圧電アクチュエータ及びその製造方法
【課題】リークパスの発生を抑制し、耐電圧特性を向上させた圧電アクチュエータを提供する。
【解決手段】Ｐｔ下部電極層４上に第１の比誘電率を有する第１のＰＺＴ圧電体層５Ａをアーク放電反応性イオンプレーティング（ＡＤＲＩＰ）法により形成し、第１のＰＺＴ圧電体層５Ａ上に第１の比誘電率より小さく表面ラフネスの小さい第２のＰＺＴ圧電体層５ＢをＡＤＲＩＰ法により形成する。
【解決手段】Ｐｔ下部電極層４上に第１の比誘電率を有する第１のＰＺＴ圧電体層５Ａをアーク放電反応性イオンプレーティング（ＡＤＲＩＰ）法により形成し、第１のＰＺＴ圧電体層５Ａ上に第１の比誘電率より小さく表面ラフネスの小さい第２のＰＺＴ圧電体層５ＢをＡＤＲＩＰ法により形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）を含む圧電アクチュエータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Pb、Zr、Tiの各元素を含む酸化化合物であるチタン酸ジルコン酸鉛PbZrxTi1-xO3（PZT）は図６に示す立方晶系ペロブスカイト型の結晶構造を有する。尚、図６においては、斜線球は単純立法配列のPb、黒球はZrもしくはTi、白球はOを示す。図７に示すごとく、PZTは<１００>方向あるいは<１１１>方向に歪んだ場合に分極を発生し、これにより、（１００）面配向もしくは（１１１）面配向のときに優れた圧電性を発揮する（参照：特許文献１の図５、図１０）。つまり、PZTの結晶構造には正方晶系及び菱面体晶系があり、正方晶系PZTの場合には、<１００>方向（ａ軸方向）（あるいは<００１>方向（ｃ軸方向））に最も大きな圧電変位が得られ、また、菱面体晶系PZTの場合には、<１１１>方向に最も大きな圧電変位が得られると言われている。また、圧電アクチュエータとしての重要な特性である耐電圧特性についてはチタン（Ti）リッチ（x<0.5）な正方晶系PZTの方が菱面体晶系PZTより良いとされている。これを利用したPZT圧電体層は、アクチュエータとして用いたMEMS素子、センサとして用いたMEMS素子、発電素子、ジャイロ素子等に用いられる。
【０００３】
図８は第１の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。図８の圧電アクチュエータはキャパシタ構造をなしており、単結晶シリコン基板１、酸化シリコン層２、Ti密着層３、Pt下部電極層４、PZT圧電体層５及びPt上部電極層６を積層して形成されている。尚、単結晶シリコン基板１はシリコンオンインシュレータ（SOI）基板に置換し得る。また、下部電極層４は、Ir、SrRuO3等を用いてもよい。さらに、Ti密着層３は酸化シリコン層２とPt下部電極層４との密着性が悪いのでこれらの間の密着性を改善すると共に応力を緩和するものである。この密着層３はTi以外にCr、あるいはTiO2、MgO、ZrO2、IrO2等の導電性酸化物を用いてもよい。
【０００４】
図８においては、正方晶系のPZT圧電体層５の矢印方向が結晶の<１００>方向あるいは<００１>方向に向いていると、Pt下部電極層４とPt上部電極層６との間に直流電圧を印加したときに、歪みが効率よく発生する。
【０００５】
図８の圧電アクチュエータの製造方法を図９のフローチャートを参照して説明する。
【０００６】
始めに、ステップ９０１を参照すると、単結晶シリコン基板１を熱酸化して酸化シリコン層２を形成する。尚、熱酸化処理の代りに化学的気相成長（CVD）法を用いてもよい。
【０００７】
次に、ステップ９０２を参照すると、酸化シリコン層２上にスパッタリング法によってTi密着層３を形成する。引き続いて、Ti密着層３上にスパッタリング法によってPt下部電極層４を形成する。
【０００８】
次に、ステップ９０３を参照すると、Pt下部電極層４上にスパッタリング法によってPZT層５を形成する（参照：特許文献２）。尚、スパッタリング法の代りにCVD法を用いてもよい。あるいは、ゾル・ゲル法を用いてもよい（参照：特許文献３）。尚、ゾル・ゲル法は、一度に圧電体層を厚く成膜することができないので、圧電体前駆体層の形成、焼成を繰返して所望の厚さの圧電体層を形成する。
【０００９】
最後に、ステップ９０４を参照すると、PZT圧電体層５上にスパッタリング法によってPt上部電極層６を形成する。
【００１０】
尚、ステップ９０２、９０４におけるスパッタリング法の代りに、電子ビーム（EB）蒸着法を用いてもよい。
【００１１】
しかしながら、図６の圧電アクチュエータにおいては、たとえ、（１００）配向のPt下部電極層４にPZT圧電体層５を形成しても、Pt下部電極層４が多結晶構造であるので、PZT圧電体層５の結晶構造が乱れてPZTの配向性つまり圧電特性が低い。
【００１２】
図１０は第２の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である（参照：特許文献４の図１）。図１０においては、圧電特性を向上させるために、図８の構成要素に対して配向制御層１１、１２を付加してある。この場合、配向制御層１１は（１００）配向の酸化物層よりなり、Pt下部電極層４は（１００）配向をなし、配向制御層１２は（１００）あるいは（００１）配向のペロブスカイト型酸化層よりなる。これにより、Pt下部電極層４の影響がスパッタリング法等によるPZT圧電体層５の柱状構造の成長へ及ばないようにする。また、PZT圧電体層５の成膜初期にZr酸化物からなる結晶性の低い層が形成されないようにする。この結果、PZTの配向性つまり圧電特性は向上する。
【００１３】
しかしながら、図１０の圧電アクチュエータの製造方法においては、図９に示す製造工程に、配向制御層１１、１２の形成工程の付加によって製造工程が複雑となり、この結果、異物が混入する可能性が高くなり、圧電特性の向上はさほど期待できない。しかも、下層（単結晶シリコン基板１）から上層（配向制御層１２）への結晶性等の影響からプロセスマージンが小さくなる。
【００１４】
図１１は第３の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である（参照：特許文献５の図１）。図１１においては、耐電圧特性を向上させるために、図８の圧電体層５の代りに複数のPb過剰（Pbリッチ）PZT圧電体層５ａ、Pb欠損（Pbリーン）PZT圧電体層５ｂを交互に積層したPZT圧電体層５’を設ける。すなわち、PZT圧電体層を鉛リッチの雰囲気中で化学量論組成よりもPbが多いペロブスカイト構造を有するPZT圧電体層のみで形成すればプロセスマージンが大きくなるが、PbリッチなPZT圧電体層は、結晶粒界に導電性の良い鉛酸化物を有することが多いので、耐電圧特性が低くなる。他方、PZT圧電体層を鉛リーンの雰囲気中で化学量論組成よりもPbが僅かに少ないペロブスカイト構造を有するPZT圧電体層のみで形成すれば、プロセスマージンが小さくなるが、結晶粒界に鉛酸化物を有する割合が少ないので、耐電圧特性が向上する。このため、PZT圧電体層５’においては、PbリッチPZT圧電体層５ａ、PbリーンPZT圧電体層５ｂを積層することにより、PbリッチPZT圧電体層５ａの鉛酸化物によってリークパスＬＰが発生してもPbリーンPZT圧電体層５ｂによって分断して耐電圧特性を大きくできる。
