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公開番号2025114897
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-06
出願番号2024009113
出願日2024-01-25
発明の名称圧電素子
出願人株式会社デンソー,トヨタ自動車株式会社,株式会社ミライズテクノロジーズ,日清紡マイクロデバイス株式会社
代理人弁理士法人ゆうあい特許事務所
主分類H10N 30/87 20230101AFI20250730BHJP()
要約【課題】信頼性が低下することを抑制できる圧電素子を提供する。
【解決手段】電極膜60は、浮遊領域21bから支持領域21aに渡って形成され、電極部81および電極部81と接続される電極膜60は、それぞれ外部に露出する部分を有し、電極部81は、第1配線部811と、第1配線部811と電気的に接続され、パッド部101を構成する第2配線部812と、を有し、第1配線部811は、第2配線部812および電極膜60よりもイオン化傾向の大きい材料で構成されるようにする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
圧電素子であって、
支持体（１０）と、
前記支持体上に配置され、圧電膜（５０）および前記圧電膜と接続される電極膜（６０）を含み、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いると共に前記支持体から浮遊している浮遊領域（２１ｂ）とを有する振動部（２０）と、
前記支持領域に配置され、前記電極膜と電気的に接続されると共に外部回路と接続されるパッド部（１０１）を含む電極部（８１）と、を備え、
前記電極膜は、前記浮遊領域から前記支持領域に渡って形成され、
前記電極部および前記電極部と接続される電極膜は、それぞれ外部に露出する部分を有し、
前記電極部は、第１配線部（８１１）と、前記第１配線部と電気的に接続され、前記パッド部を構成する第２配線部（８１２）と、を有し、
前記第１配線部は、前記第２配線部および前記電極膜よりもイオン化傾向の大きい材料で構成されている圧電素子。
続きを表示（約 430 文字）【請求項２】
前記第１配線部は、前記第２配線部よりも外部に露出する部分の面積が大きくされている請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記第２配線部は、前記電極膜よりもイオン化傾向の小さい材料で構成されている請求項１または２に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記電極部は、前記第１配線部上に前記第２配線部が配置されている請求項３に記載の圧電素子。
【請求項５】
前記電極部は、前記圧電膜上において、前記第１配線部と前記第２配線部とが並べて配置される部分を有している請求項３に記載の圧電素子。
【請求項６】
前記電極部は、前記第２配線部上に前記第１配線部が配置されており、
前記第１配線部は、前記第２配線部を露出させるコンタクトホール（８１１ｂ）が形成され、
前記第２配線部は、前記コンタクトホールから露出する部分で前記パッド部が構成される請求項３に記載の圧電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、圧電素子に関するものである。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、振動部を有する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、この圧電素子は、支持体上に、圧電膜および圧電膜と電気的に接続される電極膜を有する振動部が積層された構成とされている。そして、圧電素子は、支持体に凹部が形成されており、振動部は、支持体から浮遊して振動可能とされた浮遊領域と、支持体上に配置されて支持体に支持される支持領域とを有している。なお、電極膜は、浮遊領域に形成されていると共に、浮遊領域から支持領域まで延設されている。
【０００３】
また、この圧電素子は、支持領域に、外部回路との接続を図るための電極部が形成されている。詳しくは、電極部は、浮遊領域から支持領域まで延設された電極膜を露出させる孔部を通じて電極膜と接続される配線部を有している。そして、配線部は、圧電膜上に配置された部分が外部回路との接続を図るパッド部として用いられる。
【０００４】
なお、圧電膜は、例えば、窒化スカンジウムアルミニウム等で構成され、電極膜は、窒化スカンジウムアルミニウムと格子定数の差が小さいモリブデン等が用いられる。また、配線部は、アルミニウムや金等が用いられる。
【０００５】
そして、この圧電素子は、浮遊領域が振動することで浮遊領域を構成する圧電膜の電荷が変化するため、この電荷を電極膜からパッド部を通じて外部回路に出力する。
【０００６】
なお、この圧電素子は、圧電膜および電極膜を順に成膜した後、レジスト等で構成されるマスクを配置してエッチング等で適宜パターニングを行い、その後にマスクを剥離する等して製造される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２３－０４４４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、本発明者らが上記圧電素子について検討したところ、マスクを剥離する際に圧電素子を剥離液に浸すと、ガルバニック電流が流れることで信頼性が低下する可能性があることが確認された。なお、ガルバニック電流は、異種金属接合を構成するそれぞれの金属が剥離液に晒されると流れる電流のことである。このため、ガルバニック電流に起因する腐食は、異種金属接合を構成するそれぞれの金属が外部に露出している場合に発生し得る。
【０００９】
例えば、電極膜をモリブデンで構成すると共に配線部を金で構成した場合、ガルバニック電流が流れることでイオン化傾向が大きいモリブデンが腐食することが確認された。また、電極膜をモリブデンで構成すると共に配線部をアルミニウムで構成した場合、ガルバニック電流が流れることでイオン化傾向が大きいアルミニウムが腐食することが確認された。
【００１０】
そして、電極膜が腐食した場合には、浮遊領域の電荷の変化を電極膜で検出し難くなり、信頼性が低下する可能性がある。さらに、電極膜が腐食した場合には、浮遊領域の全体のバランスが崩れ、浮遊領域が反る等することで信頼性が低下する可能性がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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