(57)【要約】【課題】誘電体層を製造するための汎用基板上に優先配向あるいは一軸配向の結晶構造を有する誘電体層を設けること。【解決手段】製造用の基板上に、第一の電極層及び第二の電極層を有する下部電極層、誘電体層及び上部電極層をこの順に設け、これらの層を優先配向または一軸配向とし、それらのＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅を特定の範囲とすることで成膜用の汎用基板を用いた場合でも所望とする品質の誘電体層を安定して得ることができる。【選択図】図３
2005223318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層及び前記上部電極層の少なくとも一方が、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを有し、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層はそれぞれ優先配向もしくは一軸配向の結晶構造を有し、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層の、優先配向軸または一軸配向軸におけるＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３としたとき、下記一般式（１）：
ｆ３＞ｆ２＞ｆ１≧０．１°・・・・・・・（１）
を満たし、かつｆ１が０．１°以上１０°以下であることを特徴とする誘電体素子。
【請求項２】
前記第一の電極層に含まれる金属が面心立方晶を形成し、（１１１）配向である請求項１に記載の誘電体素子。
【請求項３】
前記第二の電極層がペロブスカイト酸化物を主成分とし、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、該第二の電極層の表面に垂直な方向にないＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングによる半価幅ｆ２が０．５°以上３．０°以下である請求項１または２に記載の誘電体素子。
【請求項４】
前記誘電体層がペロブスカイト構造で、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、前記誘電体層の面に垂直な方向にないＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅ｆ３が１．０°以上６．０°以下である請求項１〜３のいずれかに記載の誘電体素子。
【請求項５】
下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層が、面心立方晶金属を主成分とする（１１１）配向であり、Ｘ線回折での（１１１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅が０．１°以上１０°以下の第一の電極層と、該第一の電極層と隣接し、金属酸化物を主成分とする（１１１）配向層であり、Ｘ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅が０．５°以上１１°以下の第二の電極層とを有し、
前記誘電体層がペロブスカイト型構造の（１１１）配向であり、かつＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られるの半価幅が１．０°以上１２°以下であることを特徴とする誘電体素子。
【請求項６】
前記基板がＳｉ基板であり、該基板上に膜厚が少なくとも５ｎｍのＳｉＯ2層が中間層として設けられている請求項５に記載の誘電体素子。
【請求項７】
前記誘電体層の（１１１）結晶配向度が８０％以上である請求項１〜６のいずれかに記載の誘電体素子。
【請求項８】
前記誘電体層の（１１１）結晶配向度が９９％以上である請求項７に記載の誘電体素子。
【請求項９】
下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層及び前記上部電極層の少なくとも一方が、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを有し、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層はそれぞれ単結晶層であり、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層におけるＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３としたとき、下記一般式（１）：
ｆ３＞ｆ２＞ｆ１≧０．１°・・・・・・・（１）
を満たし、かつｆ１が０．１°以上３°以下であることを特徴とする誘電体素子。
【請求項１０】
Ｙ2Ｏ3を１重量％以上２０重量％以下含み、残りがＺｒＯ2からなる（１００）単結晶膜と、
面心立方晶金属からなる（１１１）単結晶膜と、
ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶膜と、
ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶の誘電体層と、
を、Ｓｉ（１００）基板上にこの順に有することを特徴とする誘電体素子。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の誘電体素子を有することを特徴とする圧電体素子。
【請求項１２】
液体を吐出する吐出口に連通する液路と、該液路中の液体に前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを付与する圧電素子と、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子が請求項１１に記載の圧電素子であることを特徴とするインクジェットヘッド。
【請求項１３】
請求項１〜１０のいずれかに記載の誘電体素子の製造方法であって、
第一の電極層を形成する時の基板の温度をＴ１、第二の電極層を形成する時の基板の温度をＴ２、誘電体層を形成する時の基板の温度をＴ３とした時、下記の式（２）を満足する誘電体素子の製造方法。
Ｔ２≧Ｔ３＞Ｔ１・・・・・・・・・・（２）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンデンサー、センサー、トランスデューサー及びアクチュエータ等としての応用が可能な誘電体素子、それを用いた圧電体（電歪体）素子、インクジェットヘッド及びその製造方法に関する。この誘電体素子は、特に、強誘電体メモリーやＭＥＭＳ素子、メモリー用ヘッド、光シャッター、スピーカーの圧電体などとしても好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
