(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023175887
(43)【公開日】2023-12-12
(54)【発明の名称】圧電素子、圧電装置
(51)【国際特許分類】
H10N 30/853 20230101AFI20231205BHJP
H10N 30/073 20230101ALI20231205BHJP
H10N 30/082 20230101ALI20231205BHJP
H10N 30/30 20230101ALI20231205BHJP
H10N 30/80 20230101ALI20231205BHJP
G01L 9/08 20060101ALI20231205BHJP
【ＦＩ】
H10N30/853
H10N30/073
H10N30/082
H10N30/30
H10N30/80
G01L9/08
【審査請求】有
【請求項の数】18
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023168587
(22)【出願日】2023-09-28
(62)【分割の表示】P 2021016149の分割
【原出願日】2021-02-03
(31)【優先権主張番号】P 2020184022
(32)【優先日】2020-11-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【識別番号】110001128
【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】城森 知也
(72)【発明者】
【氏名】阿部 竜一郎
(72)【発明者】
【氏名】小林 太輔
(72)【発明者】
【氏名】樋口 貴史
(72)【発明者】
【氏名】早川 裕
(72)【発明者】
【氏名】酒井 峰一
(72)【発明者】
【氏名】馬渡 和明
(72)【発明者】
【氏名】小山 友二
(72)【発明者】
【氏名】田中 昌明
(57)【要約】
【課題】スリットが適切に形成されるようにする。
【解決手段】複数の振動領域２２は、互いの振動領域の間がスリット４１で分離され、スリット４１は、振動領域２２における支持体１０側と反対側の一面２２ａ側から当該一面２２ａと反対側の他面２２ｂ側に向かって幅が狭くなるテーパ部４２が構成される状態で形成されるようにする。電極膜６０は、一面２２ａに対する法線方向において、スリット４１よりも内側に配置されるようにし、振動領域２２におけるテーパ部４２を構成する側面２２ｃと、一面２２ａと平行な面２２ｂ、Ｓｖとの成す角度θ１が３９～８１°となるようにする。
【選択図】図１
【解決手段】複数の振動領域２２は、互いの振動領域の間がスリット４１で分離され、スリット４１は、振動領域２２における支持体１０側と反対側の一面２２ａ側から当該一面２２ａと反対側の他面２２ｂ側に向かって幅が狭くなるテーパ部４２が構成される状態で形成されるようにする。電極膜６０は、一面２２ａに対する法線方向において、スリット４１よりも内側に配置されるようにし、振動領域２２におけるテーパ部４２を構成する側面２２ｃと、一面２２ａと平行な面２２ｂ、Ｓｖとの成す角度θ１が３９～８１°となるようにする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子であって、
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している複数の振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた前記圧力検出信号を出力する前記振動部と、を備え、
前記複数の振動領域は、互いの前記振動領域の間がスリット（４１）で分離されており、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）が構成される状態で形成され、
前記電極膜は、前記一面に対する法線方向において、前記スリットよりも内側に配置されており、
前記振動領域における前記テーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、前記一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている圧電素子。
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している複数の振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた前記圧力検出信号を出力する前記振動部と、を備え、
前記複数の振動領域は、互いの前記振動領域の間がスリット（４１）で分離されており、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）が構成される状態で形成され、
前記電極膜は、前記一面に対する法線方向において、前記スリットよりも内側に配置されており、
前記振動領域における前記テーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、前記一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている圧電素子。
【請求項2】
前記テーパ部を構成する側面と、前記一面と平行な面との成す角度が６３°以下とされている請求項１に記載の圧電素子。
【請求項3】
前記テーパ部を構成する側面と、前記一面と平行な面との成す角度が４５°以上とされている請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項4】
前記スリットは、前記振動領域の一面側に形成された前記テーパ部と、前記他面側に形成され、幅が一定とされた一定部（４３）とが連結された構成とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項5】
前記スリットは、前記支持領域側から前記振動領域における前記支持領域側と反対側の端部（２１ｅ）側に向かって幅が狭くされたテーパ状とされている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項6】
前記振動領域および前記電極膜は、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、前記振動領域の中心部（Ｃ）に対して点対称となる状態で配置されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項7】
前記振動領域は、前記支持領域側の領域、および前記中心部を含む領域が第１領域（Ｒ１）とされると共に、前記第１領域と異なる領域が第２領域（Ｒ２）とされ、
前記圧電膜は、六方晶構造となる材料で構成され、
前記電極膜は、６本の電極膜用スリット（６０ｂ）によって分割されており、前記法線方向において、前記第１領域内のそれぞれの前記電極膜用スリットにおける所定箇所を結ぶ仮想形状（ＫＳ）が六角形状とされている請求項６に記載の圧電素子。
前記圧電膜は、六方晶構造となる材料で構成され、
前記電極膜は、６本の電極膜用スリット（６０ｂ）によって分割されており、前記法線方向において、前記第１領域内のそれぞれの前記電極膜用スリットにおける所定箇所を結ぶ仮想形状（ＫＳ）が六角形状とされている請求項６に記載の圧電素子。
【請求項8】
前記支持体は、支持基板（１１）と、前記支持基板上に配置され、前記振動部が配置される絶縁膜（１２）とを有し、前記振動領域を浮遊させる凹部（１０ａ）が前記支持基板および前記絶縁膜に形成されており、
前記支持基板は、シリコン基板で構成され、
前記振動領域は、前記法線方向において、外形が正八角形状とされている請求項６または７に記載の圧電素子。
前記支持基板は、シリコン基板で構成され、
前記振動領域は、前記法線方向において、外形が正八角形状とされている請求項６または７に記載の圧電素子。
【請求項9】
前記振動部は、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、外形が多角形状とされており、
前記電極膜および前記振動領域は、前記法線方向において、少なくとも一方が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記振動部の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧電素子。
前記電極膜および前記振動領域は、前記法線方向において、少なくとも一方が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記振動部の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項10】
圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子を備えた圧電装置であって、
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧電素子と、
前記圧電素子を搭載する被実装部材（１０１）と、前記圧電素子を収容する状態で前記被実装部材に固定される蓋部（１０２）と、を有し、外部と連通して前記圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されたケーシング（１００）と、を備える圧電装置。
請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧電素子と、
前記圧電素子を搭載する被実装部材（１０１）と、前記圧電素子を収容する状態で前記被実装部材に固定される蓋部（１０２）と、を有し、外部と連通して前記圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されたケーシング（１００）と、を備える圧電装置。
【請求項11】
前記ケーシング内の空間における前記貫通孔と前記振動部との間に位置する受圧面空間（Ｓ１）と異なる空間をバック空間（Ｓ２）とし、前記バック空間の音響コンプライアンスをＣｂ、前記振動領域の厚さをｈ、前記スリットの厚さ方向に沿った幅の平均である平均スリット幅をｇａ、空気抵抗をμとし、前記スリットの前記振動領域の側面に沿ったスリット長さをＬとすると、前記スリットの長さは、下記数式を満たしている請求項１０に記載の圧電装置。
【数1】
【請求項12】
前記圧電素子は、前記支持体が接合部材（２）を介して前記被実装部材に搭載されており、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、外形が角部を有する多角形状とされており、
前記接合部材は、前記法線方向において、前記角部と異なる部分に配置されている請求項１１に記載の圧電装置。
前記接合部材は、前記法線方向において、前記角部と異なる部分に配置されている請求項１１に記載の圧電装置。
【請求項13】
前記接合部材は、前記法線方向において、外形が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記圧電素子の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１２に記載の圧電装置。
【請求項14】
前記被実装部材は、前記接合部材が配置される部分に突起部（１０１ｃ）が形成されており、
前記接合部材は、前記突起部上に配置されている請求項１２または１３に記載の圧電装置。
前記接合部材は、前記突起部上に配置されている請求項１２または１３に記載の圧電装置。
【請求項15】
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している複数の振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた圧力検出信号を出力する振動部（２０）と、を備え、
前記複数の振動領域は、互いの前記振動領域の間がスリット（４１）で分離されており、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）が構成される状態で形成され、
前記電極膜は、前記一面に対する法線方向において、前記スリットよりも内側に配置されており、
前記テーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、前記一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている圧電素子の製造方法であって、
前記支持体上に、前記圧電膜および前記電極膜を形成することと、
前記圧電膜および前記電極膜上にエッチングマスク材（１００）を配置すると共に、前記エッチングマスク材に前記圧電膜のうちの前記スリットが形成される部分を露出させる開口部（１０１）を形成することと、
前記エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行い、前記圧電膜を貫通して前記支持体に達する前記スリットを形成し、前記テーパ部を有する振動領域構成部分（２２０）を形成することと、
前記支持体のうちの前記圧電膜側と反対側から凹部（１０ａ）を形成して前記振動領域構成部分を浮遊させることにより、前記複数の振動領域を有する前記振動部を構成することと、を行い、
前記エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行う前に、加熱処理を行い、前記成す角度に応じて前記開口部の形状を調整することを行い、
