(57)【要約】  圧電駆動部(１２０)は、複数の層からなり、基部(１１０)に直接的または間接的に支持されている。圧電駆動部(１２０)は、圧電体層(１３０)と、上部電極層(１４０)と、下部電極層(１５０)とを含んでいる。上部電極層(１４０)は、圧電体層(１３０)の上側に配置されている。下部電極層(１５０)は、圧電体層(１３０)を挟んで上部電極層(１４０)の少なくとも一部に対向するように配置されている。圧電駆動部(１２０)には、上下方向に貫通する貫通溝(１２１)が設けられていることにより、一対の内側面(１２２)が形成されている。一対の内側面(１２２)の各々は、貫通溝(１２１)の幅が圧電体層(１３０)の上端面(１３１)から下方に向かって次第に狭くなっている第１狭幅部(１２３)を含んでいる。
2020166120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、
前記基部に直接的または間接的に支持された、複数の層からなる圧電駆動部とを備え、
前記圧電駆動部は、圧電体層と、該圧電体層の上側に配置された上部電極層と、前記圧電体層を挟んで前記上部電極層の少なくとも一部に対向するように配置された下部電極層とを含み、
前記圧電駆動部には、上下方向に貫通する貫通溝が設けられていることにより、一対の内側面が形成されており、
前記一対の内側面の各々は、前記貫通溝の幅が前記圧電体層の上端面から下方に向かって次第に狭くなっている第１狭幅部を含んでいる、圧電デバイス。
【請求項２】
前記圧電駆動部は、前記基部に間接的に支持されて、前記基部より上側に位置しており、かつ、前記基部に重なっていない、請求項１に記載の圧電デバイス。
【請求項３】
前記圧電体層は、前記圧電体層の上端面と連続しつつ前記第１狭幅部の少なくとも一部を構成する第１角部を有しており、
前記第１角部は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している、請求項１または請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項４】
前記圧電体層は、前記圧電体層の上端面と連続しつつ前記第１狭幅部の少なくとも一部を構成する第１傾斜部を有している、請求項１または請求項２に記載の圧電デバイス。
【請求項５】
前記圧電駆動部は、前記下部電極層および前記圧電体層の各々の下方に配置された活性層をさらに含み、
前記一対の内側面の各々は、前記貫通溝の前記幅が前記活性層の上端面から下方に向かって次第に狭くなっている第２狭幅部をさらに含んでいる、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項６】
前記圧電駆動部は、前記下部電極層および前記圧電体層の各々の下方に配置された活性層をさらに含み、
前記一対の内側面の各々は、前記貫通溝の前記幅が前記活性層の上端面から下方に向かって次第に狭くなっている第２狭幅部をさらに含んでおり、
前記活性層は、前記活性層の上端面と連続しつつ前記第２狭幅部の少なくとも一部を構成する第２角部を有しており、
前記第２角部は、斜め上方に向かって凸状に湾曲しており、
前記第１角部の曲率半径と、前記第２角部の曲率半径とが、互いに異なっている、請求項３に記載の圧電デバイス。
【請求項７】
前記圧電体層は、単結晶圧電体で構成されており、
前記単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、前記圧電駆動部の積層方向に対して傾いている、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【請求項８】
前記単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、前記圧電駆動部の積層方向と直交していない、請求項７に記載の圧電デバイス。
【請求項９】
前記圧電体層の熱膨張係数が、前記圧電駆動部の積層方向と平面方向とで互いに異なっている、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の圧電デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧電デバイスの構成を開示した文献として、国際公開第２０１７／２１８２９９号（特許文献１）がある。特許文献１に記載された圧電デバイスは、基板と、メンブレン部とを備えている。基板は、貫通するように形成された開口部を有している。メンブレン部は、少なくとも１つの弾性層と、上部電極層および下部電極層の間に挟まれた少なくとも１つの圧電層とから形成されている。メンブレン部は、開口部より上方において基板に取り付けられている。開口部の端に近接するメンブレン部において、エッチングされることにより貫通溝が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／２１８２９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
圧電体層を含む圧電駆動部に貫通溝が形成されている圧電デバイスにおいては、駆動時に温度が上昇する。このとき、圧電体層の熱膨張係数が上下方向と水平方向とで互いに異なる場合、圧電駆動部において、貫通溝に面している部分が歪む。これにより、圧電体層の分極軸の軸方向が乱れて、圧電デバイスの電気的特性が低下する。【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、圧電駆動部において貫通溝に面している部分の歪みを小さくすることにより、電気的特性の低下が抑制された、圧電デバイス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】
【０００６】
本発明に基づく圧電デバイスは、基部と、圧電駆動部とを備えている。圧電駆動部は、複数の層からなり、基部に直接的または間接的に支持されている。圧電駆動部は、圧電体層と、上部電極層と、下部電極層とを含んでいる。上部電極層は、圧電体層の上側に配置されている。下部電極層は、圧電体層を挟んで上部電極層の少なくとも一部に対向するように配置されている。圧電駆動部には、上下方向に貫通する貫通溝が設けられていることにより、一対の内側面が形成されている。一対の内側面の各々は、貫通溝の幅が圧電体層の上端面から下方に向かって次第に狭くなっている第１狭幅部を含んでいる。
【発明の効果】
【０００７】
圧電駆動部において貫通溝に面している部分の歪みを小さくして、圧電デバイスの電気的特性の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの平面図である。
【図２】図１の圧電デバイスについてＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の下面にエッチングストップ層を設けた状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、エッチングストップ層および圧電体層の各々の下面に下部電極層を設けた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、下部電極層および圧電体層の各々の下面に中間層を設けた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面を平坦にした状態を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、図６に示す複数の層に積層体を接合させる状態を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に積層体を接合させた状態を示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上面を削った状態を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上端面に上部電極層を設けた状態を示す断面図である。
