JP5093459B2

JP5093459B2 - 圧電薄膜素子の製造方法

Info

Publication number: JP5093459B2
Application number: JP2007108820A
Authority: JP
Inventors: 憲治柴田; 史人岡
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2007-04-18
Filing date: 2007-04-18
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2027-04-18
Also published as: JP2008270379A

Description

本発明は、圧電薄膜素子の製造方法に関する。

圧電材料は、種々の目的に応じて様々な圧電素子に加工され、素子に電圧を加えることにより変形が生じるアクチュエータや、それとは逆に素子に圧力を加えることにより変形を生じさせ、その変形に応じて電圧が発生するセンサなどの機能性電子部品として広く利用されている。

アクチュエータやセンサの用途に利用されている圧電材料としては、優れた圧電特性を有する鉛系材料の強誘電体材料、特にＰＺＴと呼ばれるＰｂ（Ｚｒ_１−ｘＴｉ_ｘ）Ｏ_３系のペロブスカイト型強誘電体材料がこれまで広く用いられており、このような強誘電体材料は通常個々の元素からなる酸化物粉末を焼結することにより作製される。

一方、近年は各種電子部品の小型化・高性能化が進み、それに伴ってアクチュエータ等の圧電素子も一層小型化することが求められている。このような場合には、圧電材料を膜厚が数μｍから数十μｍの薄膜形状にすることが要求され、適当な基板上に薄膜を形成する方法が用いられる。
従来からの製法である焼結法を中心とする製造方法により作製した圧電材料は、結晶粒が比較的大きいため、近年の小型化の要求に沿って薄膜化を進めるには大きな問題がある。つまり、１０μｍ程度の薄膜になると、その膜厚が、材料を構成する結晶粒の大きさに近づいてしまうため、個々の結晶粒の特性の影響が無視できなくなる。そのため、特性のばらつきや劣化が顕著になるといった問題が発生する。
また、固形状の焼結体を薄膜形状に加工することは、経済的・工業的見地から見ても現実的な方法とは言い難い。
このような理由から、焼結法に代わって薄膜形成技術を応用した圧電材料の形成法が近年盛んに研究されるようになってきた。薄膜形成技術としては、例えばスパッタリング法（特許文献１参照）や、ＰＬＤ（レーザーアブレーション法）、ゾルゲル法等がある。最近、ＲＦスパッタリング法で形成したＰＺＴ薄膜が高精細高速インクジェットプリンタのヘッド用アクチュエータとして実用化されている（特許文献２参照）。
他方、前記のＰＺＴから成る圧電焼結体や圧電薄膜は、鉛を６０〜７０重量％程度含有しているため、生態学的見地および公害防止の面から好ましくない。そこで、環境への配慮から鉛を含有しない圧電材料の開発が望まれている。

現在、様々な非鉛圧電材料が研究されているが、その中にニオブ酸カリウムナトリウム（一般式：（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１））がある。このニオブ酸カリウムナトリウムは、ペロブスカイト構造を有する材料であり、非鉛の材料としては比較的良好な圧電特性を示すため、非鉛圧電材料の有力な候補として期待されている。

ニオブ酸カリウムナトリウム焼結体は、一般式：（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）において組成比ｘ＝０．５付近で優れた圧電特性を有する。しかしながら、現状においてニオブ酸カリウムナトリウムの薄膜では、焼結体と同じ組成であっても、焼結体に匹敵する圧電特性は実現されていない。

なお、従来技術には、ニオブ酸系化合物について、充分な圧電特性を有する圧電薄膜素子を得るためにペロブスカイト型結晶構造の配向度について検討されたものや（特許文献３参照）、ニオブ酸系化合物薄膜は絶縁耐圧が非常に低いことから、実用化に耐えるよう
にするために絶縁耐圧について検討されたものがあるが（特許文献４参照）、膜厚やＮａ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比について検討されたものはない。

