[发明专利]压电元件以及该压电元件的制造方法

说明书

本发明提供一种压电元件以及该压电元件的制造方法。压电元件(30)具备：设置在Si基板(20)的平面上的下部电极的Pt膜(23)；设置在Pt膜(23)上的PZT膜(25)；设置在PZT膜(25)上的上部电极的Pt膜(26)。PZT膜(25)包含垂直取向部(25a)和倾斜取向部(25b)，垂直取向部(25a)具有在与Pt膜(23)正交的方向上的c轴；倾斜取向部(25b)具有相对于垂直取向部(25a)的c轴倾斜的c轴，倾斜取向部(25b)的c轴分布相对于垂直取向部(25a)的c轴分布离散。

技术领域

本发明涉及用于光偏转器等的压电元件以及该压电元件的制造方法。

背景技术

近年来，由MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等具有微细构造的系统构成的传感器元件、致动器元件的需求增加。因此，对在硅晶片上直接形成压电晶体膜的直接薄膜形成法的开发在不断前进。

特别是，在使用锆钛酸铅(PZT)的结晶体膜作为压电材料的MEMS用的压电致动器中，为了得到高压电特性，取向控制不可或缺。

例如，专利文献1的压电致动器具备多个压电悬臂，该压电悬臂具有支承体和形成于支承体的压电体，通过压电驱动进行弯曲变形。而且，压电致动器在多个压电悬臂的压电体上独立地具备用于分别施加驱动电压的多个电极。在多个压电悬臂中，以各自的弯曲变形累积的方式机械地连结端部，通过施加该驱动电压，各压电悬臂独立地发生弯曲变形。

在所述压电致动器中，在压电悬臂的顶端部产生的扭矩和位移量依赖于压电体的压电特性和悬臂的尺寸。即，为了得到高压电特性，优选进行压电材料的结晶体膜的结晶取向控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2008-35600号公报

发明内容

发明要解决的课题

通过控制作为压电致动器(压电元件)所使用的压电材料、即PZT晶体膜的晶体取向，能够获得高压电特性。然而，存在该压电元件无法得到充分的耐久时间的问题。

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种在控制压电元件的压电材料的晶体取向的同时提高耐久时间的压电元件以及该压电元件的制造方法。

用于解决课题的手段

本发明的第一方面的压电元件的特征在于，具备：至少1个面为平面的基板；第一电极膜，其设置在所述基板的所述平面上；正方晶的压电晶体膜，其设置在所述第一电极膜上；以及，第二电极膜，其设置在所述压电晶体膜的与所述第一电极膜相向的面上，所述压电晶体膜是由柱状的晶粒构成的单轴取向的多晶体，所述晶粒在与所述第一电极膜垂直的方向上取向有所述正方晶的c轴，所述多晶体包含垂直取向部和倾斜取向部，所述垂直取向部在与所述第一电极膜垂直的方向上具有c轴，所述倾斜取向部具有相对于所述垂直取向部的c轴倾斜的c轴，所述垂直取向部的c轴和所述倾斜取向部的c轴分别具有分布，所述倾斜取向部的c轴分布相对于所述垂直取向部的c轴分布离散。

本发明的压电元件具备第一电极膜、该第一电极膜上的正方晶的压电晶体膜以及该压电晶体膜上的第二电极膜。这里，“～上”包括与下表面侧的膜不直接发生接触的情况。正方晶是指在单位晶格的轴长a、b、c上具有a＝b≠c的关系的结晶。另外，正方晶的＜100＞方向为a轴方向，＜010＞方向为b轴方向，＜001＞方向为c轴方向，与＜001＞轴正交的面为(001)面和c面。