JP2007036915A

JP2007036915A - 高次モード薄膜共振器

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Publication number: JP2007036915A
Application number: JP2005219834A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Watanabe; 好章渡辺; Takahiko Yanagiya; 隆彦柳谷
Original assignee: Doshisha Co Ltd
Current assignee: Doshisha Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2007-02-08
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: JP4784815B2

Abstract

【課題】圧電体薄膜を薄くすることなく従来よりも高い共振周波数を得ることができる薄膜共振器を提供する。
【解決手段】空洞１２を設けたSi基板１１上に、下部電極１３と上部電極１５で上下を挟んだ圧電体薄膜１４を設ける。圧電体薄膜１４は、下部電極１３に正、上部電極１５に負の電圧を印加した時に、ZnOの分極が上向きになる第１圧電体層１４１と下向きになる第２圧電体層１４２を積層したものである。FBARの共振周波数と同じ周波数を有する交流電圧を電極間に印加すると、第１圧電体層１４１と第２圧電体層１４２は逆方向にすべり振動し、それにより圧電体薄膜１４の厚さと同じ長さの波長を有する２次モードの定在波が形成される。１次モードの定在波が形成される従来の薄膜共振器と比較して、圧電体薄膜１４の厚さが同じであれば、本発明の薄膜共振器は共振周波数が２倍になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、広帯域信号から特定の周波数の信号を抽出する等のための薄膜共振器に関する。このような薄膜共振器は殆どの通信機器において用いられるが、特に小型且つ高周波において動作可能な共振器が要求される携帯電話機において多く用いられる。

携帯電話機や無線LAN送信機・受信機等の通信機器には、特定の周波数帯の信号を抽出するためのRFフィルタが用いられている。RFフィルタでは通常、使用される周波数帯内の周波数で共振する共振器が多数使用される。これらの通信機器において使用される周波数帯は数百MHz〜数GHzと高いため、共振器もそのような高周波数に対応する必要がある。

近年、高い共振周波数を実現することができる共振器として、FBAR（Film Bulk Acoustic Resonator）と呼ばれる薄膜共振器が注目されている（特許文献１参照）。FBARは空洞を設けた基板の上に圧電体の薄膜を載置し、その圧電体薄膜を挟むように１対の電極を設けた構造を有する。ここで、基板に空洞を設けるのは、圧電体薄膜が基板に拘束されずに自由に振動できるようにするためである。FBARでは共振周波数が圧電体薄膜の厚さに反比例するため、薄膜の厚さを薄くする程、共振周波数を高くすることができる。実際、FBARを用いた周波数フィルタでは数GHzという高周波数においても良好なフィルタ特性が得られることが確認されている。

また、他の薄膜共振器としてSMR（Solidly Mounted Resonator）が知られている（特許文献２参照）。SMRは、圧電体薄膜を電極で挟んだ共振部の下に、音響インピーダンスの異なる材料から成る高インピーダンス層と低インピーダンス層が交互に積層した音響多層膜を配置した構造を有する。高インピーダンス層及び低インピーダンス層はそれぞれ、共振部の共振周波数と同じ周波数を有する超音波の、その層内における波長の1/4倍の厚さを有する。このような構造を用いれば、圧電体薄膜から基板に向けて放射される音波は各音響多層膜境界で反射され、それら反射波は互いに同位相になり打ち消し合わない。これにより、薄膜共振器の振動が基板に漏れることが抑えられ、振動エネルギーの損失が防止される。また、SMRはFBARと同様に圧電体薄膜を薄くすることにより数GHzという高い共振周波数を得ることができる。

従来のFBAR及びSMRでは、圧電体薄膜に酸化亜鉛（ZnO）又は窒化アルミニウム（AlN）がよく用いられていた。ZnOは他の圧電体よりも電気機械変換効率が高いという利点を有する。一方、AlNは他の圧電体よりも内部を伝播する超音波の音速が速く、共振周波数を高くしやすいという利点を有する。

特開2001-203558号公報（[0003]〜[0004], 図1）特開2004-235886号公報（[0010]〜[0011], 図1）

前述の通り、圧電体薄膜を薄くすることにより、薄膜共振器の共振周波数を高めることができる。しかし、薄膜の物理的強度を維持するには、あまり薄膜を薄くすることは望ましくない。特にFBARは薄膜が空洞の上に浮いた構造を有するため、ある程度の薄膜の強度が必要となる。そのため、薄膜の厚さのみにより共振周波数を高めることには限界がある。
本発明が解決しようとする課題は、圧電体薄膜を薄くすることなく従来よりも高い共振周波数を得ることができる薄膜共振器を提供することにある。