前記スリットを形成することでは、前記成す角度が３９～８１°となる前記スリットを形成する圧電素子の製造方法。
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している複数の振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた圧力検出信号を出力する振動部（２０）と、を備え、
前記複数の振動領域は、互いの前記振動領域の間がスリット（４１）で分離されており、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）が構成される状態で形成され、
前記電極膜は、前記一面に対する法線方向において、前記スリットよりも内側に配置されており、
前記テーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、前記一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている圧電素子の製造方法であって、
前記支持体上に、前記圧電膜および前記電極膜を形成することと、
前記圧電膜および前記電極膜上にエッチングマスク材（１００）を配置すると共に、前記エッチングマスク材に前記圧電膜のうちの前記スリットが形成される部分を露出させる開口部（１０１）を形成することと、
前記エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行い、前記圧電膜を貫通して前記支持体に達する前記スリットを形成し、前記テーパ部を有する振動領域構成部分（２２０）を形成することと、
前記支持体のうちの前記圧電膜側と反対側から凹部（１０ａ）を形成して前記振動領域構成部分を浮遊させることにより、前記複数の振動領域を有する前記振動部を構成することと、を行い、
前記エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行う前に、加熱処理を行い、前記成す角度に応じて前記開口部の形状を調整することを行い、
前記スリットを形成することでは、前記成す角度が３９～８１°となる前記スリットを形成する圧電素子の製造方法。
【請求項16】
前記スリットを形成することでは、前記成す角度が６３°以下となる前記スリットを形成する請求項１５に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項17】
前記スリットを形成することでは、前記成す角度が４５°以上となる前記スリットを形成する請求項１５または１６に記載の圧電素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、振動領域が片持ち支持された圧電素子、圧電装置、および圧電素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来より、振動領域が支持体に片持ち支持された圧電素子が提案されている（例えば、特許文献１参照）。具体的には、圧電素子は、支持体と、支持体上に配置された振動部とを備えている。振動部は、圧電膜と、圧電膜と接続された電極膜とを有する構成とされている。なお、圧電膜は、窒化アルミニウム（以下では、単にＡｌＮともいう）で構成されている。
【0003】
支持体には、振動部における内縁側を浮遊させるための凹部が形成されている。これにより、振動部には、凹部上で浮遊する浮遊領域が構成されている。また、この圧電素子では、浮遊領域にスリットが形成されることにより、当該浮遊領域が分割された振動領域が構成されている。つまり、支持体に片持ち支持された振動領域が構成されている。
【0004】
このような圧電素子は、以下のように製造される。すなわち、支持体上に、圧電膜および電極膜を形成する。次に、圧電膜にスリットを形成して振動領域構成部分を形成する。その後、支持体に凹部を形成し、振動領域構成部分を浮遊させて振動領域を構成することにより、上記圧電素子が製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許５９３６１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、上記のような圧電素子では、圧電膜として、圧電特性の高い窒化スカンジウムアルミニウム（以下では、単にＳｃＡｌＮともいう）を用いることが検討されている。しかしながら、ＳｃＡｌＮは、難エッチング材である。このため、圧電膜としてＡｌＮを用いた場合と同様の製造方法で圧電素子を製造しようとすると、スリットを形成した際に当該スリットの形成を適切に行うことができず、振動領域の形状がばらつく可能性がある。
【0007】
本発明は上記点に鑑み、スリットが適切に形成される圧電素子、圧電装置、および圧電素子の製造方法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】
【0008】
上記目的を達成するための請求項１では、圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子であって、支持体（１０）と、支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、圧電膜と接続されて圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、支持領域と繋がっており、支持体から浮遊している複数の振動領域（２２）とを有し、電荷に基づいた圧力検出信号を出力する振動部と、を備え、複数の振動領域は、互いの振動領域の間がスリット（４１）で分離されており、スリットは、振動領域における支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）が構成される状態で形成され、電極膜は、一面に対する法線方向において、スリットよりも内側に配置されており、振動領域におけるテーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている。
【0009】
これによれば、振動領域の成す角度が３９～８１°とされている。このため、スリットが形成される際の加工性が低下することを抑制でき、スリットが適切に形成される。このため、検出感度が低下することを抑制できる。
【0010】
また、請求項１０は、圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子を備えた圧電装置であって、請求項１ないし９のいずれか１つに記載の圧電素子と、圧電素子を搭載する被実装部材（１０１）と、圧電素子を収容する状態で被実装部材に固定される蓋部（１０２）と、を有し、外部と連通して圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されたケーシング（１００）と、を備えている。
【0011】
これによれば、圧電素子における振動領域の成す角度が３９～８１°とされている。このため、スリットが形成される際の加工性が低下することを抑制でき、検出感度が低下することを抑制できる。
【0012】
請求項１５は、上記の圧電素子の製造方法であって、支持体上に、圧電膜および電極膜を形成することと、圧電膜および電極膜上にエッチングマスク材（１００）を配置すると共に、エッチングマスク材に圧電膜のうちのスリットが形成される部分を露出させる開口部（１０１）を形成することと、エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行い、圧電膜を貫通して支持体に達するスリットを形成し、テーパ部を有する振動領域構成部分（２２０）を形成することと、支持体のうちの圧電膜側と反対側から凹部（１０ａ）を形成して振動領域構成部分を浮遊させることにより、複数の振動領域を有する振動部を構成することと、を行い、エッチングマスク材をマスクとしてエッチングを行う前に、加熱処理を行い、成す角度に応じて開口部の形状を調整することを行い、スリットを形成することでは、成す角度が３９～８１°となるスリットを形成する。
【0013】
これによれば、振動領域の成す角度が３９～８１°となるスリットを形成するため、スリットを形成する際の加工性が低下することを抑制でき、検出感度が低下することを抑制した圧電素子を製造できる。
【0014】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】第１実施形態における圧電素子の断面図である。
【図6】周波数、感度、実効幅の関係を示す図である。
【図7】圧電膜の膜厚に対するエッチングマスク材の膜厚と、成す角度との関係を示す図である。
【図8】第１実施形態における圧電装置の断面図である。
【図9A】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9B】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9C】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9D】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9E】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9F】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図9G】第１実施形態の変形例における振動領域の平面図である。
【図10】第２実施形態における振動領域の模式図である。
【図11】第３実施形態における圧電素子の断面図である。
【図12】第４実施形態における圧電素子の断面図である。
【図13】第５実施形態における圧電素子の断面図である。
【図14】第６実施形態における圧電素子の平面図である。
【図16】第６実施形態における第１領域に形成された電極膜の平面図である。
【図17】第６実施形態における圧電素子の回路模式図である。
【図18】第６実施形態の変形例における第１領域に形成された電極膜の平面図である。
【図19】第６実施形態の変形例における圧電素子の回路模式図である。
【図20】第７実施形態における圧電素子の平面図である。
【図21】第８実施形態における圧電素子の平面図である。
【図22】第８実施形態における第１領域に形成された電極膜の平面図である。
【図23】第８実施形態における圧電素子の回路模式図である。
【図24】第８実施形態における圧電素子の断面図である。
【図25】第８実施形態の変形例における圧電素子の平面図である。
【図26】第８実施形態における第１領域に形成された電極膜の平面図である。
【図27】第８実施形態の変形例における圧電素子の回路模式図である。
【図28】第９実施形態における圧電装置の断面模式図である。
【図29】振動領域の厚さを一定とした場合の、平均スリット幅、スリット長さ、および音響抵抗の関係を示す図である。
【図30】平均スリット幅を一定とした場合の、振動領域の厚さ、スリット長さ、および音響抵抗の関係を示す図である。
【図31】スリット長さと音響抵抗比率との関係を示す図である。
【図32】第１０実施形態における圧電素子のスリットの断面図である。
【図33】一面側のスリット幅と音響抵抗との関係を示す図である。
【図34】第１１実施形態における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図35A】第１１実施形態の変形例における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図35B】第１１実施形態の変形例における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図36A】第１１実施形態の変形例における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図36B】第１１実施形態の変形例における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図36C】第１１実施形態の変形例における圧電素子と接合部材との位置関係を示す平面図である。
【図37】第１２実施形態における圧電装置の断面図である。
【図38】他の実施形態における圧電装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【0017】
（第１実施形態）
第１実施形態の圧電素子１について、図１および図２を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の圧電素子１は、例えば、マイクロフォンとして利用されると好適である。また、図２では、後述する第１電極部８１および第２電極部８２等を省略して示している。そして、後述の図２に対応する各図においても、第１電極部８１および第２電極部８２等を適宜省略して示している。
第１実施形態の圧電素子１について、図１および図２を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の圧電素子１は、例えば、マイクロフォンとして利用されると好適である。また、図２では、後述する第１電極部８１および第２電極部８２等を省略して示している。そして、後述の図２に対応する各図においても、第１電極部８１および第２電極部８２等を適宜省略して示している。
【0018】
