(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶基板上に圧電薄膜を直接成膜してなる圧電素子の製造方法であって、
前記単結晶基板を、振動する振動部と、前記振動部と連結されて振動が生じない非振動部とに分けたときに、
前記単結晶基板上で、前記非振動部上を含む領域であって、前記振動部上の前記圧電薄膜の成膜領域を除く領域に、前記圧電薄膜の単結晶での成長を阻害する阻害膜を成膜する工程と、
前記成膜領域となる前記振動部上の少なくとも一部に、前記圧電薄膜を単結晶でエピタキシャル成長させて成膜するとともに、前記阻害膜上に、前記圧電薄膜を非晶質または多結晶で成膜する工程と、
前記阻害膜上に成膜された前記圧電薄膜を除去する工程とを有していることを特徴とする圧電素子の製造方法。
【請求項２】
前記阻害膜は、前記単結晶の圧電薄膜に電界を印加するための非晶質の電極材料で構成されており、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って挟み込む複数の位置に成膜されることを特徴とする請求項１に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項３】
前記阻害膜は、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って少なくとも一方向から挟み込む複数の位置に成膜されることを特徴とする請求項２に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項４】
前記圧電薄膜は、正方晶で（１１１）配向に成膜してなることを特徴とする請求項２または３に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項５】
前記圧電薄膜は、菱面体晶で（１００）配向に成膜してなることを特徴とする請求項２または３に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項６】
前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板に沿う方向であることを特徴とする請求項２または３に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項７】
前記圧電薄膜は、開口部を有するリング状に成膜されており、
前記阻害膜は、前記単結晶基板上で、前記圧電薄膜の前記開口部の内側、および前記圧電薄膜の周囲に成膜されることを特徴とする請求項２に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項８】
前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板の厚み方向であることを特徴とする請求項７に記載の圧電素子の製造方法。
【請求項９】
前記単結晶基板は、ＭｇＯからなり、
前記圧電薄膜は、ＰＺＴからなることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の圧電素子の製造方法。
【請求項１０】
単結晶基板上に圧電薄膜を直接成膜した圧電素子であって、
前記単結晶基板を、振動する振動部と、前記振動部と連結されて振動が生じない非振動部とに分けたときに、
前記単結晶基板上で、前記非振動部上を含む領域であって、前記振動部上の前記圧電薄膜の成膜領域を除く領域に、前記圧電薄膜の単結晶での成長を阻害する阻害膜を備え、
前記圧電薄膜は、前記成膜領域となる前記振動部上の少なくとも一部に、単結晶の状態で設けられていることを特徴とする圧電素子。
【請求項１１】
前記阻害膜は、前記単結晶の圧電薄膜に電界を印加するための非晶質の電極材料で構成されており、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って挟み込む複数の位置に設けられていることを特徴とする請求項１０に記載の圧電素子。
【請求項１２】
前記阻害膜は、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って少なくとも一方向から挟み込む複数の位置に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の圧電素子。
【請求項１３】
前記圧電薄膜は、正方晶の（１１１）配向膜であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の圧電素子。
【請求項１４】
前記圧電薄膜は、菱面体晶の（１００）配向膜であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の圧電素子。
【請求項１５】
前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板に沿う方向であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の圧電素子。
【請求項１６】
前記圧電薄膜は、前記阻害膜を介して前記単結晶基板に沿った方向の電界が印加されたときに、前記電界の印加方向に伸縮することによって、前記単結晶基板を厚さ方向に振動させることを特徴とする請求項１１から１５のいずれかに記載の圧電素子。
【請求項１７】
前記圧電薄膜は、開口部を有するリング状に成膜されており、
前記阻害膜は、前記単結晶基板上で、前記圧電薄膜の前記開口部の内側、および前記圧電薄膜の周囲に設けられていることを特徴とする請求項１１に記載の圧電素子。
【請求項１８】
前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板の厚み方向であることを特徴とする請求項１７に記載の圧電素子。
【請求項１９】
前記圧電薄膜は、前記阻害膜を介して前記単結晶基板に沿った方向の電界が印加されたときに、せん断歪みが生じることによって、前記単結晶基板を厚さ方向に振動させることを特徴とする請求項１７または１８に記載の圧電素子。
【請求項２０】
前記単結晶基板は、ＭｇＯからなり、
