超聲波探頭及其制造方法、以及壓電振動子及其制造方法
【專利摘要】本實施方式涉及的超聲波探頭具備：具有結(jié)晶方位為[100]的面亦即第1面以及與所述第1面對置并且結(jié)晶方位為[100]的面亦即第2面的單結(jié)晶壓電體；被設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第1面?zhèn)鹊牡?電極以及被設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第2面?zhèn)鹊牡?電極；被設(shè)置在所述第1電極之上的聲匹配層；以及被設(shè)置在所述第2電極之下的背襯材料，所述單結(jié)晶壓電體沿著經(jīng)過所述第1電極、所述單結(jié)晶壓電體和所述第2電極的第1方向被分極，包含所述第1方向的剖開面具有沿著所述第1電極或所述第2電極的多層形狀，所述多層形狀中的各層的厚度為0.5微米以上5微米以下。
【專利說明】超聲波探頭及其制造方法、以及壓電振動子及其制造方法
[0001]本申請主張2012年8月28日申請的日本專利申請?zhí)?012-187427的優(yōu)先權(quán)，并在本申請中引用上述專利申請的全部內(nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明的實施方式涉及超聲波探頭、壓電振動子、超聲波探頭制造方法以及壓電振動子制造方法。
【背景技術(shù)】
[0003]醫(yī)用超聲波診斷裝置以及超聲波圖像檢查裝置經(jīng)由超聲波探頭向?qū)ο笪锇l(fā)送超聲波，并根據(jù)由來自對象物內(nèi)部的反射波產(chǎn)生的反射信號(回波信號)，對對象物的內(nèi)部進行圖像化。在醫(yī)用超聲波診斷裝置以及超聲波圖像檢查裝置中，主要使用具有超聲波發(fā)送接收功能的電子操作式的陣列式超聲波探頭。
[0004]通常的超聲波探頭具有:背襯材料；被接合在背襯材料上并在壓電體的兩面形成電極的壓電振動子；以及被接合在壓電振動子上的聲匹配層。壓電振動子以及聲匹配層通過陣列加工被形成為多個通道。在聲匹配層上形成了聲透鏡。與各通道相對應(yīng)的壓電振動子的電極經(jīng)由控制信號基板(撓性印制電路板:Flexible printed circuit, FPC),再經(jīng)由電纜，與醫(yī)用超聲波診斷裝置以及超聲波圖像檢查裝置的裝置主體連接。
[0005]在如上所述的超聲波探頭中，壓電振動子是進行超聲波的發(fā)送接收的能動部件。作為壓電振動子的特性，要求大的介電常數(shù)和壓電常數(shù)以及小的介質(zhì)損失。
[0006]作為壓電振動子的材料，從1970年代就已開始使用鋯鈦酸鉛(PZT)系壓電陶瓷。作為壓電振動子的材料，從2005年起開始使用了具有鉛復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的高性能的壓電單結(jié)晶。具有鉛復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的高性能的壓電單結(jié)晶由鈦酸鉛(PbTiO3)和包含由Pb (BI，Nb)O3(其中，BI是鎂、鋅、銦、鈧等中的至少一種)構(gòu)成的馳豫(relaxor)系鉛復(fù)合I丐鈦礦化合物的壓電單結(jié)晶構(gòu)成。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)中，示出了一種壓電單結(jié)晶，該壓電單結(jié)晶是具有以[Pb(Mg，Nb)O3](1_χ).[Pb (TiO3) ] (x)(以下，稱為PMN-PT): (x=0.26以上0.29以下)等組成的且具有鉛復(fù)合鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的偽立方晶的單結(jié)晶；其特征在于:在25°C下的介電常數(shù)的值為5000以上，且偽立方晶和正方晶之間的變態(tài)溫度Trt下的相對介電常數(shù)的值為25°C下的相對介電常數(shù)的2.5倍以上。
[0008]作為其他的現(xiàn)有例，示出了鋅鈮酸鉛-鈦酸鉛Pb (Zn1/3, Nb273) O3-Pb (TiO3)(以下，稱為PZN-PT)中，當(dāng)一邊從相轉(zhuǎn)移溫度以上的高溫使溫度降低一邊施加直流電場時，能夠根據(jù)條件將區(qū)域尺寸控制在8-20 μ m的范圍內(nèi)。該方法中的區(qū)域沿與電極面平行的方向形成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明能夠提供提高了介電常數(shù)和壓電常數(shù)d33的壓電振動子以及壓電振動子的制造方法，并且能夠提供提高了靈敏度的超聲波探頭以及超聲波探頭制造方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是表示制造本實施方式涉及的壓電振動子的步驟的流程的流程圖的一個例子的圖。
[0011]圖2是表示本實施方式的實施例1涉及的壓電振動子的外觀的一個例子的外觀圖。
[0012]圖3是表示用剖面ABCD剖開圖2中的壓電振動子之后的剖開面中、一部分A’B’C’D’的剖面像的圖。
[0013]圖4是表示在圖3的剖開面A’B’C’D’中，厚度方向的凹凸分布的一個例子的圖。。
[0014]圖5是將在被直流極化的PMN-PT (71/29)的壓電振動子(比較例)中、與剖開面AB⑶的一部分(10 μ mX 10 μ m)A’ B’ C’ D’相對應(yīng)的部分的剖面像與凹凸的圖例一起表示的圖。
[0015]圖6是表示在與圖3的剖開面AB⑶的一部分A’ B’ C’ D’相對應(yīng)的比較例的剖開面中，厚度方向的凹凸分布的一個例子的圖。
[0016]圖7是表示本實施方式的實施例3涉及的壓電振動子的外觀的一個例子的外觀圖。
[0017]圖8是表不用剖面EFGH剖開圖7中的壓電振動子之后的剖開面中、一部分E’ F，G’ H’的剖面像的圖。
[0018]圖9是表示在剖開面E’ F’` G’ H’中，厚度方向的凹凸分布的一個例子的圖。
[0019]圖10是表示本實施方式的實施例4涉及的超聲波探頭的結(jié)構(gòu)的一個例子的圖。
[0020]圖11是表示示出制造本實施方式的實施例4涉及的超聲波探頭的步驟的流程的流程圖的一個例子的圖。
