(57)【要約】【課題】サファイア基板上に直接的にエピタキシャル酸化物薄膜を成長させる従来の方法では、エピタキシャル酸化物薄膜は、｛１００｝面ではなく、｛１１０｝または｛１１１｝面の主面を有する。【解決手段】本発明は、薄膜構造体を製造する方法であって、サファイア基板である第１基板の主面上に、第１エピタキシャル薄膜を成長させる工程を具備する。前記サファイア基板の主面が｛１１−２６｝面であるので、前記第１エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有する。【選択図】図１Ａ
2019006664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
｛１１−２６｝面の主面を有するサファイア基板、および
前記サファイア基板の主面の上に直接的に成長された第１エピタキシャル薄膜
を具備し、
ここで、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化物から形成され、かつ
前記第１エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有する、
薄膜構造体。
【請求項２】
請求項１に記載の薄膜構造体であって、
前記サファイア基板の＜１−１００＞軸が、前記第１エピタキシャル薄膜の＜１１０＞軸と平行である、
薄膜構造体。
【請求項３】
請求項１に記載の薄膜構造体であって、
前記第１エピタキシャル薄膜が、岩塩型結晶構造、スピネル型結晶構造、およびペロブスカイト型結晶構造からなる群から選択される１つの結晶構造を有する、
薄膜構造体。
【請求項４】
請求項１に記載の薄膜構造体であって、
以下の数式（Ｉ）が充足される、
薄膜構造体。
０．３５ｎ  ナノメートル  ≦ａ≦０．４７ｎ  ナノメートル  （Ｉ）
ここで、
ａは、前記第１エピタキシャル薄膜の格子定数を表し、かつ
ｎは、自然数を表す。
【請求項５】
請求項１に記載の薄膜構造体であって、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化ニッケル、コバルト酸ニッケル、およびチタン酸ナトリウム・ビスマス・バリウムからなる群から選択される１つの材料から形成されている、
薄膜構造体。
【請求項６】
請求項１に記載の薄膜構造体であって、
前記第１エピタキシャル薄膜の前記｛１００｝面の主面上に成長され、かつ｛１００｝面の主面を有する第２エピタキシャル薄膜をさらに備えている、
薄膜構造体。
【請求項７】
薄膜構造体を製造する方法であって、
（ａ）  サファイア基板である第１基板の主面上に、第１エピタキシャル薄膜を成長させる工程、
を具備し、
ここで、
前記サファイア基板の主面は｛１１−２６｝面であり、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化物から形成され、かつ
前記第１エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有する、
方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
（ｂ）  前記第１エピタキシャル薄膜の｛１００｝面の主面を、第２基板に接触させる工程、および
（ｃ）  レーザー光を前記第１エピタキシャル薄膜に照射して、前記サファイア基板を前記第１エピタキシャル薄膜から分離する工程、
を具備し、
ここで、工程（ｃ）において、前記レーザー光は、サファイア基板の内部を透過するように、前記第１エピタキシャル薄膜に照射される、
方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法であって、さらに、
（ｂ）  前記第１エピタキシャル薄膜の前記｛１００｝面の主面上に、第２エピタキシャル薄膜を成長させる工程、
ここで、前記第２エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有し、
（ｃ）  前記第２エピタキシャル薄膜の｛１００｝面の主面を、第２基板に接触させる工程、
（ｄ）  レーザー光を前記第１エピタキシャル薄膜に照射して、前記第１エピタキシャル薄膜から前記サファイア基板を分離する工程、
を具備し、
ここで、工程（ｄ）において、前記レーザー光は、サファイア基板の内部を透過するように、前記第１エピタキシャル薄膜に照射される、
方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって、さらに、
（ｅ）  前記レーザー光を用いて前記第１エピタキシャル薄膜を除去する工程、
を具備する、
方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法であって、
前記第１エピタキシャル薄膜は、ニッケルまたは鉄を含む、
方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法であって、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化ニッケル、コバルト酸ニッケル、およびチタン酸ナトリウム・ビスマス・バリウムからなる群から選択される１つの材料から形成されている、
方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
サファイア（α−Ａｌ２Ｏ３）は、極めて優れた化学的および機械的な安定性、高い熱伝導性、高い透光性、および低い誘電損失特性を有する。そのため、電子デバイスまたは光デバイスの基板材料として好適である。電子デバイスまたは光デバイスを得るために、以下の文献に開示されているように、サファイア基板上にエピタキシャル薄膜が成長される。
【０００３】
特許文献１は、ｃ面サファイア上に、鉛、チタン、およびランタンを含む酸化物から構成され、かつ（１１１）面の主面を有する強誘電性薄膜を形成する方法を開示している。
特許文献２は、サファイア基板、およびサファイア基板の上に形成されたニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛膜を含むニオブ酸チタン酸ジルコン酸鉛積層体を開示している。
非特許文献１は、ＭｇＦｅ２Ｏ４から形成されたエピタキシャル酸化物薄膜を、（０００１）主面を有するサファイア基板上に成長させる方法を開示している。
非特許文献２は、ＣｄＯから形成されたエピタキシャル薄膜を、α面サファイア基板上に成長させる方法を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−３５０９８号公報
