本發(fā)明涉及超聲波傳感器及其制造方法。

背景技術(shù)：

以往，公知有呈陣列狀配置具有開口部的半導(dǎo)體基板、處于以封閉開口部的方式被形成于半導(dǎo)體基板的表面的絕緣膜層上的雙層電極以及夾持在雙層電極之間的PZT陶瓷薄膜層的超聲波傳感器(例如參照專利文獻1)。

專利文獻1：日本特開2010-164331號公報

在這樣的超聲波傳感器中，若欲控制發(fā)送靈敏度、接收靈敏度，則必須改變形成壓電體層的壓電材料。即，若欲準備接收專用的元件與發(fā)送專用的元件，則必須使壓電材料不同的元件并列，從而非常困難。另外，在將壓電材料統(tǒng)一的情況下，雖能夠改變開口部的大小等來調(diào)整收發(fā)靈敏度，但若改變開口部的大小，則導(dǎo)致共振頻率發(fā)生變化，從而存在實際使用困難的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，目的在于提供一種不改變共振頻率的規(guī)格而使收發(fā)靈敏度不同的元件共存的超聲波傳感器及其制造方法。

解決上述課題的本發(fā)明的方式在于提供一種超聲波傳感器，其特征在于，具備：基板，上述基板具有至少一個開口部；振動板，上述振動板以封閉上述開口部的方式被設(shè)置于上述基板；多個第一電極，上述多個第一電極以沿Y方向并列的方式被設(shè)置于上述振動板的與上述開口部相反的一側(cè)，并向與上述Y方向正交的X方向延伸；多個第二電極，上述多個第二電極以沿上述X方向并列的方式被設(shè)置于上述振動板的與上述開口部相反的一側(cè)，并向上述Y方向延伸；以及多個壓電體層，上述多個壓電體層至少在上述第一電極與上述第二電極交叉的部分被設(shè)置于上述第一電極與上述第二電極之間，在與上述X方向以及上述Y方向正交的Z方向，將上述第一電極、上述壓電體層以及上述第二電極重合的部分作為有源部，將上述振動板能夠通過上述有源部的驅(qū)動進行振動的區(qū)域作為可動部，在俯視觀察時，在將由一個上述可動部與被設(shè)置于上述一個可動部內(nèi)的上述有源部構(gòu)成的單位作為一個超聲波元件時，具備在俯視觀察時，相對于上述可動部的面積的上述有源部的面積不同的兩種以上的超聲波元件。

在上述的方式中，改變有源部相對于可動部的比例，從而能夠形成不改變共振頻率的規(guī)格，而最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件，進而能夠高效率地進行收發(fā)，來提高可靠性。

此處，優(yōu)選具備在俯視觀察時，上述可動部的面積相同，且上述有源部的面積不同的兩種以上的超聲波元件。據(jù)此，同在發(fā)送專用元件與接收專用元件中，有源部的大小相同，可動部的大小改變的情況相比，能夠?qū)⒐舱耦l率的變化抑制為非常小。即，能夠在有源部的面積相互不同的元件之間，將共振頻率的差抑制為較小。因此，能夠容易地實現(xiàn)具有共振頻率的規(guī)格相同，且最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件的超聲波傳感器。

另外，優(yōu)選在俯視觀察時，與上述超聲波元件對應(yīng)的開口部的面積實質(zhì)相同，與一個開口部對應(yīng)的上述壓電體層的面積相同，與一個開口部對應(yīng)的上述第一電極以及第二電極中的任一方的面積不同。據(jù)此，能夠形成不大幅度地改變制造工序，而最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件。

另外，優(yōu)選上述多個第二電極的寬度相互不同。據(jù)此，不需要改變超聲波元件的基本的制造工序，在形成第二電極的工序中，當在發(fā)送專用元件的區(qū)域與接收專用元件的區(qū)域進行第二電極的圖案化時，僅通過改變第二電極的寬度，便能夠形成最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件。因此，能夠非常容易地得到具有最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件的超聲波傳感器。

