(57)【要約】      （修正有）【課題】小さな実装面積で大きな出力を得ることができる圧電型アクチュエータを提供する。【解決手段】平行に第一方向に配列された複数の第一可撓部と、二つの前記第一可撓部を一組とし、一組ずつ前記第一可撓部の厚さ方向の一方の端部同士を連結する第二可撓部と、前記第二可撓部が連結する前記第一可撓部の組み合わせで異なる組に属す隣り合う二つの前記第一可撓部を一組とし、一組ずつ前記第一可撓部の厚さ方向の他方の端部同士を連結する第三可撓部と、前記第二可撓部、前記第三可撓部の一方の基板の主面と平行な面に形成され、二層の電極層と当該電極層に挟み込まれた無機圧電材料からなる圧電層の圧電素子と、矩形枠形態の枠部で、対向する一対の内壁面において、前記厚さ方向および前記第一方向に直交する第二方向における前記第一可撓部の両端部と前記第二可撓部の両端部と前記第三可撓部の両端部と結合している枠部と、を備える。【選択図】図１
2012151583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の厚さ方向に直交する前記基板の主面に平行な第一方向に薄い板状の第一可撓部であって、互いに平行に前記第一方向に配列された複数の第一可撓部と、
隣り合う二つの前記第一可撓部を一組として、一組ずつ前記第一可撓部の前記厚さ方向の一方の端部同士を連結する第二可撓部と、
前記第二可撓部が連結する前記第一可撓部の組み合わせにおいて異なる組に属す隣り合う二つの前記第一可撓部を一組として、一組ずつ前記第一可撓部の前記厚さ方向の他方の端部同士を連結する第三可撓部と、
前記第二可撓部および前記第三可撓部の少なくともいずれか一方の、前記基板の主面と平行な面に形成され、二層の電極層と当該二層の電極層に挟み込まれた無機圧電材料からなる圧電層とを有する圧電素子と、
矩形枠形態の枠部であって、対向する一対の内壁面において、前記厚さ方向および前記第一方向に直交する第二方向における前記第一可撓部の両端部と前記第二可撓部の両端部と前記第三可撓部の両端部と結合している枠部と、
を備える圧電型アクチュエータ。
【請求項２】
前記第二可撓部または前記第三可撓部の前記圧電素子が形成されている面の前記第二方向の長さは、前記圧電素子の前記第二方向の長さより長い、
請求項１に記載の圧電型アクチュエータ。
【請求項３】
前記第一可撓部は、前記基板を構成するシリコン層を前記基板の一方の主面側と他方の主面側の両側から異方性エッチングで深掘りすることによって形成された薄板を含んで構成されている、
請求項１または請求項２に記載の圧電型アクチュエータ。
【請求項４】
前記第一可撓部は、蒸着重合法またはＣＶＤ法によって形成された無機化合物または有機化合物の膜からなる、
請求項１または請求項２に記載の圧電型アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電型アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、音放射方向に対して前後となるように交互に設けられた伸縮部と隣り合う伸縮部の端部を連結する立ち上がり部とからなる波形の振動膜を有し、伸縮部の両面に電極が形成されている圧電膜スピーカについて記載されている。特許文献２には、表裏表面を電極で挟み込まれ、断面が波形形状となるように成形された圧電膜を用いたスピーカについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２８６６９０号公報