【特許文献２】特開２００６−２７０５５４号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｒ．  Ｋ．  Ｇｕｐｔａ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  ｇｒｏｗｔｈ  ｏｆ  ＭｇＦｅ２Ｏ４  （１１１）  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ  ｏｎ  ｓａｐｐｈｉｒｅ  （０００１）  ｓｕｂｓｔｒａｔｅ”，  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ６５  （２０１１）  ３０５８−３０６０
【非特許文献２】Ｍ．  Ｃ．  Ｍａｒｔｉｎｅｓ  Ｔｏｍａｓ  ｅｔ  ａｌ．，  “Ｘ−ｒａｙ  ａｎｄ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ  ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｗｉｎｎｅｄ  ＣｄＯ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍｓ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  ａ−ｐｌａｎｅ  ｓａｐｐｈｉｒｅ  ｂｙ  ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  ｖａｐｏｕｒ  ｐｈａｓｅ  ｅｐｉｔａｘｙ”，  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ａ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ＆  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，  ８８，  ６１−６４  （２００７）  （ＤＯＩ：  １０．１００７／ｓ００３３９−００７−３９７７−ｘ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、サファイア基板上に｛１００｝面の主面を有するエピタキシャル酸化物薄膜を直接的に成長させる方法を提供することである。言い換えれば、本発明の目的は、サファイア基板およびエピタキシャル酸化物薄膜を具備する薄膜積層体であって、当該エピタキシャル酸化物薄膜は、サファイア基板上に直接的に成長され、かつ｛１００｝面の主面を有する薄膜積層体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による薄膜積層体は、
｛１１−２６｝面の主面を有するサファイア基板、および
前記サファイア基板の主面の上に直接的に成長された第１エピタキシャル薄膜
を具備し、
ここで、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化物から形成され、かつ
前記第１エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有する。
【０００８】
本発明による薄膜構造体を製造する方法は、
（ａ）  サファイア基板である第１基板の主面上に、第１エピタキシャル薄膜を成長させる工程、
を具備し、
ここで、
前記サファイア基板の主面は｛１１−２６｝面であり、
前記第１エピタキシャル薄膜は、酸化物から形成され、かつ
前記第１エピタキシャル薄膜は、｛１００｝面の主面を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、サファイア基板上に｛１００｝面の主面を有するエピタキシャル酸化物薄膜を直接的に成長させる方法を提供する。言い換えれば、本発明は、サファイア基板およびエピタキシャル酸化物薄膜を具備する薄膜積層体であって、当該エピタキシャル酸化物薄膜は、サファイア基板上に直接的に成長され、かつ｛１００｝面の主面を有する薄膜積層体を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態による薄膜構造体１０の概略図を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態による薄膜構造体１０の断面図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、サファイア（１１−２６）面の原子配列の概略図を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、代表的な岩塩型結晶構造を有する酸化ニッケル（すなわち、ＮｉＯ）結晶の（１００）面の原子配列の概略図を示す。
【図３】図３は、単結晶サファイアの単位格子の概略図を示す。
【図４Ａ】図４Ａは、薄膜構造体１０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図４Ｃ】図４Ｃは、図４Ｂに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、積層体６０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図５Ｄ】図５Ｄは、図５Ｃに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図６Ａ】図６Ａは、積層体７０を製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図６Ｃ】図６Ｃは、図６Ｂに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図６Ｄ】図６Ｄは、図６Ｃに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図６Ｅ】図６Ｅは、図６Ｄに示される工程に続く、製造方法の工程の断面図を示す。
【図７】図７は、実施例１による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。
【図８】図８は、実施例１による薄膜構造体１０のエックス線極点図を示す。
【図９】図９は、実施例２による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。