另外，優(yōu)選上述第二電極的寬度在上述X方向內(nèi)不同。據(jù)此，能夠進一步容易地形成最佳配置接收專用、發(fā)送專用元件的超聲波元件。

另外，優(yōu)選上述多個壓電體層實質(zhì)上由相同的壓電材料構(gòu)成。據(jù)此，能夠不改變壓電材料，而形成最適于接收專用、發(fā)送專用的超聲波元件。此處，實質(zhì)相同的材料不包含不可避免或者自然混入的雜質(zhì)等。這樣的雜質(zhì)成分優(yōu)選為3％以下，更加優(yōu)選為1％以下。

本發(fā)明的其他的方式在于提供一種超聲波傳感器的制造方法，其特征在于，在基板上形成振動板，在上述振動板上以沿Y方向并列的方式形成向與上述Y方向正交的X方向延伸的多個第一電極，在第一電極上形成壓電體層，在形成有上述第一電極以及上述壓電體層的上述振動板上形成第二電極層，對上述壓電體層以及上述第二電極層進行圖案化，以沿X方向并列的方式形成向上述Y方向延伸的多個上述壓電體層以及第二電極，在上述基板的與上述振動板相反的一側(cè)的面形成至少一個開口部，在與上述X方向以及上述Y方向正交的Z方向，將上述第一電極、上述壓電體層以及上述第二電極重合的部分作為有源部，將上述振動板能夠通過上述有源部的驅(qū)動進行振動的區(qū)域作為可動部，在俯視觀察時，在將由一個上述可動部與被設(shè)置于上述一個可動部內(nèi)的上述有源部構(gòu)成的單位作為一個超聲波元件時，在對上述壓電體層以及上述第二電極層進行圖案化后，僅對上述第二電極層進一步進行圖案化，從而形成在俯視觀察時，相對于上述可動部的面積的上述有源部的面積不同的兩種以上的超聲波元件。

根據(jù)上述的方式，當在制造薄膜工序中形成第二電極時，在對第二電極進行圖案化時，僅通過在發(fā)送專用的超聲波元件的區(qū)域與接收專用的超聲波元件的區(qū)域改變第二電極的面積(例如第二電極的寬度)，便能夠制造最適于發(fā)送專用、接收專用的超聲波元件，從而能夠提高收發(fā)各自的性能。

附圖說明

圖1是表示實施方式1的超聲波器件的構(gòu)成例的剖視圖。

圖2是表示實施方式1的超聲波傳感器的構(gòu)成例的分解立體圖。

圖3是表示超聲波元件陣列的構(gòu)成例的放大立體圖。

圖4是表示實施方式1的超聲波傳感器元件的簡要構(gòu)成的俯視圖。

圖5是實施方式1的超聲波傳感器元件的剖視圖。

圖6是表示實施方式1的超聲波傳感器的簡要構(gòu)成的俯視圖。

圖7是實施方式1的超聲波傳感器的剖視圖。

圖8是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖9是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖10是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖11是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖12是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖13是表示實施方式1的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖14是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖15是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖16是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖17是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖18是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖19是表示實施方式2的超聲波傳感器的制造例的俯視圖以及剖視圖。

圖20是實施方式3的超聲波傳感器的俯視圖以及剖視圖。

圖21是實施方式4的超聲波傳感器的俯視圖以及剖視圖。

圖22是表示超聲波診斷裝置的一個例子的立體圖。

圖23是表示超聲波探頭的一個例子的立體圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。以下的說明表示本發(fā)明的一個方式，能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)任意地改變。

在各圖中，相同的附圖標記表示相同的部件，從而適當省略說明。

實施方式1

超聲波器件

圖1是表示搭載了本發(fā)明的實施方式1的超聲波傳感器的超聲波器件的構(gòu)成例的剖視圖。如圖所示，超聲波探頭I構(gòu)成為具備：CAV面型的超聲波傳感器1、被連接于超聲波傳感器1的撓性印刷基板(FPC基板2)、被從裝置終端(未圖示)引出的電纜3、中繼FPC基板2以及電纜3的中繼基板4、保護超聲波傳感器1、FPC基板2以及中繼基板4的框體5、填充在框體5以及超聲波傳感器1之間的防水樹脂6。