特開２００２−１５１７５４号公報特開平１１−１３５８５０号公報特開２００７−１９３０２号公報特開２００７−４２７４０号公報

ニオブ酸カリウムナトリウム結晶は、室温では斜方晶のペロブスカイト構造を有している。斜方晶の各頂点にＫ、Ｎａ（金属Ｒ）が、体心にＮｂ（金属Ｍ）が、そして金属Ｍを中心として酸素Ｏが斜方晶の各面心にそれぞれ配置されている。酸素と金属ＭからなるＮｂＯ_６八面体の向きは金属Ｒとの相互作用により容易に歪み、これによってより対称性の低い正方晶に相転移する。この相転移により、この結晶の物性が変化する。
したがって、ニオブ酸カリウムナトリウムを構成するＫ、Ｎａ及びＮｂの組成、特にＫ及びＮａの組成を検討しないと、斜方晶の各頂点にあるＫ及びＮａ原子の組成比のバランスの変化によりニオブ酸カリウムナトリウム薄膜の結晶の物性を変化させることは困難となり、優れた圧電特性が得られないと考えられる。

ニオブ酸カリウムナトリウムの薄膜では優れた圧電特性が得られない原因を探るために、スパッタリング法で成膜したニオブ酸カリウムナトリウム薄膜の組成を調査したところ、膜の深さ方向での元素組成が不均一であることがわかった。
さらに、上記の通りニオブ酸カリウムナトリウムの焼結体は（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３において組成比ｘ＝０．５付近の狭い組成領域でのみ、優れた圧電特性が実現されていることがわかっている。
上記調査結果より、ニオブ酸カリウムナトリウムの薄膜において優れた圧電特性が得られない原因は、深さ方向の元素組成の不均一が大きな原因であると考えられる。
以上述べたように、従来のニオブ酸カリウムナトリウム薄膜はＫ及びＮａの組成が全く配慮されておらず、圧電特性低下の要因になっていた。

本発明の目的は、深さ方向の元素組成が均一であり優れた圧電特性を有するニオブ酸カ
リウムナトリウム薄膜を用いた圧電薄膜素子の製造方法を提供することにある。

本発明の第一の態様は、基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に、一般式（Ｋ_xＮａ_1-x）ＮｂＯ₃（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、ターゲットに（Ｋ _x Ｎａ _1-x ）ＮｂＯ ₃ 、またはＫＮｂＯ ₃ とＮａＮｂＯ ₃ の混合物を用いたスパッタリング法で圧電薄膜を結晶成長させる工程と、前記圧電薄膜上に上部電極を形成する工程とを有し、
前記結晶成長工程では、前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下となるように前記ターゲットの表面の温度上昇を防ぎながら前記圧電薄膜を結晶成長させることを特徴とする。

本発明によれば、深さ方向の元素組成が均一であり優れた圧電特性を有するニオブ酸カリウムナトリウム薄膜を用いた圧電薄膜素子を得ることができる。

発明者らは、Ｎａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）が変化することにより、ニオブ酸カリウムナトリウムの圧電特性が変化すること、また、Ｎａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）を一定の範囲に収めることにより圧電特性の優れた圧電薄膜素子を得るという
知見を得た。
この知見を基に、以下、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、この実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、この実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能である。

［圧電薄膜素子の構造］
図１に示すように、本実施形態における圧電薄膜素子８は、基板１、下部電極２、圧電薄膜３、上部電極４から形成される。以下、それらについて詳述する。

［基板及び電極材料］
基板１はニオブ酸カリウムナトリウムを成膜する際の温度に耐える耐熱性を有することが必要であり、さらに安価であることも工業的には重要な要素である。これに最も適した基板１としてはＳｉ基板が好ましいが、技術的には他の基板も使用できる。また上部電極４及び下部電極２を構成する電極材料も同様に耐熱性を有することが必要であり、白金等を用いることが好ましいが、これに限定されるものではない。

