專(zhuān)利名稱(chēng)：：促動(dòng)器裝置以及液體噴射頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及促動(dòng)器裝置以及液體噴射頭，其在振動(dòng)膜上具備由下電極、由壓電材料構(gòu)成的壓電體層和上電極構(gòu)成的壓電元件。
背景技術(shù)：
：作為應(yīng)用于促動(dòng)器裝置的壓電元件，有呈現(xiàn)機(jī)電變換功能的壓電材料，例如，結(jié)晶化的壓電性陶瓷等所形成的壓電體層被下電極和上電極2個(gè)電極夾持的構(gòu)成。此種促動(dòng)器裝置，一般被稱(chēng)為撓曲振動(dòng)模式的促動(dòng)器裝置，例如，被搭載于液體噴射頭等上而使用。并且，作為液體噴射頭的代表例子，例如有噴墨式記錄頭等，所述噴墨式記錄頭由振動(dòng)膜構(gòu)成與噴出墨滴的噴嘴開(kāi)口連通的壓力產(chǎn)生室的一部分，通過(guò)壓電元件使該振動(dòng)膜變形，對(duì)壓力產(chǎn)生室的墨水加壓，從噴嘴開(kāi)口噴出墨滴。另外，作為搭載于噴墨式記錄頭的促動(dòng)器裝置，例如有如下裝置通過(guò)成膜技術(shù)使壓電體膜以及上電極膜在整個(gè)面上形成于設(shè)有下電極的基板上，將該壓電體層以及上電極膜通過(guò)光刻法劃分為對(duì)應(yīng)壓力產(chǎn)生室的形狀，以各壓力產(chǎn)生室獨(dú)立的方式形成壓電元件。應(yīng)用于此種噴墨式記錄頭等的促動(dòng)器裝置，因?yàn)楸环磸?fù)驅(qū)動(dòng)，因此存在著下電極膜可能從構(gòu)成振動(dòng)膜等的基底剝離的問(wèn)題。此處，關(guān)于振動(dòng)膜含有由氧化鋯(Zr02)構(gòu)成的絕緣體膜的促動(dòng)器裝置，公開(kāi)了如下文獻(xiàn)(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)l):通過(guò)該氧化鋯結(jié)晶的(一lll)面優(yōu)先取向等、對(duì)絕緣體膜的結(jié)晶進(jìn)行改良，來(lái)改善與絕緣體膜的上層即下電極等的密接性。專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2005—176433號(hào)公報(bào)(權(quán)利要求書(shū)、段落0009、0011等)但是，為了提高促動(dòng)器裝置的耐久性以及可靠性，要求進(jìn)一步提高密接性。當(dāng)然，這樣的問(wèn)題，不僅存在于搭載于噴墨式記錄頭等的液體噴射頭上的促動(dòng)器裝置，也同樣存在于搭載于其他裝置上的促動(dòng)器裝置。
發(fā)明內(nèi)容鑒于該情況，本發(fā)明的課題是，提供具備與基底的密接力高的下電極的促動(dòng)器裝置以及液體噴射頭。解決上述課題的本發(fā)明的第1實(shí)施方式是一種促動(dòng)器裝置，其特征在于，具備壓電元件，其由設(shè)置于基板一面?zhèn)鹊南码姌O、設(shè)置于該下電極上的壓電體層以及設(shè)置于該壓電體層上的上電極構(gòu)成，所述下電極含有貴重金屬，用二次離子質(zhì)譜分析裝置(SIMS)在厚度方向上測(cè)定所述下電極時(shí)，在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的氧離子的強(qiáng)度z,、和在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的所述貴重金屬的離子的強(qiáng)度z2之比Z,/Z2為0.2以上。所述第1方式，因?yàn)樵谙码姌O的基板側(cè)的邊界氧離子相對(duì)于貴重金屬離子的比為0.2以上，所以與下電極相接的層與下電極的密接性高。進(jìn)而，下電極從基板的剝離被抑制，成為耐久性以及可靠性?xún)?yōu)越的促動(dòng)器裝置。本發(fā)明的第2實(shí)施方式的促動(dòng)器裝置，如本發(fā)明的第1實(shí)施方式所述，其特征在于，所述基板上設(shè)有構(gòu)成振動(dòng)膜的基底層，在該基底層上設(shè)有所述下電極。所述第2方式，基板上具有構(gòu)成振動(dòng)膜的基底層，成為該基底層與下電極的密接性高的促動(dòng)器裝置。