從超聲波傳感器1發(fā)送超聲波。另外，從測量對象物反射的超聲波被超聲波傳感器1接收?；谶@些超聲波的波形信號，在超聲波探頭I的裝置終端檢測涉及測量對象物的信息(位置、形狀等)。

根據(jù)超聲波傳感器1，如下所述，能夠確保較高的可靠性。因此，通過搭載超聲波傳感器1，成為各種特性優(yōu)異的超聲波器件。本發(fā)明也能夠適用于最適于超聲波的發(fā)送的發(fā)送專用型、最適于超聲波的接收的接收專用型、最適于超聲波的發(fā)送以及接收的收發(fā)一體型等任意的超聲波傳感器1。能夠搭載超聲波傳感器1的超聲波器件不限定于超聲波探頭I。

超聲波傳感器

圖2是超聲波傳感器的分解立體圖，圖3是表示超聲波元件陣列的構(gòu)成例的放大立體圖。圖4是構(gòu)成本發(fā)明的實施方式1的超聲波傳感器的超聲波傳感器元件的俯視圖，圖5是圖4的A-A’線剖視圖以及B-B’線剖視圖，圖6是表示超聲波傳感器的簡要構(gòu)成的俯視圖，圖7是圖6的C-C’線剖視圖以及D-D’線剖視圖。

超聲波傳感器1構(gòu)成為包含：超聲波元件10、聲匹配層30、透鏡部件31以及包圍板40。超聲波元件10構(gòu)成為包含基板11、振動板50以及壓電元件17。在圖2中，包圍板40與支承部件41被表示為分體，但實際上兩者構(gòu)成為一體。

在將相互正交的兩個軸設(shè)為X軸以及Y軸，將由X軸以及Y軸形成的平面設(shè)為XY平面時，基板11沿著XY平面。以下，將X軸稱為第一方向X，將Y軸稱為第二方向Y，將與第一方向X以及第二方向Y均正交的Z軸稱為第三方向Z。

在基板11上形成有多個隔壁19。通過多個隔壁19，沿著第一方向X以及第二方向Y，劃分有多個空間20?？臻g20被形成為在第三方向Z貫通基板11?？臻g20呈二維狀，即在第一方向X被形成多個，且在第二方向Y被形成多個?？臻g20的排列、形狀能夠各種變形。例如，空間20也可以呈一維狀，即沿著第一方向X以及第二方向Y的任一方的方向被形成多個。另外，空間20也可以在從第三方向Z觀察時呈長方形狀(除了第一方向X與第二方向Y的長度的比為1:1之外)。

振動板50以封閉由空間20形成的開口部18的方式被設(shè)置于基板11上。以下，將振動板50的基板11側(cè)的面稱為第一面50a，將與第一面50a對置的面稱為第二面50b。振動板50由被形成于基板11上的彈性膜12以及被形成于彈性膜12上的絕緣體膜13構(gòu)成。在該情況下，由彈性膜12構(gòu)成第一面50a，由絕緣體膜13構(gòu)成第二面50b。

以下，對超聲波元件詳細地進行說明。

如圖所示，本實施方式的超聲波元件10例如由彈性膜12以及壓電元件17構(gòu)成，其中，彈性膜12由被設(shè)置于由硅基板構(gòu)成的基板11的一面的二氧化硅膜構(gòu)成，壓電元件17被形成于由氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜13上，并由第一電極14、壓電體層15以及第二電極16構(gòu)成。在基板11的與壓電元件17對應(yīng)的區(qū)域形成有開口部18，形成開口部18的空間20被隔壁19劃分。

基板11例如能夠使用硅單晶基板，但不限定于此。在本實施方式中，雖由二氧化硅所構(gòu)成的彈性膜12與氧化鋯等所構(gòu)成的絕緣體膜13構(gòu)成振動板，但不限定于此，可以是任何一方，或者也可以形成其他的膜。

