阅读说明：本技术 膜结构体 (Membrane structure ) 是由 木岛健 小西晃雄 于 2020-03-25 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种膜结构体,能够使含有锆钛酸铅的压电膜的压电特性提高。膜结构体(構造体)具有：基体(11)；形成于基体(11)上,并且含有锆钛酸铅的下部压电膜(21)；形成于下部压电膜(21)上,并且含有锆钛酸铅的上部压电膜(22)。基体(11)具有压缩应力,下部压电膜(21)和上部压电膜(22)均具有拉伸应力,下部压电膜(21)的弹性常数大于上部压电膜(22)的弹性常数。(The invention provides a film structure which can improve the piezoelectric property of a piezoelectric film containing lead zirconate titanate. A structure (structure) comprising: a base (11); a lower piezoelectric film (21) which is formed on the base (11) and contains lead zirconate titanate; and an upper piezoelectric film (22) which is formed on the lower piezoelectric film (21) and contains lead zirconate titanate. The base body (11) has a compressive stress, the lower piezoelectric film (21) and the upper piezoelectric film (22) each have a tensile stress, and the elastic constant of the lower piezoelectric film (21) is larger than that of the upper piezoelectric film (22).)

膜结构体

技术领域

本发明涉及膜结构体。

背景技术

作为具有基板、形成于基板上的导电膜和形成于导电膜上的压电膜的膜结构体，已知的是具有基板、形成于基板上的含铂的导电膜和形成于导电膜上的含锆钛酸铅(Pb(Zr,Ti)O₃：PZT)的压电膜的膜结构体。

另外，作为含有PZT的压电膜，例如已知有如下构成的压电膜：在包含具有锆(Zr)对于钛(Ti)的组成比相对大的富锆组成的PZT的第一膜上，形成包含具有锆(Zr)对于钛(Ti)的组成比相对小的富钛组成的PZT的第二膜。

在国际公开第2017/221649号(专利文献1)中公开有如下技术：在膜结构体中，具有：基板；形成于基板上，并且含有由组成式Pb(Zr_1－x Ti_x)O₃表示的第一复合氧化物的第一膜；形成于第一膜上，并且含有由组成式Pb(Zr_1－yTi_y)O₃表示的第二复合氧化物的第二膜，x满足0.10＜x≤0.20，y满足0.35≤y≤0.55，第一膜具有拉伸应力，第二膜具有压缩应力。

【在先技术文献】

【专利文献】

【专利文献1】国际公开第2017/221649号

将形成于这样的基板上的含有PZT的压电膜，例如作为压力传感器使用时，在与基板的上表面垂直的方向的应力或与基板的上表面平行的方向的应力被施加时，希望使压电膜的上表面和下表面发生的电荷增加。即，希望使压电膜的压电特性(正压电特性)提高。可是，在上述的形成于基板上的含PZT的压电膜中，基于例如压电膜具有拉伸应力等的理由，而使压电膜的压电特性提高存在困难。

发明内容

本发明为了解决上述这样的现有技术的问题点而形成，其目的在于，提供一种膜结构体，在具有含锆钛酸铅的压电膜的膜结构体中，能够使压电膜的压电特性提高。

在本申请中公开的发明之中，如果简单说明代表性的概要，则如下。

作为本发明的一个方式的膜结构体，具有：基体；形成于基体上，并且含有锆钛酸铅的第一压电膜；形成于第一压电膜上，并且含有锆钛酸铅的第二压电膜。基体具有压缩应力，第一压电膜和第二压电膜均具有拉伸应力。第一压电膜的第一弹性常数大于第二压电膜的第二弹性常数。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜的第一厚度相对于第一压电膜的第一厚度与第二压电膜的第二厚度之和的比为0.25～0.75。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜的第一压电常数小于第二压电膜的第二压电常数。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜含有由下述通式(化学式1)表示的锆钛酸铅，第二压电膜含有由下述通式(化学式2)表示的锆钛酸铅。

Pb(Zr_1－aTi_a)O₃…(化学式1)

Pb(Zr_1－bTi_b)O₃…(化学式2)

a满足0.48＜a≤0.78，b满足0.28≤b≤0.48。

作为本发明的一个方式的膜结构体，具有：基体；形成于基体上，并且含有锆钛酸铅的第一压电膜；形成于第一压电膜上，并且含有锆钛酸铅的第二压电膜。基体具有压缩应力，第一压电膜和第二压电膜均具有拉伸应力。所述第一压电膜的第一弹性常数小于第二压电膜的第二弹性常数。第一压电膜的第一厚度相对于第一压电膜的第一厚度与第二压电膜的第二厚度之和的比为0.25～0.75。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜的第一压电常数大于第二压电膜的第二压电常数。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜含有由下述通式(化学式3)表示的锆钛酸铅，第二压电膜含有由下述通式(化学式4)表示的锆钛酸铅。

Pb(Zr_1－cTi_c)O₃…(化学式3)

Pb(Zr_1－dTi_d)O₃…(化学式4)

c满足0.28≤c≤0.48，d满足0.48＜d≤0.78。

另外，作为另一方式，也可以是第一弹性常数与第一厚度的第一积和第二弹性常数与第二厚度的第二积之和，小于基体的第三弹性常数与基体的第三厚度的第三积。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电膜的下层部具有拉伸应力。

另外，作为另一方式，也可以是第一弹性常数为第一压电膜的弹性刚度C₁₃，第二弹性常数为第二压电膜的弹性刚度C₁₃。

另外，作为另一方式，也可以是第一压电常数为第一压电膜的压电常数d₃₁，第二压电常数为第二压电膜的压电常数d₃₁。

另外，作为另一方式，也可以是基体由硅构成。

另外，作为另一方式，也可以是基体由(100)取向的硅构成。也可以是该膜结构体还具有：第一膜，其形成于基体上，具有立方晶的晶体结构，并且含有(100)取向的氧化锆；导电膜，其形成于第一膜上，具有立方晶的晶体结构，并且含有(100)取向的铂。也可以是第一压电膜形成于导电膜上，具有正方晶的晶体结构，并且含有(001)取向的锆钛酸铅，第二压电膜具有正方晶的晶体结构，并且含有(001)取向的锆钛酸铅。