本發(fā)明的第3實(shí)施方式的促動(dòng)器裝置，如本發(fā)明的第2實(shí)施方式所述，其特征在于，所述基底層是從Si02層、Zr02層以及Zr卜美0v0.15，Y-2.0土a，a是化學(xué)計(jì)量上容許的值，M是周期表的IIA族元素、niA族元素或IIIB族元素)層中選擇的至少一層。所述第3方式，成為下電極與上述各層的密接性高的促動(dòng)器裝置。本發(fā)明的第4實(shí)施方式的促動(dòng)器裝置，如本發(fā)明的第3實(shí)施方式所述，其特征在于，所述基底層為Zr02層，所述Zr02層是平均結(jié)晶粒徑為20lOOmn的柱狀結(jié)晶，(一lll)面優(yōu)先取向。所述第4方式，Zr02層是平均結(jié)晶粒徑為20100nm的柱狀結(jié)晶，且(一lll)面優(yōu)先取向時(shí)，Zr02層的結(jié)晶是規(guī)定的結(jié)晶，ZK)2層的表面變得平滑，下電極與Zr02層的密接力可靠地提高。本發(fā)明的第5實(shí)施方式的促動(dòng)器裝置，如本發(fā)明的第3實(shí)施方式所述，其特征在于，所述基底層為Zr卜xMA層，所述M是從Y以及Ca中選擇的至少一種。所述第5方式，ZrvxMxOY(M是從Y以及Ca中選擇的至少一種)層與下電極的密接力提高。本發(fā)明的第6方式是一種液體噴射頭，其特征在于，作為用于噴射液體的液體噴出機(jī)構(gòu)，具備第15實(shí)施方式中任意一種方式的促動(dòng)器裝置。所述第6方式，能夠?qū)崿F(xiàn)耐久性以及可靠性?xún)?yōu)越的液體噴射頭。圖1是表示實(shí)施方式1的記錄頭的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖；圖2是實(shí)施方式1的記錄頭的要部俯視圖；圖3是實(shí)施方式1的記錄頭的截面圖；圖4是表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的截面圖；圖5是表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的截面圖；圖6是表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的截面圖；圖7是表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的截面圖；圖8是表示實(shí)施方式1的記錄頭的制造工序的截面圖；圖9是說(shuō)明試驗(yàn)例1的方法的圖；圖10是表示試驗(yàn)例1以及試驗(yàn)例2的結(jié)果的圖；圖11是表示實(shí)施例1的下電極膜的SIMS測(cè)定結(jié)果的圖；圖12是表示比較例1的下電極膜的SIMS測(cè)定結(jié)果的圖；圖13是表示比較例2的下電極膜的SIMS測(cè)定結(jié)果的圖。圖中IO—流路形成基板；12—壓力產(chǎn)生室；13—連通部；14一供墨路；20—噴嘴板；21—噴嘴開(kāi)口；30—保護(hù)基板；31—|&存室部；32—壓電元件保持部；40—柔性基板；60—下電極膜；70—壓電體層；71—壓電體前體膜；72—壓電體膜；80—上電極膜；90—引線(xiàn)電極；100—貯存室；300—壓電元件；320—壓電體有源部。具體實(shí)施方式以下根據(jù)實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施方式1圖1是表示噴墨式記錄頭的概略結(jié)構(gòu)的分解立體圖，是具備本發(fā)明的實(shí)施方式1的促動(dòng)器裝置的液體噴射頭的一個(gè)例子。圖2是噴墨式記錄頭的要部俯視圖，圖3是圖2的A—A'截面圖。如圖所示，流路形成基板IO，在本實(shí)施方式中由單晶硅基板構(gòu)成，其一面形成由預(yù)熱氧化形成的二氧化硅構(gòu)成的、厚度0.52ym的彈性膜50。流路形成基板10，在其寬度方向(橫向)上，并設(shè)有被隔壁11劃分的多個(gè)壓力產(chǎn)生室12。另外，在流路形成基板10的壓力產(chǎn)生室12的長(zhǎng)度方向一端部側(cè)，供墨路14和連通路15被隔壁11劃分。另外，連通路15的一端，形成有連通部13，其構(gòu)成作為各壓力產(chǎn)生室12的共用墨水室(液體室)的貯存室100的一部分。即，流路形成基板10設(shè)置有由壓力產(chǎn)生室12、連通部13、供墨路14以及連通路15組成的液體流路。