CN103378286B - 薄膜压电元件及其制造方法、磁头折片组合及磁盘驱动器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄膜压电元件，包括衬底以及形成于衬底上的压电薄膜叠层。压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于上、下电极层之间的压电层，该压电层包括第一压电层和第二压电层，第一压电层和第二压电层的成分具有不同的相结构。本发明还公开了该薄膜压电元件的制造方法，以及具有该薄膜压电元件的微致动器、磁头折片组合及磁盘驱动器。本发明极大地提高了薄膜压电元件的压电常数、矫顽场和热稳定性,从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
Description
技术领域
本发明涉及信息压电元件，尤其涉及一种薄膜压电元件及其制造方法，以及具有该薄膜压电元件的微致动器、磁头折片组合（head gimbal assembly,HGA）及硬盘驱动器。
背景技术
压电材料依照不同的需求而制成各种各样的压电元件，尤其广泛用于功能性电子元件，例如通过施加电压从而产生形变的驱动器，或通过元件的形变从而产生电压的传感器，等等。
随着压电材料用作磁盘驱动器的驱动器以控制磁头的精细动作，一种具有大压电特性的铅基电介质材料，特别是锆钛酸铅（Pb(Zr1-xTix)O3，PZT）基钙钛矿铁电材料被广泛使用，通常，这种压电材料由通过烧结而形成在独立元件上的氧化物而形成。
构成PZT的压电材料的晶体结构随PbTiO3/PbZrO3的比值而变化。图1a展示了PZT的相图，其中居里温度Tc为高温立方顺电相（Pc）和低温铁电相的分界。而晶相转换边界（morphotropic phase boundary,MPB）将铁电相区划分成两个相区：四方相区（FT）及菱形相区（FR）。如图所示，当晶体结构位于MPB时，自发性极化所处的自由能最高，因而具有最佳的机电转换特性和最佳的压电特性，从而获得出色的压电常数d31和d33。
然而，把晶体结构准确地控制在MPB上显得十分困难。因此传统的薄膜压电元件往往采用在MPB附近的组分，如Pb(Zr0.52Ti0.48)O3or Pb(Zr0.58Ti0.42)O3。如图1b所示，一种传统的薄膜压电元件100包括衬底101、形成在衬底101之上的两个电极层102、103，以及层压于两个电极层102、103之间的压电层104。层体102、103、104往往通过溅镀、激光消融、溶-凝胶涂镀、各种化学气相沉积（chemical vapor deposition,CVD）或分子束外延化学气相沉积（molecular chemical vapor deposition，MOCVD）形成。具体地，衬底101由硅材料或如氧化镁(MgO)等其他材料制成，电极层102、103由铂材料或如SrRuO（SRO）等导电氧化物或其组合物，或其他导电材料制成。传统地，压电层104的组分在MPB附近，其晶体结构为四方相结构或菱形相结构。该单相压电层104的厚度为2μm。
然而，随着产品对行程的要求越来越高，该种单相压电元件100的压电常数显得不足够。再且，由于在单相结构中，在大于矫顽力的电场强度下会发生去极化现象，因此限制了对单相压电元件100施加的电场强度的大小。传统地，增强施加的电场强度的其中一种方法是通过向压电元件施加大压力的强制压印而增加矫顽力。然而，此种方法会为压电元件带来分层和可靠性失效的高风险。增强施加的电场强度的其中另一种方法是增加压电层的厚度，然而此举会增加成本。因此，基于压电常数和矫顽力的限制，应用在驱动器或传感器上的压电元件的行程不充足，而无法满足制造商的要求。
因此，亟待一种改进的薄膜压电元件以克服上述缺陷。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种薄膜压电元件，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
本发明的另一目的在于提供一种薄膜压电元件的制造方法，从而获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，进而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，并使其应用的装置获得更大行程。
本发明的又一目的在于提供一种具有薄膜压电元件的微致动器，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
本发明的又一目的在于提供一种具有薄膜压电元件的磁头折片组合，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
本发明的再一目的在于提供一种具有薄膜压电元件的磁盘驱动器，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
本发明的再一目的在于提供一种具有薄膜压电元件的微电机系统，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
为了实现上述目的，本发明提供了一种薄膜压电元件，包括衬底以及形成于所述衬底上的压电薄膜叠层。所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层。其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构。
作为一个优选实施例，所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一具有菱形相结构，另一具有四方相结构。
作为另一优选实施例，所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一的成分在晶相转换边界，另一具有菱形相结构或四方相结构。
作为另一优选实施例，所述压电层由锆钛酸铅（Pb(ZrxTi1-x)O3）制成。
较佳地，所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的钛组分。
可选地，所述压电层包括两个以上分别具有不同钛组分的层体。
较佳地，所述压电层的组分具有由两层或多层沉积而成的在钛组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而成的在钛组分上的平滑梯度。
可选地，所述第一压电层和所述第二压电层的厚度范围是0.1μm～1.5μm。
可选地，所述压电层包括铌酸钾钠基（KNaNbO3,）、锂铌酸（LiNbO3）、锂钽酸（LiTaO3）、钡钛酸（BaTiO3）、铅钛酸（PbTiO3）或钛酸锶钡（BaSrTiO3）。
本发明提供一种薄膜压电元件的制造方法，包括提供一衬底；在所述衬底上沉积下电极层；以及在所述下电极层上依次沉积压电层和上电极层。其中所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的相结构。
