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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-09
(45)【発行日】2024-01-17
(54)【発明の名称】積層薄膜および電子デバイス
(51)【国際特許分類】
H10N 35/85 20230101AFI20240110BHJP
H10N 30/076 20230101ALI20240110BHJP
H10N 30/077 20230101ALI20240110BHJP
H10N 30/853 20230101ALI20240110BHJP
H04R 23/02 20060101ALI20240110BHJP
【ＦＩ】
H10N35/85
H10N30/076
H10N30/077
H10N30/853
H04R23/02
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2019189507
(22)【出願日】2019-10-16
(65)【公開番号】P2021064733
(43)【公開日】2021-04-22
【審査請求日】2022-08-16
(73)【特許権者】
【識別番号】000003067
【氏名又は名称】ＴＤＫ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001494
【氏名又は名称】前田・鈴木国際特許弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】野口 隆男
(72)【発明者】
【氏名】岡野 靖久
【審査官】加藤 俊哉
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０２６９８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１４／１５７５２６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１０／１１０４２３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０３－２８３４７６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｎ ３５／８５
Ｈ１０Ｎ ３０／０７６
Ｈ１０Ｎ ３０／０７７
Ｈ１０Ｎ ３０／８５３
Ｈ０４Ｒ ２３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エピタキシャル成長膜から成る圧電体薄膜と、前記圧電体薄膜の上方に形成してある強磁性体薄膜と、を有し、
前記強磁性体薄膜が、結晶相と非晶質相とを含み、
前記結晶相が面心立方構造である積層薄膜。
【請求項2】
前記強磁性体薄膜は少なくともＦｅを含む請求項１に記載の積層薄膜。
【請求項3】
前記強磁性体薄膜の厚さが、前記強磁性体薄膜に含まれる前記結晶相の面内方向の平均粒径よりも大きい請求項１または２に記載の積層薄膜。
【請求項4】
請求項１～３のいずれかに記載の積層薄膜を有する電子デバイス。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、圧電体部分と強磁性体部分とを有する積層薄膜を有する電子デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
圧電体部分と磁歪材部分（強磁性体）とを含む電子デバイスが開発されている。この種の電子デバイスは、たとえば磁気電気センサ、磁気センサ、電気センサ、光電子デバイス、マイクロ波電子デバイス、磁気電気または電気磁気変換器などとして用いられることが検討されている（たとえば特許文献１）。
【0003】
しかしながら、たとえば特許文献１に示す電子デバイスでは、圧電体部分と磁歪材部分とをバルクで製造し、これらを接着剤で接合している。このため、従来では、磁気電気結合が小さく、変換効率（センサの場合は検出感度）が低いと言う課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】米国特許９２７６１９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、本発明の目的は、優れた圧電特性と優れた磁歪特性とを兼ね備える積層薄膜と、変換効率が高い電子デバイスとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明に係る積層薄膜は、
エピタキシャル成長膜から成る圧電体薄膜と、
前記圧電体薄膜の上方に形成してある強磁性体薄膜と、を有し、
前記強磁性体薄膜が、結晶相と非晶質相とを含む。
エピタキシャル成長膜から成る圧電体薄膜と、
前記圧電体薄膜の上方に形成してある強磁性体薄膜と、を有し、
前記強磁性体薄膜が、結晶相と非晶質相とを含む。
【0007】
本発明の積層薄膜では、圧電体薄膜がエピタキシャル成長膜から成ることから、高配向の圧電膜となり、圧電特性に優れている。また、この圧電体薄膜の上方に形成してある強磁性体薄膜は、磁歪を発生するためのしきい磁場ＨＴＨおよび保持力Ｈｃの値が小さく、低磁場でのｄλ／ｄＨ（単位磁場（あるいは単位磁場強度）あたりの磁歪変化量)が大きい磁歪薄膜として機能することができる。そのため、本発明に係る積層薄膜を有する素子は、変換効率が高い電子デバイスとして効果的に用いることができる。
【0008】
好ましくは、前記結晶相が面心立方構造である。このように構成することで、積層薄膜の磁歪特性がさらに向上すると共に、電子デバイスの変換効率がさらに高くなる。
【0009】
好ましくは、前記強磁性体薄膜は少なくともＦｅを含む。このように構成することで、積層薄膜の特性がより向上し、電子デバイスの出力が高くなる。
【0010】
好ましくは、前記強磁性体薄膜の厚さ（ｔ２）が、前記強磁性体薄膜に含まれる結晶相の面内方向の平均粒径（Ｄ２）よりも大きい。このように構成することで、積層薄膜の特性がより向上し、低磁場での入力に対する電子デバイスの変換効率がさらに向上する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【0013】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層薄膜２は、圧電体薄膜１０と、圧電体薄膜１０の上に直接または間接的に（電極膜や結晶性制御層など何らかの層を介して）形成してある強磁性体薄膜２０とを有する。以下、圧電体薄膜１０の特徴と、強磁性体薄膜２０の特徴とを説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る積層薄膜２は、圧電体薄膜１０と、圧電体薄膜１０の上に直接または間接的に（電極膜や結晶性制御層など何らかの層を介して）形成してある強磁性体薄膜２０とを有する。以下、圧電体薄膜１０の特徴と、強磁性体薄膜２０の特徴とを説明する。
【0014】
（圧電体薄膜１０）
圧電体薄膜１０は、圧電材料で構成してあり、圧電効果または逆圧電効果を奏する。圧電効果とは、外力（応力）が加わることで電荷を発生する効果を意味し、逆圧電効果とは、電圧を加えることで歪が発生する効果を意味する。このような効果を奏する圧電材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＫＮＮ：（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ジルコン酸チタン酸バリウムカルシウム（ＢＣＺＴ：（Ｂａ，Ｃａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、などが例示される。
圧電体薄膜１０は、圧電材料で構成してあり、圧電効果または逆圧電効果を奏する。圧電効果とは、外力（応力）が加わることで電荷を発生する効果を意味し、逆圧電効果とは、電圧を加えることで歪が発生する効果を意味する。このような効果を奏する圧電材料としては、水晶、ニオブ酸リチウム、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ：Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、ニオブ酸カリウムナトリウム（ＫＮＮ：（Ｋ，Ｎａ）ＮｂＯ３）、ジルコン酸チタン酸バリウムカルシウム（ＢＣＺＴ：（Ｂａ，Ｃａ）（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）、などが例示される。
【0015】
本実施形態では、上記の圧電材料のうち、特に、ＰＺＴ、ＫＮＮ、およびＢＣＺＴなどのペロブスカイト構造を有する圧電材料を用いることが好ましい。圧電体薄膜１０として、ペロブスカイト構造の圧電材料を使用することで、優れた圧電特性と、高い信頼性と、を両立して得ることができる。なお、圧電体薄膜１０を構成する上記の圧電材料には、特性を改善するために、適宜他の元素が添加してあっても良い。
【0016】
圧電体薄膜１０の厚みｔ１は、好ましくは０．５～１０μｍの範囲内である。厚みｔ１は、たとえば、図１に示すような断面写真を画像解析することで求められる。この場合、厚みｔ１は、面内方向で３点以上の箇所で計測を行い、その平均値として算出することが好ましい。なお、厚みｔ１のばらつきは、±５％以下と少ない。
