(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク吐出駆動源として機能する圧電体素子の機械的変位によって内容積が変化する加圧室と、当該加圧室に連通してインク滴を吐出する吐出口とを備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法において、
（１１０）面方位の単結晶基板を用いて前記加圧室が加工される基板上に、振動板膜を介してＩｒとＴｉの２層からなる前記圧電体素子の下部電極を形成する工程と、
該下部電極上に厚さ３０ｎｍのＴｉからなる層を形成する工程と、
該Ｔｉからなる層上に組成がＰｂ（Ｚｒ0.56Ｔｉ0.44）Ｏ3で、ＭＰＢ（結晶相境界）近傍のペロブスカイト結晶構造及び（１１０）の優先配向をもつ前記圧電体素子の圧電体層をエピタキシャル成長させる工程と、を備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
【請求項２】
前記下部電極は、Ｉｒが２００〜３００ｎｍ、Ｔｉが２０ｎｍの厚さを有する請求項１に記載のインクジェット式記録ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高速動作に適した強誘電体素子に係わり、特に、高周波駆動に適した圧電体素子及び高周波の読み出し／書き込みに適した不揮発性強誘電体メモリ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
強誘電性を示す複合酸化物の結晶性材料、例えば、ジルコン酸チタン酸鉛、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウム等には、自発分極、高誘電率、電気光学効果、圧電効果、及び焦電効果等の多くの機能をもつので、広範なデバイス開発に応用されている。例えば、その圧電性を利用して圧電体素子として、分極特性を利用してデータの読み出し／書き込みを行うＦＲＡＭ（Ferroelectric  Random  Access  Memory）等の不揮発性強誘電体メモリ素子に、焦電性を利用して赤外線リニアアレイセンサに、また、その電気光学効果を利用して導波路型光変調器にと、様々な方面で用いられている。このように強誘電体材料を用いた強誘電体素子は多様な機能を有するため、機能素子とも呼ばれる。
【０００３】
例えば、圧電体素子用の強誘電体材料としては、一般には鉛、ジルコニウム、チタン等を含有し、Ａサイトは鉛等の２価イオン、ＢサイトはＺｒ，Ｔｉ等の４価イオンで構成されるＡＢＯ3 型ペロブスカイト（perovskite）型結晶構造を有するＰＺＴ系材料が用いられている。具体的には、Ｂサイトを平均的に４価としたＰｂ( Ｎｉ1/2 Ｗ1/2 ）Ｏ3 、Ｐｂ( Ｃｏ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 、Ｐｂ( Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3 ）Ｏ3 などの複合ペロブスカイト化合物とＰＺＴとの固溶体が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような強誘電体材料の選定は、誘電率、電気機械結合係数、圧電歪定数や、電界誘起による機械的変位の大きな組成物を探索することによって行われる。本発明者は強誘電体材料の結晶構造が圧電特性に与える影響を考慮し、特開平１０−８１０１６号公報において、優先配向方位が（１１１）面方位、或いは（１００）面方位である菱面体晶系のＰＺＴ系圧電材料が良好な圧電特性を示すことを提案した。
【０００５】