圧電素子１は、支持体１０と、振動部２０とを備え、平面形状が矩形状とされている。支持体１０は、一面１１ａおよび他面１１ｂを有する支持基板１１と、支持基板１１上に形成された絶縁膜１２とを有している。なお、支持基板１１は、例えば、シリコン基板等で構成され、絶縁膜１２は、酸化膜等で構成されている。
【0019】
振動部２０は、圧力としての音圧等に応じた圧力検出信号を出力するセンシング部３０を構成するものであり、支持体１０上に配置されている。そして、支持体１０には、振動部２０における内縁側を浮遊させるための凹部１０ａが形成されている。このため、振動部２０は、支持体１０上に配置された支持領域２１ａと、支持領域２１ａと繋がっていると共に凹部１０ａ上で浮遊する浮遊領域２１ｂとを有する構成となっている。なお、本実施形態の凹部１０ａは、振動部２０側の開口端（以下では、単に凹部１０ａの開口端ともいう）の形状が平面矩形状とされている。したがって、浮遊領域２１ｂの全体は、平面略矩形状とされている。
【0020】
本実施形態の浮遊領域２１ｂは、４つの振動領域２２が構成されるように、スリット４１によって分割されている。本実施形態では、スリット４１は、浮遊領域２１ｂの中心部Ｃを通り、浮遊領域２１ｂの相対する角部に向かって延設されるように、２本形成されている。言い換えると、スリット４１は、平面矩形状とされた浮遊領域２１ｂの各角部から中心部Ｃに向かって延設されると共に、中心部Ｃにて各スリット４１が交差するように形成されている。これにより、浮遊領域２１ｂは、略平面三角形状とされた４つの振動領域２２に分離されている。特に限定されるものではないが、本実施形態では、各振動領域２２同士の間隔（すなわち、スリット４１の平均幅）が１μｍ程度とされている。なお、スリット４１は、本実施形態では、後述するように異方性ドライエッチングで形成される。
【0021】
ここで、本実施形態のスリット４１の形状について具体的に説明する。まず、図１および図３に示されるように、振動領域２２における支持体１０と反対側の面を一面２２ａとし、振動領域２２における支持体１０側の面を他面２２ｂとする。この場合、スリット４１は、一面２２ａ側から他面２２ｂ側に向かってスリット幅ｇが狭くなるテーパ部４２が構成されるように形成されている。言い換えると、スリット４１は、振動領域２２における一面２２ａと他面２２ｂとの間を繋ぐ面を側面２２ｃとすると、側面２２ｃがテーパ部４２となるように形成されている。また、本実施形態のスリット４１は、一面２２ａ側から他面２２ｂ側に向かって連続的にスリット幅ｇが狭くなる形状とされている。つまり、スリット４１は、振動領域２２の側面２２ｃが略平面状となるように形成されている。
【0022】
なお、振動領域２２の一面２２ａと他面２２ｂとは平行とされている。また、スリット４１のスリット幅ｇとは、言い換えると、対向する振動領域２２における各側面２２ｃの間隔のことである。振動領域２２の側面２２ｃとは、スリット４１によって形成される面である。
【0023】
また、スリット４１は、振動領域２２における他面２２ｂと側面２２ｃとの成す角度（以下では、単に振動領域２２の成す角度ともいう）θ１が３９～８１°となるように形成されている。なお、本実施形態では、他面２２ｂが一面２２ａと平行な面に相当する。また、成す角度θ１は、スリット４１のテーパ角度ともいえる。以上が本実施形態におけるスリット４１の形状である。
【0024】
そして、各振動領域２２は、上記のように浮遊領域２１ｂが分割されて構成されるため、一端部２２ｄが支持体１０（すなわち、支持領域２１ａ）に支持された固定端とされ、他端部２２ｅが自由端とされたカンチレバーとされている。つまり、各振動領域２２は、支持領域２１ａと繋がった状態となっていると共に、片持ち支持された状態となっている。
【0025】
振動部２０は、圧電膜５０、および圧電膜５０と接続される電極膜６０を有する構成とされている。具体的には、圧電膜５０は、下層圧電膜５１と、下層圧電膜５１上に積層される上層圧電膜５２とを有している。また、電極膜６０は、下層圧電膜５１の下方に配置された下層電極膜６１、下層圧電膜５１と上層圧電膜５２との間に配置された中間電極膜６２、および上層圧電膜５２上に配置された上層電極膜６３を有している。つまり、振動部２０は、下層圧電膜５１が下層電極膜６１と中間電極膜６２とで挟み込まれており、上層圧電膜５２が中間電極膜６２と上層電極膜６３とで挟み込まれたバイモルフ構造とされている。
【0026】
さらに、本実施形態の振動部２０は、下層圧電膜５１および下層電極膜６１が配置される下地膜７０を有している。つまり、支持体１０上には、下地膜７０を介して圧電膜５０および電極膜６０が配置されている。下地膜７０は、必ずしも必要なものではないが、下層圧電膜５１等を成膜する際の結晶成長をし易くするために備えられている。
【0027】
下層圧電膜５１および上層圧電膜５２は、ＳｃＡｌＮを用いて構成されている。下層電極膜６１、中間電極膜６２等は、モリブデン、銅、白金、チタン、アルミニウム等を用いて構成されている。下地膜７０は、ＡｌＮ等で構成されている。また、圧電膜５０は、厚さが千ｎｍ程度とされており、下地膜７０は、厚さが数十ｎｍ程度とされている。つまり、下地膜７０は、圧電膜５０に対して極めて薄くされている。
【0028】
また、本実施形態の各振動領域２２は、固定端側が第１領域Ｒ１とされ、自由端側が第２領域Ｒ２とされている。そして、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、それぞれ第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２に形成されている。但し、第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３と、第２領域Ｒ２に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３とは、分離しており、絶縁された状態となっている。また、第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、支持領域２１ａまで適宜延設されている。
【0029】
なお、下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、スリット４１に達しないように形成されている。つまり、下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、振動領域２２の側面２２ｃよりも内側で終端するように形成されている。言い換えると、下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、振動領域２２の一面２２ａに対する法線方向において、スリット４１よりも内側に配置されている。このため、振動領域２２における側面２２ｃは、下層圧電膜５１、上層圧電膜５２、および下地膜７０で構成されている。以下では、振動領域２２の一面２２ａに対する法線方向を単に法線方向ともいう。また、振動領域２２の一面２２ａに対する法線方向においてとは、言い換えると、振動領域２２の一面２２ａに対する法線方向から視たときということもできる。
【0030】
振動部２０の支持領域２１ａには、第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１および上層電極膜６３と電気的に接続される第１電極部８１と、第１領域Ｒ１に形成された中間電極膜６２と電気的に接続される第２電極部８２とが形成されている。なお、図１は、図２中のI－I線に沿った断面図であり、紙面左側の振動領域２２と紙面右側の振動領域２２とが異なる断面を示している。また、図２では、第１電極部８１および第２電極部８２を省略して示している。
【0031】
第１電極部８１は、上層電極膜６３、上層圧電膜５２、下層圧電膜５１を貫通して下層電極膜６１を露出させる孔部８１ａに形成され、下層電極膜６１および上層電極膜６３と電気的に接続される貫通電極８１ｂを有している。また、第１電極部８１は、貫通電極８１ｂ上に形成されて貫通電極８１ｂと電気的に接続されるパッド部８１ｃを有している。第２電極部８２は、上層圧電膜５２を貫通して中間電極膜６２を露出させる孔部８２ａに形成され、中間電極膜６２と電気的に接続される貫通電極８２ｂを有している。また、第２電極部８２は、貫通電極８２ｂ上に形成されて貫通電極８２ｂと電気的に接続されるパッド部８２ｃを有している。第１電極部８１および第２電極部８２は、電極膜６０と同様に、モリブデン、銅、白金、チタン、アルミニウム等を用いて構成されている。
【0032】
なお、第２領域Ｒ２に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、各電極部８１、８２と電気的に接続されておらず、フローティング状態となっている。このため、第２領域Ｒ２に形成される下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、必ずしも必要ではないが、本実施形態では、下層圧電膜５１および上層圧電膜５２のうちの第２領域Ｒ２に位置する部分を保護するために設けてある。
【0033】
また、第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、スリット４１によって各振動領域２２で分割されている。つまり、各振動領域２２の第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、各振動領域２２を跨ぐようには形成されていない。そして、各振動領域２２の第１領域Ｒ１に形成された下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、図示しない配線膜等を介して接続されている。
【0034】
なお、本実施形態の下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、外形が振動領域２２の外形と略等しくなるように形成されており、本実施形態では平面矩形状とされている。但し、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、上記のように各振動領域２２で分割されている。このため、ここでの下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３の外形とは、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３における外形線および当該外形線の延長線で構成される形状のことである。
【0035】
そして、本実施形態のセンシング部３０は、４つの振動領域２２における電荷の変化を１つの圧力検出信号として出力するように構成されている。つまり、４つの振動領域２２は、電気的に直列に接続されている。より詳しくは、各振動領域２２はバイモルフ構造とされており、各振動領域２２に形成される各下層電極膜６１、各中間電極膜６２、各上層電極膜６３がそれぞれ並列に接続されつつ、各振動領域２２間が直列に接続されている。
【0036】
以上が本実施形態における圧電素子１の構成である。このような圧電素子１は、各振動領域２２（すなわち、センシング部３０）に音圧が印加されると、各振動領域２２が振動する。この場合、例えば、振動領域２２の他端部２２ｅ側（すなわち、自由端側）が上方に変位した場合、下層圧電膜５１には引張応力が発生し、上層圧電膜５２には圧縮応力が発生する。したがって、第１電極部８１および第２電極部８２から当該電荷を取り出すことにより、音圧が検出される。
【0037】
この際、振動領域２２（すなわち、圧電膜５０）に発生する応力は、自由端側（すなわち、他端部２２ｅ側）では応力が解放されるため、固定端側の方が自由端側より大きくなる。つまり、自由端側は、電荷の発生が少なくなり、信号とノイズの比であるＳＮ比が小さくなり易い。このため、本実施形態の圧電素子１では、上記のように、各振動領域２２が、応力が大きくなり易い第１領域Ｒ１と、応力が小さくなり易い第２領域Ｒ２とに分けられている。そして、圧電素子１では、第１領域Ｒ１に配置されている下層電極膜６１、上層電極膜６３、中間電極膜６２が第１、第２電極部８１、８２と接続され、第１領域Ｒ１に位置する下層圧電膜５１および上層圧電膜５２に発生する電荷が取り出されるようにしている。これにより、ノイズの影響が大きくなることを抑制できる。
【0038】
【0039】
まず、図４Ａに示されるように、支持基板１１および絶縁膜１２を有する支持体１０上に、下地膜７０、圧電膜５０、電極膜６０、第１電極部８１、第２電極部８２等が形成されたものを用意する。つまり、図１に示す圧電素子１における凹部１０ａおよびスリット４１が形成されていないものを用意する。なお、図４Ａの工程で構成される圧電膜５０および電極膜６０等は、振動部２０を構成する部分である。このため、図４Ａ中では、振動領域２２の一面２２ａおよび他面２２ｂと同じ符号を付してある。また、電極膜６０は、スリット４１が形成される部分から露出しないように配置場所が調整される。
【0040】
ここで、下地膜７０、圧電膜５０、および電極膜６０等は、一般的なスパッタやエッチング等を適宜行うことによって構成される。この場合、支持体１０上に下地膜７０や電極膜６０としての下層電極膜６１を形成する際、下地膜７０および下層電極膜６１は、下地膜７０および下層電極膜６１の線膨張係数が支持体１０の線膨張係数より大きいため、引張応力が残存する状態で形成される。このため、そのまま圧電膜５０を形成した場合、圧電膜５０は、下地膜７０および下層電極膜６１の引張応力に起因する引張応力が残存した状態で形成され易い。そして、圧電膜５０に引張応力が残存していると、圧電素子１の特性変動が発生し易い。したがって、圧電膜５０を成膜する際には、例えば、次のようにすることが好ましい。