【図１０】図１０は、実施例３による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施例４による薄膜構造体１０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、図１１Ａに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、図１１Ｂに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１２】図１２は、実施例４による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、実施例５による圧電アクチュエーター５０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ｂに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ｃに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１３Ｅ】図１３Ｅは、図１３Ｄに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【図１４】図１４は、実施例５における圧電アクチュエーター５０の変位量測定の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（用語の定義）
本明細書において用いられる用語「直接的に」とは、「物理的接触」を意味する。言い換えれば、用語「直接的に」とは、バッファ層のような中間層が挟まれていないことを意味する。例えば、「第１エピタキシャル薄膜が直接的にサファイア基板上に成長されている」という記述は、「第１エピタキシャル薄膜がサファイア基板上に物理的に接しており、かつ、第１エピタキシャル薄膜およびサファイア基板の間にはバッファ層のような中間層が挟まれていない」ことを意味する。
本明細書において用いられる用語「エピタキシャル酸化物薄膜」とは、「酸化物から形成されたエピタキシャル薄膜」を意味する。
本明細書において用いられる記述「｛１１−２６｝面」は、（１１−２６）面だけでなく、当該（１１−２６）面と等価な面を含む。（１１−２６）面と等価な面の例は、（１−２１６）面または（−２１１６）面である。同様に、｛１００｝面は、（１００）面だけでなく、当該（１００）面と等価な面を含む。（１００）面と等価な面の例は、（０１０）面または（００１）面である。
本明細書において用いられる記述「＜１−１００＞軸」は、［１−１００］軸だけでなく、当該［１−１００］軸と等価な軸を含む。［１−１００］軸と等価な軸の例は、［−１１００］軸、［−１０１０］軸、［１０−１０］軸、［０１−１０］軸、または［０−１１０］軸である。
本明細書において用いられる記述「＜１００＞軸」は、［１００］軸だけでなく、当該［１００］軸と等価な軸を含む。［１００］軸と等価な軸の例は、[０１０]軸または［００１］軸である。
本明細書において用いられる記述「＜１１０＞軸」は、［１１０］軸だけでなく、当該［１１０］軸と等価な軸を含む。［１１０］軸と等価な軸の例は、[０１１]軸、［１０１］軸、または［−１１０］軸である。
【００１２】
（技術的課題および本発明者らの知見）
サファイア基板上に直接的にエピタキシャル酸化物薄膜を成長させる従来の方法では、エピタキシャル酸化物薄膜は、｛１００｝面ではなく、｛１１０｝または｛１１１｝面の主面を有する。本発明者らは、｛１１−２６｝の主面を有するサファイア基板上に直接的に成長されたエピタキシャル酸化物薄膜は、｛１００｝面の主面を有することを見いだした。本発明は、この知見に基づいてなされた。
【００１３】
以下、実施形態による薄膜構造体及びその製造方法が、図面を参照しながら説明される。
【００１４】
（実施形態）
図１Ａは、実施形態による薄膜構造体１０の概略図を示す。図１Ｂは、実施形態による薄膜構造体１０の断面図を示す。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、実施形態による薄膜構造体１０は、サファイア基板１１および第１エピタキシャル薄膜１２を具備する。第１エピタキシャル薄膜１２は、サファイア基板１１の（１１−２６）面上に直接的に成長している。第１エピタキシャル薄膜１２は、酸化物から形成されている。第１エピタキシャル薄膜１２は、（１００）面の主面を有する。サファイア基板１１の［−１１００］軸は、第１エピタキシャル薄膜１２の［０１１］軸に平行である。
【００１５】
上記の通り、実施形態による薄膜構造体１０は、｛１１−２６｝面の主面を有するサファイア基板１１、および、サファイア基板１１の主面上に直接的に成長され、酸化物から形成され、かつ｛１００｝面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２を具備する。第１エピタキシャル薄膜１２の｛１００｝面は、サファイア基板１１の主面に平行である。サファイア基板１１は単結晶であることが望ましい。
【００１６】
本明細書において、｛１１−２６｝面の主面は、単に、｛１１−２６｝主面と言う場合がある。同様に、｛１００｝面の主面は、単に、｛１００｝主面と言う場合がある。言うまでもないが、エピタキシャル薄膜は単結晶なので、第１エピタキシャル薄膜１２もまた、単結晶である。
【００１７】
酸化物から形成されている第１エピタキシャル薄膜１２は、立方晶結晶構造を有することが望ましい。第１エピタキシャル薄膜１２の立方晶結晶構造は、若干歪んでいても良い。そのため、第１エピタキシャル薄膜１２は、立方晶結晶構造に代えて、正方晶結晶構造または斜方晶結晶構造を有し得る。第１エピタキシャル薄膜１２は、岩塩型結晶構造、スピネル型結晶構造、またはペロブスカイト型結晶構造を有する単結晶材料から形成され得る。
【００１８】
図２Ａは、サファイア（１１−２６）面の原子配列の概略図を示す。図２Ｂは、代表的な岩塩型結晶構造を有する酸化ニッケル（すなわち、ＮｉＯ）結晶の（１００）面の原子配列の概略図を示す。図２Ａおよび図２Ｂでは、サファイアの［−１１００］軸の方向が、酸化ニッケルの［０１１］軸の方向に一致している。図２Ａに示されるように、サファイア（１１−２６）面は、頂点に酸素原子２１が配置された酸素マス目格子およびアルミニウム原子２２を含む。一方、図２Ｂに示されるように、酸化ニッケル（１００）面は、頂点に酸素原子２１が配置された酸素マス目格子および当該酸素マス目格子の中心に配置されたニッケル原子２３を含む。サファイアの結晶系（すなわち、六方晶系）は、酸化ニッケルの結晶系（すなわち、立方晶）とは異なる。しかし、図２Ａおよび図２Ｂから明らかなように、サファイア（１１−２６）面の酸素マス目格子は、酸化ニッケル（１００）面の酸素マス目格子と類似する。
【００１９】
酸化ニッケル結晶の岩塩型結晶構造は、０．４１７ナノメートルの単位格子長２５を有する。一方、サファイア（１１−２６）面の酸素間距離２４（すなわち、酸素マス目格子の対角線の長さ）の平均値は、おおよそ０．３９ナノメートル以上０．４３ナノメートル以下である。サファイアの六方晶系結晶構造においては、全ての酸素原子が等間隔で配置されているわけではないことに留意せよ。当該平均値（すなわち、おおよそ０．３９ナノメートル以上０．４３ナノメートル以下）は、酸化ニッケル結晶の岩塩型結晶構造の単位格子長２５（すなわち、０．４１７ナノメートル）と概ね一致する。そのため、サファイア（１１−２６）面は、（１００）面の主面を有する酸化ニッケル薄膜をエピタキシャル成長させるために好適である。
【００２０】