供墨路14，連通壓力產(chǎn)生室12的長(zhǎng)度方向一端部側(cè)，并且具有小于壓力產(chǎn)生室12的截面積。例如，在本實(shí)施方式中，供墨路14通過(guò)將貯存室100與各壓力產(chǎn)生室12之間的壓力產(chǎn)生室12側(cè)的流路沿寬度方向節(jié)流，形成了小于壓力產(chǎn)生室12寬度的寬度。并且，像這樣在本實(shí)施方式中，從一側(cè)對(duì)流路寬度進(jìn)行節(jié)流而形成供墨路14，但是也可以從兩側(cè)對(duì)流路寬度進(jìn)行節(jié)流而形成供墨路。另外，也可以不對(duì)流路寬度進(jìn)行節(jié)流，而從厚度方向上進(jìn)行節(jié)流而形成供墨路。并且，各連通路15，與供墨路14的跟壓力產(chǎn)生室12相反側(cè)連通，具有大于供墨路14的寬度方向(橫向)的截面積。在本實(shí)施方式中，連通路15與壓力產(chǎn)生室12形成有相同截面積。艮P，流路形成基板10中，被多個(gè)隔壁11劃分而設(shè)有壓力產(chǎn)生室12;供墨路14，其截面積小于壓力產(chǎn)生室12的橫向的截面積；連通路15，其與該供墨路14連通，并且截面積大于供墨路14的橫向的截面積，與壓力產(chǎn)生室12的截面積相同。還有，流路形成基板10的開(kāi)口面?zhèn)龋ㄟ^(guò)粘接劑或熱熔敷薄膜等固定有噴嘴板20，其穿設(shè)有與各壓力產(chǎn)生室12的跟供墨路14相反側(cè)的端部附近連通的噴嘴開(kāi)口21。并且，噴嘴板20，厚度例如是0.01lmm，線(xiàn)膨脹系數(shù)為30(TC以下，例如由2.54.5[X10—s廠C]的玻璃陶瓷、單晶硅基板或不銹鋼等構(gòu)成。另一方面，流路形成基板10的與開(kāi)口面相反側(cè)，如上所述，形成有由二氧化硅構(gòu)成且厚度例如約1.0um的彈性膜50，該彈性膜50上，例如，層疊形成有由氧化鋯(Zr02)構(gòu)成的厚度例如約0.30.4nm的絕緣體膜55。另外，在本實(shí)施方式中，流路形成基板10上，設(shè)有由二氧化硅(Si02)形成的彈性膜50以及氧化鋯(Zr02)形成的絕緣體膜55，但是，設(shè)于流路形成基板10上的膜的種類(lèi)不被特別限定，可以是氧化膜例如Si02層、Zr02層或Zr卜xMxOY(0.01^X^0.15，Y=2.0±a，a是化學(xué)計(jì)量上容許的值，M是周期表的IIA族元素、niA族元素或mB族元素，優(yōu)選M是從Y以及Ca中選擇的至少一種)層的一層，也可以是層疊這些層而成的結(jié)構(gòu)。設(shè)Zr02層作為絕緣體膜55時(shí)，優(yōu)選是平均結(jié)晶粒徑為20100nm的柱狀結(jié)晶，且(一lll)面優(yōu)先取向。Zr02層的品質(zhì)良好，Zr02層的表面平滑，Zr02層的下層以及上層的密接性變得良好，抑制各層剝離，成為耐久性和可靠性?xún)?yōu)越的促動(dòng)器裝置。比起表面粗糙的Zr02層，表面平滑的Zr02層能夠提高與和該面相接的層的密接性。并且，在本說(shuō)明書(shū)中，所謂平均結(jié)晶粒徑，是指與電極膜平行的面方向的柱狀結(jié)晶的結(jié)晶粒徑，是通過(guò)由SEM或AFM得到的像的圖像處理而求得的值。另外，絕緣體膜55上，形成有壓電元件300，其由厚度例如約0.10.3um的下電極膜60、厚度例如約0.55um的壓電體層70、和厚度例如約10200nm的上電極膜80形成。此處，壓電元件300,指包含下電極膜60、壓電體層70以及上電極膜80的部分。一般說(shuō)來(lái)，壓電元件300的任意一電極作為共用電極，另一電極以及壓電體層70在每個(gè)壓力產(chǎn)生室12中構(gòu)圖而構(gòu)成。而且，此處將由被構(gòu)圖的任意一電極以及壓電體層70構(gòu)成、且向兩電極施加電壓從而產(chǎn)生壓電變形的部分叫做壓電體有源部320。在本實(shí)施方式中，將下電極膜60作為壓電元件300的共用電極，將上電極膜80作為壓電元件300的獨(dú)立電極，不過(guò)根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路或配線(xiàn)的情況，與此相反也沒(méi)關(guān)系。不論是哪種情況，每個(gè)壓力產(chǎn)生室12都形成有壓電體有源部320。另外在本實(shí)施方式中，如圖3所示，下電極膜60、壓電體層70以及上電極膜80以上電極膜80側(cè)的寬度變窄的方式構(gòu)圖，其側(cè)面呈傾斜面。