【0041】
例えば、上層圧電膜５２を成膜する際には、下層圧電膜５１を成膜する際よりも、スパッタ時に印加する電圧を大きくすることにより、上層圧電膜５２に圧縮応力が発生するようにすることが好ましい。これにより、下層圧電膜５１の引張応力と上層圧電膜５２の圧縮応力とが相殺され、圧電膜５０の全体として内部に残存する応力を低減できる。この場合、上層圧電膜５２を複数回のスパッタによって成膜するようにしてもよい。そして、上層圧電膜５２のうちの、下層圧電膜５１側の部分では引張応力が発生するようにすると共に下層圧電膜５１と反対側となる最上層側の部分に圧縮応力が発生するようにすることにより、圧電膜５０として内部に残存する応力を低減するようにしてもよい。
【0042】
続いて、図４Ｂに示されるように、上層電極膜６３等を覆うようにフォトレジスト等で構成されるエッチングマスク材２００を配置し、エッチングマスク材２００に、スリット４１が形成される部分が開口する開口部２０１を形成する。以下では、エッチングマスク材２００のうちの上層電極膜６３や上層圧電膜５２を覆う側の面を他面２００ｂとし、エッチングマスク材２００のうちの他面２００ｂと反対側の面を一面２００ａとし、開口部２０１の側面を側面２００ｃとする。
【0043】
次に、図４Ｃに示されるように、加熱処理を行うことにより、エッチングマスク材２００の開口部２０１の形状を調整する。具体的には、エッチングマスク材２００は、上層電極膜６３や上層圧電膜５２を覆うように配置されており、これらに固定される他面２００ｂ側の部分と、一面２００ａ側の部分とで熱収縮の仕方が異なる。より詳しくは、加熱処理を行った際、エッチングマスク材２００は、他面２００ｂ側の部分が熱収縮し難くなり、一面２００ａ側の部分が熱収縮し易くなる。このため、加熱処理を行うことにより、エッチングマスク材２００の他面２００ｂと側面２００ｃとの成す角度θ２（以下では、単にエッチングマスク材２００の成す角度θ２ともいう）を所望する振動領域２２の成す角度θ１に合わせて調整する。この場合、圧電膜５０とエッチングマスク材２００とは、別材料で構成されるため、通常は後述する異方性ドライエッチングを行った際のエッチングレートが異なる。したがって、エッチングレート等に基づき、振動領域２２の成す角度θ１が所望の値となるようにエッチングマスク材２００の成す角度θ２を調整する。なお、ここでのエッチングマスク材２００の成す角度θ２は、上記のように調整されるため、振動領域２２の成す角度θ１と一致する場合もあるが、振動領域２２の成す角度θ１と一致しない場合もある。
【0044】
次に、図４Ｄに示されるように、エッチングマスク材２００をマスクとして異方性ドライエッチングを行い、圧電膜５０を貫通して支持体１０に達するスリット４１を形成する。本実施形態では、テーパ部４２となる側面２２ｃを有する４つの振動領域構成部分２２０が構成されるようにスリット４１を形成する。
【0045】
この際、上記のように、エッチングマスク材２００の成す角度θ２が振動領域２２の成す角度θ１に応じて調整されており、振動領域構成部分２２０の成す角度θ１は、３９～８１°とされる。なお、振動領域構成部分２２０は、後述する凹部１０ａを形成することで振動領域２２となる部分である。このため、振動領域構成部分２２０の成す角度θ１と振動領域２２の成す角度θ１とは同じである。そして、図中では、振動領域構成部分２２０の一面、他面、および側面に対して振動領域２２の一面２２ａ、他面２２ｂ、および側面２２ｃと同じ符号を付してある。また、下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、スリット４１に達しないように形状が調整されている。このため、この工程では、圧電膜５０および下地膜７０が異方性ドライエッチングされる。
【0046】
その後、図４Ｅに示されるように、図示しないマスクを用い、支持基板１１の他面１１ｂから絶縁膜１２を貫通して下地膜７０に達するようにエッチングを行って凹部１０ａを形成する。本実施形態では、支持基板１１を異方性ドライエッチングで除去した後、絶縁膜１２を等方性ウェットエッチングで除去して凹部１０ａを形成する。これにより、振動領域構成部分２２０が支持体１０から浮遊して振動領域２２が構成され、図１に示す圧電素子１が製造される。
【0047】
なお、この工程では、特に図示しないが、上層圧電膜５２や上層電極膜６３を覆う保護レジスト等を配置して凹部１０ａを形成するようにしてもよい。これにより、凹部１０ａを形成する際に振動領域２２が破壊されることを抑制できる。但し、保護レジストは、凹部１０ａが形成された後に除去される。
【0048】
次に、本実施形態の製造工程における振動領域構成部分２２０（すなわち、振動領域２２）の成す角度θ１について説明する。
【0049】
まず、本発明者らの検討によれば、ＳｃＡｌＮ等の圧電膜５０を異方性ドライエッチングする場合、成す角度θ１が８１°以上になると、以下の現象が確認された。すなわち、成す角度θ１が８１°以上になると、エッチングされた原子がスリット４１の側面２２ｃに再堆積するリデポの影響により、加工性が低下する傾向にあることが確認された。さらに、本発明者らの検討によれば、ＳｃＡｌＮ等の圧電膜５０を異方性ドライエッチングする場合、成す角度θ１が６３°以上になると、以下の現象が確認された。すなわち、成す角度θ１が６３°以上になると、エッチングされた原子がスリット４１における一面２２ａ側の開口部の近傍に再堆積して構成されるフェンスの影響により、加工性が低下する傾向にあることが確認された。このため、スリット４１を形成する場合、成す角度θ１が６３°以下とされることが好ましい。これにより、フェンス等によって加工性が低下することを抑制できる。
【0050】
また、圧電膜５０を構成するＳｃＡｌＮは、難エッチング材である。そして、本発明者らの検討によれば、圧電膜５０を貫通するスリット４１を形成する場合、圧電膜５０上にエッチングマスク材２００が残存するようにするためには、エッチングマスク材２００の膜厚を圧電膜５０の膜厚の３～５倍にすることが好ましいことが確認された。言い換えると、圧電膜５０を貫通するスリット４１を形成する場合、エッチングマスク材２００で覆われる圧電膜５０が異方性ドライエッチングで除去されないようにするためには、エッチングマスク材２００の膜厚を圧電膜５０の膜厚の３～５倍にすることが好ましいことが確認された。つまり、図５に示されるように、圧電膜５０の膜厚をＡ１とし、エッチングマスク材２００の膜厚をＡ２とすると、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２は、３Ａ１～５Ａ１とされることが好ましい。なお、本実施形態の下地膜７０は、上記のように、圧電膜５０に対して極めて薄く形成されている。このため、下地膜７０の影響を無視している。
【0051】
また、スリット４１を形成する場合には、加工装置の露光制約の影響も受ける。本発明者らの検討によれば、現状の一般的な加工装置では、図５に示されるように、スリット４１における一面２２ａ側の幅をスリット幅ｇとした場合、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２に対するスリット幅ｇの解像度は、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２の１／２～１／３が限界となることが確認された。したがって、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２が３Ａ１～５Ａ１で示されるため、スリット幅ｇは、３Ａ１／３～５Ａ１／２の範囲が限界となる。
【0052】
そして、上記のような圧電素子１では、スリット４１から音圧が抜け出る。この場合、図６に示されるように、スリット４１の実効幅が長くなるほど低周波数での感度が低下する。このため、スリット４１は、実効幅が狭くなるように形成されることが好ましい。なお、スリット４１の実効幅とは、スリット４１の平均幅のことである。例えば、本実施形態のようにスリット４１が一面２２ａから他面２２ｂに向かって幅が連続的に狭くなるテーパ状とされている場合には、一面２２ａ側の幅と他面２２ｂ側の幅との平均となる。
【0053】
また、本実施形態のスリット４１は、異方性ドライエッチングで形成されるため、側面２２ｃが略平面状となる。このため、感度が低下することを抑制できるようにスリット４１における他面２２ｂ側の幅を略０と仮定し、圧電膜５０の膜圧をＡ１とし、一面２２ａ側のスリット幅をｇとすると、ｔａｎθ１＝Ａ１／（ｇ／２）となる。なお、ｇ／２は、スリット実効幅ともいえる。したがって、上記のようにスリット幅ｇが３Ａ１／３～５Ａ１／２であるため、ｔａｎθ１＝２～０．８となり、θ１＝３９～６３°が好適となる。
【0054】
そして、本発明者らがさらに検討したところ、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２は、圧電膜５０の膜厚Ａ１の１～５倍であってもよいことが確認された。つまり、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２は、Ａ１～５Ａであってもよいことが確認された。したがって、スリット幅ｇは、Ａ１／３～５Ａ１／２が限界となる。このため、さらなる本発明者らの検討によれば、ｔａｎθ１＝６～０．８となり、θ１＝３９～８１°が好適となる。したがって、スリット４１を形成する際には、振動領域構成部分２２０の成す角度θ１が３９～８１°となるようにすることが好ましい。これにより、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２に起因してスリット４１の加工性が低下することを抑制できる。
【0055】
なお、圧電膜５０の膜厚Ａ１に対するエッチングマスク材２００の膜厚Ａ２の比（以下では、膜厚比ともいう）と、成す角度との関係をまとめると、図７に示されるようになる。そして、上記のように、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２に対するスリット幅ｇの解像度は、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２の１／２～１／３が限界となる。このため、成す角度θ１の下限となる３９°は、解像度がエッチングマスク材２００の１／２倍である場合となり、上限は、解像度がエッチングマスク材の１／３倍である場合となる。
【0056】
ここで、比較例の圧電素子１として、圧電膜５０をＡｌＮ等のエッチングし易い材料を用い、振動領域２２の側面２２ｃが他面２２ｂに対して略垂直とされているものを挙げる。そして、比較例の圧電素子１におけるスリット４１の実効幅をｇとする。この場合、本実施形態の圧電素子１における実効幅がｇ以上となると、スリット４１の幅が広がるため、比較例の圧電素子１よりも感度が低下する可能性がある。
【0057】
したがって、スリット４１は、実効幅が比較例の圧電素子１におけるスリット４１の実行幅以下となるように形成されることが好ましい。つまり、ｔａｎθ１が１以上となるように構成されることが好ましい。このため、θ１は、４５°以上とされることが好ましく、４５～８１°とされることが好ましい。これにより、感度が低下することも抑制できる。この場合、θ１を６３°以下とすることにより、フェンス等によってスリット４１の加工性が低下することも抑制できる。
【0058】
次に、上記圧電素子１を用いた圧電装置Ｓ１０について説明する。
【0059】
本実施形態の圧電装置は、図８に示されるように、圧電素子１がケーシング１００に収容されて構成されている。ケーシング１００は、圧電素子１および所定の信号処理等を行う回路基板１１０が搭載されるプリント基板１０１と、圧電素子１および回路基板１１０を収容するようにプリント基板１０１に固定される蓋部１０２とを有している。なお、本実施形態では、プリント基板１０１が被実装部材に相当する。
【0060】
プリント基板１０１は、特に図示しないが、配線部やスルーホール電極等が適宜形成された構成とされており、必要に応じて図示しないコンデンサ等の電子部品等も搭載されている。そして、圧電素子１は、支持基板１１の他面１１ｂが接着剤等の接合部材２を介してプリント基板１０１の一面１０１ａに搭載されている。回路基板１１０は、導電性部材で構成される接合部材１１１を介してプリント基板１０１の一面１０１ａに搭載されている。そして、圧電素子１のパッド部８２ｃと回路基板１１０とは、ボンディングワイヤ１２０を介して電気的に接続されている。なお、圧電素子１のパッド部８１ｃは、図８とは別断面において、ボンディングワイヤ１２０を介して回路基板１１０と電気的に接続されている。蓋部１０２は、金属、プラスチック、または樹脂等で構成されており、圧電素子１および回路基板１１０を収容するように、図示しない接着剤等の接合部材を介してプリント基板１０１に固定されている。
【0061】
そして、本実施形態では、プリント基板１０１のうちのセンシング部３０と対向する部分に貫通孔１０１ｂが形成されている。具体的には、貫通孔１０１ｂは、略円筒状とされており、法線方向において、中心軸が振動領域２２のうちの中心部Ｃと一致するように形成されている。
【0062】