【００１５】
しかしながら、図１１の圧電アクチュエータにおいては、PbリッチPZT圧電体層５ａ、PbリーンPZT圧電体層５ｂの結晶成長が不連続となる。その結果、この不連続な部分、つまり、PbリッチPZT圧電体層５ａとPbリーンPZT圧電体層５ｂの界面部分に圧電アクチュエータの駆動による機械的振動による割れ・剥離が発生し、圧電アクチュエータが破損する恐れがある。
【００１６】
図１２は第４の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。図１２においては、PZTの圧電特性および耐電圧特性を向上させるために、図８に示すPZT圧電体層５の代りに、組成は高い圧電性能を示すと言われているモルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ一般的に耐電圧特性が高いと言われている正方晶構造を有する組成領域（PbZrxTi1-xO3においてMPBはx=0.52付近、x<0.52において正方晶構造を持つと言われている）のPZT圧電体層５Ａを設けてある。このPZT圧電体層５Ａは、図１２の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである図１３のステップ１３０１において、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａをアーク放電反応性イオンプレーティング（ADRIP）法を用いて形成している。
【００１７】
図１３のステップ１３０１におけるADRIP法は、スパッタリング法に比較してPZT圧電体層の堆積速度が大きいという利点を有し、また、有機金属化学的気相成長（MOCVD）法に比較して基板温度が低く、製造コストが低く、有毒な有機金属ガスを用いないので、対環境性がよく、また、原料の利用効率がよいという利点を有する。このADRIP法に用いられるADRIP装置を図１４を参照して説明する（参照：特許文献６の図１）。
【００１８】
図１４において、真空チャンバ１４０１内の下方側に、Pb、Zr、Tiを独立に蒸発させるためのPb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２、Ti蒸発源１４０２−３が設けられる。Pb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２、Ti蒸発源１４０２−３上には、蒸気量センサ１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓが設けられている。真空チャンバ１４０１内の上方側に、ウェハ１４０３ａを載置するためのヒータ付ウェハ回転ホルダ１４０３が設けられる。
【００１９】
また、真空チャンバ１４０１の上流側には、アーク放電を維持するために不活性ガスたとえばArガスおよびHeガスを導入する圧力勾配型プラズマガン１４０４及びPZT圧電体層５の酸素原料となる酸素（O2）ガスを導入するO2ガス導入口１４０５が設けられる。他方、真空チャンバ１４０１の下流側には、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気口１４０６が設けられる。
【００２０】
図１４のADRIP装置において図１３のADRIP本処理ステップ１３０１を行う場合、圧力勾配型プラズマガン１４０４によって導入されたArガスおよびHeガスによって高密度・低電子温度のアーク放電プラズマ１４０７を発生させ、そしてO2ガス導入口からO2ガスを導入し真空チャンバ１４０１内に発生している高密度・低電子温度のアーク放電プラズマ１４０７でO2ガスを励起させることによって、真空チャンバ１４０１内に多量の酸素ラジカルを主とする活性原子、分子が生成される。他方、Pb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２及びTi蒸発源１４０２−３より発生したPb蒸気、Zr蒸気及びTi蒸気が上述の活性原子、分子と反応し、所定温度たとえば約500℃に加熱されたウェハ１４０３ａ上に付着し、この結果、組成比xのPbZrxTi1-xO3が形成されることになる。尚、Pb蒸気、Zr蒸気、Ti蒸気は蒸気量センサ１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓによって検出される。
【００２１】
図１２の圧電アクチュエータのモルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａの走査型電子顕微鏡（SEM）写真を図１５（Ａ）に示す。そして高誘電率なPZT圧電体層５Ａ（図１５（Ａ））より若干TiリッチなPZT圧電体層を図１５（Ｂ）に示す。ともにきれいな柱状構造を有し、良好な配向性及び圧電特性を示す。尚、図１５の（Ａ）、（Ｂ）に示すSEM写真は切削条件が異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−８１６９４号公報
【特許文献２】特開２００１−２２３４０３号公報
【特許文献３】特開２０００−９４６８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１８８４３１号公報
【特許文献５】特開２００７−３３５７７９号公報
【特許文献６】特開２００１−２３４３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上述の図１２の圧電アクチュエータにおいては、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造を有する組成のPZT圧電体層５Ａの成膜をおこなうと、表面ラフネスが大きくなってしまう。従って、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａ上のPt上部電極層６の表面ラフネスも大きくなる。この結果、Pt上部電極層６とPt下部電極層４との間に電圧を印加すると、局所的に電場が集中して破壊し易く、これにより、PZT圧電体層５Ａ側のPt上部電極層６の凸部に対応するPZT圧電体層５Ａに生じた結晶粒界に、図１２に示すごとく、リークパスＬＰが発生し、耐電圧特性を低下させるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明に係る圧電アクチュエータは、下部電極層と、下部電極層上に設けられた第１の比誘電率を有する第１のPZT圧電体層と、第１のPZT圧電体層上に第１の比誘電率より小さく表面ラフネスの小さい第２のPZT圧電体層を具備するものである。