［圧電薄膜］
上記圧電薄膜３は、一般式（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有するニオブ酸カリウムナトリウム薄膜である。
上記圧電薄膜３の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差は０．０５以下である。
後述する圧電定数と組成比の関係（図７）から、組成比が０．４５以上になると充分大きな圧電定数が得られ、逆に組成比が０．４５未満であれば大きな圧電定数が得られない。
組成比が０．５５を越えるとペロブスカイト構造が崩れて圧電特性の劣化を引き起こし、逆に組成比が０．５５以下であればペロブスカイト構造は崩れず圧電特性の劣化も生じない。
したがって、上記組成比の最小値及び最大値が０．４５から０．５５の範囲内にあることが好ましい。
上記圧電薄膜３の膜厚は０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下である。膜厚が０．２μｍ以上であれば、圧電薄膜素子８としての実効的な圧電特性を得ることができ、１０μｍ以上の膜厚の圧電薄膜３を作製したい場合は、従来のように焼結体を用いればよい。
また、ニオブ酸カリウムナトリウム薄膜に少量の添加物（例えば、原子数濃度８％以下のＬｉ）を混入した場合も、圧電特性の向上といった効果が期待できる。
さらに、圧電薄膜３が多層構造または傾斜組成構造を有する場合において、圧電薄膜３全体の膜厚の８０％以上が上記組成比を有する薄膜である場合も同様の効果が期待できる。

［圧電薄膜素子の製造方法］
図１は本実施形態における（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３圧電薄膜３からなる圧電薄膜素子８の断面図である。図１に示すように、Ｓｉ基板１上に、例えばスパッタリング法で白金下部電極２を形成する。その下部電極２上に、上記ニオブ酸カリウムナトリウム薄膜３を成膜する。その成膜方法としては、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法、ゾルゲル法などが挙げられる。
一般的な圧電薄膜の形成方法であるスパッタリング法を用いる場合に、深さ方向の元素組成を均一にする方法を以下に述べる。
スパッタリング法でニオブ酸カリウムナトリウム薄膜を形成する場合、（Ｋ_ｘＮａ_１−
_ｘ）ＮｂＯ_３またはＫＮｂＯ_３とＮａＮｂＯ_３を混合したものをターゲットに用いる。いずれのターゲットを用いた場合も、Ｋ、Ｎａがターゲットからはじき出される効率はターゲットの表面温度に依存し、その表面温度によってターゲットからはじき出されるＫとＮａの比率が異なる。
通常の成膜を行うとターゲット表面の温度が徐々に上昇していき、それに伴い、ターゲットからはじき出されるＫ、Ｎａの比率が変化し、その結果として、形成されるニオブ酸カリウムナトリウム薄膜３のＮａ／（Ｋ＋Ｎａ）組成が変化していく。
従って、ターゲットの冷却効率を向上してターゲット表面温度が大きく上昇しないようにする方法や、定期的にターゲット冷却のために放電中断を導入する方法等によってターゲット表面の温度上昇を防ぎ、深さ方向に元素組成が均一な膜が形成できる。

［圧電薄膜素子による実施形態の効果］
本実施の形態の圧電薄膜素子によれば、次のような効果が得られる。
圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下という関係を有するので、圧電特性の劣化を招くことなく、十分大きな圧電定数を得ることができる。その結果、焼結体に匹敵する優れた圧電特性を実現することができる。また、圧電薄膜素子は、鉛を全く含有していないので、鉛フリーの環境問題に容易に対応することができる。
さらに、圧電薄膜の厚さが０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下であるので、圧電薄膜素子の小型化の要請に充分に応えることができる。例えば、インクジェットプリンタ、スキャナー、ジャイロ、超音波発生装置、超音波センサ、圧力センサ、速度センサ、加速度センサなどの小型電子部品に利用することができる。

本発明の好ましい態様を付記する。
第一の態様によれば、基板上に少なくとも下部電極、一般式（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、膜厚が０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下である圧電薄膜、及び上部電極を配した構造を有する圧電薄膜素子であって、
前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下という関係を有する圧電薄膜素子が提供される。

第二の態様によれば、基板上に少なくとも下部電極、一般式（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、膜厚が０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下である圧電薄膜、及び上部電極を配した構造を有する圧電薄膜素子であって、
前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下であり、最大値及び最小値の両方が０．４５から０．５５の範囲にあるという関係を有する圧電薄膜素子が提供される。