前記圧電薄膜は、ＰＺＴからなることを特徴とする請求項１０から１９のいずれかに記載の圧電素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に圧電薄膜を成膜した圧電素子と、その圧電素子の製造方法とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駆動素子やセンサなどの電気機械変換素子として、ＰＺＴ（チタンジルコン酸鉛）などの圧電体が用いられている。一方、近年の装置の小型化、高密度化、低コスト化などの要求に応えて、Ｓｉ基板を用いたＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子が増加している。ＭＥＭＳ素子に圧電体を応用すれば、例えばインクジェットヘッド、超音波センサ、赤外線センサ、周波数フィルタなど、種々のデバイスを作製することができる。
【０００３】
ここで、ＭＥＭＳ素子に圧電体を応用する場合、圧電体を薄膜化することが望ましい。これは、圧電体を薄膜化することで、以下の利点が得られることによる。すなわち、成膜やフォトリソグラフィーなどの半導体プロセス技術を用いた高精度な加工が可能となり、小型化、高密度化を実現することができる。大面積のウェハに圧電体を一括加工できるため、コストを低減できる。電気機械の変換効率が向上し、駆動素子の特性やセンサの感度が向上する。
【０００４】
圧電体をＳｉなどの基板上に成膜する方法としては、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などの化学的な方法、スパッタ法やイオンプレーティング法などの物理的な方法、ゾルゲル法などの液相での成長法が知られている。
【０００５】
ＰＺＴなどの圧電体は、一般的にＡＢＯ３型の酸化物であり、その結晶がペロブスカイト型構造を採るときに良好な圧電効果を発現することが知られている。図１１は、圧電体の結晶構造を模式的に示している。ペロブスカイト型構造とは、例えばＰｂ（Ｚｒｘ，Ｔｉ１−ｘ）Ｏ３の正方晶では、正方晶の各頂点にＰｂ原子が位置し、体心にＴｉ原子またはＺｒ原子が位置し、各面心にＯ原子が位置する構造である。
【０００６】
中でも、圧電体は均一な単結晶構造をとるときに、大きな圧電特性が得られる。この傾向は、ＰＺＴのＺｒ，Ｔｉの元素をそれぞれＭｇ，Ｎｂに置き換えたＰＭＮ（マグネシウムニオブ酸鉛）や、ＰＺＴのＴｉの元素をＮｂに置き換えたＰＺＮ（亜鉛ニオブ酸鉛）など、いわゆるリラクサ材料と呼ばれる物質で顕著である。
【０００７】
ところで、図１２は、ＰＺＴの結晶状態を模式的に示す断面図である。ＰＺＴなどの圧電体とＳｉとは、結晶の格子定数が異なるため、Ｓｉ基板上に成膜された圧電体は、方位の異なる複数の結晶１０１が柱状に寄り集まった多結晶状態となる。圧電体が多結晶状態であると、隣り合う結晶１０１・１０１の間に形成される結晶粒界１０１ａで変位の拘束が生じる影響などにより、単結晶状態よりも特性が低下する。さらに、圧電体を駆動すべく、圧電体に大きな電界を印加すると、結晶粒界１０１ａで電流リークが生じるため、そのような大きな電界を印加することもできなくなる。
【０００８】
そこで、圧電体の特性低下等を回避すべく、圧電体を成膜後に単結晶化する技術が提案されている。例えば特許文献１では、下部電極上に圧電薄膜（強誘電体薄膜）を成膜した後、下部電極および圧電薄膜を、幅２００μｍ、長さ２００μｍの正方形パターンが多数個形成されるように加工し、その後、圧電薄膜に対して熱処理を施すことにより、圧電薄膜を単結晶状態にしている。このように圧電薄膜を単結晶化することにより、圧電薄膜中には、結晶粒界が存在しなくなるため、リーク電流を低減できることが述べられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−２１５９７５号公報（請求項１、段落〔００３４〕、〔００３５〕、〔００４１〕、〔００４２〕、図１等参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、特許文献１のように、圧電薄膜の成膜後に熱処理を行って圧電薄膜を単結晶化する方法では、（１）圧電薄膜を単結晶化する際の熱処理時に、温度、圧力などの熱処理条件を最適化することが必要であること、（２）熱処理前に成膜された圧電薄膜では、原子同士が共有結合によって結合しており、熱処理による原子の移動範囲に限界があることから、圧電薄膜を良好に単結晶化することは実際には困難である。
【００１１】
そこで、圧電特性を向上させるべく、良好な単結晶の圧電薄膜を実現するためには、圧電薄膜を最初から単結晶の状態で膜厚方向に成膜していくことが必要であり、このためには、単結晶基板上に、単結晶の圧電薄膜をエピタキシャル成長させて成膜することが必要と考えられる。しかし、圧電薄膜の成膜時には、元素の欠陥や、下層との格子定数の不整合（エピタキシャル成長と言えども圧電薄膜の格子定数が下層の格子定数と完全に一致していないため）による相転移などの不良が生じやすいため、圧電薄膜を良好な単結晶の状態でエピタキシャル成長させて成膜することは一般的に困難である。したがって、良好な単結晶の圧電薄膜を成膜するための何らかの工夫が必要とされる。
【００１２】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたもので、その目的は、単結晶基板上において、圧電薄膜を良好な単結晶の状態で確実にエピタキシャル成長させて成膜することができ、これによって、圧電特性を確実に向上させることができる圧電素子と、その製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の圧電素子の製造方法は、単結晶基板上に圧電薄膜を成膜してなる圧電素子の製造方法であって、前記単結晶基板を、振動する振動部と、前記振動部と連結されて振動が生じない非振動部とに分けたときに、前記単結晶基板上で、前記非振動部上を含む領域であって、前記振動部上の前記圧電薄膜の成膜領域を除く領域に、前記圧電薄膜の単結晶での成長を阻害する阻害膜を成膜する工程と、前記成膜領域となる前記振動部上の少なくとも一部に、前記圧電薄膜を単結晶でエピタキシャル成長させて成膜するとともに、前記阻害膜上に、前記圧電薄膜を非晶質または多結晶で成膜する工程と、前記阻害膜上に成膜された前記圧電薄膜を除去する工程とを有していることを特徴としている。