[0021]圖12是將本實施方式的實施例4涉及的、將頻譜與比較例的頻譜一起表示的圖。
[0022]圖13是將本實施方式的實施例4涉及的、基于多個通道產(chǎn)生的輸出(靈敏度)分布與比較例的輸出分布一起表示的圖。
[0023]符號說明
[0024]I…壓電振動子、10...單結(jié)晶晶片、12...前面電極、14...背面電極、20...壓電振動子、21...單結(jié)晶晶片、23...前面電極、25...背面電極、100…超聲波探頭、102…背襯材料、104...信號用FPC、106...單結(jié)晶壓電振動子、108…第I聲匹配層
【具體實施方式】
[0025]本實施方式涉及的超聲波探頭具備:單結(jié)晶壓電體、第I電極、第2電極、聲匹配層、以及背襯材料。單結(jié)晶壓電體具有結(jié)晶方位為[100]的面亦即第I面、以及與第I面對置并且結(jié)晶方位為[100]的面亦即第2面。第I電極被設(shè)置在單結(jié)晶壓電體的第I面?zhèn)壬?。?電極被設(shè)置在單結(jié)晶壓電體的第2面?zhèn)壬?。聲匹配層被設(shè)置在第I電極之上。背襯材料被設(shè)置在第2電極之下。單結(jié)晶壓電體沿著經(jīng)過第I電極、單結(jié)晶壓電體以及第2電極的第I方向被分極。包含第I方向的剖開面具有沿著第I電極或第2電極的多層形狀。多層形狀中的各層的厚度為0.5微米以上5微米以下。[0026]以下，參照附圖對實施方式涉及的壓電振動子的制作方法、壓電振動子、陣列式超聲波探頭的制造方法、以及陣列式超聲波探頭進行說明。
[0027]本實施方式涉及的壓電振動子通過以下的方法制造。
[0028]圖1是表示制造本實施方式涉及的壓電振動子的步驟的流程的流程圖。
[0029]本實施方式涉及的壓電單結(jié)晶至少包含鈦酸鉛(PbTi03)和馳豫系鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物(Pb(Bl、B2)03): (BI是鎂、銦中的至少一種，B2是鈮)。關(guān)于上述壓電單結(jié)晶的鑄錠制造方法，存在溶劑法、熔融布里奇曼法、TSSC法(Top Seeded Solution Groth)、水平熔融布里奇曼法、以及CZ法(Czochralski法，直拉法)等。在本實施方式中，并不局限于上述壓電單結(jié)晶的鑄錠制造法。通過上述的任一項的方法，都能夠制造出壓電單結(jié)晶(步驟Sal)。
[0030]鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物在95°C以上150°C以下的范圍內(nèi)，具有從棱面體晶系到正方晶系的相轉(zhuǎn)移溫度(以下，稱為Trt)、從棱面體晶系到單斜晶系的相轉(zhuǎn)移溫度(以下，稱為Trm)、以及從單斜晶系到正晶系的相轉(zhuǎn)移溫度(以下，稱為Tmt)。在相轉(zhuǎn)移溫度小于95°C的情況下，如下所述，介電常數(shù)、結(jié)合系數(shù)等的電氣特性的溫度依存特性變得顯著。另外，在相轉(zhuǎn)移溫度為150°C以上的情況下，如下所述，無法獲得所期望的介電常數(shù)。根據(jù)以上所述，優(yōu)選地，相轉(zhuǎn)移溫度的溫度范圍為95°C以上150°C以下。
[0031]具體而言，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物具有67mol%以上74mol%以下的鎂鈮酸鉛或銦鈮酸鉛、以及26mol%以上33mol%以下的鈦酸鉛。在鈦酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例小于26mol%的情況下，無法得到高介電常數(shù)以及結(jié)合系數(shù)。另外，在鈦酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例超過33mol%的情況下，相轉(zhuǎn)移溫度(Trt、Trm、Tmt)變?yōu)?0°C以下，特別是，在從室溫至85°C下，介電常數(shù)和結(jié)合系數(shù)的溫度依存特性變得顯著。根據(jù)如上所述，為了維持高介電常數(shù)和結(jié)合系數(shù)并且在室溫到85°C下減小上述溫度依存特性，需要將鈦酸鉛在鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物中的比例設(shè)定為26mol%以上33mol%以下。
[0032]另外，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物也可以具有銦鈮酸鉛、鎂鈮酸鉛以及鈦酸鉛。S卩，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物具有Omo 1%以上50mol%以下的銦鈮酸鉛、24mol%以上74mol%以下的鎂鈮酸鉛、以及26mol%以上33mol%以下的鈦酸鉛，它們的總量為100mol%。S卩，在設(shè)Pb [ {(Mgl73Nb273) X (Inl72Nbl72) y} Tiz] O3 時，x=0.24 ?0.74、y=0 ?0.50、z=0.26 ?0.33，且x+y=0.67 ?0.74,并且 x+y+z=l。
[0033]在鈦酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例小于26mol%的情況下，無法得到必要的介電常數(shù)。另外，在鈦酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例超過33mol%的情況下，在從室溫至80°C的溫度范圍下，介電常數(shù)以及結(jié)合系數(shù)的溫度依存特性變得顯著。即，在從室溫至80°C的溫度范圍下，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的電氣特性會變得不穩(wěn)定。