【００２５】
また、本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、ADRIP法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して下部電極層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第１のPZT圧電体層を形成する第１の圧電体層形成工程と、ADRIP法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して第１のPZT圧電体層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第２のPZT圧電体層を形成する第２の圧電体層形成工程とを具備し、第１のPZT圧電体層の第１の比誘電率より第２のPZT圧電体層の第２の比誘電率を小さくしたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、比誘電率の小さい第２のPZT圧電体層によって比誘電率の大きい第１のPZT圧電体層の大きな表面ラフネスを補償することによりリークパスの発生を抑制するので、耐電圧特性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る圧電アクチュエータの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１のPZT圧電体層の比誘電率と耐電圧特性との関係を示すグラフである。
【図３】図１の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１のPZT圧電体層の圧電特性を説明するためのグラフである。
【図５】図１２のPZT圧電体層の圧電特性を説明するためのグラフである。
【図６】PZTの結晶構造を示す図である。
【図７】PZTのＸ線解析パターンを示すグラフである。
【図８】第１の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図９】図８の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１１】第３の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１２】第４の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１３】図１２の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３のADRIP処理ステップに用いられるADRIP装置を示す図である。
【図１５】図１２のPZT圧電体層の断面を示すSEM写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は本発明に係る圧電アクチュエータの実施の形態を示す断面図である。図１においては、図１２のPZT圧電体層５Ａ上にPZT圧電体層５Ａより比誘電率の小さなPZT圧電体層５Ｂを形成している。尚、PZT圧電体層５ＡのPbZrxTi1-xO3の組成比xはモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）近傍、かつ一般的に耐電圧特性が高いと言われている正方晶構造をもつ組成領域（x<0.52）である。
【００２９】
図２はPZT圧電体層の比誘電率と耐電圧特性を表すグラフである。PZT圧電体層はADRIP法で作成した。図２によると、比誘電率が大きくなると、耐電圧特性は小さくなることがわかる。
【００３０】
さらに、比誘電率は表面ラフネスとも関係が見られる傾向がある。図１に示すように、比誘電率の高いPZT圧電体層５Ａは表面ラフネスは大きいが、それよりも比誘電率が低いPZT圧電体層５Ｂの表面ラフネスは小さい。この結果、PZT圧電体層５Ｂ上のPt上部電極層６の表面ラフネスも小さくなる。従って、Pt上部電極層６とPt下部電極層４との間に電圧を印加しても、局所的に電場が集中しにくく、しかも、PZT圧電体層５Ｂ側のPt上部電極層６の凸部に対応するPZT圧電体層５Ｂの結晶粒界に、図１に示すごとく、リークパスＬＰがほとんど発生せず、耐電圧特性を向上できる。
【００３１】
PZT圧電体層５Ｂの比誘電率はPZT圧電体層５Ａの比誘電率よりも低ければ表面ラフネスは小さくなるが、比誘電率の低い層が入るとデバイス性能にまで影響を与える。そのため、PZT圧電体層５Ａの比誘電率は1100以上、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は700以上1000以下となっている。また、表面ラフネスの改善効果を得つつ、デバイス性能への影響を抑えるためPZT圧電体層５Ｂは、PZT圧電体層５Ａと合わせたPZT圧電体膜厚の10％以上15％以下とする。
【００３２】
PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は酸素含有量、Pb含有量、Pb/(Ti+Zr)、PbZrxTi1-xO3の組成比xなどの影響に左右される。本発明においてはPbZrxTi1-xO3の組成比xを変化させることでPZT圧電体層５ＡとPZT圧電体層５Ｂの比誘電率を変化させた。一般的には組成比xがモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）に近づけば誘電率も大きくなり、遠ざかれば小さくなる。よって、PZT圧電体層５ＢはPZT圧電体層５Ａよりもxの値が小さく、PZT圧電体層５ＡよりもTiリッチな層となっている。PZT圧電体層５Ａのxは0.52以下0.43以上、PZT圧電体層５Ｂは0.45以下0.40以上の範囲内から選んだ。この範囲は共に正方晶かつ酸素含有量、Pb含有量、Pb/(Ti+Zr)の影響があったとしても、PZT圧電体層５Ａの比誘電率は1100以上、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は700以上1000以下となるような範囲となっている。PZT圧電体層５Ａは正方晶としての単層膜の作成の容易さを考えると、さらに0.49以下0.43以上の範囲内とすることが望ましい。
【００３３】