通过适用本发明的一个方式，在具有含锆钛酸铅的压电膜的膜结构体中，能够使压电膜的压电特性提高。

附图说明

图1是实施方式1的膜结构体的剖视图。

图2是用于实施方式1的计算的膜结构体的剖视图。

图3是表示实施方式1的膜结构体中的下部压电膜的厚度对于压电膜部整体的厚度的比对于发生电荷造成的影响的图。

图4是实施方式2的膜结构体的剖视图。

图5是用于实施方式2的计算的膜结构体的剖视图。

图6是表示在实施方式2的膜结构体中的下部压电膜的厚度对于压电膜部整体的厚度的比对于发生电荷造成的影响的图。

图7是表示比较例1的膜结构体的极化的电压依赖性的图。

图8是表示比较例1的膜结构体的位移的电压依赖性的图。

图9是表示比较例2的膜结构体的极化的电压依赖性的图。

图10是表示比较例2的膜结构体的位移的电压依赖性的图。

图11是表示对于比较例1的膜结构体的压电膜部从上下施加压缩应力时的发生电荷量的测量结果的图。

图12是表示对于比较例2的膜结构体的压电膜部从上下施加压缩应力时的发生电荷量的测量结果的图。

图13是表示对于实施例2的膜结构体的压电膜部从上下施加压缩应力时的发生电荷量的测量结果的图。

符号说明

10 膜结构体

11 基体

11a 上表面

12 压电膜部

13 取向膜

14、15 导电膜

16 SOI基板

17 硅基板

17a、18a 开口部

18 BOX层

19 SOI层

21、23 下部压电膜

22、24 上部压电膜

CR1～CR3 电荷

CS1、CS2 压缩应力

SCP 应力中心位置

TH1～TH4、THB 厚度

TS1～TS4 拉伸应力

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对于本发明的各实施方式进行说明。

还有，公开内容只不过是一例，对于从业者来说，能够很容易想到保持发明的主旨下的适宜变更，这当然包含在本发明的范围内。另外，为了使说明更明确，与实施方式相比，附图中关于各部分的宽度、厚度、形状等，有示意性表示的情况，但仅是一例，并不限定本发明的解释。

另外在本说明书和各图中，对于在已出现过的图中与前述同样的要素，附加相同的符号，适宜省略详细的说明。

此外，在实施方式中所用的附图中，也有依据附图而省略用于区别结构物而附加的影线(hatching)的情况。

还有，在以下的实施方式中作为A～B而表示范围时，除了特别明示的情况，否则均表示在A以上并在B以下。

(实施方式1)

首先，对于作为本发明的一个实施方式的实施方式1的膜结构体进行说明。图1是实施方式1的膜结构体的剖视图。

如图1所示，本实施方式1的膜结构体10具有基体11和形成于作为基体11的主面的上表面11a上的压电膜部12，压电膜部12具有下部压电膜21和形成于下部压电膜21上的上部压电膜22。下部压电膜21含有锆钛酸铅。上部压电膜22含有锆钛酸铅。基体11具有在平行于基体11的上表面11a的方向上被施加的压缩应力，即沿着上表面11a被施加的压缩应力(后述的图2所示的压缩应力CS1)。下部压电膜21和上部压电膜22均具有在平行于基体11的上表面11a的方向上被施加的拉伸应力，即沿着上表面11a被施加的拉伸应力(后述的图2所示的拉伸应力TS1和TS2)。

下部压电膜21的弹性常数大于上部压电膜22的弹性常数。即，上部压电膜22的弹性常数小于下部压电膜21的弹性常数。换言之，就是下部压电膜21含有的锆钛酸铅是所谓硬系PZT，上部压电膜22含有的锆钛酸铅是所谓软系PZT。即，对于下部压电膜21施加一定的电压时的应变量小于对上部压电膜22施加相同的电压时的应变量。

如使用后述的图2所说明，本实施方式1的膜结构体10，通过具有这样的结构，例如对于压电膜部12施加垂直于基体11的上表面11a(参照图1)的方向的应力或平行于基体11的上表面11a的方向的应力后，能够使发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷增加。即，能够使压电膜部12的压电特性(正压电特性)提高。

如图1所示，本实施方式1的膜结构体10，优选具有取向膜13、导电膜14、导电膜15。取向膜13形成于基体11上。导电膜14形成于取向膜13上。导电膜14是下部电极。压电膜部12即下部压电膜21，形成于导电膜14上。导电膜15形成于压电膜部12上，即形成于上部压电膜22上。导电膜15是上部电极。

如图1所示，考虑膜结构体10形成于SOI(Silicon On Insulator)基板16的上表面侧的情况。SOI基板16含有：硅基板17；形成于硅基板17上的作为隐埋氧化膜的BOX(BuriedOxide)层18；形成于BOX层18上的SOI(Silicon On Insulator)层19。这种情况下，能够将硅所构成的SOI层19作为基体11使用。

另外，通过采用例如光刻技术和使用了碱性的蚀刻液的蚀刻技术而对于硅基板17的一部分进行蚀刻，如图1所示，能够形成从硅基板17的下表面贯通硅基板17而达到BOX层18的开口部17a。另外，例如通过将形成有开口部17a的硅基板17作为掩膜，运用使用了氢氟酸等的蚀刻液的蚀刻技术，对于BOX层18之中在开口部17a露出的部分进行蚀刻，则如图1所示，能够形成从BOX层18的下表面贯通BOX层18而到达SOI层19，且与开口部17a连通的开口部18a。另外，例如利用光刻技术和蚀刻技术，如图1所示，能够对于作为上部电极的导电膜15的一部分进行蚀刻而使之图案化。

由此，如图1所示，俯视下，在开口部17a内和开口部18a内，能够形成由膜结构体10构成的压电元件，该膜结构体10具有：由SOI层19构成的基体11；取向膜13；导电膜14；压电膜部12；导电膜15。于是，能够易于形成在SOI基板16的上表面侧具有形状精度形成得高的多个压电元件的微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems：MEMS)所构成的压电传动器。

还有，作为基体11，例如在使用由具有高杂质浓度，并具有高导电性的硅所构成的SOI层19时，能够省略取向膜13和导电膜14。另外，作为基体11，例如在使具有导电性的探针接触压电膜部12的表面而进行使用的情况下，也能够省略导电膜15。另外，作为基体11，除了硅以外，也能够使用氧化硅等的氧化膜等的各种膜。