しかし、一般的にＰＺＴ系材料において、誘電率、電気機械結合係数、圧電歪定数や、電界誘起による機械的変位が最大の値を示すのは、菱面体晶系（rhombohedoral）と正方晶系（tetragonal）の結晶相境界（morphotropic  phase  boundary：以下、ＭＰＢという）のように複数の晶系が混在する状態、或いは疑似立方晶系（psudocubic）であることが判明しており、上述した結晶構造、例えば、面方位（１１１）優先配向の結晶構造においてＭＰＢ近傍の組成を用いて圧電体素子を構成すると、結晶粒の配向方位によって当該素子を駆動するときの電圧印加でドメインの回転を伴う場合が生じる。
【０００６】
かかるドメインの回転をアクチュエータとして利用すると、ドメインの回転が戻るのに時間を要するため、高速駆動ができないという不都合が生じる。特に、圧電体素子をインクジェット式記録ヘッドのインク吐出駆動源とする場合、１４ｋＨｚ乃至２８ｋＨｚ程度の駆動周波数において高い変位特性を得ることができないという不都合が生じる。
【０００７】
また、本発明者は上記の結晶構造の他に、結晶系が正方晶で（００１）に優先配向している結晶構造、結晶系が正方晶で（１１１）に優先配向している結晶構造、結晶系が菱面体晶で（１１１）に優先配向している結晶構造のそれぞれについても実験を行ったところ、これらいずれの結晶構造においてもＭＰＢ近傍の組成を使用するとドメインの回転が生じ、高速駆動に適さないことが判明した。
【０００８】
また、ＰＺＴ系材料はその分極特性を利用して不揮発性強誘電体メモリ素子にも応用されているが、当該メモリ素子の高周波の読み出し／書き込みにおいても上記のような問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は上記問題点を解決するべく、ドメインの回転を伴わずに高速動作を可能とする強誘電体素子をインク吐出駆動源とするインクジェット式記録ヘッドの製造方法を提供することを課題とする。
【００１０】
本発明のインクジェット式記録ヘッドの製造方法は、インク吐出駆動源として機能する圧電体素子の機械的変位によって内容積が変化する加圧室と、当該加圧室に連通してインク滴を吐出する吐出口とを備えたインクジェット式記録ヘッドの製造方法において、（１１０）面方位の単結晶基板を用いて前記加圧室が加工される基板上に、振動板膜を介してＩｒとＴｉの２層からなる前記圧電体素子の下部電極を形成する工程と、該下部電極上に厚さ３０ｎｍのＴｉからなる層を形成する工程と、該Ｔｉからなる層上に組成がＰｂ（Ｚｒ0.56Ｔｉ0.44）Ｏ3で、ＭＰＢ（結晶相境界）近傍のペロブスカイト結晶構造及び（１１０）の優先配向をもつ前記圧電体素子の圧電体層をエピタキシャル成長させる工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
強誘電体素子をかかる構成とすることで、ドメインの回転を伴わずに強誘電体素子を駆動させることができる。例えば、強誘電体膜が正方晶の場合、強誘電体素子の優先配向面を（１１０）面に選ぶと、６つの分極軸のうち２つは（１１０）面に対して平行であるから、強誘電体素子に印加した電圧によって上記２つの分極軸は変位しない。また、残りの４つの分極軸のうち２つは（１１０）面に対して上向きに４５°の角度を成し、２つは（１１０）面に対して下向きに４５°の角度を成しているため、分極処理により後者の２つの分極軸を１８０°反転させることで両者は（１１０）面の法線に対して対称となるため、強誘電体素子に電圧を印加してもドメインの回転を伴わない。
【００１２】
また同様に強誘電体膜が菱面体晶の場合、強誘電体素子の優先配向面を（１１０）面に選ぶと、８つの分極軸のうち４つは（１１０）面に対して平行であるから、強誘電体素子に印加した電圧によって上記２つの分極軸は変位しない。また、残りの４つの分極軸のうち２つは（１１０）面に対して上向きに約３５°の角度を成し、２つは（１１０）面に対して下向きに約３５°の角度を成しているため、分極処理により後者の２つの分極軸を１８０°反転させることで両者は（１１０）面の法線に対して対称となるため、強誘電体素子に電圧を印加してもドメインの回転を伴わない。従って、上記の構成により高速駆動可能な強誘電体素子を提供することができる。