[0034]另外，在鎂鈮酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例小于24mol%的情況下，不能得到必要的介電常數(shù)。并且，在鎂鈮酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例超過74mol%的情況下，在從室溫至80°C的溫度范圍下，介電常數(shù)以及結(jié)合系數(shù)的電氣特性會變得顯著。即，在從室溫至80°C的溫度范圍下，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的電氣特性會變得不穩(wěn)定。另外，在銦鈮酸鉛相對于鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的比例超過50mol%的情況下，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的單結(jié)晶的制作會變得很難，并且有可能難以得到由具有高均一性的3成分(銦鈮酸鉛、鎂鈮酸鉛、以及鈦酸鉛)構(gòu)成的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的單結(jié)晶。
[0035]根據(jù)如上所述，為了維持高介電常數(shù)和結(jié)合系數(shù)并且降低從室溫至85°C下的上述溫度依存特性，鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物具有Omol%以上50mol%以下的銦鈮酸鉛、24mol%以上74mol%以下的鎂鈮酸鉛、以及26mol%以上33mol%以下的鈦酸鉛，并且通過將銦鈮酸鉛和鎂鈮酸鉛的和設(shè)定為67mol%以上74mol%以下，來使它們的總含量為100mol%。
[0036]壓電單結(jié)晶也可以還包含15mol%以下的鋯酸鉛。此時，壓電單結(jié)晶的組成如下。S卩，具有0mol%以上15mol%以下的鋯酸鉛、以及0mol%以上50mol%以下的銦鈮酸鉛、2mol%以上74mol%以下的鎂鈮酸鉛、以及26mol%以上33mol%以下的鈦酸鉛，它們的總量為100mol%。即，在將鋯酸鉛設(shè)為vmol%、將銦鈮酸鉛設(shè)為xmol%、將鎂鈮酸鉛設(shè)為ymol%、將鈦酸鉛設(shè)為 zmol% 時，v=0 ?0.15、x=0.24 ?0.74、y=0 ?0.50、z=0.26 ?0.33，并且，v+x+y=0.67 ?0.74,并且 v+x+y+z=l。
[0037]作為結(jié)晶的方位，在超聲波探頭中主要使用所有的面為{100}的壓電單結(jié)晶。另外，也可以在這些壓電單結(jié)晶中微量地添加氧化錳等。
[0038]為了使超聲波探頭的驅(qū)動中心頻率為2MHz以上IOMHz以下，用于醫(yī)用超聲波診斷裝置以及超聲波圖像檢查裝置的超聲波探頭的壓電振動子例如為0.05mm以上0.5mm以下
的厚度。
[0039]從通過上述方法獲得的單結(jié)晶凝塊的中央部附近，使用金剛石刀片或細繩刀將單結(jié)晶凝塊分割成多個具有一定厚度的晶片(薄板)。接著，通過包裝或拋光，制作厚度例如為0.05mm以上0.5mm以下并且被制造出電極的面的結(jié)晶方位為[100]的結(jié)晶板(單結(jié)晶晶片)(步驟Sa2)。
[0040]之后，作為電極，燒付型的銀或金、通過濺射法或鍍金法制造出的金、白金或鎳等在單結(jié)晶晶片的前面以及背面中以IOOnm以上5000nm以下程度的厚度形成(步驟Sa3)。以下，將設(shè)置在單結(jié)晶晶片的前面的電極稱為前面電極，將設(shè)置在單結(jié)晶晶片的背面的電極稱為背面電極。另外，在使用濺射法，蒸鍍法，或鍍金法施加電極的情況下，為了提高與單結(jié)晶基板(單結(jié)晶晶片)之間的密接性，期望施加IOnm以上200nm左右的鉻(Cr)、鎳(Ni )、鈦(Ti)、鈀(Pd)等作為基極。以下，將設(shè)置有電極的單結(jié)晶晶片稱為壓電振動子。
[0041]針對這個未分極的壓電振動子實施下一個分極工序(步驟Sa4)。
[0042]分極工序(步驟Sa4)中的分級電場是頻率為0.1Hz以上IOOOHz以下的無偏移(最大電壓的絕對值和最小電壓的絕對值相等)的正弦波，或者三角波的交流電場。頻率小于
0.1Hz的頻率是無法獲得后述的本申請的特征形狀以及效果的頻率。另外，超過1000Hz的頻率使單結(jié)晶晶片產(chǎn)生熱，其結(jié)果是，單結(jié)晶晶片容易損壞。根據(jù)如上所述，交流電場的頻率有必要在0.1Hz以上IOOOHz以下的范圍內(nèi)。該交流電場下的峰間(peak-to-peak:以下稱為PP)電場為0.5kV/mm以上2.5kV/mm以下。在pp電場小于0.5kV/mm的情況下，很難得到后述的本申請的特征形狀以及效果。另外，在PP電場超過2.5kV/mm的情況下，在單結(jié)晶晶片上產(chǎn)生熱，其結(jié)果是，單結(jié)晶晶片容易損壞。根據(jù)如上所述，優(yōu)選地，交流電場中的PP的電場為0.5kV/mm以上2.5kV/mm以下的范圍。交流電場將以O(shè)kV/mm開始、經(jīng)過I波長(I周期)之后以O(shè)kV/mm結(jié)束的過程作為I個周期。分極工序(Sa4)是針對單結(jié)晶晶片的厚度方向經(jīng)由所制作出的電極、以2周期以上1000周期以下施加上述分級信號的工序。在周期小于2的情況下，難以獲得后述的本申請的特征形狀以及效果。并且，在超過1000周期的情況下，在單結(jié)晶晶片上產(chǎn)生熱，其結(jié)果是，單結(jié)晶晶片容易損壞。根據(jù)如上所述，優(yōu)選地，施加交流電場的周期例如為2周期以上1000周期以下的范圍。另外，交流電場的施加次數(shù)(周期)也可以根據(jù)單結(jié)晶材料來確定。另外，優(yōu)選地，在小于相轉(zhuǎn)移溫度(Trt, Trm, Tmt)的溫度(例如，室溫)并且在一定的溫度環(huán)境下實施分極工序(步驟Sa4)。
[0043]此外，壓電常數(shù)d33 的測量使用 Berlincourt 型的 Piez0.d33Meter、ZJ-3D、Institute of Acoustics Academia Sinica,在25°C下進行測量。介電常數(shù)和介質(zhì)損失的測量使用HP4284A PrecisionLCR meter、以lkHz、lvrms的條件，在25°C下進行測量。
[0044](實施例1)