另外，能够使用各种基板代替基体11。即，压电膜部12也可以形成于具有膜状的基体11上，能够形成于硅、玻璃其他的各种基板上。

其次，使用下部压电膜21的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比对发生电荷造成的影响的计算结果，对于本实施方式1的膜结构体的技术思想进行说明。图2是用于实施方式1的计算的膜结构体的剖视图。还有，图2中，为了使膜结构体10的压电膜部12具有的拉伸应力理解起来简单，而夸张显示膜结构体10弯曲，即翘曲时的膜结构体10的曲率半径，使之比实际的曲率半径小。另外，在图2中，将基体11具有的压缩应力表示为压缩应力CS1，将下部压电膜21具有的拉伸应力表示为拉伸应力TS1，将上部压电膜22具有的拉伸应力表示为拉伸应力TS2。如图2所示，基体11具有压缩应力CS1，下部压电膜21具有拉伸应力TS1，上部压电膜22具有拉伸应力TS2时，膜结构体10以具有向下凸的形状而弯曲，即翘曲。

对于本实施方式1的膜结构体，本发明者们，在使下部压电膜21的厚度TH1相对于下部压电膜21的厚度TH1与上部压电膜22的厚度TH2之和，即相对于压电膜部12整体的厚度的比RT1变化时，计算比RT1带给发生电荷的影响。其结果是，本发明者们发现，下部压电膜21含有的锆钛酸铅由硬系PZT构成，上部压电膜22含有的锆钛酸铅由软系PZT构成时，即，在硬系PZT上层叠有软系PZT时，与压电膜部12整体只由软系PZT构成，和压电膜部12整体只由硬系PZT构成的任意一种情况相比，压电特性均有所提高。

作为用于计算下部压电膜21的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT1带给发生电荷的影响的模型，如图2所示，使用省略了取向膜13(参照图1)、导电膜14(参照图1)、导电膜15(参照图1)而使之简化的膜结构体的模型。另外，基体11由硅构成，使基体11的厚度THB为1μm，使压电膜部12的整体的厚度为1μm。另外，下部压电膜21含有的锆钛酸铅(PZT)和上部压电膜22含有的锆钛酸铅(PZT)各自的介电常数、压电常数d₃₁、和杨氏模量这些用于计算的数值，显示在表1中。

【表1】

以这样的条件，使下部压电膜21的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT1变化为0、0.25、0.5、0.75、1，计算比RT1带给发生电荷的影响。其结果显示在图3中。图3是表示实施方式1的膜结构体中，下部压电膜的厚度对于压电膜部整体的厚度的比带给发生电荷的影响的图。图3的横轴表示下部压电膜21的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT1，图3的纵轴是在压电膜部12的上表面和下表面发生的电荷的量的指数，表示发生电荷指数。另外，在图3中，下部压电膜21的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT1，表述为“下层比例”，使用比RT1乘以100而得到的值表示。

如图3所示，可知比RT1为0.25～0.75时，与比RT1为0和比RT1为1的任意一种情况相比，发生电荷指数均增加。即，在硬系PZT上层叠软系PZT时，如果比RT1为0.25～0.75，则与压电膜部12整体只由软系PZT构成(比RT1为0时)，和压电膜部12整体只由硬系PZT构成(比RT1为1时)的任意一种情况相比，压电特性均提高。

优选下部压电膜21的厚度TH1对于下部压电膜21的厚度TH1和上部压电膜22的厚度TH2之和的比RT1，为0.25～0.5。如图3所示，比RT1为0.25以上时，与比RT1低于0.25的情况相比，应力施加于压电膜部12时，压电膜部12的上层部具有的拉伸应力变小，压电膜部12的上表面和下表面容易发生电荷。另外，如图3所示，比RT1在0.5以下时，与比RT1高于0.5的情况相比，压电膜部12的上层部具有的压电常数变大，应力施加于压电膜部12时，压电膜部12的上表面和下表面容易发生电荷。此外，比RT1接近0.5时，与比RT1远离0.5的情况相比，能够使下部压电膜21的厚度与上部压电膜22的厚度大致相等，因此也能够使单位膜厚的压电膜部12的成膜时间缩减到最短，能够使膜结构体10的生产率提高，降低膜结构体10的制造成本。

优选下部压电膜21的压电常数小于上部压电膜22的压电常数。即，上部压电膜22的压电常数大于下部压电膜21的压电常数。这种情况下，如上述，下部压电膜21的厚度TH1在上部压电膜22的厚度TH2以下时，例如对于压电膜部12施加与基体11的上表面垂直方向的应力或与基体11的上表面平行方向的应力时，能够使发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷确实地增加。即，能够确实地提高压电膜部12的压电特性(正压电特性)。

优选下部压电膜21含有由下述通式(化5)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

Pb(Zr_1－aTi_a)O₃…(化5)

在此，a满足0.48＜a≤0.78。还有，上述通式(化5)，表示与上述通式(化学式1)相同的复合氧化物。

这种情况下，下部压电膜21会具有大于准同型相界(Morphotropic PhaseBoundary：MPB)的Ti组成比，即具有富钛组成，容易成为硬系PZT。

还有，在由上述通式(化5)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物中，为了使锆钛酸铅的绝缘性或压电特性提高，也可以由元素A置换铅(Pb)的一部分。元素A由从Li、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所组成的群中选择的一种以上构成。这种情况下，下部压电膜21，含有由取代了上述通式(化5)的下述通式(化6)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

(Pb_1－xA_x)(Zr_1－aTi_a)O₃…(化6)

在此，x满足0＜x≤0.04，a满足0.48＜a≤0.78。

另外，优选上部压电膜22含有由下述通式(化7)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

Pb(Zr_1－bTi_b)O₃…(化7)

在此，b满足0.28≤b≤0.48。还有，上述通式(化7)表示与上述通式(化学式2)相同的复合氧化物。

这种情况下，上部压电膜22会具有大于MPB的Zr组成比，即具有富锆组成，容易成为软系PZT。

还有，在由上述通式(化7)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物中，为了使锆钛酸铅的绝缘性或压电特性提高，也可以用元素B置换Pb的一部分。元素B由从Li、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所构成的群中选择的一种以上构成。这种情况下，上部压电膜22，含有由取代了上述通式(化7)的下述通式(化8)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

(Pb_1－yB_y)(Zr_1－bTi_b)O₃…(化8)

在此，y满足0＜y≤0.04，b满足0.28≤b≤0.48。

另外，优选下部压电膜21的弹性常数EL1与厚度TH1的积PR1和上部压电膜22的弹性常数EL2与厚度TH2的积PR2之和，小于基体11的弹性常数ELB与基体11的厚度THB的积PRB。