コンデンサーとして比誘電率の高い誘電体材料が求められる一方、コンデンサーの小型化のためにＢａＴｉＯ3などのセラミックス材料の薄膜化が進んでいる。しかし、ＢａＴｉＯ3やＰｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3などの材料の比誘電率は、セラミックス材料で高々、1500程度であり、薄膜化することにより更に焼結不良、界面での欠損構造の問題も加わり、特性の不良な電子デバイスとなる場合がある。また、近年、誘電体素子として、残留分極値が安定しているＰＺＴ（１１１）配向膜をメモリーに利用する動きがある。（１１１）膜を得る例として、例えば、特開2003−179278号公報（特許文献１）に記載されている。この方法は、Ｓｉ基板に（１１１）配向膜を成膜するために、Ｓｉ基板上にバッファー層となるＹＳＺ（１１１）配向膜を設け、その格子を利用してSrRuO3（ＳＲＯ）（１１１）を成膜し、ＰＺＴ（１１１）膜を得ている。しかし、この方法では、バッファー層の成膜が必要であること、及びバッファー層の応力が素子としての性能を左右するため、応力制御する必要があること、応力制御により引っ張り応力の膜にした場合、上のＳＲＯ（１１１）膜の結晶性が安定的に成膜出来ないこと、等の問題が生じる場合があった。また、これらの膜は、すべてエピタキシャル成長により形成されているため、再現性がとぼしい場合が多いという問題があった。これを解決する方法として、同じ特性が期待できる同配向を有した一軸配向膜あるいは再現性に優れたエピタキシャル膜層構成が望まれている。
【０００３】
また、圧電体としては、近年、ＭＥＭＳや圧電応用での研究が広がり、薄膜での特性の良い圧電素子が望まれている。圧電素子は、圧電体層を電極ではさみ、電界をかけることにより、伸縮する素子であり、モーター、超音波モーター、アクチュエータ等に適応できる。
【０００４】
上記応用分野で利用されている材料は、約５０年前に発見されたＰＺＴ系材料である。ＰＺＴ系材料は、焼結温度が１１００℃以上であり、薄膜素子として適応させるために、ゾルゲル法、スパッタ法、ＭＢＥ法、ＰＬＤ法、ＣＶＤ法等を用いた材料開発が進められている。しかし、薄膜として応用した場合、膜中あるいは膜界面での物理的破壊等が発生し易い場合が多い等の問題がある。そのために圧電体層の結晶構造を工夫し、大きな圧電定数や良好な耐圧性のある膜を得ようとする試みがされている。インクジェットヘッドとして、スパッタで（００１）配向膜を用いた例として、特開平８−116103号公報（特許文献２）がある。この方法は、基板上に配向した電極を設け、圧電膜の結晶構造を制御している。しかし、この方法では、（００１）配向させたＰｔ電極が単結晶ＭｇＯ基板上で結晶性良く成膜されるが、単結晶ＭｇＯ基板は、高価であることと基板サイズが小さいことなどの理由からその用途が限られる場合が多い。また、（１１１）配向の圧電膜を成膜するのには、潮解性のあるＭｇＯ（１１１）面を利用するため、Ｐｔ（１１１）結晶膜の安定成膜という点からはなお改善の必要が生じていた。
【特許文献１】特開2003−179278号公報
【特許文献２】特開平８−116103号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決することを目的としたものであり、誘電体層を製造するための成膜用の汎用基板上に優先配向あるいは一軸配向の結晶構造を有する誘電体層を設けるための方法を見出すことに基づいてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
すなわち、本発明にかかる誘電体素子の第１の態様は、下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層及び前記上部電極層の少なくとも一方が、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを有し、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層はそれぞれ優先配向もしくは一軸配向の結晶構造を有し、
前記第一の電極層、前記第ニの電極層及び前記誘電体層の優先配向軸または一軸配向軸におけるＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３としたとき、下記一般式（１）：
ｆ３＞ｆ２＞ｆ１≧０．１°・・・・・・・（１）
を満たし、かつｆ１が０．１°以上１０°以下であることを特徴とするものである。
【０００７】
上記の第１の態様において、前記第一の電極層に含まれる金属が面心立方晶を形成し、（１１１）配向であることが好ましい。また、前記第二の電極層がペロブスカイト酸化物を主成分とし、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、該第二の電極層の表面に垂直な方向にないＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングによる半価幅ｆ２が０．５°以上３．０°以下であることが好ましい。更に、前記誘電体層がペロブスカイト構造で、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、前記誘電体層の表面に垂直な方向にないＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅ｆ３が１．０°以上６．０°以下であることが好ましい。
【０００８】
本発明にかかる誘電体素子の第２の態様は、下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層が、面心立方晶金属を主成分とする（１１１）配向であり、Ｘ線回折での（１１１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅が０．１°以上１０°以下の第一の電極層と、該第一の電極層と隣接し、金属酸化物を主成分とする（１１１）配向層であり、Ｘ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅が０．５°以上１１°以下の第二の電極層とを有し、
前記誘電体層がペロブスカイト型構造の（１１１）配向であり、かつＸ線回折での（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られるの半価幅が１．０°以上１２°以下であることを特徴とするものである。上記の第２の態様においては、前記基板がＳｉ基板であり、該基板上に膜厚が少なくとも５ｎｍのＳｉＯ2層が中間層として設けられていることが好ましい。