【００１４】
上記の製法によれば、阻害膜上では、圧電薄膜は単結晶での成長が阻害され、非晶質または多結晶で成長するので、圧電薄膜における元素の欠陥や下層との格子定数の不整合による相転移などの不良を、阻害膜上の圧電薄膜に集中させることができ、振動部上に成膜される圧電薄膜において、上記の不良が生じるのを抑制することができる。これにより、振動部上では、圧電薄膜は、下層の単結晶基板の構造を引き継いで、良好な単結晶の状態で確実にエピタキシャル成長する。したがって、良好な単結晶の圧電薄膜を有する圧電素子を実現して、圧電特性を確実に向上させることができる。また、阻害膜上の圧電薄膜は、最終的に除去されるので、この圧電薄膜が振動部上の圧電薄膜の変位を阻害して圧電特性を低下させることはない。
【００１５】
本発明の圧電素子は、単結晶基板上に圧電薄膜を成膜した圧電素子であって、前記単結晶基板を、振動する振動部と、前記振動部と連結されて振動が生じない非振動部とに分けたときに、前記単結晶基板上で、前記非振動部上を含む領域であって、前記振動部上の前記圧電薄膜の成膜領域を除く領域に成膜され、前記圧電薄膜の単結晶での成長を阻害する阻害膜を備え、前記圧電薄膜は、前記成膜領域となる前記振動部上の少なくとも一部に、エピタキシャル成長によって単結晶の状態で成膜されていることを特徴としている。
【００１６】
上記の構成によれば、圧電素子を製造するにあたって、例えば、単結晶基板の振動部上および阻害膜上に圧電薄膜を成膜し、その後、阻害膜上の圧電薄膜を除去することにより、上記圧電素子を実現することができる。このとき、阻害膜上の圧電薄膜は、単結晶での成長が阻害され、非晶質または多結晶で成長するので、圧電薄膜における元素の欠陥等の不良を、阻害膜上の圧電薄膜に集中させることができ、振動部上に成膜される圧電薄膜において、上記の不良が生じるのを抑制することができる。これにより、振動部上では、圧電薄膜は、下層の単結晶基板の構造を引き継いで、良好な単結晶の状態で確実にエピタキシャル成長する。したがって、良好な単結晶の圧電薄膜を有する圧電素子を実現して、圧電特性を確実に向上させることができる。
【００１７】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記阻害膜は、前記単結晶の圧電薄膜に電界を印加するための非晶質の電極材料で構成されており、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って挟み込む複数の位置に成膜されてもよい。
【００１８】
阻害膜は非晶質の材料で構成されているので、その阻害膜の上に圧電薄膜を非晶質または多結晶で確実に成長させることができる。また、阻害膜は電極材料で構成されており、単結晶の圧電薄膜を単結晶基板に沿って挟み込む複数の位置に成膜されるので、電極としての阻害膜を介して圧電薄膜に電界を印加することにより、ｄ３３駆動またはｄ１５駆動を実現して、ｄ３１駆動よりも大きな圧電特性を得ることができる。
【００１９】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記阻害膜は、前記圧電薄膜を前記単結晶基板に沿って少なくとも一方向から挟み込む複数の位置に成膜されてもよい。このように阻害膜が成膜されることで、ｄ３３駆動を実現することができる。
【００２０】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記圧電薄膜は、正方晶で（１１１）配向に成膜してなっていてもよいし、菱面体晶で（１００）配向に成膜してなっていてもよい。この場合、電界印加時に各結晶の分極方向がほぼ４５度回転して一方向に揃うため、ｄ３３駆動時にさらに大きな圧電特性を得ることができる。
【００２１】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板に沿う方向であってもよい。この場合、ｄ３３駆動を実現して大きな圧電特性を得ることができる。
【００２２】
本発明の圧電素子において、前記圧電薄膜は、前記阻害膜を介して前記単結晶基板に沿った方向の電界が印加されたときに、前記電界の印加方向に伸縮することによって、前記単結晶基板を厚さ方向に振動させてもよい。このようなｄ３３駆動により、ｄ３１駆動よりも大きな圧電特性を得ることができる。
【００２３】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記圧電薄膜は、開口部を有するリング状に成膜されており、前記阻害膜は、前記単結晶基板上で、前記圧電薄膜の前記開口部の内側、および前記圧電薄膜の周囲に成膜されてもよい。このように阻害膜が成膜されることで、ｄ１５駆動を実現することができる。
【００２４】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記圧電薄膜の分極方向は、前記単結晶基板の厚み方向であってもよい。この場合、ｄ１５駆動を実現して大きな圧電特性を得ることができる。
【００２５】
本発明の圧電素子において、前記圧電薄膜は、前記阻害膜を介して前記単結晶基板に沿った方向の電界が印加されたときに、せん断歪みが生じることによって、前記単結晶基板を厚さ方向に振動させてもよい。このようなｄ１５駆動により、ｄ３１駆動よりも大きな圧電特性を得ることができる。
【００２６】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記単結晶基板は、ＭｇＯからなり、前記圧電薄膜は、ＰＺＴからなっていてもよい。
【００２７】
この構成では、ＭｇＯからなる単結晶基板上に、ＰＺＴからなる単結晶の圧電薄膜を直接成膜して、圧電特性の良好な圧電素子を実現できる。