上記課題を解決するために成された本発明に係る高次モード薄膜共振器は、上下電極の間にZnO及びAlNのいずれかから成る圧電体の薄膜を設けて成る薄膜共振器において、
該圧電体薄膜が、[0001]方向が圧電体薄膜の面に略平行な１方向に配向した第１の圧電体層と、材料及び厚さが第１圧電体層と同じであり[0001]方向が第１圧電体層と180°異なる方向に配向した第２の圧電体層と、を重ねたものであることを特徴とする。

ZnO及びAlNは共に、図１に示すように、一般式Aⁿ⁺B^n-（nは整数）で表され六方晶であるウルツ鉱構造を有する。ウルツ鉱構造では、Aⁿ⁺から成る層（A層）とB^n-から成る層（B層）が交互に積層し、B層はその上下にある２枚のA層から等距離の位置よりもc軸の１方向にずれた位置に配置される。即ち、ウルツ鉱構造はc軸方向に極性を有する。本願では、B層に対してA層がずれる方向を[0001]方向と定義する。

前記圧電体薄膜には第１圧電体層及び第２圧電体層を交互に複数積層したものを用いることもできる。ここで、第１圧電体層と第２圧電体層を合わせた、圧電体薄膜中の全層数は偶数であっても奇数であってもよい。例えば、上から順に第１圧電体層、第２圧電体層、第１圧電体層、第２圧電体層、...の順に積層した場合、最下層は第２圧電体層であってもよいし、第１圧電体層であってもよい。

本発明の薄膜共振器を、空洞を有する基板上に固定することができる。これによりFBARを構成することができる。
また、本発明の薄膜共振器において、薄膜共振器の共振周波数を有する超音波の波長の1/4の厚さを有し音響インピーダンスの異なる２種類の層が交互に積層して成る音響多層膜を一方の面に固定することができる。これによりSMRを構成することができる。

発明の実施の形態及び効果

本発明に係る薄膜共振器は、従来の薄膜共振器と同様に、圧電体薄膜とそれを挟む上下の電極から構成される。従来の薄膜共振器との相違点は、本発明では圧電体薄膜が、[0001]方向が共に圧電体薄膜の面に略平行であって、その方向が180°異なる２つの圧電体層（第１圧電体層、第２圧電体層）から成ることにある。

従来の薄膜共振器においては、その共振周波数を有する交流電界が電極間に印加されると、圧電体薄膜は上面と下面で逆方向に振動し、波長が圧電体薄膜の厚さの2倍である定在波（１次モードの定在波）が形成される。一方、波長が圧電体薄膜の厚さに等しい定在波（２次モードの定在波）を形成するためには、圧電体薄膜の上面と下面で振動が同位相でなければならない。単独の圧電体薄膜を用いる限り、電極間に交流電界を印加しても圧電体薄膜にそのような振動を生じさせることはできず２次モードの定在波を形成することはできなかった。

それに対して、本発明の薄膜共振器は、[0001]方向が180°異なる２つの圧電体層から成る圧電体薄膜を用いることにより、共振周波数を有する交流電界が電極間に印加されると、第１圧電体層及び第２圧電体層には互いに逆方向にすべり振動が生じる。それにより薄膜内に、面に垂直な伝搬方向の横波による定在波が形成される。この時、第１圧電体層の上面と第２圧電体層の下面は同じ方向にすべることから振動が同位相になるため、形成される定在波は２次モードになる。

また、本発明の薄膜共振器は従来の薄膜共振器とは反対に、圧電体薄膜が上面と下面で逆方向に振動することがないため、１次モードの定在波が不要な振動（スプリアス）として形成されることを防ぐことができる。

このように２次モードの高次定在波が形成される本発明の薄膜共振器では、圧電体薄膜の厚さはそのままで、共振波長を従来の薄膜共振器の1/2倍に、即ち共振周波数を2倍にすることができる。