【００１３】
また、強誘電体膜は（１１０）面方位にエピタキシャル成長した薄膜であることが好ましい。エピタキシャル成長させることで（１１０）面方位の配向度を高めることができる。
【００１４】
強誘電体膜として、例えば、ＡＢＯ３型のペロブスカイト結晶構造を有する複合酸化物の結晶性材料が好ましい。この場合、（Ａ１Ａ２）ＢＯ３のように添加物を含んだり、Ａ（Ｂ１Ｂ２）Ｏ３のように多成分系としてもよい。強誘電体膜の具体例として、チタン酸ジルコン酸鉛が好適である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、各図を参照して本実施の形態について説明する。
【００２１】
図１はインクジェットプリンタの構成図である。インクジェットプリンタは、主にインクジェット式記録ヘッド１００、本体１０２、トレイ１０３、ヘッド駆動機構１０６を備えて構成されている。インクジェット式記録ヘッド１００は、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの計４色のインクカートリッジ１０１を備えており、フルカラー印刷が可能なように構成されている。また、このインクジェットプリンタは、内部に専用のコントローラボード等を備えており、インクジェット式記録ヘッド１００のインク吐出タイミング及びヘッド駆動機構１０６の走査を制御し、高精度なインクドット制御、ハーフトーン処理等を実現する。また、本体１０２は背面にトレイ１０３を備えるとともに、その内部にオートシードフィーダ（自動連続給紙機構）１０５を備え、記録用紙１０７を自動的に送り出し、正面の排出口１０４から記録用紙１０７を排紙する。記録用紙１０７として、普通紙、専用紙、推奨ＯＨＰシート、光沢紙、光沢フィルム、レベルシート、官製葉書等が利用できる。
【００２２】
図２はインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。ここではインクの共通流路が加圧室基板内に設けられるタイプを示す。同図に示すように、インクジェット式記録ヘッドは加圧室基板１、ノズルプレート２及び基体３から構成される。加圧室基板１は（１１０）面方位のシリコン単結晶基板がエッチング加工された後、各々に分離される。加圧室基板１には複数の短冊状の加圧室１０が設けられ、全ての加圧室（キャビティ）１０にインクを供給するための共通流路１２を備える。加圧室１０の間は側壁１１により隔てられている。加圧室基板１の基体３側にはインク吐出駆動源として圧電体素子が取り付けられている。各圧電体素子からの配線はフレキシブルケーブルである配線基板４に収束され、プリントエンジン部によって制御される。
【００２３】
ノズルプレート２は加圧室基板１に貼り合わされる。ノズルプレート２における加圧室１０の対応する位置にはインク滴を吐出するためのノズル（吐出口）２１が形成されている。ノズル２１は印字の際のインクジェット式記録ヘッドの主走査方向と略平行方向にライン状に列設されており、ノズル間のピッチは印刷精度に応じて適宜設定される。例えば、１４４０ｄｐｉ×７２０ｄｐｉの解像度を設定すると、ノズル径は極細になるため、超微小のインクドットにより高精細な印字が可能になる。各色のノズル数は、カラー印字精度に応じて定められ、例えば、黒色３２ノズル、カラー各色３２ノズル等が設定される。基体３はプラスチック等で形成されており、加圧室基板１の取付台となる。
【００２４】