[0045]作為壓電振動子，在鎂鈮酸鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg1/3，Nb273)O3-PbTiO3) W 0.7 IPb (Mg1/3,Nb273)O3-0.29PbTi03(PMN-PT71/29)單結(jié)晶的[100]板上，通過濺射裝置，形成50nm的厚度的鈦電極。并且，在鈦電極的上部，形成400nm厚度的金電極。使用具有IOmm(短軸)X25mm(長軸)X0.35mm (厚度)的尺寸并且形成有電極的樣品(壓電振動子)，在室溫25°C下，對介電常數(shù)以及壓電常數(shù)進行了評價。室溫下的抗電場Ec是利用Sawer -Tower電路進行評價，室溫下的抗電場Ec為0.3kV/mm。該樣品通過熱處理而處于未分極狀態(tài)。針對該未分極樣品，在20個周期施加頻率1Hz、pp電場lkV/mm的正弦波之后，執(zhí)行分極處理(以下，稱為交流分極)。在分極處理之后24小時后，對室溫介電常數(shù)和壓電常數(shù)進行測量。其結(jié)果是，室溫介電常數(shù)εr為9000，介質(zhì)損失為0.3%，壓電常數(shù)為2100pC/N。另外，室溫介電常數(shù)和壓電常數(shù)為5個樣品的平均值。此時，壓電單結(jié)晶體的剖開面的多層形狀中的各層的厚度為1.5μηι。
[0046]本實施方式涉及的超聲波探頭由具有氧化鎂和氧化銦中的至少一種和氧化鈮的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物構(gòu)成，并且具備:具有結(jié)晶方位為[100]的面亦即第I面以及與該第I面對置并且結(jié)晶方位為[100]的面亦即第2面的單結(jié)晶壓電體；被設(shè)置在單結(jié)晶壓電體的第I面?zhèn)壬系牡贗電極以及被設(shè)置在單結(jié)晶壓電體的第2面?zhèn)壬系牡?電極；被設(shè)置在第I電極之上的聲匹配層；以及被設(shè)置在第2電極之下的背襯材料。單結(jié)晶壓電體沿著經(jīng)過第I電極、單結(jié)晶壓電體以及第2電極的第I方向被分極，包含第I方向的剖開面具有沿著垂直于第I方向的第2方向的多層形狀，多層形狀中的各層的厚度為0.5微米以上5微米以下。
[0047]圖2是表示本實施方式的壓電振動子I的外觀的一個例子的外觀圖。在圖2中，在單結(jié)晶晶片(單結(jié)晶壓電體)10的結(jié)晶方位[100]面的前面(第I面)上設(shè)置有前面電極(第I電極)12。在圖2中，在單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面的背面(第2面)上設(shè)置有背面電極(第2電極)14。將經(jīng)過前面電極12、單結(jié)晶晶片10以及背面電極14的一個方向作為厚度方向(第I方向)。在圖2中，將垂直于前面電極12和背面電極14的方向作為厚度方向。即，厚度方向與單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面垂直。另外，將平行于單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面并且垂直于厚度方向的一個方向作為短軸方向(第2方向)。單結(jié)晶晶片10沿著厚度方向被分極。
[0048]圖3是表示使用剖面AB⑶剖開圖2中的壓電振動子I的剖開面中、一部分Α，B，C，D，剖面像的圖。邊AB平行于邊Α’ B’，邊⑶平行于邊C’ D’，點Α、點B、點C、點D分別與點Α’、點B’、點C’、點D’對應(yīng)。將經(jīng)過前面電極12、單結(jié)晶晶片10以及背面電極14的一個方向作為厚度方向(第I方向)。在圖3中，關(guān)于厚度方向，是將垂直于前面電極12和背面電極14的方向作為厚度方向。即，厚度方向垂直于單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面。另外，將平行于單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面并且垂直于厚度方向的一個方向作為短軸方向。單結(jié)晶晶片10沿著厚度方向被分極。具體而言，圖3是將實施例1的鎂鈮酸鉛-鈦酸鉛(Pb(Mg1/3，Nb273) O3-PbTiO3)的 0.7Pb (Mg1/3, Nb273) O3-0.29PbTi03 (PMN-PT71/29)的壓電振動子I中、剖開面AB⑶的一部分(1(^11^1(^111)4’ B’ C’ D’的剖面像與凹凸的圖例一起表示的圖。如圖3中所示，剖開面A’ B’ C’ D’的剖開像表示平行于短軸方向的多層形狀。
[0049]在此，所謂“沿著厚度方向”包含著在剖開面中即使各層不平行于短軸方向、一個層的近似線也大體平行于厚度方向的情況。
[0050]圖4是表示在圖2的剖開面A’ B’ C’ D’中、相對于厚度方向上的長軸方向的凹凸分布的一個例子的圖。如圖4所示，剖開面A’ B’ C’ D’具有與上述各層形狀相對應(yīng)的規(guī)則的凹凸形狀。剖開面的凹部和凸部的長度例如為200nm。相鄰的凹部彼此之間的間隔，或相鄰的凸部彼此之間的間隔例如為0.5μπι以上5μπι以下。
[0051]針對基于實施了交流分極的凸部彼此之間的間隔或凹部彼此之間的間隔、即多層形狀中的各層的厚度的范圍(0.5 μ m以上5μηι以下)進行說明。厚度的下限(0.5 μ m)與通過交流分極形成的層的厚度的下限相對應(yīng)。另外，厚度的范圍的上限(5 μ m)為通過交流分極形成的厚度中、能夠獲得期望的高介電常數(shù)以及高壓電常數(shù)的上限的厚度。
[0052]各層形狀中的各層的厚度的范圍特別優(yōu)選為0.5 μ m以上2 μ m以下，這是因為，如果各層的厚度為2μπι以下，則尤其是介電常數(shù)和結(jié)合常數(shù)將增大，由此能夠有利于靈敏度的提聞。
[0053]此外，可以考慮圖3中的多層形狀中的凹部與具有垂直于紙面朝下的分極方向的分極領(lǐng)域(區(qū)域結(jié)構(gòu))相對應(yīng)，并且，圖3中的多層形狀中的凸部與具有垂直于紙面朝上的分極方向的分極領(lǐng)域(區(qū)域構(gòu)造)相對應(yīng)。
[0054](比較例)