第三の態様によれば、基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に、一般式（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、ターゲットに（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３、またはＫＮｂＯ_３とＮａＮｂＯ_３の混合物を用いたスパッタリング法で、膜厚が０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下で圧電薄膜を結晶成長させる工程と、前記圧電薄膜上に上部電極を形成する工程とを有し、
前記結晶成長工程では、前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下という関係を有する圧電薄膜を結晶成長させる圧電薄膜素子の製造方法が提供される。

第四の態様によれば、基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に、一般式
（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、ターゲットに（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３、またはＫＮｂＯ_３とＮａＮｂＯ_３の混合物を用いたスパッタリング法で、膜厚が０．２μｍ以上かつ１０μｍ以下で圧電薄膜を結晶成長させる工程と、前記圧電薄膜上に上部電極を形成する工程とを有し、
前記結晶成長工程では、前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下であり、最大値及び最小値の両方が０．４５から０．５５の範囲にあるという関係を有する圧電薄膜を結晶成長させる圧電薄膜素子の製造方法が提供される。

以下実施例を用いて説明する。なお、圧電薄膜の組成は、ＡＥＳ（オージェ電子分光測定）またはＸＰＳ（Ｘ線光電子分光測定）によって測定したＫ、Ｎａ、Ｎｂの組成から計算した組成比によって定義している。

［実施例、比較例］
（圧電薄膜の作製）
本実施例において、（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜を作製した。作製した圧電薄膜体を図２に示した。
基板１にはＳｉ基板（（００１）面方位、厚さ０．５ｍｍ）を用いた。
そのＳｉ基板１上にＲＦマグネトロンスパッタリング法で、白金下部電極２（（１１１）面単独配向、膜厚０．２μｍ）を形成した。白金下部電極２は、基板温度６００℃、放電パワー２００Ｗ、導入ガスはＡｒ雰囲気、圧力２．５Ｐａ、成膜時間１０分の条件で成膜した。
その上に、（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜５（膜厚３．０μｍ）をＲＦマグネトロンスパッタリング法で形成した。（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜５は、スパッタリングターゲットに（Ｋ＋Ｎａ）／Ｎｂの組成比が１．０およびＫ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比が０．５の（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３焼結体を用い、基板温度５７０℃、放電パワー１００Ｗ、導入ガスはＡｒ雰囲気、圧力０．４Ｐａ、成膜時間４時間の条件で成膜した。このとき、ターゲット表面温度の上昇を抑制するために、３０分成膜後に１５分間の放電中断を挟むサイクルを繰り返して成膜した。
このように、実施例における（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜体９を作製した。
比較例の圧電薄膜体においても、（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３薄膜の形成の際、放電を中断することなく４時間成膜したこと以外は、実施例と同様に作製した。

（組成分布測定）
実施例及び比較例の圧電薄膜体９の深さ方向の元素組成分布をＡＥＳ（オージェ電子分光測定）で測定し、その結果を図３及び図４に示した。図３によれば、本実施例におけるＮｂの原子濃度は１９．５（ａｔｏｍｉｃ％、以後ａｔ％という）、Ｋの原子濃度は１０．８（ａｔ％）、Ｎａの原子濃度は９．３（ａｔ％）であった。その結果、Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比は約０．４５であった。さらに圧電薄膜５のどの深さにおいても組成比はほぼ一定であった。実施例における圧電薄膜５は、組成比Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の値の最大値と最小値の差が０．０５以下いう条件を満たしていた。
図４によれば、比較例におけるＮｂの原子濃度は１７．２（ａｔ％）、Ｋの原子濃度は最大値１５．２（ａｔ％）かつ最小値１１．６（ａｔ％）の間で変動し、Ｎａの原子濃度は最大値９．８（ａｔ％）かつ最小値８．４（ａｔ％）の間で変動した。その結果、比較例では、Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比は０．３６〜０．４６の範囲にあることから、組成比Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の値の最大値と最小値の差が０．０５以下という条件を満たしていなかった。