【００２８】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記単結晶基板は、単結晶の基板本体と、前記基板本体上に形成され、前記基板本体と前記圧電薄膜との間の格子定数を有する結晶整合層とを有しており、前記単結晶の前記圧電薄膜は、前記結晶整合層上に成膜されていてもよい。
【００２９】
この構成では、基板本体の結晶の格子定数と圧電薄膜の結晶の格子定数との差が大きい場合でも、圧電薄膜は格子定数が基板本体よりも近い結晶整合層上に成膜されるため、結晶整合層上での圧電薄膜の単結晶での成長を促進させることができる。これにより、単結晶の圧電薄膜を成膜するにあたって、基板本体として圧電薄膜に近い格子定数の基板を用いる必要がなくなり、用いる基板本体の制約をなくすことができる。
【００３０】
本発明の圧電素子およびその製造方法において、前記基板本体は、Ｓｉからなり、前記結晶整合層は、ＭｇＯからなり、前記圧電薄膜は、ＰＺＴからなっていてもよい。
【００３１】
この構成では、汎用性のあるＳｉ基板を用い、そのＳｉ基板上に、ＭｇＯからなる結晶整合層を介して、ＰＺＴからなる単結晶の圧電薄膜を成膜して、圧電特性の良好な圧電素子を実現できる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、阻害膜上では、圧電薄膜は単結晶での成長が阻害されて非晶質または多結晶で成長するので、阻害膜上の圧電薄膜に元素の欠陥等の不良を集中させることができ、振動部上に成膜される圧電薄膜において、上記の不良が生じるのを抑制することができる。これにより、振動部上において、良好な単結晶の状態で圧電薄膜を確実にエピタキシャル成長させることができる。その結果、良好な単結晶の圧電薄膜を有する圧電素子を実現して、圧電特性を確実に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施の一形態に係る圧電素子の製造工程を示す断面図である。
【図２】上記圧電素子の製造時の流れを示すフローチャート、および製造工程を示す断面図である。
【図３】ＰＴＯおよびＰＺＯの組成比と結晶系との関係を示すグラフである。
【図４】ＰＴＯおよびＰＺＯの組成比と特性との関係を示すグラフである。
【図５】正方晶の（１１１）配向の結晶構造と、菱面体晶の（１００）配向の結晶構造とを模式的に示す説明図である。
【図６】ＰＺＴを成膜するスパッタ装置の概略の構成を示す断面図である。
【図７】（ａ）は、上記圧電素子をｄ３３駆動のダイヤフラムに応用したときの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図７（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、他の構成の圧電素子の製造の手順を簡単に示す断面図である。
【図９】（ａ）は、図８（ｃ）で示した圧電素子をｄ１５駆動のダイヤフラムに応用したときの構成を示す平面図であり、（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【図１０】図９（ｂ）の圧電素子の電圧印加後の状態を示す断面図である。
【図１１】圧電体としてのＰＺＴの結晶構造を模式的に示す説明図である。
【図１２】ＰＺＴの結晶状態を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３５】
〔１．圧電素子の構成および製造方法〕
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本実施形態に係る圧電素子１０の製造工程を示す断面図である。図１（ｃ）に示すように、圧電素子１０は、単結晶基板１と、阻害膜２と、圧電薄膜３とを有して構成されている。
【００３６】
単結晶基板１は、例えばＭｇＯからなる基板で構成されている。単結晶基板１の厚さは、デバイスの構成によって異なるが、一般的に３００〜５００μｍ程度である。
【００３７】
ここで、単結晶基板１は、振動部１Ａと非振動部１Ｂとを連結して構成されている。振動部１Ａは、単結晶基板１のうち、圧電素子１０の機能を発揮させるために振動する（撓む）部分であって、圧電薄膜３の圧電効果によって振動する、または圧電薄膜３に圧電効果を生じさせるために振動する部分である。なお、圧電効果とは、圧電薄膜３に電界を印加することによって圧電薄膜３が変形したり、逆に、圧電薄膜３を変形させることによって圧電薄膜３に電界（電位差）が生じることを言う。一方、非振動部１Ｂは、単結晶基板１のうちで振動が生じない部分である。振動部１Ａは、圧電素子１０の機能を発揮させるために利用されるため、利用領域と呼ぶこともでき、この場合、非振動部１Ｂは非利用領域となる。
【００３８】
例えば、圧電素子１０は、後述するようにインクジェットヘッドのアクチュエータや、超音波センサなどに利用可能であるが、上記のアクチュエータでは、圧電薄膜３の伸縮によって単結晶基板１の振動部１Ａが振動することにより、単結晶基板１に形成された圧力室からインクを外部に吐出させることができる。また、超音波センサでは、超音波が当たって振動部１Ａが振動することにより、圧電薄膜３に歪みが生じる。したがって、このときに発生する電位差を検知することにより、超音波の受信を検知できる。このように振動部１Ａが振動することにより、圧電素子１０をアクチュエータやセンサとして機能させることができる。
【００３９】
阻害膜２は、圧電薄膜３の単結晶での成長を阻害するための膜であり、単結晶基板１上の一部の領域に成膜されている。より具体的には、阻害膜２は、単結晶基板１上で、非振動部１Ｂ上を含む領域であって、振動部１Ａ上の圧電薄膜３の成膜領域を除く領域に成膜されている。なお、ここでは、後述するように、圧電薄膜３は、振動部１Ａ上の全域に成膜されているため、阻害膜２は、非振動部１Ｂ上のみに成膜されていることになる。
【００４０】
この阻害膜２は、振動部１Ａ上に成膜される単結晶の圧電薄膜３に電界を印加するための非晶質の電極材料で構成されている。このような非晶質の電極材料としては、例えばＰｔが挙げられる。Ｐｔの厚さは例えば０．１μｍ程度である。阻害膜２は、振動部１Ａ上の圧電薄膜３を、単結晶基板１に沿って挟み込む複数の位置に成膜されており、圧電薄膜３に対して単結晶基板１に沿う方向に電界を印加することが可能となっている。