在絕緣體膜13上根據(jù)需要經(jīng)由緊貼層形成有由第一電極14、厚度為3μm以下優(yōu)選為0.3～0.5μm的薄膜亦即壓電體層15以及第二電極16構(gòu)成的壓電元件17。此處，壓電元件17是指包含第一電極14、壓電體層15以及第二電極16的部分，將被第一電極14與第二電極16夾持的區(qū)域稱為有源部。

通常，在驅(qū)動壓電元件17的情況下，將任一方的電極作為共用電極，將另一方的電極作為獨立電極，但在超聲波元件10中，針對多個超聲波元件10的每一個進行驅(qū)動，而進行掃描，因此任一方為共用電極，另一方為獨立電極這樣的區(qū)分是不現(xiàn)實的。總之，在形成使超聲波元件10呈一維或者二維并列的方式的情況下，沿一方向遍及地設(shè)置第一電極14，沿與一方向正交的方向遍及地設(shè)置第二電極16，在適當選擇的第一電極14與第二電極16之間施加電壓，從而能夠僅驅(qū)動規(guī)定的壓電元件17。另外，在選擇規(guī)定的壓電元件17時，通常將一列或者多列選擇為一個組來進行驅(qū)動。在本實施方式中，第一電極14被捆束四列來共用化。將其暫時稱為一信道，該信道遍及第一方向X被設(shè)置多個。另外，第二電極16沿著第一方向X呈一列連續(xù)地設(shè)置，并沿著第二方向Y被設(shè)置多列。

在這種構(gòu)成中，若使第二電極16的所有的列共用化，同時驅(qū)動一信道內(nèi)的所有的壓電元件，依次驅(qū)動各信道，則能夠獲得沿著第一方向X的一維的數(shù)據(jù)。

另外，若針對一列或者多列使第二電極16共用化，在第二電極16共用化并針對每組依次驅(qū)動一信道內(nèi)的壓電元件17，依次驅(qū)動各信道，則能夠取得XY方向的二維數(shù)據(jù)。

另外，此處，將壓電元件17與通過該壓電元件17的驅(qū)動發(fā)生位移的振動板50亦即彈性膜12以及絕緣體膜13一并稱為致動裝置。在上述的例子中，雖彈性膜12以及絕緣體膜13、根據(jù)需要設(shè)置的緊貼層以及第一電極14作為振動板50發(fā)揮作用，但不限定于此。例如，也可以不設(shè)置振動板50，而使壓電元件17自身兼具實際上作為振動板50的功能。

此處，壓電元件17是指第一電極14、壓電體層15以及第二電極16在俯視觀察時重合的部分，將壓電體層15被第一電極14與第二電極16夾持的區(qū)域稱為有源部。另外，除了彈性膜12以及絕緣體膜13之外，第一電極14以及第二電極16也作為封閉開口部18的振動板50發(fā)揮功能，振動板50的與開口部18對應(yīng)的區(qū)域是振動板50能夠通過壓電元件17的驅(qū)動進行振動的區(qū)域，稱之為可動部。有源部與可動部一一對應(yīng)。在本實施方式中，雖有源部與開口部18一一對應(yīng)，但在俯視觀察時，也可以在一個開口部18內(nèi)包含多個有源部。在該情況下，在相鄰的有源部之間設(shè)置抑制振動板50的振動的柱狀的間隔件等，由此若限制振動板50在開口部18內(nèi)能夠振動的區(qū)域，則能夠使有源部與可動部實際上一一對應(yīng)。

第一電極14、第二電極16只要是具有導(dǎo)電性的材料，則不被限制，例如能夠使用鉑(Pt)、銥(Ir)、金(Au)、鋁(Al)、銅(Cu)、鈦(Ti)、不銹鋼等金屬材料、氧化銦錫(ITO)、摻氟氧化錫(FTO)等氧化錫類導(dǎo)電材料、氧化鋅類導(dǎo)電材料、釕酸鍶(SrRuO3)、鎳酸鑭(LaNiO3)、元素摻雜鈦酸鍶等氧化物導(dǎo)電材料、導(dǎo)電性聚合物等。但是，不限制于上述的材料。

