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公開番号2025075997
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-15
出願番号2023187575
出願日2023-11-01
発明の名称圧電素子及びその製造方法
出願人ローム株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H10N 30/082 20230101AFI20250508BHJP()
要約【課題】圧電体を挟む電極間のリーク電流を低減する。
【解決手段】圧電素子10は、基板11と、基板11の頂面に配置された絶縁層12と、絶縁層12の頂面に配置された第1金属層13と、第1金属層13の頂面に配置された圧電層14と、圧電層14の頂面に、圧電層14の外周から離れて配置された第2金属層15とを有し、圧電層14は第1金属層13の外周から離れて配置されてもよく、第1金属層13は基板11の外周から離れて配置されてもよい。
【選択図】図1B
特許請求の範囲【請求項１】
基板と、
前記基板の頂面に配置された絶縁層と、
前記絶縁層の頂面に配置された第１金属層と、
前記第１金属層の頂面に配置された圧電層と、
前記圧電層の頂面に、前記圧電層の外周から離れて配置された第２金属層と
を含む圧電素子。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記第１金属層は、前記絶縁層の外周から離れて配置された請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記圧電層の側面は、前記第１金属層からの高さに応じて幅方向に後退する傾斜面を形成する請求項１に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記圧電層は、前記第１金属層の外周から離れて配置された請求項１に記載の圧電素子。
【請求項５】
前記第１金属層、前記圧電層及び前記第２金属層が積層された前記絶縁層の頂面を覆って保護する保護層をさらに含む請求項１に記載の圧電素子。
【請求項６】
第１圧電層と、
前記第１圧電層の第１面に配置された第１金属層と、
前記第１圧電層の第２面に、前記第１圧電層の外周から離れて配置された第２金属層と、
第２圧電層と、
前記第２圧電層の第１面に配置された第３金属層と、
前記第２圧電層の第２面に、前記第２圧電層の外周から離れて配置された第４金属層と、
前記第１圧電層及び前記第２圧電層が前記第１金属層及び前記第３金属層を介在させて対向するように、前記第１金属層と前記第３金属層との間に介在して貼り合わせる導電性接着層と
を含む圧電素子。
【請求項７】
基板の頂面に順に絶縁層、第１金属層、圧電層及び第２金属層が積層された積層体を提供する工程と、
前記第２金属層の外周から離れたパターンを有する第１マスクで前記第２金属層の頂面を覆う工程と、
前記第１マスクで覆われていない前記第２金属層の領域をエッチングにより除去する工程と、
前記第１マスクを除去する工程と
を含む圧電素子の製造方法。
【請求項８】
前記エッチングにより前記第１マスクのパターンに形成された前記第２金属層を平面視で内部に含み、前記圧電層の外周から離れたパターンを有する第２マスクで前記第２金属層が積層された前記圧電層の頂面を覆う工程と
前記第２マスクで覆われていない前記圧電層及び前記第１金属層の領域をエッチングにより除去する工程と、
前記第２マスクを除去する工程と
をさらに含む請求項７に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項９】
前記第１金属層及び前記圧電層の領域をエッチングにより除去する工程は、前記圧電層の側面が前記第１金属層からの高さに応じて幅方向に後退する傾斜面を形成するようにエッチングする請求項８に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項１０】
前記エッチングにより前記第２マスクのパターンに形成された前記圧電層を平面視で内部に含み、前記圧電層の外周から離れたパターンを有する第３マスクで前記第２金属層が積層された前記圧電層の頂面を覆う工程と、
前記第３マスクで覆われていない前記圧電層の領域をエッチングにより除去する工程と、
前記第３マスクを除去する工程と
をさらに含む圧電素子の請求項８に記載の圧電素子の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電素子及びその製造方法に関する。
続きを表示（約 3,000 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ハードディスクドライブのような磁気記録媒体に対して高密度でデータを記録及び再生するために薄膜磁気ヘッドが利用されている。薄膜磁気ヘッドは、ボイスコイルモータによって駆動されるサスペンションアームの先端に搭載され、圧電素子によって微小量駆動されて高精度に位置決めされる。圧電素子は、表面に絶縁膜が形成された半導体基板上に圧電層の上下を電極金属層で挟むような積層構造を形成し、この積層構造を深さ方向にドライエッチングすることで所望のサイズに加工して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００２－１３４８０７号公報
特開２００５－２４３１７４号公報
【０００４】
［概要］
しかしながら、ドライエッチングにより積層構造は一括してエッチングされるため、金属電極層の材料の再生成物がドライエッチングにより形成された積層構造の側壁に付着することがある。このような再生成物がエッチング後の処理で取り切れていなかった場合、圧電層の上下の電極金属層間でリークが生じることにより信頼性の低下につながることがあった。
【０００５】
本開示は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、圧電層の上下を挟む電極金属層間でリークが生じないような圧電素子及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様は、基板と、基板の頂面に配置された絶縁層と、絶縁層の頂面に配置された第１金属層と、第１金属層の頂面に配置された圧電層と、圧電層の頂面に、圧電層の外周から離れて配置された第２金属層とを含む圧電素子である。