【0017】
本実施形態において、圧電体薄膜１０は、エピタキシャル成長膜であり、エピタキシャル成長膜とは、エピタキシャル成長した膜を意味する。ここで、エピタキシャル成長とは、成膜の際に、膜の結晶が、下地材料の結晶格子に整合する形で、膜厚方向（Ｚ軸方向）および面内方向（Ｘ軸およびＹ軸方向）に揃いながら成長することをいう。そのため、本実施形態に係る圧電体薄膜１０は、成膜中の高温状態においては、結晶が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の３軸すべての方向において揃って配向した状態の結晶構造をとり（エピタキシャル膜）、成膜後の室温状態においては、結晶粒界がほとんど形成されず、単結晶に近い（完全な単結晶ではない）結晶構造を有する（エピタキシャル成長（した）膜）。
【0018】
エピタキシャル成長しているか否かは、薄膜形成過程において反射高速電子線回折評価（ＲＨＥＥＤ評価）を行うことで確認できる。成膜中の膜表面において、結晶配向に乱れがある場合には、ＲＨＥＥＤ像は、リング状に伸びたパターンを示す。一方で、上記のようにエピタキシャル成長している場合には、ＲＨＥＥＤ像は、スポット状またはストリーク状のシャープなパターンを示す。上記のようなＲＨＥＥＤ像は、あくまでも成膜中の高温状態で観測される。成膜後の室温状態（すなわちエピタキシャル成長膜）において、圧電体薄膜１０は、以下に示すような結晶構造を有することが好ましい。
【0019】
成膜後の室温状態において、本実施形態の圧電体薄膜１０は、複数の結晶相を有することが好ましく、また、少なくとも３種のドメイン（域）を含むドメイン構造を有することが好ましい。圧電体薄膜１０がドメイン構造を有することで、圧電特性がより向上し、外部応力に対する圧電応答性が高まる。
【0020】
ドメイン構造の具体的な構成は、使用する圧電材料によって異なる。たとえば、圧電体薄膜１０がＰＺＴのエピタキシャル成長膜である場合には、正方晶と菱面体晶の少なくとも２種の結晶構造を有することが好ましい。そして、この場合、正方晶は、ｃ軸（直方体（結晶格子）の長手方向の軸）が膜厚方向を向いたドメインと、ｃ軸が面内方向を向いたドメインと、を有することが好ましい。すなわち、圧電体薄膜１０がＰＺＴのエピタキシャル成長膜である場合には、正方晶の２種のドメインと、菱面体晶のドメインとの計３種のドメインを含むことが好ましい。
【0021】
なお、上記において、ｃ軸が膜厚方向を向いたドメインとは、膜厚方向に対して正方晶の（００１）面が略垂直（または直交）となるように配向したドメインを意味し、以下、ｃドメインと呼ぶ。一方、ｃ軸が面内方向を向いたドメインとは、膜厚方向に対して正方晶の（００１）面が略平行となるように配向したドメインを意味し、以下、ａドメインと呼ぶ。
【0022】
一方、圧電体薄膜１０がＫＮＮのエピタキシャル成長膜である場合には、斜方晶の２種のドメインと、単斜晶の１種のドメインと（計３種のドメイン）を有することが好ましい。また、圧電体薄膜１０がＢＣＺＴのエピタキシャル成長膜である場合には、正方晶の２種のドメインと、斜方晶の２種のドメインと（計４種のドメイン）を有することが好ましい。上記の場合、斜方晶の２種のドメインとは、斜方晶の（００１）面が膜厚方向に対して略平行となるように配向したドメインと、斜方晶の（０１０）面が膜厚方向に対して略平行となるように配向したドメインとが存在し得る。なお、ペロブスカイト構造の圧電材料の場合、結晶相としては、上述したような、正方晶、菱面体晶、斜方晶、および単斜晶などの結晶構造が含まれ得る。
【0023】
上述したような複数のドメインは、共通のドメイン境界を挟んで接しているため、各ドメインの結晶軸の向きは、膜厚方向や面内方向から最大数度程度ずれていても良い。また、上述したような複数のドメインは、少なくとも成膜時の高温状態においては、同じ結晶系の同じ方位に配向した等価なドメインであり、成膜後に室温や使用温度に冷却される過程で、より安定な結晶相やドメインに転移することで形成される。
【0024】
なお、上述したような複数のドメインが混在して存在する様子は、圧電体薄膜１０を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）の電子線回折またはＸ線回折（ＸＲＤ）などで分析することにより確認できる。たとえば、ＸＲＤを用いてＣｕ-Ｋα線によるθ－２θ測定をした場合、２θ＝４２°～４６°の範囲には、圧電体薄膜１０に由来する反射ピークが確認される。図７Ａ～７Ｃは、圧電体薄膜１０に由来する反射ピークを、模式的に示す概略図である。
【0025】
圧電体薄膜１０に単一のドメインしか存在しない場合は、図７Ｃに示すような反射ピークが現れる。図７Ｃでは、２θ＝４２°～４６°の範囲（特に２θ＝４４°付近）において、シャープな単一の反射ピークのみが確認され、当該反射ピークの半値幅は、０．１°程度もしくは０．１°以下となる。これに対して、圧電体薄膜１０に複数のドメインが混在する場合には、図７Ａもしくは図７Ｂに示す反射ピークが現れる。
【0026】
図７Ａでは、２θ＝４２°～４６°の範囲において、圧電体薄膜１０に由来する複数の反射ピークが確認される。図７Ａにおいて、反射ピークの数は、圧電体薄膜１０に含まれるドメインの数に対応している。たとえば、ＰＺＴの圧電体薄膜１０が３種のドメインを有する場合、２θ＝４３°～４４°において、正方晶のｃドメインを示す反射ピーク（Ｐ１）が現れ、２θ＝４４°付近において、菱面体晶のドメインを示す反射ピーク（Ｐ２）が現れ、２θ＝４４°～４５°において、正方晶のａドメインを示す反射ピーク（Ｐ３）が現れる。
【0027】
また、複数の反射ピークが確認されない場合であっても、図７Ｂに示すように、２θ＝４４°付近において、ブロードな反射ピークが確認される場合がある。図７Ｂの場合、複数の反射ピークが重なることでブロードな反射ピークとなっている。具体的に、２θ＝４４°付近に観測されるピークの半値幅が０．２°以上である場合には、少なくとも３種のドメインが存在すると判断する。
【0028】
（強磁性体薄膜２０）
本実施形態の強磁性体薄膜２０は、強磁性体を含む。強磁性体としては、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの純金属、または、上記金属元素のうち少なくとも１種を含む合金（たとえば、Ｆｅ－Ｃｏ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系の合金など）、もしくは、上記金属元素の酸化物を含む酸化物磁性体を用いることができる。また、強磁性体薄膜２０は、上記の強磁性体を含む単一膜であっても良いし、複数の層からなる多層膜や、強磁性体と反強磁性体との積層膜であっても良い。
本実施形態の強磁性体薄膜２０は、強磁性体を含む。強磁性体としては、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などの純金属、または、上記金属元素のうち少なくとも１種を含む合金（たとえば、Ｆｅ－Ｃｏ系、Ｆｅ－Ｎｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ系、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系の合金など）、もしくは、上記金属元素の酸化物を含む酸化物磁性体を用いることができる。また、強磁性体薄膜２０は、上記の強磁性体を含む単一膜であっても良いし、複数の層からなる多層膜や、強磁性体と反強磁性体との積層膜であっても良い。
【0029】
本実施形態において、強磁性体薄膜２０は、特に、優れた磁歪効果を有することが好ましい。磁歪効果とは、外部磁場によって歪を発生する性質を意味する。強磁性体の多くは、磁歪効果を示すが、比較的大きな磁歪効果を有する材質としては、鉄にガリウム（Ｇａ）、ホウ素（Ｂ）、ケイ素（Ｓｉ）、または希土類元素（サマリウム（Ｓｍ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、テルビウム（Ｔｂ）ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）など）を添加した合金が例示され、一般的には、Ｆｅ－Ｄｙ－Ｔｂ系合金や、Ｆｅ－Ｇａ系合金が知られている。本実施形態においては、特に、強磁性体薄膜２０を構成する主成分として、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｓｉ－Ｂ系合金、またはＦｅ－Ｇａ－Ｂ系合金などを用いることが好ましい。
【0030】
図１に示すように、強磁性体薄膜２０は、非晶質相２２と、非晶質相２２の厚み方向に延びる結晶相２４とを有する。結晶相２４は、薄膜２０の厚み方向に延びており、薄膜２０を貫通するように延びる結晶相２４と、薄膜２０の下面から延びて上面には届かない結晶相２４と、薄膜２０の上面から延びて下面には届かない結晶相２４とがある。
【0031】
強磁性体薄膜２０の厚みｔ２は、好ましくは０．１～５μｍの範囲内である。薄膜２０の厚みｔ２を、この範囲に制御することで、圧電体薄膜１０を十分に歪ませることが可能になり、圧電体薄膜１０から大きな電気出力を得ることができる。また、薄膜２０の厚みｔ２を厚すぎないようにすることで、薄膜２０の生産性も向上する。