図１５の（Ａ）、（Ｂ）を比べると、ともにきれいな柱状構造を有し、良好な配向性と圧電特性を示すものの、圧電特性は図１５の（Ａ）のほうが比誘電率は大きくより良好で、耐電圧特性は図１５の（Ｂ）のほうが表面ラフネスが小さくより良好であるという違いがある。図１５の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ単一の層として設けたものの写真であるが、本発明ではこれらと同じ層を連続し重ねて成膜する。すなわち、図１５の（Ａ）は高い比誘電率をもち本発明のPZT圧電体層５Ａに当たり、図１５の（Ｂ）はそれよりもTiリッチとして比誘電率を下げたPZT圧電体層であり本発明のPZT圧電体層５Ｂに当たる。
【００３４】
図３は図１の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。図３においては、図１３のフローチャートにPZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを形成するためのADRIP処理ステップ３０１を付加してある。この場合、高誘電率PZT圧電体層５Ａを形成するためのADRIP処理ステップ１３０１とPZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを形成するためのADRIP処理ステップ３０１とは同一のADRIP装置を用いて連続的に実行される。従って、プロセスマージンの狭小化を防ぐことができる。また、図１の圧電アクチュエータにおいては、高誘電率PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂの結晶成長が連続となり、この結果、この組成比が連続的に変化する界面部分が圧電アクチュエータの駆動による機械的振動によって割れ、圧電アクチュエータが破損することを防止できる。
【００３５】
発明者は次の実験を行った。
【００３６】
図１の圧電アクチュエータの構造において、高誘電率PZT圧電体層５Ａを厚さ2.5μmで形成し、次いで、それよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを厚さ0.3μmで形成した。比誘電率は高誘電率PZT圧電体層５Ａは1120、それよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを980とした。これらの値は同じ条件で単一の層を設けた場合での数値である。PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５Ｂを合わせた比誘電率は1090程度となった。この結果、図４に示す圧電ヒステリシス特性を得た。また、耐電圧特性は22.78V/μmであり、Pt上部電極層６の表面ラフネスの平均粗さ（Ra）及び粗さ曲線の最大断面高さ（Rt）は、それぞれ、65Å及び580Åであった。さらに、比誘電率εは1051、誘電損失係数は2.12％であった。
【００３７】
これに対し、図１３の圧電アクチュエータの高誘電率PZT圧電体層５Ａを厚さ2.5μmで形成した。この結果、図５に示す圧電ヒステリシス特性を得た。また、耐電圧特性は14.6V/μmであり、Pt上部電極層６の表面ラフネスの平均粗さ（Ra）及び粗さ曲線の最大断面高さ（Rt）は、それぞれ、103Å及び1947Åであった。さらに、比誘電率εは1048、誘電損失係数は2.53％であった。
【００３８】
このように、図１３の圧電アクチュエータと比較して図１の圧電アクチュエータは圧電ヒステリシスつまり圧電特性はほとんど変化がなく、また、表面ラフネスは抑制されたので、リークパスの発生は抑止でき、この結果、耐電圧特性を大幅に向上できる。
【００３９】
尚、上述の実施の形態に限らず、高誘電率PZT圧電体層５ＡとそれよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂは、PZT圧電体層５Ａのxの値がPZT圧電体層５Ｂの値よりも大きく、かつモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）よりxの値が小さければよい。つまり、PZT圧電体層５Ａの比誘電率がPZT圧電体層５Ｂの比誘電率よりも大きければよい。
【符号の説明】
【００４０】
１：単結晶シリコン基板
２：酸化シリコン層
３：Ti密着層
４：Pt下部電極層
５、５’：PZT圧電体層
５ａ：PbリッチPZT圧電体層
５ｂ：PbリーンPZT圧電体層
５Ａ：PZT圧電体層
５Ｂ：PZT圧電体層
６：Pt上部電極層
１４０１：真空チャンバ
１４０２−１：Pb蒸発源
１４０２−２：Zr蒸発源
１４０２−３：Ti蒸発源
１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓ：蒸気量センサ
１４０３：ヒータ付ウェハ回転ホルダ
１４０３ａ：ウェハ
１４０４：圧力勾配型プラズマガン
１４０５：O2ガス導入口
１４０６：排気口
【技術分野】
【０００１】
本発明はチタン酸ジルコン酸鉛（PZT）を含む圧電アクチュエータ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Pb、Zr、Tiの各元素を含む酸化化合物であるチタン酸ジルコン酸鉛PbZrxTi1-xO3（PZT）は図６に示す立方晶系ペロブスカイト型の結晶構造を有する。尚、図６においては、斜線球は単純立法配列のPb、黒球はZrもしくはTi、白球はOを示す。図７に示すごとく、PZTは<１００>方向あるいは<１１１>方向に歪んだ場合に分極を発生し、これにより、（１００）面配向もしくは（１１１）面配向のときに優れた圧電性を発揮する（参照：特許文献１の図５、図１０）。つまり、PZTの結晶構造には正方晶系及び菱面体晶系があり、正方晶系PZTの場合には、<１００>方向（ａ軸方向）（あるいは<００１>方向（ｃ軸方向））に最も大きな圧電変位が得られ、また、菱面体晶系PZTの場合には、<１１１>方向に最も大きな圧電変位が得られると言われている。また、圧電アクチュエータとしての重要な特性である耐電圧特性についてはチタン（Ti）リッチ（x<0.5）な正方晶系PZTの方が菱面体晶系PZTより良いとされている。これを利用したPZT圧電体層は、アクチュエータとして用いたMEMS素子、センサとして用いたMEMS素子、発電素子、ジャイロ素子等に用いられる。
【０００３】
図８は第１の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。図８の圧電アクチュエータはキャパシタ構造をなしており、単結晶シリコン基板１、酸化シリコン層２、Ti密着層３、Pt下部電極層４、PZT圧電体層５及びPt上部電極層６を積層して形成されている。尚、単結晶シリコン基板１はシリコンオンインシュレータ（SOI）基板に置換し得る。また、下部電極層４は、Ir、SrRuO3等を用いてもよい。さらに、Ti密着層３は酸化シリコン層２とPt下部電極層４との密着性が悪いのでこれらの間の密着性を改善すると共に応力を緩和するものである。この密着層３はTi以外にCr、あるいはTiO2、MgO、ZrO2、IrO2等の導電性酸化物を用いてもよい。