【特許文献２】特開２００４−２８２１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２では振動板にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の高分子樹脂圧電材が使用されており、無機圧電材と比較して大きな音圧を得られないという問題があった。また、特許文献２においては、波形形状の各中間部が当該部分の振動を阻止するための保持体によって保持されているため、変位量が小さくなり、大きな音圧が得られない。特許文献１の圧電膜スピーカは、一枚の圧電シートを成形して波形の形状を作り出すため、応力が残存し、性能や歩留まりが安定しない。また小型化も難しい。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、小さな実装面積で大きな出力を得ることができる圧電型アクチュエータ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】
【０００５】
（１）上記目的を達成するための圧電型アクチュエータは、基板の厚さ方向に直交する前記基板の主面に平行な第一方向に薄い板状の第一可撓部であって、互いに平行に前記第一方向に配列された複数の第一可撓部と、隣り合う二つの前記第一可撓部を一組として、一組ずつ前記第一可撓部の前記厚さ方向（基板の厚さ方向）の一方の端部同士を連結する第二可撓部と、前記第二可撓部が連結する前記第一可撓部の組み合わせにおいて異なる組に属す隣り合う二つの前記第一可撓部を一組として、一組ずつ前記第一可撓部の前記厚さ方向（基板の厚さ方向）の他方の端部同士を連結する第三可撓部と、前記第二可撓部および前記第三可撓部の少なくともいずれか一方の前記基板の主面と平行な面に形成され、二層の電極層と当該二層の電極層に挟み込まれた無機圧電材料からなる圧電層とを有する圧電素子と、矩形枠形態の枠部であって、対向する一対の内壁面において、前記厚さ方向（基板の厚さ方向）および前記第一方向に直交する第二方向における前記第一可撓部の両端部と前記第二可撓部の両端部と前記第三可撓部の両端部と結合している枠部と、を備える。
【０００６】
本発明によると、基板の厚さ方向の面をも振動板として利用することができるので、小さな実装面積であっても振動面の面積を広くできる。したがって圧電型アクチュエータを小型化することが容易である。また、スピーカに適用する場合、小型であっても低域での音圧を向上させることができる。さらに、小型化することで１枚のウエハから製造できる圧電型アクチュエータの個数が増加するためコスト低減に寄与する。また、無機圧電材料からなる圧電層を使用するため、有機圧電材料を用いる場合と比較して大きな出力を得ることができる。
【０００７】
（２）上記目的を達成するための圧電型アクチュエータは、前記第二可撓部または前記第三可撓部の前記圧電素子が形成されている面の前記第二方向の長さは、前記圧電素子の前記第二方向の長さより長くてもよい。
第二可撓部または第三可撓部の圧電素子が形成されている面の第二方向の長さが圧電素子の第二方向の長さと同じか短い場合、圧電素子の収縮や膨張によって第二可撓部または第三可撓部と枠部との結合部分に応力が集中し破損しやすくなる。そのため圧電素子の変形量を大きくしづらい。本発明の構成によると、結合部分に応力が集中することを防ぐことができるので、前述の場合と比較すると圧電素子を大きく変形させることができ、各可撓部の変位幅を大きくすることができる。
【０００８】
（３）上記目的を達成するための圧電型アクチュエータは、前記第一可撓部は、前記基板を構成するシリコン層を前記基板の一方の主面側と他方の主面側の両側から異方性エッチングで深掘りすることによって形成された薄板を含んで構成されていてもよい。
この場合、第一可撓部の残留応力が少ないため、性能・歩留まりが安定する。
【０００９】
（４）上記目的を達成するための圧電型アクチュエータは、前記第一可撓部は、蒸着重合法またはＣＶＤ法によって形成された無機化合物または有機化合物の膜で構成されてもよい。
第一可撓部の振動方向（第一方向）においてより薄い膜を使用することができるので、第一可撓部の変位幅を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】（１Ａ）は第一実施形態にかかる圧電型スピーカの上面図、（１Ｂ）および（１Ｃ）はその断面図。