在这样的情况下，并且，例如基体11的热膨胀系数小于压电膜部12的热膨胀系数时，基体11具有压缩应力，压电膜部12具有拉伸应力。而后，如果积PR1和积PR2之和还小于积PRB，则在基体11和压电膜部12的厚度方向，从基体11的下表面朝向压电膜部12的上表面，从压缩应力切换成拉伸应力的位置，即应力中心位置SCP，相对于基体11与压电膜部12的边界面而位于基体11侧，即位于基体11的内部。由此，压电膜部12，从下表面直到上表面，在厚度方向的任意位置都具有拉伸应力。因此，将本实施方式1的膜结构体作为压电元件使用时，例如压电膜部12具有的应力难以根据压电元件的实装状态而变动，因此能够使压电元件容易设计。

另外，优选下部压电膜21的下层部具有拉伸应力。由于与基体11的配置关系，致使下部压电膜21的下层部最容易具有压缩应力。但是，就连最容易具有压缩应力的下部压电膜21的下层部，也具有拉伸应力，由此，下部压电膜21从下表面到上表面在厚度方向的任意位置都具有拉伸应力。因此，应力中心位置SCP相对于基体11与压电膜部12的边界面而确实地位于基体11侧，即位于基体11的内部。因此，能够使压电元件更容易设计。

另外，优选下部压电膜21的弹性常数是下部压电膜21的弹性刚度C₁₃，上部压电膜22的弹性常数是上部压电膜22的弹性刚度C₁₃。在这样的情况下，作为下部压电膜21和上部压电膜22各自的弹性常数，使用弹性刚度C₁₃，所述弹性刚度C₁₃表示对于各层在基体11的厚度方向上被施加的应力与各层中与基体11的上表面11a(参照图1)平行的方向的应变的关系。因此，能够更准确地评价，对于压电膜部12施加与基体11的上表面11a垂直的方向的应力时，发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷。

另外，优选下部压电膜21的压电常数是下部压电膜21的压电常数d₃₁，上部压电膜22的压电常数是上部压电膜22的压电常数d₃₁。由此，作为下部压电膜21和上部压电膜22各自的压电常数使用压电常数d₃₁，所述压电常数d₃₁表示对于压电膜部12施加垂直于基体11的上表面11a(参照图1)的方向的电场，即施加于压电膜部12的厚度方向的电场，与压电膜部12的平行于基体11的上表面11a的方向的应变，即与压电膜部12的上表面平行的方向的应变的关系。因此，能够评价对于压电膜部12施加平行于基体11的上表面11a的方向的应力时发生的压电膜部12的厚度方向的电压。因此，能够更准确地评价对于压电膜部12施加平行于基体11的上表面11a的方向的应力时，在压电膜部12的上表面和下表面发生的电荷。

优选基体11由(100)取向的硅构成。并具有：取向膜13，形成于基体11上，包含具有立方晶的晶体结构，并且(100)取向的氧化锆；导电膜14，形成于取向膜13上，包含具有立方晶的晶体结构，并且(100)取向的铂。下部压电膜21，形成于导电膜14上，包含具有正方晶的晶体结构，并且(001)取向的锆钛酸铅。上部压电膜22，包含具有正方晶的晶体结构，并且(001)取向的锆钛酸铅。具有正方晶的晶体结构的PZT为(001)取向时，平行于[001]方向的极化方向与平行于压电膜部12的厚度方向的电场方向相互平行，因此压电特性提高。

在此，所谓取向膜13为(100)取向，意思是具有立方晶的晶体结构的取向膜13的(100)面，沿着由硅构成的基体11的、作为由(100)面构成的主面的上表面11a，意味着优选平行于由硅构成的基体11的(100)面所构成的上表面11a。另外，所谓取向膜13的(100)面平行于基体11的(100)面所构成的上表面11a，不仅包括取向膜13的(100)面与基体11的上表面11a完全平行的情况，也包括与基体11的上表面11a完全平行的面和取向膜13的(100)面的夹角为20°以下这样的情况。另外，不仅取向膜13，关于其他的层的膜的取向也同样。

优选取向膜13在基体11上进行外延生长，导电膜14在取向膜13上进行外延生长。由此，下部压电膜21，在具有正方晶的晶体结构时，能够使下部压电膜21在导电膜14上进行外延生长，下部压电膜21容易(001)取向。另外，上部压电膜22在具有正方晶的晶体结构时，能够使上部压电膜22在下部压电膜21上进行外延生长，上部压电膜22容易(001)取向。于是，在具有正方晶的晶体结构的PZT为(001)取向时，平行于[001]方向的极化方向和平行于压电膜部12的厚度方向的电场方向确实地相互平行，因此压电特性进一步提高。

还有，在图1中，将作为基体11的主面的上表面11a内相互正交的2个方向设为X轴方向和Y轴方向，与上表面11a垂直的方向设为Z轴方向。这种情况下，所谓某个膜进行外延生长，意思是该膜在X轴方向、Y轴方向和Z轴方向的任意一个方向均取向。

另外，图1中省略图示，但优选膜结构体10具有氧化膜，所述氧化膜其形成于导电膜14与压电膜部12之间，包含具有钙钛矿结构，并且由下述通式(化9)表示的复合氧化物。

Sr(Ti_zRu_1－z)O₃…(化9)

在此，z优选满足0≤z≤0.4，更优选满足0.05≤z≤0.2。z低于0.01时，由上述通式(化9)表示的复合氧化物的阻抗变高，有可能不能充分对下部压电膜21和上部压电膜22施加电场。另一方面，z高于0.4时，由上述通式(化9)表示的复合氧化物成为粉末，有可能不十分凝固。

膜结构体10通过在导电膜14与压电膜部12之间具有有着上述的钙钛矿结构的氧化膜，压电膜部12，特别是压电膜部12之中下部压电膜21所包含的锆钛酸铅容易进行(001)取向。

(实施方式2)