[0055]作為比較例，將與實施例1相同構(gòu)成的壓電振動子從未分極的狀態(tài)在通常的直流分極條件、即直流電場0.5kV/mm下進行處理時間為30分鐘的分極處理。在分極處理之后24小時后，對室溫介電常數(shù)er和壓電常數(shù)進行了測試。取5個樣品的平均值，平均為5600，介質(zhì)損失率0.4%，壓電常數(shù)平均為1450pC/N。
[0056]圖5是將被進行了直流分極的PMN-PT (71/29)的壓電振動子(比較例)中，與剖開面AB⑶的一部分(IOymX 10 μ m)A’ B’ C’ D’相對應(yīng)部分的剖面像與凹凸的圖例一起表示的圖。如圖5所示，剖開面具有楔形形狀，并且沿著厚度方向不具有規(guī)則的形狀(多層形狀)。
[0057]圖6是表示在與圖3的剖開面AB⑶的一部分A’ B’ C’ D’對應(yīng)的比較列的剖開面中，相對于厚度方向上的長軸方向的凹凸分布的一例的圖。如圖6所示，比較例的剖開面不具有規(guī)則性凹凸形狀。
[0058](實施例2)
[0059]在將如實施例1所不的未分極的壓電振動子沿著長軸方向一分為二、將其中的一方作為交流分極、將另一方作為直流分極由此實施分級工序時，其結(jié)果是，如同上述，進行了交流分極的一方表示高介電常數(shù)和壓電常數(shù)以及低介質(zhì)損失。
[0060](實施例3)
[0061]通過對銦鈮酸鉛-鎂鈮酸鉛-鈦酸鉛 Pb (In1/2, Nbl72) 03-Pb (Mg1/3, Nb273) O3-PbTiO3)的 0.24Pb(In1/2, Nb1/2) O3-0.45Pb (Mg1/3, Nb273) O3-0.31PbTi03 (PIN-PMN-PT24/45/31)的
[100]板進行研磨加工,制作出外形為12mmX 12mm并且厚度為0.3mm的單結(jié)晶晶片。單結(jié)晶晶片的12mmX12mm的面的結(jié)晶方位為[100](以下，稱為[100]面)。通過利用濕式無電解電鍍法執(zhí)行鈀(Pd)鍍金，在[100]面上形成300nm厚度的鎳(Ni)，在鎳上形成200nm厚度的金(Au)，由此形成電極。被賦予電極的單結(jié)晶晶片(壓電振動子)的外形被切斷加工成5mmX5mm。被進行了切斷加工的壓電振動子具有大約100°C的相轉(zhuǎn)移溫度Trt、以及大約190°C的居里溫度。另外，該被進行了切斷加工的壓電振動子的抗電場Ec使用Sawer-Tower電路來進行測量，抗電場Ec為0.6kV/mm。
[0062]在分極工序中，對被進行了切斷加工的壓電振動子以50Hz的頻率，長達50次施加PP電場為0.8kV/mm以上2.5kV/mm以下的正弦波的交流電場。在分極工序之后，在用于交流分極的電極之間執(zhí)行了在室溫下將1.2kV/mm的直流電場施加5分鐘的直流分極。在直流分極之后的24個小時后，對介電常數(shù)和壓電常數(shù)進行了測量。其結(jié)果是，室溫介電常數(shù)ε r為9500，介質(zhì)損失為0.4%，壓電常數(shù)為3500pC/N。此外，室溫介電常數(shù)、壓電常數(shù)以及介質(zhì)損失為5個樣品的平均值。此時，壓電單晶體的剖開面的多層形狀中的各層的厚度為
0.8 μ m0
[0063]交流分極后且切斷加工后的直流分極主要是以使由通過切斷加工在單結(jié)晶晶片內(nèi)產(chǎn)生的熱引起的分極的變動復(fù)原(整列)為目的。因此，例如，能夠使在直流分極中使用的電場小于交流分極中的PP電場，并且能夠使在直流分極中使用的電場為能夠復(fù)原分極的變動的電場。具體而言，在直流分極中使用的電場為0.25kV/mm以上2.5kV/mm以下。在實施例I至3中也能應(yīng)用上述交流分極后的直流電場的施加。此外，優(yōu)選地，當(dāng)在交流分極前已經(jīng)實施了直流分極(壓電振動子出貨時等)時，實施交流分極之前，使單結(jié)晶晶片預(yù)先處于未分極狀態(tài)。另外，實施直流分極的時間依存于切斷加工或由于拋光在單結(jié)晶晶片上產(chǎn)生的熱量等，例如，在室溫(20以上25°C以下)下，實施直流分極的時間通常為I秒以上30分鐘以下。
[0064]圖7是表示本實施方式的壓電振動子20的外觀的一例的外觀圖。在圖7中，在單結(jié)晶晶片21的結(jié)晶方位[100]面的前面設(shè)置有前面電極23。在圖7中，在單結(jié)晶晶片21的結(jié)晶方位[100]面的背面設(shè)置有背面電極25。
[0065]圖8是表不用剖面EFGH剖開圖7中的壓電振動子20之后的剖開面中的一部分E’F’G’H’的剖面像的圖。具體而言，圖8是將在實施例3的銦鈮酸鉛-鎂鈮酸鉛-鈦酸鉛(Pb (In1/2, Nbl72) O3-Pb (Mg1/3, Nb273) O3-PbTiO3)的 0.24Pb (In1/2, Nb1/2) O3-0.45Pb (Mg1/3, Nb273)O3-0.3IPbTiO3 (PIN-PMN-PT24/45/31)的壓電振動子20中，剖開面EFGH的一部分的(ΙΟμπιΧΙΟμπι)Ε’F’G’H’的剖面像與凹凸的圖例一起表示的圖。如圖8所示，剖開面E’ F’ G’ H’具有沿著厚度方向平行于橫向的多層形狀。此時，壓電單結(jié)晶體的剖開面的多層形狀中的各層厚度為0.8 μ m。
[0066]圖9是表不在圖7的剖開面E’ F’ G’ H’中，相對于厚度方向的縱方向的凹凸分布的一例的圖。邊EF平行于邊E’F’，邊GH平行于邊G’H’，點E、點F、點G、點H分別與點E，、點F’、點G’、點H’相對應(yīng)。將經(jīng)過前面電極12、單結(jié)晶晶片10以及背面電極14的一個方向作為厚度方向(第I方向)。在圖9中，厚度方向是將垂直于前面電極12和背面電極14的方向作為厚度方向。即，厚度方向垂直于單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面。另外，將平行于單結(jié)晶晶片10的結(jié)晶方位[100]面并且垂直于厚度方向的一個方向作為短軸方向。單結(jié)晶晶片10沿著厚度方向被分極。
[0067]如圖9所示，剖開面E’ F’ G’ H’具有與上述多層形狀相對應(yīng)的大體規(guī)則性的凹凸形狀。剖開面凹部和凸部的長度例如是200nm。相鄰的凹部彼此之間的間隔或相鄰的凸部彼此之間的間隔例如是0.5 μ m以上5 μ m以下。