【０００９】
更に、上記の第１及び第２の態様において、前記誘電体層の（１１１）結晶配向度が８０％以上、更には９９％以上であることが好ましい。
【００１０】
更に、本発明にかかる誘電体素子の第３の態様は、下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層及び前記上部電極層の少なくとも一方が、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを有し、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層はそれぞれ単結晶層であり、
前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層におけるＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３としたとき、下記一般式（１）：
ｆ３＞ｆ２＞ｆ１≧０．１°・・・・・・・（１）
を満たし、かつｆ１が０．１°以上３°以下であることを特徴とする。
【００１１】
加えて、本発明にかかる誘電体素子の第４の態様は、
Ｙ2Ｏ3を１重量％以上２０重量％以下含み、残りがＺｒＯ2からなる（１００）単結晶膜と、
面心立方晶金属からなる（１１１）単結晶膜と、
ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶膜と、
ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶の誘電体層と、
を、Ｓｉ（１００）基板上にこの順に有することを特徴とする。
【００１２】
上記構成の誘電体素子は圧電体素子として利用することができる。
【００１３】
本発明にかかるインクジェットヘッドは、液体を吐出する吐出口に連通する液路と、該液路中の液体に前記吐出口から液体を吐出するためのエネルギーを付与する圧電素子と、を有するインクジェットヘッドにおいて、前記圧電素子として上記構成の誘電体素子を有することを特徴とするものである。このインクジェットヘッドを用いてインクジェット記録装置を構成することができる。
【００１４】
本発明にかかる誘電体素子の製造方法は、上記の構成の誘電体素子の製造方法であって、
第一の電極層を形成する時の基板の温度をＴ１、第二の電極層を形成する時の基板の温度をＴ２、誘電体層を形成する時の基板の温度をＴ３とした時、下記の式（２）：
Ｔ２≧Ｔ３＞Ｔ１・・・・・・・・・・（２）
を満足するように基板の温度を設定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、汎用材質の基板を用いた場合でも、面心立方晶の金属膜に酸化物電極、誘電体層を積層した構造の誘電体素子において、各層の逆格子マップによるピークの半価幅が特定の関係にある誘電体素子を得ることが可能となる。更に、この素子の誘電体層の成膜温度を下げることが出来、応力が緩和された層で、基板選択性の必要がなく、製造上、特性差の少ない再現性の良い誘電体素子を得ることができる。この誘電体素子は、インクジェットヘッドの圧電体として、あるいはコンデンサー、センサー、トランスデューサー及びアクチュエータ等として、更には強誘電体メモリーやＭＥＭＳ素子、メモリー用ヘッド、光シャッター、スピーカーの圧電体などとして好適なものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
まず、本発明の誘電体素子の第１の態様について説明する。本発明にかかる誘電体素子は、基板上に下部電極層、誘電体層、上部電極層をこの順に積層した構造を有する。これらの上部及び下部電極層の少なくともいずれかが、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを少なくとも有している。上部及び下部電極層、並びに誘電体層はそれぞれ独立して、優先配向もしくは一軸配向の結晶構造を有している。更に、第一の電極層、第二の電極層及び誘電体層の優先配向軸または一軸配向軸におけるＸ線回折測定（ＸＲＤ測定）の逆格子マッピングにより得られるピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３とした時、下記一般式（１）を満たし、かつｆ１が0.１°以上１0°以下であることを特徴とする誘電体素子である。
【００１７】
ｆ3＞ｆ2＞ｆ1≧0.１°・・・・・・・（１）
本発明にかかる誘電体素子は上記の構成にすることにより、基板選択性が必要なくなり、また特性の安定した物となる。また、この構成にした時に誘電体層の形成を、低い成膜温度での結晶成膜により行うことが出来るという特徴がある。更にデバイス化の際に、基板除去及び誘電体層パターニング前後の応力変化が少なく、割れ、剥離等の問題の少ない材料系を提供することもできる。
【００１８】
第一の電極層は、面心立方晶構造で（１１１）配向であり、ｆ１が（１１１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅である。
【００１９】
第二の電極層は、ペロブスカイト酸化物を主成分とし、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり第二の電極層の面垂直方向にない（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングによる半価幅ｆ２が０．５°以上１１°以下であることが好ましい。より好ましくは０．５°以上３．０°以下である。
【００２０】
第一の電極層を構成する材料は、面心立方晶となる金属材料であれば、どのような材料でも良いが、例えば、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｂ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ及びγ-Ｆｅ等を例示することができる。特に好ましいのは、Ｎｉ、Ｐｔ及びＩｒである。面心立法晶の金属が好ましい理由は、自然配向膜で（１１１）配向を採るためであり、下部構造や電極の構成にかかわらず広い成膜条件で容易に（１１１）配向を得ることが出来るためである。また、これらの膜の半価幅は、擬ヴォイト関数でフィッティングして０．１°以上のものでなければならない。
【００２１】
これら特定の半価幅を有する第一の電極層上に、特性の良い（１１１）配向の誘電体層（誘電体膜）を成膜するための第二の電極層を形成できることがわかり、本発明に至ったものである。