接着，对于实施方式2的膜结构体进行说明。实施方式2的膜结构体，在软系PZT上层叠有硬系PZT，这一点与在硬系PZT上层叠有软系PZT的实施方式1的膜结构体不同。

图4是实施方式2的膜结构体的剖视图。如图4所示，本实施方式2的膜结构体10具有基体11和形成于作为基体11的主面的上表面11a上的压电膜部12，压电膜部12具有下部压电膜23和形成于下部压电膜23上的上部压电膜24。下部压电膜23含有锆钛酸铅。上部压电膜24含有锆钛酸铅。基体11具有在平行于基体11的上表面11a的方向上施加压缩应力，即沿着上表面11a施加的压缩应力(后述的图5所示的压缩应力CS2)。下部压电膜23和上部压电膜24均具有在平行于基体11的上表面11a的方向上施加的拉伸应力，即沿着上表面11a施加的拉伸应力(后述的图5所示的拉伸应力TS3和TS4)。

在本实施方式2中，与下部压电膜21的弹性常数大于上部压电膜22的弹性常数的实施方式1不同，而是下部压电膜23的弹性常数小于上部压电膜24的弹性常数。即，上部压电膜24的弹性常数大于下部压电膜23的弹性常数大。换言之，在本实施方式2中，与实施方式1不同，下部压电膜23含有的锆钛酸铅是所谓软系PZT，上部压电膜24含有的锆钛酸铅是所谓硬系PZT，以与实施方式1上下反转的状态层叠。另外，对于下部压电膜23含有的锆钛酸铅施加一定的电压时的应变量，大于对上部压电膜24含有锆钛酸铅施加相同的电压时的应变量。

如使用后述的图5说明的那样，本实施方式2的膜结构体10，通过具有这样的结构，例如在对于压电膜部12施加与基体11的上表面11a(参照图4)垂直的方向的应力或与基体11的上表面11a平行的方向的应力时，能够使发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷增加。即，能够使压电膜部12的压电特性(正压电特性)提高。

如图4所示，本实施方式2的膜结构体10，也与实施方式1的膜结构体10同样，优选具有取向膜13、导电膜14和导电膜15。取向膜13形成于基体11上。导电膜14形成于取向膜13上。导电膜14是下部电极。压电膜部12即下部压电膜23，形成于导电膜14上。导电膜15形成于压电膜部12上，即形成于上部压电膜24上。导电膜15是上部电极。

如图4所示，在本实施方式2中，也与实施方式1同样，考虑的是膜结构体10形成于SOI基板16的上表面侧的情况。SOI基板16含有硅基板17、形成于硅基板17上的BOX层18、形成于BOX层18上的SOI层19。这种情况下，能够将硅所构成的SOI层19作为基体11使用。

另外，在本实施方式2中，也与实施方式1同样，如图4所示，形成从硅基板17的下表面贯通硅基板17而到达BOX层18的开口部17a，并形成从BOX层18的下表面贯通BOX层18而到达SOI层19，并且与开口部17a连通的开口部18a，能够蚀刻作为上部电极的导电膜15的一部分而使之图案化。由此，在俯视下，能够在开口部17a内和开口部18a内，形成由膜结构体10构成的压电元件，该膜结构体10具有由SOI层19构成的基体11、取向膜13、导电膜14、压电膜部12、导电膜15。

还有，在本实施方式2中，与实施方式1同样，作为基体11，例如使用由具有高杂质浓度，具有高导电性的硅构成的SOI层19时，能够省略取向膜13、导电膜14。另外，作为基体11，例如，使具有导电性的探针与压电膜部12的表面接触而使用时，也能够省略导电膜15。另外，作为基体11，除了硅以外，也能够使用酸化硅等的氧化膜等的各种的膜。

另外，能够使用各种基板代替基体11。即，压电膜部12也可以不形成于具有膜状的基体11上，而是能够形成于硅、玻璃这样其他的各种基板上。

接下来，对于本实施方式2的膜结构体的技术思想，运用下部压电膜23的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比带给发生电荷的影响的计算结果进行说明。图5是用于实施方式2的计算的膜结构体的剖视图。还有，在图5中，为了使膜结构体10的压电膜部12具有的拉伸应力理解起来简单，从而将膜结构体10变曲即翘曲时的膜结构体10的曲率半径，夸张地显示为比实际的曲率半径小。另外，在图5中，将基体11具有的压缩应力显示为压缩应力CS2，将下部压电膜23具有的拉伸应力表示为拉伸应力TS3，将上部压电膜24具有的拉伸应力表示为拉伸应力TS4。如图5所示，基体11具有压缩应力CS2，下部压电膜23具有拉伸应力TS3，上部压电膜24具有拉伸应力TS4时，膜结构体10，以具有向下凸的形状的方式弯曲，即翘曲。

关于本实施方式2的膜结构体，与实施方式1的膜结构体同样，本发明者们，使下部压电膜23的厚度TH3相对于下部压电膜23的厚度TH3和上部压电膜24的厚度TH4之和，即相对于压电膜部12整体的厚度的比RT2变化时，计算比RT2带给发生电荷的影响。其结果是，本发明者们发现，如果下部压电膜23含有的锆钛酸铅由软系PZT构成，上部压电膜24含有的锆钛酸铅由硬系PZT构成，即，在软系PZT上层叠有硬系PZT时，与压电膜部12整体只由硬系PZT构成和压电膜部12整体只由软系PZT构成的任意一种情况相比，压电特性都有所提高。

作为用于计算下部压电膜23的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT2带给发生电荷的影响的模型，如图5所示，使用省略取向膜13(参照图4)、导电膜14(参照图4)、导电膜15(参照图4)而使之简化的膜结构体的模型。另外，基体11由硅构成，基体11的厚度THB为1μm，压电膜部12的整体的厚度为1μm。另外，作为下部压电膜23含有的锆钛酸铅的介电常数、压电常数d₃₁、杨氏模量，使用表1所示的上部压电膜22含有的锆钛酸铅的介电常数、压电常数d₃₁、杨氏模量。另外，作为上部压电膜24含有的锆钛酸铅的介电常数、压电常数d₃₁、杨氏模量，使用表1所示的下部压电膜21含有的锆钛酸铅的介电常数、压电常数d₃₁、杨氏模量。

在这样的条件下，使下部压电膜23的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT2，变化为0、0.25、0.5、0.75、1，计算比RT2对发生电荷造成的影响。其结果显示在图6中。图6是表示实施方式2的膜结构体中，下部压电膜的厚度对于压电膜部整体的厚度的比对发生电荷造成的影响的图。图6的横轴表示下部压电膜23的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT2，图6的纵轴是表示压电膜在部12的上表面和下表面发生的电荷的量的指数，表示发生电荷指数。另外，图6中，将下部压电膜23的厚度对于压电膜部12整体的厚度的比RT2，表述为“下层比例”，使用比RT2乘在100所得到的值表示。

