[发明专利]压电元件及其制造方法、超声波探头、超声波测定装置

说明书

提供一种压电元件及其制造方法、超声波探头、超声波测定装置。所述压电元件具备压电体和振动膜，所述振动膜将各向异性的单晶硅作为振动用材料，所述各向异性具有泊松比相对高的位向和泊松比相对低的位向，所述泊松比相对低的位向称为“低泊松比位向”，以所述低泊松比位向成为沿着所述压电体的高伸缩方向的方向的方式层叠所述压电体和所述振动膜，所述高伸缩方向是所述压电体根据支承结构产生的伸缩程度相对高的方向和相对低的方向中相对高的方向。

技术领域

本发明涉及压电元件及其制造方法、超声波探头、超声波测定装置。

背景技术

使用将压电元件用作超声波的发送用及接收用的换能器的超声波探头及超声波测定装置，测定生物体信息，进行血管机能的评价、血管疾患的判断。例如，专利文献1中公开了使用通过处理所接收的超声波的振幅信息得到的来自生物体组织的反射波信号强度，以及通过处理所接收的超声波的相位信息得到的生物体组织的移动速度，自动检测血管壁的超声波探头及超声波测定装置。

例如在专利文献2中公开的那样，在这种超声波探头及超声波测定装置中使用的压电元件在薄膜上的振动膜上层叠压电体而制成。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本特开2008-173177号公报

专利文献2：日本特开昭60-206315号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

那么，如果着眼于压电元件的接收灵敏度，则如何提高超声波的接收时产生的发生电荷就很重要。作为其中一种方法，想到了薄化振动膜，但由于制造技术上的制约薄化也有限度，通过振动膜的薄化来提高灵敏度的方法已到达界限。

本发明的目的在于提供与振动膜的薄化不同的提高压电元件的接收灵敏度的新技术。

解决技术问题的技术手段

为解决上述课题的第一发明是一种压电元件，具备压电体以及振动膜，所述振动膜将各向异性的单晶硅作为振动用材料，所述各向异性具有泊松比相对高的位向和泊松比相对低的位向，所述泊松比相对低的位向称为“低泊松比位向”，以所述低泊松比位向成为沿着所述压电体的高伸缩方向的方向的方式层叠所述压电体和所述振动膜，所述高伸缩方向是所述压电体根据支承结构产生的伸缩程度相对高的方向和相对低的方向中相对高的方向。

以压电体的高伸缩方向沿着振动膜的低泊松比位向的方式制成的振动膜，相比于沿着这之外的方向制成的振动膜，可以说在拉紧状态下对超声波的响应性变好。因此，根据第一发明，即便切出振动膜的材料的薄厚相同，也能制成接收敏感度高的压电元件。

更具体而言，作为第二发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[001]，所述低泊松比位向为或[110]。

另外，作为第三发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[010]，所述低泊松比位向为[101]或

另外，作为第四发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[100]，所述低泊松比位向为[011]或

另外，作为第五发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[110]，所述低泊松比位向为的任一个。

另外，作为第六发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[011]，所述低泊松比位向为的任一个。

另外，作为第七发明，能够构成为第一发明的压电元件的所述单晶硅的晶向为[101]，所述低泊松比位向为的任一个。

第八发明是超声波探头，具备用于接收超声波的第一至第七发明的任一发明的压电元件。