【００２２】
第一の電極層の逆格子マッピングの（１１１）ピークの半価幅ｆ１が０．１°未満の場合は、電極層の結晶性は良好であるが基板拘束及び膜中の応力が強くなり、デバイス化に際して不向きである。また、半価幅が１０°を超える場合は、その上にのせる第二の電極層の結晶制御が出来ず、結局、誘電体層の結晶性がランダムになってしまい、誘電特性、圧電特性の良くない系となる場合がある。
【００２３】
第二の電極層は（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、逆格子マッピングの（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅は、0．5°以上１１°以下が好ましい。より好ましくは０．５°以上３．０°以下である。この第二の電極層上に設けられる誘電体層は、ペロブスカイト構造で、（１１１）優先配向あるいは一軸配向であり、逆格子マッピングの（１０１）ピークの擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅ｆ３が１．０°以上１２°以下であることが好ましい。より好ましくは１．０°以上６．０°以下である。ここで、（１０１）ピークの半価幅を特定しているのは、前記金属材料の（１１１）ピークと近い位置に出現するため、（１１１）以外のピークを代表させた方がより正確な半価幅が得られ好ましいためである。この場合は、Ψ＝35deg付近に現れる（１０１）ピークを測定して行う。適宜、材料によりピーク位置が変化するが、より正確を期すためには、上記のように重なりの少ないピークを選択して判断することが望ましい。
【００２４】
半価幅が上記範囲に入る時に製造工程上トラブルが少なく、かつ素子として、特性の良い物を得ることが出来る。上記各層間には、目的とする誘電体素子の機能を保持し得る範囲内で、不連続層あるいは極薄膜層を入れてもかまわない。
【００２５】
なお、上記の誘電体素子の製造においては、製造用の基板上に第一及び第二の電極層を有する電極層Ａを設けた後、誘電体層及び電極層Ｂを更に積層して誘電体素子の構造を得るが、製造用基板をそのまま誘電体素子の基板として用いる場合は、電極層Ａが基板側の下部電極となり、電極層Ｂが上部電極となる。あるいは、製造用の基板を削除し、電極層Ｂ側に基板が配置される場合は、電極層Ｂが素子基板側の下部電極となり、電極層Ａが上部電極となる。
【００２６】
次に、本発明の誘電体素子の第２の態様について説明する。この第２の態様にかかる誘電体素子は、基板上に面心立方晶金属を主成分とする（１１１）配向であり、擬ヴォイト関数のフィッティングによる（１１１）ピークの半価幅が０．１°以上１０°以下の第一の電極層、それと隣接した金属酸化物を主成分とする（１１１）配向層であり、擬ヴォイト関数のフィッティングによる（１０１）ピーク半価幅が０．５°以上１１°以下の第二の電極層を有する下部電極層；及びペロブスカイト型構造の（１１１）配向で擬ヴォイト関数のフィッティングによる（１０１）ピークの半価幅が１．０°以上１２°以下である誘電体層；上部電極層；をこの順に有することを特徴とする誘電体素子である。
【００２７】
第一の電極層の半価幅は、好ましくは、０．３°以上３°以下である。第二の電極層の好ましい半価幅は、１．０°以上５°以下である。また、誘電体層（圧電体層）の好ましい半価幅は、２．０°以上６°以下である。各層のピーク半価幅をｆ１（第一の電極層），ｆ２（第二の電極層），ｆ３（誘電体層）とした時にｆ３＞ｆ２＞ｆ１の関係が成立することが望ましい。第一の電極層と第二の電極層の間には、目的とする誘電体素子の機能を保持し得る範囲内で、両者の界面に薄膜の異層が存在しても良いが、実質的に隣接した関係であることが好ましい。又、第二の電極層と誘電体層の間も同様である。
【００２８】
上記の第２の態様における基板としては、Si基板上に酸化層のSiO2層が、アンカー層となる中間層として５nm以上存在しても、製造工程を変えることなく安定して本発明の素子をつくることができる。
【００２９】
上記の第１及び第２の態様において、誘電体層の（１１１）結晶配向度が８０％以上であることが好ましい。このことにより、誘電特性、圧電特性が良好になる。より好ましくは、（１１１）配向誘電層が、（１１１）結晶配向度が９０％以上であり、更に好ましくは、９９％以上である。
【００３０】
本発明の第３の態様としては、（１１１）単結晶誘電体素子に関する構成であり、
下部電極層、誘電体層及び上部電極層を、基板上にこの順に有する誘電体素子であって、
前記下部電極層及び前記上部電極層の少なくとも一方が、金属を主成分とする第一の電極層と酸化物を主成分とする第二の電極層とを有し、前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層はそれぞれ単結晶層であり、前記第一の電極層、前記第二の電極層及び前記誘電体層におけるＸ線回折測定によるピークに基づいて擬ヴォイト関数のフィッティングにより得られる半価幅をそれぞれ、ｆ１、ｆ２、ｆ３としたとき、下記一般式（１）：
ｆ３＞ｆ２＞ｆ１≧０．１°・・・・・・・（１）
を満たし、かつｆ１が０．１°以上３°以下であることを特徴とする誘電体素子である。
【００３１】
さらには、本発明の第４の態様としては、Y2O3を１重量％以上２０重量％以下含み、残りがZrO2からなる（１００）単結晶膜と、面心立方晶金属からなる（１１１）単結晶膜と、ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶膜と、ペロブスカイト型酸化物からなる（１１１）単結晶の誘電体層と、を、Si（１００）基板上にこの順に有することを特徴とする誘電体素子である。
【００３２】
上記構成を採ることにより、前述の課題を解消し、再現性良く（１１１）単結晶誘電体層を得ることが出来る。
【００３３】
好ましい層構成としては、ＰＺＴ（１１１）/ＳＲＯ（１１１）/Ｐｔ（１１１）/ＹＳＺ（１００）/Ｓｉ（１００）である。
【００３４】
なお、結晶配向度は、XRD測定のθ−θより各方位のピーク強度の和の主配向によるピークの強度の割合より、算出される。単結晶誘電体素子の場合は、上記ピーク強度は、単一の配向によるピークのみ観測され、また、面内の配向もそろっていることが極点図から観測される。
【００３５】
YSZ（１００）上に直接ペロブスカイト型酸化物電極層を成膜する場合は、例えばSROの場合も同様であるが、（１１１）膜にならず、（１１０）配向を採り易い。そのために上記構成のように面心立方晶の金属層を介することが必要である。
【００３６】
上記構成の誘電体素子の構成を用い、誘電体層に圧電体としての機能を有する層を用いることで圧電体素子を得ることができる。