如图6所示，比RT2为0.25～0.75时，与比RT2为0和比RT2为1的任意一种情况相比，发生电荷指数均有所增加。即，如果在软系PZT上层叠有硬系PZT，比RT2为0.25～0.75时，与压电膜部12整体只由硬系PZT构成(比RT2为0时)，和压电膜部12整体只由软系PZT构成(比RT2为1时)任意一种情况相比，可知压电特性均有所提高。

优选厚度TH3对于下部压电膜23的厚度TH3与上部压电膜24的厚度TH4之和的比RT2为0.5～0.75。如图6所示，比RT2为0.5以上时，与比RT2低于0.5的情况相比，压电膜部12的下层部具有的压电常数变大，应力施加于压电膜部12时，电荷容易在压电膜部12的上表面和下表面发生。另外，如图6所示，比RT2在0.75以下时，与比RT2高于0.75的情况相比，应力施加于压电膜部12时，压电膜部12的下层部具有的拉伸应力变小，电荷容易在压电膜部12的上表面和下表面发生。此外，比RT2接近0.5时，与比RT2远离0.5的情况相比，能够使下部压电膜23的厚度与上部压电膜24的厚度大体相等，因此能够使单位膜厚的压电膜部12的成膜时间缩减到最短，能够使膜结构体10的生产率提高，降低膜结构体10的制造成本。

优选下部压电膜23的压电常数大于上部压电膜24的压电常数。即，上部压电膜24的压电常数小于下部压电膜23的压电常数。在这样的情况下，如上述，下部压电膜23的厚度TH3为上部压电膜24的厚度TH4以上时，例如对于压电膜部12，施加与基体11的上表面垂直的方向的应力或与基体11的上表面平行的方向的应力时，能够确实地使发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷增加。即，能够使压电膜部12的压电特性(正压电特性)确实地提高。

优选下部压电膜23，含有由下述通式(化学式10)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

Pb(Zr_1－cTi_c)O₃…(化学式10)

在此，c满足0.28≤c≤0.48。还有，上述通式(化学式10)，表示与上述通式(化学式3)相同的复合氧化物。

这种情况下，下部压电膜23会具有比MPB大的Zr组成比，即具有富锆组成，容易成为软系PZT。

还有，在由上述通式(化学式10)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物中，为了使锆钛酸铅的绝缘性或压电特性提高，Pb的一部分也可以由元素C置换。元素C由从Li、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所构成的群中选择的一种以上构成。这种情况下，下部压电膜23，取代了上述通式(化学式10)，含有由下述通式(化学式11)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

(Pb_1－uC_u)(Zr_1－cTi_c)O₃…(化学式11)

在此，u满足0＜u≤0.04，c满足0.28≤c≤0.48。

优选上部压电膜24，含有由下述通式(化学式12)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

Pb(Zr_1－dTi_d)O₃…(化学式12)

在此，d满足0.48＜d≤0.78。还有，上述通式(化学式12)，表示与上述通式(化学式4)相同的复合氧化物。

这种情况下，上部压电膜24会具有比MPB大的Ti组成比，即具有富钛组成，容易成为硬系PZT。

还有，在由上述通式(化学式12)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物中，为了使锆钛酸铅的绝缘性或压电特性提高，Pb的一部分也可以由元素D置换。D由从Li、Na、K、Rb、Ca、Sr、Ba、Bi和La所构成的群中选择的一种以上构成。这种情况下，上部压电膜24，取代了上述通式(化学式12)，含有由下述通式(化学式13)表示的锆钛酸铅所构成的复合氧化物。

(Pb_1－vD_v)(Zr_1－dTi_d)O₃…(化8)

在此，v满足0＜v≤0.04，d满足0.48＜d≤0.78。

另外，优选下部压电膜23的弹性常数EL3与厚度TH3的积PR3，和上部压电膜24的弹性常数EL4与厚度TH4的积PR4之和，比基体11的弹性常数ELB与基体11的厚度THB的积PRB小。

在这样的情况下，并且，例如在基体11的热膨胀系数小于压电膜部12的热膨胀系数时，基体11具有压缩应力，压电膜部12具有拉伸应力。而且，积PR3与积PR4之和还小于积PRB时，如实施方式1中上述那样，在基体11和压电膜部12的厚度方向，应力中心位置SCP相对于基体11与压电膜部12的边界面而位于基体11侧。由此，压电膜部12从下表面至上表面，在厚度方向的任意位置都具有拉伸应力。因此，将本实施方式2的膜结构体作为压电元件使用时，例如压电膜部12具有的应力难以根据压电元件的实装状态而变动，因此能够使压电元件容易设计。

另外，优选下部压电膜23的下层部具有拉伸应力。由此，如实施方式1中上述那样，下部压电膜23，从下表面至上表面，在厚度方向的任意位置都具有拉伸应力。因此，应力中心位置SCP，确实地位于基体11的内部。因此，能够使压电元件更容易设计。

另外，优选下部压电膜23的弹性常数是下部压电膜23的弹性刚度C₁₃，上部压电膜24的弹性常数是上部压电膜24的弹性刚度C₁₃。这种情况下，作为下部压电膜23和上部压电膜24各自的弹性常数使用弹性刚度C₁₃，该弹性刚度C₁₃表示对于各层施加于基体11的厚度方向的应力，与各层中平行于基体11的上表面11a(参照图4)的方向的应变的关系。因此，对于压电膜部12，施加垂直于基体11的上表面11a的方向的应力时，能够更准确地评价发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷。

另外，优选下部压电膜23的压电常数是下部压电膜23的压电常数d₃₁，上部压电膜24的压电常数是上部压电膜24的压电常数d₃₁。由此，作为下部压电膜23和上部压电膜24各自的压电常数使用压电常数d₃₁，该压电常数d₃₁表示对于压电膜部12，施加垂直于基体11的上表面11a(参照图4)的方向的电场，即施加于压电膜部12的厚度方向的电场，与压电膜部12的平行于基体11的上表面11a的方向的应变，即与压电膜部12的上表面平行的方向的应变的关系。因此，能够评价对于压电膜部12施加平行于基体11的上表面11a的方向的应力时发生的、压电膜部12的厚度方向的电压。因此，能够更准确地评价对于压电膜部12，施加平行于基体11的上表面11a的方向的应力时，发生于压电膜部12的上表面和下表面的电荷。