【図２】（２Ａ）は第一実施形態にかかる圧電型スピーカの底面図、（２Ｂ）は拡大図。
【図３】（３Ａ）〜（３Ｄ）は圧電型スピーカの動作を説明するための断面図。
【図４】（４Ａ）〜（４Ｅ）は第一実施形態にかかる圧電型スピーカの製造方法を示す断面図。
【図５】（５Ａ）は第二実施形態にかかる圧電型スピーカの上面図、（５Ｂ）および（５Ｃ）はその断面図。
【図６】（６Ａ）〜（６Ｄ）は第二実施形態にかかる圧電型スピーカの製造方法を示す断面図。
【図７】（７Ａ）および（７Ｂ）は他の実施形態にかかる断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら以下の順に説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
【００１２】
１．第一実施形態
（構成）
図１および図２は本発明の一実施形態にかかる圧電型スピーカを示す図である。図１Ａは圧電型スピーカの上面図、図１Ｂは図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線における断面図、図１Ｃは図１Ａの１Ｃ−１Ｃ線における断面図である。図２Ａは圧電型スピーカの底面図、図２Ｂは図１Ａの破線の楕円で囲んだ領域２Ｂの拡大図である。各図においては、説明の便宜のために互いに直交するｘｙｚ軸を規定する。基板の厚さ方向がｚ軸に平行な方向に相当し、第一方向がｘ軸に平行な方向に相当し、第二方向がｙ軸と平行な方向に相当する。ｘｙ平面が基板の主面と平行な平面に相当する。
【００１３】
ハイル型のスピーカである圧電型スピーカはＭＥＭＳ製造プロセスを用いて形成される積層構造体である。圧電型スピーカを構成する積層構造体は、主に次に述べる複数の層が積層されてなる。ベース層１０は厚さ６２５μｍのシリコン（Ｓｉ）からなる。第一絶縁層１１および第二絶縁層１２は厚さ１μｍの酸化シリコンからなる。第一ＳＯＩ層１３および第二ＳＯＩ層１４は厚さ１０μｍのシリコンからなる。第三絶縁層１５および第四絶縁層１６は厚さ０．５μｍの酸化シリコンからなる。
【００１４】
圧電型スピーカは、枠部Ｓと、複数の第一可撓部Ｆ１と、複数の第二可撓部Ｆ２と、複数の第三可撓部Ｆ３と、複数の圧電素子Ｐとを備えている。枠部Ｓは矩形枠形態である。枠部Ｓは、第三絶縁層１５と第一ＳＯＩ層１３と第一絶縁層１１とベース層１０と第二絶縁層１２と第二ＳＯＩ層１４と第四絶縁層１６とからなる。第一可撓部Ｆ１はｘ軸方向に薄く、ｘ軸方向に複数配列されている。第一可撓部Ｆ１は互いに平行に配列されている。第一可撓部Ｆ１のｙ軸方向の両端部は枠部Ｓのｘｚ平面に平行な一対の内壁面と結合している。第一可撓部Ｆ１は第一絶縁層１１とベース層１０と第二絶縁層１２とからなる。
【００１５】
第二可撓部Ｆ２はｚ軸方向に薄い。第二可撓部Ｆ２は、隣り合う二つの第一可撓部Ｆ１を一組として、一組ずつ第一可撓部Ｆ１のｚ軸方向の一端同士を連結する。また、第二可撓部Ｆ２のｙ軸方向の両端部は枠部Ｓのｘｚ平面に平行な一対の内壁面と結合している。隣り合う第二可撓部Ｆ２は溝部Ｈ１によって隔てられている。第二可撓部Ｆ２は、第二ＳＯＩ層１４と第四絶縁層１６とからなる。
【００１６】
第三可撓部Ｆ３は、隣り合う二つの第一可撓部Ｆ１であって、第二可撓部Ｆ２が連結する組み合わせにおいては異なる組に属する二つの第一可撓部Ｆ１を一組として、一組ずつ第一可撓部Ｆ１のｚ軸方向の他端同士を連結する。すなわち、第一可撓部Ｆ１と第二可撓部Ｆ２と第三可撓部Ｆ３とでハイル型の構造が形成されている。また、第三可撓部Ｆ３は、最も外側の第一可撓部Ｆ１と枠部Ｓのｙｚ平面に平行な内壁面とを連結する。また、第三可撓部Ｆ３のｙ軸方向の両端部は枠部Ｓのｘｚ平面に平行な一対の内壁面と結合している。隣り合う第三可撓部Ｆ３は溝部Ｈ２によって隔てられている。第三可撓部Ｆ３はｚ軸方向に薄い。第三可撓部Ｆ３は、第三絶縁層１５と第一ＳＯＩ層１３とからなる。
