CN112993145A - 压电致动器的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属氧化物层难以剥离的压电致动器的制造方法。该压电致动器的制造方法包括形成振动板的工序、在所述振动板上形成第一电极的工序、在所述第一电极上形成压电体层的工序、在所述压电体层上形成第二电极的工序，形成所述振动板的工序具有单一层形成工序，该单一层形成工序包括利用气相法来形成包含锆的金属层的工序和烧成所述金属层而形成金属氧化物层的工序，重复所述单一层形成工序，来形成层压所述金属氧化物层而成的所述振动板，所述金属氧化物层的厚度小于200nm。

Description

压电致动器的制造方法
技术领域
本发明涉及一种压电致动器的制造方法。
背景技术
已知一种通过压电元件而使振动板变形的压电元件致动器。这样的压电致动器被用于例如液体喷出头等。
例如，在专利文献1中记载了具备由厚度1μm的二氧化硅膜和厚度200nm的氧化锆膜组成的振动板的压电致动器。
但是，在专利文献1中，由于氧化锆膜厚为200nm，因此在暴露于高温高湿的环境中时，存在氧化锆膜从二氧化硅膜上剥落的情况。
专利文献1：日本特开2005-168172号公报
发明内容
本发明所涉及的压电致动器的制造方法的一个方式，包括：
形成振动板的工序；
在所述振动板上形成第一电极的工序；
在所述第一电极上形成压电体层的工序；
在所述压电体层上形成第二电极的工序，
形成所述振动板的工序具有单一层形成工序，
该单一层形成工序包括利用气相法来形成包含锆的金属层的工序和烧成所述金属层而形成金属氧化物层的工序，
重复所述单一层形成工序，来形成层压所述金属氧化物层而成的所述振动板，
所述金属氧化物层的厚度小于200nm。
附图说明
图1为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器的剖视图。
图2为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器的金属氧化物层的剖视图。
图3为用于对本实施方式所涉及的压电致动器的制造方法进行说明的流程图。
图4为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器的制造工序的剖视图。
图5为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器的制造工序的剖视图。
图6为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头的分解立体图。
图7为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头的俯视图。
图8为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头的剖视图。
图9为示意性地表示本实施方式所涉及的打印机的立体图。
图10为表示实验例的评价结果的表。
图11为表示实验例的XRD测量结果的图形。
图12为表示实验例的XRD测量结果的图形。
具体实施方式
以下，利用附图，对本发明的优选的实施方式详细地进行说明。另外，在下文中所说明的实施方式并不对权利要求书中所记载的本发明的内容不当地进行限定。此外，在下文中所说明的结构并不一定全部都是本发明的必要构成要件。
1.压电致动器
首先，参照附图而对本实施方式所涉及的压电致动器进行说明。图1为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器100的剖视图。
如图1所示，压电致动器100包括振动板10和压电元件20。振动板10被设置在基板2上。
基板2为例如硅基板。在图示的例子中，在基板2上设置有开口部4。开口部4例如贯穿基板2。
振动板10具有可挠性，且根据压电元件20的动作而进行变形。振动板10具有例如氧化硅层12和金属氧化物层14。
氧化硅层12被设置在基板2上。氧化硅层12可以为SiO2层。氧化硅层的厚度为例如30nm以上且3μm以下。
金属氧化物层14被设置在氧化硅层12上。金属氧化物层14包含锆。金属氧化物层14为例如氧化锆层。金属氧化物层14可以为ZrO2层。