另外，此處，壓電元件300與因該壓電元件300的驅(qū)動(dòng)而產(chǎn)生變位的振動(dòng)膜合在一起稱(chēng)為促動(dòng)器裝置。在上述例中，彈性膜50、絕緣體膜55以及下電極膜60作為振動(dòng)膜發(fā)揮作用。當(dāng)然，并不限定于此，例如，也可以不設(shè)置彈性膜50、絕緣體膜55,只將下電極膜60作為振動(dòng)膜進(jìn)行作用。下電極膜60含有貴重金屬。并且，用二次離子質(zhì)譜分析裝置(SIMS)在厚度方向上測(cè)定下電極膜60時(shí)，如圖11所示，在下電極膜60的絕緣體膜55側(cè)的邊界(圖11中，用箭頭表示)檢測(cè)出O離子和貴重金屬離子，該0離子的強(qiáng)度Z、與貴重金屬離子的強(qiáng)度Z2之比Z,/Z2為0.2以上，優(yōu)選0.5以上。如后述實(shí)施例所示，通過(guò)滿(mǎn)足該范圍，由此作為下電極膜60的基底層的絕緣體膜55與下電極膜60的密接力顯著提高，可以防止下電極膜60從絕緣體膜55剝離。作為下電極膜60含有的貴重金屬，可列舉鉑族(Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt)、金、銀，下電極膜60可以含有這些貴重金屬中的一種或多種。含有多種的情況下，用SIMS測(cè)量時(shí)，在下電極膜60的與絕緣體膜55側(cè)的邊界，檢測(cè)出多種貴重金屬離子，O離子與這些貴重金屬離子中被最強(qiáng)地檢測(cè)出的貴重金屬離子的強(qiáng)度Z3的比Z,/Z3如果在0.2以上，則絕緣體膜55與下電極膜60的密接力提高。例如，下電極膜60含有Pt、Ir、Ti以及TiOx(0.1^x^2)時(shí)，通過(guò)使與絕緣體膜55的邊界面的O離子與Pt離子的比處于上述范圍，絕緣體膜55與下電極膜60的密接力提高。另外在本實(shí)施方式中，作為構(gòu)成壓電元件300的壓電體層70的材料(壓電材料)，例如可使用鋯鈦酸鉛(PZT)等強(qiáng)介電性壓電性材料，或在其中添加了鈮、鎳、鎂、鉍或釔等金屬的松散強(qiáng)電介體等。作為其組成，例如可列舉PbTi03(PT)、PbZr03(PZ)、Pb(ZrJVx)03(PZT)、Pb(Mg1/3Nb2/3)0廣PbTi03(P畫(huà)一PT)、Pb(Zn1/3Nb2/3)03—PbTi03(PZN—PT)、Pb(Ni1/3Nb2/3)03—PbTi03(PNN—PT)、Pb(In1/2Nb1/2)03—PbTi03(PIN—PT)、Pb(Sc1/2Ta1/2)03—PbTi03(PST—PT)、Pb(Sc1/2Nb1/2)03—PbTi03(PSN—PT)、BiSc。3—PbTi03(BS—PT)、BiYb03—PbTi03(BY—PT)等。另夕卜，作為上電極膜80，可列舉Ir、Pt、鎢(W)、鉭(Ta)、鉬(Mo)等各金屬中的任意一種，或者它們的合金或氧化銥等金屬氧化物。然后，壓電元件300的獨(dú)立龜極即各上電極膜80，從供墨路14側(cè)的端部附近被引出，延設(shè)至絕緣體膜55上，例如，連接于金(Au)等構(gòu)成的引線(xiàn)電極90。并且，形成有壓電元件300的流路形成基板10上，與壓電元件相對(duì)的區(qū)域中，用粘接劑35接合有具備壓電元件保持部32的保護(hù)基板30，壓電元件保持部32具備不阻礙壓電元件300運(yùn)動(dòng)程度的空間。并且，壓電元件保持部32，只要具備不阻礙壓電元件300運(yùn)動(dòng)程度的空間就可以，該空間密封不密封都可以。另外，保護(hù)基板30中，與連通部13相對(duì)的區(qū)域，設(shè)有貯存室部31，該貯存室部31，如上所述，與流路形成基板10的連通部13連通，構(gòu)成作為各壓力產(chǎn)生室12的共同墨水室的貯存室100。另外，保護(hù)基板30的壓電元件保持部32和貯存室部31之間的區(qū)域，設(shè)有在厚度方向上貫通保護(hù)基板30的貫通孔33，該貫通孔33內(nèi)，露出下電極膜60的一部分以及引線(xiàn)電極90的頂部。另外，保護(hù)基板30上，為了驅(qū)動(dòng)壓電元件300，固定有圖中未表示的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路和引線(xiàn)電極90通過(guò)由接合線(xiàn)等導(dǎo)電性線(xiàn)構(gòu)成的連接配線(xiàn)進(jìn)行電連接。