【0032】
なお、厚みｔ２は、厚みｔ１と同様にして測定される。この厚みｔ２も、面内方向のばらつきが小さく、厚みｔ１と同程度のばらつきである。本実施形態では、厚みｔ１に対する厚みｔ２の比率（ｔ２／ｔ１）は、好ましくは、１／１０～１０の範囲内である。
【0033】
また、本実施形態では、強磁性体薄膜２０の厚みｔ２は、薄膜２０に含まれる結晶相２４の平均粒径Ｄ２よりも大きい。好ましくは、Ｄ２／ｔ２は、１未満であり、さらに好ましくは０．０１～０．７である。ここで、結晶相２４の平均粒径Ｄ２は、断面写真（ＢＦ像）を画像解析することで求められる。より具体的には、平均粒径Ｄ２は、少なくとも３個以上の結晶相２４のそれぞれについて、厚み方向で３点以上の箇所で粒径を測定し、その平均値として算出することが好ましい。
【0034】
前述したように、本実施形態の強磁性体薄膜２０は、非晶質相２２と、結晶相２４とを有する。特に、強磁性体薄膜２０においては、含まれる結晶相２４のほとんどが、面心立方構造（ｆｃｃ）を有することが好ましい。ただし、少なくとも一部の結晶相２４に、体心立方構造（ｂｃｃ）の結晶相２４が混じっていてもよい。
【0035】
強磁性体薄膜２０は、圧電体薄膜１０の上に直接または間接的に形成されるが、下層の圧電体薄膜１０が結晶配向性に優れたエピタキシャル成長膜である場合、通常、強磁性体薄膜２０も結晶化し易くなる。特に、強磁性体薄膜２０に鉄が含まれる場合には、体心立方構造で結晶化されることが通常である。本実施形態では、強磁性体薄膜２０の形成において、成膜するための装置と、成膜条件と、を適切に選択することで、非晶質相２２と面心立方構造を有する結晶相２４とを混在させることができる。
【0036】
強磁性体薄膜２０と圧電体薄膜１０との間に、導電性材料からなる多結晶電極膜、または多結晶相と非晶質相からなる電極膜を形成しても良い。その場合、電極膜は、面心立方構造の多結晶膜、または非晶質相と面心立方構造の結晶相とからなる膜であることが好ましい。このような電極膜は、その上に形成される強磁性体膜の結晶性を制御するための結晶性制御層としても機能することができる。すなわち、この結晶性制御層を介してエピタキシャル圧電体薄膜１０の上に強磁性体薄膜２０を形成することで、非晶質相２２と面心立方構造の結晶相２４からなる強磁性体薄膜２０と、エピタキシャル成長した圧電体薄膜１０とを有する積層薄膜２が得やすくなる。
【0037】
強磁性体薄膜２０において、非晶質相２２と結晶相２４とが混在する様子は、強磁性体薄膜２０の結晶構造を、ＴＥＭの電子線回折またはＸ線回折（ＸＲＤ）などで分析することにより確認できる。たとえば、ＸＲＤを用いてＣｕ-Ｋα線によるθ－２θ測定をした場合、図６に示すような、強磁性体薄膜２０に由来する反射ピークが確認される。図６では、本実施形態の強磁性体薄膜２０に由来する反射ピークを実線ｅｘ１で示している。また、比較として、強磁性体薄膜２０が非晶質相２２のみで構成された場合の反射ピークを破線ｃｅ１で示し、強磁性体薄膜２０が結晶相２４のみで構成された場合の反射ピークを一点鎖線ｃｅ２で示している。
【0038】
図６の破線ｃｅ１に示すように、強磁性体薄膜２０が非晶質相２２のみで構成された場合には、周期配列構造に起因するシャープなピークは検出されず、ブロードで幅が広いハローパターンのみが現れる。また、図６の一点鎖線ｃｅ２に示すように、強磁性体薄膜２０が結晶相２４のみで構成された場合には、半値幅が狭い極めてシャープな反射ピークのみが検出される。
【0039】
これに対して、本実施形態の強磁性体薄膜２０の場合は、非晶質相２２と結晶相２４とが混在して存在するため、図６の実線ｅｘ１で示すように、非晶質相２２の存在を示すブロードな盛り上がり（ハロー）部分と、結晶相２４の存在を示すシャープなピーク部分とを共に有する反射ピークが検出される。なお、結晶相２４の結晶構造（面心立方構造であるか否か）は、上記の回折パターンを解析することで判別することができる。
【0040】
また、非晶質相２２と結晶相２４との割合は、図６に示す反射ピークに対してプロファイルフィッティングを行い、結晶化度を算出することで確認できる。具体的には、図６に示す反射ピークにおいて、結晶相部分（ピーク部分）と非晶質相部分（ハロー部分）のフィッティングを行い、各部分の積分強度（面積）を測定する。そして、結晶化度（％）は、結晶相部分の積分強度（Ｉｃ）と非晶質相部分の積分強度（Ｉａ）との和（すなわち全ピーク面積）に対する、結晶相部分の積分強度（Ｉｃ）の比（Ｉｃ／（Ｉｃ＋Ｉａ）×１００）で表される。本実施形態では、強磁性体薄膜２０の結晶化度は、好ましくは、１％～５０％、より好ましくは、５％～２０％である。
【0041】
なお、非晶質相２２と結晶相２４との割合は、上記の算出方法の他に、図１に示す断面において、強磁性体薄膜２０の所定の面積に占める結晶相２４の面積割合として算出しても良い。この場合でも、結晶相２４の面積割合は、好ましくは、１％～５０％、より好ましくは、５％～２０％である。なお、断面における結晶相２４の面積割合は、強磁性体薄膜２０の断面写真を３箇所以上で撮影し、各断面写真において、画像解析により５００ｎｍ×５０００ｎｍの範囲に存在する結晶相２４の面積を測定し、その平均値を算出することで得る。
【0042】
（その他の機能膜）
なお、図１では図示していないが、積層薄膜２には、圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０の他に、その他の機能膜が形成してあっても良い。たとえば、前述したように、圧電体薄膜１０の下層、および上層（すなわち圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間）には、導電性の電極膜が形成してあっても良い。導電性の電極膜が形成してあることで、圧電体薄膜１０から電気出力を効率よく取り出すことができる。この場合、電極膜としては、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などの面心立方構造の金属薄膜や、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ３）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ３）などのペロブスカイト構造の酸化物導電体薄膜などを形成することが好ましい。
なお、図１では図示していないが、積層薄膜２には、圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０の他に、その他の機能膜が形成してあっても良い。たとえば、前述したように、圧電体薄膜１０の下層、および上層（すなわち圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間）には、導電性の電極膜が形成してあっても良い。導電性の電極膜が形成してあることで、圧電体薄膜１０から電気出力を効率よく取り出すことができる。この場合、電極膜としては、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）などの面心立方構造の金属薄膜や、ルテニウム酸ストロンチウム（ＳｒＲｕＯ３）やニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ３）などのペロブスカイト構造の酸化物導電体薄膜などを形成することが好ましい。
【0043】
また、積層薄膜２の最下層には、エピタキシャル成長を効率よく促すために、バッファ層が形成してあっても良い。バッファ層としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、もしくは、希土類元素（ＳｃおよびＹを含む）により安定化された酸化ジルコニウム（安定化ジルコニア）を主成分とすることが好ましい。さらに、強磁性体薄膜２０の上方には、絶縁性の保護層などが形成してあっても良い。
【0044】
（積層薄膜２の製造方法）
続いて、図１に示す積層薄膜２の製造方法の一例について、以下に説明する。
続いて、図１に示す積層薄膜２の製造方法の一例について、以下に説明する。
【0045】
積層薄膜２は、図１では図示しない基板上に作製される。使用する基板は、Ｓｉ、ＭｇＯ、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などの各種単結晶から選択することができるが、特に、表面がＳｉ（１００）面の単結晶となっているシリコン基板を使用することが好ましい。単結晶シリコン基板を使用する場合、シリコン基板上には、まず、バッファ層と電極膜とを、エピタキシャル成長させ、その上に圧電体薄膜１０を形成することが好ましい。この際、バッファ層と電極膜とをエピタキシャル成長させる方法は、公知の方法を採用すればよい。
【0046】
圧電体薄膜１０は、各種薄膜作製法により形成する。薄膜作製法としては、蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲル法、ＣＶＤ法、ＰＬＤ法などの物理的または化学的な方法を用いることができる。本実施形態において、圧電体薄膜１０の薄膜作製法は、特に限定されないが、特に、スパッタリング法を選択することが好ましい。スパッタリング法では、圧電特性の高い膜を、大面積に安定的に作製することができる。