【図１１】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に孔部を設けた状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、第１外部電極層および第２外部電極層の各々を設けた状態を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、圧電体層に凹部を設けた状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。
【図１５】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層の上端面まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、活性層に凹部を設けた状態を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層に凹部が設けられた状態で、活性層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。
【図１８】本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、下側基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。
【図１９】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの断面図である。
【図２０】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。
【図２１】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層の上端面まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。
【図２２】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、活性層に凹部を設けた状態を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層に凹部が設けられた状態で、活性層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。
【図２４】本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、下側基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。
【図２５】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの断面図である。
【図２６】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、下部電極層および圧電体層の各々の下面に中間層を設けた状態を示す断面図である。
【図２７】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面を平坦にした状態を示す断面図である。
【図２８】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に基部を接合させる状態を示す断面図である。
【図２９】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に基部を接合させた状態を示す断面図である。
【図３０】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上面を削った状態を示す断面図である。
【図３１】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上端面に上部電極層を設けた状態を示す断面図である。
【図３２】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に孔部を設けた状態を示す断面図である。
【図３３】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、第１外部電極層および第２外部電極層の各々を設けた状態を示す断面図である。
【図３４】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、圧電体層に凹部を設けた状態を示す断面図である。
【図３５】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。
【図３６】本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態に係る圧電デバイスについて図面を参照して説明する。以下の実施形態の説明においては、図中の同一または相当部分には同一符号を付して、その説明は繰り返さない。
【００１０】
(実施形態１)
図１は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの平面図である。図２は、図１の圧電デバイスについてＩＩ−ＩＩ線矢印方向から見た断面図である。図１においては、圧電デバイスの内部の構成を点線で示している。
【００１１】
図１および図２に示すように、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００は、基部１１０と、圧電駆動部１２０とを備えている。
【００１２】
図２に示すように、基部１１０は、下側基部１１０ａと、下側基部１１０ａの上側に位置する上側基部１１０ｂとを含んでいる。基部１１０は、上側主面１１１および、上側主面１１１とは反対側に位置する下側主面１１２を有している。
【００１３】
本実施形態において、上側基部１１０ｂの上面が上側主面１１１であり、下側基部１１０ａの下面が下側主面１１２である。基部１１０には、下側基部１１０ａおよび上側基部１１０ｂの各々を上下方向に貫通する開口部１１３が形成されている。
【００１４】
基部１１０を構成する材料は特に限定されない。本実施形態において、下側基部１１０ａはＳｉで構成されている。上側基部１１０ｂは、ＳｉＯ2で構成されている。
【００１５】
図２に示すように、基部１１０の上側主面１１１上には、複数の層が積層されている。本実施形態において、圧電駆動部１２０は、上記複数の層のうち、開口部１１３の上側に位置する部分である。すなわち、圧電駆動部１２０は、複数の層からなる。
【００１６】
本実施形態において、圧電駆動部１２０は、基部１１０の開口部１１３の上側に位置しているため、基部１１０に重なっていない。すなわち、圧電駆動部１２０は、基部１１０に間接的に支持されて、基部１１０より上側に位置している。すなわち、本実施形態において、圧電駆動部１２０はメンブレン構造で構成されている。なお、圧電駆動部１２０は、基部１１０に直接的に支持されていてもよい。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態において、圧電駆動部１２０を構成する上記複数の層は、圧電体層１３０と、上部電極層１４０と、下部電極層１５０と、中間層１６０と、活性層１７０とを含んでいる。
【００１８】