以上が本実施形態における圧電装置Ｓ１０の構成である。以下、ケーシング１００内において、貫通孔１０１ｂが形成される部分と振動領域２２との間の空間を受圧面空間Ｓ１とする。また、振動領域２２を挟んで受圧面空間Ｓ１と反対側に位置する空間を含み、当該空間とスリット４１を介さずに連続した空間をバック空間Ｓ２とする。なお、バック空間Ｓ２は、ケーシング１００内の空間において、受圧面空間Ｓ１と異なる空間であるともいうことができ、受圧面空間Ｓ１を除いた空間ということもできる。さらに言い換えると、受圧面空間Ｓ１は、振動領域２２におけるケーシング１００に形成された貫通孔１０１ｂ側の面（すなわち、本実施形態では他面２２ｂ）を押圧するのに影響する空間ともいえる。バック空間Ｓ２は、振動領域２２におけるケーシング１００に形成された貫通孔１０１ｂ側と反対側の面（すなわち、本実施形態では一面２２ａ）を押圧するのに影響する空間ともいえる。
【0063】
そして、このような圧電装置Ｓ１０では、受圧面空間Ｓ１に圧力としての音圧が導入されることで振動領域２２（すなわち、センシング部３０）に音圧が印加され、上記のように音圧が検出される。
【0064】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされている。このため、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２に起因してスリット４１の加工性が低下することを抑制でき、スリット４１を好適に形成できる。また、成す角度θ１が８１°以下であるため、リデポの影響を低減でき、加工性が低下することを抑制できる。
【0065】
（１）本実施形態では、振動領域２２の成す角度θが６３°以下とされることにより、フェンスの影響によって加工性が低下することを抑制できる。
【0066】
（２）本実施形態では、振動領域２２の成す角度θ１が４５°以上とされることにより、感度が低下することを抑制できる。
【0067】
（上記第１実施形態の変形例）
上記第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態において、スリット４１を形成する場合には、ウェットエッチングを行った後にドライエッチングを行うようにしてもよい。これによれば、ウェットエッチングを行った際にエッチングマスク材２００が除去されないため、圧電膜５０の膜厚Ａ１に基づいて規定されるエッチングマスク材２００の膜厚Ａ２を薄くでき、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２で規定されるスリット幅ｇを狭くできる。したがって、実効幅ｇ／２を狭くでき、感度の向上を図ることができる。
上記第１実施形態の変形例について説明する。上記第１実施形態において、スリット４１を形成する場合には、ウェットエッチングを行った後にドライエッチングを行うようにしてもよい。これによれば、ウェットエッチングを行った際にエッチングマスク材２００が除去されないため、圧電膜５０の膜厚Ａ１に基づいて規定されるエッチングマスク材２００の膜厚Ａ２を薄くでき、エッチングマスク材２００の膜厚Ａ２で規定されるスリット幅ｇを狭くできる。したがって、実効幅ｇ／２を狭くでき、感度の向上を図ることができる。
【0068】
また、上記第１実施形態において、振動領域２２における平面形状は、適宜変更可能である。例えば、振動領域２２は、図９Ａ～図９Ｇに示されるように、平面形状が、六角形状、八角形上、十角形状、十二角形状、十四角形状、十六角形状、または円形状とされていてもよい。また、特に図示しないが、振動領域２２は、その他の多角形状とされていてもよい。なお、図９Ａ～図９Ｇでは、振動領域２２に形成されるスリット４１を省略しているが、振動領域２２には、それぞれスリット４１が形成される。例えば、図９Ａのように振動領域２２の平面形状が六角形状である場合、スリット４１は、振動領域２２の外形の各角部から中心部Ｃで交差するように形成される。また、図９Ｇのように振動領域２２の平面形状が円形状である場合、スリット４１は、中心部で交差するように、所望する複数本が周方向に均等に形成される。
【0069】
（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0070】
本実施形態の圧電素子１では、図１０に示されるように、スリット４１は、一面２２ａ側にテーパ状とされたテーパ部４２が構成され、他面２２ｂ側に幅が一定とされた一定部４３が構成されるように形成されている。つまり、スリット４１は、他面２２ｂ側に、当該他面２２ｂに対して側面２２ｃが垂直となる一定部４３が構成されるように形成されている。そして、スリット４１は、テーパ部４２と一定部４３とが連結された構成とされている。また、本実施形態では、テーパ部４２と、一面２２ａと平行な仮想面Ｓｖとのなす角度θ１が３９～８１°とされている。
【0071】
なお、このようなスリット４１は、例えば、テーパ部４２を形成した後にエッチングマスク材２００を除去し、別のエッチングマスク材を配置して一定部４３が形成されるように異方性ドライエッチングを行えばよい。なお、一定部４３を形成する際に別のエッチングマスク材に形成される開口部は、開口部の側面と当該エッチングマスク材の他面との成す角度が略９０°とされる。
【0072】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0073】
（１）本実施形態では、スリット４１は、テーパ状とされたテーパ部４２、および幅が一定とされた一定部４３が構成されるように形成されている。このため、例えば、スリット４１における一面２２ａ側の幅、およびスリット４１における他面２２ｂ側の幅が同じである圧電素子１と比較した場合、本実施形態の圧電素子１の方が実効幅を狭くできる。したがって、音圧が抜け難くなり、感度の向上を図ることができる。
【0074】
（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、凹部１０ａと振動部２０との境界部分の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、凹部１０ａと振動部２０との境界部分の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0075】
本実施形態の圧電素子１は、図１１に示されるように、凹部１０ａの開口端と、振動部２０との境界部分Ｂが湾曲形状とされている。本実施形態では、凹部１０ａは、開口端が下地膜７０に達するように形成されており、下地膜７０のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂが湾曲形状とされている。なお、このような湾曲形状は、例えば、絶縁膜１２を除去する際の等方性ウェットエッチングにて下地膜７０の一部も除去されるようにすることで形成される。
【0076】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0077】
（１）本実施形態では、凹部１０ａと振動部２０との境界部分Ｂが湾曲形状とされている。このため、振動領域２２に音圧が印加された際に凹部１０ａと振動部２０と境界部分Ｂに応力が集中することを抑制でき、振動領域２２が破壊されることを抑制できる。
【0078】
（第４実施形態）
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対し、下地膜７０内に高強度材料を配置したものである。その他に関しては、第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第４実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態に対し、下地膜７０内に高強度材料を配置したものである。その他に関しては、第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0079】
本実施形態の圧電素子１は、図１２に示されるように、下地膜７０のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂに、下地膜７０よりも高強度材料で構成される保護部材７１が配置されている。保護部材７１は、例えば、窒化膜等で構成される。
【0080】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0081】
（１）本実施形態では、下地膜７０のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂに保護部材７１が配置されている。つまり、振動領域２２に音圧が印加された際に応力が集中し易い部分に保護部材７１が配置されている。このため、振動領域２２に音圧が印加された際に振動領域２２が破壊されることを抑制できる。
【0082】
（第５実施形態）
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態と第４実施形態を組み合わせたものである。その他に関しては、第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第５実施形態について説明する。本実施形態は、第３実施形態と第４実施形態を組み合わせたものである。その他に関しては、第３実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0083】
本実施形態の圧電素子１は、図１３に示されるように、下地膜７０のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂに保護部材７１が配置されている。そして、保護部材７１のうちの凹部１０ａとの境界部Ｂ分が湾曲形状とされている。
【0084】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0085】
（１）本実施形態では、下地膜７０のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂに保護部材７１が配置されている。そして、保護部材７１のうちの凹部１０ａとの境界部分Ｂが湾曲形状とされている。このため、さらに振動領域２２が破壊されることを抑制できる。
【0086】
（第６実施形態）
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１電極部８１および第２電極部８２の配置の仕方を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第６実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、第１電極部８１および第２電極部８２の配置の仕方を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0087】
本実施形態の圧電素子１は、図１４に示されるように、平面構成は上記第１実施形態と同様とされている。そして、本実施形態では、図１４に示されるように、４つの振動領域２２について、１つの振動領域２２を第１振動領域２２１とし、第１振動領域２２１から周方向に第２～第４振動領域２２２～２２４とする。
【0088】
そして、第１電極部８１は、図１５Ａに示されるように、第１振動領域２２１に形成されている下層電極膜６１および上層電極膜６３と接続されている。第２電極部８２は、図１５Ｂに示されるように、第４振動領域２２４に形成されている中間電極膜６２と接続されている。
【0089】
なお、本実施形態の電極膜６０は、図１６に示されるように、第１領域Ｒ１に形成されている部分の外形が振動領域２２の外形と略等しくなるように形成されており、本実施形態では平面矩形状とされている。但し、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３は、上記のように第１～第４振動領域２２１～２２４で分割されている。このため、ここでの下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３の第１領域Ｒ１に形成されている部分の外形とは、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３における第１領域Ｒ１に位置する部分の外形線および当該外形線の延長線で構成される形状のことである。また、図１７では電極膜６０として示しているが、電極膜６０となる下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、第１領域Ｒ１において、それぞれ図１７の電極膜６０と同様の形状とされている。
【0090】
そして、本実施形態では、図１７に示されるように、各振動領域２２１～２２４が順に直列に接続された回路構成となる。
【0091】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0092】
（１）本実施形態では、第１～第４振動領域２２１～２２４が順に直列に接続された状態となる。このため、各振動領域２２１～２２４の電極膜６０を接続する配線部の引き回しを容易にできる。
【0093】
（第６実施形態の変形例）