【０００４】
図８においては、正方晶系のPZT圧電体層５の矢印方向が結晶の<１００>方向あるいは<００１>方向に向いていると、Pt下部電極層４とPt上部電極層６との間に直流電圧を印加したときに、歪みが効率よく発生する。
【０００５】
図８の圧電アクチュエータの製造方法を図９のフローチャートを参照して説明する。
【０００６】
始めに、ステップ９０１を参照すると、単結晶シリコン基板１を熱酸化して酸化シリコン層２を形成する。尚、熱酸化処理の代りに化学的気相成長（CVD）法を用いてもよい。
【０００７】
次に、ステップ９０２を参照すると、酸化シリコン層２上にスパッタリング法によってTi密着層３を形成する。引き続いて、Ti密着層３上にスパッタリング法によってPt下部電極層４を形成する。
【０００８】
次に、ステップ９０３を参照すると、Pt下部電極層４上にスパッタリング法によってPZT層５を形成する（参照：特許文献２）。尚、スパッタリング法の代りにCVD法を用いてもよい。あるいは、ゾル・ゲル法を用いてもよい（参照：特許文献３）。尚、ゾル・ゲル法は、一度に圧電体層を厚く成膜することができないので、圧電体前駆体層の形成、焼成を繰返して所望の厚さの圧電体層を形成する。
【０００９】
最後に、ステップ９０４を参照すると、PZT圧電体層５上にスパッタリング法によってPt上部電極層６を形成する。
【００１０】
尚、ステップ９０２、９０４におけるスパッタリング法の代りに、電子ビーム（EB）蒸着法を用いてもよい。
【００１１】
しかしながら、図６の圧電アクチュエータにおいては、たとえ、（１００）配向のPt下部電極層４にPZT圧電体層５を形成しても、Pt下部電極層４が多結晶構造であるので、PZT圧電体層５の結晶構造が乱れてPZTの配向性つまり圧電特性が低い。
【００１２】
図１０は第２の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である（参照：特許文献４の図１）。図１０においては、圧電特性を向上させるために、図８の構成要素に対して配向制御層１１、１２を付加してある。この場合、配向制御層１１は（１００）配向の酸化物層よりなり、Pt下部電極層４は（１００）配向をなし、配向制御層１２は（１００）あるいは（００１）配向のペロブスカイト型酸化層よりなる。これにより、Pt下部電極層４の影響がスパッタリング法等によるPZT圧電体層５の柱状構造の成長へ及ばないようにする。また、PZT圧電体層５の成膜初期にZr酸化物からなる結晶性の低い層が形成されないようにする。この結果、PZTの配向性つまり圧電特性は向上する。
【００１３】
しかしながら、図１０の圧電アクチュエータの製造方法においては、図９に示す製造工程に、配向制御層１１、１２の形成工程の付加によって製造工程が複雑となり、この結果、異物が混入する可能性が高くなり、圧電特性の向上はさほど期待できない。しかも、下層（単結晶シリコン基板１）から上層（配向制御層１２）への結晶性等の影響からプロセスマージンが小さくなる。
【００１４】
図１１は第３の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である（参照：特許文献５の図１）。図１１においては、耐電圧特性を向上させるために、図８の圧電体層５の代りに複数のPb過剰（Pbリッチ）PZT圧電体層５ａ、Pb欠損（Pbリーン）PZT圧電体層５ｂを交互に積層したPZT圧電体層５’を設ける。すなわち、PZT圧電体層を鉛リッチの雰囲気中で化学量論組成よりもPbが多いペロブスカイト構造を有するPZT圧電体層のみで形成すればプロセスマージンが大きくなるが、PbリッチなPZT圧電体層は、結晶粒界に導電性の良い鉛酸化物を有することが多いので、耐電圧特性が低くなる。他方、PZT圧電体層を鉛リーンの雰囲気中で化学量論組成よりもPbが僅かに少ないペロブスカイト構造を有するPZT圧電体層のみで形成すれば、プロセスマージンが小さくなるが、結晶粒界に鉛酸化物を有する割合が少ないので、耐電圧特性が向上する。このため、PZT圧電体層５’においては、PbリッチPZT圧電体層５ａ、PbリーンPZT圧電体層５ｂを積層することにより、PbリッチPZT圧電体層５ａの鉛酸化物によってリークパスＬＰが発生してもPbリーンPZT圧電体層５ｂによって分断して耐電圧特性を大きくできる。
【００１５】
しかしながら、図１１の圧電アクチュエータにおいては、PbリッチPZT圧電体層５ａ、PbリーンPZT圧電体層５ｂの結晶成長が不連続となる。その結果、この不連続な部分、つまり、PbリッチPZT圧電体層５ａとPbリーンPZT圧電体層５ｂの界面部分に圧電アクチュエータの駆動による機械的振動による割れ・剥離が発生し、圧電アクチュエータが破損する恐れがある。
【００１６】
図１２は第４の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。図１２においては、PZTの圧電特性および耐電圧特性を向上させるために、図８に示すPZT圧電体層５の代りに、組成は高い圧電性能を示すと言われているモルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ一般的に耐電圧特性が高いと言われている正方晶構造を有する組成領域（PbZrxTi1-xO3においてMPBはx=0.52付近、x<0.52において正方晶構造を持つと言われている）のPZT圧電体層５Ａを設けてある。このPZT圧電体層５Ａは、図１２の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである図１３のステップ１３０１において、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａをアーク放電反応性イオンプレーティング（ADRIP）法を用いて形成している。
【００１７】
図１３のステップ１３０１におけるADRIP法は、スパッタリング法に比較してPZT圧電体層の堆積速度が大きいという利点を有し、また、有機金属化学的気相成長（MOCVD）法に比較して基板温度が低く、製造コストが低く、有毒な有機金属ガスを用いないので、対環境性がよく、また、原料の利用効率がよいという利点を有する。このADRIP法に用いられるADRIP装置を図１４を参照して説明する（参照：特許文献６の図１）。
【００１８】