第１エピタキシャル薄膜１２の（１００）面のサファイア（１１−２６）面に対する格子不整合率は、１０％以下であることが望ましい。１０％以下の格子不整合率のためには、以下の数式（Ｉ）が充足されることが望ましい。
０．３５ｎ  ナノメートル  ≦ａ≦０．４７ｎ  ナノメートル  （Ｉ）
ここで、
ａは、第１エピタキシャル薄膜１２の格子定数を表し、かつ
ｎは、自然数を表す。
数式（Ｉ）が充足される場合には、サファイア（１１−２６）面は、（１００）主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２を成長させるために好適である。望ましくは、ｎの値は１である。
【００２１】
＜サファイア基板＞
図３は、単結晶サファイアの単位格子の概略図を示す。サファイア基板１１の｛１１−２６｝主面は、およそ１０度未満のオフ角を有し得る。これは、サファイア基板１１の｛１１−２６｝面の上に直接的に成長される第１エピタキシャル薄膜１２の主軸＜１００＞方向の物性値の方向余弦が２％未満の低下に押さえられることを意味する。特に、方向余弦が０．４％未満の低下に抑えられるように、オフ角は５度未満であることが望ましい。サファイア基板１１の｛１１−２６｝面は、通常の方法で単結晶サファイアをカットして得ることができる。｛１１−２６｝面は、ｃ面（すなわち、｛０００１｝面）およびａ面（すなわち、｛１１−２０｝面）に対して、それぞれ、約４２度および約４８度の角度を形成する。
【００２２】
＜酸化物から形成される第１エピタキシャル薄膜１２＞
本発明では、第１エピタキシャル薄膜１２は、酸化物から形成される。｛１００｝主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が圧電薄膜として用いられる場合、［００１］軸の分極軸が、｛１００｝主面に垂直に配向する。このため、圧電効果による電気−機械エネルギーが相互に効率的に変換される。その結果、アクチュエーターまたは振動発電素子の性能が高められる。サファイア基板１１の表面波音速は、通常の圧電結晶より倍程度大きい。そのため、単結晶サファイア基板１１および当該単結晶サファイア基板１１の主面に平行に｛１００｝面を有する第１エピタキシャル薄膜１２を具備する薄膜構造体１０は、弾性表面波デバイスの高周波化を可能とする。
【００２３】
さらに、第１エピタキシャル薄膜１２が磁性を具備する場合には、｛１００｝面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２の成長により、磁化方向が｛１００｝面に垂直になりやすい。その結果、当該成長は、磁気素子の高性能化を可能とする。また、第１エピタキシャル薄膜１２が反強磁性を有する場合には、第１エピタキシャル薄膜１２の内部でスピン配列が相互に打ち消すように第１エピタキシャル薄膜１２の主軸が配向する。そのため、隣接して成長された２つの磁性膜（すなわち、２つの第１エピタキシャル薄膜１２）の磁化が、効果的に固定される。
【００２４】
また、第１エピタキシャル薄膜１２が電子伝導性またはイオン伝導性を持つ場合には、＜１００＞軸が｛１００｝主面に垂直に配向しているので、電子、ホール、またはイオンは第１エピタキシャル薄膜１２の膜厚方向に円滑に伝導する。このため、第１エピタキシャル薄膜１２は、電子／ホール輸送層、またはイオン制御素子あるいは二次電池の固体電解質として用いられ、デバイスの高性能化が図れる。
【００２５】
第１エピタキシャル薄膜１２が、岩塩型結晶構造、スピネル型結晶構造、またはペロブスカイト型結晶構造を有する材料から形成される場合、第１エピタキシャル薄膜１２は、強誘電性、圧電性、焦電性、電気光学特性、電子伝導性、イオン伝導性、超電導性、または磁性の機能を持ち得る。そのため、第１エピタキシャル薄膜１２は、高性能の薄膜電子デバイスのために用いられ得る。第１エピタキシャル薄膜１２は酸化物から形成されているので、通常雰囲気で安定に使用され得る。
【００２６】
岩塩型結晶構造を有する材料の例は、酸化ニッケル（ＮｉＯ）またはウスタイト（ＦｅＯ）のような酸化鉄である。酸化ニッケルまたは酸化鉄の一部の成分は、他の元素に置換され得る。岩塩型結晶構造を有する材料の他の例は、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）である。
【００２７】
スピネル型結晶構造を有する材料の例は、酸化コバルト（Ｃｏ３Ｏ４）、またはマグネタイト（Ｆｅ３Ｏ４）あるいはマグヘマイト（γ−Ｆｅ２Ｏ３）のような酸化鉄である。酸化コバルトまたは酸化鉄の一部の成分は、他の元素に置換され得る。
【００２８】
ペロブスカイト型結晶構造を有する材料は、化学式ＡＢＯ３（ここで、Ａは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、ランタノイド元素、Ｐｂ、またはＢｉを表し、かつ、Ｂは、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｖ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、またはＲｕのような遷移金属を表す）により表される。ペロブスカイト型結晶構造を有する材料は、上記の機能を有する第１エピタキシャル薄膜１２として有効に用いられ得る。
【００２９】
｛１００｝主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が、｛１１−２６｝の主面を有するサファイア基板１１上に直接的に成長されるので、化学的かつ機械的に安定で誘電損失が少なく熱伝導が大きいというサファイアの特長を有する高性能デバイスが実現される。６インチを超える直径を有するサファイアウェハも市販されている。このようなサファイア基板は、工業的量産の観点から望ましい。
【００３０】
＜第２エピタキシャル薄膜１３＞
第１エピタキシャル薄膜１２は格子緩衝層として用いられ得る。言い換えれば、格子緩衝層（すなわち、第１エピタキシャル薄膜１２）を介してサファイア基板１１上に第２エピタキシャル薄膜１３が成長され得る。第１エピタキシャル薄膜１２とは異なり、第２エピタキシャル薄膜１３は、サファイア基板１１上に直接的に成長されないことに留意せよ。｛１００｝主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２の上に、面心立方格子構造を有する金属結晶から形成される第２エピタキシャル薄膜１３が成長され得る。第２エピタキシャル薄膜１３の結晶構造の例は、立方晶系結晶構造、正方晶系結晶構造、または斜方晶系結晶構造である。第２エピタキシャル薄膜１３が第１エピタキシャル薄膜１２の上に成長される限り、第２エピタキシャル薄膜１３の結晶構造は限定されない。第１エピタキシャル薄膜１２とは異なり、第２エピタキシャル薄膜１３は酸化物である必要はない。
【００３１】
＜薄膜構造体１０の製造方法＞