【0047】
たとえば、スパッタリング法により圧電体薄膜１０を形成する場合、安定的にエピタキシャル成長をさせるためには、スパッタリングターゲットの組成、基板温度、成膜速度、ガス組成、真空度、基板－ターゲット間距離などを適正に制御する。
【0048】
また、圧電体薄膜１０がドメイン構造（少なくとも３つのドメインを含む）を有するためには、スパッタリングターゲットの組成、基板温度、もしくは、積層する強磁性体薄膜２０の応力などを制御する。
【0049】
たとえば、スパッタリングターゲットの組成は、材料に応じて複数のドメインや結晶相が形成されやすい組成を選択するとともに、蒸気圧の高い元素を化学量論的組成の２０～１２０％増しとすることが好ましい。ＰＺＴを例にとると、Ｐｂ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）原子比が１．２～２．２、Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｔｉ）原子比が１～１．５となるように制御することが好ましい。また、スパッタリング時の基板温度は、５５０～６５０℃となるように制御することが好ましい。さらに、強磁性体薄膜２０の応力は、圧縮応力とすることが好ましい。加えて、圧電体薄膜１０をエピタキシャル成長させた後で、酸化雰囲気において、３００～５００℃の温度でアニール処理することも、上述したドメイン構造を得るために効果的である。
【0050】
強磁性体薄膜２０も、圧電体薄膜１０と同様に、各種の薄膜作製法で形成し得るが、本実施形態においては、特に、スパッタリング法を採用することが好ましい。スパッタリング法の場合、非晶質相２２と結晶相２４とを混在させるためには、真空度、基板温度、ガス組成、ガス圧力、パワー、基板距離などの成膜条件を適切に制御すればよい。たとえば、チャンバー内の真空度は、０．０１～０．１Ｐａとすることが好ましく、基板温度は、２０℃～２００℃とすることが好ましい。特に、結晶相２４を面心立方構造とするためには、基板加熱を行わずに、ターゲットと基板との距離を１００ｍｍ以上に離すことで、成膜時の基板温度を２００℃以下に保つことが好ましい。
【0051】
上記のような方法により、積層薄膜２が形成された基板が得られる。得られた基板については、適宜パターニング加工などを施し、所定の形状に加工することで、積層薄膜２を有する磁気電気変換素子や圧電素子となる。
【0052】
なお、圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間には、用途に応じて適宜電極膜などを形成しても良い。また、圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との位置関係は反転していても良い。すなわち、強磁性体薄膜２０は、圧電体薄膜１０の上側にあっても、下側にあってもよい。さらに、圧電体薄膜１０の上下両側に強磁性体薄膜２０を設けることも可能である。異なる基板に、強磁性体薄膜２０と圧電体薄膜１０とを、それぞれ薄膜作製法によって形成したのち、両者を接合して積層構造を得てもよいが、好ましくは、前述したように、圧電体薄膜１０の上に強磁性体薄膜２０を薄膜法で成膜することが好ましい。なお、必要に応じて片側または両側の基板の少なくとも一部を除去して、積層膜のみの構造や、一方の基板で積層膜を保持した形状にすることもできる。
【0053】
（第１実施形態のまとめ）
本実施形態の積層薄膜２では、圧電体薄膜１０がエピタキシャル成長膜から成り、圧電体薄膜１０の内部に結晶粒界がほとんど存在しない。すなわち、積層体薄膜２に含まれる圧電体薄膜１０は、優れた結晶配向性を有する。そのため、本実施形態の圧電体薄膜１０では、結晶粒界による物理量の攪乱が抑制され、優れた圧電特性を示す。
本実施形態の積層薄膜２では、圧電体薄膜１０がエピタキシャル成長膜から成り、圧電体薄膜１０の内部に結晶粒界がほとんど存在しない。すなわち、積層体薄膜２に含まれる圧電体薄膜１０は、優れた結晶配向性を有する。そのため、本実施形態の圧電体薄膜１０では、結晶粒界による物理量の攪乱が抑制され、優れた圧電特性を示す。
【0054】
また、この圧電体薄膜１０の上方に形成してある強磁性体薄膜２０は、非晶質相２２と結晶相２４とを有し、非晶質相２２の特性と結晶相２４の特性とを兼ね備えている。すなわち、本実施形態の強磁性体薄膜２０では、非晶質相２２の特性に起因して、入力磁場に対する応答性を向上させることができる。つまり、磁歪を発生するために必要なしきい磁場ＨＴＨおよび保持力Ｈｃを、小さくすることができる。そのうえ、本実施形態の強磁性体薄膜２０では、結晶相２４の特性に起因して、低磁場でのｄλ／ｄＨ（単位磁場（あるいは単位磁場強度）あたりの歪変化量)を大きくすることができる。
【0055】
以上のように、本実施形態に係る積層薄膜２では、高配向で優れた圧電特性を有する圧電体薄膜１０と、磁歪特性に優れる強磁性体薄膜２０とを好適に組み合わせて構成してある。そのため、本実施形態に係る積層薄膜２を有する素子（磁気電気変換素子や圧電素子）は、高い変換効率（たとえば磁気－電気の変換効率）と、優れた検出感度（応答性が高く、ノイズが小さい）とを兼ね備える電子デバイスとして好適に用いることができる。
【0056】
また、本実施形態では、強磁性体薄膜２０に含まれる結晶相２４が、面心立方構造である。このように構成することで、積層薄膜２の磁歪特性がさらに向上すると共に、電子デバイスの変換効率がさらに高くなる。
【0057】
さらに、本実施形態では、強磁性体薄膜２０は少なくともＦｅを含む。このように構成することで、積層薄膜２の特性がより向上し、電子デバイスの出力がさらに高くなる。
【0058】
また本実施形態では、強磁性体薄膜２０の厚さ（ｔ２）が、強磁性体薄膜２０に含まれる結晶相２４の面内方向の平均粒径（Ｄ２）よりも大きい。このように構成することで、積層薄膜２の特性がより向上し、低磁場での入力に対する電子デバイスの変換効率がより向上する。
【0059】
（積層薄膜２の産業上の利用分野）
本実施形態の積層薄膜２は、所定の基板上に形成され、その基板は、磁気電気変換素子や圧電素子に組み込まれて利用される。積層薄膜２を有する磁気電気変換素子または圧電素子は、電源や電気／電子回路と接続され、回路基板に搭載するかパッケージされることにより電子デバイスを構成する。
本実施形態の積層薄膜２は、所定の基板上に形成され、その基板は、磁気電気変換素子や圧電素子に組み込まれて利用される。積層薄膜２を有する磁気電気変換素子または圧電素子は、電源や電気／電子回路と接続され、回路基板に搭載するかパッケージされることにより電子デバイスを構成する。
【0060】
たとえば、一例として、積層薄膜２を有する磁気電気変換素子に、増幅器と整流回路を接続しパッケージすれば、磁気センサが得られる。同じく磁気電気変換素子に蓄電素子と整流電力管理回路を接続すれば、外部からの磁場や振動から電力を発電するエネルギー変換デバイス（エネルギーハーベスタ）が得られる。ほかにも、インクジェットプリンタヘッド、マイクロアクチュエータ、ジャイロスコープ、モーションセンサなど、様々な圧電デバイスや磁気電気デバイスに利用できる。
【0061】
特に、上述したエネルギー変換デバイスは、電源システムやウェアラブル端末（イヤホン／ヒアラブルデバイス、スマートウォッチ、スマートグラス（眼鏡）、スマートコンタクトレンズ、人工内耳、心臓ペースメーカーなど）などに組み込まれ利用される。
【0062】
第２実施形態
第２実施形態では、本発明の一実施形態に係る電子デバイスの一例として、磁気電気変換素子３０（以下、素子３０とも称する）について説明する。図２～図４に示すように、磁気電気変換素子３０は、第１実施形態における積層薄膜２（圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０とを含む）を有する。なお、図２～図４において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に略垂直であり、Ｚ軸が積層方向に一致する。
第２実施形態では、本発明の一実施形態に係る電子デバイスの一例として、磁気電気変換素子３０（以下、素子３０とも称する）について説明する。図２～図４に示すように、磁気電気変換素子３０は、第１実施形態における積層薄膜２（圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０とを含む）を有する。なお、図２～図４において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、相互に略垂直であり、Ｚ軸が積層方向に一致する。
【0063】
本実施形態の磁気電気変換素子３０は、離間したところから非接触で送信される磁場や、電磁波、超音波などのエネルギーを受けて、これらのエネルギー（入力信号）を電気出力に変換する。たとえば、外部から磁場が印加されると、強磁性体薄膜２０は、磁歪効果によって歪を発生させる。ここで発生した歪によって、強磁性体薄膜２０の下方に位置する圧電体薄膜１０も歪むこととなり、圧電体薄膜１０の表面では、圧電効果により電荷が発生する。発生した電荷は、第１電極膜５０および第２電極膜５２を介して電気出力として取り出される。本実施形態では、上記のような性能を有する磁気電気変換素子に３０ついて、詳細な構成を一例として説明する。