壓電體層15代表性地能夠使用鈦酸鋯酸鉛(PZT)類的鈣鈦礦構(gòu)造的復(fù)合氧化物。據(jù)此，容易確保壓電元件17的位移量。

另外，壓電體層15也能夠使用不含鉛的材料，例如至少包含鉍(Bi)、鋇(Ba)、鐵(Fe)以及鈦(Ti)的鈣鈦礦構(gòu)造的復(fù)合氧化物。據(jù)此，能夠使用對環(huán)境的負荷較小的非鉛類材料來實現(xiàn)超聲波元件10。

這種鈣鈦礦型構(gòu)造，即ABO3型構(gòu)造的A位點配位12個氧，另外，B位點配位6個氧，形成八面體(正八面體)。在不含鉛的上述壓電體層15的例子中，Bi、Ba以及Li位于A位點，F(xiàn)e、Ti位于B位點。

在具有包含Bi、Ba、Fe以及Ti的鈣鈦礦構(gòu)造的復(fù)合氧化物中，其組成式被表示為(Bi、Ba)(Fe、Ti)O3，但作為代表性的組成，被表示為鐵酸鉍與鈦酸鋇的混合晶體。上述的混合晶體是指利用X光衍射圖案無法單獨檢測鐵酸鉍與鈦酸鋇的組成。也包含從混合晶體的組成偏離的組成。

在此處的鈣鈦礦構(gòu)造的復(fù)合氧化物中，也包含由于缺陷/過剩而從化學(xué)計量組成偏離的、元素的一部分被置換成其他元素的復(fù)合氧化物。即，只要能夠取得鈣鈦礦構(gòu)造，則晶格不匹配、氧缺損等所引起的不可避免的組成偏離自不必說，也容許元素的一部分的置換等。

而且，鈣鈦礦構(gòu)造的復(fù)合氧化物的構(gòu)成不限定于上述的例子，也可以構(gòu)成為包含其他的元素。例如優(yōu)選壓電體層15進一步包含錳(Mn)。據(jù)此，容易抑制泄漏電流，從而例如能夠使用非鉛類的材料實現(xiàn)可靠性較高的超聲波元件10。

可以利用鋰(Li)、釤(Sm)、鈰(Ce)等置換壓電體層15的A位點的Bi，也可以利用鋁(Al)、鈷(Co)等置換B位點的Fe。據(jù)此，容易提高各種特性而實現(xiàn)構(gòu)成、功能的多樣化。在為包含這些其他的元素的復(fù)合氧化物的情況下，也優(yōu)選構(gòu)成為具有鈣鈦礦構(gòu)造。

如圖6所示，本實施方式的超聲波傳感器1使超聲波元件10在第一方向X以及與之正交的第二方向Y呈二維并列設(shè)置，將第一方向X作為掃描方向，將第二方向Y作為切片方向。在這樣的超聲波傳感器1中，一邊在掃描方向上進行掃描，一邊針對沿切片方向延伸的每一列進行驅(qū)動，即進行超聲波的發(fā)送以及接收，從而能夠在掃描方向連續(xù)獲取切片方向的感測信息。

此處，在本實施方式中，針對沿第一方向X延伸的每一列，將功能分割成接收專用、發(fā)送專用。即，如圖7所示，雖在中央的列中，壓電體層15與第二電極16A的寬度相同，但在其兩側(cè)的列中，第二電極16B的寬度小于壓電體層15的寬度。開口部18的寬度、壓電體層15的寬度均相同，第二電極16B被形成為窄于第二電極16A的寬度。

在這樣的超聲波傳感器1中，驅(qū)動壓電元件17時的可動部與開口部18的面積對應(yīng)，壓電體層15被第一電極14與第二電極16夾持的區(qū)域亦即有源部的面積在中央的壓電元件17A與兩側(cè)的壓電元件17B中不同，兩側(cè)的有源部的面積小。