金属氧化物层14的厚度T小于200nm，优选为10nm以上且180nm以下，更加优选为50nm以上且150nm以下。金属氧化物层14的厚度T例如，能够通过利用SEM(ScanningElectron Microscope：扫描电子显微镜)对压电致动器100的截面进行观察来测定。
金属氧化物层14设置有多个。虽然在图示的例子中金属氧化物层14设置有两层，但是其数量并未被特别地限定，例如，为两层以上且十层以下，优选为两层以上且五层以下。多个金属氧化物层14的厚度T既可以相同，也可以不同。
金属氧化物层14具有柱状结晶结构。在此，图2为示意性地表示金属氧化物层14的剖视图，且为用于对柱状结晶结构进行说明的图。如图2所示，“柱状结晶结构”是指，晶粒G的形状为柱状，并且，晶粒边界GB从金属氧化物层14的下表面14a到上表面14b连续的结构。如图2所示，两层金属氧化物层14中的一个金属氧化物层14的晶粒边界GB和另一个金属氧化物层14的晶粒边界GB在横向(与基板2的上表面2a的垂线正交的方向)上错开。在图示的例子中，晶粒边界GB被设置成直线状。
在对于金属氧化物层14实施X射线衍射(X-ray diffraction：XRD)测量的情况下，例如，可以确认归属于金属氧化物层14的(-111)面的峰值P(-111)以及归属于金属氧化物层14的(-211)面的峰值P(-211)。另外，也可以确认归属于金属氧化物层14的(111)面的峰值P(111)。峰值P(-111)以及峰值P(-211)归属于单斜晶系的金属氧化物层14。峰值P(111)归属于四方晶系的金属氧化物层14。
在金属氧化物层14的XRD中，峰值P(-111)的位置为28.1°以上且28.5°以下。峰值P(-211)的位置为40.4°以上且41.4°以下。峰值P(111)的位置为29.5°以上且30.5°以下。
在金属氧化物层14的XRD中，峰值P(-211)的强度相对于峰值P(-111)的强度之比R为例如0.36以下，优选为0.31以下，更加优选为0.25以下，进一步更加优选为0.20以下。金属氧化物层14也可以是(-111)择优取向。“(-111)择优取向”是指，归属于金属氧化物层14的所有的峰值中峰值P(-111)的强度最大。峰值P(111)的强度可以大于峰值P(-211)的强度。
如图1所示，压电元件20被设置在振动板10上。压电元件20具有第一电极22、压电体层24以及第二电极26。
第一电极22被设置在金属氧化物层14上。第一电极22的形状为例如层状。第一电极22的厚度为例如3nm以上且200nm以下。第一电极22是例如铂层、铱层、钛层、钌层等金属层、这些金属的导电性氧化物层、镍酸镧(LaNiO3：LNO)层、钌酸锶(SrRuO3：SRO)层等。第一电极22也可以具有将多个以上例示的层进行层压而得的结构。
第一电极22为，用于向压电体层24施加电压的一个电极。第一电极22为被设置于压电体层24之下的下部电极。
压电体层24被设置在第一电极22上。在图示的例子中，压电体层24被设置在第一电极22上以及金属氧化物层14上。压电体层24被设置在第一电极22与第二电极26之间。压电体层24的厚度为例如200nm以上且2μm以下。通过向第一电极22与第二电极26之间施加电压，从而压电体层24能够进行变形。
压电体层24为例如钙钛矿结构的复合氧化物层。压电体层24为例如锆钛酸铅(Pb(Zr、Ti)O3：PZT)层、铌酸钾钠((K、Na)NbO3：KNN)层等。压电体层24也可以添加锰、铌、硅等添加剂。
第二电极26被设置在压电体层24上。另外，虽然未进行图示，但是第二电极26只要与第一电极22电气隔离，则也可以被设置在压电体层24的侧面以及金属氧化物层14上。
第二电极26的形状为例如层状。第二电极26的厚度为例如15nm以上且300nm以下。第二电极26为例如，铱层、铂层、钛层、钌层等金属层、这些金属的导电性氧化物层、钌酸锶层、镍酸镧层等。第二电极26也可以具有将多个以上所例示的层进行层压所得的结构。
第二电极26为，用于向压电体层24施加电压的另一个电极。第二电极26为被设置在压电体层24上的上部电极。
2.压电致动器的制造方法
接下来，参照附图而对本实施方式所涉及的压电致动器100的制造方法进行说明。图3为用于对本实施方式所涉及的压电致动器100的制造方法进行说明的流程图。图4以及图5为示意性地表示本实施方式所涉及的压电致动器100的制造工序的剖视图。