図１４において、真空チャンバ１４０１内の下方側に、Pb、Zr、Tiを独立に蒸発させるためのPb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２、Ti蒸発源１４０２−３が設けられる。Pb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２、Ti蒸発源１４０２−３上には、蒸気量センサ１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓが設けられている。真空チャンバ１４０１内の上方側に、ウェハ１４０３ａを載置するためのヒータ付ウェハ回転ホルダ１４０３が設けられる。
【００１９】
また、真空チャンバ１４０１の上流側には、アーク放電を維持するために不活性ガスたとえばArガスおよびHeガスを導入する圧力勾配型プラズマガン１４０４及びPZT圧電体層５の酸素原料となる酸素（O2）ガスを導入するO2ガス導入口１４０５が設けられる。他方、真空チャンバ１４０１の下流側には、真空ポンプ（図示せず）に接続された排気口１４０６が設けられる。
【００２０】
図１４のADRIP装置において図１３のADRIP本処理ステップ１３０１を行う場合、圧力勾配型プラズマガン１４０４によって導入されたArガスおよびHeガスによって高密度・低電子温度のアーク放電プラズマ１４０７を発生させ、そしてO2ガス導入口からO2ガスを導入し真空チャンバ１４０１内に発生している高密度・低電子温度のアーク放電プラズマ１４０７でO2ガスを励起させることによって、真空チャンバ１４０１内に多量の酸素ラジカルを主とする活性原子、分子が生成される。他方、Pb蒸発源１４０２−１、Zr蒸発源１４０２−２及びTi蒸発源１４０２−３より発生したPb蒸気、Zr蒸気及びTi蒸気が上述の活性原子、分子と反応し、所定温度たとえば約500℃に加熱されたウェハ１４０３ａ上に付着し、この結果、組成比xのPbZrxTi1-xO3が形成されることになる。尚、Pb蒸気、Zr蒸気、Ti蒸気は蒸気量センサ１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓによって検出される。
【００２１】
図１２の圧電アクチュエータのモルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａの走査型電子顕微鏡（SEM）写真を図１５（Ａ）に示す。そして高誘電率なPZT圧電体層５Ａ（図１５（Ａ））より若干TiリッチなPZT圧電体層を図１５（Ｂ）に示す。ともにきれいな柱状構造を有し、良好な配向性及び圧電特性を示す。尚、図１５の（Ａ）、（Ｂ）に示すSEM写真は切削条件が異なる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−８１６９４号公報
【特許文献２】特開２００１−２２３４０３号公報
【特許文献３】特開２０００−９４６８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１８８４３１号公報
【特許文献５】特開２００７−３３５７７９号公報
【特許文献６】特開２００１−２３４３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
しかしながら、上述の図１２の圧電アクチュエータにおいては、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造を有する組成のPZT圧電体層５Ａの成膜をおこなうと、表面ラフネスが大きくなってしまう。従って、モルフォトロピック相境界（MPB）近傍かつ正方晶構造をもつ組成のPZT圧電体層５Ａ上のPt上部電極層６の表面ラフネスも大きくなる。この結果、Pt上部電極層６とPt下部電極層４との間に電圧を印加すると、局所的に電場が集中して破壊し易く、これにより、PZT圧電体層５Ａ側のPt上部電極層６の凸部に対応するPZT圧電体層５Ａに生じた結晶粒界に、図１２に示すごとく、リークパスＬＰが発生し、耐電圧特性を低下させるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明に係る圧電アクチュエータは、下部電極層と、下部電極層上に設けられた第１の比誘電率を有する第１のPZT圧電体層と、第１のPZT圧電体層上に第１の比誘電率より小さく表面ラフネスの小さい第２のPZT圧電体層を具備するものである。
【００２５】
また、本発明に係る圧電アクチュエータの製造方法は、ADRIP法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して下部電極層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第１のPZT圧電体層を形成する第１の圧電体層形成工程と、ADRIP法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して第１のPZT圧電体層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第２のPZT圧電体層を形成する第２の圧電体層形成工程とを具備し、第１のPZT圧電体層の第１の比誘電率より第２のPZT圧電体層の第２の比誘電率を小さくしたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、比誘電率の小さい第２のPZT圧電体層によって比誘電率の大きい第１のPZT圧電体層の大きな表面ラフネスを補償することによりリークパスの発生を抑制するので、耐電圧特性を大幅に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る圧電アクチュエータの実施の形態を示す断面図である。
【図２】図１のPZT圧電体層の比誘電率と耐電圧特性との関係を示すグラフである。
【図３】図１の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図４】図１のPZT圧電体層の圧電特性を説明するためのグラフである。
【図５】図１２のPZT圧電体層の圧電特性を説明するためのグラフである。
【図６】PZTの結晶構造を示す図である。
【図７】PZTのＸ線解析パターンを示すグラフである。
【図８】第１の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図９】図８の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第２の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１１】第３の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１２】第４の従来の圧電アクチュエータを示す断面図である。