図４Ａは、薄膜構造体１０の製造方法の工程の断面図を示す。図４Ｂは、図４Ａに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。図４Ｃは、図４Ｂに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
（Ｉ）  まず、図４Ａに示されるように、（１１−２６）面の主面を有するサファイア基板１１が用意される。
（ＩＩ）  次に、図４Ｂに示されるように、サファイア基板１１の（１１−２６）主面の上に、（１００）面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が直接的に成長される。例えば、第１エピタキシャル薄膜１２がＮｉＯから形成される場合には、第１エピタキシャル薄膜１２はスパッタ法によって成長され得る。第１エピタキシャル薄膜１２の成長方法は、スパッタ法に限られない。レーザーアブレーション法または化学的気相成長法のような他の薄膜成長法が第１エピタキシャル薄膜１２の成長のために用いられ得る。
（ＩＩＩ）  さらに、図４Ｃに示されるように、第１エピタキシャル薄膜１２の（１００）主面の上に、（１００）主面を有する第２エピタキシャル薄膜１３が成長される。例えば、白金から形成される第２エピタキシャル薄膜１３が、スパッタ法によって成長され得る。第２エピタキシャル薄膜１３の成長方法は、スパッタ法に限られない。レーザーアブレーション法または化学的気相成長法のような他の薄膜成長法が用いられ得る。
このようにして、格子緩衝層として機能する第１エピタキシャル薄膜１２を介して、サファイア基板１１上に第２エピタキシャル薄膜１３が成長された薄膜構造体１０が得られる。
【００３２】
＜積層体６０の製造方法＞
紫外光はサファイアを透過する。積層体６０の製造方法では、サファイアのこの特徴が利用される。
【００３３】
図５Ａは、積層体６０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。図５Ｂ〜図５Ｄは、それぞれ図５Ａ〜図５Ｃに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【００３４】
（Ｉ）  まず、図５Ａに示されるように、（１１−２６）面の主面を有するサファイア基板１１が用意される。
【００３５】
（ＩＩ）  次に、図５Ｂに示されるように、サファイア基板１１の（１１−２６）主面の上に、（１００）面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が成長される。例えば、第１エピタキシャル薄膜１２がＮｉＯから形成される場合には、第１エピタキシャル薄膜１２はスパッタ法によって成長され得る。第１エピタキシャル薄膜１２の成長方法は、スパッタ法に限られない。レーザーアブレーション法または化学的気相成長法のような他の薄膜成長法が第１エピタキシャル薄膜１２の成長のために用いられ得る。
【００３６】
（ＩＩＩ）  さらに、図５Ｃに示されるように、第１エピタキシャル薄膜１２の表側の面が第２基板１６に接触される。第１エピタキシャル薄膜１２の表側の面が第２基板１６に接触されながら、サファイア基板１１の裏側の面にレーザー光１８を照射する。レーザー光１８はサファイア基板１１を透過し、第１エピタキシャル薄膜１２の裏面に到達する。これにより、第１エピタキシャル薄膜１２は、サファイア基板１１から分離される。このようにして、図５Ｄに示されるように、第１エピタキシャル薄膜１２が第２基板１６上に転写された積層体６０が得られる。第１エピタキシャル薄膜１２の表側の面が第２基板１６に接触される前に、第１エピタキシャル薄膜１２の表面および第２基板１６の裏面に金メッキ層が形成されることが望ましい。２つの金メッキ層の接合により、Ａｕ−Ａｕ結合が形成され、これにより第１エピタキシャル薄膜１２および第２基板１６が強固に結合する。
【００３７】
レーザー光１８の例は、２４８ナノメートルの波長を有する紫外光ＫｒＦエキシマレーザー、３０８ナノメートルの波長を有するＸｅＣｌエキシマレーザー、３５５ナノメートルの波長を有する３倍波Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー、または３倍波Ｎｄ：ＹＡＧレーザーである。第２方法では、サファイア基板１１は、繰り返し用いられ得る。
【００３８】
＜積層体７０の製造方法＞
図６Ａは、積層体７０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。図６Ｂ〜図６Ｅは、それぞれ図６Ａ〜図６Ｄに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【００３９】
（Ｉ）  まず、図６Ａに示されるように、（１１−２６）面の主面を有するサファイア基板１１が用意される。
【００４０】
（ＩＩ）  次に、図６Ｂに示されるように、サファイア基板１１の（１１−２６）主面の上に、（１００）面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が成長される。例えば、第１エピタキシャル薄膜１２がＮｉＯから形成される場合には、第１エピタキシャル薄膜１２はスパッタ法によって成長され得る。第１エピタキシャル薄膜１２の成長方法は、スパッタ法に限られない。レーザーアブレーション法または化学的気相成長法のような他の薄膜成長法が第１エピタキシャル薄膜１２の成長のために用いられ得る。
【００４１】
（ＩＩＩ）  さらに、図６Ｃに示されるように、第１エピタキシャル薄膜１２の（１００）主面の上に、（１００）主面を有する第２エピタキシャル薄膜１３が成長される。例えば、白金から形成される第２エピタキシャル薄膜１３が、スパッタ法によって成長され得る。第２エピタキシャル薄膜１３の成長方法は、スパッタ法に限られない。レーザーアブレーション法または化学的気相成長法のような他の薄膜成長法が第２エピタキシャル薄膜１３の成長のために用いられ得る。
【００４２】
（ＩＶ）  さらに、図６Ｄに示されるように、第２エピタキシャル薄膜１３の表側の面が第２基板１６に接触される。第２エピタキシャル薄膜１３の表側の面が第２基板１６に接触されながら、サファイア基板１１の裏側の面にレーザー光１８を照射する。レーザー光１８はサファイア基板１１を透過し、第１エピタキシャル薄膜１２の裏面に到達する。これにより、サファイア基板１１は第１エピタキシャル薄膜１２の裏面から分離される。このようにして、サファイア基板１１は除去される。さらに、レーザー光１８が第１エピタキシャル薄膜１２の裏面に照射され、レーザー研磨法により第１エピタキシャル薄膜１２を除去する。このようにして、図６Ｅに示されるように、第２エピタキシャル薄膜１３が第２基板１６上に転写された積層体７０が得られる。
【００４３】