第６実施形態の変形例について説明する。本実施形態の圧電素子１は、図１８に示されるように、電極膜６０は、第１領域Ｒ１において複数の電荷領域６０ａに分割されていてもよい。例えば、電極膜６０は、各振動領域２２１～２２４の第１領域Ｒ１において、３つの電荷領域６０ａに分割されていてもよい。なお、電極膜６０となる下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、第１領域Ｒ１において、それぞれ図１８のように電荷領域６０ａに分割される。この場合、図１９に示されるように、圧電素子１は、分割された各電荷領域６０ａによって構成される容量がそれぞれ直列に接続された状態となる。これによれば、各振動領域２２１～２２４内の容量を低減することができ、出力の向上を図ることができる。つまり、検出感度の向上を図ることができる。
第６実施形態の変形例について説明する。本実施形態の圧電素子１は、図１８に示されるように、電極膜６０は、第１領域Ｒ１において複数の電荷領域６０ａに分割されていてもよい。例えば、電極膜６０は、各振動領域２２１～２２４の第１領域Ｒ１において、３つの電荷領域６０ａに分割されていてもよい。なお、電極膜６０となる下層電極膜６１、中間電極膜６２、および上層電極膜６３は、第１領域Ｒ１において、それぞれ図１８のように電荷領域６０ａに分割される。この場合、図１９に示されるように、圧電素子１は、分割された各電荷領域６０ａによって構成される容量がそれぞれ直列に接続された状態となる。これによれば、各振動領域２２１～２２４内の容量を低減することができ、出力の向上を図ることができる。つまり、検出感度の向上を図ることができる。
【0094】
（第７実施形態）
第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第７実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0095】
本実施形態の圧電素子１は、図２０に示されるように、スリット４１は、法線方向において、支持領域２１ａ側から浮遊領域２１ｂの中心部Ｃに向かってスリット幅ｇが狭くされたテーパ状とされている。言い換えると、スリット４１は、法線方向において、支持領域２１ａ側から振動領域２２の他端部２１ｅ側に向かってスリット幅ｇが狭くされたテーパ状とされている。
【0096】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。°
【0097】
（１）本実施形態では、スリット４１が浮遊領域２１ｂの中心部Ｃに向かってスリット幅ｇが狭くなるテーパ状とされている。このため、振動領域２２に音圧が印加されて振動領域２２が撓んだ際、撓んだ状態での各スリット４１のスリット幅ｇが均一化し易くなる。言い換えると、振動領域２２が撓んだ際、各スリット４１は、法線方向において、支持領域２１ａ側の部分と中心部ｃ側の部分とでスリット幅ｇが均一化し易くなる。したがって、各スリット４１内で局所的な音圧の抜け易さに差が発生し難くなり、ノイズを小さくできる。このため、さらに検出精度の向上を図ることができる。
【0098】
（第８実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対し、振動領域２２および中間電極膜６２の形状を調整したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
本実施形態では、第１実施形態に対し、振動領域２２および中間電極膜６２の形状を調整したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0099】
本実施形態の圧電素子１について、図２１および図２２を参照しつつ説明する。なお、図２１では、スリット４１を省略して示している。但し、スリット４１は、実際には、上記第１実施形態と同様に、振動領域２２の平面形状における各角部から中心部Ｃに向かって延設されている。
【0100】
振動領域２２は、図２１に示されるように、法線方向において、外形が正八角形状とされている。つまり、支持体１０の凹部１０ａは、開口部の形状が正八角形状とされている。以下、振動領域２２が正八角形状とされている理由について説明する。上記のように、本実施形態では、支持基板１１がシリコンで構成されている。このため、凹部１０ａの開口部の形状（すなわち、振動領域２２の外形）を正八角形状とすることにより、支持基板１１における凹部１０ａの開口端（すなわち、振動領域２２の外側端部）の局所箇所に歪が集中することを抑制できる。このため、振動領域２２における支持領域２１ａとの境界部の局所箇所に歪が集中することを抑制できる。
【0101】
また、本実施形態の電極膜６０は、図２２に示されるように、法線方向において、第１領域Ｒ１に形成される部分の外形が正八角形状とされている。つまり、電極膜６０は、第１領域において、外縁部が凹部１０ａの開口端と略一致するように形成されている。そして、電極膜６０は、第１領域Ｒ１に形成される部分がスリット４１とは異なる電極膜用スリット６０ｂによって分離されている。具体的には、電極膜用スリット６０ｂは、６本形成されており、各電極膜用スリット６０ｂ内の所定箇所を結んで構成される仮想形状（以下では、単に仮想形状ともいう）ＫＳが六角形状となるように形成されている。より詳しくは、電極膜用スリット６０ｂは、各電極膜用スリット６０ｂと電極膜６０の外形とが交差する部分を結んで構成される仮想形状が六角形状となるように形成されている。
【0102】
なお、ここでの電極膜６０の第１領域Ｒ１に位置する部分の外形とは、上記のように、電極膜６０における第１領域Ｒ１に位置する部分の外形線および当該外形線の延長線で構成される形状のことである。
【0103】
以下、電極膜６０の仮想形状ＫＳが六角形状とされている理由について説明する。上記のように、電極膜６０および圧電膜５０は、下層電極膜６１、下層圧電膜５１、中間電極膜６２、上層圧電膜５２、上層電極膜６３の順に積層されて配置されている。そして、下層電極膜６１、中間電極膜６２、上層電極膜６３を形成する際には、金属膜を成膜した後、マスクを用いたドライエッチング等で金属膜を所望の形状にパターニングする。この際、マスクを用いているものの、下地となる下層圧電膜５１や上層圧電膜５２がエッチングされる可能性がある。この場合、圧電膜５０をＳｃＡｌＮで構成した場合には六方晶構造となるため、電極膜６０の仮想形状ＫＳを六角形状とすることにより、圧電膜５０の表面がエッチングされた際に圧電膜５０の結晶性が崩れることを抑制できる。つまり、電極膜用スリット６０ｂが形成される部分を圧電膜５０の結晶構成に合わせることにより、圧電膜５０の特性が変動することを抑制できる。
【0104】
そして、本実施形態の圧電素子１は、図２３に示されるように、各電極膜６１～６３の間の容量が接続される。本実施形態では、上記のように、電極膜６０がスリット４１とは別の電極膜用スリット６０ｂによって６個に分割されている。このため、本実施形態の圧電素子１は、６個に分割された領域２２６を有し、各領域２２６の容量に基づいた圧力検出信号を出力する。
【0105】
なお、本実施形態の電極膜６０は、上記のように電極膜用スリット６０ｂによって分離されており、スリット４１によって分離されていない。このため、図２４に示されるように、電極膜６０は、スリット４１が形成される部分において、繋がった状態となっている。このような圧電素子１は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂの工程を行う際、各膜を形成する毎にスリット４１または電極膜用スリット６０ｂを形成することによって製造される。例えば、下地膜７０を形成した後、下地膜７０上に金属膜を形成する。そして、金属膜をパターニングして下層電極膜６１を形成する際に電極膜用スリット６０ｂを形成する。その後、下層電極膜６１上に下層圧電膜５１を形成し、中間電極膜６２を形成する前に、下層圧電膜５１に、下層圧電膜５１のみを貫通するスリット４１を形成すればよい。その後、中間電極膜６２、上層圧電膜５２、および上層電極膜６３も同様に形成することにより、本実施形態の圧電素子１が製造される。
【0106】
また、本実施形態の電極膜６０は、実際には、中心部Ｃと反対側の外縁端部が第１領域Ｒ１の外側まで形成されていると共に、内縁端部が第２領域Ｒ２内まで形成されている。このため、金属膜を成膜した後に当該金属膜を所望の形状にパターニングして中間電極膜６２や上層電極膜６３を形成する際、電極膜用スリット６０ｂと異なる部分では、圧電膜５０が除去されたとしても、第１領域Ｒ１外の圧電膜５０が除去される。したがって、仮想形状ＫＳを六角形状とすることにより、検出精度が低下することを抑制できる。
【0107】
また、振動領域２２および電極膜６０の仮想形状ＫＳは、中心部Ｃを基準として点対称となるように配置されている。本実施形態では、法線方向において、電極膜６０の仮想形状ＫＳが六角形状とされ、振動領域２２の外形が正八角形状とされている。そして、振動領域２２および電極膜６０は、電極膜６０の仮想形状ＫＳにおける相対する２つの頂点と、振動領域２２の外形における相対する２つの頂点とが一致するように配置されている。言い換えると、振動領域２２における相対する２つの頂点を結ぶ仮想線Ｋ３上に、電極膜６０の仮想形状ＫＳにおける相対する２つの頂点が配置されている。
【0108】
さらに、本実施形態の圧電素子１（すなわち、振動部２０）は、上記のように平面矩形状とされている。そして、振動領域２２および電極膜６０の仮想形状ＫＳは、圧電素子１の外形における相対する角部を結ぶ仮想線Ｋ２上と異なる部分に各角部が位置するように形成されている。
【0109】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0110】
（１）本実施形態では、法線方向において、振動領域２２および電極膜６０は、中心部Ｃを基準として点対称となるように配置されている。このため、振動領域２２に音圧が印加された際、電極膜６０から均等に電荷を取り出し易くできる。したがって、検出感度が低下することを抑制でき、検出精度が低下することを抑制できる。
【0111】
（２）本実施形態では、振動領域２２および電極膜６０の仮想形状ＫＳは、圧電素子１の外形における相対する角部を結ぶ仮想線Ｋ２上と異なる部分に各角部が位置するように形成されている。このため、検出精度が低下することを抑制できる。すなわち、圧電素子１では、相対する角部を結ぶ仮想線Ｋ２上となる部分が熱応力等によって歪易い。この場合、振動領域２２の角部または電極膜６０の仮想形状ＫＳの角部が仮想線Ｋ２上に位置していると、変形し易い角部に大きな熱応力が印加され易くなり、ノイズが大きくなり易い。したがって、本実施形態のように、振動領域２２および電極膜６０の角部が仮想線Ｋ２上と異なる部分に位置するようにすることにより、検出精度が低下することを抑制できる。
【0112】
（３）本実施形態では、電極膜６０の仮想形状ＫＳが六角形状とされている。このため、電極膜６０をパターニングして構成する際に圧電膜５０の結晶性が崩れることを抑制できる。したがって、圧電素子１の特性が変動することを抑制できる。
【0113】
（４）本実施形態では、振動領域２２の外形が正八角形状とされている。このため、振動領域２２の局所箇所に歪が集中することを抑制できる
【0114】
（第８実施形態の変形例）
上記第７実施形態の変形例について説明する。上記第７実施形態において、振動領域２２および電極膜６０が中心部Ｃを基準として点対称となるように配置されていれば、上記７実施形態と同様に、電極膜６０から均等に電荷を取り出し易くできる。このため、例えば、図２５に示されるように、振動領域２２および電極膜６０は、振動領域２２における相対する一対の辺の中心と中心部Ｃとを結ぶ仮想線Ｋ１上に、電極膜６０における相対する一対の頂点が位置するように配置されていてもよい。なお、このような構成とする場合においても、振動領域２２および電極膜６０は、各角部が仮想線Ｋ２上と異なる部分に位置するように形成されることが好ましい。また、図２５では、図２１と同様に、スリット４１の図示を省略している。
上記第７実施形態の変形例について説明する。上記第７実施形態において、振動領域２２および電極膜６０が中心部Ｃを基準として点対称となるように配置されていれば、上記７実施形態と同様に、電極膜６０から均等に電荷を取り出し易くできる。このため、例えば、図２５に示されるように、振動領域２２および電極膜６０は、振動領域２２における相対する一対の辺の中心と中心部Ｃとを結ぶ仮想線Ｋ１上に、電極膜６０における相対する一対の頂点が位置するように配置されていてもよい。なお、このような構成とする場合においても、振動領域２２および電極膜６０は、各角部が仮想線Ｋ２上と異なる部分に位置するように形成されることが好ましい。また、図２５では、図２１と同様に、スリット４１の図示を省略している。
【0115】
さらに、上記第６実施形態において、第１実施形態の変形例と同様に、電極膜６０は、図２６に示されるように、第１領域Ｒ１において、複数の電荷領域６０ａに分割されていてもよい。そして、図２７に示されるように、分割された各電荷領域６０ａがそれぞれ直列に接続されるようにしてもよい。なお、電極膜６０をこのように構成する場合、圧電膜５０に形成されるスリット４１によって電極膜６０を形成するようにしてもよい。
【0116】
（第９実施形態）
第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット長さ等を規定したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第９実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、スリット長さ等を規定したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0117】