【図１３】図１２の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１３のADRIP処理ステップに用いられるADRIP装置を示す図である。
【図１５】図１２のPZT圧電体層の断面を示すSEM写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１は本発明に係る圧電アクチュエータの実施の形態を示す断面図である。図１においては、図１２のPZT圧電体層５Ａ上にPZT圧電体層５Ａより比誘電率の小さなPZT圧電体層５Ｂを形成している。尚、PZT圧電体層５ＡのPbZrxTi1-xO3の組成比xはモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）近傍、かつ一般的に耐電圧特性が高いと言われている正方晶構造をもつ組成領域（x<0.52）である。
【００２９】
図２はPZT圧電体層の比誘電率と耐電圧特性を表すグラフである。PZT圧電体層はADRIP法で作成した。図２によると、比誘電率が大きくなると、耐電圧特性は小さくなることがわかる。
【００３０】
さらに、比誘電率は表面ラフネスとも関係が見られる傾向がある。図１に示すように、比誘電率の高いPZT圧電体層５Ａは表面ラフネスは大きいが、それよりも比誘電率が低いPZT圧電体層５Ｂの表面ラフネスは小さい。この結果、PZT圧電体層５Ｂ上のPt上部電極層６の表面ラフネスも小さくなる。従って、Pt上部電極層６とPt下部電極層４との間に電圧を印加しても、局所的に電場が集中しにくく、しかも、PZT圧電体層５Ｂ側のPt上部電極層６の凸部に対応するPZT圧電体層５Ｂの結晶粒界に、図１に示すごとく、リークパスＬＰがほとんど発生せず、耐電圧特性を向上できる。
【００３１】
PZT圧電体層５Ｂの比誘電率はPZT圧電体層５Ａの比誘電率よりも低ければ表面ラフネスは小さくなるが、比誘電率の低い層が入るとデバイス性能にまで影響を与える。そのため、PZT圧電体層５Ａの比誘電率は1100以上、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は700以上1000以下となっている。また、表面ラフネスの改善効果を得つつ、デバイス性能への影響を抑えるためPZT圧電体層５Ｂは、PZT圧電体層５Ａと合わせたPZT圧電体膜厚の10％以上15％以下とする。
【００３２】
PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は酸素含有量、Pb含有量、Pb/(Ti+Zr)、PbZrxTi1-xO3の組成比xなどの影響に左右される。本発明においてはPbZrxTi1-xO3の組成比xを変化させることでPZT圧電体層５ＡとPZT圧電体層５Ｂの比誘電率を変化させた。一般的には組成比xがモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）に近づけば誘電率も大きくなり、遠ざかれば小さくなる。よって、PZT圧電体層５ＢはPZT圧電体層５Ａよりもxの値が小さく、PZT圧電体層５ＡよりもTiリッチな層となっている。PZT圧電体層５Ａのxは0.52以下0.43以上、PZT圧電体層５Ｂは0.45以下0.40以上の範囲内から選んだ。この範囲は共に正方晶かつ酸素含有量、Pb含有量、Pb/(Ti+Zr)の影響があったとしても、PZT圧電体層５Ａの比誘電率は1100以上、PZT圧電体層５Ｂの比誘電率は700以上1000以下となるような範囲となっている。PZT圧電体層５Ａは正方晶としての単層膜の作成の容易さを考えると、さらに0.49以下0.43以上の範囲内とすることが望ましい。
【００３３】
図１５の（Ａ）、（Ｂ）を比べると、ともにきれいな柱状構造を有し、良好な配向性と圧電特性を示すものの、圧電特性は図１５の（Ａ）のほうが比誘電率は大きくより良好で、耐電圧特性は図１５の（Ｂ）のほうが表面ラフネスが小さくより良好であるという違いがある。図１５の（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ単一の層として設けたものの写真であるが、本発明ではこれらと同じ層を連続し重ねて成膜する。すなわち、図１５の（Ａ）は高い比誘電率をもち本発明のPZT圧電体層５Ａに当たり、図１５の（Ｂ）はそれよりもTiリッチとして比誘電率を下げたPZT圧電体層であり本発明のPZT圧電体層５Ｂに当たる。
【００３４】
図３は図１の圧電アクチュエータの製造方法を説明するためのフローチャートである。図３においては、図１３のフローチャートにPZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを形成するためのADRIP処理ステップ３０１を付加してある。この場合、高誘電率PZT圧電体層５Ａを形成するためのADRIP処理ステップ１３０１とPZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを形成するためのADRIP処理ステップ３０１とは同一のADRIP装置を用いて連続的に実行される。従って、プロセスマージンの狭小化を防ぐことができる。また、図１の圧電アクチュエータにおいては、高誘電率PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５ＡよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂの結晶成長が連続となり、この結果、この組成比が連続的に変化する界面部分が圧電アクチュエータの駆動による機械的振動によって割れ、圧電アクチュエータが破損することを防止できる。
【００３５】
発明者は次の実験を行った。
【００３６】
図１の圧電アクチュエータの構造において、高誘電率PZT圧電体層５Ａを厚さ2.5μmで形成し、次いで、それよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを厚さ0.3μmで形成した。比誘電率は高誘電率PZT圧電体層５Ａは1120、それよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂを980とした。これらの値は同じ条件で単一の層を設けた場合での数値である。PZT圧電体層５Ａ、PZT圧電体層５Ｂを合わせた比誘電率は1090程度となった。この結果、図４に示す圧電ヒステリシス特性を得た。また、耐電圧特性は22.78V/μmであり、Pt上部電極層６の表面ラフネスの平均粗さ（Ra）及び粗さ曲線の最大断面高さ（Rt）は、それぞれ、65Å及び580Åであった。さらに、比誘電率εは1051、誘電損失係数は2.12％であった。
【００３７】