如图3所示，压电致动器100的制造方法包括：形成振动板10的振动板形成工序(步骤S1)、形成第一电极22的第一电极形成工序(步骤S2)、形成压电体层24的压电体层形成工序(步骤S3)、以及形成第二电极26的第二电极形成工序(步骤S4)。
如图4所示，在振动板形成工序(步骤S1)中，例如，对硅基板即基板2进行热氧化，而形成氧化硅层12。
接下来，利用气相法，在氧化硅层12上形成金属层13。作为气相法，可以列举出例如溅射法。金属层13为包含锆的层。金属层13为例如锆层。
如图5所示，烧成金属层13而形成金属氧化物层14。通过烧成，金属层13被氧化而成为金属氧化物层14。烧成的温度例如为850℃以上且1000℃以下，优选为900℃以上且950℃以下。只要烧成的温度为850℃以上，就能够抑制金属氧化物层14从金属层13剥离的情况。只要烧成的温度为1000℃以下，就能够抑制烧成的温度过高而在金属氧化物层14上产生裂纹的情况。
如图1所示，通过执行利用气相法而形成金属层13的工序和烧成金属层13而形成金属氧化物层14的工序，从而形成一层金属氧化物层14(单一层形成工序)。重复上述工序，形成层压有多层金属氧化物层14的振动板10。形成金属氧化物层14的工序的重复次数并未被特别地限定。
在第一电极形成工序(步骤S2)中，如图1所示，在振动板10上形成第一电极22。第一电极22通过例如溅射法、CVD(Chemical Vapor Deposition：化学气相沉积)法、真空蒸镀法等而形成。接下来，例如，通过光刻以及蚀刻来对第一电极22进行图案化(Patterning)。
在压电体层形成工序(步骤S3)中，在第一电极22上形成压电体层24。压电体层24通过例如溶胶凝胶法或MOD(Metal Organic Deposition：金属有机沉积)等液相法、CSD(Chemical Solution Deposition：化学溶液沉积)法、溅射法、CVD法、激光消融法等而形成。接下来，例如，通过光刻以及蚀刻来对压电体层24进行图案化。
在第二电极形成工序(步骤S4)中，在压电体层24上形成第二电极26。第二电极26通过例如溅射法、CVD法、真空蒸镀法等而形成。接下来，例如，通过光刻以及蚀刻来对第二电极26进行图案化。另外，也可以通过同一工序，来对第二电极26和压电体层24进行图案化。
接下来，从下表面侧对基板2进行蚀刻，而在基板2上形成开口部4。
通过以上的工序，能够制造压电致动器100。
压电致动器100的制造方法具有例如以下的效果。
在压电致动器100的制造方法中，在振动板形成工序(步骤S1)中具有单一层形成工序，该单一层形成工序包括利用气相法来形成包含锆的金属层13的工序和烧成金属层13而形成金属氧化物层14的工序，重复该单一层形成工序，而形成层压金属氧化物层14而成的振动板10。金属氧化物层14的厚度T小于200nm。
因此，与金属氧化物层的厚度T为200nm以上相比，能够制造出如下的压电致动器100，即，即使暴露于高温高湿的环境中，金属氧化物层14也难以从金属氧化物层14和氧化硅层12的界面以及金属氧化物层14和金属氧化物层14的界面剥离的压电致动器100(详细情况参照后述的“5.实验例”)。另外，与利用液相法而形成金属氧化物层的情况相比，金属氧化物层14难以剥离。因此，能够制造出耐久性以及可靠性高的压电致动器100。
另外，在压电致动器100的制造方法中，由于利用气相法来形成包含锆的金属层13的单一层，因此金属氧化物层14具有柱状结晶结构。此外，在振动板形成工序(步骤S1)中，重复实施形成金属层13且烧成金属层13并形成金属氧化物层14的工序。因此，如图2所示，在两层的金属氧化物层14中，一个金属氧化物层14的晶粒边界GB和另一个金属氧化物层14的晶粒边界GB在横向上错开。裂纹易于沿着晶粒边界GB而产生。因此，在压电致动器100中，由于晶粒边界GB错开，所以即使沿着一个金属氧化物层14的晶粒边界GB产生了裂纹，也能够通过一个金属氧化物层14的下表面14a和另一个金属氧化物层14的上表面14b的边境界面来阻止裂纹的行进。例如，在两层的金属氧化物层中若晶粒边界GB整齐则无法阻止裂纹的行进，金属氧化物层变得易于剥落。另外，单一层的意思是指由一层组成的层。
另外，由于金属氧化物层14具有柱状结晶结构，与金属氧化物层具有粒状结晶结构的情况相比，能够减少金属氧化物层14中的晶粒边界GB的比例。在晶粒边界GB处易于产生间隙，在间隙产生时，晶粒G彼此的结合力降低。例如，空气中的水分沿着晶粒边界GB侵入。因此，通过将金属氧化物层14设为晶粒边界GB的比例较少的柱状结晶结构，能够防止金属氧化物层14的剥离。另外，在通过液相法来形成包含锆的金属氧化物层时，该金属氧化物层具有粒状结晶结构。