【００３７】
以下、上記の誘電体素子の各層の形成材料について説明する。
【００３８】
第一の電極層の形成材料は、前述した通りである。第二の電極層の形成材料としては、ペロブスカイト系酸化物の導電性物質を選択して用いることができる。ペロブスカイト系酸化物としては、例えば、La1-xSrxVO3で0.23＜ｘ≦1である化合物、Gd1-xSrxVO3で0.4＜ｘ＜0.5である化合物、La1-xSrxCoO3で0＜ｘ＜1である化合物、Ca1-xSrxRuO3で0＜ｘ＜1である化合物、（Ba，Ca，Sr）TiO3-xでｘ≠０である化合物、SrRuO3、CaRuO3、BaPbO3、La2SｒCu2VO6.2、SrCrO3,LaNiO3,LaCuO3,BaRuO3、SrMoO3、CaMoO3,BaMoO3、SrIrO3等である。好ましくは、SrRuO3,LaNiO3,BaPbO3,CaRuO3である。
【００３９】
誘電体層または圧電体層としては、ペロブスカイト型酸化物の、La、Nb、Si、Ca、Srをドーパントとして含有しても良いPb(ZrxTi1-x)O3で、好ましくは0.２＜ｘ＜0.８である化合物である。また、PZT系以外には、BaTiO3-SrTiO3系材料、BaTiO3-BaZrO3系材料を使用することが出来る。特に基板面と平行に（１１１）面を有する誘電体層、圧電体層又は強誘電体層である。
【００４０】
PZT（１１１）膜をYSZ膜上の面心立方晶（１１１）金属膜上に成膜する場合は、その上に直接PZT膜を成膜しても結晶性がくずれた膜となるが、第３の態様の如く、間にペロブスカイト型酸化物（１１１）層を介在させるとそのような問題が解消される。
【００４１】
この場合も各電極の膜厚は、単結晶性を維持するために、後述する範囲が好ましい。また、ＹＳＺ膜中のＹ2Ｏ3含有率は、単結晶性の観点から、１重量％以上２０重量％以下が好ましい。また、ＹＳＺ膜中で組成は、傾斜組成になっておらず、組成ばらつきの範囲が±５％以内であることが好ましい。
【００４２】
上記の誘電体素子の構造を利用した圧電体素子を用いてインクジェットヘッドを形成することができる。このインクジェットヘッドは、上記構成の圧電体素子を有するので、耐久性が良く、性能の安定したヘッドとなる。このインクジェットヘッドの構成の一例を、図１、２で説明する。図１はインクジェットヘッドの模式図であり、１はインクなどの液体を吐出する吐出口、２は個別液室３と吐出口１をつなぐ連通孔（液路）、４は共通液室、５は振動板、６は下部電極、７は圧電体層、８は上部電極である。７の圧電体層は、図示されているように、振動板５の面方向の平面形状が矩形の形をしている。この形状は矩形以外に楕円形、円形、平行四辺形等でも良い。圧電体層７を更に詳細に図２で説明する。図２は、図１の圧電体層の幅方向（振動板５に垂直な方向）での断面図である。９は、第二の電極層であり、７が圧電体層、５は振動板、６は第一の電極層、８は上部電極である。１２は個別液室であり、１１は液室の仕切りである。図では、第二の電極層も圧電体層と同様にパターニングされているが、６の第一の電極層と同じようになっていても良い。第一の電極層６と振動板５（あるいは基板）間にアンカー層がある形態は好ましい態様である。アンカー層に用いられる材料としては、Ti、Cr、Pb、Ni等の金属材料やTiO2等の酸化物が好ましい。アンカー層の膜厚としては、０．５ｎｍ〜５０ｎｍで、好ましくは１ｎｍ〜２０ｎｍである。また、アンカー層を構成する材料は、上記材料の積層物でも良い。また上部電極も第一の電極層と第二の電極層を有する多層構成でも良い。７と９から構成される膜の断面形状は矩形で表示されているが台形あるいは逆台形でも良い。また８と６・９の構成順序が上下逆でも良い。即ち、上部電極として９と６が圧電膜の上に７（圧電膜）/９（第二の電極層）/６（第一の電極層）の順で構成されていても良い。このように構成が逆になる理由は、デバイス化の製造方法によるものであり、逆となった場合でも同様に本発明の効果を得ることは出来る。
【００４３】
下部電極となる第一の電極層６と第二の電極層９あるいは第一の電極層６は圧電膜７が存在しない部分まで引き出されており、上部電極は、下部電極と反対側（不図示）に引き出され駆動電源に繋がれる。
【００４４】
振動板の構成材料としてはヤング率が５０Gpa以上、好ましくは、６０Gpa以上の板状部材を形成できる物が利用でき、例えば、SiO2、SiN、SiNO、ZrO2(安定化元素含有を含む)、Si（ドーパントを含んでも良い）、SUS、Ti、Cr、Ni、Al等を挙げることができる。振動板５の厚みは、0.5〜10μｍ、好ましくは1.0〜6.0μｍとすることができる。また、電極層の厚さは、0.05〜0．6μｍであり、好ましくは、0.08〜0.3μｍとすることができる。電極層を第一の電極層と第二の電極層の少なくとも２層から構成する場合は、このうち第一の電極層の膜厚は、５ｎｍ〜４５０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍとすることができる。第二の電極層の膜厚は、５ｎｍ〜２５０ｎｍ、好ましくは１０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることができる。個別液室12の幅Ｗａ（図５参照）は、30〜180μｍとすることができる。長さＷｂ（図５参照）は、吐出液滴量にもよるが、0.3〜6.0ｍｍとすることができる。。吐出口1の開口方向に垂直な面での断面形状は、円形あるいは星型であり、径は、7〜30μｍが好ましい。吐出口の開口方向に沿った面での断面形状は、連通孔２方向に拡大されたテーパー形状を有するのが、好ましい。連通孔２の長さは、0.05ｍｍ〜0.5ｍｍが好ましい。これを超える長さであると、液滴の吐出スピードが小さくなる恐れがある。また、これ未満であると各吐出口から吐出される液滴の吐出スピードのばらつきが大きくなる恐れがある。
【００４５】
上記の構成のインクジェットヘッドを用いてインクジェット記録装置を構成することができる。
【００４６】
上記構成の圧電体素子によれば、吐出特性が安定し、長寿命の、インクジェットヘッドが得られ、性能の良いインクジェット記録装置を達成することが出来る。図８、９に本発明のインクジェットヘッドを用いたインクジェット記録装置の概略図を示す。図８の外装８１〜８５及び８７をはずした動作機構部を図９に示す。記録媒体としての記録紙を装置本体内へ自動給送する自動給送部９７と、自動給送部９７から送出される記録紙を所定の記録位置へと導くとともに、記録位置から排出口９８へと記録紙を導く搬送部９９と、記録位置に搬送された記録紙に記録を行う記録部と、記録部に対する回復処理を行う回復部９０とから構成されている。本発明のインクジェットヘッドは、キャリッジ９２に配置され使用される。図８は、プリンターとしての例を示したが、本発明のインクジェットヘッドは、ファクシミリや複合機、複写機あるいは、産業用吐出装置に使用されても良い。