これに対し、図１３の圧電アクチュエータの高誘電率PZT圧電体層５Ａを厚さ2.5μmで形成した。この結果、図５に示す圧電ヒステリシス特性を得た。また、耐電圧特性は14.6V/μmであり、Pt上部電極層６の表面ラフネスの平均粗さ（Ra）及び粗さ曲線の最大断面高さ（Rt）は、それぞれ、103Å及び1947Åであった。さらに、比誘電率εは1048、誘電損失係数は2.53％であった。
【００３８】
このように、図１３の圧電アクチュエータと比較して図１の圧電アクチュエータは圧電ヒステリシスつまり圧電特性はほとんど変化がなく、また、表面ラフネスは抑制されたので、リークパスの発生は抑止でき、この結果、耐電圧特性を大幅に向上できる。
【００３９】
尚、上述の実施の形態に限らず、高誘電率PZT圧電体層５ＡとそれよりもTiリッチなPZT圧電体層５Ｂは、PZT圧電体層５Ａのxの値がPZT圧電体層５Ｂの値よりも大きく、かつモルフォトロピック相境界（MPB、一般的にはx=0.52）よりxの値が小さければよい。つまり、PZT圧電体層５Ａの比誘電率がPZT圧電体層５Ｂの比誘電率よりも大きければよい。
【符号の説明】
【００４０】
１：単結晶シリコン基板
２：酸化シリコン層
３：Ti密着層
４：Pt下部電極層
５、５’：PZT圧電体層
５ａ：PbリッチPZT圧電体層
５ｂ：PbリーンPZT圧電体層
５Ａ：PZT圧電体層
５Ｂ：PZT圧電体層
６：Pt上部電極層
１４０１：真空チャンバ
１４０２−１：Pb蒸発源
１４０２−２：Zr蒸発源
１４０２−３：Ti蒸発源
１４０２−１Ｓ、１４０２−２Ｓ、１４０２−３Ｓ：蒸気量センサ
１４０３：ヒータ付ウェハ回転ホルダ
１４０３ａ：ウェハ
１４０４：圧力勾配型プラズマガン
１４０５：O2ガス導入口
１４０６：排気口
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極層と、
該下部電極層上に設けられた第１の比誘電率を有する第１のPZT圧電体層と、
該第１のPZT圧電体層上に設けられた前記第１の比誘電率より小さい第２の比誘電率を有する第２のPZT圧電体層と
を具備する圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xが前記第２のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xより大きい
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
アーク放電イオンプレーティング法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して下部電極層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第１のPZT圧電体層を形成する第１の圧電体層形成工程と、
アーク放電イオンプレーティング法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して前記第１のPZT圧電体層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第２のPZT圧電体層を形成する第２の圧電体層形成工程と
を具備し、
前記第１のPZT圧電体層の第１の比誘電率より前記第２のPZT圧電体層の第２の比誘電率を小さくした圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記第１のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xが前記第２のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xより大きい
請求項３に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記第１のPZT圧電体層形成工程及び前記第２のPZT圧電体層形成工程は同一のアーク放電イオンプレーティング装置内で連続的に実行される請求項３に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項１】
下部電極層と、
該下部電極層上に設けられた第１の比誘電率を有する第１のPZT圧電体層と、
該第１のPZT圧電体層上に設けられた前記第１の比誘電率より小さい第２の比誘電率を有する第２のPZT圧電体層と
を具備する圧電アクチュエータ。
【請求項２】
前記第１のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xが前記第２のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xより大きい
請求項１に記載の圧電アクチュエータ。
【請求項３】
アーク放電イオンプレーティング法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して下部電極層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第１のPZT圧電体層を形成する第１の圧電体層形成工程と、
アーク放電イオンプレーティング法によってPb蒸発量、Zr蒸発量及びTi蒸発量を制御して前記第１のPZT圧電体層上にPbZrxTi1-xO3よりなる第２のPZT圧電体層を形成する第２の圧電体層形成工程と
を具備し、
前記第１のPZT圧電体層の第１の比誘電率より前記第２のPZT圧電体層の第２の比誘電率を小さくした圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項４】
前記第１のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xが前記第２のPZT圧電体層のPbZrxTi1-xO3の組成比xより大きい
請求項３に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【請求項５】
前記第１のPZT圧電体層形成工程及び前記第２のPZT圧電体層形成工程は同一のアーク放電イオンプレーティング装置内で連続的に実行される請求項３に記載の圧電アクチュエータの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−１７５０１４（Ｐ２０１２−１７５０１４Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３７８６８（Ｐ２０１１−３７８６８）
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２４日（２０１１．２．２４）
【出願人】（０００００２３０３）スタンレー電気株式会社 (2,684)
【Ｆターム（参考）】
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