圧電体層１３０は、基部１１０より上側に位置している。圧電体層１３０は、圧電体層１３０の一部が圧電駆動部１２０に含まれるように配置されている。圧電体層１３０の上端面１３１および下端面１３２の各々は、平坦である。
【００１９】
圧電体層１３０は、後述する貫通溝とは異なる孔部１３３を有している。孔部１３３は、圧電体層１３０を上下に貫通するように形成されている。本実施形態において、孔部１３３は、基部の１１０の上方に位置し、圧電駆動部１２０には含まれていない。
【００２０】
本実施形態において、圧電体層１３０は、単結晶圧電体で構成されており、具体的には、タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムで構成されている。タンタル酸リチウムまたはニオブ酸リチウムなどの単結晶圧電体は、分極軸の軸方向が一定である。
【００２１】
上記単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、圧電駆動部１２０の積層方向に対して傾いている。また、単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、圧電駆動部１２０の積層方向と直交していない。すなわち、本実施形態において、圧電体層１３０は、回転Ｙカットの単結晶圧電体で構成されている。
【００２２】
本実施形態において、圧電体層１３０は、単結晶圧電体で構成されているため、圧電体層１３０の熱膨張係数が、圧電駆動部１２０の積層方向と平面方向とで互いに異なっている。
【００２３】
なお、圧電体層１３０は、単結晶圧電体で構成されていなくてもよい。圧電体層１３０が単結晶圧電体で構成されていない場合であっても、圧電体層１３０の熱膨張係数が圧電駆動部１２０の積層方向と平面方向とで互いに異なるように、圧電体層１３０が構成されていてもよい。
【００２４】
上部電極層１４０は、圧電体層１３０の上側に配置されている。上部電極層１４０は、上部電極層１４０の一部が圧電駆動部１２０に含まれるように配置されている。
【００２５】
本実施形態において、上部電極層１４０は圧電体層１３０の一部の上側に積層されている。なお、上部電極層１４０と圧電体層１３０との間に、ＴｉまたはＮｉＣｒなどで構成された密着層が配置されていてもよい。
【００２６】
下部電極層１５０は、圧電体層１３０を挟んで上部電極層１４０の少なくとも一部に対向するように配置されている。下部電極層１５０は、下部電極層１５０の一部が圧電駆動部１２０に含まれるように配置されている。また、下部電極層１５０は、圧電駆動部１２０において、圧電体層１３０を挟んで上部電極層１４０の少なくとも一部と対向するように配置されている。なお、下部電極層１５０と圧電体層１３０との間に、ＴｉまたはＮｉＣｒなどで構成された密着層が配置されていてもよい。
【００２７】
下部電極層１５０の一部は、圧電体層１３０に形成された孔部１３３の下方に位置するように配置されている。本実施形態においては、下部電極層１５０は、エッチングストップ層１５５を介して圧電体層１３０と接続されている。エッチングストップ層１５５は、圧電体層１３０の孔部１３３の下方を覆うように形成されている。
【００２８】
本実施形態において、下部電極層１５０の一部は、エッチングストップ層１５５の下面を覆うように、エッチングストップ層１５５の下側に配置されている。エッチングストップ層１５５は、圧電駆動部１２０には含まれていない。なお、エッチングストップ層１５５は必ずしも設けられていなくてもよい。エッチングストップ層１５５が設けられていない場合、下部電極層１５０の一部は、孔部１３３の下方を直接覆うように形成される。
【００２９】
下部電極層１５０は、Ｐｔ、ＮｉまたはＡｕなどの導電性材料で構成されている。エッチングストップ層１５５の材料は、導電性を有し、かつ、圧電体層をエッチングする際においてエッチングされない材料であることが望ましい。エッチングストップ層１５５は、たとえばＮｉで構成される。
【００３０】
中間層１６０は、圧電体層１３０より下方に配置されている。本実施形態においては、中間層１６０は、下部電極層１５０の下面、および、圧電体層１３０の下面のうち下部電極層１５０に覆われていない部分の、各々と接するように設けられている。中間層１６０の下面は平坦である。
【００３１】
中間層１６０の材料は、絶縁物であれば特に限定されない。本実施形態において、中間層１６０は、ＳｉＯ2で構成されている。また、中間層１６０は、電気絶縁性および断熱性を有する有機材料で構成されていてもよい。
【００３２】
活性層１７０は、中間層１６０の下面の全面と接続するように設けられている。すなわち、活性層１７０は、下部電極層１５０および圧電体層１３０の各々の下方に配置されている。
【００３３】
活性層１７０は、開口部１１３の上方を覆うように、基部１１０の上側主面１１１上に積層されている。すなわち、本実施形態においては、開口部１１３に活性層１７０の下面が露出している。
【００３４】
活性層１７０を構成する材料は特に限定されないが、本実施形態において、活性層１７０はＳｉで構成されている。
【００３５】
圧電デバイス１００は、第１外部電極層１８１と第２外部電極層１８２とをさらに含んでいる。第１外部電極層１８１は、上部電極層１４０の一部の上側に積層されている。第２外部電極層１８２は、圧電体層１３０の一部およびエッチングストップ層１５５の各々の上側に積層されている。すなわち、第２外部電極層１８２は、孔部１３３内において、エッチングストップ層１５５を介して下部電極層１５０の上側に積層されている。なお、下部電極層１５０として二層配線が積層されていてもよい。第１外部電極層１８１および第２外部電極層１８２の各々は、圧電駆動部１２０に含まれていない。
【００３６】
このように、圧電駆動部１２０は、圧電体層１３０と、上部電極層１４０と、下部電極層１５０と、中間層１６０と、活性層１７０とを含んでいる。
【００３７】
図２に示すように、圧電駆動部１２０において、上部電極層１４０は、圧電体層１３０の上側に配置されている。圧電駆動部１２０において、下部電極層１５０は、圧電体層１３０を挟んで上部電極層１４０の少なくとも一部に対向するように配置されている。
【００３８】
上記の構成により、上部電極層１４０と下部電極層１５０との間に電圧が印加されることによって、圧電体層１３０の伸縮に応じて圧電駆動部１２０が上下に屈曲振動する。
【００３９】
図１および図２に示すように、圧電駆動部１２０には、上下方向に貫通する貫通溝１２１が設けられている。圧電駆動部１２０には、貫通溝１２１が設けられていることにより、一対の内側面１２２が形成されている。
【００４０】
図２に示すように、一対の内側面１２２の各々は、貫通溝１２１の幅が圧電体層１３０の上端面１３１から下方に向かって次第に狭くなっている、第１狭幅部１２３を含んでいる。本実施形態においては、圧電体層１３０における一対の内側面１２２の一部が、第１狭幅部１２３で構成されている。圧電体層１３０における一対の内側面１２２の各々では、第１狭幅部１２３の下側に位置する面が、上下方向に沿うように形成されている。なお、第１狭幅部１２３は、圧電体層１３０における一対の内側面１２２の各々の全面を構成していてもよい。
【００４１】
本実施形態において、圧電体層１３０は、圧電体層１３０の上端面１３１と連続しつつ第１狭幅部１２３の少なくとも一部を構成する第１角部１３４を有している。第１角部１３４は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している。本実施形態においては、第１狭幅部１２３の全部が第１角部１３４で構成されている。
【００４２】
なお、第１狭幅部１２３の一部が、第１角部１３４で構成されていてもよい。この場合、第１狭幅部１２３のうち第１角部１３４より下側の部分が、傾斜面であってもよい。