以上のように、この製造方法では、サファイア基板１１の｛１１−２６｝主面上に、レーザー光を吸収する第１エピタキシャル薄膜１２が格子緩衝層として成長され、次いで格子緩衝層上に第２エピタキシャル薄膜１３が成長される。ダメージが極めて小さい第２エピタキシャル薄膜１３が第２基板１６に転写される。格子緩衝層として機能する第１エピタキシャル薄膜１２が、ニッケルまたは鉄を含む酸化物から形成されることが望ましい。なぜなら、ニッケルまたは鉄を含む酸化物は、レーザー光を容易に吸収し、その結果、サファイア基板１１が容易に分離（すなわち、除去）されるからである。より詳細には、レーザー光の照射によりニッケルまたは鉄を含む酸化物は容易に還元されて酸素ガスが発生し、これがサファイア基板１１の分離（すなわち、除去）を促進すると本発明者らは考えている。
【００４４】
第２基板１６が、シリコン素子を表面に具備するウェハである場合、第１エピタキシャル薄膜１２はシリコン素子と組み合わされて、高機能のセンサまたは信号処理器が得られる。
【００４５】
第１エピタキシャル薄膜１２または第２エピタキシャル薄膜１３を可撓性フィルムに転写して、機械的振動を電気信号に変換するデバイスが得られる。圧電薄膜の形成温度は摂氏６００度以上であることが必要とされるため、圧電薄膜を、直接、可撓性フィルム上へ形成することは困難である。しかし、転写を利用する上記の２つの方法によって、分極を有しかつ（００１）面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）が可撓性フィルム上に形成され、応力を電圧に変換するフレキシブルセンサーまたは振動発電デバイスが得られる。
【００４６】
（００１）面の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）が、薄い矩形のステンレス板上へ転写され、膜厚方向に電圧が印加されている間にステンレス板が湾曲するアクチュエーターが得られる。第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）の分極軸（すなわち、［００１］軸）が、第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）の主面に垂直であるため、印加される電圧に対するアクチュエーターの変位量が最大化される。
【００４７】
第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）の転写の繰り返しにより、第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）は多層化される。例えば、エピタキシャル電極上に第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）が繰り返し転写され、多層化した圧電薄膜が得られる。このような多層化した圧電薄膜は、大きく変位する。例えば、電極上に第１エピタキシャル薄膜１２（または第２エピタキシャル薄膜１３）が繰り返し転写され、多層化したイオン伝導膜が得られる。このような多層化したイオン伝導膜は、大きな容量を有する二次電池またはキャパシタのために用いられ得る。
【００４８】
（実施例）
以下、実施例を参照しながら、本発明がより詳細に説明される。
【００４９】
（実施例１）
酸化ニッケル（ＮｉＯ）から形成されるターゲットを用いて、高周波マグネトロンスパッタ法により、サファイア基板１１上に第１エピタキシャル薄膜１２が成長された。酸化ニッケル結晶は、立方晶系の岩塩型結晶構造を有している。酸化ニッケル結晶の格子定数ａは、０．４１８ナノメートルである。サファイア基板１１は、（１１−２６）面の主面を有するようにサファイア単結晶基板（厚み：０．５ミリメートル）をカットすることにより得た。サファイア基板１１は、研磨された後、ターゲットに対向するように配置された。スパッタガスはアルゴン（９０％）と酸素（１０％）の混合ガスであった。３Ｐａのガス圧で８０Ｗのスパッタ放電が励起された。摂氏４５０度に加熱されたサファイア基板１１上に第１エピタキシャル薄膜１２が成長され、薄膜構造体１０を得た。本実施例１では、「第１エピタキシャル薄膜１２」は、「ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２」と呼ばれ得る。
【００５０】
図７は、実施例１による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。エックス線回折分析では、Ｃｕ−Ｋα線が用いられた。図７に示されるように、以下の３つのピークのみが観測された。
（ｉ）  サファイア基板１１の（１１−２６）ピーク（２θ＝５７．６度）、
（ｉｉ）  ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（２００）ピーク（２θ＝４３．１度）、および
（ｉｉｉ）  ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（４００）ピーク（２θ＝９４．８度）
このことは、サファイア基板１１の（１１−２６）主面に平行な（１００）面の主面を有するＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２が成長されたことを意味する。
【００５１】
図８は、実施例１による薄膜構造体１０のエックス線極点図を示す。図８に示されるように、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（２００）面が、サファイア基板１１の（１１−２６）主面の法線方向に観測された。（２２０）面、（２０２）面、（２−２０）面、および（２０−２）面を含む各｛２２０｝面は、法線（すなわち、[１１−２６]方向）から４５度傾斜するように位置していた。これら４つの面内回転角が９０度の間隔で観測された。各｛１１１｝面は、法線（すなわち、[１１−２６]方向）に対して５５度傾斜するように位置していた。これら４つの面内回転角もまた、９０度の間隔で観測された。各｛１１１｝面の面内回転角は、各｛２２０｝面に対して４５度の角度を形成していた。図８に示されるエックス線極点図は、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２が、その（１００）軸がサファイア基板の（１１−２６）主面の法線に平行に配向したように成長されたことを意味している。ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（２００）面の極点（すなわち、中心点）からサファイア基板１１の（０００６）面の極点への方向は、中心点からＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（１−１１）面の極点への方向（いずれも紙面上方向）と平行である。このことは、サファイア基板１１の［−１１００］軸が、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の［０１１］軸と平行であることを意味する。このようにして、本発明者らは、実施例１による薄膜構造体１０が、図１Ａに示される結晶性を有することを確認した。