図３（Ｆ）はインクジェット式記録ヘッドの主要部の断面図である。加圧室基板１には加圧室１０がエッチング加工により形成されている。加圧室１０の上面には振動板膜として機能する下地層５が成膜されており、当該下地層５上には圧電体素子９が形成されている。圧電体素子９は本発明の強誘電体素子の一例である。当該素子の機械的変位は加圧室１０内の内容積を変化させ、加圧室１０に充填されているインクをノズル２１から吐出する。同図（Ｃ）に示すように、圧電体素子９は下部電極６、圧電体膜７及び上部電極８を備えて構成されている。圧電体素子９は圧電アクチュエータ、マイクロアクチュエータ、電気機械変換素子或いは微小変位制御素子とも呼ばれる。
【００２５】
圧電体膜７は（１１０）面方位に優先配向処理がなされたＭＰＢ近傍のＰＺＴ（ＰｂＺｒX Ｔｉ1-X Ｏ3 ）系材料から成膜されたものである。圧電体膜７としてＰＺＴ膜を採用する場合は、二成分系を主成分とするもの、或いはこの二成分系に第三成分を加えた三成分系を主成分とするものが好適である。二成分系ＰＺＴの好ましい具体例としては、
Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3＋ＹＰｂＯ
の化学式で表わされる組成を有するものが挙げられる。ここで、上記Ｘ、Ｙは、
０．４０≦Ｘ≦０．６０， ０≦Ｙ≦０．３０
の関係を有するものが好ましい。
【００２６】
また、三成分系ＰＺＴの好ましい具体例としては、前記二成分系のＰＺＴに、例えば、第三成分を添加した以下に示す化学式で表わされる組成を有するものが挙げられる。
【００２７】
ＰｂＴｉaＺｒb(ＡgＢh)cＯ3+ｅＰｂＯ+(ｆＭｇＯ)n
ここで、Ａは、Ｍｇ，Ｃｏ，Ｚｎ，Ｃｄ，Ｍｎ及びＮｉからなる群から選択される２価の金属またはＳｂ，Ｙ，Ｆｅ，Ｓｃ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｉｎ及びＣｒからなる群から選択される３価の金属を表す。また、Ｂは、Ｎｂ，Ｔａ及びＳｂからなる群から選択される５価の金属、またはＷ及びＴｅからなる群から選択される６価の金属を表す。また、
ａ＋ｂ＋ｃ＝１，
０．３５≦ａ≦０．５５， ０．２５≦ｂ≦０．５５，
０．１≦ｃ≦０．４０，０≦ｅ≦０．３０， ０≦ｆ≦０．１５
ｇ＝ｆ＝０．５， ｎ＝0
であるが、Ａが３価の金属であり、かつＢが６価の金属でなく、また、Ａが２価の金属であり、かつＢが５価の金属である場合、ｇは１／３であり、ｈは２／３である。また、ＡはＭｇ、ＢがＮｂの場合に限り、ｎは１を表す。
【００２８】
三成分系のより好ましい具体例としては、マグネシウムニオブ酸鉛、すなわち、ＡがＭｇであり、ＢがＮｂであり、ｇが１／３、ｈが２／３であるものが挙げられる。
【００２９】
さらに、これら二成分系ＰＺＴ及び三成分系ＰＺＴのいずれであっても、その圧電特性を改善するために、微量のＢａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｗ，Ｍｏ及びＣａ等が添加されてもよい。とりわけ、三成分系では０．１モル％以下のＳｒ，Ｂａの添加が圧電特性の改善に一層好ましい。また、三成分系では、０．１０モル％以下のＭｎ，Ｎｉの添加が、その焼結性を改善するので好ましい。
【００３０】
その他、圧電体膜７の具体例として例えば、Ｐｂ（Ｚｎ、Ｎｂ）Ｏ３とＰｂＴｉＯ３の固溶体（ＰＭＮ−ＰＴ）、Ｐｂ（Ｍｇ、Ｎｂ）Ｏ３とＰｂＴｉＯ３の固溶体（ＰＺＮ−ＰＴ）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）、チタン酸ストロンチウムバリウム（ＳｒＸＢａ１−ＸＴｉＯ３）等がある。
【００３１】
次に、図３乃至図５を参照して圧電体素子の製造工程をインクジェット式記録ヘッドの製造工程と併せて説明する。
（実施例１）
図３（Ａ）に示すように、直径１００ｍｍ、厚さ２２０μｍを有する面方位（１１０）のシリコン単結晶基板から成る加圧室基板１上に下地層５としてせリア（ＣｅＯ２）を電子線蒸着法により０．５μｍの厚さにエピタキシャル成長させて成膜した。続いて下部電極６となる白金を下地層２上にエピタキシャル成長させて１００ｎｍ程度の厚みに成膜した後、同図（Ｂ）に示すように、強誘電体材料を構成する有機金属原料を気化した原料ガスと酸素含有ガス、キャリアガス等の供給量を適宜調整しながら、圧電体膜７をＣＶＤ法によりエピタキシャル成長させて１μｍ程度の厚みに成膜した。
