特開 2024-139333 圧電デバイス

(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】P2024139333

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】圧電デバイス

(51)【国際特許分類】

   H10N 30/50 20230101AFI20241002BHJP

   H10N 30/076 20230101ALI20241002BHJP

   H10N 30/30 20230101ALI20241002BHJP

   H10N 30/853 20230101ALI20241002BHJP

   H10N 30/87 20230101ALI20241002BHJP

   H10N 30/88 20230101ALI20241002BHJP

【ＦＩ】

H10N30/50

H10N30/076

H10N30/30

H10N30/853

H10N30/87

H10N30/88

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050223

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】日清紡マイクロデバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001896

【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】口地 博行

(57)【要約】

【課題】高出力の圧電デバイスを提供する。
【解決手段】圧電デバイス１００は、支持基板１と、支持基板１に接合して支持される振動領域７を備える。振動領域７は第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂと、それぞれを挟んで配置される第１～第４電極４ａ～４ｄとで構成され、第１圧電膜３ａと第１電極４ａおよび第２電極４ｂとで構成される第１積層領域Ａ１と、第２圧電膜３ｂと第３電極４ｃおよび第４電極４ｄとで構成される第２積層領域Ａ２と、第１積層領域Ａ１と第２積層領域Ａ２とを連結する中間領域Ａ３とを含み、中間領域Ａ３は、空隙１０を有する領域で構成される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

支持基板と、
前記支持基板に接合して支持される振動領域を構成する圧電膜と、
前記圧電膜を挟んで配置される電極と
を備え、
前記圧電膜は、
少なくとも第１圧電膜および第２圧電膜を含み、
前記振動領域は、
前記第１圧電膜と前記第１圧電膜を挟んで配置される第１電極および第２電極とで構成される第１積層領域と、前記第２圧電膜と前記第２圧電膜を挟んで配置される第３電極および第４電極とで構成される第２積層領域と、前記第１積層領域と前記第２積層領域との間に配置され、前記第１積層領域と前記第２積層領域とを連結する中間領域とを含み、
前記中間領域は、空隙を有する領域で構成される
圧電デバイス。

【請求項2】

前記中間領域は、一端が前記第１積層領域に接合され別の一端が前記第２積層領域に接合される連結部を複数含み、相互に離間する前記連結部の間に前記空隙を有する、
請求項１記載の圧電デバイス。

【請求項3】

前記中間領域は、前記第１積層領域と前記第２積層領域との間に積層される多孔質膜を含む、
請求項１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、圧電デバイスに関し、特に高出力の圧電デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

圧電体材料の薄膜（圧電膜）を備える圧電デバイスは、振動領域を構成する圧電膜が変位することで生じる電圧変化を検出することができ、または圧電膜に電圧を印加して変位させることができ、圧電センサや圧電アクチュエータ等として利用することができる。

【0003】

従来の圧電デバイスは、一例として振動領域の一端が支持基板に接合して支持されるカンチレバー構造が採用されている。この種の圧電デバイスは、例えば特許文献１に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５９３６１５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

図６は従来の圧電デバイスを説明するための断面模式図を示している。図６に示すように従来の圧電デバイス４００は、支持基板１上に絶縁膜２を介して第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂが積層され、第１圧電膜３ａを挟んで第１電極４ａおよび第２電極４ｂが配置され、第２圧電膜３ｂを挟んで第２電極４ｂおよび第３電極４ｃが配置される。支持基板１にはキャビティ５が形成され、キャビティ５上の第１圧電膜３ａ、第２圧電膜３ｂおよび第１～第３電極４ａ～４ｃがスリット６により区画される（図７）ことで、支持基板１に一端が接合して支持される振動領域７が形成される。８ａおよび８ｂは引出電極で、引出電極８ａは第１電極４ａおよび第３電極４ｃに接続され、引出電極８ｂは第２電極４ｂに接続される。

【0006】

図７は、図６の圧電デバイス４００のスリット６の配置の一例を説明する平面模式図である。図７に示すようにスリット６を配置すると、カンチレバー構造の２枚の振動領域７を備える圧電デバイス４００が構成される。なお図７のＣ－Ｃ線における断面図が図６に相当し、図７には図６に示す第３電極４ｃ、引出電極８ａおよび８ｂ等は図示されておらず、キャビティ５を覆う第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂ等を貫通するスリット６の配置のみが示されている。