作為保護(hù)基板30，優(yōu)選使用熱膨脹率與流路形成基板10大致相同的材料，例如，玻璃、陶瓷材料等，在本實(shí)施方式中，使用與流路形成基板10相同材料的單晶硅基板形成。保護(hù)基板30上，接合有由密封膜41以及固定板42構(gòu)成的柔性基板40。此處，密封膜41由剛性低、具有撓性的材料(例如，厚度為6um的聚苯硫醚(PPS)膜)構(gòu)成，該密封膜41密封貯存室部31的一面。另外，固定板42由金屬等硬質(zhì)材料(例如，厚度為30um的不銹鋼(SUS)等)形成。該固定板42的與貯存室IOO相對(duì)的區(qū)域，成為在厚度方向上被完全除去的開(kāi)口部43，因此，貯存室100的一面只被具有撓性的密封膜41密封。在像這樣的本實(shí)施方式的噴墨式記錄頭中，從未圖示的外部供墨機(jī)構(gòu)取入墨水，從貯存室100到噴嘴開(kāi)口21的內(nèi)部充滿(mǎn)墨水后，按照來(lái)自驅(qū)動(dòng)電路的記錄信號(hào)，向?qū)?yīng)壓力產(chǎn)生室12的各下電極膜60以及上電極膜80之間施加電壓，使彈性膜50、絕緣體膜55、下電極膜60以及壓電體層70發(fā)生彈性變形，由此，各壓力產(chǎn)生室12內(nèi)的壓力升高，從噴嘴開(kāi)口21噴出墨滴。在本實(shí)施方式中，因?yàn)榻^緣體膜55和下電極膜60的密接力高，即使驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器裝置發(fā)生撓曲變形，下電極膜60也不會(huì)發(fā)生剝離，耐久性以及可靠性?xún)?yōu)越。此處，關(guān)于噴墨式記錄頭的制造方法，參照?qǐng)D4圖8說(shuō)明。并且，圖4圖8是壓力產(chǎn)生室的縱向的截面圖。首先，如圖4(a)所示，將硅晶片即流路形成基板用晶片110在約IIOO'C的擴(kuò)散爐中熱氧化，其表面形成構(gòu)成彈性膜50的二氧化硅膜51。并且，在本實(shí)施方式中，作為流路形成基板用晶片IIO，使用膜厚約為625ym、比較厚的高剛性的硅晶片。下面，如圖4(b)所示，彈性膜50(二氧化硅膜51)上，形成氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜55。具體來(lái)說(shuō)，彈性膜50(二氧化硅膜51)上，例如通過(guò)濺射法等形成鋯(Zr)層后，將該鋯層在例如5001200'C的擴(kuò)散爐中熱氧化，由此，形成氧化鋯(Zr02)構(gòu)成的絕緣體膜55。下面，如圖5(a)所示，例如，通過(guò)DC磁控管濺射法等形成由Ti膜61、Pt膜62、Ir膜63構(gòu)成的下電極膜60。具體來(lái)說(shuō)，首先，絕緣體膜55上形成Ti構(gòu)成的Ti膜61后，在Ti膜61上形成Pt構(gòu)成的Pt膜62。然后，在Pt膜62上形成Ir構(gòu)成的Ir膜63。并且，通過(guò)設(shè)置Ir膜63，在后工序燒成壓電體層70，形成結(jié)晶時(shí)，能夠防止Ti膜61的Ti向壓電體層70擴(kuò)散，并且能夠抑制壓電體層70的成分向彈性膜50側(cè)擴(kuò)散。代替該Ir膜63，也可以設(shè)置以從鈀(Pd)、銠(Ph)、釕(Ru)以及鋨(Os)所構(gòu)成的組中選擇的至少一種元素為主成分的膜。下面，在下電極膜60上，用濺射法例如DC濺射法，將鈦(Ti)涂敷l次以上，在本實(shí)施方式中通過(guò)2次涂敷而得到規(guī)定厚度的種鈦層(圖中未表示)。該種鈦層為取向控制層，控制形成于種鈦層上的作為壓電體層70的壓電體膜72的取向。若像這樣設(shè)置種鈦等取向控制層，則壓電體膜72的結(jié)晶以鈦結(jié)晶為核成長(zhǎng)，從而大幅度提高壓電體膜72的取向度等的結(jié)晶性。另外，如果壓電體層70的結(jié)晶性沒(méi)有特別的問(wèn)題，則也可以不設(shè)置此取向控制層。在設(shè)有取向控制層的情況下，制造出的促動(dòng)器裝置的下電極膜60與壓電體層70之間，含有構(gòu)成取向控制層的物質(zhì)的層有時(shí)殘存。例如，在下電極膜60上設(shè)置種鈦層作為取向控制層時(shí)，會(huì)殘留有少許氧化鈦構(gòu)成的層。下面，在如此形成的種鈦層上，形成由鋯鈦酸鉛(PZT)構(gòu)成的壓電體層70。