【００４７】
次に、上記の構成の誘電体素子の製造方法について説明する。まず、製造用基板上に、第１の電極層、第２の電極層及び誘電体層をこの順に形成する。その際、第二の電極層及び誘電体層は製造用の基板の加熱下で成膜するとよく、この場合、誘電体層は（１１１）配向誘電層であることが生産性などの点から好ましい。
【００４８】
図３に本発明の誘電体素子の製造方法の具体例を図示する。この製造方法は、基板２１上に第一の電極層２２を設ける工程、第二の電極層２３を設ける工程、誘電体層２４を設ける工程を少なくとも有する。誘電体素子としては、上部電極２６も有する。基板２１は、Si基板,SUS基板等が選択される。この方法の特徴として基板の結晶性および結晶配向性が問われるものではなく、600℃までの耐熱性のある基板材料であれば良い。しかし、後工程でのデバイス化のためには、Si（１１０）基板、Si（１００）基板、SUS基板を選ぶのが好ましい。SUS基板として、熱膨張係数の低いインバー材の選択は、好ましい態様である。また、本発明は、基板の結晶構造を利用するものではないため、Si基板上に酸化膜が形成されていても同様な構造の素子を得ることが出来る。これは、酸化膜除去のために基板エッチング作業を必要としないため、製造工程上メリットがある。
【００４９】
電極層及び誘電体層の成膜方法としては、スパッタ法、MO-CVD法、レーザーアブレーション法、ゾルゲル法、MBE法等が利用でき、好ましくはスパッタ法、MO-CVD法、ゾルゲル法であり、より好ましくはMO-CVD法とスパッタ法である。
【００５０】
基板２１の上に第一の電極層を設ける方法として、基板を非加熱下あるいは低温加熱下で成膜する方法が好ましい。これにより、第一の電極層が大きな応力を有しない膜となる。第一の電極層として、前述したように面心立法晶の金属材料で後工程の加熱条件での耐熱性を有する材料を選ぶ必要があり、面心立法晶の金属膜で半価幅が、0.１°以上１０°以下の膜を選択することが好ましい。
【００５１】
また、本発明にかかる誘電体素子の製造方法において、第一の電極層形成時の基板温度をT1、第二の電極層形成時の基板温度をT2、誘電体層の形成時の基板温度をT3とした時に、T2≧T3>T1の関係式を満たすことが好ましい。具体的に、好ましくは、T1としては、室温以上３５０℃以下であり、更に好ましくは１００℃以上３５０℃以下である。T2としては、３００℃以上８００℃以下であり、T3は、好ましくは４５０℃以上６００℃未満である。T3がT2以下である場合は、誘電体層形成時に酸化物電極である第二の電極層に酸素抜け等の組成ずれ等のダメージを負わすことなく、良好な特性を維持したまま、デバイスを作製することが出来る。
【００５２】
第二の電極層の形成は、前述のペロブスカイト酸化物を基板加熱下で成膜する方法により行うことが好ましい。加熱温度は、３００℃以上８００℃以下であり、好ましくは、４５０℃以上６２０℃以下である。これらの条件下で、前述の半価幅0．5°以上１１°以下を有する酸化物電極層を成膜することができる。この上にさらに、誘電体層を基板加熱下で成膜することにより、本発明の誘電体素子の構成を得ることが出来る。特に上記第二の電極層上に誘電体層を成膜することにより、より低温でペロブスカイト構造の（１１１）結晶性薄膜を誘電体層として成膜可能となる。基板温度としては、前述した通りであるが、例えば、500℃近辺での成膜が良く、450℃以上550℃以下の基板加熱が良好である。この他に、ガス圧等の条件を調整し、誘電体層の半価幅が1．0°以上１２°以下（より好ましくは１．０°以上６．０°以下）の物を得ることができる。MO-CVD製法による、基板温度以外の条件としては基板上に原料ガスを連続的に供給するのではなく、断続的に供給するパルスMO-CVD法を採ることが好ましい。
【００５３】
第３の態様として用いる誘電体素子の製造方法は、Ｓｉ（１００）基板上にＹＳＺ（１００）を成膜する工程、面心立方晶の金属膜を成膜する工程、ペロブスカイト型酸化物の電極膜を成膜する工程、（１１１）誘電体層を成膜する工程、誘電体層上に別の電極を成膜する工程を含む製造方法である。
【００５４】
ＹＳＺ成膜は、基板温度を８００℃程度に加熱し、成膜することでＳｉ基板の格子定数とフィットしエピタキシャル成膜を得ることが出来る。製法としては、スパッタ法で成膜することが好ましい。特にSi基板上に１５ｎｍ厚以下のSiO2層を有する基板を用いることが好ましい。SiO2層は、成膜されるZr金属と反応し消失するため上記範囲の薄膜である必要がある。ついで、面心立方晶金属（１１１）膜をYSZ上に成膜し、さらにペロブスカイト型酸化物電極層を成膜することで、酸化物電極層も（１１１）単結晶層となる。
【００５５】
誘電体層（１１１）の成膜方法としては、前述した方法が採られる。
【００５６】
上記の誘電体素子の製造方法は、誘電体素子を圧電体素子として用いるインクジェットヘッドの製造方法に適用することができ、代表的には次の二つの方法がある。
【００５７】
第一の方法は、基板上に、非加熱下あるいは加熱下で第一の電極層を形成する工程、金属酸化物を主成分の導電性配向の第二の電極層を加熱下形成する工程、及び（１１１）配向誘電層を形成する工程、上部電極を形成する工程、個別液室を形成する工程、液体吐出口を形成する工程を少なくとも有するインクジェットヘッドの製造方法である。
【００５８】
第二の方法は、第一の基板上に、非加熱下で第一の電極層を形成する工程、金属酸化物を主成分の導電性配向の第二の電極層を加熱下形成する工程、及び（１１１）配向誘電層を形成する工程、（１１１）配向誘電層を第二の基板に設けられた電極層上に接合する工程、第一の基板を除去する工程、個別液室を形成する工程、液体吐出口を形成する工程を少なくとも有するインクジェットヘッドの製造方法である。（１１１）配向誘電層を第二の基板上に接合する工程には、振動板を有した状態で第二の基板に接合する方法でも良い。
【００５９】