【0007】

図６および７に示す圧電デバイス４００において、振動領域７の共振周波数は振動領域７の剛性と長さＬにより調整することができる。具体的には、振動領域７の剛性を大きくすると共振周波数が高くなり、また振動領域７の長さＬを短くすると共振周波数が高くなる。なお振動領域７の長さＬとは、図７に示すように支持基板１との接合端から開放端までの長さである。

【0008】

ここで良好な膜質の圧電膜を形成するため、スパッタ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法により形成される圧電膜の厚さは、通常０．５～１．０μｍに設定され、圧電膜の厚さを大きく変更することは難しい。圧電膜を構成する圧電材料の種類と厚さが決まれば振動領域７の剛性が決まることから、振動領域７の共振周波数を調整するために振動領域７の剛性を大きく変更することは難しい。そこで、振動領域７の共振周波数は、振動領域７の長さを変更することにより調整するのが一般的である。

【0009】

例えば図６および７に示す圧電デバイス４００がマイクロフォンとして使用される場合、マイクロフォンの感度を上げるために振動領域７の共振周波数は２０ｋＨｚ程度に調整される。この場合、振動領域７の長さは、５００μｍ程度となる。このように共振周波数を調整するために振動領域７の長さを短くすると振動領域７を構成する圧電膜の変位は小さくなり、出力信号が低下するという問題があった。

【0010】

また、圧電デバイス４００が障害物検知や超音波診断のための超音波送受信機として使用される場合、振動領域７の長さはさらに短く調整され、さらなる出力信号の低下を招いてしまう。このような出力信号の低下は、図６および７に示すカンチレバー構造の圧電デバイス４００に限らず、支持基板に振動領域の対向する二辺が接合されて支持されるブリッジ構造の圧電デバイスや、スリットを形成せず振動領域の周縁部が支持基板に接合されて支持されるメンブレン構造の圧電デバイスにおいても生じる問題であった。

【0011】

そこで本発明は、高出力の圧電デバイスを提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の圧電デバイスは、支持基板と、前記支持基板に接合して支持される振動領域を構成する圧電膜と、前記圧電膜を挟んで配置される電極とを備え、前記圧電膜は、少なくとも第１圧電膜および第２圧電膜を含み、前記振動領域は、前記第１圧電膜と前記第１圧電膜を挟んで配置される第１電極および第２電極とで構成される第１積層領域と、前記第２圧電膜と前記第２圧電膜を挟んで配置される第３電極および第４電極とで構成される第２積層領域と、前記第１積層領域と前記第２積層領域との間に配置され、前記第１積層領域と前記第２積層領域とを連結する中間領域とを含み、前記中間領域は、空隙を有する領域で構成される。

【発明の効果】

【0013】

本発明の圧電デバイスによれば、振動領域が第１積層領域、中間領域および第２積層領域を含む構成とすることで振動領域を厚く構成することができ、かつ中間領域が空隙を有する構成とすることで振動領域の剛性の上昇が抑えられることから、第１積層領域を構成する第１圧電膜および第２積層領域を構成する第２圧電膜の変位は大きくなり、高出力の圧電デバイスを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の一実施形態である圧電デバイス（実施形態１）の断面模式図である。

【図2】実施形態１の圧電デバイスにおけるスリットと連結柱部の配置の一例を説明する平面図である。

【図3】本発明の別の実施形態である圧電デバイス（実施形態２）の断面模式図である。

【図4】実施形態２の圧電デバイスにおけるスリットと連結壁部の配置の一例を説明する平面図である。

【図5】本発明のさらに別の実施形態である圧電デバイス（実施形態３）の断面模式図である。

【図6】従来の圧電デバイスの断面模式図である。

【図7】従来の圧電デバイスにおけるスリットの配置の一例を説明する平面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の圧電デバイスについて、図面を参照して説明するが、本発明はこれらの形態に限定されるものではなく、以下に説明する部材、材料等は、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。また図面において同一符号は同等あるいは同一のものを示し、各構成要素間の大きさや位置関係等は便宜上のものであり、実態を厳密に反映したものではない。