また、本発明の薄膜共振器は、[0001]方向が薄膜の面に平行な方向に配向していることにより、以下の有利な効果が得られる。
仮に、[0001]方向が第１圧電体層では面に垂直な１方向に配向し、第２圧電体層ではそれとは180°異なる方向に配向した圧電体薄膜を有する薄膜共振器を作製することができれば、その薄膜共振器は本発明の薄膜共振器と同様に圧電体薄膜内に２次モードの定在波を形成することができる。しかし、そのような圧電体薄膜を作製するためには、[0001]方向が面に垂直な１方向に配向した薄膜を作製したうえで、[0001]方向が180°異なる薄膜同士を接着する必要がある。実際には、このような圧電体薄膜を作製することは難しく、また、実用的ではない。
それに対して、本発明の薄膜共振器で用いる圧電体薄膜は、本願発明者が発明した方法（特開2004-244716号公報、日本音響学会2004年度秋季研究発表会講演論文集第II分冊1169-1170頁参照）を利用して容易に作製することができる。この方法によれば、基板の面に平行な１方向に温度勾配を形成し、その基板の上にZnO等の材料を堆積させることにより、[0001]方向が基板の温度の低い方から高い方に向くように配向した薄膜を作製することができる。そこで、まず、この方法により[0001]方向が面に平行な１方向に配向した第１圧電体層を作製し、次に、基板の温度勾配の方向を180°変えて、第１圧電体層の上に第２圧電体層を作製する。これにより、[0001]方向が第１圧電体層では面に平行な１方向に配向し、第２圧電体層ではそれとは180°異なる方向に配向した圧電体薄膜を容易に得ることができる。
また、横波は空気中を伝搬しないため、共振器の振動エネルギーが外部に漏れることを防ぐことができる。

本発明において、圧電体薄膜には第１圧電体層及び第２圧電体層を交互に複数積層したものを用いてもよい。これにより、圧電体薄膜の厚さを従来と同じとしたままで、圧電体薄膜内に３次モード以上の高調波を形成することができ、更に共振周波数を高くすることができる。

本発明の薄膜共振器はFBAR、SMRのいずれにも適用することができる。いずれも、圧電体の分極方向が180°異なる２つの圧電体層を用いる点を除いて、従来のFBAR及びSMRと同様の構成を有する。

本発明に係る薄膜共振器の一実施例として、圧電体薄膜の材料にZnOを用いたFBAR１０を、図２を用いて説明する。シリコン（Si）基板１１は、その中央にそれを貫通する空洞１２を有する。Si基板１１の上に下部電極１３を設け、その上に、ZnOから成る第１圧電体層１４１、及び、同じくZnOから成る第２圧電体層１４２をこの順に積層した圧電体薄膜１４を設ける。そして、圧電体薄膜１４の上に上部電極１５を設ける。ここで、第１圧電体層１４１は[0001]方向が面に平行な１方向（図２の右方向）に配向し、第２圧電体層１４２は[0001]方向が第１圧電体層１４１のものとは180°異なる方向（図２の左方向）に配向する、ように形成する。また、下部電極１３と上部電極１５に挟まれた領域１６において、第１圧電体層１４１の厚さと第２圧電体層１４２の厚さは共にt=2μmとする。なお、本実施例では、下部電極１３には厚さは0.8μmの銅薄膜を、上部電極１５には厚さ0.2μmの金薄膜を、それぞれ用いた。

図３に、圧電体薄膜のZnOの[0001]方向が薄膜の面に垂直に配向したFBAR２０を示す。Si基板２１、空洞２２、下部電極２３及び上部電極２５は本実施例のFBAR１０のものと同様である。圧電体薄膜２４は、薄膜の面に垂直な１方向（図３の下方向）に[0001]方向が配向した第１圧電体層２４１と、その配向方向と180°異なる方向（図３の上方向）に[0001]方向が配向した第２圧電体層２４２が積層した構造を有する。

図４に、従来のFBAR３０の一例を示す。Si基板３１、空洞３２、下部電極３３及び上部電極３５は本実施例のFBAR１０と同様である。圧電体薄膜３４はc軸が薄膜の面に垂直な方向に配向したZnO薄膜から成る。