【０００７】
本開示の他の態様は、第１圧電層と、第１圧電層の第１面に配置された第１金属層と、第１圧電層の第２面に、第１圧電層の外周から離れて配置された第２金属層と、第２圧電層と、第２圧電層の第１面に配置された第３金属層と、第２圧電層の第２面に、第２圧電層の外周から離れて配置された第４金属層と、第１圧電層及び第２圧電層が第１金属層及び第３金属層を介在させて対向するように、第１金属層と第３金属層との間に介在して貼り合わせる導電性接着層とを含む圧電素子であってもよい。
【０００８】
本開示の他の態様は、基板の頂面に順に絶縁層、第１金属層、圧電層及び第２金属層が積層された積層体を提供する工程と、第２金属層の外周から離れたパターンを有する第１マスクで第２金属層の頂面を覆う工程と、第１マスクで覆われていない第２金属層の領域をエッチングにより除去する工程と、第１マスクを除去する工程とを含む圧電素子の製造方法であってもよい。
【０００９】
本開示の他の態様は、第１基板の頂面に順に第１絶縁層、第１金属層、第１圧電層及び第２金属層が積層され、第２金属層は第１圧電層の外周から離れている第１積層体を提供する工程と、第２基板の頂面に順に第２絶縁層、第３金属層、第２圧電層及び第４金属層が積層され、第４金属層は第２圧電層の外周から離れている第２積層体を提供する工程と、第１積層体の頂面に第３基板を貼り付ける工程と、第２積層体の頂面に第４基板を貼り付ける工程と、第１積層体から第１基板及び第１絶縁層を除去する工程と、第２積層体から第２基板及び第２絶縁層を除去する工程と、第１積層体において第１基板及び第１絶縁層を除去して露出した第１金属層の底面と、第２積層体において第２基板及び第２絶縁層を除去して露出した第３金属層の底面とを導電性接着層を介在させて貼り合わせる工程と、貼り合わせる工程により形成された、第３基板に順に第２金属層、第１圧電層、第１金属層、導電性接着層、第３金属層、第２圧電層、第４金属層及び第４基板が積層された積層体から第４基板を除去して第３積層体とする工程と、第３積層体において、第４金属層を積層した第２圧電層を第２金属層及び第４金属層を平面視で内部に含み、第１圧電層及び第２圧電層の外周から離れたパターンを有するマスクで覆う工程と、マスクで覆われていない第３基板を除いた第３積層体の領域をエッチングにより除去する工程と、マスクを除去する工程とを含む圧電素子の製造方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１Ａは、第１実施形態の圧電素子の平面図である。
図１Ｂは、第１実施形態の圧電素子の断面図である。
図２Ａは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｂは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｃは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｄは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｅは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｆは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｇは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図２Ｈは、第１実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図３Ａは、第２実施形態の圧電素子の平面図である。
図３Ｂは、第２実施形態の圧電素子の断面図である。
図４Ａは、第２実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図４Ｂは、第２実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図４Ｃは、第２実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図４Ｄは、第２実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図５Ａは、第３実施形態の圧電素子の平面図である。
図５Ｂは、第３実施形態の圧電素子の断面図である。
図６Ａは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｂは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｃは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｄは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｅは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｆは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｇは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｈは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｉは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｊは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｋは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｌは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
図６Ｍは、第３実施形態の圧電素子の製造方法のプロセスフロー図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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