本実施形態の圧電装置Ｓ１０は、基本的には第１実施形態と同様であり、図２８に示すように構成されている。なお、図２８は、後述する音響抵抗Ｒｇ等を模式的に示している。この場合、圧電装置Ｓ１０における感度は、圧電素子１の音響コンプライアンスをＣｍとし、バック空間Ｓ２の音響コンプライアンスをＣｂとすると、１／｛（１／Ｃｍ）＋（１／Ｃｂ）｝で示される。なお、音響コンプライアンスＣｂは、下記数式１で示される。
【0118】
【数1】
【0119】
ここで、上記のような圧電素子１では、感度を維持できる周波数を広域化することが望まれている。このため、本実施形態では、低周波ロールオフ周波数を小さくするようにしている。
【0120】
まず、低周波ロールオフ周波数ｆｒは、スリット４１による音響抵抗（すなわち、空気抵抗）をＲｇとすると、下記数式２で示される。
【0121】
【数2】
【0122】
【数3】
【0123】
そして、低周波ロールオフ周波数ｆｒを可聴域外となる２０Ｈｚ以下とするには、下記数式４を満たすようにすればよい。
【0124】
【数4】
【0125】
【数5】
【0126】
【数6】
【0127】
ここで、例えば、振動領域２２の厚さｈを１μｍにした場合、図２９に示されるように、音響抵抗Ｒｇは、平均スリット幅ｇａが長くなるにつれて小さくなると共に、スリット長さＬが長くなるにつれて小さくなることが確認される。また、平均スリット幅ｇａを１μｍとした場合、図３０に示されるように、音響抵抗Ｒｇは、振動領域２２の厚さｈを厚くするにつれて小さくなると共に、スリット長さＬが長くなるにつれて小さくなることが確認される。そして、図３１に示されるように、例えば、音響抵抗が１００Ｈｚ程度となるスリット長さＬが７００μｍである場合を基準とすると、スリット長さＬは、１５０μｍ程度であれば、２０Ｈｚ以下とできることが確認される。
【0128】
なお、図３１では、スリット長さＬが７００μｍである場合を基準としているため、スリット長さＬが７００μｍである場合の音響抵抗比率が１となる。また、図３１は、バック空間Ｓ２の音響コンプライアンスＣｂに影響するバック空間Ｓ２の容積を４×１０－９ｍ３としている。
【0129】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0130】
（１）本実施形態では、スリット長さＬ、平均スリット幅ｇａ、振動領域２２の厚さｈ、バック空間Ｓ２の音響コンプライアンスＣｂは、上記数式６を満たすように形成されている。このため、低周波ロールオフ周波数ｆｒを２０Ｈｚ以下にでき、感度を維持できる範囲を広域化できる。
【0131】
（第１０実施形態）
第１０実施形態について説明する。本実施形態は、第９実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第９実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第１０実施形態について説明する。本実施形態は、第９実施形態に対し、スリット４１の形状を変更したものである。その他に関しては、第９実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0132】
上記第９実施形態では、スリット幅ｇが振動領域２２の厚さ方向に沿って次第に狭くなるテーパ状である構成について説明した。しかしながら、スリット４１は、スリット幅ｇが振動領域２２の厚さ方向に沿って段階的に変化するようにしてもよく、例えば、図３２に示されるように、スリット幅ｇが３段階で変化する形状とされていてもよい。具体的には、本実施形態では、スリット４１は、振動領域２２の他面２２ｂ側から一面２２ａ側に向かって、スリット幅ｇがｇ１、ｇ２、ｇ３の順に広くなるように形成されている。なお、この構成では、他面２２ｂ側のスリット４１の開口端部と、一面２２ａ側のスリット４１の開口端部とを結ぶ線と、他面２２ｂとの間の角度が成す角度θ１となる。
【0133】
この場合、スリット長さＬは、平均スリット幅ｇａを用いても求めてもよいが、下記数式７を用いて求めるようにしてもよい。なお、下記数式７では、振動領域２２において、スリット幅がｇ１となる部分の厚さを振動領域２２の厚さｈ１とし、スリット幅がｇ２となる部分の厚さを振動領域２２の厚さｈ２とし、スリット幅がｇ３となる部分の厚さを振動領域２２の厚さｈ３としている。
【0134】
【数7】
【0135】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0136】
（１）本実施形態では、スリット長さＬ、平均スリット幅ｇａ、振動領域２２の厚さｈ、バック空間Ｓ２の音響コンプライアンスＣｂは、上記数式７を満たすように形成されている。このため、低周波ロールオフ周波数ｆｒを２０Ｈｚ以下にでき、感度を維持できる範囲を広域化できる。
【0137】
（第１１実施形態）
第１１実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、接合部材２の形状を規定したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第１１実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、接合部材２の形状を規定したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0138】
本実施形態の圧電装置Ｓ１０では、図３４に示されるように、接合部材２は、法線方向において、外形が角部を有する矩形状とされている。そして、接合部材２は、圧電素子１における支持基板１１の他面１１ｂにおいて、圧電素子１の角部となる部分と異なる部分に接合されている。本実施形態では、接合部材２は、法線方向において、圧電素子１における相対するそれぞれの辺部から、接合部材２の各角部が突出するように配置されている。また、接合部材２は、接合部材２の角部が、圧電素子１の外形における相対する角部を結ぶ仮想線Ｋ２上と異なる部分に位置するように配置されている。なお、本実施形態の接合部材２は、外形が予め規定された接合シートを用いて構成されている。
【0139】
また、本実施形態の電極膜６０および振動領域２２は、上記第８実施形態と同様に、電極膜６０が六角形状とされ、振動領域２２が正八角形状とされている。そして、電極膜６０および振動領域２２は、中心部Ｃを基準として点対称となるように配置されている。なお、図３４では、スリット４１を省略して示してある。
【0140】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0141】
（１）本実施形態では、接合部材２は、圧電素子１における外形の角部と異なる部分に配置されている。このため、プリント基板１０１から圧電素子１のうちの変形が大きくなり易い角部に熱応力が伝搬されることを抑制できる。したがって、伝搬された熱応力によって圧電素子１が変形し難くなり、振動領域２２が変形し難くなる。これにより、検出感度が低下することを抑制でき、検出精度の向上を図ることができる。
【0142】
（２）本実施形態では、接合部材２は、外形が角部を有する矩形状とされている。そして、接合部材２は、法線方向において、角部が仮想線Ｋ２上と異なる部分に位置するように配置されている。このため、圧電素子１の変形によって接合部材２の角部に応力が集中することを抑制でき、接合部材２が剥離する等の不具合が発生することを抑制できる。
【0143】
（第１１実施形態の変形例）
上記第１１実施形態の変形例について説明する。接合部材２は、図３５Ａに示されるように、法線方向において正三角形状とされていてもよいし、図３５Ｂに示されるように、法線方向において正八角形状とされていてもよい。また、特に図示しないが、接合部材２は、法線方向において、正六角形状や正十角形状等とされていてもよい。そして、接合部材２は、法線方向において、圧電素子１から突出するように配置されていてもよいし、圧電素子１の内側のみに配置されていてもよい。
上記第１１実施形態の変形例について説明する。接合部材２は、図３５Ａに示されるように、法線方向において正三角形状とされていてもよいし、図３５Ｂに示されるように、法線方向において正八角形状とされていてもよい。また、特に図示しないが、接合部材２は、法線方向において、正六角形状や正十角形状等とされていてもよい。そして、接合部材２は、法線方向において、圧電素子１から突出するように配置されていてもよいし、圧電素子１の内側のみに配置されていてもよい。
【0144】
また、接合部材２は、プリント基板１０１に形成される貫通孔１０１ｂを基準として、図３６Ａ～図３６Ｃに示されるように配置されていてもよい。なお、図３６Ａ～図３６Ｃは、圧電素子１および接合部材２を支持基板１１の他面１１ｂ側から視た平面図である。また、図３６Ａ～図３６Ｃでは、振動領域２２を省略して示し、貫通孔１０１ｂと対向する部分を破線で示している。そして、図３６Ａ～図３６Ｃでは、支持基板１１に形成される凹部１０ａは、法線方向において、貫通孔１０１ｂと一致する形状とされている。
【0145】
例えば、図３６Ａに示されるように、接合部材２は、法線方向において貫通孔１０１ｂを囲む環状とされていてもよい。また、図３６Ｂに示されるように、接合部材２は、法線方向において、一方向に延設された部分と、当該一方向と直交する部分に延設された＋字状とされていてもよい。そして、接合部材２は、図３６Ｃに示されるように、法線方向において、ひし形とされていてもよい。なお、図３６Ｂでは、接合部材２の角部が仮想線Ｋ２上に位置する構成となる。しかしながら、このような構成としても、接合部材２が圧電素子１の角部と異なる部分にのみ接合されることにより、熱応力が圧電素子１の角部に伝搬され難くなり、上記第１１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0146】
（第１２実施形態）
第１２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、プリント基板１０１に突起部を形成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
第１２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、プリント基板１０１に突起部を形成したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0147】
本実施形態の圧電装置Ｓ１０では、図３７に示されるように、プリント基板１０１に突起部１０１ｃが形成されている。具体的には、突起部１０１ｃは、接合部材２の外形に合わせた形状とされ、プリント基板１０１の一部で構成されている。例えば、本実施形態の突起部１０１ｃは、プリント基板１０１のうちの圧電素子１と対向する部分であって、圧電素子１の角部と対向する部分と異なる部分に形成されている。
【0148】
以上説明した本実施形態によれば、振動領域２２の成す角度θ１が３９～８１°とされているため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0149】
（１）本実施形態では、プリント基板１０１に突起部１０１ｃが形成されている。このため、液状の接合部材２を塗布して配置する際、突起部１０１ｃ上に接合部材２を塗布することにより、圧電素子１と接合される接合部材２の外形を容易に調整できる。したがって、接合部材２として液状のものも用いることができ、接合部材２の選択性を向上できる。特に、上記第１１実施形態のように接合部材２の形状を調整する場合においては、容易に接合部材２の外形を調整できる。
【0150】
（第１２実施形態の変形例）
上記第１１実施形態の変形例について説明する。上記第１２実施形態において、突起部１０１ｃは、プリント基板１０１と別部材で構成されていてもよい。
上記第１１実施形態の変形例について説明する。上記第１２実施形態において、突起部１０１ｃは、プリント基板１０１と別部材で構成されていてもよい。
【0151】
（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【0152】
例えば、上記各実施形態において、振動部２０は、少なくとも１層の圧電膜５０と、１層の電極膜６０とを有する構成とされていればよい。また、圧電素子１は、平面形状が矩形状ではなく、五角形状や六角形状等の多角形状とされていてもよい。
【0153】
また、上記各実施形態において、振動部２０のうちの浮遊領域２１ｂは、４つの振動領域２２に分割されるのではなく、３つ以下の振動領域２２に分割されるようにしてもよいし、５つ以上の振動領域２２に分割されるようにしてもよい。
【0154】
さらに、上記各実施形態において、圧電装置Ｓ１０は、図３８に示されるように、蓋部１０２に貫通孔１０２ａが形成された構成とされていてもよい。この場合、図３８に示されるように、受圧面空間Ｓ１は、ケーシング１００のうちの振動領域２２における一面２２ａ側の空間となり、バック空間Ｓ２は、ケーシング１００のうちの振動領域２２における他面２２ｂ側の空間となる。
【0155】
そして、上記各実施形態において、スリット４１は、中心部Ｃで交差するように形成されていなくてもよく、振動領域２２は、支持領域２１ａに両持ち支持された状態とされていてもよい。これによれば、圧電素子１の共振周波数を高くでき、検出感度を維持できる周波数を広域化でき、さらに検出精度の向上を図ることができる。
【0156】