【００１７】
溝部Ｈ１，Ｈ２のｙ軸方向の長さ、すなわち、第二可撓部Ｆ２と第三可撓部Ｆ３のｙ軸方向の長さは、圧電素子Ｐのｙ軸方向の長さより長いことが望ましい。その結果、後述するように第二可撓部Ｆ２や第三可撓部Ｆ３が変位するとき、その運動を妨げにくくすることができる。また図２Ｂに示すように、圧電素子Ｐのｙ軸方向の長さより延長されている第二可撓部Ｆ２の部分（延長部という）の溝部Ｈ１に面している面と、溝部Ｈ１に面している枠部Ｓの内壁面とは、曲面を有する波形の形状を有している。第三可撓部Ｆ３の延長部の溝部Ｈ２に面している面と、溝部Ｈ２に面している枠部の内壁面とも、同様に波形の形状を有していてもよい。その結果、さらに第二可撓部Ｆ２や第三可撓部Ｆ３を変位しやすくすることができる。
【００１８】
第二可撓部Ｆ２の第一可撓部Ｆ１と結合する面と平行な表面上には、圧電素子Ｐが形成されている。圧電素子Ｐは、第一電極層１７と圧電層１８と第二電極層１９とがこの順に積層されてなる。第一電極層１７および第二電極層１９は例えば厚さ０．１μｍの白金（Ｐｔ）からなる。圧電層１８は、厚さ３μｍのチタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）からなる。配線部２１ａは各圧電素子Ｐの第二電極層１９同士を接続する。配線部２１ａは第五絶縁層２０によって第一電極層１７と絶縁されている。配線部２１ｂは各圧電素子Ｐの第一電極層１７同士を接続する。配線部２１ａ・配線部２１ｂは厚さ０．５μｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる。
【００１９】
（動作）
図３は圧電型スピーカの動作を説明するための図である。各図は、ｙ軸方向の中央付近におけるｘｚ平面に平行な面の簡易的な断面図である。第一電極層１７および第二電極層１９に印加する電圧の極性によって、圧電層１８は膨張または圧縮する。圧電層１８が膨張する場合、図３Ａおよび図３Ｂに示すように第二可撓部Ｆ２が＋ｚ方向に凸となるように撓む。第二可撓部Ｆ２がこのように撓むことによって第一可撓部Ｆ１は溝部Ｈ１のｘ軸方向の幅が広がるように撓む。第一可撓部Ｆ１がこのように撓むことによって第三可撓部Ｆ３は、＋ｚ方向に凸となるように撓む。各可撓部がこのように変形するとき、溝部Ｈ１には外部から空気が吸引され溝部Ｈ２から空気が外部に放出される。
【００２０】
圧電層１８が圧縮した場合、図３Ｃおよび図３Ｄに示すように第二可撓部Ｆ２が−ｚ方向に凸となるように撓む。第二可撓部Ｆ２がこのように撓むことによって第一可撓部Ｆ１は溝部Ｈ２のｘ軸方向の幅が広がるように撓む。第一可撓部Ｆ１がこのように撓むことによって第三可撓部Ｆ３は−ｚ方向に凸となるように撓む。各可撓部がこのように変形するとき、溝部Ｈ２から空気が外部に放出され溝部Ｈ２には外部から空気が吸引される。
【００２１】
以上のように圧電素子Ｐに印加する電圧の極性を周期的に変えることにより、気圧の振動を生じさせることができ、スピーカとして機能させることができる。また、基板の厚さ方向の面も振動板として機能させることができるので、スピーカの小型化が可能である。さらに、無機圧電材料からなる圧電層を用いるので有機圧電材料からなる圧電層を用いる場合よりも大きな音圧を得ることができる。
【００２２】
（製造方法）
本実施形態における圧電型スピーカの製造方法を図４を用いて説明する。図４は、図１Ａの１Ｂ−１Ｂ線に対応する断面図である。はじめに、図４Ａに示すように、ＳＯＩ基板１００の表裏両面に第三絶縁層１５および第四絶縁層１６を形成する。ＳＯＩ基板１００は、ベース層１０と、ベース層１０の一方の主面に順に積層されている第一絶縁層１１・第一ＳＯＩ層１３と、ベース層１０の他方の主面に順に積層されている第二絶縁層１２・第二ＳＯＩ層１４と、からなる。第三絶縁層１５および第四絶縁層１６は、ＳＯＩ基板１００を熱酸化することによって形成された酸化シリコンの層である。
