压电器件、超声波的器件及图像装置、探测器和电子设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及压电器件、具有该压电器件的超声波器件、利用了超声波器件的探测器、电子设备以及超声波图像装置等。
【背景技术】
[0002]在超声波转换器中，在硅制基体上形成有开口部。用振动膜堵塞开口部。在振动膜的表面上支承有压电元件。在振动膜的表面上层叠屏障层。屏障层夹在压电元件与振动膜之间。屏障层用于防止压电元件与振动膜之间产生化学性的相互作用。振动膜由除氧化硅、碳化硅、氮化硅之外的硅类材料形成。屏障层由Al203、Zr02、Ti02、Hf02、Mg0或LaA102B成。
[0003]例如声匹配材填充在开口部中时那样，有时水或湿气会进入开口部。在这种情况下，振动膜在开口部内的空间中暴露在水或湿气中。由于氧化硅具有渗水性，因此水或湿气渗进振动膜并到达压电元件。其结果，存在压电材料被腐蚀之忧。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本国特开2002-271897号公报
【发明内容】
[0007]根据本发明的至少一个方式，可以提供一种能够可靠地保护压电元件免受水或湿气影响的压电器件。
[0008](1)本发明的一个方式涉及一种压电器件，其包括:基体，具有开口部；振动膜，用于堵塞所述开口部；以及压电元件，支承于所述振动膜，所述振动膜具有:第一层，由具有比氧化硅小的渗水性的材料形成；以及第二层，紧贴在所述第一层上形成，并具有比形成所述第一层的材料大的韧性值。
[0009]振动膜进行超声波振动。在振动时，振动膜发生变形。由于振动膜的第二层具有强的韧性，因此即使在振动时处于变形，也能够防止第二层的表面发生缺损或龟裂。由于第一层紧贴在这样的第二层的表面上，因此能够维持第一层的连续性。这样，振动膜的表面维持耐湿性能。压电元件相对于进入开口部的空间内的水或湿气隔离。能够可靠地保护压电元件免受水或湿气的影响。
[0010](2)也可以是，所述基体具有多个所述开口部，所述第一层在彼此相邻的所述开口部之间连续。由于第一层不间断地连续，因此可靠地保护压电元件免受水或湿气的影响。[0011 ] (3)也可以是，所述振动膜具有第三层，该第三层设置于比所述第一层及所述第二层更靠向所述开口部侧的位置，并且具有与所述基体的材质的蚀刻速率不同的蚀刻速率。在形成开口部时，对基体实施蚀刻处理。由于基体与第三层的蚀刻速率不同，因此第三层作为蚀刻终止层而发挥作用。这样，可靠地确保指定厚度的振动膜。
[0012](4)可以是，所述第二层形成为包含氧化锆(Zr02)。氧化锆具有至少比氮化硅(Si3N4)、碳化硅(SiC)、氧化铝(A1203)高的韧性。
[0013](5)可以是，所述第一层形成为包含氧化铝(A1203)、氧化钽(TaOx)及氧化铪(HfOx)中至少任一种。氧化铝、氧化钽及氧化給具有至少比氧化娃(Si02)小的渗水性。
[0014](6)可以是，所述第三层可以形成为包含氧化硅(Si02)。例如基体可以由硅形成，在这种情况下，氧化硅相对于指定的蚀刻夜，具有与硅的蚀刻速率不同(慢)的蚀刻速率。
[0015](7)可以是，所述第二层由Zr02形成，所述第一层由A1 203形成，所述第一层形成于夹在所述第二层和所述第三层之间的位置。通过A1203的作用，2抑2的振动膜可靠地紧贴在Si02的保护膜上。
[0016](8)可以是，超声波器件包括压电器件。这样，压电器件能够用于超声波器件。
[0017](9)超声波器件可以组装在探测器中使用。此时，探测器具备超声波器件以及支承所述超声波器件的壳体即可。
[0018](10)超声波器件可以组装在电子设备中使用。此时，电子设备具备超声波器件以及与所述超声波器件连接并处理所述超声波器件的输出的处理装置即可。
[0019](11)超声波器件可以组装在超声波图像装置中使用。此时，超声波图像装置具备超声波器件以及用于显示基于所述超声波器件的输出而生成的图像的显示装置即可。
[0020](12) 一种压电器件，其特征在于，包括:基体，具有开口部；保护膜，设置在所述基体上；振动膜，在所述保护膜上依次层叠第一层、第二层而形成；以及压电元件，设置在所述振动膜上，且在从所述基体的厚度方向观察的俯视下，位于与所述开口部重叠的位置，所述第一层的渗水性低于所述保护膜，所述第二层的韧性值比所述第一层的韧性值大。
【附图说明】
[0021]图1是简要示出一实施方式的电子设备的一个具体例即超声波诊断装置的外观图。
[0022]图2是第一实施方式的超声波器件的放大俯视图。
[0023]图3是沿图1的A-A线截取的截面图。
[0024]图4是简要示出超声波器件的制造方法中形成压电元件的工序为止的放大截面图。
[0025]图5是简要示出超声波器件的制造方法中形成开口部的工序的放大截面图。
[0026]图6是简要示出超声波器件的制造方法中灌入声匹配层的材料的工序的放大截面图。
[0027]图7是简要示出超声波器件的制造方法中粘合声透镜的工序的放大截面图。
[0028]图8是示出氧化锆膜、氧化铝层及氧化硅膜的层叠体的截面的电子显微镜照片。
[0029]图9是示出比较例的氧化锆膜及氧化硅膜的截面的电子显微镜照片。
[0030]图10是示出氧化锆膜的紧贴力的图表。
[0031]图11是第二实施方式的超声波器件的放大俯视图。
[0032]附图标记说明
[0033]11 作为电子设备的超声波图像装置(超声波诊断装置)
[0034]12 处理部(装置终端)13 探测器(超声波探测器)
[0035]15 显示装置(显示面板)16 壳体
[0036]17压电器件(超声波器件)21基体
[0037]25压电元件46开口部
[0038]48第一层(耐湿层)49第二层(刚性膜)
[0039]51第三层(保护膜)
【具体实施方式】
[0040]下面，一边参照附图，一边对本发明的一实施方式进行说明。此外，以下说明的本实施方式并不是用于对权利要求书中所记载的本发明的内容进行不合理地限定，本实施方式中所说明的结构并不一定都是本发明的解决手段所必须的。
[0041](1)超音波诊断装置的整体结构
[0042]图1简要示出本发明的一实施方式的电子设备的一个具体例即超声波诊断装置(超声波图像装置)11的结构。超声波诊断装置11具备装置终端(处理部)12以及超声波探测器(探测器)13。装置终端12与超声波探测器13通过电缆14相互连接。装置终端12与超声波探测器13通过电缆14交换电信号。在装置终端12上组装有显示面板(显示装置)15。显示面板15的画面显露在装置终端12的表面上。在装置终端12中，根据由超声波探测器13检测到的超声波生成图像。图像化的检测结果显示在显示面板15的画面上。
[0043]超声波探测器13具有