【0016】

本発明における圧電デバイスは、振動領域が第１積層領域、中間領域および第２積層領域を含み、中間領域が空隙を有する領域で構成されている。このように構成される圧電デバイスの振動領域は厚く構成することができる。さらにこの振動領域の剛性は、同じ厚さの振動領域を単一の圧電膜で構成した場合と比較して小さく、第１積層領域の第１圧電膜と第２積層領域の第２圧電膜とが中間領域を挟まずに積層されている構造の剛性と比較して大きく変化しない。その結果、第１圧電膜および第２圧電膜の変位は大きく、高出力の圧電デバイスを構成することが可能となる。

【0017】

（実施形態１）
図１は、本発明の圧電デバイスの実施形態１を説明するための断面模式図である。図１に示すように、例えばシリコン基板等により構成される支持基板１上に、例えば熱酸化膜等により構成される絶縁膜２を介して、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂが積層され、第１圧電膜３ａを挟んで第１電極４ａおよび第２電極４ｂが配置される。第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、例えばモリブデン等により構成され、第１圧電膜３ａは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）等により構成される。

【0018】

第２電極４ｂ上に、例えばポリシリコンで構成される連結部９が積層される。連結部９の一部は、例えば円柱構造の連結柱部９ａを構成する。この連結柱部９ａは、振動領域７を構成する領域の第２電極４ｂ上に複数配置される。複数の連結柱部９ａは相互に離間して配置されることで、連結柱部９ａ間に空隙１０を有する構成とされる。

【0019】

連結部９および連結柱部９ａ上に、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃが積層され、第２圧電膜３ｂを挟んで第３電極４ｃおよび第４電極４ｄが配置される。第３電極４ｃおよび第４電極４ｄは、例えばモリブデン等により構成され、第２圧電膜３ｂは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ等により構成される。第１圧電膜３ａと第２圧電膜３ｂは、応力制御の観点から同じ圧電材料で構成するのが好ましい。

【0020】

支持基板１にはキャビティ５が形成され、キャビティ５上の第１圧電膜３ａ、第２圧電膜３ｂおよび第１～第４電極４ａ～４ｄがスリット６により区画されることで、支持基板１に一端が接合して支持される振動領域７が形成される。８ａおよび８ｂは引出電極であり、引出電極８ａは第１電極４ａおよび第３電極４ｃに接続され、引出電極８ｂは第２電極４ｂおよび第４電極４ｄに接続される。

【0021】

図２は、図１の圧電デバイス１００のスリット６と連結柱部９ａの配置の一例を説明する平面模式図である。図２に示すようにスリット６を配置すると、カンチレバー構造の２枚の振動領域７を備える圧電デバイス１００を構成することができる。なお図２のＡ－Ａ線における断面図が図１に相当し、図２には図１に示す第３電極４ｃ、引出電極８ａおよび８ｂ等が図示されておらず、キャビティ５を覆う第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂ等を貫通するスリット６および連結柱部９ａの配置のみを模式的に示している。

【0022】

図１および２に示すように本実施形態の圧電デバイス１００の振動領域７は、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂで構成される第１積層領域Ａ１と、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃで構成される第２積層領域Ａ２との間に、これらを連結する連結柱部９ａと空隙１０で構成される中間領域Ａ３が配置される。連結柱部９ａは一端が第２電極４ｂに接合され、別の一端が第４電極４ｄに接合されることで、第１積層領域Ａ１と第２積層領域Ａ２が連結される。

【0023】

連結柱部９ａは、振動領域７が所望の振動特性となるように配置される。一例として図１および２に示すように、振動領域７を支持する支持基板１との接合部から振動領域７の端部まで、少なくとも長方形の振動領域７の短辺と平行方向に列状に連結柱部９ａを配置することで、第１積層領域Ａ１と第２積層領域Ａ２が一体で振動するように構成することができる。このように連結柱部９ａを配置すると、空隙１０も振動領域７の短辺と平行方向に配置され、中間領域Ａ３を含む振動領域７の剛性が、第１圧電膜３ａと第２圧電膜３ｂとが中間領域Ａ３を挟まず積層されている構造の積層膜の剛性と比較して大きくならない構成とすることができる。なお所望の振動特性とするため、連結柱部９ａの配置のほか、形状や配置される数、連結柱部９ａを構成する材料等を適宜変更するのが好ましい。