【００３２】
一般にバルクのＰＺＴの場合、室温付近の結晶系はＸ線回折測定による結晶相同定の結果、ペロブスカイト構造におけるＢサイトの構成元素比、即ち、Ｚｒ／Ｔｉのモル比が０／１以上で０．５３／０．４７未満の範囲にあるときは正方晶系を構成し、０．５３／０．４７を超えて０．９０／０．１０以下の範囲にあるときは菱面体晶系を構成し、Ｚｒ／Ｔｉのモル比が０．５３／０．４７近傍においては正方晶／菱面体晶の結晶相境界、即ち、ＭＰＢが存在することが結晶学的に判明している。そこで、本実施例ではＺｒ／Ｔｉのモル比を０．５６／０．４４とし、圧電体膜７をＭＰＢ近傍の結晶構造とした。下地層５及び下部電極６は（１１０）面方位に優先配向しているため、下部電極６上にエピタキシャル成長した圧電体膜７も（１１０）面方位に優先配向している。
【００３３】
さらに、同図（Ｃ）に示すように、圧電体膜７上に上部電極８として白金を１００ｎｍの膜厚にＤＣスパッタ法で成膜した。以上の工程を経て上部電極８、圧電体膜７及び下部電極６から成る圧電体素子９が得られる。
【００３４】
当該圧電体素子９をインク吐出駆動源とするインクジェット式記録ヘッドを製造する場合にはさらに以下の製造工程を実行する。
【００３５】
上部電極８上にレジストをスピンコートし、加圧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８、圧電体膜７及び下部電極６をエッチングし、加圧室が形成されるべき位置に対応して圧電体素子９を分離した（同図（Ｄ））。下地層５は加圧室を加圧するための振動板として機能する。続いて、加圧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、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加圧室基板１をエッチングし、加圧室１０を形成した（同図（Ｅ））。エッチングされずに残った部分は側壁１１となる。ドライエッチングの他に、例えば８０℃に保温された濃度１０％の水酸化カリウム水溶液を用いて加圧室基板１を異方性ウエットエッチングすることもできる。この場合には異方性ウエットエッチングにより容易に加圧室１０の高密度配列を形成できる。
【００３６】
最後に、同図（Ｆ）に示すように、樹脂等を用いてノズルプレート２を加圧室基板１に接合した。ノズル２１はリソグラフィ法、レーザ加工、ＦＩＢ加工、放電加工等を利用してノズルプレート２の所定位置に開口することで形成することができる。ノズルプレート２を加圧室基板１に接合する際には、各ノズル２１が加圧室１０の各々の空間に対応して配置されるよう位置合せする。ノズルプレート２を接合した加圧室基板１を基体３に取り付ければ、インクジェット式記録ヘッドが完成する。
【００３７】
本実施例によれば、エピタキシャル成長により圧電体膜７は（１１０）面方位に強く配向し、且つＭＰＢ近傍の結晶構造を有しているため、圧電体素子９をアクチュエータとして使用する場合にドメインの回転を伴わなずに駆動することができる。従って、高速駆動に適した圧電体素子９を製造することができる。
【００３８】
尚、上記の例では下地層５としてセリアを成膜したが、これに替えてセリア／セリアジルコニア（ＣｅＯ２／ＣｅＺｒＯ２）を成膜してもよい。また、加圧室基板１として（１１０）面のシリコン単結晶基板を用いたが、この他に（１１０）面の単結晶チタン酸ストロンチウム基板（ＳｒＴｉＯ３：ＳＴＯ）、（１１０）面の単結晶酸化マグネシウム基板（ＭｇＯ）を用いても良い。
【００３９】