如此，若僅改變第二電極16的寬度而使有源部的面積變化，則能夠?qū)⒐舱耦l率的變化(差)抑制為非常小，并且改變接收特性與發(fā)送特性。發(fā)送特性(發(fā)送靈敏度)與基于有源部的驅(qū)動的可動部的位移引起的排除體積v成比例，排除體積v與有源部的面積S成比例。即，有源部的面積S越大，發(fā)送特性越好。另外，接收特性(接收靈敏度)在本實施方式中，由通過接收發(fā)生的電壓進行評價。發(fā)生電壓V以V＝Q/C(Q為發(fā)生電荷、C為電容)來表達，與壓電元件的電容成反比例。電容C以C＝εO×εr×(S/t)(εO為真空的介電常數(shù)，εr為壓電元件的相對介電常數(shù)，S為有源部的面積，t為壓電元件(有源部)的膜厚)來表達，有源部的面積S越小，電容C越小。即，若減小第二電極16的寬度，則接收特性提高，但發(fā)送特性降低。反之，若增大第二電極16的寬度，則發(fā)送特性提高，但接收特性降低。因此，將中央的壓電元件17A作為發(fā)送專用，將兩側(cè)的壓電元件17B作為接收專用而發(fā)揮作用。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)送特性、接收特性兩者的提高。另外，雖有源部的面積在接收專用的元件與發(fā)送專用的元件中不同，但可動部的面積相同，因此兩者的共振頻率的差非常小。因此，能夠在發(fā)送專用的元件與接收專用的元件中不改變共振頻率的規(guī)格，而有效地進行收發(fā)。

下面，參照圖8～圖13對實施方式1的超聲波傳感器的制造方法的一個例子進行說明。這些圖表示各工序，分別由俯視圖、其B-B’線剖視圖以及C-C’線剖視圖構(gòu)成。

首先，如圖8所示，在通過對基板11進行熱氧化等而在其上形成由氧化硅等構(gòu)成的彈性膜12后，在其上成膜鋯，例如在500～1200℃的擴散爐內(nèi)進行熱氧化，而形成由氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜13。然后，在絕緣體膜13上，通過濺鍍法、蒸鍍法等形成第一電極14，以第一電極14成為規(guī)定的形狀的方式進行圖案化。

接下來，如圖9所示，在第一電極14上層疊壓電體層15。壓電體層15能夠例如通過涂布干燥將金屬絡(luò)合物溶解/分散于溶劑而成的溶液，進一步在高溫下煅燒，從而獲得由金屬氧化物構(gòu)成的壓電材料的、使用CSD(Chemical Solution Deposition：化學(xué)溶液沉積)法形成。此外，不限定于CSD法，例如也可以使用溶膠-凝膠法、激光燒蝕法、濺鍍法、脈沖激光沉積法(PLD法)、CVD法、氣浮沉積法等。

接著，如圖10所示，在壓電體層15上通過濺鍍法、熱氧化法等形成第一第二電極16a，如圖11所示，針對每個壓電元件圖案化第一第二電極16a與壓電體層15。

接著，如圖12所示，與第一第二電極16a同樣地設(shè)置第二第二電極16b，如圖13所示，對第一第二電極16a以及第二第二電極16b進行圖案化，在第二方向Y針對每列進行分割，在第一方向X上針對每列使其連續(xù)。另外，在圖中中央的列中，第二電極16A為寬幅，與壓電體層15形成大致相同寬度，在其兩側(cè)的列中，形成寬度較窄的第二電極16B。由此，形成具有寬幅的第二電極16A的發(fā)送專用的壓電元件17A與具有窄幅的第二電極16B的接收專用的壓電元件17B。

此后，根據(jù)需要形成保護膜，進行圖案化，接著，形成開口部而形成超聲波傳感器1。

如此，僅通過改變超聲波傳感器1的制造薄膜工序的最后的第二第二電極16b的圖案化，便能夠制造發(fā)送專用的壓電元件17A與接收專用的壓電元件17B，從而能夠提高收發(fā)各自的性能。

實施方式2

在展示制造方法的一個例子的同時，對實施方式2的超聲波傳感器1A進行說明。圖14～圖19表示各工序，分別由俯視圖、其B-B’線剖視圖以及C-C’線剖視圖構(gòu)成。此外，上述的實施方式1將第二電極16作為共用電極，但在本實施方式中，將第一電極14作為共用電極。