[0068]另外，可以考慮圖8中的多層形狀中的凹部與具有垂直紙面朝下的分極方向的分極領(lǐng)域(區(qū)域領(lǐng)域)相對應(yīng)，并且圖8中的多層形狀中的凸部與具有垂直于紙面朝上的分極方向的分極領(lǐng)域(區(qū)域領(lǐng)域)相對應(yīng)。
[0069]實施例3中的介電常數(shù)和壓電常數(shù)表示了后述的比較例的1.2以上2倍以下的高值。
[0070](比較例)
[0071]作為對比，通過針對具有與實施例3相同構(gòu)成的未分極的壓電振動子，長達5分鐘在室溫下施加直流電場1.2kV/mm，來執(zhí)行直流分極，在直流分極之后24個小時后，對介電常數(shù)、介電損失以及壓電常數(shù)進行了測量。
[0072]其結(jié)果是，室溫介電常數(shù)ε r為5500，介質(zhì)損失率為0.6%，壓電常數(shù)為1700pC/N。此外，室溫介電常數(shù)、壓電常數(shù)以及介質(zhì)損失率為5個樣品的平均值。
[0073]盡管未圖示，但在作為分極處理被施加了直流電場的PIN-PMN-PT (24/45/31)的壓電振動子(比較例)中，與剖開面EFGH的一部分(10 μ mX 10 μ m)E’ F’ G’ H’相對應(yīng)的部分的剖面像具有楔形形狀，并且沿著厚度方向不具有略規(guī)則的形狀(多層形狀)。另外，與剖開面E’ F’ G’ H’相對應(yīng)的剖開面的剖開面不具有大體規(guī)則的凹凸形狀。
[0074](實施例4)
[0075]以下，參照圖10對使用了經(jīng)過上述分極工序制作出的壓電振動子的超聲波探頭的結(jié)構(gòu)進行說明。
[0076]如圖10所示，超聲波探頭100包括背襯材料102、信號用FPC (Flexible PrintedCircuit) 104、單結(jié)晶壓電振動元件106、第I聲匹配層108、第2聲匹配層110、接地用FPC112、以及聲透鏡114。此外，在圖1O中，為了使說明簡便，將會省略對單結(jié)晶壓電振動元件1061的前面的第1、第2聲匹配層以及接地用FPC的說明。
[0077]背襯材料102是橡膠制，并且使用具有低聲阻抗(AI=2MRayls以上6MRayls以下)的材料及硬度很高的金屬。信號用FPC104被設(shè)置在背襯材料102的前面?zhèn)?。在信號用FPC104的前面?zhèn)扰渲糜薪饘倥渚€。單結(jié)晶壓電振動元件106是通過對上述的壓電振動子(設(shè)置有電極的單結(jié)晶晶片)進行拋光而制作出的。單結(jié)晶壓電振動元件106具有通過在上述實施例1至3中所說明的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物構(gòu)成的單結(jié)晶壓電體和在單結(jié)晶壓電體的超聲波放射面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)任磮D示的電極(前面電極以及背面電極)。此外，也可以在電極中的單結(jié)晶壓電體側(cè)設(shè)置基極。第I聲匹配層108被設(shè)置在單結(jié)晶壓電振動元件106的超聲波放射面?zhèn)?。第I聲匹配層108具有在前面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)任磮D示的電極。第2聲匹配層110被設(shè)置在第I聲匹配層108的前面?zhèn)取５?聲匹配層110具有在前面?zhèn)群捅趁鎮(zhèn)任磮D示的電極。接地用FPCl 12具有在背面?zhèn)鹊慕拥赜秒姌O。聲透鏡114被設(shè)置在接地用FPCl 12的前面?zhèn)取?br> [0078]在單結(jié)晶壓電體通過PMN_PT(71/29)構(gòu)成的情況下，圖10中的單結(jié)晶壓電振動元件1061的剖面IJKL的一部分I’ J’ K’ L’與圖2的A’ B’ C’ D’相對應(yīng)。此時，I’ J’ K’ L’中的剖開面的形狀與圖3以及圖4中的剖開面的形狀相對應(yīng)。另外，在單結(jié)晶壓電體通過PIN-PMN-PT (24/45/31)構(gòu)成的情況下，圖10中的單結(jié)晶壓電振動元件1061的剖面I’ J’ K’ L’與圖7中的E’ F’ G’ H’相對應(yīng)。此時，I’ J’ K’ L’中的剖開面的形狀與圖8以及圖9中的剖開面的形狀相對應(yīng)。
[0079]另外，在單結(jié)晶壓電振動元件106的超聲波放射面?zhèn)?，不僅可以配置2層的聲匹配層，還可以配置3層或4層的聲匹配層。在多個聲匹配層被設(shè)置在單結(jié)晶壓電振動元件106的超聲波放射面?zhèn)鹊那闆r下，聲匹配層各自的聲阻抗從單結(jié)晶壓電振動元件106向聲透鏡114逐步地減小。在聲匹配層例如為I層的情況下，單結(jié)晶壓電振動元件106的正上方的第I個聲匹配層(第I聲匹配層)具有25°C下4Mrayls以上7Mrayls以下的聲匹配層。在聲匹配層為2層的情況下，單結(jié)晶壓電振動元件106的正上方的第I個聲匹配層108具有25°C下5Mrayls以上IOMrayls以下的聲匹配層，第2個聲匹配層(第2聲匹配層110)優(yōu)選使用具有2Mrayls以上4Mrayls以下的聲匹配層阻抗的材料。
[0080]優(yōu)選地，在聲匹配層為I層的情況下，第I聲匹配層108例如通過向?qū)щ姴牧系奶?、作為有機物的環(huán)氧樹脂添加氧化物粒子調(diào)整了聲阻抗的材料而制造出。
[0081]優(yōu)選地，在聲匹配層為2層的情況下，第I聲匹配層108例如由碳、含有氧化物的環(huán)氧樹脂制造出，第2聲匹配層110例如由環(huán)氧硅以及聚乙烯系樹脂材料制造出。另外，在對聲匹配層使用絕緣性的環(huán)氧材料的情況下，也可以根據(jù)需要，通過電鍍法等對聲匹配層表面賦予導(dǎo)電性。
[0082]優(yōu)選地，在聲匹配層為3層的情況下，第I聲匹配層108例如由玻璃材料制造出，第2聲匹配層110例如由碳、在環(huán)氧樹脂中充填了氧化物的材料制造出，第3聲匹配層由聚乙烯系樹脂材料以及硅系樹脂制造出。另外，在對聲匹配層使用絕緣性的材料的情況下，也可以根據(jù)需要使用濺射法以及電鍍法等對聲匹配層表面賦予導(dǎo)電性。