【0024】

次に、図１および２に示す本実施形態の圧電デバイス１００において、高出力化を図ることができる構成について、図６および７に示す従来の圧電デバイス４００と比較しながら詳細に説明する。

【0025】

振動領域７の厚さは、厚いほど振動領域７表面の変位が大きくなり高出力化を図ることが可能となる。圧電デバイス１００は、中間領域Ａ３が配置されることで振動領域７の厚さが圧電デバイス４００の振動領域７の厚さより厚く構成され、振動領域７の表面に第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂが配置される。したがって、第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂの変位が大きく、高出力化を図ることが可能となる。

【0026】

振動領域７の長さ（図７のＬに相当する長さ）は、長いほど振動領域７の変位が大きくなり高出力化を図ることが可能となる。圧電デバイス１００は、上述のように振動領域７が厚く構成されるため、圧電デバイス１００の振動領域７の共振周波数は、同じ長さとした圧電デバイス４００の振動領域７の共振周波数より高くなる。つまり同一周波数おいて共振する振動領域７を構成する場合、圧電デバイス１００の振動領域７の長さが圧電デバイス４００の振動領域の長さより長く構成される。したがって、高出力化を図ることが可能となる。

【0027】

振動領域７の剛性は、高くなると振動領域７の変位が妨げられ、高出力化の妨げとなる。圧電デバイス１００は、複数の連結柱部９ａを相互に離間して配置し、中間領域Ａ３が空隙１０を有する構成とされることで振動領域７の剛性の上昇が抑制されている。圧電デバイス１００の振動領域７の剛性は、圧電デバイス４００の振動領域の剛性とほぼ等しく構成することも可能となる。したがって、高出力化が妨げられることはない。

【0028】

さらに、振動領域７を構成する圧電膜は、良好な膜質に形成されることで高出力化を図ることが可能となる。圧電デバイス１００は、第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂの厚さを良好な膜質の圧電膜を形成することができる範囲（スパッタ法等により形成される場合は０．５～１．０μｍ）に設定することが可能となる。つまり、圧電デバイス１００の振動領域７を構成する圧電膜の膜質は、圧電デバイス４００の振動領域を構成する圧電膜の膜質とほぼ等しく構成することが可能となる。したがって、高出力化が妨げられることはない。

【0029】

以上説明したように、本実施形態の圧電デバイス１００によれば、振動領域７の長さ、剛性、厚さおよび圧電膜の膜質を高出力化のために好適な設定とすることができる。

【0030】

（実施形態２）
次に、本発明の圧電デバイスの実施形態２について説明する。図３は、本発明の圧電デバイスの実施形態２を説明するための断面模式図である。図３に示すように、例えばシリコン基板等により構成される支持基板１上に、例えば熱酸化膜等により構成される絶縁膜２を介して、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂが積層され、第１圧電膜３ａを挟んで第１電極４ａおよび第２電極４ｂが配置される。第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、例えばモリブデン等により構成され、第１圧電膜３ａは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ等により構成される。

【0031】

第２電極４ｂ上に、例えばポリシリコンで構成される連結部９が積層される。連結部９の一部は、例えば壁状構造の連結壁部９ｂを構成する。この連結壁部９ｂは、振動領域７を構成する領域の第２電極４ｂ上に複数配置される。複数の連結壁部９ｂは相互に離間して配置されることで、連結壁部９ｂ間に空隙１０を有する構成とされる。

【0032】

連結部９および連結壁部９ｂ上に、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃが積層され、第２圧電膜３ｂを挟んで第３電極４ｃおよび第４電極４ｄが配置される。第３電極４ｃおよび第４電極４ｄは、例えばモリブデン等により構成され、第２圧電膜３ｂは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ等により構成される。第１圧電膜３ａと第２圧電膜３ｂは、応力制御の観点から同じ圧電材料で構成するのが好ましい。

【0033】

支持基板１にはキャビティ５が形成され、キャビティ５上の第１圧電膜３ａ、第２圧電膜３ｂおよび第１～第４電極４ａ～４ｄがスリット６により区画されることで、支持基板１に一端が接合して支持される振動領域７が形成される。本実施形態の圧電デバイス２００も、上述の圧電デバイス１００同様、図示しない引出電極を備え、一方の引出電極は第１電極４ａおよび第３電極４ｃに接続され、別の引出電極は第２電極４ｂおよび第４電極４ｄに接続される。