首先，如圖14所示，在通過對基板11進行熱氧化等而在其上形成由氧化硅等構(gòu)成的彈性膜12后，在其上成膜鋯，例如在500～1200℃的擴散爐內(nèi)進行熱氧化，而形成由氧化鋯構(gòu)成的絕緣體膜13。然后，在絕緣體膜13上，通過濺鍍法、蒸鍍法等形成第一電極14，以第一電極14成為規(guī)定的形狀的方式進行圖案化。

接下來，如圖15所示，在第一電極14上層疊壓電體層15。壓電體層15能夠例如通過涂布干燥將金屬絡(luò)合物溶解/分散于溶劑而成的溶液，進一步在高溫下煅燒，從而獲得由金屬氧化物構(gòu)成的壓電材料的、使用CSD(Chemical Solution Deposition：化學(xué)溶液沉積)法形成。此外，不限定于CSD法，例如也可以使用溶膠-凝膠法、激光燒蝕法、濺鍍法、脈沖激光沉積法(PLD法)、CVD法、氣浮沉積法等。

接著，如圖16所示，在壓電體層15上通過濺鍍法、熱氧化法等形成第一第二電極16a，如圖17所示，針對每個壓電元件圖案化第一第二電極16a與壓電體層15。

接著，如圖18所示，與第一第二電極16a同樣地設(shè)置第二第二電極16b，如圖19所示，對第一第二電極16a以及第二第二電極16b進行圖案化，在第二方向Y針對每列進行分割，在第一方向X上針對每列使其連續(xù)。另外，在圖中中央的列中，第二電極16A為寬幅，與壓電體層15形成大致相同寬度，在其兩側(cè)的列中，形成寬度較窄的第二電極16B。由此，形成具有寬幅的第二電極16A的發(fā)送專用的壓電元件17A與具有窄幅的第二電極16B的接收專用的壓電元件17B。

此后，根據(jù)需要形成保護膜，進行圖案化，接著，形成開口部18而形成超聲波傳感器1A。

在這種情況下，僅通過改變超聲波傳感器的制造薄膜工序的最后的第二第二電極16b的圖案化，便能夠制造發(fā)送專用的壓電元件17A與接收專用的壓電元件17B，從而能夠提高收發(fā)各自的性能。

實施方式3

圖20表示實施方式3的超聲波傳感器1B。在本實施方式中，在對第二第二電極16b進行圖案化時，代替除去第二電極16的不必要的部分，而通過槽21，分離成第二電極16和與第二電極16不電連續(xù)的不連續(xù)電極22。然后，使槽21的形成位置變化，在上下方向中央的列中，形成寬幅的第二電極16A，在上下方向兩側(cè)，形成窄幅的第二電極16B，將中央的列作為發(fā)送專用的壓電元件17A，將上下兩側(cè)作為發(fā)送專用的壓電元件17B。

在這樣的工序中，僅通過改變超聲波傳感器的制造薄膜工序的最后的第二第二電極16b的圖案化，便能夠制造發(fā)送專用的壓電元件17A與接收專用的壓電元件17B，從而能夠提高收發(fā)各自的性能。

實施方式4

圖21表示實施方式4的超聲波傳感器1C。在本實施方式中，代替改變第二電極16的寬度，而改變第一電極14的寬度以形成發(fā)送專用、接收專用。在本實施方式中，在圖案化作為共用電極的第一電極14時，將上下方向中央的列作為寬幅的第一電極14A，將上下方向兩側(cè)作為窄幅的第一電極14B而進行圖案化，然后，執(zhí)行與上述的實施方式同樣的工序。然后，在上下方向中央的列中，形成具備寬幅的第一電極14A的發(fā)送專用的壓電元件17A，在上下兩側(cè)形成具有窄幅的第一電極14B的接收專用的壓電元件17B。

在這種工序中，也僅通過改變超聲波傳感器的制造薄膜工序的最初的第一電極14的圖案化，便能夠制造發(fā)送專用的壓電元件17A與接收專用的壓電元件17B，從而能夠提高收發(fā)各自的性能。