【００４３】
また、孔部１３３の内側面においても、圧電体層１３０の上端面１３１と連続しつつ、孔部１３３の内側面の一部を構成する角部が、斜め上方に向かって凸状に湾曲していてもよい。
【００４４】
圧電駆動部１２０において、上部電極層１４０は、圧電体層１３０の上端面１３１上に配置されている。本実施形態において、圧電体層１３０の上端面１３１は、一対の内側面１２２として露出していない。
【００４５】
圧電駆動部１２０において、下部電極層１５０は、一対の内側面１２２の一部を構成している。下部電極層１５０における一対の内側面１２２は、上下方向に沿うように形成されており、かつ、圧電体層１３０における一対の内側面１２２と上下方向に連続するように接続されている。
【００４６】
圧電駆動部１２０において、中間層１６０は、一対の内側面１２２の一部を構成している。中間層１６０における一対の内側面１２２は、上下方向に沿うように形成されており、かつ、下部電極層１５０における一対の内側面１２２と上下方向に連続するように接続されている。
【００４７】
なお、下部電極層１５０は、一対の内側面１２２の一部を構成していなくてもよい。この場合、圧電体層１３０における一対の内側面１２２が、中間層１６０における一対の内側面１２２と上下方向に連続するように接続される。
【００４８】
図２に示すように、一対の内側面１２２の各々は、貫通溝１２１の幅が活性層１７０の上端面から下方に向かって次第に狭くなっている第２狭幅部１２４をさらに含んでいる。本実施形態においては、活性層１７０における一対の内側面１２２の一部が、第２狭幅部１２４で構成されている。活性層１７０における一対の内側面１２２の各々では、第２狭幅部１２４の下側に位置する面が、上下方向に沿うように形成されている。なお、第２狭幅部１２４は、活性層１７０における一対の内側面１２２の全面を構成していてもよい。
【００４９】
本実施形態において、活性層１７０は、活性層１７０の上端面１７１と連続しつつ第２狭幅部１２４の少なくとも一部を構成する第２角部１７２を有している。第２角部１７２は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している。本実施形態においては、第２狭幅部１２４の全部が第２角部１７２で構成されている。
【００５０】
なお、第２狭幅部１２４の一部が、第２角部１７２で構成されていてもよい。この場合、第２狭幅部１２４のうち第２角部１７２より下側の部分が、傾斜面であってもよい。
【００５１】
第１角部１３４の曲率半径と、第２角部１７２の曲率半径とは、互いに異なっている。本実施形態において、第１角部１３４の曲率半径は、第２角部１７２の曲率半径より大きい。なお、第１角部１３４の曲率半径が、第２角部１７２の曲率半径より小さくてもよい。
【００５２】
圧電駆動部１２０において、中間層１６０は、活性層１７０の上端面１７１上に配置されている。本実施形態において、活性層１７０の上端面１７１は、一対の内側面１２２として露出していない。換言すれば、本実施形態において、活性層１７０の上端面１７１は、一対の内側面１２２を構成しない。
【００５３】
貫通溝１２１における開口部１１３側の端部は、活性層１７０の下面に位置している。貫通溝１２１の幅は、開口部１１３側の端部において最も狭くなるように形成されている。このように、本実施形態において、貫通溝１２１の幅は、貫通溝１２１の上端から下端に向かうに従って段階的に狭くなっている。
【００５４】
以下、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。
図３は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の下面にエッチングストップ層を設けた状態を示す断面図である。図３に示すように、リフトオフ法、めっき法、または、エッチング法などにより、圧電体層１３０の下面にエッチングストップ層１５５を設ける。
【００５５】
図４は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、エッチングストップ層および圧電体層の各々の下面に下部電極層を設けた状態を示す断面図である。図４に示すように、リフトオフ法、めっき法、または、エッチング法などにより、エッチングストップ層１５５の下面全面および圧電体層の下面の一部に、下部電極層１５０を設ける。
【００５６】
図５は本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、下部電極層および圧電体層の各々の下面に中間層を設けた状態を示す断面図である。図５に示すように、ＣＶＤ(Chemical  Vapor  Deposition)法またはＰＶＤ(Physical  Vapor  Deposition)法などにより、下部電極層１５０および圧電体層１３０の各々の下面に、中間層１６０を設ける。
【００５７】
図６は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面を平坦にした状態を示す断面図である。図６に示すように、中間層１６０の下面を化学機械研磨(ＣＭＰ：Chemical  Mechanical  Polishing)などにより、平坦にする。
【００５８】
図７は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、図６に示す複数の層に積層体を接合させる状態を示す断面図である。図８は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に積層体を接合させた状態を示す断面図である。
【００５９】
図７および図８に示すように、中間層１６０の下面に、積層体１０を接合させる。積層体１０は、開口部１１３が形成されていない基部１１０と、基部１１０の上面に接合された活性層１７０とから構成されている。本実施形態において、積層体１０はＳＯＩ(Silicon  on  Insulator)基板である。
【００６０】
図９は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上面を削った状態を示す断面図である。図９に示すように、圧電体層１３０の上面をＣＭＰなどにより削って、圧電体層１３０を所望の厚さにする。この場合、圧電体層１３０の厚さは、電圧の印加による圧電体層１３０の所望の伸縮量が得られるように調整される。
【００６１】
図１０は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上端面に上部電極層を設けた状態を示す断面図である。図１０に示すように、リフトオフ法、めっき法、または、エッチング法などにより、圧電体層１３０の上端面１３１の一部に、上部電極層１４０を設ける。
【００６２】
図１１は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に孔部を設けた状態を示す断面図である。図１１に示すように、圧電体層１３０の一部をエッチングすることにより、孔部１３３を形成する。
【００６３】
図１２は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、第１外部電極層および第２外部電極層の各々を設けた状態を示す断面図である。図１２に示すように、リフトオフ法、めっき法またはエッチング法などにより、第１外部電極層１８１および第２外部電極層１８２の各々が設けられる。
【００６４】