【0064】
まず、磁気電気変換素子３０の形態を、図面に基づいて説明する。図２に示すように、磁気電気変換素子３０は、機能膜が積層された膜積層部３２と、膜積層部３２の外側を取り囲む外周部３４とを有する。
【0065】
図３に示すように、Ｚ軸方向の最下層には基板４０が存在する。この基板４０は、Ｘ－Ｙ平面の略中央部、すなわち膜積層部３２の部分において、開口部４２を有している。つまり、基板４０は、実質的に磁気電気変換素子３０の外周部３４にのみ存在している。開口部４２のＺ軸上方に位置する膜積層部３２には、第１電極膜５０と、積層薄膜２と、第２電極膜５２とが、この順に積層してある。ただし、第２電極膜５２は、積層薄膜２に含まれる圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間に形成してあっても良い。
【0066】
第１電極膜５０は、端部５０ａと中央部分５０ｂとを一体的に有する。図２に示す平面視において、第１電極膜５０の中央部分５０ｂは、開口部４２の開口面よりも小さい略矩形の形状を有する。また、第１電極膜５０の端部５０ａは、中央部分５０ｂのＸ軸方向の両端に位置し、図２に示す平面視において、中央部分５０ｂよりもＹ軸方向の幅が小さい略矩形の形状を有する。第１電極膜５０は、上記のような形状を有するため、図３に示す断面（III－III線に沿う断面）において、開口部４２のＺ軸方向の上部開口面を、Ｘ軸方向に掛け渡すように存在している。そして、第１電極膜５０の端部５０ａのみが、素子３０の外周部３４に位置する基板４０の表面に存在している。
【0067】
一方で、図４に示す断面（図２のIV－IV線に沿う断面）においては、第１電極膜５０の中央部分５０ｂの断面のみが現れ、端部５０ａが存在しない。そのため、図４に示す断面では、第１電極膜５０が、開口部４２の上方において、浮遊しているように見える。開口部４２の上方で浮遊しているように見える膜積層部３２は、積層されている各膜の応力の不均衡によって反りが発生しやすいが、膜積層部３２の第１電極膜５０の中央部分５０ｂの下面と、基板４０に接触している第１電極膜５０の端部５０ａの下面とで、Ｚ軸方向の高さ（位置）がおおよそ一致し面一となっていることが好ましい。
【0068】
積層薄膜２は、第１電極膜５０のＺ軸方向の上方に位置し、第１電極膜５０と同様の平面視形状を有する。ただし、図２に示す平面視において、積層薄膜２の大きさは、第１電極膜５０よりも小さくなっている。また、積層薄膜２のＺ軸方向の上方には、第２電極膜５２が存在し、第２電極膜５２は、略矩形の平面視形状を有する。
【0069】
なお、前述したように、第２電極膜５２は、圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間に位置していても良い。その場合、圧電体薄膜１０のみが、第１電極膜５０と第２電極膜５２とで挟まれる積層構造となり、第２電極膜５２の上に強磁性体薄膜２０が位置することとなる。このように構成したほうが、圧電体薄膜１０で発生する電荷をより効率よく取り出すことが可能となる。
【0070】
また、第２電極膜５２が圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０との間に位置する場合、第２電極膜５２は面心立方構造の多結晶膜、または、非晶質相と面心立方構造の結晶相とからなる膜、であることが好ましい。この上に強磁性体薄膜２０を形成することで、エピタキシャル成長した圧電体薄膜１０と、非晶質相２２と面心立方構造の結晶相２４からなる強磁性体薄膜２０とが積層された積層薄膜２が得やすくなる。
【0071】
図３に示すように、第１電極膜５０の一方の端部５０ａには、第１取出電極膜５１の先端が接続してある。第１取出電極膜５１の後端には、第１電極パッド５１ａが基板４０の表面に形成してある。第１電極パッド５１ａには、図示しない外部回路が接続可能になっている。
【0072】
また、第１電極膜５０の他方の端部５０ａは、積層薄膜２の表面の一部と共に、絶縁膜５４で覆われている。そして、絶縁膜５４の上をＸ軸方向に掛け渡すように、第２取出電極５３が形成してあり、第２取出電極５３の先端は、第２電極膜５２に接続してある。第２取出電極膜５３の後端には、第２電極パッド５３ａが基板４０の表面に形成してある。第２電極パッド部５３ａには、図示しない外部回路が接続可能になっている。なお、絶縁膜５４があるため、第２取出電極５３は、第１電極膜５０に対して絶縁されている。
【0073】
本実施形態において、基板４０の材質は、Ｓｉ、ＭｇＯ、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）などの各種単結晶から選択することができるが、特に、表面がＳｉ（１００）面の単結晶となっているシリコン基板を使用することが好ましい。
【0074】
また、第１電極膜５０の材質は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕなどの面心立方構造の金属薄膜か、ＳｒＲｕＯ３ やＬａＮｉＯ３ などのペロブスカイト型構造の酸化物導電体膜とすることが好ましい。また、上記の金属薄膜と上記の酸化物導電体膜とを積層しても良い（例えば、Ｐｔ電極／ＳｒＲｕＯ３ など）。この場合（複数積層の場合）、第１電極膜５０の圧電体薄膜１０側（すなわちＺ軸方向の上方）には、酸化物導電体膜が存在することが好ましい。第１電極膜５０の厚みは、３０ｎｍ～２００ｎｍとすることが好ましい。
【0075】
積層薄膜２に含まれる圧電体薄膜１０および強磁性体薄膜２０については、第１実施形態と同様とすればよく、説明を省略する。また、第２電極膜５２には、第１電極膜５０と同様に、Ｐｔ、Ｉｒ、Ａｕなどの面心立方構造の金属薄膜、もしくは、ＳｒＲｕＯ３ やＬａＮｉＯ３ などのペロブスカイト型構造の酸化物導電体膜などが含まれることが好ましい。第２電極膜における金属薄膜もしくは酸化物導電体膜の厚みは、３ｎｍ～１００ｎｍとすることが好ましい。
【0076】
なお、第１取出電極膜５１および第２取出電極膜５３については、導電性を有していればよく、その材質や厚みは特に限定されない。たとえば、Ｐｔのほか、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｌなどの導電性金属を含むことができる。また、図２～４では、図示していないが、磁気電気変換素子３０の最上層には、保護層が形成してあってもよい。保護層としては、絶縁性の膜が好ましいが、たとえば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ポリイミドなどの絶縁膜のほか、ＴｉやＴａなどの金属膜を使用することができ、その厚みは、特に制限されず、１０ｎｍ程度で良い。
【0077】
さらに、第１電極膜５０のＺ軸方向の下方（すなわち、基板４０と第１電極膜との間）には、バッファ層が形成してあっても良い。バッファ層としては、第１実施形態でも述べたように、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）、もしくは、希土類元素（ＳｃおよびＹを含む）により安定化された酸化ジルコニウム（安定化ジルコニア）を主成分とすることが好ましい。バッファ層が形成してあることで、バッファ層より上層に位置する膜のエピタキシャル成長が促進される（高品質となる）。また、バッファ層は、開口部４２を形成する際に、エッチングストッパ層としても機能する。バッファ層を形成する場合、その厚みは、５ｎｍ～１００ｎｍとすることが好ましい。
【0078】
本実施形態では、素子３０が上記のような構成を有することで、素子３０の中央部は、特定の周波数の振動モードを有する振動子、特に、面内伸縮振動子として機能する。ここで、面内伸縮振動子とは、弾性体の面内方向にわたって発生する面内伸縮振動モードを利用する振動子を意味する。図２～４では、振動子として矩形型の形態を示しているが、その他、円板型、カンチレバー型などの形態を取り得る。好ましくは、図２～４に示すような矩形型である。
【0079】
振動子としての機能に着目した場合、素子３０の中央部分で第１電極膜５０と積層薄膜２と第２電極膜５２とが積層してある膜積層部３２が振動部３２となり、第１電極膜５０の端部５０ａと積層薄膜２の端部が積層してある部分（特に、振動部３２を開口部４２の上方で支持している部分）が支持部（または支持腕）３６となる。支持部３６は、振動部３２と素子３０の外周部３４とを接続している。
【0080】
支持部３６は、振動部３２の動き（面内伸縮振動）を妨げないように、振動部３２に対して剛性の低い形態であることが好ましい。たとえば、支持部３６のＹ軸方向幅は、振動部３２のＹ軸方向幅（支持部３６の延びるＸ軸方向に直交する方向の長さ）に対して狭くする。あるいは、支持部３６のＺ軸方向厚みは、振動部３２のＺ軸方向厚みに対して小さくする。支持部３６の厚みと幅の積は、振動部３２のそれに対して９０％よりも小さいことが好ましく、７５％よりも小さいことがより好ましい。このように構成することによって、大きな振幅の面内伸縮振動を誘起でき、磁気電気変換素子３０の出力が高まる。