其他的實施方式

雖在以上說明的各本實施方式中省略說明，但例如振動板的與壓電元件17相反的一側(cè)能夠形成成為朝向測量對象物發(fā)送的超聲波、從測量對象物反射的超聲波(回波信號)的通過區(qū)域的構(gòu)成。據(jù)此，能夠使振動板的與壓電元件17相反的一側(cè)的構(gòu)成簡化，而確保超聲波等的良好的通過區(qū)域。另外，使電極、配線等的電氣區(qū)域、各部件的連接固定區(qū)域遠離測量對象物，容易防止其與測量對象物之間的污染、漏電流。因此，也能夠適用于特別在意污染、漏電流的醫(yī)療用的設(shè)備，例如超聲波診斷裝置、血壓計以及眼壓計。

此外，通常在基板11的開口部18等內(nèi)填充作為聲匹配層發(fā)揮作用的樹脂，例如硅油、硅樹脂或者硅膠，從而開口部18等被能夠供超聲波等透過的透鏡部件密封。由此，能夠降低壓電元件17與測量對象物之間的聲阻抗差，從而超聲波被有效地發(fā)送至測量對象物側(cè)。

另外，雖在上述的實施方式中省略，但優(yōu)選將封閉包含壓電元件17的區(qū)域的封閉板接合于基板11。據(jù)此，能夠物理性地保護壓電元件17，另外，也增加超聲波傳感器1的強度，因此能夠提高構(gòu)造穩(wěn)定性。另外，在壓電元件17作為薄膜而被構(gòu)成的情況下，也能夠提高包含該壓電元件17的超聲波傳感器1的處理能力。

另外，在上述實施方式中，雖表示了開口部18形成于每個壓電元件17的例子，但不限定于此，也可以與多個壓電元件17對應(yīng)地形成開口部18。例如，可以在遍及掃描方向并列設(shè)置的壓電元件17的列設(shè)置共用的開口部，或者也可以在整體設(shè)置一個開口部。此外，在相對于這種多個壓電元件17設(shè)置共用的開口部的情況下，壓電元件17的振動狀態(tài)不同，但也可以設(shè)置從振動板的與基板11相反的一側(cè)塞入各壓電元件17之間的部件等，進行與設(shè)置獨立的開口部的情況同樣的振動。

此處，對使用了上述的超聲波傳感器的超聲波診斷裝置的一個例子進行說明。圖22是表示超聲波診斷裝置的一個例子的簡要構(gòu)成的立體圖，圖23是表示超聲波探頭的側(cè)視圖。

如這些圖所示，超聲波診斷裝置101具備裝置終端102與超聲波探頭(探頭)103。裝置終端102與超聲波探頭103被電纜104連接。裝置終端102與超聲波探頭103通過電纜104交換電信號。在裝置終端102安裝有平板顯示器(顯示裝置)105。平板顯示器105的畫面暴露于裝置終端102的表面。在裝置終端102中，基于從超聲波探頭103的超聲波傳感器1被發(fā)送，并被檢測的超聲波來生成圖像。被圖像化的檢測結(jié)果被顯示在平板顯示器105的畫面上。

超聲波探頭103具有框體106。在框體106內(nèi)收納有多個超聲波元件10在第一方向X以及第二方向Y上呈二維排列的超聲波傳感器1。超聲波傳感器1被設(shè)置為其表面暴露于框體106的表面。超聲波傳感器1從表面輸出超聲波，并且接收超聲波的反射波。另外，超聲波探頭103能夠具備自由拆裝于探頭主體103a的探頭103b。此時，超聲波傳感器1能夠被組裝于探頭103b的框體106內(nèi)。此外，超聲波傳感器1構(gòu)成為超聲波元件10在第一方向X以及第二方向Y上呈二維排列。

附圖標記說明

1、1A～1C…超聲波傳感器；10…超聲波元件；11…基板；12…彈性膜；13…絕緣體膜；14…第一電極；15…壓電體層；16…第二電極；17…壓電元件；18…開口部。