を得ることができる。
【００４４】
圧膜化工程（Ｓ６）
次に、ゾルの塗布・乾燥・脱脂を２回繰返し、更に結晶化させるという上述と同様の工程を、５回繰り返す。したがって、ゾルの塗布１回あたりの膜厚が０．１μｍの場合には、圧電体膜４１全体の膜厚は１μｍとなる。図６は、圧電体素子の詳細な層構造を示す一部断面図である。最初の結晶化工程で形成された圧電体膜の第１層４１１の上に、複数の圧電体膜の層４１２、４１３、４１４、４１５が積層される。
【００４５】
初回の結晶化より後に行なわれる脱脂工程では、昇温レートを１０００℃／ｍｉｎ以上とする。昇温レートを１０００℃／ｍｉｎ以上に制御するには、ゾルの塗布された常温の基板を例えば４００℃に加熱されたホットプレート上に直接置けばよい。これにより昇温レートは約２５０００℃／ｍｉｎとなる。
【００４６】
昇温レートを初回より高くして速く加熱することで、ゾル膜内には種結晶が生じにくくなる。種結晶が生じにくいため、それ以前に結晶化された圧電体結晶を核として、後の結晶化工程における結晶成長が行なわれる。従って、圧電体結晶が上下層で不連続になることを防止することができる。以上のように、初回の脱脂時の昇温レートを、他の回の脱脂時の昇温レートより低くして加熱することにより、１層目４１１には粒径の小さな柱状結晶が形成され、２層目以降の４１２〜４１５には１層目の柱状結晶と連続し且つこれより粒径の大きな柱状結晶が形成される。また、本実施形態によれば、結晶化されたＰＺＴは下層の影響を受けて（１００）面配向度が８０％以上となり、しかも基板面内のばらつきを小さくすることができる。
【００４７】
なお、この圧膜化工程に先立ち、下部電極３２と圧電体薄膜の第１層４１１とを所定形状にパターニングしてもよい。この場合、圧膜化工程で積層される圧電体薄膜の最初の層である第２層４１２を形成する際の脱脂時の昇温レートを、第１層４１１を形成する際の脱脂時の昇温レートと同様に低くすることが好ましい。
【００４８】
上部電極形成工程（ 図５：Ｓ７）
以上により形成された圧電体薄膜４１上に上部電極４２を形成する。具体的には、上部電極４２として白金（Ｐｔ）を１００ｎｍの膜厚にＤＣスパッタ法で成膜する。
【００４９】
圧電体素子の形成（Ｓ８）
次に、上部電極４２上にレジストをスピンコートした後、インク室が形成されるべき位置に合わせて露光・現像してパターニングする。残ったレジストをマスクとして上部電極４２、圧電体薄膜４１をイオンミリング等でエッチングする。以上の工程により、個々の圧電体素子４０が形成される。
【００５０】
インクジェット式記録ヘッドの形成（Ｓ９、Ｓ１０）
更に、インク室基板２０にインク室２１を形成し、ノズル板１０を形成する。具体的には、インク室基板２０に、インク室が形成されるべき位置に合わせてエッチングマスクを施し、例えば平行平板型反応性イオンエッチング等の活性気体を用いたドライエッチングにより、予め定められた深さまでインク室基板２０をエッチングし、インク室２１を形成する。エッチングされずに残った部分は側壁２２となる。
【００５１】
最後に、樹脂等を用いてノズル板１０をインク室基板２０に接合する。ノズル板１０をインク室基板２０に接合する際には、ノズル１１がインク室２１の各々の空間に対応して配置されるよう位置合せする。以上の工程により、インクジェット式記録ヘッドが形成される。
【００５２】
本発明の液体吐出ヘッドは、インクジェット記録装置に用いられるインクを吐出するヘッド以外にも、液晶ディスプレイ等のためのカラーフィルタの製造に用いられる色材を含む液体を吐出するヘッド、有機ＥＬディスプレイやＦＥＤ（面発光ディスプレイ）等の電極形成に用いられる電極材料を含む液体を吐出するヘッド、バイオチップ製造に用いられる生体有機物を含む液体を吐出するヘッド等、種々の液体を噴射するヘッドに適用することが可能である。
【００５３】
本発明によれば、目的とする良好な結晶性を得ることができ、かつ圧電特性の面内均一性を向上することのできる圧電体素子の製造方法を提供し、かかる均一性が向上した圧電体素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本実施形態の方法により製造される圧電体素子を備えたインクジェット式記録ヘッドが使用されるプリンタの構造の説明図である。
【図２】上記インクジェット式記録ヘッドの構造の説明図である。
【図３】上記インクジェット式記録ヘッドおよび圧電体素子のさらに具体的な構造を説明する断面図である。
【図４】圧電体素子の製造工程断面図である。
【図５】圧電体素子の製造工程断面図である。
【図６】圧電体素子の詳細な層構造を示す一部断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１００  インクジェット式記録ヘッド（液体吐出ヘッド）
１０  ノズルプレート
２０  圧力室基板
３０  振動板
４０  圧電体素子
【図１】
2008085353.tif 000003
【図２】
2008085353.tif 000004
【図３】
2008085353.tif 000005
【図４】
2008085353.tif 000006
【図５】
2008085353.tif 000007
【図６】
2008085353.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成19年11月14日(2007.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極と、下部電極上に形成された圧電体膜と、圧電体膜上に形成された上部電極と、を備えた圧電体素子において、
前記圧電体膜は、柱状結晶を備えた下層部分と、当該下層部分の柱状結晶と連続し、かつ当該下層部分の柱状結晶より径の大きな柱状結晶を備えた上層部分とを備える、圧電体素子。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電体素子を液体吐出駆動源として備えた、液体吐出ヘッド。