【0081】
また、支持部３６の長さは振動部３２を伝わる振動の波長の１／４程度であることが好ましい。こうすることによって、効率的にエネルギーを振動部に閉じ込めることができ、大きな出力が得られるとともに、アレー化した場合の素子間の干渉を抑制することができる。
【0082】
また、振動部３２の表面（すなわち、第１電極膜５０および第２電極膜５２の表面）は、平坦であることが好ましい。より具体的に、表面粗さは、算術平均粗さ（Ｒａ）または要素の平均長さ（Ｒｍｓ）で、１μｍよりも小さいことが好ましく、振動部３２を伝わる振動の波長の１／１０以下となることがより好ましい。
【0083】
素子３０の振動方向（Ｙ軸方向）の幅は、振動部３２が電磁波に比べ速度の遅い音波の波長で振動するため、同じ周波数の電磁波の波長に比べ極めて小さいサイズであることが好ましい。具体的に、素子３０の振動方向（Ｙ軸方向）の幅は、真空中の電磁波の波長の１／１０よりも小さいことが好ましい。一方、振動方向に直交する方向（Ｘ軸方向）には素子の大きさが制限されることは無く、振動部３２は直線状に長く伸びた形状や、ミアンダ状や渦巻き状に折りたたんだ形状をとり得る。
【0084】
また、本実施形態では、強磁性体薄膜２０を面内方向（すなわちＸ－Ｙ面方向）に伸縮振動するように構成することが好ましい。この場合、振動子の振動モードが面内コントアモードとなり、振動の鋭さを表す特性であるＱが大きくなる。磁気電気変換素子３０において、Ｑが大きい振動モードをとることで、より大きな出力を得ることができ、効率よくエネルギーを電力に変換できる。
【0085】
なお、Ｑは以下の式で表すことができる。
Ｑ＝ｆ０／（ｆ１－ｆ２）
上記式で、ｆ０は振動子の固有周波数、ｆ１は出力または振幅が固有周波数での値の半分になる点の周波数のうち高い方の周波数、ｆ２は同じく低い方の周波数である。本実施形態の素子３０は、Ｑが１００より大きい。
Ｑ＝ｆ０／（ｆ１－ｆ２）
上記式で、ｆ０は振動子の固有周波数、ｆ１は出力または振幅が固有周波数での値の半分になる点の周波数のうち高い方の周波数、ｆ２は同じく低い方の周波数である。本実施形態の素子３０は、Ｑが１００より大きい。
【0086】
素子３０の固有周波数は、使用される振動モード、素子の形状、大きさ、材料等によって決まる。素子３０の固有周波数に等しい周波数のエネルギーを素子に照射するか、エネルギー場の中に素子を置くことによって、素子３０は固有振動を引き起こされ、それによって圧電体薄膜１０が伸縮し電気出力を発生させる。
【0087】
素子３０は、単一素子であっても、複数の単一素子３０が共通の基板４０上に一体的に形成されたアレー素子であってもよい。
【0088】
以下、図２～４に示す磁気電気変換素子３０の製造方法について、説明する。
【0089】
磁気電気変換素子３０の製造では、まず、シリコンウェハなどの基板４０の上に、第１電極膜５０と、積層薄膜２と、第２電極膜５２とを、各種の薄膜製作法により形成する。薄膜製作法としては、蒸着法、スパッタリング法、ゾルゲル法、ＣＤＶ法、ＰＬＤ法などが適用でき、特に好ましくは、スパッタリング法である。なお、圧電体薄膜１０までの層は、エピタキシャル成長させて形成することが好ましい。圧電体薄膜１０および強磁性体薄膜２０の具体的な形成方法は、第１実施形態と同様にすれば良い。
【0090】
なお、第２電極膜５２は、積層薄膜の圧電体薄膜１０と強磁性体薄膜２０の間に形成されていてもよい。また、強磁性体膜２０が金属や合金などの導電性材料から構成されている場合には、強磁性体膜２０が第２電極膜５２として機能することができるため、別途第２電極膜５２を設けなくてもよい。
【0091】
上記のように積層膜を形成した基板については、図２に示すようなパターンとなるように、パターニング加工を施す。パターニング加工は、公知の方法を採用できる。ただし、この際、素子３０の長手方向（Ｘ軸方向）または短手方向（Ｙ軸方向）が、積層薄膜２における圧電体薄膜１０の＜１１０＞方向、および基板４０の＜１１０＞方向にほぼ一致するように、パターニングすることが好ましい。つまりは、図２に示すＸ－Ｙ平面において、圧電体薄膜１０の＜１１０＞方向が、Ｘ軸方向またはＹ軸方向と略平行となる。また、基板４０の＜１１０＞方向も、Ｘ軸方向またはＹ軸方向と略平行となる。なお、上記において、略平行とは、完全に平行な方向に対して、±３度の範囲内であることを意味する。
【0092】
ここで、＜１１０＞方向とは、［１１０］、［１０１］などの等価な方位を包括的に示した方向を意味する。上記と等価な方位とは、たとえば立方晶の場合、
などが例示される。第１実施形態で述べたように、圧電体薄膜１０には、正方晶と菱面体晶など、複数の相が含まれるが、正方晶の［１１０］、［１０１］方向と、菱面体晶の［１１０］方向と、および、これらと等価な方向とが、それぞれ素子３０の長手方向または短手方向とほぼ平行となるようにする。こうすることによって、本実施形態の磁気電気変換素子３０は、外部からの応力や入力に対して破断しにくく、耐久性が高くなる。
【0093】
パターニング加工を施した後には、第１取出電極膜５１および第２取出電極膜５３と、絶縁膜５４とを、図２に示すような所定のパターンで形成する。また、基板４０の開口部４２を、Ｄｅｅｐ－ＲＩＥ法などのドライエッチングや、異方性ウェットエッチングにより形成する。これにより、図２～４に示す磁気電気変換素子３０が得られる。
【0094】
得られた磁気電気変換素子３０については、第１実施形態でも述べたように、電源や電気／電子回路を接続し、回路基板に搭載するか、もしくはパッケージすることにより、各種センサや圧電アクチュエータなどの電子デバイスを構成する。磁気電気変換素子３０で構成された電子デバイスは、第１実施形態の積層薄膜２を有するため、高い変換効率と優れた検出感度とを両立して満足する。
【0095】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【実施例】
【0096】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【0097】
実験１
（実施例１）
実施例１では、以下に示す手順で、本発明の積層薄膜２を有する電子デバイス用基板を作製した。まず、基板として、表面がＳｉ（１００）面の単結晶となっているシリコン基板を準備した。準備したシリコン基板のサイズは、６インチであった。このシリコン基板上に、以下に示す積層膜を形成する。
（実施例１）
実施例１では、以下に示す手順で、本発明の積層薄膜２を有する電子デバイス用基板を作製した。まず、基板として、表面がＳｉ（１００）面の単結晶となっているシリコン基板を準備した。準備したシリコン基板のサイズは、６インチであった。このシリコン基板上に、以下に示す積層膜を形成する。
【0098】
まず、ＺｒＯ２とＹ２Ｏ３からなる下地酸化物薄膜（バッファ層として機能する）と、Ｐｔ下部電極膜と、ＳｒＲｕＯ３（以下、ＳＲＯと記す）からなる導電性酸化物薄膜とを、シリコン基板上に、エピタキシャル成長させた。この際、薄膜製作法としては、スパッタリング法を採用した。また、下地酸化物薄膜を形成する際の基板温度は、７００℃～９００℃とし、成膜終了時の基板温度は、成膜開始時の基板温度よりも低温となるように調整した。さらに、Ｐｔ下部電極膜を形成する際の基板温度は、６００℃～８００℃とし、下地酸化物薄膜の成膜終了時よりも低い温度となるように調整した。
【0099】
Ｐｔ下部電極膜を形成した後は、基板をいったん大気中に取り出し、Ｐｔ表面を空気中の酸素に暴露させた。その後、基板を再び成膜装置に投入し、ＳｒＲｕＯ３からなる導電性酸化物薄膜を成膜した。なお、各層の膜厚は、下地酸化物薄膜が５０ｎｍ、Ｐｔ下部電極膜が１００ｎｍ、導電性酸化物薄膜が３０ｎｍとなるように成膜条件を調整した。
【0100】
実施例１では、導電性酸化物薄膜の上に、ＰＺＴの圧電体薄膜１０をエピタキシャル成長させた。この際、使用したスパッタリングターゲットの組成は、原子数比で、Ｐｂ:Ｚｒ:Ｔｉが、１．３：０．５５：０．４５であった。また、ＰＺＴ膜を形成する際の基板温度は、６００℃とし、成膜速度は、０．１ｎｍ／ｓｅｃとした。その他、スパッタリング時の導入ガスは、酸素１０モル％－アルゴン（Ａｒ）９０モル％の混合ガスとし、導入ガスの圧力は０．３Ｐａとし、基板とターゲットの距離は２００ｍｍとして、膜厚が１μｍのＰＺＴ膜を形成した。
【0101】
また、ＰＺＴ膜の成膜後の基板については、アニール処理を施した。アニール処理の条件は、処理雰囲気を、１気圧の酸素雰囲気下とし、３５０℃で１時間保持することとした。
【0102】
なお、下地酸化物薄膜からＰＺＴ膜までの成膜時には、ＲＨＥＥＤ評価を行い、各層がエピタキシャル成長しているか否かを確認した。その結果、下地酸化物薄膜からＰＺＴ膜までの各層は、すべて、成膜過程においてエピタキシャル成長していることが確認できた。
【0103】
ＰＺＴ膜の上方に、さらに、ＳＲＯの導電性酸化物薄膜（ＳＲＯ密着層と呼ぶ）と、Ｐｔ上部電極膜とを形成した。ＳＲＯ密着層の厚みは５０ｎｍとし、Ｐｔ上部電極膜の厚みは１００ｎｍとした。なお、Ｐｔ上部電極膜の形成時には、基板温度を２００℃とし、Ｐｔ上部電極膜が多結晶構造となるように、その他の成膜条件を制御した。
【0104】