【００４１】
なお、阻害膜２は、圧電薄膜３を、単結晶基板１に沿って挟み込むように成膜されるのであれば、その挟み込み方向は特に限定されない。したがって、阻害膜２は、単結晶基板１上で圧電薄膜３を一方向に沿って挟み込む２か所にのみ設けられていてもよいし（図１（ｃ）参照）、上記２か所に加えて、上記一方向に直交する方向に沿って挟み込む２か所にも（計４か所）設けられていてもよい。つまり、阻害膜２は、単結晶基板１上で圧電薄膜３を少なくとも一方向に沿って挟み込む複数の位置に成膜されていればよい。
【００４２】
なお、Ｐｔと単結晶基板１との密着性を向上させるために、阻害膜２をＴｉとＰｔとの２層で構成してもよい。つまり、Ｐｔ層と単結晶基板１との間にＴｉ層を介在させてもよい。この場合のＴｉ層の厚さは、例えば０．０２μｍ程度である。上記の阻害膜２は、振動部１Ａ上の圧電薄膜３の側面にも、上記と同程度の膜厚で成膜されている。
【００４３】
圧電薄膜３は、例えばＰＺＴで構成されており、ここでは、振動部１Ａ上の全域に、エピタキシャル成長によって単結晶の状態で成膜されている。ＰＺＴの厚みは、用途によって異なるが、センサでは１μｍ以下、アクチュエータでは５μｍ以下とするのが一般的である。
【００４４】
次に、上記構成の圧電素子１０の製造方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、単結晶基板１の非振動部１Ｂ上に阻害膜２を成膜する（Ｓ１）。続いて、図１（ｂ）に示すように、単結晶基板１の振動部１Ａ上に、圧電薄膜３を単結晶でエピタキシャル成長させて成膜するとともに、阻害膜２上に、圧電薄膜３を非晶質または多結晶で成膜する（Ｓ２）。なお、単結晶の圧電薄膜３と、非晶質または多結晶の圧電薄膜３とを特に区別する場合には、前者を圧電薄膜３ａと称し、後者を圧電薄膜３ｂと称する。そして、図１（ｃ）に示すように、阻害膜２上に成膜された圧電薄膜３ｂを除去する（Ｓ３）。その後、振動部１Ａ上の圧電薄膜３ａの側面にも阻害膜２を成膜することで、圧電素子１０が完成する。以下、圧電素子１０の製造方法について、さらに詳細に説明する。
【００４５】
〔２．圧電素子の製造方法の詳細〕
図２は、圧電素子１０の製造時の流れを示すフローチャートと、製造工程を示す断面図とを併せて示したものである。まず、最初に単結晶基板１の表面を洗浄する（Ｓ１１）。必要であれば、プラズマ洗浄などにより単結晶の表面を露出する。
【００４６】
続いて、単結晶基板１の上に、レジスト剤をスピンコート法により塗布し、乾燥後、マスクを介して露光、現像し、レジストパターン４を得る（Ｓ１２、Ｓ１３）。そして、このレジストパターン４を覆うように、単結晶基板１上にＴｉ、Ｐｔをそれぞれ蒸着法で成膜し、阻害膜２を形成する（Ｓ１４、Ｓ１５）。その後、レジストパターン４をエッチング溶液で除去することにより、レジストパターン４上の阻害膜２も、レジストパターン４と同時に剥離する（リフトオフ；Ｓ１６）。なお、エッチング溶液としては、エッチングするレジスト剤が指定されているものを用いる。以上の工程により、単結晶基板１の非振動部１Ｂ上に阻害膜２が成膜される。つまり、Ｓ１１〜Ｓ１６の工程は、上記したＳ１の工程に対応する。
【００４７】
次に、単結晶基板１の表面が露出した領域および阻害膜２上に、圧電薄膜３としてのＰＺＴをスパッタ法で成膜する（Ｓ１７）。なお、ＰＺＴの成膜方法の詳細については後述する。ＰＺＴを成膜する下地の面において、ＰＺＴの成膜が必要となる領域には、ＭｇＯの単結晶面が露出し、ＰＺＴの成膜が不要な領域には、阻害膜２を構成する非晶質のＰｔが存在する。ＭｇＯの格子定数は０．４２ｎｍであり、ＰＺＴの格子定数は正方晶で０．３９ｎｍ、菱面体晶で０．４１ｎｍであるところ、ＭｇＯ単結晶面が露出ている領域では、ＰＺＴとの格子定数差が小さいため、成膜条件を適切に設定することにより、ＰＺＴを単結晶の状態でエピタキシャル成長させて成膜することができる。一方、非晶質のＰｔが存在する領域では、Ｐｔの結晶性が低いため、その上に成膜されるＰＺＴは、非晶質または多結晶で成長する。以上の工程により、単結晶基板１の振動部１Ａ上に、単結晶の圧電薄膜３ａが成膜されるとともに、阻害膜２上に、非晶質または多結晶の圧電薄膜３ｂが成膜される。つまり、Ｓ１７の工程は、上記したＳ２の工程に対応する。
【００４８】
続いて、圧電薄膜３の上に、レジスト剤をスピンコート法により塗布し、乾燥後、マスクを介して露光、現像し、必要な領域を保護するレジストパターン５を得る（Ｓ１８、Ｓ１９）。そして、この基板をエッチング溶液に浸漬し、不要な領域のＰＺＴ（阻害膜２上の圧電薄膜３ｂを含む）を除去する（Ｓ２０）。このときのエッチング溶液としては、フッ酸と硝酸との混合液を用いる。なお、Ｓ２０の工程は、上記したＳ３の工程に対応する。
【００４９】
次に、圧電薄膜３（３ａ）および阻害膜２の上に、レジスト剤をスピンコート法により塗布し、乾燥後、マスクを介して露光、現像し、レジストパターン６を得る（Ｓ２１、Ｓ１２）。そして、レジストパターン６の上および圧電薄膜３ａの側面に、Ｔｉ、Ｐｔをそれぞれ蒸着法で成膜する（Ｓ２３、Ｓ２４）。その後、レジストパターン６をエッチング溶液で除去することにより、不要なＴｉ、Ｐｔもレジストパターン６と同時に剥離する（リフトオフ；Ｓ２５）。これにより、振動部１Ａ上に圧電薄膜３（３ａ）が成膜され、非振動部１Ｂ上に、ＴｉおよびＰｔの層からなる阻害膜２が成膜された圧電素子１０が得られる。また、各レジスト剤のパターニングにより、阻害膜２は、圧電薄膜３ａを単結晶基板１に沿って挟み込む複数の位置に成膜されることになる。
【００５０】
以上のように、単結晶基板１において、圧電薄膜３ａの成膜領域以外の領域（ここでは非振動部１Ｂ上）に阻害膜２を成膜しておくことで、阻害膜２上では、圧電薄膜３は単結晶での成長が阻害され、非晶質または多結晶で成長する。これにより、圧電薄膜３における元素の欠陥や下層との格子定数の不整合による相転移などの不良を、阻害膜２上の圧電薄膜３ｂに集中させることができ、振動部１Ａ上に成膜される圧電薄膜３ａにおいて、上記の不良が生じるのを抑制することができる。これにより、圧電薄膜３ａは、下層の単結晶基板１の構造を引き継いで、良好な単結晶の状態で確実にエピタキシャル成長する。したがって、良好な単結晶の圧電薄膜３ａを有する圧電素子３を実現して、圧電特性を確実に向上させることができる。また、阻害膜２上の圧電薄膜３ｂは、最終的に除去されるので、この圧電薄膜３ｂが圧電薄膜３ａの変位を阻害して圧電特性を低下させることはない。