第一の製造方法は、圧電体層を設ける工程までは、誘電体素子の製造方法と同じであり、少なくとも、基板２１の一部を除去する工程、インク吐出口を形成する工程をさらに含む製造方法である。基板の一部を除去することにより、個別液室（図１の３あるいは図２の１２）を形成する。個別液室は、基板のウエットエッチング、ドライエッチング、あるいはサンドミル等により製造することが出来る。個別液室は、基板上に一定のピッチ数で複数個作成することができる。インクジェットヘッドの平面的配置を図示した図４で示されるように、個別液室１２が千鳥配列で配置されることは、好ましい態様である。図４において、破線で示された１２の領域は、圧力が加わる個別液室であり、７は、パターニングされた圧電体素子部である。この圧電体素子部の圧電体膜は、少なくとも本発明の誘電体層と上部電極で構成されている。５は、振動板の部分と下部電極である。下部電極は、振動板と異なり、図３のようにパターニングされていても良い。少なくとも誘電体層直下の電極は、第一の電極層と第二の電極層の積層構造になっている。個別液室の形状が、平行四辺形に図示されているのは、第１や第２の態様の基板選択性が不要な場合は、基板として、Si(110)基板を用い、アルカリによるウエットエッチングを行って個別液室を作成された場合には、このような形状になるために代表的に図示されている。これ以外に長方形であっても良い。図５で示された平行四辺形状のような場合、吐出口１と１'間の距離を短くするために圧電膜も平行四辺形状にパターニングされるのが好ましい。個別液室全体の平面図を図示したのが、図５であり、上部電極２６は、個別液室１２から伸ばされた１３の領域を利用して駆動回路と接合される。１４は、共通液室から個別液室への流路の絞りであり、図５では、この部分まで圧電膜が存在するが、そうでなくても良い。
【００６０】
インク吐出口は、吐出口１が設けられた基板を接合する、あるいは、吐出口１および連通孔２が形成された基板を接合する方法で素子化される。吐出口は、エッチングあるいは、機械加工、あるいはレーザー光照射により形成することができる。吐出口が形成される基板は、圧電体層が形成される基板と同じであっても異なっていても良い。異なる場合に選択される基板としては、SUS基板、Ni基板等があり、圧電体層が形成される基板との熱膨張係数の差が１×１０-8/℃〜１×１０-6/℃の材料が選択されることが好ましい。
【００６１】
上記基板の接合方法としては、有機接着剤を用いる方法でも良いが、無機材料による金属接合による方法が好ましい。金属接合に用いられる材料は、In、Au、Cu、Ni、Pb、Ti、Cr、Pｄ等であり、３００℃以下の低温で接合出来、基板との熱膨張係数の差が小さくなるため、長尺化された場合に素子の反り等による問題が回避される以外に、圧電体層に対する損傷もなく、好ましい。
【００６２】
次に第二の製造方法について説明する。第二の製造方法は、第一の基板上に設けられた圧電体層（誘電体層）を第二の基板に転写する方法である。圧電体層を設けるまでは、図３で図示された方法と同じであるが、圧電体層をパターニングされない状態で振動板５を上部電極上に成膜し、第二の基板に転写する。あるいは圧電体層上に電極及び/もしくは振動板を成膜し、振動板を第二の基板に接合し、圧電体層も含め転写する。第二の基板は、例えば、図６で示されるaからeの工程により、個別液室１２、連通孔２、共通液室４を形成される。a工程は第二の基板に個別液室に応じたマスク形成工程、ｂは、上部からエッチング等により加工される工程（斜線部は、加工部を意味する）、ｃはマスク除去および連通孔２用のマスク作成工程、ｄは、エッチング等による斜線部の加工による連通孔および共通液室形成工程、eは、マスク除去により個別液室、連通孔、共通液室が形成された状態を模式的に示した。ｆは、吐出口と共通液室の一部が形成された基板を接合された状態を示す。吐出口がある基板表面１６は、撥水処理がされていることが好ましい。
第一の基板の圧電体層と接合される第二の基板は、図６のeの状態かｆの状態を用いる。圧電体層上に振動板がない場合は、図６のeあるいはｆの状態の個別液室１２上に振動板が設けられた第二の基板を利用する。接合後、第一の基板が除去され圧電体層がパターニングされた状態を図７で示す。図７での上部電極８の振動板５側からの電極の積層順序は、第二の電極層、第一の電極層の順序になる。
【００６３】
また、後者の方法と別法として記述しているように、第二の基板に振動板を形成しておき、その上に圧電体層を転写し、第一の基板を除去する場合の圧電体層は、パターニングされた状態であっても、そうでなくても良い。この工程を採る場合は、金属接合層を下部電極として、利用することが好ましい。
【００６４】
本発明のインクジェットヘッドの製造方法の特徴として、製造工程中、圧電体層のパターニング及び/あるいは、第一の基板除去工程が含まれるが、その際、金属で出来ている第一の電極層をエッチングストップ層として、利用することが出来、工程上好ましい。また、半価幅が上記範囲にあるとき、基板除去前後及び圧電体層パターニング前後の応力変化が少なく、割れ、剥離、反り等の問題発生が少ないという利点がある。さらにこのことは、大面積基板にも対応し易いことを意味し、1デバイスあたりのコストダウン、製造スループットの向上を果たすことが出来る。また、圧電体層のパターニング時にも同様の効果があり、成膜工程との特性変化の少ない素子を得ることができ、非常なメリットがある。
【実施例】
【００６５】
次に本発明を実施例を挙げて説明する。
【００６６】
（実施例１）
熱酸化膜のSiO2層が１００ｎｍ厚で形成されているSi基板上に第一の電極層として、Ptを基板温度を３００℃で１００ｎｍ厚にスパッタ成膜した。更にこの上にパルスMO-CVD製法によりSrRuO3（SRO）を１５ｎｍ厚で基板温度600℃に制御し成膜した。さらにSRO上にZr/Ti比を47/53になるようにPb(Zr,Ti)O3よりなる誘電体層を同様にパルスMO-CVD法で基板温度500℃で２９０ｎｍで成膜した。この素子のXRD測定による各膜の結晶配向性は基板面に平行に（１１１）配向が９９％以上であり、また、擬ヴォイト関数のフィッティングによる半価幅は、図１１〜１３に示したように誘電体層の半価幅ｆ３が３．９°であり、第二の電極層の半価幅ｆ２が１．７°、第一の電極層の半価幅ｆ１が０．４６°であった。誘電体層および第二の電極層は、前述した通り、（１０１）ピークを用いて測定した。
これに上電極としてSROを１００ｎｍ成膜し、本発明の誘電体素子を得た。電気測定により、残留分極値２Prが４７μC/cm2、抗電界Ecが７１ｋV/cmと良好な特性を示し、強誘電体メモリーとして十分な結果を得た。
【００６７】
（実施例２）
次に本発明の圧電体としての例を説明する。
【００６８】
２００μｍ厚のSi(110)基板上にSiN層を１．５μｍ厚でスパッタ成膜した。この上にアンカー層としてTiを５ｎｍ厚、さらに、Ir電極を５０ｎｍ厚でｒｆ−スパッタで基板温度２００℃で成膜し、さらに同法でSROの第二の電極層を基板温度６００℃にて１００ｎｍ厚で成膜した。さらに圧電体層として、Zr/Ti比が48/52のPb（Zr,Ti）O3を２．５μｍで成膜した。これに上電極として、Pt/Crを成膜し、圧電体層を幅45μｍ、長さ3ｍｍで複数個パターニングし、Si基板をウエットエッチングにより一部除去し幅５８μｍ長さ２．２ｍｍの個別液室を形成した。1個のパターニングに対して断面図が図２で示される形状の圧電体を得た。ここでは、各吐出口のピッチは８４μｍごとのデバイスを形成した。この製造時に、第一の電極層は、エッチストップ層として、十分機能した。この素子に２０Vの電圧を掛け変位量を測定したところ、０．１５μｍと良い値を測定した。