【００２３】
続いて図４Ｂに示すように、第四絶縁層１６の表面上に第一電極層１７・圧電層１８・第二電極層１９を順に形成する。第一電極層１７および第二電極層１９として、スパッタ法によって厚さ０．１μｍの白金（Ｐｔ）層を成膜する。圧電層１８としては、ＰＺＴをスパッタ法または水熱合成法により３μｍ成膜する。続いて図４Ｃに示すように、第二電極層１９・圧電層１８・第一電極層１７を順に一層ずつエッチングし、第一電極層１７と圧電層１８と第二電極層１９とが積層されてなる圧電素子を複数形成する。具体的には、図示しないフォトレジストからなる保護層を用いて例えばＡｒイオンを用いたミリング法によって第二電極層１９をエッチングし、エッチング後、保護層を除去する。圧電層１８および第一電極層１７についても同様の方法でエッチングする。
【００２４】
続いて、図１Ｃおよび図４Ｄに示すように、圧電素子Ｐのｙ方向の一端に第五絶縁層２０を形成し、その後、圧電素子Ｐの第一電極層１７同士を接続する２１ｂと第二電極層１９同士を接続する配線部２１ａを形成する。第五絶縁層２０としては、例えば厚さ５μｍの感光性ポリイミドを用いる。他にも例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法によって二酸化シリコン膜を成膜した後、図示しないフォトレジストからなる保護層を用いてエッチングするようにしてもよい。また、スクリーン印刷法を用いて第五絶縁層２０を圧電素子のｙ軸方向の一端を覆う領域に形成してもよい。配線層２１は、例えばスパッタ法によって厚さ０．５μｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる配線層２１を成膜し、図示しないフォトレジストからなる保護層を用いて、Ｃｌ２ガスを用いて配線層２１を反応性イオンエッチングすることによって形成される。エッチング後保護層を除去する。
【００２５】
続いて図４Ｅに示すように、フォトレジストからなる図示しない保護層を用いて、第四絶縁層１６・第二ＳＯＩ層１４・第二絶縁層１２・ベース層１０・第一絶縁層１１をエッチングし溝部Ｈ１を形成する。例えば、第四絶縁層１６・第二絶縁層１２・第一絶縁層１１のエッチングとしては、ＣＨＦ３ガスを用いた反応性イオンエッチング法を用いる。第二ＳＯＩ層１４のエッチングには、ＣＦ４ガスおよびＯ２ガスを用いた反応性イオンエッチング法を用いる。反応性イオンエッチング法の他に、フッ酸や緩衝フッ酸によるウェットエッチング法を用いてもよい。ベース層１０のＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）は、パッシベーション（Ｃ４Ｆ８プラズマ）とエッチング（ＳＦ６プラズマ）のステップを短く交互に繰り返す、所謂ボッシュプロセスを用いる。エッチング終了後、図示しない保護層を除去する。この時点での上面図は図１Ａとなる。なお、溝部Ｈ１を形成する際に用いる保護層の形状によって、前述の延長部の溝部Ｈ１に面する面と、溝部Ｈ１に面する枠部Ｓの内壁面とに波形形状を形成することができる。
【００２６】
続いて、フォトレジストからなる図示しない保護層をマスクに用いて、第三絶縁層１５・第一ＳＯＩ層１３・第一絶縁層１１・ベース層１０・第二絶縁層１２をエッチングし、図１Ｂおよび図２Ａに示すように溝部Ｈ２を形成する。第三絶縁層１５・第一絶縁層１１・第二絶縁層１２のエッチングは、第四絶縁層１６・第二絶縁層１２・第一絶縁層１１のエッチングと同様の方法で行うことができる。また、第一ＳＯＩ層１３のエッチングは第二ＳＯＩ層１４のエッチングと同様の方法で行うことができる。ベース層１０のエッチングも図４Ｅの工程と同様に行うことができる。エッチング後、保護層を除去する。その後、ダイシングし、セラミック（または金属、シリコン）製のパッケージに実装する。
【００２７】