図１３は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、圧電体層に凹部を設けた状態を示す断面図である。図１３に示すように、圧電体層１３０の一部をエッチングすることにより、圧電体層１３０に凹部１２１ａを設ける。凹部１２１ａが、本実施形態に係る圧電デバイス１００の貫通溝１２１の一部分に相当する。
【００６５】
圧電体層１３０に凹部１２１ａを設けた後、上記エッチングのために圧電体層１３０およびその他の部材に塗布されていたフォトレジストを除去する。
【００６６】
なお、本実施形態においては、貫通溝１２１の形成のために、圧電体層１３０にのみ凹部１２１ａが設けられるが、凹部１２１ａの底面は、下部電極層１５０に位置していてもよいし、中間層１６０のうち中間層１６０の下端面より上側の部分に位置していてもよい。
【００６７】
図１４は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。図１４に示すように、本実施形態に係る圧電デバイス１００の製造方法においては、圧電体層１３０の上端面１３１上の少なくとも凹部１２１ａに隣接する部分において、フォトレジスト１を設ける。凹部１２１ａには、フォトレジスト１は設けない。
【００６８】
図１４に示すように、フォトレジスト１は、凹部１２１ａの上方において凹部１２１ａと連続するように配置された貫通溝を有している。フォトレジスト１における貫通溝は、貫通溝の幅が、下方に向かって次第に狭くなっている部分を有している。言い換えると、圧電体層１３０の上端面１３１の面方向において、フォトレジスト１の厚さは、凹部１２１ａに近づくに従って薄くなっている。
【００６９】
本実施形態において、フォトレジスト１には、貫通溝が設けられることで一対の内側面が形成されており、フォトレジスト１における一対の内側面の各々は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している部分を有している。
【００７０】
次に、フォトレジスト１が設けられた状態においてドライエッチングを行うことにより、凹部１２１ａの深さをさらに深くする。当該ドライエッチングにおいては、同時にフォトレジスト１の外表面を溶融させる。これにより、凹部１２１ａに近づくに従って厚さが薄くなっているフォトレジスト１が溶融することで、圧電体層１３０の上端面１３１のうち、凹部１２１ａに隣接する部分がはじめに露出する。そして、圧電体層１３０の上端面１３１は、凹部１２１ａの近傍から次第に外部に露出する。これにより、圧電体層１３０における凹部１２１ａの上端角部が面取りされ、第１角部１３４が形成される。
【００７１】
図１５は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層の上端面まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。フォトレジスト１を設けた状態でドライエッチングを行うことにより、図１５に示すように、第１角部１３４が形成されつつ、凹部１２１ａが活性層１７０の上端面１７１に達するまで、凹部１２１ａが掘り下げられる。
【００７２】
図１４および図１５に示すように、凹部１２１ａの上端角部が上記のように面取りされるため、第１角部１３４は、フォトレジスト１において凹部１２１ａに隣接する部分の外形に倣った外形を有している。
【００７３】
図１６は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、活性層に凹部を設けた状態を示す断面図である。図１６に示すように、凹部１２１ａの底面となっている活性層１７０の上端面１７１において、活性層１７０の一部をエッチングすることにより、活性層１７０に凹部１２１ｂを設ける。凹部１２１ｂは、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００の貫通溝１２１の一部分に相当する。
【００７４】
活性層１７０に凹部１２１ｂを設けた後、上記エッチングのために活性層１７０およびその他の部材に塗布されていたレジストを除去する。
【００７５】
なお、本実施形態においては、貫通溝１２１の形成のために、活性層１７０にのみ凹部１２１ｂが設けられるが、凹部１２１ｂの底面は、上側基部１１０ｂまたは下側基部１１０ａに位置していてもよい。
【００７６】
図１７は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層に凹部が設けられた状態で、活性層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。図１７に示すように、本実施形態に係る圧電デバイス１００の製造方法においては、活性層１７０の上端面１７１上の少なくとも凹部１２１ｂに隣接する部分において、フォトレジスト２を設ける。凹部１２１ｂには、フォトレジスト２は設けない。
【００７７】
図１７に示すように、フォトレジスト２は、凹部１２１ｂの上方において凹部１２１ｂと連続するように配置された貫通溝を有している。フォトレジスト２における貫通溝は、貫通溝の幅が、活性層１７０側とは反対側から下方に向かって次第に狭くなっている部分を有している。言い換えると、活性層１７０の上端面１３１の面方向において、フォトレジスト２の厚さは、凹部１２１ｂに近づくに従って薄くなっている。
【００７８】
本実施形態において、フォトレジスト２には、貫通溝が設けられることで一対の内側面が形成されており、フォトレジスト２における一対の内側面の各々は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している部分を有している。
【００７９】
次に、フォトレジスト２が設けられた状態においてドライエッチングを行うことにより、凹部１２１ｂの深さをさらに深くする。当該ドライエッチングにおいては、同時にフォトレジスト２の外表面を溶融させる。これにより、凹部１２１ｂに近づくに従って薄くなっているフォトレジスト２が溶融することで、活性層１７０の上端面１７１のうち、凹部１２１ｂに隣接する部分がはじめに露出する。そして、活性層１７０の上端面１７１は、凹部１２１ｂの近傍から次第に外部に露出する。これにより、活性層１７０における凹部１２１ｂの上端角部が面取りされ、第２角部１７２が形成される。
【００８０】
図１８は、本発明の実施形態１に係る圧電デバイスの製造方法において、下側基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。フォトレジスト２を設けた状態でドライエッチングを行うことにより、図１８に示すように、第２角部１７２が形成されつつ、凹部１２１ｂの底面が下側基部１１０ａの内部に達するまで、凹部１２１ｂが掘り下げられる。
【００８１】
図１７および図１８に示すように、凹部１２１ｂの上端角部が上記のように面取りされるため、第２角部１７２は、フォトレジスト２において凹部１２１ｂに隣接する部分の上面の外形に倣った外形を有している。
【００８２】
最後に、基部１１０の下側主面１１２側から基部１１０に対して、深掘反応性イオンエッチング（Ｄｅｅｐ  ＲＩＥ：Deep  Reactive  Ion  Etching）などにより、基部１１０に開口部１１３を形成する。これにより、本実施形態に係る圧電デバイス１００において、圧電駆動部１２０が形成される。なお、第１外部電極層１８１および第２外部電極層１８２の各々は、圧電駆動部１２０を形成する直前に設けられてもよい。
【００８３】
上記の工程により、図２に示すような本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００が製造される。
【００８４】