【００５２】
（実施例２）
以下の事項（ｉ）〜（ｉｉｉ）を除き、実施例１と同様の手法で、サファイア基板１１の（１１−２６）主面上に第１エピタキシャル薄膜１２がスパッタ法により成長された。
（ｉ）  ターゲットがコバルト酸ニッケル（ＮｉＣｏ２Ｏ４）から形成されていたこと、
（ｉｉ）  スパッタガスはアルゴン（９５％）および酸素（５％）混合ガスであったこと、および
（ｉｉｉ）  サファイア基板１１は、摂氏４００度に加熱されたこと。
コバルト酸ニッケル結晶は、およそ０．８１ｎｍの格子定数ａを持つ立方晶スピネル型結晶構造のフェリ磁性酸化物から形成されている。本実施例２では、「第１エピタキシャル薄膜１２」は、「ＮｉＣｏ２Ｏ４第１エピタキシャル薄膜１２」と呼ばれ得る。
【００５３】
図９は、実施例２による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。図９に示されるように、以下の３つのピークのみが観測された。
（ｉ）  サファイア基板１１の（１１−２６）ピーク、
（ｉｉ）  ＮｉＣｏ２Ｏ４第１エピタキシャル薄膜１２の（４００）ピーク（２θ＝４４．３度）、および
（ｉｉｉ）  ＮｉＣｏ２Ｏ４第１エピタキシャル薄膜１２の（８００）ピーク（２θ＝９７．８度）
このことは、サファイア基板１１の（１１−２６）主面に平行な（１００）面の主面を有するＮｉＣｏ２Ｏ４第１エピタキシャル薄膜１２が成長されたことを意味する。実施例２による薄膜構造体１０は、磁性デバイスに含まれる垂直磁化膜として用いられ得る。
【００５４】
（実施例３）
以下の事項（ｉ）〜（ｉｖ）を除き、実施例１と同様の手法で、サファイア基板１１の（１１−２６）主面上に第１エピタキシャル薄膜１２がスパッタ法により成長された。
（ｉ）  ターゲットがチタン酸ナトリウム・ビスマス・バリウム（Ｎａ，Ｂｉ，Ｂａ）ＴｉＯ３（以下、「ＮＢＴ」という）から形成されていたこと、
（ｉｉ）  スパッタガスはアルゴン（７５％）および酸素（２５％）混合ガスであったこと、
（ｉｉｉ）  サファイア基板１１は、摂氏６５０度に加熱されたこと、および
（ｉｖ）  スパッタ放電が１７０Ｗの入力を有していたこと。
ＮＢＴ結晶は、０．３８８ｎｍの格子定数ａおよび０．３９５ｎｍの格子定数ｃを有する正方晶系結晶構造を有する。本実施例３では、「第１エピタキシャル薄膜１２」は、「ＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２」と呼ばれ得る。
【００５５】
図１０は、実施例３による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。図１０に示されるように、以下の５つのピークのみが観測された。
（ｉ）  サファイア基板１１の（１１−２６）ピーク、
（ｉｉ）  ＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２の（００１）ピーク（２θ＝２２．５度）、
（ｉｉｉ）  ＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２の（００２）ピーク（２θ＝４６．０度）、
（ｉｖ）  ＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２の（００３）ピーク（２θ＝７１．７度）、および
（ｖ）  ＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２の（００４）ピーク（２θ＝１０２．８度）。
このことは、サファイア基板１１の（１１−２６）主面に平行な（００１）面の主面を有するＮＢＴ第１エピタキシャル薄膜１２が成長されたことを意味する。実施例３による薄膜構造体１０は、弾性表面波デバイスに含まれる分極配向膜として用いられ得る。
【００５６】
ＮＢＴに代えて、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３または（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３も用いられ得る。
【００５７】
（実施例４）
図１１Ａは、実施例４による薄膜構造体１０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。図１１Ｂおよび図１１Ｃは、それぞれ、図１１Ａおよび図１１Ｂに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
（Ｉ）  まず、図１１Ａに示されるように、（１１−２６）面の主面を有するサファイア基板１１が用意された。
（ＩＩ）  次に、図１１Ｂに示されるように、実施例１の場合と同様に、サファイア基板１１の（１１−２６）主面上に、（１００）の主面を有する第１エピタキシャル薄膜１２が成長された。本実施例４では、「第１エピタキシャル薄膜１２」は、「ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２」と呼ばれ得る。
（ＩＩＩ）  さらに、図１１Ｃに示されるように、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（１００）主面上に、面心立方格子構造を有する白金単結晶から形成される第２エピタキシャル薄膜１３が成長された。白金から形成されたターゲットを用いて３Ｐａの圧力を有するアルゴンガスの雰囲気下で２０Ｗのスパッタ放電が励起され、摂氏５００度に加熱されたＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２上に第２エピタキシャル薄膜１３を成長させた。このようにして、実施例４による薄膜構造体１０が得られた。本実施例４では、「第２エピタキシャル薄膜１３」は、「Ｐｔ第２エピタキシャル薄膜１３」と呼ばれ得る。（１００）面の主面を有するＰｔ単結晶は、０．３９２ナノメートルの格子定数ａを有する面心立方格子構造を有する。
【００５８】
図１２は、実施例４による薄膜構造体１０のエックス線回折グラフである。図１２に示されるように、以下の５つのピークのみが観測された。
（ｉ）  サファイア基板１１の（１１−２６）ピーク、
（ｉｉ）  ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（２００）ピーク、
（ｉｉｉ）  ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の（４００）ピーク、
（ｉｖ）  Ｐｔ第２エピタキシャル薄膜１３の（２００）ピーク（２θ＝４６．３度）、および