此處，在本實(shí)施方式中，將金屬有機(jī)物溶解、分散于溶劑在中而成的所謂溶膠涂敷干燥后，凝膠化而形成壓電體前體膜71，進(jìn)而高溫?zé)?，由此得到由金屬氧化物?gòu)成的壓電體層70，利用所謂溶膠一凝膠法形成壓電體層70。另外，作為壓電體層70的材料，不限定于鋯鈦酸鉛，例如，也可以使用上述的松散強(qiáng)電介體(例如，PMN—PT、PZN—PT、PNN—PT等)等其它壓電材料。另外，壓電體層70的制造方法，不限定于溶膠—凝膠法，例如，也可以使用MOD(Metal—OrganicDecomposition)法、濺射法等。只要是燒成薄膜的壓電體前體膜使其結(jié)晶化的方法，則制造壓電體層70的方法不被限定。作為壓電體層70的具體形成順序，首先，如圖5(b)所示，在下電極膜60上形成PZT前體膜即壓電體前體膜71。g卩，在形成有下電極膜60的流路形成基板10上涂敷含有金屬有機(jī)化合物的溶膠(溶液)，形成膜厚例如是0.1ym左右的壓電體前體膜71(涂敷工序)。接著，將該壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，干燥一定時(shí)間(干燥工序)。然后，通過(guò)將干燥后的壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，保持一定時(shí)間來(lái)進(jìn)行脫脂(脫脂工序)。并且，此處所說(shuō)的脫脂，是使壓電體前體膜71含有的有機(jī)成分例如作為N02、C02、H20等脫離。接著，如圖5(c)所示，將壓電體前體膜71加熱至規(guī)定溫度，保持一定時(shí)間而使其結(jié)晶化，形成壓電體膜72(燒成工序)。并且，作為干燥工序、脫脂工序以及燒成工序中使用的加熱裝置，例如，可列舉通過(guò)紫外線(xiàn)燈的照射來(lái)進(jìn)行加熱的RTA(RapidThermalAnnealing)或加熱板等。接著，如圖6(a)所示，在壓電體膜72上形成規(guī)定形狀的抗蝕劑400。然后，如圖6(b)所示，以抗蝕劑400為掩模，對(duì)下電極膜60以及壓電體膜72的第1層同時(shí)進(jìn)行構(gòu)圖，使得它們的側(cè)面傾斜。接著，剝離抗蝕劑400后，多次重復(fù)由上述的涂敷工序、干燥工序、脫脂工序以及燒成工序構(gòu)成的壓電體膜形成工序，形成由多個(gè)壓電體膜72構(gòu)成的壓電體層70，由此，如圖6(c)所示，形成由多個(gè)壓電體膜72構(gòu)成的規(guī)定厚度的壓電體層70。例如，在每次溶膠的膜厚為0.1um左右時(shí)，例如，由10層壓電體膜構(gòu)成的壓電體層70整體的膜厚約為l.lym左右。另外，雖然在本實(shí)施方式中，層疊設(shè)置了壓電體膜72，但也可以只有1層。像這樣在形成壓電體層70的工序，Ti膜6KPt膜62以及Ir膜63也被加熱，形成合金化的下電極膜60。然后，通過(guò)這些金屬氧化，下電極膜60含有氧元素。進(jìn)而，通過(guò)調(diào)整加熱條件等，在下電極膜60與絕緣體膜55的邊界，可以調(diào)整由SIMS檢測(cè)出的氧離子和貴重金屬離子的強(qiáng)度比。像這樣形成壓電體層70后，如圖7(a)所示，通過(guò)濺射法等形成在壓電體層70上的整個(gè)面上由銥(Ir)構(gòu)成的上電極膜80，在與各壓力產(chǎn)生室12相對(duì)的區(qū)域進(jìn)行構(gòu)圖，形成由下電極膜60、壓電體層70和上電極膜80構(gòu)成的壓電元件300。并且，在壓電體層70和上電極膜80的構(gòu)圖中，可以通過(guò)形成為規(guī)定形狀的抗蝕劑(圖中未表示)進(jìn)行干式蝕刻，來(lái)一并進(jìn)行。并且，在這樣的干式蝕刻中，如果預(yù)先使抗蝕劑的側(cè)面傾斜，則壓電體層70以及上電極膜80構(gòu)圖為上電極膜80側(cè)的寬度變窄，其側(cè)面成為傾斜面。接著，如圖7(b)所示，在流路形成基板用晶片110的整個(gè)面上，例如，形成金(Au)等構(gòu)成的引線(xiàn)電極90后，例如，通過(guò)抗蝕劑等構(gòu)成的掩模圖案(圖中未表示)，在各壓電元件上進(jìn)行構(gòu)圖。接著，如圖7(c)所示，流路形成基板用晶片110的壓電元件300偵lJ,用粘接劑35接合130，其是硅晶片且作為多個(gè)保護(hù)基板30。并且，該保護(hù)基板用晶片130，例如，因?yàn)榫哂?00um左右的厚度，所以通過(guò)接合保護(hù)基板用晶片130，流路形成基板用晶片110的剛性顯著提高。