在压电致动器100的制造方法中，金属氧化物层14的厚度T也可以为50nm以上且150nm以下。因此，能够制造金属氧化物层14更加难以剥离的压电致动器100。此外，在想要形成厚度T小于50nm的金属氧化物层时，成本会增加。因此，通过将厚度T设为50nm以上，能够抑制制造成本的增加。
在压电致动器100的制造方法中，金属氧化物层14为氧化锆层，在金属氧化物层14的XRD中，峰值P(-211)的强度相对于峰值P(-111)的强度之比R为0.36以下。只要比R为0.36以下，能够抑制在金属氧化物层14和氧化硅层12的界面中产生凹凸的情况，从而难以在界面中产生间隙。因此，金属氧化物层14难以从氧化硅层12剥离。
在压电致动器100的制造方法中，关于金属氧化物层14，也可以设为峰值P(111)的强度大于峰值P(-211)的强度。在此，峰值P(-111)以及峰值P(-211)归属于单斜晶系的金属氧化物层14，峰值P(111)归属于四方晶系的金属氧化物层14。四方晶系的金属氧化物层14通过被施加外力而成为单斜晶系，且体积增加。因此，在产生裂纹且对四方晶系的金属氧化物层14施加力时，金属氧化物层14能够从四方晶系成为单斜晶系且体积增加，并阻止裂纹的行进。因此，以峰值P(111)的强度大于峰值P(-211)的强度的程度而存在四方晶系的金属氧化物层14时，即使在金属氧化物层14上产生了裂纹也能够阻止裂纹的行进。在将金属氧化物层14的厚度T设为150nm以下时，金属氧化物层14的晶粒变得致密。因此，与归属于四方晶系的晶粒邻接的归属于单斜晶系的晶粒的比例增加，变得易于抑制裂纹的产生。
3.液体喷出头
接下来，参照附图而对本实施方式所涉及的液体喷出头进行说明。图6为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头200的分解立体图。图7为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头200的俯视图。图8为示意性地表示本实施方式所涉及的液体喷出头200的图7的Ⅷ-Ⅷ线剖视图。另外，在图6～图8中，作为互相正交的三个轴，而图示出X轴、Y轴以及Z轴。此外，在图6以及图8中，简略化地图示出压电元件20。
如图6～图8所示，液体喷出头200包括例如基板2、压电致动器100、喷嘴板220、保护基板240、电路基板250和可塑性基板260。另外，为了便于说明，在图7中，省略了电路基板250的图示。
在基板2上设置有压力产生室211。压力产生室211通过多个隔壁212而被划分。压力产生室211通过压电元件20而使容积发生变化。
在基板2的、压力产生室211的+X轴方向的端部处，设置有第一连通通道213以及第二连通通道214。第一连通通道213被构成为，通过从Y轴方向缩窄压力产生室211的+X轴方向的端部，从而使其开口面积变小。第二连通通道214的Y轴方向的宽度例如与压力产生室211的Y轴方向的宽度相同。在第二连通通道214的+X轴方向上设置有与多个第二连通通道214连通的第三连通通道215。第三连通通道215构成歧管216的一部分。歧管216成为各压力产生室211的共用的液室。以此方式，在基板2上设置有由第一连通通道213、第二连通通道214以及第三连通通道215构成的供给流道217、和压力产生室211。供给流道217与压力产生室211连通，且向压力产生室211供给液体。
喷嘴板220被设置在基板2的一侧的面上。喷嘴板220的材质例如为SUS(Steel UseStainless：不锈钢)。喷嘴板220通过例如粘合剂或热熔覆膜等而与基板2接合在一起。在喷嘴板220上沿着Y轴而设置有多个喷嘴孔222。喷嘴孔222与压力产生室211连通，并喷出液体。振动板10被设置在基板2的另一侧的面上。
压电元件20被设置有多个。压电元件20的数量并未被特别地限定。
在液体喷出头200中，通过具有机电转换特性的压电体层24的变形，从而使振动板10以及第一电极22发生位移。即，在液体喷出头200中，振动板10以及第一电极22实际上具有作为振动板的功能。