図５を用いて、電極間に交流電圧を印加した時に圧電体薄膜内に形成される振動モードについて説明する。
まず、比較例のFBAR３０では、下部電極３３と上部電極３５の間にFBARの共振周波数と同じ周波数を有する交流電圧を印加すると、圧電体薄膜３４の上側の表面と下側の表面で互いに逆位相になるような振動が生じる（図５(a)）。すなわち、振動の波長の1/2が圧電体薄膜３４の厚さと等しくなる１次モードの振動が発生する。
それに対して、本実施例のFBAR１０では、下部電極１３と上部電極１５の間にFBARの共振周波数と同じ周波数を有する交流電圧を印加すると、第１圧電体層１４１と第２圧電体層１４２には互いに逆方向にすべり振動が発生する（図５(b)）。例えば、第１圧電体層１４１の下面が図の左側に移動した時には、第１圧電体層１４１の上面は右側に、第２圧電体層１４２の下面は右側に、第２圧電体層１４２の上面は左側に、それぞれ移動する。そのため、圧電体薄膜１４の振動は、圧電体薄膜１４の上側の表面と下側の表面で同位相となり、厚さ方向の中央（第１圧電体層１４１と第２圧電体層１４２の境界）付近でそれとは逆位相になる（図５(b)）。これにより、圧電体薄膜１４の厚さと振動の波長が等しくなる２次モードの振動が発生する。
これらのことから、圧電体薄膜１４の厚さ（第１圧電体層１４１と第２圧電体層１４２の厚さの和）と圧電体薄膜３４の厚さを同じとすれば、本実施例のFBAR１０の共振周波数は比較例のFBAR３０の共振周波数の2倍になることがわかる。

次に、図６を用いて、本実施例のFBAR１０の製造方法を説明する。
まず、Si基板２１の表面に、下部電極１３を形成する領域に窓を設けたマスク４１を形成し、その上から下部電極材料を蒸着する(a)ことにより下部電極１３を作製する。マスク４１を除去した後、Si基板１１及び下部電極１３の上に、図の左側の温度が右側の温度よりも高くなるようにSi基板１１に平行な方向に温度勾配を形成しつつ、マグネトロンスパッタリング法によりZnOの粒子をスパッタして図の左上から右下に向けて飛行させ、Si基板１１の表面に入射させる(c)。これにより、[0001]方向が図の左側から右側に向いた第１圧電体層１４１が形成される(d)。このような温度勾配及びZnO粒子の入射方向の制御については後述する。次に、第１圧電体層１４１に垂直な軸（(e)中の一点鎖線）を中心にSi基板１１を180°回転する(e)（これにより第１圧電体層１４１の[0001]方向は図の右側から左側を向く）。次に、第１圧電体層１４１の上に、(c)と同様に、左側の温度が右側の温度よりも高くなるようにSi基板１１に温度勾配を形成しつつ、左上から右下に向けて飛行させ、第１圧電体層１４１の表面にZnOの粒子を入射させる(f)。これにより、第１圧電体層１４１のZnOとは180°異なる方向に分極を持つZnO薄膜から成る第２圧電体層１４２が形成される(g)。この時、第１圧電体層１４１の作製時間と第２圧電体層１４２の作製時間を等しくすることにより、第１圧電体層１４１と第２圧電体層１４２の厚さを等しくすることができる。その上に更に、上部電極１５を形成する領域に窓を設けたマスク４２を形成し、その上から上部電極材料を蒸着する(h)ことにより上部電極１５を作製する。マスク４２を除去した(i)後、Si基板１１のうち圧電体薄膜１４の中央付近の領域を、Siを選択的にエッチングして空洞１２を形成する(j)。

第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２は、図７に示すマグネトロンスパッタリング装置５０を用いて作製した。マグネトロンスパッタリング装置５０は、成膜室５１の下部にマグネトロン回路５２及び陰極５３を、上部に陽極５４を設けたものである。陽極５４の直下には、陰極５３及び陽極５４の中心を結ぶ線（図中の一点鎖線）から外れた位置に基板台５５を有する。この基板台５５は、前記中心線に対して傾斜した面を有し、その面に基板５８を載置することにより基板５８を前記中心線に対して傾斜して配置することができる。陰極５３の上に、第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２の原料となるZnOターゲット５６を載置する。また、成膜室５１にアルゴン(Ar)ガス及び酸素(O₂)ガスのガス源５７を接続する。