【0034】

図４は、図３の圧電デバイス２００のスリット６と連結壁部９ｂの配置の一例を説明する平面模式図である。図４に示すようにスリット６を配置すると、カンチレバー構造の２枚の振動領域７を備える圧電デバイス２００を構成することができる。なお図４のＢ－Ｂ線における断面図が図３に相当し、図４には図３に示す第３電極４ｃが図示されておらず、キャビティ５を覆う第１圧電膜３ａおよび第２圧電膜３ｂ等を貫通するスリット６および連結壁部９ｂの配置のみを模式的に示している。

【0035】

図３および４に示すように本実施形態の圧電デバイス２００の振動領域７も、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂで構成される第１積層領域Ａ１と、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃで構成される第２積層領域Ａ２との間に、これらを連結する連結壁部９ｂと空隙１０で構成される中間領域Ａ３が配置される。連結壁部９ｂは一端が第２電極４ｂに接合され、別の一端が第４電極４ｄに接合されることで、第１積層領域Ａ１と第２積層領域Ａ２が連結される。

【0036】

連結壁部９ｂは、振動領域７が所望の振動特性となるように配置される。一例として図４に示すように、振動領域７を支持する支持基板１との接合部から振動領域７の端部まで、長方形の振動領域７の短辺と平行方向に延出するように連結壁部９ｂを配置することで、第１積層領域Ａ１と第２積層領域Ａ２が一体で振動するように構成することができる。このように連結壁部９ｂを配置すると、空隙１０も振動領域７の短辺と平行方向に配置され、中間領域Ａ３を含む振動領域７の剛性が、第１圧電膜３ａと第２圧電膜３ｂとが中間領域Ａ３を挟まず積層されている構造の積層膜の剛性と比較して大きくならない構成とすることができる。なお所望の振動特性とするため、連結壁部９ｂの配置のほか、形状や配置される数、連結壁部９ｂを構成する材料等を適宜変更するのが好ましい。

【0037】

このように連結壁部３ｂを備える圧電デバイス２００においても、上記実施形態１で説明した圧電デバイス１００同様、振動領域７の厚さを厚く、長さを長く構成することができる。また、圧電膜の厚さを良好な膜質の圧電膜を形成することができる範囲に設定することができる。

【0038】

本実施形態の圧電デバイス２００の振動領域７の剛性は、連結壁部９ｂと第２電極４ｂおよび第４電極４ｄとの接合面積が、圧電デバイス１００における連結柱部９ａと第２電極４ｂおよび第４電極４ｄとの接合面積より広くなり、圧電デバイス１００の振動領域７の剛性より高くなる可能性がある。しかしながら、圧電デバイス４００と比較した場合には、剛性は同等であり高出力化が妨げられることはない。

【0039】

したがって、本実施形態の圧電デバイス２００によれば、振動領域７の長さ、剛性、厚さおよび圧電膜の膜質を高出力化のために好適な設定とすることができる。

【0040】

（実施形態３）
次に、本発明の圧電デバイスの実施形態３について説明する。図５は、本発明の圧電デバイスの実施形態３を説明するための断面模式図である。図５に示すように、例えばシリコン基板等により構成される支持基板１上に、例えば熱酸化膜等により構成される絶縁膜２を介して、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂが積層され、第１圧電膜３ａを挟んで第１電極４ａおよび第２電極４ｂが配置される。第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、例えばモリブデン等により構成され、第１圧電膜３ａは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ等により構成される。

【0041】

第２電極４ｂ上には、多孔質膜１１（連結部に相当）が積層される。多孔質膜１１は、内部に複数の空隙を有する膜で構成されており、例えばフッ素添加ガラス（ＦＳＧ：fluorinated silicate glass）、炭素添加ガラス（ＳｉＯＣ）、ポーラスシリカ等により構成される。

【0042】

多孔質膜１１上に、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃが積層され、第２圧電膜３ｂを挟んで第３電極４ｃおよび第４電極４ｄが配置される。第３電極４ｃおよび第４電極４ｄは、例えばモリブデン等により構成され、第２圧電膜３ｂは、例えば窒化アルミニウム、酸化亜鉛、ＰＺＴ等により構成される。第１圧電膜３ａと第２圧電膜３ｂは、応力制御の観点から同じ圧電材料で構成するのが好ましい。