以上の工程により、図１および図２に示す圧電型スピーカを製造することができる。基板の厚さ方向の面も振動板として機能させることができるので、スピーカの小型化が可能である。その結果、１枚のウエハから多くのスピーカ素子を製造することができ、コスト削減に寄与することができる。
【００２８】
２．第二実施形態
（構成）
本発明の第二実施形態にかかる圧電型スピーカの構成を図５を用いて説明する。図５Ａは圧電型スピーカの上面図、図５Ｂは図５Ａの５Ｂ−５Ｂ線における断面図、図５Ｃは図５Ａの５Ｃ−５Ｃ線における断面図である。枠部Ｓは第一ＳＯＩ層１３と第一絶縁層１１とベース層１０と第二絶縁層１２と第二ＳＯＩ層１４と第四絶縁層１６と第六絶縁層２２とからなる。第六絶縁層２２は、厚さ３μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）からなる。第一可撓部Ｆ１は第六絶縁層２２からなる。第二可撓部Ｆ２は第二絶縁層１２と第二ＳＯＩ層１４と第四絶縁層１６とからなる。第三可撓部Ｆ３は第六絶縁層２２からなる。第二可撓部Ｆ２の表面上には圧電素子Ｐが形成されている。
【００２９】
（動作）
圧電素子Ｐに周期的に極性が反転する所定電圧を印加することで、第一実施形態と同様に各可撓部を振動させることができ、スピーカとして機能させることができる。また、第一可撓部Ｆ１は後述する製造方法によって薄く形成することができるため、変位幅を大きくすることができる。
【００３０】
（製造方法）
図６を用いて第二実施形態にかかる圧電型スピーカの製造方法を説明する。図６Ａに示すように、第一実施形態と同様のＳＯＩ基板１００を準備し、ＳＯＩ基板１００の表裏両面に第三絶縁層１５および第四絶縁層１６を形成する。なお、ベース層１０・第二絶縁層１２・第二基板層１４がこの順に積層されてなるＳＯＩ基板を準備し、厚さ０．２ｍｍのテンパックスガラスをベース層１０と陽極接合により貼り合わせてもよい。続いて第一実施形態の図４Ｂおよび図４Ｃで示した工程と同様に、第四絶縁層１６の表面上に第一電極層１７・圧電層１８・第二電極層１９を形成し、各層をエッチングして複数の圧電素子Ｐを形成する。
【００３１】
続いて図６Ｂに示すように、フォトレジストからなる図示しない保護層をマスクに用いて、第四絶縁層１６・第二ＳＯＩ層１４・第二絶縁層１２・ベース層１０・第一絶縁層１１をエッチングし溝部Ｈ１を形成する。各層のエッチングは図４Ｅで説明した方法と同様の方法を用いることができる。その後、保護層を除去する。続いて図６Ｃに示すように、第六絶縁層２２をコンフォーマルに形成し、図示しない保護層をマスクに用いて第六絶縁層２２をエッチングすることによってコンタクトホールＨ３を形成し、第二電極層１９および第一電極層１７を露出させる。第六絶縁層２２としては、例えばＣＶＤ法により、厚さ３μｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）膜を形成する。例えばＢＭＲ社製のＣＶＤ装置「ＨｉＤｅｐ」を用いると１００℃未満のプロセス温度でＳｉ３Ｎ４を成膜することができる。ＳｉＮの代わりに、オゾン（Ｏ３）とテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）とを用いてＣＶＤ法によりＳｉＯ２膜を形成してもよい。なおその場合、当該ＳｉＯ２膜の下面に（すなわちＳｉＯ２膜の成膜前に）ＳｉＮ膜が薄く形成されていることが望ましい。ＳｉＮやＳｉＯ２等の無機膜の代わりに、有機膜を用いても良い。例えば、蒸着重合法を用いてポリイミドを成膜してもよい。あるいはＣＶＤ法を用いてパリレンを成膜してもよい。第六絶縁層２２のエッチングには、例えばＣＨＦ３ガスを用いた反応性イオンエッチング法を用いる。エッチング後、保護層を除去する。
【００３２】