上記のように、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００においては、圧電駆動部１２０には、上下方向に貫通する貫通溝１２１が設けられていることにより、一対の内側面１２２が形成されている。一対の内側面１２２の各々は、貫通溝１２１の幅が、圧電体層１３０の上端面１３１から下方に向かって次第に狭くなっている第１狭幅部１２３を含んでいる。
【００８５】
これにより、圧電駆動部１２０において貫通溝１２１に面している部分の歪みを小さくして、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【００８６】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、圧電駆動部１２０が、基部１１０に間接的に支持されて、基部１１０より上側に位置しており、かつ、基部１１０に重なっていない。
【００８７】
これにより、圧電駆動部１２０をメンブレン構造で構成することができる。ひいては、圧電デバイス１００を薄膜化することができる。
【００８８】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、圧電体層１３０は、圧電体層１３０の上端面１３１と連続しつつ第１狭幅部１２３の少なくとも一部を構成する第１角部１３４を有している。第１角部１３４は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している。
【００８９】
これにより、圧電駆動部１２０において貫通溝１２１に面している部分のうち歪み量の大きい圧電体層１３０での歪みを小さくして、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【００９０】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、一対の内側面１２２の各々は、貫通溝１２１の幅が活性層１７０の上端面１７１から下方に向かって次第に狭くなっている第２狭幅部をさらに含んでいる。
【００９１】
これにより、圧電駆動部１２０において貫通溝１２１に面している部分のうち、圧電体層１３０の下方においても歪みを小さくすることができ、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【００９２】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、活性層１７０は、活性層１７０の上端面１７１と連続しつつ第２狭幅部１２４の少なくとも一部を構成する第２角部１７２を有している。第２角部１７２は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している。第１角部１３４の曲率半径と、第２角部１７２の曲率半径とが、互いに異なっている。
【００９３】
これにより、圧電体層１３０および活性層１７０の各々において歪みを緩和するために、各角部の最適な曲率半径を設定することができる。
【００９４】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、圧電体層１３０は、単結晶圧電体で構成されている。単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、圧電駆動部１２０の積層方向に対して傾いている。
【００９５】
これにより、圧電駆動部１２０の上下方向と平面方向の各々の熱膨張係数差を小さくすることができるため、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【００９６】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、単結晶圧電体の分極軸の軸方向は、圧電駆動部１２０の積層方向と直交していない。
【００９７】
これにより、圧電デバイス１００の電的特性の低下を抑制するとともに、電圧印加による圧電駆動部１２０の歪み量の低下を抑制して圧電デバイス１００の圧電特性を向上させることができる。
【００９８】
本実施形態に係る圧電デバイス１００においては、圧電体層１３０の熱膨張係数が、圧電駆動部１２０の積層方向と平面方向とで互いに異なっている。
【００９９】
これにより、圧電体層１３０として種々の材料を採用することができる。なお、本実施形態においては、一対の内側面１２２が第１狭幅部１２３を含んでいる。このため、圧電体層１３０の熱膨張係数が上記２方向において互いに異なっていても、圧電駆動部１２０において貫通溝１２１に面している部分の歪みが小さくなり、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【０１００】
(実施形態２)
以下、実施形態２に係る圧電デバイスについて説明する。本発明の実施形態２に係る圧電デバイスは、貫通溝および一対の内側面の構成が、実施形態１に係る圧電デバイス１００と異なる。よって、本発明の実施形態１と同様である構成については説明を繰り返さない。
【０１０１】
図１９は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの断面図である。図１９に示す圧電デバイスの断面図は、図２に示す圧電デバイス１００の断面図と同一の断面視にて図示している。
【０１０２】
図１９に示すように、圧電体層１３０は、圧電体層１３０の上端面１３１と連続しつつ第１狭幅部２２３の少なくとも一部を構成する第１傾斜部２３４を有している。本実施形態においては、第１狭幅部２２３は、圧電体層１３０における一対の内側面２２２の各々の全面を構成している。また、本実施形態においては、第１狭幅部２２３の全部が第１傾斜部２３４で構成されている。
【０１０３】
なお、第１狭幅部２２３のうちの一部が、第１傾斜部２３４で構成されていてもよい。この場合、第１狭幅部２２３のうち第１傾斜部２３４より下側の部分が、斜め上方に向かって凸状に湾曲していてもよい。
【０１０４】
図１９に示すように、活性層１７０は、活性層１７０の上端面１７１と連続しつつ第２狭幅部２２４の少なくとも一部を構成する第２傾斜部２７２を有している。本実施形態においては、第２狭幅部２２４は、活性層１７０における一対の内側面２２２の各々の全面を構成している。また、本実施形態においては、第２狭幅部２２４の全部が第２傾斜部２７２で構成されている。
【０１０５】
なお、第２狭幅部２２４のうちの一部が、第２傾斜部２７２で構成されていてもよい。この場合、第２狭幅部２２４のうち第２傾斜部２７２より下側の部分が、斜め上方に向かって凸状に湾曲していてもよい。
【０１０６】
以下、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。
図２０は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。まず、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００の製造方法と同様にして、圧電体層１３０の一部をエッチングすることにより、圧電体層１３０に凹部２２１ａを設ける。凹部２２１ａを設けたあと、上記エッチングのために圧電体層１３０およびその他の部材に塗布されていたフォトレジストを除去する。次に、図２０に示すように、圧電体層１３０の上端面１３１上の少なくとも凹部２２１ａに隣接する部分において、フォトレジスト３を設ける。凹部２２１ａには、フォトレジスト３は設けない。
【０１０７】
図２０に示すように、フォトレジスト３は、凹部２２１ａの上方において凹部２２１ａと連続するように配置された貫通溝を有している。フォトレジスト３における貫通溝は、貫通溝の幅が、下方に向かって次第に狭くなっている部分を有している。言い換えると、圧電体層１３０の上端面１３１の面方向において、フォトレジスト３の厚さは、凹部２２１ａに近づくに従って薄くなっている。