在本实施方式2中，也与实施方式1同样，优选基体11由(100)取向的硅构成。并具有：取向膜13，其形成于基体11上，包含具有立方晶的晶体结构，并且含有(100)取向的氧化锆；导电膜14，其形成于取向膜13上，包含具有立方晶的晶体结构，并且含有(100)取向的铂。下部压电膜23形成于导电膜14上，包含具有正方晶的晶体结构，并且(001)取向的锆钛酸铅。上部压电膜24，包含具有正方晶的晶体结构，并且(001)取向的锆钛酸铅。由此，与实施方式1同样，平行于[001]方向的极化方向，与平行于压电膜部12的厚度方向的电场方向相互平行，因此压电特性提高。

在本实施方式2中，也与实施方式1同样，优选取向膜13在基体11上进行外延生长，导电膜14在取向膜13上进行外延生长。由此，下部压电膜23，具有正方晶的晶体结构时，能够使下部压电膜23在导电膜14上进行外延生长，下部压电膜23容易(001)取向。另外，上部压电膜24具有正方晶的晶体结构时，能够使上部压电膜24在下部压电膜23上进行外延生长，上部压电膜24容易(001)取向。而且，具有正方晶的晶体结构的PZT进行(001)取向时，因为平行于[001]方向的极化方向，与平行于压电膜部12的厚度方向的电场方向确实地相互平行，因此压电特性进一步提高。

另外，图4中省略图示，但在本实施方式2中，也与实施方式1同样，优选膜结构体10具有氧化膜，其形成于导电膜14与压电膜部12之间，包含具有钙钛矿结构，并且由上述通式(化9)表示的复合氧化物。

【实施例】

以下，基于实施例更详细地说明本实施方式。还有，本发明不受以下的实施例限定。

[测量模式和悬臂的制作]

(实施例1)

作为实施方式1的膜结构体制作如下膜结构体：下部压电膜21的厚度为250nm，上部压电膜22的厚度为750nm，相当于图3中比RT1为0.25时的膜结构体，即，由压电膜部12整体为硬系PZT和硬系PZT上的软系PZT的积层体构成的膜结构体。

以下，对于实施例1的膜结构体的形成方法进行说明。首先，准备SOI基板16(参照图1)。SOI基板16含有：硅基板17(参照图1)；形成于硅基板17上的BOX层18；形成于BOX层18上的SOI层19所构成的基体11，基体11具有作为(100)面所构成的主面的上表面。

其次，在基体11上，作为取向膜13(参照图1)，通过电子束蒸镀法形成氧化锆(ZrO₂)膜。此时的条件如下。

装置：电子束蒸镀装置

压力：7.00×10^－3Pa

蒸镀源：Zr+O₂

加速电压/发射电流：7.5kV/1.80mA

厚度：24nm

基板温度：500℃

接着，在取向膜13上，作为导电膜14(参照图1)，通过溅射法形成铂(Pt)膜。以下显示此时的条件。

装置：DC溅射装置

压力：1.20×10^－1Pa

蒸镀源：Pt

电力：100W

厚度：150nm

基板温度：450～600℃

接着，在导电膜14上，作为下部压电膜21(参照图1)，通过溅射法而形成作为硬系材料的Pb(Zr_0.30Ti_0.70)O₃膜(PZT膜)。下部压电膜21的厚度为250nm。以下显示这时的条件。

装置：RF磁控管溅射装置

功率：1750W

气体：Ar/O₂

压力：1Pa

基板温度：380℃

接着，在下部压电膜21上，作为上部压电膜22(参照图1)，通过溅射法而形成作为软系材料的(Pb_0.98La_0.02)(Zr_0.58Ti_0.42)O₃膜(PLZT膜)。上部压电膜22的厚度为750nm。以下显示此时的条件。

装置：RF磁控管溅射装置

功率：1750W

气体：Ar/O₂

压力：1Pa

基板温度：380℃

接着，在上部压电膜22上，作为导电膜15(参照图1)，通过溅射法形成铂(Pt)膜。

接着，对于经由导电膜15之中压电膜部12而配置于硅基板17正上的部分进行蚀刻而使之图案化。由此，制作用于测量压电常数d₃₃的实施例1的测量模式。

还有，详细的说明省略，但使用X射线衍射(X-Ray Diffraction：XRD)法进行评价时，可知氧化锆(ZrO₂)膜具有立方晶的晶体结构，并且(100)取向，铂(Pt)膜具有立方晶的晶体结构，并且(100)取向。可知下部压电膜21和上部压电膜22均具有正方晶的晶体结构，并且，(001)取向。

另外，形成从硅基板17的下表面贯通硅基板17而到达BOX层18的开口部17a，形成从BOX层18的下表面贯通BOX层18而到达SOI层19，并且与开口部17a连通的开口部18a，对于导电膜15之中俯视下的配置在开口部17a内和开口部18a内的部分进行蚀刻而使之图案化。由此，制作由俯视下的开口部17a内和开口部18a内，由具有由SOI层19构成的基体11、取向膜13、导电膜14、压电膜部12、导电膜15的膜结构体10构成，用于测量压电常数d₃₁的实施例1的悬臂。

(实施例2)

除了改变成膜下部压电膜21和上部压电膜22的成膜时间以外，根据与实施例1同样的步骤，制作下部压电膜21的厚度为300nm，上部压电膜22的厚度为700nm，并且，相当于图3中比RT1为0.3时的膜结构体，作为实施例2的膜结构体。

(实施例3)

除了改变成膜下部压电膜21和上部压电膜22的成膜时间以外，均通过与实施例1同样的步骤，制作下部压电膜21的厚度为500nm，上部压电膜22的厚度为1000nm，并且，相当于图3中比RT1为0.33时的膜结构体，作为实施例3的膜结构体。

(实施例4)

除了改变成膜下部压电膜21和上部压电膜22的成膜时间以外，均通过与实施例1同样的步骤，制作下部压电膜21的厚度为500nm，上部压电膜22的厚度为1500nm，并且，相当于图3中比RT1为0.25时的膜结构体，作为实施例4的膜结构体。

(比较例1)

不成膜上部压电膜22，只成膜下部压电膜21，除此以外，均通过与实施例1同样的步骤，制作下部压电膜21的厚度为1000nm，并且，相当于图3中比RT1为1时的膜结构体，即压电膜部12整体只由硬系PZT的构成的膜结构体，作为比较例1的膜结构体。