第一电极22作为针对每个压力产生室211而独立的单独电极而构成。第一电极22的Y轴方向的宽度小于压力产生室211的Y轴方向的宽度。第一电极22的X轴方向的长度大于压力产生室211的X轴方向的长度。在X轴方向上，第一电极22的两端以夹着压力产生室211的两端的方式而设置。在第一电极22的-X轴方向的端部上连接有引线电极202。
压电体层24的Y轴方向的宽度例如大于第一电极22的Y轴方向的宽度。压电体层24的X轴方向的长度例如大于压力产生室211的X轴方向的长度。第一电极22的+X轴方向的端部例如位于压电体层24的+X轴方向的端部与压力产生室211的+X轴方向的端部之间。第一电极22的+X轴方向的端部被压电体层24覆盖。另一方面，压电体层24的-X轴方向的端部例如位于第一电极22的-X轴方向侧的端部与压力产生室211的+X轴方向的端部之间。第一电极22的-X轴方向侧的端部并未被压电体层24覆盖。
第二电极26例如被连续地设置在压电体层24以及振动板10上。第二电极26作为多个压电元件20所共用的共用电极而构成。
保护基板240通过粘合剂203而与基板2接合在一起。在保护基板240上设置有贯穿孔242。在图示的例子中，贯穿孔242于Z轴方向上贯穿保护基板240，且与第三连通通道215连通。贯穿孔242以及第三连通通道215构成了成为各压力产生室211的共用的液室的歧管216。进一步而言，在保护基板240上设置有于Z轴方向上贯穿保护基板240的贯穿孔244。引线电极202的-X轴方向的端部位于贯穿孔244中。
在保护基板240上设置有开口部246。开口部246为用于不阻碍压电元件20的驱动的空间。开口部246既可以被密封，也可以不被密封。
电路基板250被设置在保护基板240上。电路基板250中包括，用于驱动压电元件20的半导体集成电路(IC：Integrated Circuit)。电路基板250和引线电极202经由连接配线204而被电连接。
可塑性基板260被设置在保护基板240上。可塑性基板260具有被设置于保护基板240上的密封层262和被设置于密封层262上的固定板264。密封层262为用于对歧管216进行密封的层。密封层262例如具有可挠性。在固定板264上设置有贯穿孔266。贯穿孔266在Z轴方向上贯穿固定板264。贯穿孔266在从Z轴方向进行观察时，被设置在与歧管216重叠的位置处。
4.打印机
接下来，参照附图而对于本实施方式所涉及的打印机进行说明。图9为示意性地表示本实施方式所涉及的打印机300的立体图。
打印机300为喷墨式的打印机。如图9所示，打印机300包括头单元310。头单元310例如具有液体喷出头200。液体喷出头200的数量并未被特别地限定。头单元310以可拆装的方式而设置有构成供给单元的盒312、314。搭载有头单元310的滑架316以轴向移动自如的方式被设置在安装于装置主体320上的滑架轴322上，且喷出从液体供给单元被供给的液体。
此处，液体只需是物质处于液相时的状态的材料即可，溶胶、凝胶等这样的液状状态的材料也被包含在液体中。此外，除了作为物质的一种状态的液体之外，由颜料或金属粒子等固体物构成的功能材料的粒子被溶解、分散或者是混合在溶剂中而成的物质等也被包含在液体中。作为液体的代表性的示例可以列举出油墨或液晶乳化剂等。油墨是指，一般性的水性油墨以及油性油墨、凝胶油墨、热溶性油墨等包含各种液体状组合物的油墨。
在打印机300中，通过经由未图示的多个齿轮以及同步带332而向滑架316传递驱动电机330的驱动力，从而使搭载了头单元310的滑架316沿着滑架轴322进行移动。另一方面，在装置主体320上设置有作为输送机构的输送辊340，该输送辊340使纸张等作为被记录介质的薄片S相对于液体喷出头200而进行相对移动。对薄片S进行输送的输送机构并不限于输送辊，也可以是带或滚筒等。
打印机300包括作为对液体喷出头200以及输送辊340进行控制的控制部的打印机控制器350。打印机控制器350与液体喷出头200的电路基板250电连接。打印机控制器350具备例如对各种数据临时性地进行存储的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、对控制程序等进行存储的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、CPU(Central ProcessingUnit：中央处理器)以及产生用于向液体喷出头200进行供给的驱动信号的驱动信号产生电路等。