このマグネトロンスパッタリング装置５０を用いて第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２を作製する方法を説明する。図６(b)に示した下部電極１３を形成したもの、又は図６(e)に示した第１圧電体層１４１を形成したものを基板５８として基板台５５に取り付ける。ここで、基板５８のうち、温度を高くしたい方の端面（図６(c)及び(f)の左側）を装置の中心（図７の一点鎖線）側に来るようにする。成膜室５１内にArガス及びO₂ガスを導入し、陰極５３に高周波電力を供給すると、成膜室５１内に磁界及び電界が形成され、それによりArガス及びO₂ガスが電離して電子を放出する。この電子は電界及び磁界によりトロイダル曲線を描きながら運動し、これによりZnOターゲット５６の近傍にプラズマが発生してZnOターゲット５６からZnOがスパッタされる。スパッタされたZnOは陽極５４向かう一軸方向の流れ（原料流５９）を形成し、基板５８の表面に到達するとこの表面に堆積する。この時、基板５８を前述のように傾斜して配置したことにより、基板５８に温度勾配が形成され、それにより[0001]方向が基板に平行な１方向に配向した第１圧電体層１４１又は第２圧電体層１４２が形成される。

図８に示すように、マグネトロンスパッタリング装置５０において、基板５８を基板台５５の表面に平行な方向に可動にし、基板５８の表面に、一部の領域のみに窓６２を設けたマスク６１を設けてもよい。この場合、基板５８を前記方向に移動させながら第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２を形成することにより、基板５８にレジストマスク等を設けることなく、第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２を基板５８上の所定の範囲内にのみ形成することができる。また、第１圧電体層１４１及び第２圧電体層１４２の厚さ及び品質を面内で均一にすることができる。

図９(a)に、本発明に係る薄膜共振器の他の実施例として、SMR７０ａを示す。SMR７０ａは、膜状の下部電極７３と上部電極７５の間にFBAR１０と同様の、ZnOから成る第１圧電体層７４１ａ及び第２圧電体層７４２ａを設けたものである。ここで、第１圧電体層７４１ａは[0001]方向が図の左側から右側に向くように、第２圧電体層７４２ａは[0001]方向が図の右側から左側に向くように、それぞれ形成する。下部電極７３の下に、SiO₂から成る低音響インピーダンス層７６ａとMoから成る高音響インピーダンス層７７ａを交互に多数積層した音響多層膜７８ａを設け、その下に基板７９を設ける。これら低音響インピーダンス層７６ａ及び高音響インピーダンス層７７ａは、SMR７０ａの共振周波数と同じ周波数を有する超音波がそれぞれの層を伝播する時の波長の1/4の厚さに形成する。この音響多層膜７８ａは従来のSMRで用いられている音響多層膜と同様のものであり、これにより共振のエネルギーが基板７９に漏れて損失となることを防ぐことができる。

図９(b)に、圧電体薄膜のZnOの[0001]方向が薄膜の面に垂直に配向したSMR７０ｂを示す。SMR７０ｂは、FBAR２０と同様の、第１圧電体層７４１ｂ及び第２圧電体層７４２ｂを設けた点を除いて、基本的にはSMR７０ａと同じ構成を有する。

図１０に、本発明のFBAR及びSMRの変形例として、ZnOから成る複数の第１圧電体層８４１１、８４１２、...及び第２圧電体層８４２１、８４２２、...を交互に積層した例を示す。(a)はZnOの[0001]方向が層に平行な方向に配向したFBAR、(b)は[0001]方向が層に平行な方向に配向したSMR、(c)は[0001]方向が層に垂直な方向に配向したFBAR、(d)は[0001]方向が層に垂直な方向に配向したSMR、をそれぞれ示す。いずれも、第１圧電体層及び第２圧電体層の厚さは、それらを１層ずつ設けたFBAR１０、SMR７０ａ、FBAR２０、SMR７０ｂと同じ値とした。また、(b)及び(d)では、低音響インピーダンス層８６及び高音響インピーダンス層８７の厚さは、SMR７０ａ、SMR７０ｂと同じ値とした。それら以外の基板８１、空洞８２、上部電極８３、下部電極８５、音響多層膜８８、基板８９はFBAR１０、FBAR２０、SMR７０ａ、SMR７０ｂと同様の構成とした。