（圧電特性評価測定）
圧電特性評価測定を行うために、上記圧電薄膜５の上に白金上部電極４（膜厚０．０２μｍ）をＲＦマグネトロンスパッタリング法で形成し、圧電薄膜素子８を得た。
図５（ａ）は、圧電特性評価測定を行うためのユニモルフカンチレバー１５の概略を示す図である。図５（ａ）に示すように、上記圧電薄膜素子８から、長さ２０ｍｍ×幅２．５ｍｍの短冊形試料を切り出し、長手方向の端を除震台２２の上に設置されたクランプ２０で固定し、簡易的なユニモルフカンチレバー１５を構成した。除震台２２により、震動がユニモルフカンチレバー１５に与える影響を除去することができる。
Ｓｉ基板１１上に形成された白金上下両電極１２、１４間の（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３薄膜１３に電圧を印加し、上記薄膜１３を伸縮させることで、図５（ｂ）に示すようにユニモルフカンチレバー１５全体を屈曲動作させ、それによりユニモルフカンチレバー１５の先端を動作させた。その先端最大変位量３０（Δｔ）をレーザードップラ変位計２１で測定した。その結果得られた実施例１及び比較例における印加電圧と先端最大変位量３０（以後、圧電変位量と呼ぶ）との関係を図６に示した。図６より、比較例の圧電薄膜素子と比較して、実施例の圧電薄膜素子では、圧電によるユニモルフカンチレバー先端の変位量が大きかった。

（圧電定数）
上記試料の寸法及び印加電圧と圧電変位量との関係から、圧電定数ｄ_３１を計算した結果、本実施例により作製した圧電薄膜素子の圧電定数ｄ_３１は５５（−ｐｍ／Ｖ）であった。それに対し、比較例により作製した圧電薄膜素子の圧電定数ｄ_３１は３０（−ｐｍ／Ｖ）であった。
このことより、本発明を用いることで、従来技術よりも圧電特性の優れた（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３圧電薄膜を作製できることが確認できた。
さらに、Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比が異なる（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３薄膜を成膜し、上記と同様の方法で、各々の圧電定数ｄ_３１を計算した。それにより得られた圧電定数と上記組成比との関係を図７に示した。図７に示すように、Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の組成比が０．４以下又は０．６以上では圧電定数ｄ_３１は２０（−ｐｍ／Ｖ）以下であるが、組成比Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）が０．４５以上、０．５５以下になると圧電定数ｄ_３１の値が急激に向上するのが分かった。

本発明の一実施形態における（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３圧電薄膜素子の断面図である。実施例及び比較例における（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜体の断面図である。実施例における（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜の深さ方向の元素組成分布図である。比較例における（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜の深さ方向の元素組成分布図である。圧電特性評価測定の方法を示す説明図である。実施例及び比較例における印加電圧と先端最大変位量の関係を示した図である。（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３圧電薄膜の圧電定数ｄ_３１と、（Ｋ＋Ｎａ）とＮｂとの組成比との関係を示した図である。

符号の説明

１基板
２下部電極
３（Ｋ_ｘＮａ_１−ｘ）ＮｂＯ_３圧電薄膜
４上部電極
５（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜
８圧電薄膜素子
９圧電薄膜体
１１Ｓｉ基板
１２白金下部電極
１３（Ｋ_０．５Ｎａ_０．５）ＮｂＯ_３圧電薄膜
１４白金上部電極
１５ユニモルフカンチレバー
２０クランプ
２１レーザードップラ変位計
２２除震台
３０先端最大変位量

Claims

基板上に下部電極を形成する工程と、前記下部電極上に、一般式（Ｋ_xＮａ_1-x）ＮｂＯ₃（０＜ｘ＜１）で表されるペロブスカイト構造を有し、ターゲットに（Ｋ _x Ｎａ _1-x ）ＮｂＯ ₃ 、またはＫＮｂＯ ₃ とＮａＮｂＯ ₃ の混合物を用いたスパッタリング法で圧電薄膜を結晶成長させる工程と、前記圧電薄膜上に上部電極を形成する工程とを有し、
前記結晶成長工程では、前記圧電薄膜の上部電極側から下部電極側の深さ方向組成プロファイルにおけるＮａの組成比１−ｘ＝Ｎａ／（Ｋ＋Ｎａ）の最大値と最小値の差が０．０５以下となるように前記ターゲットの表面の温度上昇を防ぎながら前記圧電薄膜を結晶成長させる圧電薄膜素子の製造方法。