【００５１】
また、単結晶の圧電薄膜３ａは、振動部１Ａ上に成膜されているので、圧電薄膜３ａの圧電効果によって振動部１Ａを振動させて、あるいは、振動部１Ａの振動によって圧電薄膜３ａに圧電効果を生じさせて、圧電素子１０の機能（例えばアクチュエータやセンサとしての機能）を発揮させることができる。
【００５２】
また、阻害膜２は非晶質の材料で構成されているので、その阻害膜２の上に圧電薄膜３を非晶質または多結晶で確実に成長させることができる。しかも、阻害膜２は電極材料で構成されており、単結晶の圧電薄膜３ａを単結晶基板１に沿って挟み込む複数の位置に成膜されるので、阻害膜２・２を介して圧電薄膜３ａに電界を印加することにより、ｄ３３駆動またはｄ１５駆動を実現して、ｄ３１駆動よりも大きな圧電特性を得ることができる。特に、阻害膜２が、圧電薄膜３を単結晶基板１に沿って少なくとも一方向から挟み込む複数の位置に成膜されることにより、ｄ３３駆動を実現することができる。なお、ｄ３３駆動またはｄ１５駆動の詳細については後述する。
【００５３】
また、単結晶基板１としてのＭｇＯと、圧電薄膜３ａとしてのＰＺＴとは、上述したように格子定数が近いので、単結晶基板１と圧電薄膜３ａとの間に、格子定数差を小さくするための緩和層を設けなくても、単結晶基板１上に単結晶の圧電薄膜３ａを直接成膜して、圧電特性の良好な圧電素子１０を実現することができる。
【００５４】
〔３．圧電薄膜の結晶配向〕
次に、単結晶の圧電薄膜３の結晶配向について説明する。圧電薄膜３としてのＰＺＴは、ともにペロブスカイト型構造を採るＰＴＯ（ＰｂＴｉＯ３；チタン酸鉛）とＰＺＯ（ＰｂＺｒＯ３；ジルコン酸鉛）との固溶体であるが、ＰＴＯの比率が高いときにはＰＺＴ全体が正方晶となり、ＰＺＯの比率が高いときにはＰＺＴ全体が菱面体晶となる。
【００５５】
図３は、ＰＴＯおよびＰＺＯの組成比と結晶系との関係を示している。ＰＴＯとＰＺＯとの組成比が、４８／５２〜４７／５３のあたりで、結晶系が正方晶から菱面体晶、または菱面体晶から正方晶に変化する。このように結晶系が変化する境界を組成相境界（ＭＰＢ；Morphotropic phase boundary ）と呼び、以下では単に相境界と記す。室温付近においては、ＰＺＴの結晶構造は、正方晶、菱面体晶またはこれらの混合結晶（相境界）であるが、キュリー点以上の温度では、ＰＺＴの結晶構造は、ＰＴＯとＰＺＯとの組成比がいずれであっても、立方晶となる。
【００５６】
図４は、ＰＴＯおよびＰＺＯの組成比と特性（比誘電率、電気機械結合係数）との関係を示している。上記した相境界では、比誘電率および電気機械結合係数の両者が特異的に高くなる。比誘電率と圧電定数（単位電界あたりの変位量）とは正の相関があり、比誘電率が高くなることにより、圧電定数が高くなる。また、電気機械結合係数は、電気的な信号を機械的な歪みに変換する際の効率、あるいはその逆の変換の際の効率を示す指標となるものであり、この係数が高くなることによって、変換効率が高くなる。
【００５７】
ここで、本実施形態では、単結晶の圧電体において、電界の印加方向（単結晶基板１に沿う方向、または圧電薄膜３の膜厚方向とは垂直方向）と分極方向とは同じであってもよいが、両者のなす角度が４５度に近い値を取るとき、圧電体に対して基板に垂直に電界を印加しても、平行に電界を印加しても、分極方向が回転して電界の印加方向に揃い、大きな圧電特性が得られる。
【００５８】
ＰＺＴにおいて、分極回転を利用して大きな圧電定数を得る条件は、以下の通りである。正方晶の分極方向は（１００）方向であるので、ＰＺＴを正方晶で（１１１）配向になるように（（１１１）方向が基板面に垂直となるように）基板上に成膜し、基板面と並行に電界を印加すると、分極方向と電界方向とのなす角を略４５度（約５５度（ｔａｎθ＝√２／１）にすることができる。同様に、菱面体晶の分極方向は（１１１）方向であるので、ＰＺＴを菱面体晶で（１００）配向となるように（（１００）方向が基板面に垂直となるように）基板上に成膜し、基板面と並行に電界を印加すると、分極方向と電界方向とのなす角を略４５度（約５５度（ｔａｎθ＝√２／１）にすることができる。図５は、正方晶の（１１１）配向の結晶構造と、菱面体晶の（１００）配向の結晶構造とを模式的に示している。
【００５９】
正方晶の（１１１）配向を利用する場合、ＰＴＯがＰＺＯよりも数％多く含まれた組成比のターゲット材料を用い、（１１１）面でカットしたＭｇＯ基板の上にＰＺＴを成膜すればよい。また、菱面体晶の（１００）配向を利用する場合、ＰＺＯがＰＴＯよりも数％多く含まれた組成比のターゲット材料を用い、（１００）面でカットしたＭｇＯ基板の上にＰＺＴを成膜すればよい。以下、ＰＺＴの成膜方法の詳細について説明する。
【００６０】
〔４．ＰＺＴの成膜方法の詳細〕
図６は、圧電薄膜３としてのＰＺＴを成膜するスパッタ装置の概略の構成を示す断面図である。圧電薄膜３は、例えば高周波マグネトロンスパッタリング法により成膜することができる。
【００６１】
まず、所定の組成比に調合したＰＺＴ材料の粉末を混合、焼成、粉砕し、ターゲット皿１２に充填してプレス機で加圧することにより、ターゲット１１を作製する。そして、このターゲット皿１２をマグネット１３上に設置し、その上にカバー１４を設置する。このマグネット１３とその下にある高周波電極１５は、絶縁体１６によって真空チャンバー１７と絶縁されている。また、高周波電極１５は、高周波電源１８と接続されている。
【００６２】
次に、（１１１）面または（１００）面でカットした単結晶基板１を、基板加熱ヒーター１９上に設置する。そして、真空チャンバー１７内を排気し、基板加熱ヒーター１９によって単結晶基板１を６００℃まで加熱する。加熱後、バルブ２０および２１を開け、スパッタガスであるＡｒとＯ２を所定の割合でノズル２２より真空チャンバー１７内に導入し、真空度を所定値に保つ。ターゲット１１に高周波電源１８より高周波電力を投入し、プラズマを発生させることにより、単結晶基板１上に、正方晶の（１１１）配向または菱面体晶の（１００）配向のＰＺＴを圧電薄膜３ａとして成膜することができる。