[0083]圖11是表示圖10中所說明的超聲波探頭100的制造方法的流程的流程圖。首先，利用在上述壓電振動子的制造方法中說明的方法制作壓電振動子(步驟Sbl至步驟Sb4)。將信號用FPC104和背襯材料102接合在壓電振動子的背面?zhèn)?步驟Sb5)。將多個聲匹配層接合在壓電振動子的超聲波放射面?zhèn)?步驟Sb6)。從壓電振動子的超聲波放射面?zhèn)鹊奖骋r材料，利用切割刀片，以規(guī)定的間隔執(zhí)行拋光(步驟Sb7)。通過這種拋光，壓電振動子以及多個聲匹配層被分割成多個。通過該分割，在多個單結(jié)晶壓電體上形成各自對應(yīng)的多個通道。另外，在拋光之后，也可以利用比交流分極中的PP電場小的電場執(zhí)行直流分極。另外，還存在著在通過分割產(chǎn)生的間隙的一部分內(nèi)填充絕緣性樹脂的情況。在所填充的樹脂硬化之后，將聲透鏡接合在被進行了分割的聲匹配層的前面(步驟SbS)。
[0084]以下對使用了通過上述制造方法制造出的超聲波探頭100的超聲波的發(fā)送進行說明。將超聲波探頭100抵接于被檢體。然后，在單結(jié)晶壓電振動元件106的超聲波放射面上的電極與單結(jié)晶壓電振動元件106的超聲波放射面上的電極之間施加規(guī)定的電壓。通過規(guī)定電壓的施加，單結(jié)晶壓電振動元件106會發(fā)生共振，并產(chǎn)生超聲波。所產(chǎn)生的超聲波經(jīng)由第I聲匹配層108和第2聲匹配層110、以及聲透鏡114，被發(fā)送到被檢體。
[0085]以下對使用了通過上述制造方法制造出的超聲波探頭100的超聲波的接收進行說明。在被檢體內(nèi)產(chǎn)生的超聲波經(jīng)由聲透鏡114、第I聲匹配層108、以及第2聲匹配層110，使單結(jié)晶壓電振動元件106發(fā)生振動。單結(jié)晶壓電振動元件106將由超聲波產(chǎn)生的振動轉(zhuǎn)換成電氣信號。針對每個通道，根據(jù)被檢體的深度，電氣信號被進行延遲累加。被進行了延遲累加的信號被進行包絡(luò)線檢波以及對數(shù)轉(zhuǎn)換，并被顯示為圖像。另外，通過將第I聲匹配層108和第2聲匹配層110的聲阻抗以逐漸地接近被檢體的聲阻抗的方式設(shè)定在單結(jié)晶壓電振動元件106的聲阻抗(20?30MRayls)和被檢體的聲阻抗(1.5MRayls)之間，從而能夠提聞超聲波的發(fā)送接收效率。
[0086]另外，構(gòu)成通道的聲匹配層并不局限于2層，也可以是3層或4層。在這種情況下，聲匹配層也可以形成在接地用FPC112上。
[0087]圖12是關(guān)于具有被執(zhí)行了基于交流電場的分極處理(以下，稱為交流分極)的單結(jié)晶壓電體的超聲波探頭100 (實施例4)，將對于頻率的靈敏度(以下，稱為頻譜)與比較例(具有被執(zhí)行了基于直流電場的分極處理(直流分極)的單結(jié)晶壓電體的超聲波探頭)的頻譜一起表示的圖。如圖12所示，與基于實施例4的超聲波探頭100有關(guān)的頻譜和與基于比較例的超聲波探頭有關(guān)的頻譜相比較，帶域?qū)捛异`敏度高。
[0088]圖13是關(guān)于具有被執(zhí)行了交流分極的單結(jié)晶壓電體的超聲波探頭100 (實施例4)，將基于多個通道輸出(靈敏度)分布與比較例(具有被執(zhí)行了直流分極的單結(jié)晶壓電體的超聲波探頭)的輸出分布一起表示的圖。如圖13所示，基于實施例4的超聲波探頭100中的多個通道的輸出的不均(圖13的a)小于基于比較例的超聲波探頭中的多個通道的輸出的不均(圖13的b)。而且，基于實施例4中的超聲波探頭100的通道的輸出大于比較例的超聲波探頭中的通道的輸出。即，實施例4的超聲波探頭100中的靈敏度平均為比較例的靈敏度的1.2倍。即，根據(jù)實施例4，與以往相比，靈敏度提高了 20%。
[0089]根據(jù)如上所述的構(gòu)成以及方法，可以獲得以下的效果。
[0090]在壓電單結(jié)晶元件的制作中，有必要調(diào)整精密的材料組成。另外，在不需要調(diào)整組成的情況下，在壓電單結(jié)晶元件的制作中，需要精密的溫度控制且分極所需要的時間變長。另外，對壓電振動子要求壓電振動子的內(nèi)部以及多個壓電振動子之間的介質(zhì)和壓電常數(shù)的均一性。
[0091 ] 根據(jù)本實施方式的壓電振動子的制造方法，通過對具有高介電常數(shù)和高壓電常數(shù)的壓電振動子進行單結(jié)晶創(chuàng)建后的后處理(交流分極)，能夠以低成本很容易地并且在短時間內(nèi)制作出。在通過本壓電振動子制造方法制作出的壓電振動子或本實施方式涉及的壓電振動子中，與厚度方向相關(guān)的壓電振動子的剖開面的形狀具有包含規(guī)定的厚度的多層形狀。并且，也可以考慮多層形狀與交流分極后的區(qū)域構(gòu)造相對應(yīng)。
[0092]另外，根據(jù)本實施方式的超聲波探頭制造方法，使用具有高介電常數(shù)和高壓電常數(shù)的壓電振動子，能夠制作出超聲波探頭。通過本超聲波探頭制造方法制作出的超聲波探頭的靈敏度、或本實施方式涉及的超聲波探頭的靈敏度比使用了通過直流分極被分極的壓電振動子的超聲波探頭的靈敏度提高。本實施方式涉及的超聲波探頭中的通道之間的特性(靈敏度、輸出)的不均比使用了被執(zhí)行了直流分極的壓電振動子的超聲波探頭減小。而且，與本實施方式涉及的超聲波探頭有關(guān)的頻率帶寬比使用了被執(zhí)行了直流分極的壓電振動子的超聲波探頭的頻率帶寬更寬。另外，由于介質(zhì)損失也減小，因此驅(qū)動超聲波探頭時的發(fā)熱也減小。根據(jù)這些，通過使用本實施方式涉及的超聲波探頭，能夠提高診斷性能。另外，本實施方式涉及的壓電振動子的利用并不局限于實施例4的超聲波探頭100，例如還能夠應(yīng)用于聲響裝置(水中聲波探知機)、非破壞檢查裝置、致動器、能量收集元件等。
[0093]雖然說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式是作為例子而提示的，并不意圖限定本發(fā)明的范圍。這些實施方式能夠以其他的各種方式進行實施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進行各種的省略、置換、變更。這些實施方式或其變形與包含于發(fā)明的范圍或要旨中一樣，包含于權(quán)利要求書記載的發(fā)明及其均等的范圍中？