また、これらの単結晶基板と下部電極との間に任意の振動板膜（例えば、エピタキシャル成長した絶縁膜）を介在させてもよい。また、下部電極はエピタキシャル成長できる導電性材料であれば特に限定されるものではなく、白金の他にイリジウムから成る単層、イリジウム層／白金層、白金層／イリジウム層、イリジウム層／白金層／イリジウム層の積層構造としてもよい。
（実施例２）
図４（Ａ）に示すように、シリコン単結晶基板から成る加圧室基板１上に熱酸化法により二酸化珪素膜を１μｍの厚みに成膜するとともに、ジルコニウムをターゲットとし、酸素ガスの導入による反応性スパッタリング法で酸化ジルコニウム膜（ＺｒＯ２）を４００ｎｍ程度に成膜した。これら二酸化珪素膜と酸化ジルコニウム膜で振動板膜５１が構成される。
【００４０】
続いて、振動板膜５１上に下部電極５２を成膜した（同図（Ｂ））。下部電極５２はイリジウムやチタン、白金等の複数の薄膜の積層構造を有しており、次工程で成膜する圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度を調整するために適宜その構成が決定される。さらに下部電極５２上にＰＺＴの種層となるチタン層５３を成膜し（同図（Ｃ））、ゾル・ゲル法で圧電体膜５４を成膜した（同図（Ｄ））。
【００４１】
本実施例では圧電体膜５４の組成をＰｂ（Ｚｒ０．５６Ｔｉ０．４４）Ｏ３とし、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛のモル混合比が５６：４４となる２成分系のＰＺＴとした。かかる圧電体膜５４の結晶はＭＰＢ近傍にある。圧電体膜５４を成膜するために、上記ＰＺＴを構成する金属成分の水酸化物の水和錯体、即ち、ゾルを調整した。このゾルを調整するため、２−ｎ−ブトキシエタノールを主溶媒として、これにチタニウムテトライソプロポキシド、テトラ−ｎ−プロポキシジルコニウムを混合し、室温下で２０分間攪拌した。次いで、ジエタノールアミンを加えて室温で更に２０分間攪拌し、更に酢酸鉛を加え、８０℃に加熱した。加熱した状態で２０分間攪拌し、その後、室温になるまで自然冷却した。
【００４２】
このようにして得られたゾルをチタン層５３上に塗布するためにスピンコートした。このとき、膜厚を均一にするために最初は５００ｒｐｍで３０秒間、次に１５００ｒｐｍで３０秒間、最後に５００ｒｐｍで１０秒間、スピンコーティングした。この工程で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。ゾルをチタン層５３上に塗布した後、１８０℃で３０分間乾燥させ、ホットプレートを用いて空気中において３３０℃で１０分間脱脂した。スピンコートから脱脂までの工程を２回繰り返し、その後、環状炉にて酸素雰囲気中７００℃で３０分間結晶化熱処理を行った。この工程をさらに７回繰り返すことで合計１４層から成る膜厚１．６μｍの圧電体膜５４を成膜した。
【００４３】
このとき、チタン層５３の膜厚及び下部電極５２の構成をそれぞれ適当に調整することで、圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度を調整することができる。例えば、チタン層５３の膜厚を５ｎｍ〜１５ｎｍに設定し、下部電極５２をＩｒ（膜厚２０ｎｍ）／Ｐｔ（膜厚６０ｎｍ）／Ｉｒ（膜厚２０ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚２０ｎｍ）にすると、圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度は３０％程度になり、チタン層５３の膜厚を３０ｎｍに設定し、下部電極５２の構成をＩｒ（膜厚２００ｎｍ〜３００ｎｍ）／Ｔｉ（膜厚２０ｎｍ）にすると、圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度は６０％程度になることが確認できた。