（ｖ）  Ｐｔ第２エピタキシャル薄膜１３の（４００）ピーク（２θ＝１０３．７度）。
このことは、図１１Ｃに示されるように、（１００）主面を有するＰｔ第２エピタキシャル薄膜１３が、（１００）主面を有するＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２を介して、（１１−２６）主面を有するサファイア１１上に成長されたことを意味する。実施例４による薄膜構造体１０は、電極として用いられ得る。
【００５９】
ターゲットの材料として、ＮｉＯに代えて、岩塩型結晶構造を有する物質またはスピネル型結晶を有する物質（例えば、ＮｉＣｏ２Ｏ４）が用いられ得る。白金に代えて、イリジウム、金、またはそれらの合金も用いられ得る。あるいは、白金に代えて、面心立方格子構造を有する他の金属も用いられ得る。
【００６０】
（実施例５）
実施例５では、実施例４において作成された薄膜構造体１０を用いて、圧電アクチュエーターが製造された。図１３Ａは、実施例５による圧電アクチュエーター５０の製造方法に含まれる１つの工程の断面図を示す。図１３Ｂ〜図１３Ｅは、それぞれ、図１３Ａ〜図１３Ｄに示される工程に続く、当該製造方法の工程の断面図を示す。
【００６１】
（Ｉ）  まず、図１３Ａに示されるように、実施例４の場合と同様に、サファイア基板１１の（１１−２６）主面上に｛１００｝主面を有するＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２が成長された。次いで、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の｛１００｝主面上に、｛１００｝主面を有するＰｔ第２エピタキシャル薄膜１３が成長された。
【００６２】
（ＩＩ）  次に、図１３Ｂに示されるように、Ｐｔ第２エピタキシャル薄膜１２の｛１００｝主面上に、２マイクロメートルの厚みを有するＮＢＴ薄膜８３が、スパッタ法でエピタキシャル成長された。さらに、ＮＢＴ薄膜８３上に、金クロム合金層８４が室温で蒸着された。このようにして、積層構造８０が得られた。
【００６３】
（ＩＩＩ）  図１３Ｃに示されるように、フォトレジスト法により形成されたマスク（図示せず）を用いたアルゴンイオンミリング法により、第１溝８５ａおよび第２溝８５ｂが形成された。このようにして、積層構造８０は、中央領域８０ａおよび周辺領域８０ｂに分離された。平面視において、第１溝８５ａおよび第２溝８５ｂによって囲まれた中央領域８０ａは、２．５ｍｍの幅および１５ｍｍの長さを有する長方形の形状を有していた。
【００６４】
（ＩＶ）  図１３Ｄに示されるように、１００μｍの厚みを有するステンレス板から形成された第２基板１６の裏側の一部の領域に、金メッキ層８７が形成された。次いで、金クロム合金層８４および金メッキ層８７が互いに接触され、積層体を得た。当該積層体は、静置された。このようにして、Ａｕ−Ａｕ結合を介して、金クロム合金層８４および金メッキ層８７が互いに接合された。その後、サファイア基板１１の裏面は、８ｍＪ／ｍｍ２のパワー密度を有するＫｒＦエキシマレーザー１８を用いて走査された。言い換えれば、サファイア基板１１の裏面に、ＫｒＦエキシマレーザー１８が照射された。レーザー光は、ＮｉＯ第１エピタキシャル薄膜１２の裏面上に吸収された。その結果、サファイア基板１１が剥離（すなわち、除去）された。
【００６５】
（Ｖ）  このようにして、図１３Ｅに示されるように、サファイア基板１１上にエピタキシャル成長されたＮＢＴ薄膜８３は、ステンレス板から形成された第２基板１６へ転写された。このようにして、図１３Ｅに示される圧電アクチュエーター５０が得られた。
【００６６】
それぞれ下部電極層および上部電極層として機能するＰｔ第２エピタキシャル薄膜１３および金クロム合金層８４の間に５ボルトの電圧が印加され、実施例５による圧電アクチュエーター５０を駆動させた。図１４に示されるように、実施例５による圧電アクチュエーター５０の変位量が測定された。実施例５による圧電アクチュエーターは、１５ミリメートルの長さＬを有していた。圧電アクチュエーターの一端（すなわち、図１４では左端）が固定されながら、電圧の印加による他端（すなわち、図１４では右端）の変位量Ｄが測定された。その結果、実施例５による圧電アクチュエーター５０は、２０マイクロメートルのもの大きな変位量Ｄを有していた。
【００６７】
（比較例１）
比較例１では、（１１−２６）主面を有するサファイア基板１１に代えて、（０００１）面（すなわち、ｃ面）の主面を有するサファイア基板を用いたこと以外は、実施例５と同様の方法で圧電アクチュエーター５０が作成された。比較例１による圧電アクチュエーター５０は、５ボルトの電圧に対して、１２マイクロメートルという小さな変位量Ｄを有していた。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明による薄膜構造体およびその製造方法は、強誘電性、圧電性、焦電性、電気光学特性、電子伝導性、イオン伝導性、超電導性、または磁性を有するデバイスを製造するために用いられ得る。望ましくは、本発明による薄膜構造体およびその製造方法は、圧電アクチュエーターを製造するために用いられ得る。本発明による薄膜構造体およびその製造方法は、弾性表面波デバイスを製造するためにも用いられ得る。
【符号の説明】
【００６９】
１０  薄膜構造体
１１  サファイア基板（すなわち、第１基板）
１２  第１エピタキシャル薄膜
１３  第２エピタキシャル薄膜
１６  第２基板
１８  レーザー光
２１  酸素原子
２２  アルミニウム原子
２３  ニッケル原子
２４  酸素間距離
２５  ＮｉＯ単位格子長
５０  圧電アクチュエーター
６０  積層体
７０  積層体
８０  積層構造
８３  ＮＢＴ薄膜
８４  金クロム合金層
８５  溝
８６  ステンレス基板
８７  金メッキ層
【図１Ａ】
2019006664.tif 000003
【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
2019006664.tif 000012
【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2019006664.tif 000014
【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2019006664.tif 000016
【図６Ｃ】
2019006664.tif 000017
【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
2019006664.tif 000021
【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１４】
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