【００６３】
〔５．圧電素子の応用例〕
図７（ａ）は、本実施形態で作製した圧電素子１０をｄ３３駆動のダイヤフラムに応用したときの構成を示す平面図であり、図７（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。圧電薄膜３は、単結晶基板１の必要な領域に、２次元の千鳥状に配置されている。単結晶基板１（振動部１Ａ）の一部は、除去されて開口部１ｐが形成されている。圧電薄膜３の形成領域は、この開口部１ｐの形成領域に対応している。単結晶基板１における開口部１ｐの上部は、薄い板状の従動膜１ｓとなっている。
【００６４】
また、非晶質の電極材料（例えばＰｔ）で構成される阻害膜２は、図示しない配線により、外部の制御回路と接続されている。このとき、図７（ａ）に示すように、阻害膜２を形成する層の一部は除去されて単結晶基板１が露出している。このように電極層の一部を除去することで、圧電薄膜３に電界を印加する一対の電極（極性の異なる電極）としての阻害膜２・２を分離することができる。
【００６５】
制御回路から、所定の圧電薄膜３を挟む一対の阻害膜２・２に電気信号を印加することにより、所定の圧電薄膜３のみを駆動することができる。つまり、圧電薄膜３に所定の電界を加えると、圧電薄膜３が電界印加方向に伸縮し、バイメタルの効果によって圧電薄膜３および単結晶基板１（振動部１Ａ、従動膜１ｓ）が上下に湾曲（振動）する。したがって、単結晶基板１の開口部１ｐに気体や液体を充填すると、圧電素子１０をポンプ（例えばインクジェットヘッドのアクチュエータ）として用いることができる。
【００６６】
また、圧電薄膜３の振動によって生じる電荷量を一対の阻害膜２・２を介して検出することにより、圧電薄膜３の変形量を検出することもできる。つまり、音波や超音波により、単結晶基板１（振動部１Ａ、従動膜１ｓ）が振動し、圧電薄膜３が振動すると、上記と反対の効果によって一対の阻害膜２・２間に電界が発生するため、このときの電界の大きさや検出信号の周波数を検出することにより、圧電素子１０を超音波センサとして用いることもできる。さらに、ＰＺＴは、圧電特性の他にも焦電性、強誘電性を有しているため、圧電素子１０を熱センサや記憶メモリとして活用することもできる。
【００６７】
このように、図７（ａ）（ｂ）の圧電素子１０においては、圧電薄膜３ａが電界の印加方向（単結晶基板１に沿った方向）に伸縮することによって、単結晶基板１を厚さ方向に振動させるｄ３３駆動が行われる。このようなｄ３３駆動により、ｄ３１駆動よりも大きな圧電特性を得ることができる。なお、ｄ３１駆動とは、圧電体に対して基板に垂直な方向（分極方向も同じ方向）に電界を印加して圧電体を基板に沿う方向に伸縮させることにより、基板を厚さ方向に振動させる駆動方式を言う。
【００６８】
特に、圧電薄膜３ａとして、正方晶の（１１１）配向膜や菱面体晶の（１００）配向膜を用いると、電界印加時に各結晶の分極方向がほぼ４５度回転して一方向に揃うため、ｄ３３駆動時にさらに大きな圧電特性を得ることができる。なお、分極方向が単結晶基板１に沿う方向となるように圧電薄膜３ａを成膜した場合でも、電界印加時に、圧電薄膜３ａは電界印加方向に大きく伸縮するので、ｄ３３駆動によってｄ３１駆動よりも大きな圧電特性が得られる点に変わりはない。
【００６９】
〔６．圧電素子の他の構成〕
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、他の構成の圧電素子１０の製造の手順を簡単に示す断面図である。この圧電素子１０は、単結晶基板１が、基板本体３１と、結晶整合層３２とを積層して構成されている点以外は、図１（ｃ）の圧電素子１０と同様の構成である。阻害膜２および圧電薄膜３ａは、結晶整合層３２上に成膜されている。
【００７０】
基板本体３１は、単結晶の基板であり、例えばＳｉ基板（格子定数；０．５４ｎｍ）で構成されている。Ｓｉ基板は、基板のサイズ、コスト、加工性等の観点で他の単結晶基板よりも有利である。
【００７１】
結晶整合層３２は、基板本体３１上に形成されて、基板本体３１と圧電薄膜３ａとの間の格子定数を有している。本実施形態では、結晶整合層３２は、圧電薄膜３ａとしてのＰＺＴと格子定数が近いＭｇＯ（格子定数；０．４２ｎｍ）で構成されている。結晶整合層３２としてのＭｇＯは、例えばスパッタ法で成膜され、その厚みは０．０１μｍ程度である。
【００７２】
なお、上記構成の圧電素子１０は、基板本体３１としてのＳｉ基板上に結晶整合層３２としてのＭｇＯをスパッタ法で成膜した後は、図１（ａ）〜図１（ｃ）および図２で示した製法をそのまま適用して製造することができる。
【００７３】
単結晶基板１を、汎用性のある単結晶のＳｉ基板のみで構成した場合、ＳｉとＰＺＴとの格子定数の差が大きいため、Ｓｉ基板上にＰＺＴを単結晶で直接成膜することはできない。しかし、上記のように、単結晶基板１を、Ｓｉ基板からなる基板本体３１と結晶整合層３２との２層構造とし、結晶整合層３２上に圧電薄膜３ａを成膜する構成とすることにより、結晶整合層３２と圧電薄膜３ａとの格子定数の差が小さいため、結晶整合層３２上で圧電薄膜３ａの単結晶での成長を促進させることができ、圧電薄膜３ａを単結晶で成膜することができる。
【００７４】
また、単結晶の圧電薄膜３ａを成膜するにあたって、基板本体３１として圧電薄膜３ａに近い格子定数の基板を用いる必要がなくなり、用いる基板本体３１の制約をなくすことができる。したがって、基板本体３１として、安価で加工性に優れたＳｉ基板を用いることが可能となる。
【００７５】
また、上記のように、基板本体３１としてのＳｉ基板上に、ＭｇＯからなる結晶整合層３２を介して、ＰＺＴからなる単結晶の圧電薄膜３ａを成膜した構成であっても、上述した本実施形態の製造方法を適用することにより、阻害部２上の圧電薄膜３ｂに元素の欠陥等の不良を集中させ、振動部１Ａ上の圧電薄膜３ａにおける欠陥等の不良の集中を抑制することができるので、圧電特性の良好な圧電素子１０を実現することができる。