続いて図６Ｄに示すように、配線部２１ａ・２１ｂを形成する。具体的には例えば、メタルマスクを用いてＡｌを厚さ１μｍで蒸着する。あるいは、Ａｇペーストを用いたスクリーン印刷法によって配線部２１ａ、２１ｂを形成してもよい。また、Ａｇナノインクを用いてインクジェット法によって配線部２１ａ、２１ｂを形成してもよい。続いて、図示しないフォトレジストからなる保護層（枠部Ｓの裏面を覆い枠部Ｓの内側の領域全体を露出させる一つの開口が形成された保護層）をマスクに用いて第三絶縁層１５・第一ＳＯＩ層１３・第一絶縁層１１・ベース層１０をエッチングにより除去することによって、溝部Ｈ２を形成する。具体的には例えば、第三絶縁層１５・第一絶縁層１１のエッチングには、ＣＨＦ３ガスを用いた反応性イオンエッチング法を用いる。第一ＳＯＩ層１３のエッチングにはＣＦ４ガスおよびＯ２ガスを用いた反応性イオンエッチング法を用いる。反応性イオンエッチング法の他に、フッ酸や緩衝フッ酸によるウェットエッチング法を用いてもよい。ベース層１０のＤｅｅｐ−ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）は、パッシベーション（Ｃ４Ｆ８プラズマ）とエッチング（ＳＦ６プラズマ）のステップを短く交互に繰り返す、所謂ボッシュプロセスを用いる。第六絶縁層２２には、上記エッチング方法を用いてエッチングする上記した各層とエッチング選択性のある材料（ＳｉＮ膜や有機膜）が採用されているため、第六絶縁層２２を残存させることができる。また、上記の各エッチング時には枠部Ｓの裏面を覆い枠部Ｓの内側の領域全体を露出させる一つの開口が形成された保護層を用いる。したがって、各溝部Ｈ２の形成領域に合わせて開口が形成された保護層を用いる場合と比較すると本実施形態の上記の保護層はフォトリソグラフィの位置精度に関してそれほど高精度である必要がないため、コスト削減にもつながる。エッチング後、保護層を除去し、ダイシングすることによって図５に示す圧電型スピーカを製造することができる。
【００３３】
３．他の実施形態
尚、本発明の技術的範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記実施形態で示した材質や形状や寸法や成膜方法やパターン転写方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である工程の追加や削除や工程順序の入れ替えについては説明が省略されている。なお本発明は、スピーカに限らず様々なアクチュエータに適用することができる。
【００３４】
圧電型スピーカを構成する各部は図７Ａに示すような層で構成されていてもよい。枠部Ｓは第一絶縁層１１とベース層１０と第二絶縁層１２とからなる。第一可撓部Ｆ１はベース層１０からなる。第二可撓部Ｆ２は第二絶縁層１２からなる。第三可撓部Ｆ３は第二絶縁層１２からなる。
また、上記した実施形態では第二可撓部Ｆ２の表面上に圧電素子Ｐが設けられている構成を説明したが、第二可撓部Ｆ２と第三可撓部Ｆ３の両方に圧電素子Ｐが設けられていても良い。両側に圧電素子Ｐが設けられていると、第一可撓部Ｆ１の変位幅を大きくすることができ、大きな音圧を得ることができる。
さらに、無機圧電材料としてはＰＺＴの他に、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ２）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ２）などを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
Ｆ１：第一可撓部、Ｆ２：第二可撓部、Ｆ３：第三可撓部、Ｈ１：溝部、Ｈ２：溝部、Ｐ：圧電素子
【図１】
2012151583.tif 000003
【図２】
2012151583.tif 000004
【図３】
2012151583.tif 000005
【図４】
2012151583.tif 000006
【図５】
2012151583.tif 000007
【図６】
2012151583.tif 000008
【図７】
2012151583.tif 000009