[发明专利]压电薄膜元件的制造方法、压电薄膜元件以及压电薄膜元件用部件

说明书

技术领域

本发明涉及具有在下部电极层和上部电极层之间配置有压电薄膜层的构造的压电薄膜元件的制造方法、压电薄膜元件以及压电薄膜元件用部件。

背景技术

为了推进制动器(actuator)和压电传感器的小型化，提出有各种使用压电薄膜的压电薄膜元件。

例如，在下面专利文件1中，公开了图11所示的压电薄膜元件1001。

压电薄膜元件1001具有基板1002。在基板1002上，按照以下顺序层叠有下部电极1003、基底电介质薄膜1004、压电薄膜1005、以及上部电极1006。压电薄膜元件1001的制造方法如以下所述。在由Si构成的基板1002上，通过溅射法形成下部电极1003。接着，在下部电极1003上，设基板温度为650℃，通过溅射法来形成由以(Na_x2K_y2Li_z2)NbO₃(0≤x2≤1，0≤y2≤1，0≤z2≤1，x2+y2+z2＝1)表示的碱铌氧化物构成的基底电介质薄膜1004。接着，在基底电介质薄膜1004上，设基板温度为650℃，通过溅射法来形成由以(Na_x1K_y1Li_z1)NbO₃(0≤x1≤1，0≤y1≤1，0≤z1≤1，x1+y1+z1＝1)表示的碱铌氧化物构成的压电薄膜1005。接着，通过溅射法在上述压电薄膜1005上形成上部电极1006。

另外，基底电介质薄膜1004以及压电薄膜1005中的钠组成比是0＜x2＜x1。

在由上述碱铌氧化物构成的压电薄膜1005的成膜和由作为基底的碱铌氧化物构成的基底电介质薄膜1004的成膜时，使用由于上述钠组成比不同从而组成不同的靶子(target)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008-160092

发明概要

发明要解决的课题

在专利文献1记载的压电薄膜元件的制造方法中，必需准备用于形成基底电介质薄膜1004的靶子和用于形成压电薄膜1005的靶子。由此，存在成本变高这样的问题。

进一步地，上述基底电介质薄膜1004以与压电薄膜1005相同的650℃这样的高温来成膜。由此，下部电极1003或者由于热而氧化，或者颗粒彼此合为一体而重新结晶化。因此，存在下部电极1003的表面粗糙这样的问题。如果下部电极1003的表面粗糙，则在下部电极1003上成膜的基底电介质薄膜1004的表面形态恶化。因此，存在在基底电介质薄膜1004上成膜的压电薄膜1005的表面形态也同样恶化这样的问题。

本发明的目的在于，提供一种能够低价获得具有表面形态良好即表面平滑性优异的压电薄膜层的压电薄膜元件的压电薄膜元件的制造方法。此外，本发明的其他目的在于，提供一种压电薄膜的表面形态良好的压电薄膜元件以及压电薄膜元件用部件。

发明内容

用于解决课题的手段

本发明涉及的压电薄膜元件的制造方法是具备在基板上按照以下顺序层叠有下部电极层、压电薄膜缓冲层、压电薄膜层、以及上部电极层的构造的压电薄膜元件的制造方法。本发明的制造方法包括：在基板上形成下部电极层的工序；在下部电极层上，以比压电薄膜层的成膜温度低的成膜温度来形成压电薄膜缓冲层的工序；在压电薄膜缓冲层上，以比压电薄膜缓冲层的成膜温度高的成膜温度来形成压电薄膜层的工序；以及在压电薄膜层上形成上部电极层的工序。

根据本发明涉及的压电薄膜元件的制造方法的某特定方面，压电薄膜缓冲层的成膜温度是不至于导致压电薄膜缓冲层结晶化的温度，压电薄膜层的成膜温度是使压电薄膜缓冲层以及压电薄膜层结晶化的温度。在该情况下，在形成压电薄膜层时，压电薄膜缓冲层以及压电薄膜层被结晶化，能够形成表面形态更加优异的压电薄膜以及压电薄膜缓冲层。

根据本发明涉及的压电薄膜元件的制造方法的其他特定方面，压电薄膜缓冲层的成膜温度是下部电极层的成膜温度以下。在该情况下，由于压电薄膜缓冲层的成膜温度较低，所以即使以较高的温度来形成下部电极，表面形态恶化，也能够良好地维持压电薄膜缓冲层的表面形态。因此，形成在压电薄膜缓冲层上的压电薄膜层的表面形态能够为良好。