此處，流路形成基板用晶片IIO上接合了保護(hù)基板用晶片130后，將流路形成基板用晶片IIO減薄至規(guī)定的厚度。下面，如圖8(a)所示，將流路形成基板用晶片110減薄至某程度的厚度。并且，在流路形成基板用晶片110上新形成掩模膜52，構(gòu)圖為規(guī)定形狀。然后，如圖8(b)所示，通過(guò)掩模膜52利用KOH等堿溶液對(duì)流路形成基板用晶片110進(jìn)行各向異向性蝕刻(濕式蝕刻)，由此形成與壓電元件300對(duì)應(yīng)的壓力產(chǎn)生室12、連通部13、供墨路14以及連通路15等。之后，流路形成基板用晶片110以及保護(hù)基板用晶片130的外周邊緣部的不要部分，例如，通過(guò)切割等切斷除去。然后，在除去流路形成基板用晶片110的與保護(hù)基板用晶片130相反側(cè)的面的二氧化硅膜51之后，接合穿設(shè)有噴嘴開(kāi)口21的噴嘴盤(pán)20，并且，將柔性基板40接合于保護(hù)基板用晶片130，將流路形成基板用晶片110等分割為如圖1所示的一個(gè)芯片尺寸的流路形成基板10等，由此形成本實(shí)施方式的噴墨式記錄頭。以下，根據(jù)實(shí)施例以及比較例進(jìn)一步進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。(實(shí)施例1)根據(jù)上述實(shí)施方式，制造了促動(dòng)器裝置。具體說(shuō)來(lái)，如表1中PZT成膜前構(gòu)造所示，在厚度625"m的硅基板上，按順序設(shè)置厚度1ym的Si02膜以及厚度400nm的Zr02膜，在其上通過(guò)濺射法形成厚度70nrn的Ti膜、厚度80nm的Pt膜、厚度10nm的Ir膜。然后，利用PZT組成為Pb/(Zr+Ti)=1.18、Zr/(Zr+Ti)=0.517的溶膠，通過(guò)取向控制層在下電極膜上形成PZT構(gòu)成的壓電體層。另外，燒成利用該溶膠形成的第l層壓電體前體膜后，進(jìn)行3次每次在其上形成3層壓電體前體膜時(shí)都進(jìn)行燒成的工序，從而制作厚度為l.l"m的壓電體層。此時(shí)的燒成條件，4次都是700。C、5分鐘。之后，在壓電體層上設(shè)置厚度為50nm的由Ir構(gòu)成的上電極，制造促動(dòng)器裝置。制造出的促動(dòng)器裝置的構(gòu)成如表l所示。(比較例1)令Ti膜的膜厚為50nm，制作了促動(dòng)器裝置。(比較例2)令Ti膜的膜厚為20nm，制作了促動(dòng)器裝置。(試驗(yàn)例1)關(guān)于實(shí)施例1以及比較例12的促動(dòng)器裝置，F(xiàn)rontierSemiconductor公司利用m—ELT(Modified—EdgeLiftOffTechnique)法，評(píng)價(jià)了ZrOz膜和下電極膜的密接力。具體如下如圖9所示，首先，將壓電體層70從下電極膜60剝離，在下電極膜60上涂敷廠家保證了預(yù)殘留應(yīng)力溫度特性的Epoxy樹(shù)脂600，在177"硬化后，整個(gè)硅基板制作20個(gè)分割為約1.2cm的小方形。在測(cè)定板上并排該分割試料并設(shè)置于裝置中，用液氮從常溫以3X:/min的速度降溫至一17(TC。此時(shí)，試料上部的監(jiān)視器記錄溫度每下降rC，電極膜60有無(wú)從絕緣體膜55(Zr02膜)剝離。求出在一170'C時(shí)，發(fā)生了剝離的分割試料。結(jié)果如表1以及圖IO所示。(試驗(yàn)例2)對(duì)上述m—ELT試驗(yàn)后的實(shí)施例1以及比較例12的促動(dòng)器裝置，即，剝離了絕緣體膜55(ZrOj莫)以及壓電體層70的狀態(tài)的下電極膜60，在厚度方向上用二次離子質(zhì)譜分析裝置(SIMS)進(jìn)行了測(cè)定。圖ll表示實(shí)施例1的結(jié)果，圖12表示比較例1的結(jié)果，圖13表示比較例2的結(jié)果。并且，各圖的左側(cè)是絕緣體膜55側(cè)，右側(cè)是壓電體層70側(cè)。從圖11圖13中，求出了下電極膜60與絕緣體膜55(Zr02膜)的邊界處(圖中，用箭頭表示)的0離子/Pt離子(強(qiáng)度比)。結(jié)果如表l以及圖10所示。其結(jié)果是，在下電極膜60與絕緣體膜55(Zr02膜)邊界處檢測(cè)出的0離子/Pt離子(強(qiáng)度比)為0.2以上的實(shí)施例1，與比較例12相比，剝離率極低，密接力高。