この圧電体の構成は、PZT/SRO/Iｒの層がすべて（１１１）配向が９９％であり、半価幅は、実施例１と同様に測定し、ｆ１＝０．５３°、ｆ２＝２．１°、ｆ３＝４．５°であった。
【００６９】
この素子に連通孔２、吐出口１及びインク供給路が設けられた図１０で示されるSUS基板を接合し、本発明のインクジェットヘッドを得た。
【００７０】
この素子より、２０Vの電圧駆動により、特性良く、液滴の吐出を確認した。また、複数の吐出口毎における特性差の少ない物であった。また、デバイス間での特性差も少ないものであった。
【００７１】
（実施例３）
次にインクジェットヘッドの製造方法として、実施例２と異なる工程による例を説明する。
【００７２】
Si（１００）基板上にPt（１００ｎｍ厚）（基板温度２５０℃で成膜）の第一の電極層上にLaNiO3（６０ｎｍ厚）の第二の電極層を積層成膜し、さらにZr/Ti比が50/50のPb(Zr,Ti)O3を３．０μｍ厚で成膜した。成膜時の基板温度は、T1は室温、T2は650℃、T3は520℃で成膜を行った。この圧電体層上にPt/Tiの電極を膜厚２００ｎｍで付け、その上に振動板となるSiN層を２．０μｍで成膜した。この基板を図６のe)の状態に加工したSiの第二の基板とAu層を介して150℃で接合した。接合後、Si（１００）基板をアルカリでエッチングし除去した。その後、ICPにより第一と第二の電極層をパターニングし、圧電体層を混酸のエッチャントによりパターニングし、個別液室上に圧電体層を残した。これと、２０μｍΦの吐出口が空いたSUS製のプレートと接合し、本発明のインクジェットヘッドを得た。吐出特性を評価し、実施例２と同様な結果を得た。
【００７３】
この時の各膜の配向性は、（１１１）が９９％であり、各半価幅ｆ１、ｆ２、ｆ３は、０．５６°、２.０°、３．３°であった。また、第一の基板をSi（１１０）基板にした場合も、特性が大きく変わらない素子を得た。
【００７４】
（実施例４と比較例１）
SiO2層が２０ｎｍ付いたSi基板にTiO2層を成膜し、基板温度２００℃でPt(111)を７０ｎｍ厚で成膜した。この上に、PZT（１１１）膜（Zr/Ti=４０/６０）を直接成膜した場合と、SRO（１１１）層４０ｎｍ厚を介してPZT膜を成膜した場合の強誘電特性を評価した。PZTは、どちらもパルスMO−CVD製法で基板温度５００℃下、３００ｎｍ厚で成膜した。また、SRO膜は、６００℃基板加熱下成膜した。SROを有する本発明の場合は、残留分極値２Prが、４４μC/cm2であったのに対し、SRO層が無い場合は、２１μC/cm2であった。この時の各半価幅ｆ１、ｆ２、ｆ３は、それぞれ０.６３°、２.９°、４.４°であった。
【００７５】
（比較例２）
MgO（１１１）単結晶基板上にPt（１００ｎｍ厚）を基板温度を６００℃でスパッタ成膜し、（１１１）膜を形成した。これに、SRO層（１５ｎｍ厚）を６５０℃で乗せ、Zr/Ti比が４８/５２のPZT膜を６００℃で、いずれもスパッタで成膜した。これらの層の半価幅は、ｆ１、ｆ２、ｆ３がそれぞれ、０.０９°、０．４８°、１．５°であった。PZTの半価幅は、比較的大きくなっていたが、実施例３と同様な工程で、第二の基板に接合後、剥離が起こる部分があり、改良の必要性を有した。また、PtとPZT間にPbTiO3層を介さない場合は、PZTの結晶性のばらつきは大きいものであった。
【００７６】
（実施例５と比較例３）
Si（１００）基板上を洗浄し、表面の酸化膜を除去後、H2O2処理により、酸化膜を形成し、メタルターゲットでZr層をスパッタ成膜した。基板加熱温度は、800℃で行った。Zrを成膜した後、Y成分を３０％含有させたターゲット中によりYSZ層を成膜した。YSZ層は、（１００）配向の単結晶エピタキシャル膜であった。
【００７７】
上記２層の合計膜厚を３０〜６０ｎｍにした上に、Pt層を基板加熱６００℃で５０〜８０ｎｍ成膜を行った。Pt層の半価幅ｆ１は、０．１０°であった。この上にSRO層を６００℃で１５０ｎｍ厚に成膜した。Pt層もSRO層も（１１１）単結晶層であった。この上にPZT膜を成膜したところ、（１１１）単結晶層を得ることが出来た。このときのｆ２、ｆ３は、それぞれ０．４°、１．５°であった。比較としてSRO層のないPt（１１１）層上にPZT膜を成膜したところ、単結晶層にはならず、面内方向には、配向がランダムな膜となり、また面外方向には、（１１０）成分も含まれた膜であった。
【００７８】
また、Pt（１１１）単結晶層から測定される半価幅ｆ１を3.0°まで単結晶性を劣化させても誘電体層まで単結晶層を成膜することができたが、３.０°を超えると単結晶性は、なくなり一軸配向にとどまらず他の配向ピークが観測される層となった。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】インクジェットヘッドの概略図である。
【図２】圧電体素子の断面図である。
【図３】本発明にかかる誘電体素子の製造工程を示す概略図である。
【図４】インクジェットヘッドの平面図である。
【図５】インクジェットヘッドの個別液室の平面図である。
【図６】インクジェットヘッドの第二の基板製造工程を示す概略図である。
【図７】インクジェットヘッドの長て方向の断面図である。
【図８】インクジェット記録装置の概観図である。
【図９】外装を除いたインクジェット記録装置の概略図である。
【図１０】連通孔と吐出口を有する基板断面図である。
【図１１】半価幅データ（逆格子マップのピークによる擬ヴォイト関数フィッティングを行った結果）を示すグラフである。
【図１２】半価幅データ（逆格子マップのピークによる擬ヴォイト関数フィッティングを行った結果）を示すグラフである。
【図１３】半価幅データ（逆格子マップのピークによる擬ヴォイト関数フィッティングを行った結果）を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８０】
１：液体吐出口
２：連通孔
３：個別液室
４：共通液室
７：圧電体層
１２：個別液室
１３：上電極
２１：基板
２２：第一の電極層
２３：第二の電極層
２４：誘電体層
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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