【0043】

支持基板１にはキャビティ５が形成され、キャビティ５上の第１圧電膜３ａ、多孔質膜１１、第２圧電膜３ｂおよび第１～第４電極４ａ～４ｄがスリット６により区画されることで、支持基板１に一端が接合して支持される振動領域７が形成される。８ａおよび８ｂは引出電極であり、引出電極８ａは第１電極４ａおよび第３電極４ｃに接続され、引出電極８ｂは第２電極４ｂおよび第４電極４ｄに接続される。

【0044】

スリット６は、実施形態１および２で説明したスリット６と同様の配置とすることで、カンチレバー構造の２枚の振動領域７を備える圧電デバイス３００を構成することができる。

【0045】

図５に示すように本実施形態の圧電デバイス３００の振動領域７は、第１電極４ａ、第１圧電膜３ａおよび第２電極４ｂで構成される第１積層領域Ａ１と、第４電極４ｄ、第２圧電膜３ｂおよび第３電極４ｃで構成される第２積層領域Ａ２との間に、これらを連結する内部に空隙を有する多孔質膜１１で構成される中間領域Ａ３が配置される。

【0046】

多孔質膜１１は、振動領域７が所望の振動特性となる材料から選択され、厚さや膜質、空孔率等を調整すればよい。

【0047】

このように多孔質膜１１を備える圧電デバイス３００においても、上記実施形態１および２で説明した圧電デバイス１００および２００同様、振動領域７の厚さを厚く、また長さを長く構成することができる。また、圧電膜の厚さを良好な膜質の圧電膜を形成することができる範囲に設定することができる。

【0048】

振動領域７の剛性は、空隙を含む多孔質膜１１であれば、圧電デバイス４００と比較して十分低く、高出力化を図ることができる。

【0049】

以上本発明の圧電デバイスの一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず種々変更可能である。例えば中間領域を構成する連結部は、連結柱部および連結壁部を組み合わせて構成することができる。また連結壁部は、短く形成される連結壁部を列状に配置する構成とすることもできる。また第１～第４電極は、必ずしも振動領域の全面に形成される必要はなく、少なくとも第１圧電膜および第２圧電膜の変位が生じる領域を挟んで配置する構成とすればよい。スリット６の配置も変更可能であり、カンチレバー構造のほか、ブリッジ構造やメンブレン構造とすることも可能である。

【0050】

（まとめ）
（１）本発明の圧電デバイスの一実施形態は、支持基板と、前記支持基板に接合して支持される振動領域を構成する圧電膜と、前記圧電膜を挟んで配置される電極とを備え、前記圧電膜は、少なくとも第１圧電膜および第２圧電膜を含み、前記振動領域は、前記第１圧電膜と前記第１圧電膜を挟んで配置される第１電極および第２電極とで構成される第１積層領域と、前記第２圧電膜と前記第２圧電膜を挟んで配置される第３電極および第４電極とで構成される第２積層領域と、前記第１積層領域と前記第２積層領域との間に配置され、前記第１積層領域と前記第２積層領域とを連結する中間領域とを含み、前記中間領域は、空隙を有する領域で構成される。

【0051】

本実施形態の圧電デバイスによれば、振動領域を厚く構成することができ、かつ振動領域の剛性の上昇が抑えられることから、第１積層膜を構成する第１圧電膜および第２積層膜を構成する第２圧電膜の変位が大きく、高い出力信号を得ることが可能となる。

【0052】

（２）前記中間領域は、一端が前記第１積層領域に接合され別の一端が前記第２積層領域に接合される連結部を複数含み、相互に離間する前記連結部の間に前記空隙を有する構成とされる。

【0053】

（３）前記中間領域は、前記第１積層領域と前記第２積層領域との間に積層される多孔質膜を含む構成とされる。

【符号の説明】

【0054】

１００～４００ 圧電デバイス
１ 支持基板
２ 絶縁膜
３ａ 第１圧電膜
３ｂ 第２圧電膜
４ａ～４ｄ 第１～第４電極
５ キャビティ
６ スリット
７ 振動領域
８ａ、８ｂ 引出電極
９ 連結部
９ａ 連結柱部
９ｂ 連結壁部
１０ 空隙
１１ 多孔質膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】