(比较例2)

不成膜下部压电膜21，只成膜上部压电膜22，除此以外，均通过与实施例1同样的步骤，制作上部压电膜22的厚度为1000nm，并且，相当于图3中比RT1为0时的膜结构体，即压电膜部12整体只由软系PZT构成的膜结构体，作为比较例2的膜结构体。

[极化的电压依赖性和位移的电压依赖性]

(比较例1)

对于比较例1的膜结构体，运用所制作的测量模式，在导电膜14与导电膜15之间施加电压而测量极化的电压依赖性。图7是表示比较例1的膜结构体的极化的电压依赖性的图。另外，对于比较例1的膜结构体，使用所制作的悬臂，测量膜结构体的位移的电压依赖性。图8是表示比较例1的膜结构体的位移的电压依赖性的图。

如图7所示，剩余极化P_r，在正侧为50.5μC/cm²，在负侧为－54.3μC/cm²，阻抗电压(抗電圧)V_c，在正侧为34.1V，在负侧で－13.2V，介电常数ε_r为126。另外，如图8所示，压电常数d₃₁为－100pm/V(pC/N)，压电常数g₃₁(压电常数d₃₁/介电常数ε_r)为－79×10^－3Vm/N(m²/C)。

(比较例2)

对于比较例2的膜结构体，运用制作的测量模式，在导电膜14与导电膜15之间施加电压而测量极化的电压依赖性。图9是表示比较例2的膜结构体的极化的电压依赖性的图。另外，对于比较例2的膜结构体，使用制作的悬臂，测量膜结构体的位移的电压依赖性。图10是表示比较例2的膜结构体的位移的电压依赖性的图。

如图9所示，剩余极化P_r，在正侧为19.1μC/cm²，在负侧为－36.3μC/cm²，阻抗电压V_c，在正侧为11.9V，在负侧为－4.0V，介电常数ε_r为268。另外，如图10所示，压电常数d₃₁为－208pm/V(pC/N)，压电常数g₃₁(压电常数d₃₁/介电常数ε_r)为－78×10^－3Vm/N(m²/C)。

若比较图7和图9，则比较例1与比较例2相比，表示极化的电压依赖性的滞后曲线所包围的部分的面积大，在阻抗电压附近，滞后曲线大体与纵轴平行地变化，所谓方形度优异。这与比较例1的膜结构体中压电膜部12整体只由硬系PZT构成，比较例2的膜结构体中压电膜部12整体只由软系PZT构成相匹配。

[压电常数]

使用关于实施例1至实施例4，以及比较例1和比较例2这6种膜结构体的测量模式与悬臂，评价压电常数d₃₃、压电常数d₃₁及压电常数g₃₁。压电常数d₃₃、压电常数d₃₁及压电常数g₃₁的评价结果显示在表2中。还有，表2中，关于压电常数d₃₁和压电常数g₃₁，省略负号的表述，以绝对值表示。另外，在表2中，一并显示制作悬臂之前的SOI基板16的翘曲量。翘曲量的符号为负时，意思是SOI基板16以具有向下凸的形状的方式弯曲，即翘曲。

【表2】

如表2所示，压电膜部12在硬系PZT上层叠有软系PZT时(实施例1至实施例4)，压电常数d₃₃为255～298pC/N，与压电常数d₃₃为199pC/N的、压电膜部12只由硬系PZT构成(比较例1)，和压电常数d₃₃为250pC/N的、压电膜部12只由软系PZT构成(比较例2)的任意一种情况相比，压电常数d₃₃均大。

如表2所示，压电膜部12在硬系PZT上层叠有软系PZT时(实施例1至实施例4)，压电常数d₃₁的绝对值为196～245pC/N，与压电常数d₃₁的绝对值为145pC/N的、压电膜部12只由硬系PZT构成(比较例1)，和压电常数d₃₁的绝对值为173pC/N的、压电膜部12只由软系PZT构成(比较例2)的任意一种情况相比，压电常数d₃₁的绝对值均大。

如此，在压电常数d₃₃和压电常数d₃₁的测量结果中，压电膜部12在硬系PZT上层叠有软系PZT时(实施例1至实施例4)，与压电膜部12只由硬系PZT构成(比较例1)和压电膜部12只由软系PZT构成(比较例2)的任意一种情况相比，压电特性(正压电特性)均有所提高，这与图3的计算结果匹配。因此，在硬系PZT上层叠有软系PZT时，与压电膜部12整体只由硬系PZT构成和压电膜部12整体只由软系PZT构成的任意一种情况相比，可知压电特性均有所提高。

另外，使用关于比较例1、比较例2和实施例2各自的膜结构体的测量模式和d₃₃计，对于压电膜部12从上下施加压缩应力时的发生电荷量的测量结果显示在图11至图13的图中。图11对应比较例1，图12对应比较例2，图13对应实施例2。图11至图13的图的横轴，将多次进行的测量的测量次数作为梯级显示，图11至图13的图的纵轴，使测量的电荷标准化而进行显示。另外，图11至图13的图的纵轴所示的电荷，相当于图3的发生电荷指数，相当于表2所示的压电常数d₃₃。

将比较例1、比较例2和实施例2各自的膜结构体中在最初的梯级发生的电荷作为电荷CR1、电荷CR2和电荷CR3。这时，如图11至图13所示，电荷CR3比电荷CR1和电荷CR2的任意一个都大。因此，根据图11至图13可知，压电膜部12在硬系PZT上层叠有软系PZT时(实施例2)，与压电膜部12只由硬系PZT构成(比较例1)和压电膜部12只由软系PZT构成(比较例2)的任意一种情况相比，压电特性(正压电特性)均提高，这与图3的计算结果匹配。因此，在软系PZT上层叠有硬系PZT时，与压电膜部12整体只由硬系PZT构成和压电膜部12整体只由软系PZT构成的任意一种情况相比，压电特性均提高。

以上，基于此实施方式具体地说明了本发明者所做的发明，但本发明不限定于所述实施方式，当然也可以在不脱离其要旨的范围进行各种变更。

应该了解到，在本发明的思想的范畴，如果是从业者，则能够想到各种的变更例和修改例，关于这些变更例和修改例，也均属于本发明的范围。

例如，对于前述的各实施方式，从业者适宜进行构成要素的追加、削除或设计变更的，或者进行工序的追加、省略或条件变更的，只要具备本发明的要旨，便包含在本发明的范围内。