另外，压电致动器100并不限于液体喷出头以及打印机，能够被应用于广泛的用途。压电致动器100被适当地用作例如超声波电机、振动式除尘装置、压电变压器、压电扬声器、压电泵、压力-电气转换设备等。
5.实验例
5.1.试样的制作
对硅基板进行热氧化，来形成SiO2层。接下来，通过溅射法，在SiO2层上形成Zr层。接下来，以850℃～1000℃来实施烧成，使Zr层成为ZrO2层。图10为表示通过实验例而制作出的ZrO2层的结构的图。
如图10所示，在实验例1～实验例5中，形成了一层厚度不同的ZrO2层。另外，Zr层的厚度为，ZrO2层的目标的厚度除以1.44的值。例如，在实验例1中，由于ZrO2层的目标的厚度为50nm，因而形成厚度约35nm的Zr层。
在实验例6～实验例11中，通过重复进行由溅射法实施的Zr层的形成以及由烧成实施的Zr层的氧化，从而形成两层的ZrO2层。实验例6～实验例11的第一层或者第二层的ZrO2层的厚度彼此不同。
在实验例12中，通过重复进行由溅射法实施的Zr层的形成以及由烧成实施的Zr层的氧化，从而形成三层ZrO2层。
在实验例13中，通过重复进行由溅射法实施的Zr层的形成以及由烧成实施的Zr层的氧化，从而形成四层ZrO2层。
在实验例14中，在通过由溅射法实施的Zr层的形成以及由烧成实施的Zr层的氧化而形成第一层的ZrO2层之后，利用液相法来形成第二层的ZrO2层。在液相法中，在涂布了Zr和有机物的化合物之后，以850℃～1000℃进行烧成。
5.2.对于环境变化的耐久评价
在如上述那样制作的试样中，实施对于环境变化的耐久评价。具体而言，对于在温度45℃且湿度5％的干燥环境下暴露24小时的试样以及在温度45℃且湿度95％的高温高湿环境下暴露24小时的试样，实施划痕试验。划痕试验为，升高压力直到ZrO2层剥离，将剥离的压力(millinewton：毫牛顿/mN)作为划痕强度进行记录。划痕试验使用RHESCA公司制的“CRS5000”。
在图10中，作为对于环境变化的耐久评价，而示出干燥环境和高温高湿环境中的划痕强度的变化量的评价。关于划痕试验，获得的值会因进行划擦的针的尖端的曲率半径等参数而变化，使用变化量进行相对性比较。图10所示的评价基准为如下。
A：划痕强度的变化量小于3％
B：划痕强度的变化量为3％以上且小于10％
C：划痕强度的变化量为10％以上
另外，设为“划痕强度的变化量”＝(“干燥环境的划痕强度”-“高温高湿环境的划痕强度”)/“干燥环境的划痕强度”×100。
如图10所示，ZrO2层的一层的厚度为200nm以上的试样与ZrO2层的一层的厚度小于200nm的试样相比耐久评价较低。关于ZrO2层的一层的厚度小于200nm的试样，即便使ZrO2层压，耐久评价也较高。由此可知，通过将ZrO2层的一层的厚度设为小于200nm，从而ZrO2层变得难以剥离。
关于利用液相法形成第二层的ZrO2层的实验例15，尽管厚度为100nm，耐久评价也为“C”。利用SEM对第二层的ZrO2层的截面进行观察，实验例15的第二层的ZrO2层具有粒状结晶结构。相对于此，利用溅射法的Zr层的形成以及通过氧化而形成的ZrO2层全部为柱状结晶结构。由此可知，柱状结晶结构的ZrO2层与粒状结晶结构的ZrO2层相比更加难以剥离。
在图10中，在耐久评价为“C”的试样中，ZrO2层的ZrO2层和SiO2层的界面、或者ZrO2层和ZrO2层的界面剥离，并未从ZrO2层的表面或ZrO2层的内部断裂(脆性断裂)。
此外，在实施划痕试验之前，将试样在70℃～80℃的重水中暴露24小时之后，实施SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry：次级离子质谱)分析。其结果为，在耐久评价为“C”的试样中，在ZrO2层和SiO2层的界面以及ZrO2层和ZrO2层的界面的至少一方中，看到了重水的反应。由此可知，通过将ZrO2层的厚度设为200nm以下，并且利用气相法来形成Zr层，而能够使间隙难以在金属氧化物层与氧化硅层之间产生，从而能够减少向金属氧化物层和氧化硅层的界面侵入的水分。另外，可知能够使间隙难以在金属氧化物层与金属氧化物层之间产生，能够减少向金属氧化物层和金属氧化物层的界面侵入的水分。
5.3.XRD测量