尚、配向度とは、例えば、広角ＸＲＤ法にて圧電体膜の面方位｛ＸＹＺ｝面の反射強度をＩ（ＸＹＺ）で表したときに、
Ｉ（ＸＹＺ）／｛Ｉ（１００）＋Ｉ（１１０）＋Ｉ（１１１）｝
と表されるものとする。
【００４４】
最後に圧電体膜５４上に白金をスパッタ法で成膜し、上部電極５５を形成した（同図（Ｅ））。以上の工程を経て上部電極５５、圧電体膜５４、チタン層５３及び下部電極５２から成る圧電体素子５６が得られる。圧電体素子５６をインク吐出駆動源としてインクジェット式記録ヘッドを製造する場合には、実施例１で説明した図３（Ｄ）〜同図（Ｆ）に示す工程に従って所望の加工処理を実行すればよい。
【００４５】
圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度を変えたときの圧電定数ｄ31を図５に示す。同図に示すように、｛１１０｝優先配向度が高くなる程、圧電特性が向上することが確認できる。圧電体膜５４の｛１１０｝優先配向度が高くなる程、圧電体素子５６をアクチュエータとして使用する際にドメインの回転を伴わなくなるため、高周波駆動に適したインクジェット式記録ヘッドを提供することができる。
（他の実施例）本発明の強誘電体素子は上述した圧電体素子の他に、不揮発性強誘電体メモリ素子の電荷蓄積キャパシタとしても利用することができる。不揮発性強誘電体メモリ素子は強誘電体膜の分極の反転を利用して情報の読み出し／書き込みを行うため、ＭＰＢ近傍の結晶構造を有し、且つ（１１０）優先配向をもつＰＺＴ系強誘電体薄膜を蓄積容量の容量絶縁膜として用いることで高周波の読み出し／書き込みに適した不揮発性強誘電体メモリ素子を提供することができる。また、かかる強誘電体膜を用いれば、従来よりも実効的に残留分極量を大きくできるため、メモリセルのサイズを小さくすることができ、不揮発性強誘電体メモリ素子の集積度を高めることができる。
【００４６】
また、本発明の強誘電体素子は上記の他に、フィルタ、遅延線、リードセレクタ、音叉発振子、音叉時計、トランシーバ、圧電ピックアップ、圧電イヤホン、圧電マイクロフォン、ＳＡＷフィルタ、ＲＦモジュレータ、共振子、遅延素子、マルチストリップカプラ、圧電加速度計、圧電スピーカ等に応用することができる
【発明の効果】
本発明によれば、ドメインの回転を伴わずに高速動作可能な強誘電体素子を提供することができる。特に、本発明の強誘電体素子をインクジェット式記録ヘッドのインク吐出駆動源として用いることで高周波数特性に優れたインクジェット式記録ヘッドを提供することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、高周波の読み出し／書き込み可能な不揮発性強誘電体メモリ素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】インクジェットプリンタの構成図である。
【図２】インクジェット式記録ヘッドの分解斜視図である。
【図３】インクジェット式記録ヘッドの製造工程断面図である。
【図４】圧電体素子の製造工程断面図である。
【図５】圧電体膜の｛１１０｝優先配向度に対する圧電定数ｄ３１のグラフである。
【符号の説明】
１…加圧室基板、２…ノズルプレート、３…基体、４…配線基板、５…下地層、６…下部電極、７…圧電体膜、８…上部電極、９…圧電体素子、１０…加圧室、１１…側壁、１２…共通流路、２１…ノズル、５１…振動板膜、５２…下部電極、５３…チタン層、５４…圧電体膜、５５…上部電極、５６…圧電体素子、１００…インクジェット式記録ヘッド、１０１…インクカートリッジ、１０２…本体、１０３…トレイ、１０４…排出口、１０５…オートシートフィーダ、１０６…ヘッド駆動機構、１０７…記録用紙
【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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