Ｐｔ上部電極膜の形成後、その上にＦｅＣｏＳｉＢの強磁性体薄膜２０を形成した。強磁性体薄膜２０の形成では、超高真空ＤＣスパッタリング装置を使用し、１×１０－４Ｐａ（より好ましくは、５×１０－５Ｐａ）以下の真空度まで排気したのち、成膜を行った。成膜に使用したターゲットの組成は、モル比で、Ｆｅ７０％－Ｃｏ８％－Ｓｉ１２％－Ｂ１０％であった。また、成膜時には、基板加熱は行わずに、基板温度が上昇しないようにターゲットと基板間距離を十分に確保して成膜した。その他の成膜条件は、導入ガスとしてＡｒガスを使用し、導入ガスの圧力を０．０５Ｐａとし、出力を１５０Ｗ（ＤＣ）として、膜厚が５００ｎｍの強磁性体薄膜２０を形成した。
【0105】
強磁性体薄膜２０の成膜後は、その上にさらに絶縁性の保護膜を１０ｎｍの厚みで形成した。このような手順で各層を成膜することで、本発明の積層薄膜２を含む電子デバイス用基板を得た。
【0106】
なお、作製した電子デバイス用基板に含まれる強磁性体薄膜２０（ＦｅＣｏＳｉＢ）の結晶構造は、ＸＲＤおよびＴＥＭの電子線回折により確認した。その結果、ＸＲＤでは、図６の実線ｅｘ１に示すような強磁性体薄膜２０に由来する反射ピークが確認された。この反射ピークでは、非晶質相２２の存在を示すブロードな盛り上がり部分（ハロー部分）と、面心立方構造の結晶相２４の存在を示す鋭いピーク部分とが確認された。よって、実施例１の電子デバイス用基板に含まれる強磁性体薄膜２０は、非晶質相２２と、面心立方構造の結晶相２４とを混在して含むことが確認できた。
【0107】
また、作製した電子デバイス用基板については、以下に示す評価を行った。
【0108】
（磁歪特性の測定）
磁歪特性の評価は、作製した電子デバイス用基板に対して、外部磁場を０～８０Ｏｅの範囲で変化させて印加し、基板に発生するひずみ（単位はｐｐｍ）を測定することで行った。なお、ひずみの測定においては、作製した電子デバイス用基板から切り出した長さ４ｃｍ×幅１ｃｍのサンプルを試験片として用いた。そして、ひずみは、その試験片に外部磁場を印加した際の反りをレーザー変位計で計測することで得た。測定結果を図５に示す。
磁歪特性の評価は、作製した電子デバイス用基板に対して、外部磁場を０～８０Ｏｅの範囲で変化させて印加し、基板に発生するひずみ（単位はｐｐｍ）を測定することで行った。なお、ひずみの測定においては、作製した電子デバイス用基板から切り出した長さ４ｃｍ×幅１ｃｍのサンプルを試験片として用いた。そして、ひずみは、その試験片に外部磁場を印加した際の反りをレーザー変位計で計測することで得た。測定結果を図５に示す。
【0109】
（磁気センサとしての特性評価）
まず、作製した電子デバイス用基板について、パターニング加工を施し、図２に示すような磁気電気変換素子３０を作製した。そして、この磁気電気変換素子３０に、圧電体薄膜１０で発生する電荷を検出する回路（増幅器と整流回路とを含む回路）を接続し、パッケージすることで磁気センサ（電子デバイスの一例）を作製した。このようにして作製した磁気センサについて、検出限界値（単位はｎＴ）と、ノイズフロア（単位はｍＶ）の測定を行った。
まず、作製した電子デバイス用基板について、パターニング加工を施し、図２に示すような磁気電気変換素子３０を作製した。そして、この磁気電気変換素子３０に、圧電体薄膜１０で発生する電荷を検出する回路（増幅器と整流回路とを含む回路）を接続し、パッケージすることで磁気センサ（電子デバイスの一例）を作製した。このようにして作製した磁気センサについて、検出限界値（単位はｎＴ）と、ノイズフロア（単位はｍＶ）の測定を行った。
【0110】
検出限界値とは、磁気センサの感度を表す指標である。磁気センサでは、入力として交流磁場（外部磁場）を印加すると、その印加した磁場の大きさに応じた電圧を出力する。検出限界値は、磁気センサが応答する（すなわち電圧を出力する）最小の入力値を意味し、入力値は磁束密度で表される。すなわち、検出限界値は、値が小さいほど、磁気センサとしての特性が優れることを意味する。本実施例では、具体的に、素子３０に、バイアス磁場として１ｍＴのＤＣ磁場を印加しながら、素子３０の固有周波数付近（約１０ｋＨｚ）の交流磁場を加え、その交流磁場の周波数を固有周波数付近でスキャンしながら大きさを減衰させていくことで、検出下限値を求めた。測定した結果を、表１に示す。
【0111】
ノイズフロアとは、素子３０自体が発生するノイズのレベルを表す指標である。磁気センサでは、信号を入力していない状態（すなわち外部磁場を印加していない状態）でも、何らかのノイズが出力される。このノイズの値が大きいと、入力信号がノイズに埋もれてしまう。そのため、ノイズは磁気センサの変換効率や感度に影響を及ぼし、ノイズフロアの値が小さいほど、磁気センサとしての特性が優れることを意味する。本実施例では、具体的に、以下の手順でノイズフロアを測定した。まず、磁気センサを磁場シールドフォイルで覆い、外部磁場の影響を完全に無くした状態とした。そのうえで、スペクトラムアナライザーを用いて、磁気センサ自体が発生する出力（ノイズフロア）を測定した。測定した結果を、表１に示す。
【0112】
（比較例１）
比較例１では、強磁性体薄膜を、非晶質の磁歪膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例１の電子デバイス用基板を作製した。ただし、比較例１では、ＰＺＴ膜の成膜後にアニール処理を実施していない。
比較例１では、強磁性体薄膜を、非晶質の磁歪膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例１の電子デバイス用基板を作製した。ただし、比較例１では、ＰＺＴ膜の成膜後にアニール処理を実施していない。
【0113】
また、比較例１では、非晶質の磁歪膜を得るために、実施例１とは異なり、ＦｅＣｏＳｉＢ合金の強磁性体薄膜を、Ｐｔ上部電極膜上に厚さ５ｎｍのＳｉＯ２アモルファス膜を介して、ＤＣスパッタリング法で成膜した。具体的な成膜条件は、導入ガスとしてＡｒガスを使用し、導入ガスの圧力を１Ｐａとし、出力を５００Ｗ（ＤＣ）とした。なお、比較例１でも、強磁性体薄膜の厚みは５００ｎｍであった。
【0114】
また、比較例１の電子デバイス用基板においても、ＸＲＤおよびＴＥＭの電子線回折により、強磁性体薄膜の結晶構造解析を行った。その結果、ＸＲＤでは、図６の破線ｃｅ１に示すような強磁性体薄膜に由来する反射ピークが確認された。比較例１の反射ピークでは、非晶質相２２の存在を示すブロードな盛り上がり部分（ハロー部分）のみが確認された。
【0115】
なお、比較例１についても、実施例１と同様の評価を実施しており、磁歪特性の評価結果を図５に示し、磁気センサとしての特性評価の結果を表１に示す。
【0116】
（比較例２）
比較例２では、強磁性体薄膜を、多結晶の磁歪膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例２の電子デバイス用基板を作製した。なお、比較例２でも、ＰＺＴ膜の成膜後にアニール処理を実施していない。
比較例２では、強磁性体薄膜を、多結晶の磁歪膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例２の電子デバイス用基板を作製した。なお、比較例２でも、ＰＺＴ膜の成膜後にアニール処理を実施していない。
【0117】
また、比較例２では、多結晶の磁歪膜を形成するために、実施例１とは異なり、ＦｅＣｏＳｉ合金の強磁性体薄膜を蒸着法により形成した。具体的には、蒸着装置内を３×１０－４Ｐａまで排気したのち、基板温度を３００℃として、ＦｅＣｏＳｉＢ合金膜を成膜した。なお、比較例２でも、強磁性体薄膜の厚みは５００ｎｍであった。
【0118】
また、比較例２の電子デバイス用基板においても、ＸＲＤおよびＴＥＭの電子線回折により、強磁性体薄膜の結晶構造解析を行った。その結果、ＸＲＤでは、図６の一点鎖線ｃｅ２に示すような強磁性体薄膜に由来する反射ピークが確認された。比較例２の反射ピークでは、体心立方構造の結晶相２４の存在を示す鋭いピークのみが確認された。
【0119】
なお、比較例２についても、実施例１と同様の評価を実施しており、磁歪特性の評価結果を図５に示し、磁気センサとしての特性評価の結果を表１に示す。
【0120】
（比較例３）
比較例３では、圧電体薄膜を、多結晶のＰＺＴ膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例３の電子デバイス用基板を作製した。
比較例３では、圧電体薄膜を、多結晶のＰＺＴ膜とした以外は、実施例１と同様にして、比較例３の電子デバイス用基板を作製した。
【0121】
具体的に、比較例３では、まず、シリコン基板に熱酸化処理を施し、シリコン基板の表面に、ＳｉＯ２からなる下地酸化物薄膜を形成した。そして、下地酸化物薄膜の上に、Ｔｉ薄膜、Ｐｔ下部電極膜、および、ＰＺＴの圧電体薄膜を形成した。Ｐｔ下部電極膜とＰＺＴ膜の形成方法は、実施例１と共通している。ただし、比較例３では、実施例１とは異なり、非晶質のＳｉＯ２下地酸化物薄膜と多結晶のＴｉ薄膜を介して、圧電体薄膜（ＰＺＴ膜）を形成している。なお、比較例３において、ＰＺＴ膜より上方の各層（ＳＲＯ密着層、Ｐｔ上部電極膜、および強磁性体薄膜）は、実施例１と同様の実験条件で成膜し、比較例３の電子デバイス用基板を得た。
【0122】