【權(quán)利要求】
1.一種超聲波探頭，具備: 單結(jié)晶壓電體，該單結(jié)晶壓電體具有結(jié)晶方位為[100]的面亦即第I面以及與所述第I面對置并且結(jié)晶方位為[100]的面亦即第2面； 設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第I面?zhèn)鹊牡贗電極以及設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第2面?zhèn)鹊牡?電極； 聲匹配層，其被設(shè)置在所述第I電極之上；以及 背襯材料，其被設(shè)置在所述第2電極之下， 所述單結(jié)晶壓電體沿著通過所述第I電極、所述單結(jié)晶壓電體以及所述第2電極的第I方向被分極，包含所述第I方向的剖開面具有沿著所述第I電極或所述第2電極的多層形狀， 所述多層形狀中的各層的厚度為0.5微米以上5微米以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其中， 所述單結(jié)晶壓電體包含鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其中， 所述鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物具有氧化鎂和氧化銦中的至少一種以及氧化鈮。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波探頭，其中， 所述各層的厚度為0.5微米以上2微米以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波探頭，其中，` 所述鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物具有vmol%的錯酸鉛、xmol%的銦銀酸鉛、ymol%的鎂銀酸鉛、以及 zmol% 的鈦酸鉛，v=0 ~0.15、x=0.24 ~0.74、y=0 ~0.50、z=0.26 ~0.33，并且v+x+y=0.67 ~0.74,并且 v+x+y+z=l, 所述鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)移溫度為95°C以上150°C以下。
6.—種超聲波探頭制造方法,其中， 制作由具有氧化鎂和氧化銦中的至少一種以及氧化鈮的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物構(gòu)成的壓電單結(jié)晶， 通過以所述壓電單結(jié)晶的結(jié)晶方位為[100]的面切斷所述壓電單結(jié)晶，制作具有成為結(jié)晶方位為[100]的面的第I面、以及與所述第I面對置并且成為結(jié)晶方位為[100]的面的第2面的單結(jié)晶晶片， 在所述單結(jié)晶晶片的所述第I面?zhèn)群退龅?面?zhèn)确謩e設(shè)置第I電極以及第2電極，在所述第I電極與第2電極之間以規(guī)定的次數(shù)施加具有規(guī)定的頻率和規(guī)定的峰間電場的交流電場， 在所述第I電極之上設(shè)置聲匹配層， 在所述第2電極之下設(shè)置背襯材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波探頭制造方法，其中， 所述規(guī)定的峰間電場為0.5kV/mm以上2.5kV/mm以下， 在施加了所述交流電場之后，在所述電極之間施加具有0.25kV/mm以上2.5kV/mm以下的電場的直流電場。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波探頭制造方法，其中， 所述規(guī)定的頻率為0.1赫茲以上1000赫茲以下，所述規(guī)定的次數(shù)為2次以上1000次以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的超聲波探頭制造方法，其中， 所述規(guī)定的峰間電場大于所述直流電場的最大電場。
10.—種壓電振動子，具備: 單結(jié)晶壓電體，該單結(jié)晶壓電體由具有氧化鎂和氧化銦中的至少一種以及氧化鈮的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物構(gòu)成，并且具有結(jié)晶方位為[100]的面亦即第I面、以及與所述第I面對置且結(jié)晶方位為[100]的面亦即第2面；以及 設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第I面?zhèn)鹊牡贗電極以及設(shè)置在所述單結(jié)晶壓電體的所述第2面?zhèn)鹊牡?電極， 所述單結(jié)晶壓電體沿著通過所述第I電極、所述單結(jié)晶壓電體以及所述第2電極的第I方向被分極，包含所述第I方向的剖開面具有沿著所述第I電極或所述第2電極的多層形狀， 所述多層形狀中的 各層的厚度為0.5微米以上5微米以下。
11.一種壓電振動子制造方法，其中， 制作由具有氧化鎂和氧化銦中的至少一種以及氧化鈮的鉛復(fù)合鈣鈦礦化合物構(gòu)成的壓電單結(jié)晶， 通過以所述壓電單結(jié)晶的結(jié)晶方位為[100]的面切斷所述壓電單結(jié)晶，制作具有成為結(jié)晶方位為[100]的面的第I面以及與所述第I面對置并且成為結(jié)晶方位為[100]的面的第2面的單結(jié)晶晶片， 在所述單結(jié)晶晶片的所述第I面?zhèn)群退龅?面?zhèn)确謩e設(shè)置第I電極以及第2電極， 在所述第I電極以及第2電極之間以規(guī)定的次數(shù)施加具有規(guī)定的頻率和規(guī)定的峰間電場的交流電場。
【文檔編號】H03H9/145GK103684335SQ201310381638
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月28日
【發(fā)明者】山本紀子, 山下洋八, 細野靖晴, 逸見和弘, 樋口和彥 申請人:株式會社東芝, 東芝醫(yī)療系統(tǒng)株式會社