【０１０８】
本実施形態において、フォトレジスト３には、貫通溝が設けられることにより、一対の内側面が形成されている。フォトレジスト３における一対の内側面の各々は、貫通溝の中心軸から離れるように、斜め上方に向かって延在することで平面状に形成されている。
【０１０９】
次に、フォトレジスト３が設けられた状態においてドライエッチングを行うことにより、凹部２２１ａの深さをさらに深くする。当該ドライエッチングにおいては、同時にフォトレジスト３の外表面を溶融させる。本発明の実施形態１におけるフォトレジスト１と同様に、フォトレジスト３が溶融することにより、凹部２２１ａの上端角部が面取りされ、第１傾斜部２３４が形成される。
【０１１０】
図２１は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層の上端面まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。フォトレジスト３を設けた状態でドライエッチングを行うことにより、図２１に示すように、第１傾斜部２３４が形成されつつ、凹部２２１ａが活性層１７０の上端面１７１に達するまで、凹部２２１ａが掘り下げられる。
【０１１１】
図２０および図２１に示すように、凹部２２１ａの上端角部が上記のように面取りされるため、第１傾斜部２３４は、フォトレジスト３において凹部２２１ａに隣接する部分の外形に倣った外形を有している。
【０１１２】
図２２は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、活性層に凹部を設けた状態を示す断面図である。図２２に示すように、凹部２２１ａの底面となっている活性層１７０の上端面１７１において、活性層１７０の一部をエッチングすることにより、活性層１７０に凹部２２１ｂを設ける。凹部２２１ｂは、本発明の実施形態２に係る圧電デバイス１００の貫通溝２２１の一部分に相当する。
【０１１３】
活性層１７０に凹部２２１ｂを設けた後、上記エッチングのために活性層１７０およびその他の部材に塗布されていたレジストを除去する。
【０１１４】
図２３は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、活性層に凹部が設けられた状態で、活性層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。図２３に示すように、本実施形態に係る圧電デバイス２００の製造方法においては、活性層１７０の上端面１７１上の少なくとも凹部２２１ｂに隣接する部分において、フォトレジスト４を設ける。凹部２２１ｂには、フォトレジスト４は設けない。
【０１１５】
図２３に示すように、フォトレジスト４は、凹部２２１ｂの上方において凹部２２１ｂと連続するように配置された貫通溝を有している。フォトレジスト４における貫通溝は、貫通溝の幅が下方に向かって次第に狭くなっている部分を有している。言い換えると、活性層１７０の上端面１７１の面方向において、フォトレジスト４の厚さは、凹部２２１ｂに近づくに従って薄くなっている。
【０１１６】
本実施形態において、フォトレジスト４には、貫通溝が設けられることにより、一対の内側面が形成されている。フォトレジスト４における一対の内側面の各々は、貫通溝の中心から離れる方向に斜め上方に向かって延在することにより平面状に形成されている。
【０１１７】
次に、フォトレジスト４が設けられた状態においてドライエッチングを行うことにより、凹部２２１ｂの深さをさらに深くする。当該ドライエッチングにおいては、同時にフォトレジスト４の外表面を溶融させる。本発明の実施形態１におけるフォトレジスト２と同様に、フォトレジスト４が溶融することにより、凹部２２１ｂの上端角部が面取りされ、第２傾斜部２７２が形成される。
【０１１８】
図２４は、本発明の実施形態２に係る圧電デバイスの製造方法において、下側基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。フォトレジスト４を設けた状態でドライエッチングを行うことにより、図２４に示すように、第２傾斜部２７２が形成されつつ、凹部２２１ｂの底面が下側基部１１０ａの内部に達するまで、凹部２２１ｂが掘り下げられる。
【０１１９】
図２３および図２４に示すように、凹部２２１ｂの上端角部が上記のように面取りされるため、第２傾斜部２７２は、フォトレジスト４において凹部２２１ｂに隣接する部分の外形に倣った外形を有している。
【０１２０】
最後に、基部１１０の下側主面１１２側から基部１１０に対して、深掘反応性イオンエッチングなどにより、基部１１０に開口部１１３を形成する。これにより、本実施形態に係る圧電デバイス２００において、圧電駆動部１２０が形成される。
【０１２１】
上記の工程により、図１９に示すような本発明の実施形態２に係る圧電デバイス２００が製造される。
【０１２２】
上記のように、本発明の実施形態２に係る圧電デバイス２００においては、圧電体層１３０は、圧電体層１３０の上端面１３１と連続しつつ第１狭幅部２２３の少なくとも一部を構成する第１傾斜部２３４を有している。
【０１２３】
これにより、圧電駆動部１２０において貫通溝１２１に面している部分のうち歪み量の大きい圧電体層１３０の歪みを小さくして、圧電デバイス１００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【０１２４】
(実施形態３)
以下、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスについて説明する。本発明の実施形態３に係る圧電デバイスは、主に、圧電駆動部および基部の各々の構成が、実施形態１に係る圧電デバイス１００と異なる。よって、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００と同様である構成については説明を繰り返さない。
【０１２５】
図２５は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの断面図である。図２５に示す圧電デバイス３００の断面図は、図２に示す圧電デバイス１００の断面図と同一の断面視にて図示している。
【０１２６】
図２５に示すように、本発明の実施形態３に係る圧電デバイス３００において、基部３１０は一つの層で構成されている。基部３１０を構成する材料は特に限定されない。本実施形態において、基部３１０はＳｉで構成されている。
【０１２７】
図２５に示すように、本発明の実施形態３においては、中間層３６０が、開口部１１３の上方を覆うように、基部３１０の上側主面３１１上に積層されている。このため、本実施形態においては、開口部１１３に中間層３６０の下面が露出している。このように、本実施形態において、圧電駆動部１２０を構成する上記複数の層は、活性層を含んでいない。
【０１２８】
以下、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法について説明する。
図２６は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、下部電極層および圧電体層の各々の下面に中間層を設けた状態を示す断面図である。まず、本発明の実施形態１に係る圧電デバイス１００の製造方法と同様にして、圧電体層１３０の下側に、エッチングストップ層１５５、下部電極層１５０を設ける。次に、図２６に示すように、ＣＶＤ法またはＰＶＤ法などにより、下部電極層１５０および圧電体層１３０の各々の下面に、中間層３６０を設ける。
【０１２９】