另外，雖然實(shí)施例l和比較例l，從ZK)2膜側(cè)具有依次由Pt和Ti的合金層、TiOx和Pt的合金層、Pt層、Ir層構(gòu)成的相同的層結(jié)構(gòu)，但是由于0離子/Pt離子(強(qiáng)度比)的差別，剝離率也有很大差別。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>以上，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但是本發(fā)明的基本構(gòu)成并不限于上述實(shí)施方式l。例如，在上述實(shí)施方式l中，作為液體噴射頭的一個(gè)例子舉例說(shuō)明了噴墨式記錄頭，但是本發(fā)明的對(duì)象是所有液體噴射頭，當(dāng)然也可以適用于噴射墨水以外液體的液體噴射頭。作為其它液體噴射頭，例如，可以列舉用于打印機(jī)等圖像記錄裝置的各種記錄頭、用于液晶顯示器等的濾色器的制造的色材噴射頭、用于有機(jī)EL顯示器、FED(場(chǎng)致發(fā)射顯示器)等的電極形成的電極材料噴射頭、用于生物芯片制造的生物有機(jī)物噴射頭等。并且，本發(fā)明當(dāng)然不僅適用于搭載于液體噴射頭(噴墨式記錄頭等)上的促動(dòng)器裝置，還適用于搭載于所有裝置上的促動(dòng)器裝權(quán)利要求1.一種促動(dòng)器裝置，其特征在于，具備壓電元件，其由設(shè)置于基板一面?zhèn)鹊南码姌O、設(shè)置于該下電極上的壓電體層以及設(shè)置于該壓電體層上的上電極構(gòu)成，所述下電極含有貴重金屬，用二次離子質(zhì)譜分析裝置即SIMS在厚度方向上測(cè)定所述下電極時(shí)，在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的氧離子的強(qiáng)度Z1、和在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的所述貴重金屬的離子的強(qiáng)度Z2之比Z1/Z2為0.2以上。2.如權(quán)利要求1所述的促動(dòng)器裝置，其特征在于，所述基板上設(shè)有構(gòu)成振動(dòng)膜的基底層，在該基底層上設(shè)有所述下電極。3.如權(quán)利要求2所述的促動(dòng)器裝置，其特征在于，所述基底層是從Si02層、Zr02層以及Zr,-xMxOY層中選擇的至少一層，其中，0.01蕓X^0.15，Y=2.0±a，a是化學(xué)計(jì)量上容許的值，M是周期表的IIA族元素、IIIA族元素或niB族元素。4.如權(quán)利要求3所述的促動(dòng)器裝置，其特征在于，所述基底層為Zr02層，所述Zr02層是平均結(jié)晶粒徑為20100nm的柱狀結(jié)晶，(一lll)面優(yōu)先取向。5.如權(quán)利要求3所述的促動(dòng)器裝置，其特征在于，所述基底層為Zr卜xMxOY層，所述M是從Y以及Ca中選擇的至少一種。6.—種液體噴射頭，其特征在于，作為用于噴射液體的液體噴出機(jī)構(gòu)，具備權(quán)利要求15中任意一項(xiàng)所述的促動(dòng)器裝置。全文摘要本發(fā)明提供一種具備與基底的密接力高的下電極的促動(dòng)器裝置以及液體噴射頭。該促動(dòng)器裝置具備壓電元件，其由設(shè)置于基板一面?zhèn)鹊南码姌O、設(shè)置于該下電極上的壓電體層以及設(shè)置于該壓電體層上的上電極構(gòu)成，所述下電極含有貴重金屬，用二次離子質(zhì)譜分析裝置(SIMS)在厚度方向上測(cè)定所述下電極時(shí)，在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的氧離子的強(qiáng)度Z₁、和在所述下電極的所述基板側(cè)的邊界檢測(cè)出的所述貴重金屬的離子的強(qiáng)度Z₂之比Z₁/Z₂為0.2以上。文檔編號(hào)H01L41/09GK101150168SQ20071015284公開(kāi)日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年9月18日優(yōu)先權(quán)日2006年9月21日發(fā)明者龜井宏行申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社