在实施划痕试验之前，对于试样实施了XRD测量(Out of plane测量)。在XRD测量中使用Bruker(布鲁克)公司制的“D8 Discover with GADDS”。在XRD测量中，使用Cu的Kα线。在XRD测量中，将所取角度设为2Theta：20°～50°、Gamma：-95°～-85°。将XRD的装置配置设为，Frame angles：2Theta：35°、Omega：10°、Phi：0°、Chi：90°。
XRD测量对于实验例1、实验例2、实验例4、实验例5、实验例11、实验例13来实施。图11为表示实验例1、实验例2、实验例4、实验例5的XRD测量结果的图形。图12为表示实验例11、实验例13的XRD测量结果的图形。
如图11以及图12所示，在实验例1、实验例2、实验例4、实验例5、实验例11、实验例13中，可以确认出归属于ZrO2层的(-111)面的峰值P(-111)以及归属于ZrO2层的(-211)面的峰值P(-211)。在图10中，示出峰值P(-211)的强度相对于峰值P(-111)的强度之比R。
如图10所示，可知强度之比R为0.36以下的试样与强度之比R大于0.36的情况相比耐久评价良好。
如图11以及图12所示，在实验例1、实验例2中，归属于ZrO2层的(111)面的峰值P(111)的强度大于归属于ZrO2层的(-211)面的峰值P(-211)的强度。
本发明并不限定于上述的实施方式，其能够进一步进行各种各样的变形。例如，本发明包括与实施方式中所说明的结构实质上相同的结构。实质上相同的结构是指，例如功能、方法以及结构相同的结构，或者目的以及效果相同的结构。此外，本发明包括对实施方式中所说明的结构的非本质性的部分进行了置换的结构。此外，本发明包括能够获得与实施方式中所说明的结构相同的作用效果的结构，或者是能够达成相同的目的的结构。此外，本发明包括在实施方式中所说明的结构中附加了公知技术的结构。
符号说明
2…基板；2a…上表面；4…开口部；10…振动板；12…氧化硅层；13…金属层；14…金属氧化物层；14a…下表面；14b…上表面；20…压电元件；22…第一电极；24…压电体层；26…第二电极；100…压电致动器；200…液体喷出头；202…引线电极；203…粘合剂；204…连接配线；211…压力产生室；212…隔壁；213…第一连通通道；214…第二连通通道；215…第三连通通道；216…歧管；217…供给流道；220…喷嘴板；222…喷嘴孔；240…保护基板；242、244…贯穿孔；246…开口部；250…电路基板；260…可塑性基板；262…密封层；264…固定板；266…贯穿孔；300…打印机；310…头单元；312、314…盒；316…滑架；320…装置主体；322…滑架轴；330…驱动电机；332…同步带；340…输送辊；350…打印机控制器。

Claims (7)

1.一种压电致动器的制造方法，包括：
形成振动板的工序；
在所述振动板上形成第一电极的工序；
在所述第一电极上形成压电体层的工序；
在所述压电体层上形成第二电极的工序，
形成所述振动板的工序具有单一层形成工序，
该单一层形成工序包括利用气相法来形成包含锆的金属层的工序和烧成所述金属层而形成金属氧化物层的工序，
重复所述单一层形成工序，来形成层压所述金属氧化物层而成的所述振动板，
所述金属氧化物层的厚度小于200nm。
2.如权利要求1所述的压电致动器的制造方法，其中，
所述金属氧化物层的厚度为50nm以上。
3.如权利要求1或2所述的压电致动器的制造方法，其中，
所述金属氧化物层的厚度为150nm以下。
4.如权利要求1所述的压电致动器的制造方法，其中，
所述金属氧化物层具有柱状结晶结构。
5.如权利要求1所述的压电致动器的制造方法，其中，
所述金属氧化物层为氧化锆层，
在所述金属氧化物层的X射线衍射中，归属于(-211)面的峰值的强度相对于归属于(-111)面的峰值的强度之比为0.36以下。
6.如权利要求5所述的压电致动器的制造方法，其中，
归属于所述(-111)面的峰值的位置为28.1°以上且28.5°以下，
归属于所述(-211)面的峰值的位置为40.4°以上且41.4°以下。
7.如权利要求5或6所述的压电致动器的制造方法，其中，
归属于(111)面的峰值的强度大于归属于所述(-211)面的峰值的强度，
归属于所述(111)面的峰值的位置为29.5°以上且30.5°以下。
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