図２７は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面を平坦にした状態を示す断面図である。図２７に示すように、中間層３６０の下面を化学機械研磨などにより、平坦にする。
【０１３０】
図２８は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に基部を接合させる状態を示す断面図である。図２９は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、中間層の下面に基部を接合させた状態を示す断面図である。
【０１３１】
図２８および図２９に示すように、中間層３６０の下面に、基部１１０を接合させる。このとき、基部１１０には開口部１１３は形成されていない。
【０１３２】
図３０は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上面を削った状態を示す断面図である。図３０に示すように、圧電体層１３０の上面をＣＭＰなどにより削って、圧電体層１３０を所望の厚さにする。
【０１３３】
図３１は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層の上端面に上部電極層を設けた状態を示す断面図である。図３１に示すように、リフトオフ法、めっき法、または、エッチング法などにより、圧電体層１３０の上面の一部に、上部電極層１４０を設ける。
【０１３４】
図３２は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に孔部を設けた状態を示す断面図である。図３２に示すように、圧電体層１３０の一部をエッチングすることにより、孔部１３３を形成する。
【０１３５】
図３３は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、第１外部電極層および第２外部電極層の各々を設けた状態を示す断面図である。図３３に示すように、リフトオフ法、めっき法またはエッチング法などにより、第１外部電極層１８１および第２外部電極層１８２の各々が設けられる。
【０１３６】
図３４は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、貫通溝の形成のために、圧電体層に凹部を設けた状態を示す断面図である。図３４に示すように、圧電体層１３０の一部をエッチングすることにより、圧電体層１３０に凹部３２１ａを設ける。凹部３２１ａが、本実施形態に係る圧電デバイス３００の貫通溝３２１の一部分に相当する。
【０１３７】
圧電体層１３０に凹部３２１ａを設けた後、上記エッチングのために圧電体層１３０およびその他の部材に塗布されていたフォトレジストを除去する。
【０１３８】
なお、本実施形態においては、貫通溝３２１の形成のために、圧電体層１３０および下部電極層１５０の各々を貫通し、かつ、底面が中間層３６０に達するように凹部１２１ａが設けられるが、凹部１２１ａは、圧電体層１３０にのみ設けられてもよい。
【０１３９】
図３５は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、圧電体層に凹部が設けられた状態で、圧電体層の上端面にフォトレジストを塗布した状態を示す、上記凹部近傍の拡大断面図である。図３５に示すように、本実施形態に係る圧電デバイス３００の製造方法においては、圧電体層１３０の上端面１３１上の少なくとも凹部３２１ａに隣接する部分において、フォトレジスト５を設ける。凹部３２１ａには、フォトレジスト５は設けない。
【０１４０】
図３５に示すように、フォトレジスト５は、凹部３２１ａの上方において凹部３２１ａと連続するように配置された貫通溝を有している。フォトレジスト５における貫通溝は、貫通溝の幅が、下方に向かって次第に狭くなっている部分を有している。言い換えると、圧電体層１３０の上端面１３１の面方向において、フォトレジスト５の厚さは、凹部１２１ａに近づくに従って薄くなっている。
【０１４１】
本実施形態において、フォトレジスト５には、貫通溝が設けられることにより、一対の内側面が形成されており、フォトレジスト５における一対の内側面の各々は、斜め上方に向かって凸状に湾曲している部分を有している。
【０１４２】
次に、フォトレジスト５が設けられた状態においてドライエッチングを行うことにより、凹部３２１ａの深さをさらに深くする。当該ドライエッチングにおいては、同時にフォトレジスト５の外表面を溶融させる。本発明の実施形態１におけるフォトレジスト１と同様にフォトレジスト５が溶融することにより、圧電体層１３０における凹部３２１ａの上端角部が面取りされ、第１角部１３４が形成される。
【０１４３】
図３６は、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスの製造方法において、基部まで凹部を掘り下げた状態を示す図である。フォトレジスト５を設けた状態でドライエッチングを行うことにより、図３６に示すように、第１角部１３４が形成されつつ、凹部３２１ａの底面が基部３１０の内部に達するまで、凹部３２１ａが掘り下げられる。
【０１４４】
図３５および図３６に示すように、凹部３２１ａの上端角部が上記のように面取りされるため、第１角部１３４は、フォトレジスト５において凹部３２１ａに隣接する部分の上面の外形に倣った外形を有している。
【０１４５】
最後に、基部３１０の下側主面３１２側から基部３１０に対して、深掘反応性イオンエッチングなどにより、基部３１０に開口部１１３を形成する。これにより、本実施形態に係る圧電デバイス３００において、圧電駆動部１２０が形成される。なお、第１外部電極層１８１および第２外部電極層１８２の各々は、圧電駆動部１２０を形成する直前に設けられてもよい。
【０１４６】
上記の工程により、図２５に示すような本発明の実施形態３に係る圧電デバイス３００が製造される。
【０１４７】
このように、本発明の実施形態３に係る圧電デバイス３００においても、一対の内側面１２２の各々は、貫通溝３２１の幅が、圧電体層１３０の上端面１３１から下方に向かって次第に狭くなっている第１狭幅部１２３を含んでいる。これにより、本発明の実施形態３に係る圧電デバイスにおいては、圧電駆動部１２０において貫通溝３２１に面している部分の歪みを小さくして、圧電デバイス３００の電気的特性の低下を抑制することができる。
【０１４８】
上記の実施形態において、互いに組み合わせ可能な構成を適宜組み合わせてもよい。
今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４９】
１，２，３，４，５  フォトレジスト、１０  積層体、１００，２００，３００  圧電デバイス、１１０，３１０  基部、１１０ａ  下側基部、１１０ｂ  上側基部、１１１，３１１  上側主面、１１２，３１２  下側主面、１１３  開口部、１２０  圧電駆動部、１２１，２２１，３２１  貫通溝、１２１ａ，１２１ｂ，２２１ａ，２２１ｂ，３２１ａ  凹部、１２２，２２２  内側面、１２３，２２３  第１狭幅部、１２４，２２４  第２狭幅部、１３０  圧電体層、１３１，１７１  上端面、１３２  下端面、１３３  孔部、１３４  第１角部、１４０  上部電極層、１５０  下部電極層、１５５  エッチングストップ層、１６０，３６０  中間層、１７０  活性層、１７２  第２角部、１８１  第１外部電極層、１８２  第２外部電極層、２３４  第１傾斜部、２７２  第２傾斜部。
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【国際調査報告】
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