図１１に、作製したFBAR２０のアドミタンス特性を測定した結果を示す。ここでは、図６に示した工程において下部電極１３、圧電体薄膜１４及び上部電極１５から成る薄膜共振器を作製した後に基板１１を除去し、空洞を有する基板上にその薄膜共振器を載置して固定したものを用いた。下部電極１３と上部電極１５の間に周波数560MHzの交流電圧を印加した時に共振が観測された。この周波数は、第１圧電体層２４１及び第２圧電体層２４２の厚さから、２次モードの横波共振が生じていると考えるのが妥当である。なお、周波数280MHzの所に見られる、周波数560MHzの時よりも小さい共振（スプリアス）は、作製した下部電極１３が比較的厚かったことが影響して完全には打ち消されなかった１次モードの横波共振であると考えられる。これは製造精度を高めることによりほぼ消失させることができる。

ウルツ鉱構造を示す結晶構造図。本発明に係るFBARの一実施例を示す縦断面図。圧電体薄膜のZnOの[0001]方向が面に垂直な方向に配向したFBARの例を示す縦断面図。比較例のFBARの一例を示す縦断面図。本実施例及び比較例のFBARにおける圧電体薄膜の振動モードを説明するための縦断面図及びグラフ。本実施例のFBAR１０の製造方法を示す縦断面図。 [0001]方向が面内に配向したZnO薄膜を製造するための装置を示す縦断面図。 ZnO薄膜製造装置の他の例を示す縦断面図。本発明のSMRの他の実施例を示す縦断面図。本発明のFBAR及びSMRの他の実施例を示す縦断面図。本実施例のFBAR１０のアドミタンス特性の測定結果を示すグラフ。

符号の説明

１０、２０、３０…FBAR
１１、２１、３１、８１…Si基板
１２、２２、３２、８２…空洞
１３、２３、３３、７３、８３…下部電極
１４、２４、３４…圧電体薄膜
１４１、２４１、７４１ａ、７４１ｂ、８４１１…第１圧電体層
１４２、２４２、７４２ａ、７４２ｂ、８４２１…第２圧電体層
１５、２５、３５、７５、８５…上部電極
４１、４２…マスク
５０…マグネトロンスパッタリング装置
５１…成膜室
５２…マグネトロン回路
５３…陰極
５４…陽極
５５…基板台
５６…ZnOターゲット
５７…ガス源
５８…基板
５９…原料流
６１…マスク
６２…窓
７０ａ、７０ｂ…SMR
７６ａ、７６ｂ、８６…低音響インピーダンス層
７７ａ、７７ｂ、８７…高音響インピーダンス層
７８ａ、７８ｂ、８８…音響多層膜

Claims

上下電極の間にZnO及びAlNのいずれかから成る圧電体の薄膜を設けて成る薄膜共振器において、
該圧電体薄膜が、[0001]方向が圧電体薄膜の面に略平行な１方向に配向した第１の圧電体層と、材料及び厚さが第１圧電体層と同じであり[0001]方向が第１圧電体層と180°異なる方向に配向した第２の圧電体層と、を重ねたものであることを特徴とする高次モード薄膜共振器。
前記圧電体薄膜が第１圧電体層及び第２圧電体層を交互に複数積層したものであることを特徴とする請求項１に記載の高次モード薄膜共振器。
空洞を有する基板上に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の高次モード薄膜共振器。
薄膜共振器の共振周波数と同じ周波数を有する超音波の波長の1/4の厚さを有し音響インピーダンスの異なる２種類の層が交互に積層して成る音響多層膜を一方の面に固定したことを特徴とする請求項１又は２に記載の高次モード薄膜共振器。
ZnO及びAlNのいずれかから成る圧電体薄膜であって、[0001]方向が圧電体薄膜の面に略平行な１方向に配向した第１の圧電体層と、材料及び厚さが第１圧電体層と同じであり[0001]方向が第１圧電体層と180°異なる方向に配向した第２の圧電体層と、を重ねたものであることを特徴とする圧電体薄膜。
第１圧電体層及び第２圧電体層が交互に複数積層していることを特徴とする請求項５に記載の圧電体薄膜。
基板に、該基板の面に平行な１方向に温度勾配を形成し、該基板の上にZnO及びAlNのいずれかから成る材料を堆積させることにより第１圧電体層を作製する工程と、
基板に前記方向とは180°異なる方向に温度勾配を形成し、前記第１圧電体層の上に前記材料と同じ材料を堆積させることにより第２圧電体層を作製する工程と、
を有することを特徴とする圧電体薄膜製造方法。