上記各実施形態を適宜組み合わせることもできる。例えば、上記第２実施形態を上記第３～第１２実施形態に組み合わせ、スリット４１がテーパ部４２と一定部４３とを有する構成とされていてもよい。上記第４、第５実施形態を上記第６～第１２実施形態に組み合わせ、凹部１０ａと振動部２０との境界部分Ｂの形状を変更するようにしてもよい。上記第６実施形態を上記第７～第１２実施形態に組み合わせ、第１電極部８１および第２電極部８２の配置位置を変更するようにしてもよい。上記第７実施形態を上記第８～第１２実施形態に組み合わせ、スリット４１を中心部Ｃに向かってスリット幅ｇが狭くなるテーパ状としてもよい。上記第８実施形態を上記第９～第１２実施形態に組み合わせ、振動領域２２および電極膜６０の形状、配置を規定するようにしてもよい。上記第９実施形態を上記第１０～第１２実施形態に組み合わせ、スリット長さＬ等を規定するようにしてもよい。上記第１０実施形態を上記第１０～１２実施形態に組み合わせ、スリット４１のスリット幅ｇが振動領域２２の厚さ方向に沿って変化するようにされていてもよい。上記第１１実施形態を上記第１２実施形態に組み合わせ、接合部材２の配置箇所を規定するようにしてもよい。その他、上記各実施形態を組み合わせたもの同士をさらに組み合わせるようにしてもよい。
【符号の説明】
【0157】
１０ 支持体
２０ 振動部
２１ａ 支持領域
２２ 振動領域
２２ａ 一面
２２ｂ 他面
２２ｃ 側面
４１ スリット
４２ テーパ部
２０ 振動部
２１ａ 支持領域
２２ 振動領域
２２ａ 一面
２２ｂ 他面
２２ｃ 側面
４１ スリット
４２ テーパ部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図9E】
【図9F】
【図9G】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15A】
【図15B】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35A】
【図35B】
【図36A】
【図36B】
【図36C】
【図37】
【図38】
【手続補正書】
【提出日】2023-10-05
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子であって、
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた前記圧力検出信号を出力する前記振動部と、
前記振動部に形成されたスリット（４１）と、を備え、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）と、前記幅が一定とされた一定部（４３）とが連結された構成とされている圧電素子。
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、前記圧電膜と接続されて前記圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、前記支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、前記支持領域と繋がっており、前記支持体から浮遊している振動領域（２２）とを有し、前記電荷に基づいた前記圧力検出信号を出力する前記振動部と、
前記振動部に形成されたスリット（４１）と、を備え、
前記スリットは、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）と、前記幅が一定とされた一定部（４３）とが連結された構成とされている圧電素子。
【請求項2】
前記支持体には、前記振動部における内縁側を浮遊させる凹部（１０ａ）が形成されており、
前記凹部の開口端と、前記振動部との境界部分は、湾曲形状とされている請求項１に記載の圧電素子。
前記凹部の開口端と、前記振動部との境界部分は、湾曲形状とされている請求項１に記載の圧電素子。
【請求項3】
前記支持体と、前記圧電膜および前記電極膜との間には、下地膜（７０）が配置され、
前記下地膜のうちの前記凹部との境界部分には、前記下地膜よりも高強度に構成された保護部材（７１）が配置されている請求項２に記載の圧電素子。
前記下地膜のうちの前記凹部との境界部分には、前記下地膜よりも高強度に構成された保護部材（７１）が配置されている請求項２に記載の圧電素子。
【請求項4】
前記振動領域における前記テーパ部を構成する側面（２２ｃ）と、前記一面と平行な面（２２ｂ、Ｓｖ）との成す角度（θ１）が３９～８１°とされている請求項１ないし３のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項5】
前記テーパ部を構成する側面と、前記一面と平行な面との成す角度が６３°以下とされている請求項４に記載の圧電素子。
【請求項6】
前記テーパ部を構成する側面と、前記一面と平行な面との成す角度が４５°以上とされている請求項４または５に記載の圧電素子。
【請求項7】
前記スリットは、前記振動領域の一面側に前記テーパ部が形成され、前記他面側に前記一定部（４３）が形成されている請求項１ないし６のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項8】
前記スリットは、前記支持領域側から前記振動領域における前記支持領域側と反対側の端部（２１ｅ）側に向かって幅が狭くされたテーパ状とされている請求項１ないし７のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項9】
前記振動領域および前記電極膜は、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、前記振動領域の中心部（Ｃ）に対して点対称となる状態で配置されている請求項１ないし８のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項10】
前記振動領域は、前記支持領域側の領域、および前記中心部を含む領域が第１領域（Ｒ１）とされると共に、前記第１領域と異なる領域が第２領域（Ｒ２）とされ、
前記圧電膜は、六方晶構造となる材料で構成され、
前記電極膜は、６本の電極膜用スリット（６０ｂ）によって分割されており、前記法線方向において、前記第１領域内のそれぞれの前記電極膜用スリットにおける所定箇所を結ぶ仮想形状（ＫＳ）が六角形状とされている請求項９に記載の圧電素子。
前記圧電膜は、六方晶構造となる材料で構成され、
前記電極膜は、６本の電極膜用スリット（６０ｂ）によって分割されており、前記法線方向において、前記第１領域内のそれぞれの前記電極膜用スリットにおける所定箇所を結ぶ仮想形状（ＫＳ）が六角形状とされている請求項９に記載の圧電素子。
【請求項11】
前記支持体は、支持基板（１１）と、前記支持基板上に配置され、前記振動部が配置される絶縁膜（１２）とを有し、前記振動領域を浮遊させる凹部（１０ａ）が前記支持基板および前記絶縁膜に形成されており、
前記支持基板は、シリコン基板で構成され、
前記振動領域は、前記法線方向において、外形が正八角形状とされている請求項９または１０に記載の圧電素子。
前記支持基板は、シリコン基板で構成され、
前記振動領域は、前記法線方向において、外形が正八角形状とされている請求項９または１０に記載の圧電素子。
【請求項12】
前記振動部は、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、外形が多角形状とされており、
前記電極膜および前記振動領域は、前記法線方向において、少なくとも一方が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記振動部の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の圧電素子。
前記電極膜および前記振動領域は、前記法線方向において、少なくとも一方が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記振動部の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の圧電素子。
【請求項13】
圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子を備えた圧電装置であって、
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の圧電素子と、
前記圧電素子を収容するケーシング（１００）と、を備え、
前記ケーシングには、前記圧電素子の他面と対向する位置に、外部と連通して前記圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されている圧電装置。
請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の圧電素子と、
前記圧電素子を収容するケーシング（１００）と、を備え、
前記ケーシングには、前記圧電素子の他面と対向する位置に、外部と連通して前記圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されている圧電装置。
【請求項14】
前記ケーシングは、前記圧電素子を搭載する被実装部材（１０１）と、前記圧電素子を収容する状態で前記被実装部材に固定される蓋部（１０２）と、を有している請求項１３に記載の圧電装置。
【請求項15】
前記ケーシング内の空間における前記貫通孔と前記振動部との間に位置する受圧面空間（Ｓ１）と異なる空間をバック空間（Ｓ２）とし、前記バック空間の音響コンプライアンスをＣｂ、前記振動領域の厚さをｈ、前記スリットの厚さ方向に沿った幅の平均である平均スリット幅をｇａ、空気抵抗をμとし、前記スリットの前記振動領域の側面に沿ったスリット長さをＬとすると、前記スリットの長さは、下記数式を満たしている請求項１３または１４に記載の圧電装置。
【数1】
【請求項16】
前記圧電素子は、前記支持体が接合部材（２）を介して前記被実装部材に搭載されており、前記振動領域における前記支持体側と反対側の一面（２２ａ）に対する法線方向において、外形が角部を有する多角形状とされており、
前記接合部材は、前記法線方向において、前記角部と異なる部分に配置されている請求項１５に記載の圧電装置。
前記接合部材は、前記法線方向において、前記角部と異なる部分に配置されている請求項１５に記載の圧電装置。
【請求項17】
前記接合部材は、前記法線方向において、外形が角部を有する多角形状とされ、当該角部が、前記圧電素子の外形における相対する角部を結ぶ仮想線（Ｋ２）上と異なる部分に位置している請求項１６に記載の圧電装置。
【請求項18】
前記被実装部材は、前記接合部材が配置される部分に突起部（１０１ｃ）が形成されており、
前記接合部材は、前記突起部上に配置されている請求項１６または１７に記載の圧電装置。
前記接合部材は、前記突起部上に配置されている請求項１６または１７に記載の圧電装置。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、振動領域が片持ち支持された圧電素子、圧電装置に関するものである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
本発明は上記点に鑑み、スリットが適切に形成される圧電素子、圧電装置を提供することを目的とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上記目的を達成するための請求項１では、圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子であって、支持体（１０）と、支持体上に配置され、窒化スカンジウムアルミニウムで構成される圧電膜（５０）と、圧電膜と接続されて圧電膜が変形することによって発生する電荷を取り出す電極膜（６０）とを含む構成とされ、支持体に支持される支持領域（２１ａ）と、支持領域と繋がっており、支持体から浮遊している振動領域（２２）とを有し、電荷に基づいた圧力検出信号を出力する振動部と、振動部に形成されたスリット（４１）と、を備え、スリットは、振動領域における支持体側と反対側の一面（２２ａ）側から当該一面と反対側の他面（２２ｂ）側に向かって幅が狭くなるテーパ部（４２）と、幅が一定とされた一定部（４３）とが連結された構成とされている。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
これによれば、スリットは、テーパ部および一定部を有しているため、感度の向上を図り易くできる。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
また、請求項１３は、圧力に応じた圧力検出信号を出力する振動部（２０）を有する圧電素子を備えた圧電装置であって、請求項１ないし１２のいずれか１つに記載の圧電素子と、圧電素子を搭載する被実装部材（１０１）と、圧電素子を収容するケーシング（１００）と、を備え、ケーシングには、圧電素子の他面と対向する位置に、外部と連通して圧力が導入される貫通孔（１０１ｂ）が形成されている。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
これによれば、圧電素子におけるスリットがテーパ部および一定部を有しているため、感度の向上を図り易くできる。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】