なお、比較例３において、圧電体薄膜の成膜時にＲＨＥＥＤ評価を行ったところ、比較例３では、ＲＨＥＥＤ像がリング状に伸びたパターンとなり、形成されるＰＺＴがエピタキシャル成長していないことが確認された。また、比較例３で得られた電子デバイス用基板について、ＸＲＤおよびＴＥＭの電子線回折を行ったところ、比較例３の圧電体薄膜は、配向性を有しない多結晶膜であることが確認された。
【0123】
また、比較例３においても、実施例１と同様にして、比較例３の磁気センサ試料を作成し、磁気センサとしての特性評価を行った。その結果を、表１に示す。
【0124】
【表1】
【0125】
評価１
図５では、実施例１と、比較例１および２の磁歪特性を示すグラフである。実施例１の磁歪特性は実線で示し、比較例１の磁歪特性は破線、比較例２の磁歪特性は一点鎖線で示している。強磁性体薄膜が非晶質膜である比較例１では、低磁場（１Ｏｅ近傍）においてもひずみの発生が確認されるものの、グラフの傾きが小さい。すなわち、比較例１では、ｄλ／ｄＨ（単位磁場あたりの磁歪変化量)が小さい結果となった。強磁性体薄膜が多結晶膜である比較例２では、グラフの傾きが大きいものの、外部磁場をおよそ４０Ｏｅ印加しないとひずみが発生しない。
図５では、実施例１と、比較例１および２の磁歪特性を示すグラフである。実施例１の磁歪特性は実線で示し、比較例１の磁歪特性は破線、比較例２の磁歪特性は一点鎖線で示している。強磁性体薄膜が非晶質膜である比較例１では、低磁場（１Ｏｅ近傍）においてもひずみの発生が確認されるものの、グラフの傾きが小さい。すなわち、比較例１では、ｄλ／ｄＨ（単位磁場あたりの磁歪変化量)が小さい結果となった。強磁性体薄膜が多結晶膜である比較例２では、グラフの傾きが大きいものの、外部磁場をおよそ４０Ｏｅ印加しないとひずみが発生しない。
【0126】
これに対して、実施例１では、外部磁場が１Ｏｅ以下であってもひずみが発生している。また、グラフの傾きが比較例１よりも大きく、ｄλ／ｄＨ（単位磁場あたりの磁歪変化量)が大きくなっている。この結果から、強磁性体薄膜の結晶構造を、非晶質相２２と結晶相２４との混在状態とすることで、磁歪を発生するためのしきい磁場ＨＴＨおよび保持力ＨＣの値が小さくなり、かつ、低磁場でのｄλ／ｄＨ（単位磁場あたりの磁歪変化量)が大きくなることが立証できた。すなわち、実施例１の電子デバイス用基板は、比較例１～２よりも磁歪特性が特に優れている。実施例１の電子デバイス用基板（磁気特性が優れる基板）を磁気センサに利用した場合、高い変換効率が得られる。
【0127】
実際に、表１に示すように、比較例１～３に比較して、実施例１の磁気センサでは、検出限界値が最も小さく、ノイズフロアも最も小さくなっており、両特性が共に優れていることが確認できた。以上の図５および表１に示す結果から、本発明に係る積層薄膜２を有する電子デバイスでは、高い変換効率と、優れた検出感度とを、両立して満足できることが確認できた。
【0128】
実験２
（実施例２）
実施例２では、強磁性体薄膜２０の粒径Ｄ２と厚みｔ２との関係を、表２に示す関係としたとした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。そのうえで、実施例２の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
（実施例２）
実施例２では、強磁性体薄膜２０の粒径Ｄ２と厚みｔ２との関係を、表２に示す関係としたとした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。そのうえで、実施例２の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
【0129】
なお、実施例２では、粒径Ｄ２と厚みｔ２との関係を、表２に示す関係とするために、実施例１とは異なり、成膜時の基板温度を１８０℃として、強磁性体薄膜２０を形成した。
【0130】
（実施例４）
実施例４では、強磁性体薄膜２０における結晶相の割合を、表２に示す数値としたとした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。なお、結晶相の割合は、ＸＲＤで強磁性体薄膜２０の結晶化度を測定することで算出した。また、実施例４の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
実施例４では、強磁性体薄膜２０における結晶相の割合を、表２に示す数値としたとした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。なお、結晶相の割合は、ＸＲＤで強磁性体薄膜２０の結晶化度を測定することで算出した。また、実施例４の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
【0131】
なお、実施例４では、結晶相の割合の数値を、表２に示す数値とするために、実施例１とは異なり、成膜時のＡｒガス（導入ガス）の圧力を０．０２Ｐａとして、強磁性体薄膜２０を形成した。
【0132】
（実施例５）
実施例５では、強磁性体薄膜２０を、非晶質相２２と、体心立方構造の結晶相２４とを含むＦｅＣｏＳｉＢ合金膜とした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。そのうえで、実施例５の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
実施例５では、強磁性体薄膜２０を、非晶質相２２と、体心立方構造の結晶相２４とを含むＦｅＣｏＳｉＢ合金膜とした以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製した。そのうえで、実施例５の電子デバイス用基板を用いて、実施例１と同様にして、磁気センサを作製し、検出感度とノイズフロアの測定を行った。結果を表２に示す。
【0133】
なお、実施例５では、結晶相２４の結晶格子を体心立方構造とするために、実施例１とは異なり、ＳＲＯ密着層やＰＴ上部電極膜を介さずに、エピタキシャル成長したＰＺＴ膜の上に、直接、強磁性体薄膜２０を形成した。
【0134】
【表2】
【0135】
評価２
表２に示すように、実施例２～５に比較して、実施例１が優れていることが確認できた。
表２に示すように、実施例２～５に比較して、実施例１が優れていることが確認できた。
【0136】
実験３
実験２では、圧電体薄膜１０を、ＰＺＴの代わりに、ＫＮＮ、ＢＣＺＴ、ＡｌＮ、ＺｎＯで構成した以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製し、同様な評価を行った。その結果、圧電体薄膜１０の材質を変えた場合であっても、上述した実施例１と同様な結果が得られることが確認できた。
実験２では、圧電体薄膜１０を、ＰＺＴの代わりに、ＫＮＮ、ＢＣＺＴ、ＡｌＮ、ＺｎＯで構成した以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製し、同様な評価を行った。その結果、圧電体薄膜１０の材質を変えた場合であっても、上述した実施例１と同様な結果が得られることが確認できた。
【0137】
実験４
実験３では、強磁性体薄膜２０を、ＦｅＣｏＳｉＢ合金の代わりに、ＦｅＣｏ合金や、ＦｅＤｙＴｂ合金（Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ）、ＦｅＧａ合金（Ｇａｌｆｅｎｏｌ）、ＦｅＧａＢ合金で構成した以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製し、同様な評価を行った。その結果、強磁性体薄膜２０の材質を変えた場合であっても、上述した実施例１と同様な結果が得られることが確認できた。
実験３では、強磁性体薄膜２０を、ＦｅＣｏＳｉＢ合金の代わりに、ＦｅＣｏ合金や、ＦｅＤｙＴｂ合金（Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ）、ＦｅＧａ合金（Ｇａｌｆｅｎｏｌ）、ＦｅＧａＢ合金で構成した以外は、実施例１と同様にして、電子デバイス用基板を作製し、同様な評価を行った。その結果、強磁性体薄膜２０の材質を変えた場合であっても、上述した実施例１と同様な結果が得られることが確認できた。
【符号の説明】
【0138】
２… 積層薄膜
１０… 圧電体薄膜
２０… 強磁性体薄膜（磁歪薄膜）
２２… 非晶質相
２４… 結晶相
３０… 磁気電気変換素子
３２… 膜積層部（振動部）
３４… 外周部
３６… 支持部
４０… 基板
４２… 開口部
５０… 第１電極膜
５０ａ … 端部
５０ｂ … 中央部分
５１… 第１取出電極膜
５２… 第２電極膜
５３… 第２取出電極膜
５４… 絶縁膜
１０… 圧電体薄膜
２０… 強磁性体薄膜（磁歪薄膜）
２２… 非晶質相
２４… 結晶相
３０… 磁気電気変換素子
３２… 膜積層部（振動部）
３４… 外周部
３６… 支持部
４０… 基板
４２… 開口部
５０… 第１電極膜
５０ａ … 端部
５０ｂ … 中央部分
５１… 第１取出電極膜
５２… 第２電極膜
５３… 第２取出電極膜
５４… 絶縁膜
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