【００７６】
〔７．圧電素子の他の応用例〕
図９（ａ）は、図８（ｃ）で示した圧電素子１０をｄ１５駆動のダイヤフラムに応用したときの構成を示す平面図であり、図９（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ’線矢視断面図である。圧電薄膜３（３ａ）は、単結晶基板１の必要な領域に、２次元の千鳥状に配置されている。ここで、圧電薄膜３を構成するＰＺＴの分極方向Ｐは、単結晶基板１の厚み方向、つまり、ＰＺＴの膜厚方向である。また、ＰＺＴの厚さは、概ね１〜１０μｍ程度である。
【００７７】
単結晶基板１（振動部１Ａ）の基板本体３１の一部は除去されて、断面が円形の開口部３１ｐが形成されている。圧電薄膜３の形成領域（特にリング状の外径）と、開口部３１ｐの形成領域（特に開口径）とは対応している。基板本体３１における開口部３１ｐの上部は、薄い板状の従動膜３１ｓとなっている。従動膜３１ｓの厚さは、用途や圧電体の特性により変化するが、概ね１〜１０μｍ程度である。そして、基板本体３１上には、圧電薄膜３ａの結晶成長を補助する、ＭｇＯからなる結晶整合層３２が形成されている。この結晶整合層３２上には、上記の圧電薄膜３（３ａ）が成膜されているとともに、阻害膜２が成膜されている。
【００７８】
より詳しくは、圧電薄膜３ａは、振動部１Ａ上でリング状に成膜されており、開口部３ｐを有している。このため、圧電薄膜３ａは、振動部１Ａ上の全域ではなく、一部に成膜されていることになる。一方、阻害膜２は、非振動部１Ｂ上のみならず、振動部１Ａ上において、圧電薄膜３ａの開口部３ｐ（リングの内側）にも成膜されている。したがって、阻害膜２は、単結晶基板１上で、非振動部１Ｂ上を含み、振動部１Ａ上の圧電薄膜３ａの成膜領域を除く領域に成膜されていることになる。なお、阻害膜２は、上記のように、圧電薄膜３ａの開口部３ｐの内側、および圧電薄膜３ａの周囲に成膜されることによって、圧電薄膜３ａを単結晶基板１に沿って挟み込んでいることに変わりはない。
【００７９】
以下、説明の便宜上、振動部１Ａ上に成膜されている阻害膜２を、内電極２ａと称し、非振動部１Ｂ上に成膜されている阻害膜２を、外電極２ｂと称することとする。これらの内電極２ａおよび外電極２ｂは、外部の制御回路と電気的に接続されている。なお、このときの電気的な接続は、一般的なワイヤーを用いて行われてもよい。また、絶縁層を積層して内電極２ａおよび外電極２ｂを電気的に接触させずに外部に引き出す構成としてもよい。
【００８０】
上記構成の圧電素子１０において、内電極２ａおよび外電極２ｂを介して、圧電薄膜３ａに電界が印加されると、電界の印加方向（単結晶基板１に沿った方向）と、圧電薄膜３ａの分極方向（膜厚方向）とが直交しているため、図１０に示すように、圧電薄膜３ａは、せん断歪みによる滑り方向の変形（ｄ１５変形）を起こし、その断面が平行四辺形状になる。これにより、振動部１Ａが上下に振動する。このとき、振動部１Ａの振動方向に沿った軸であって、開口部３１ｐの断面円形の中心を通る軸上には、圧電薄膜３ａが存在しないため（リング状の圧電薄膜３ａの開口部３ｐを通るため）、振動部１Ａは、中心部分で傾かずに振動方向に平行移動（並進）するように振動する。このような振動部１Ａの振動により、図７（ｂ）の構成と同様に、圧電素子１０をポンプとして用いることができる。また、振動部１Ａを振動させて圧電薄膜３ａから電位差を検出することにより、圧電素子１０をセンサとしても用いることができる。
【００８１】
このように、上記構成の圧電素子１０においては、圧電薄膜３ａは、阻害膜２（内電極２ａ、外電極２ｂ）を介して単結晶基板１に沿った方向の電界が印加されたときに、せん断歪みが生じることによって、単結晶基板１を厚さ方向に振動させるｄ１５駆動が行われる。このようなｄ１５駆動では、ｄ３３駆動と同等か、それより大きい圧電特性を得ることができる。特に、圧電薄膜３ａの分極方向を単結晶基板１の厚さ方向とし、電界印加方向と垂直方向とすることで、そのようなｄ１５駆動を確実に実現して大きな圧電特性を確実に得ることができる。
【００８２】
また、圧電薄膜３ａは、開口部３ｐを有するリング状に成膜されており、阻害膜２は、単結晶基板１上で、圧電薄膜３ａの開口部３ｐの内側、および圧電薄膜３ａの周囲に成膜されているので、圧電薄膜３ａの内側および外側の阻害膜２を介して、圧電薄膜３ａに単結晶基板１に沿った方向の電界を印加することにより、単結晶基板１を厚さ方向に振動させるｄ１５駆動を実現することができる。
【００８３】
また、単結晶の圧電薄膜３ａは、振動部１Ａ上の一部に成膜されているので、阻害膜２が、非振動部１Ｂ上のみならず、振動部１Ａ上の圧電薄膜３ａの非成膜領域に成膜されていても、圧電薄膜３ａの圧電効果によって振動部１Ａを振動させて、あるいは、振動部１Ａの振動によって圧電薄膜３ａに圧電効果を生じさせて、圧電素子１０の機能（例えばアクチュエータやセンサとしての機能）を発揮させることができる。
【００８４】
〔８．補足〕
本実施形態では、圧電薄膜３をスパッタ法で成膜しているが、圧電薄膜３の成膜方法としては、上述したスパッタ法だけでなく、物理気相成長法である蒸着法、化学気相成長法であるＣＶＤ法、液相法であるゾルゲル法など、他の手法を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、例えばインクジェットヘッド、超音波センサ、赤外線センサ（熱センサ）、周波数フィルタなどの種々のデバイスに利用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１      単結晶基板
１Ａ    振動部
１Ｂ    非振動部
２      阻害膜
３      圧電薄膜
３ａ    圧電薄膜
３ｂ    圧電薄膜
３ｐ    開口部
１０      圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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