作为一个优选实施例，所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一具有菱形相结构，另一具有四方相结构。
作为另一优选实施例，所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一的成分在晶相转换边界，另一具有菱形相结构或四方相结构。
作为另一优选实施例，所述压电层由锆钛酸铅（Pb(ZrxTi1-x)O3）制成。
较佳地，所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的钛组分。
可选地，所述压电层包括两个以上分别具有不同钛组分的层体。
较佳地，所述压电层的组分具有由两层或多层沉积而成的在钛组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而成的在钛组分上的平滑梯度。
可选地，所述第一压电层和所述第二压电层的厚度范围是0.1μm～1.5μm。
可选地，所述压电层包括铌酸钾钠基（KNaNbO3,）、锂铌酸（LiNbO3）、锂钽酸（LiTaO3）、钡钛酸（BaTiO3）、铅钛酸（PbTiO3）或钛酸锶钡（BaSrTiO3）。
本发明提供一种微致动器，包括一薄膜压电元件，所述薄膜压电元件包括衬底以及形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层。其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构。
本发明提供一种磁头折片组合，包括悬臂件、由所述悬臂件支撑的磁头以及安装于所述悬臂件之上用于微致动磁头的薄膜压电元件，其特征在于：所述薄膜压电元件包括衬底以及形成于所述衬底上的压电薄膜叠层。所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层。其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构。
本发明提供一种磁盘驱动器，包括：具有磁头、支撑所述磁头的悬臂件以及微致动所述磁头的薄膜压电元件的磁头折片组合；与所述磁头折片组合连接的驱动臂；磁盘；及用于旋转所述磁盘的主轴马达。其中，所述薄膜压电元件包括：衬底以及形成于所述衬底上的压电薄膜叠层。所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构。
本发明提供一种包括薄膜压电元件的微电机系统，该薄膜压电元件包括衬底以及形成于所述衬底上的压电薄膜叠层。所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层。其中，所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构。
与现有技术相比，本发明提供的薄膜压电元件的第一、第二压电层的组分具有不同的相结构，当施加交流电压到薄膜压电元件时，在第一、第二压电层上会发生电荷增加，从而增大薄膜压电元件的矫顽力，继而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而提高压电常数d31和d33。再且，相较现有技术，本发明的薄膜压电元件的去极化电压显著增大，因此获得更大行程，以满足较大型的设备的大行程需求。再且，在高温或低温的环境下，本发明薄膜压电元件的放电电压比传统的薄膜压电元件更稳定，其放电电压曲线中不会出现明显的跌宕，因此本发明的薄膜压电元件的运行电压更大从而获得更大的行程。同时，本发明的薄膜压电元件在高温条件下保持良好的热稳定性。
通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明的实施例。
附图说明
图1a为传统的PZT材料的相图。
图1b为传统的薄膜压电元件的剖面图。
图2为本发明的薄膜压电元件的一个实施例的剖面图。
图3为本发明薄膜压电元件和传统薄膜压电元件的X光衍射结果的对比图。
图4a为本发明薄膜压电元件和传统薄膜压电元件的极化偏移的对比图。
图4b为本发明薄膜压电元件和传统薄膜压电元件的行程的对比图。
图4c为本发明薄膜压电元件和传统薄膜压电元件在预定温度范围下的放电电压变化的对比图。
图4d为本发明薄膜压电元件和传统薄膜压电元件在预定温度范围下的极化变化的对比图。
图5为本发明的薄膜压电元件的制造方法的一个实施例的流程图。
图6为本发明的具有薄膜压电元件的磁头折片组合的平面图。
图7为本发明的具有薄膜压电元件的磁盘驱动器的立体图。
具体实施方式
下面将参考附图阐述本发明几个不同的最佳实施例，其中不同图中相同的标号代表相同的部件。如上所述，本发明的实质在于提供一种薄膜压电元件，其能获得较大的压电常数、较大的矫顽力以及良好的热稳定性，从而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而使其应用的装置获得更大行程。
请参考图2，本发明的薄膜压电元件的一个实施例包括衬底201以及行程与该衬底201之上的压电薄膜叠层210。具体地，该压电薄膜叠层包括形成于彻底201之上的下电极层211、依次形成在下电极层211之上的第一压电层212、第二压电层213、上电极层214。具体地，该衬底由硅材料或如MgO等其他材料制成，电极层102、103由铂材料或如SrRuO（SRO）等导电氧化物或其组合物，或其他导电材料制成。该第一、第二压电层212、213的厚度为0.1μm～3.0μm，较佳为1μm。
在本实施例中，第一压电层212和第二压电层213由Pb(ZrxTi1-x)O3制成。作为本发明的改进，该第一压电层212和第二压电层213分别具有不同的相结构。较佳地，第一压电层212具有菱形相结构，例如其成分为Pb(Zr0.61Ti0.39)O3，其中PbTiO3/PbZrO3的比值为0.423（即PbTiO3的含量为42.3mol%）；而第二压电层213具有四方相结构，例如其成分为Pb(Zr0.58Ti0.42)O3,其中中PbTiO3/PbZrO3的比值为0.469。在本实施例中，两种成分的成分梯度为0.046。可选地，该两压电层212、213的成分梯度范围是0.01～0.90。如图3所示，其为本发明的薄膜压电元件200和传统的薄膜压电元件100的X光衍射（XRD）结果的曲线图。其中，本发明的薄膜压电元件200的曲线上出现两个重叠峰（如实线箭头所指）,亦即，在薄膜压电元件200中存在两种相结构；而传统的薄膜压电元件100的曲线上则只出现一个峰值（如虚线箭头所指），即只存在一种相结构。
可选地，第一压电层212的相结构可控制在MPB上，而第二压电层213的相结构为四方相结构或菱形相结构。在本实施例中，第一、第二压电层212、213的成分并不受限制，只要两者的相结构不同从而确保薄膜压电元件200具有各向异性双相结构即可。
由于本发明的薄膜压电元件200的第一、第二压电层212、213具有两种不同的相结构，因此当施加AC电压到薄膜压电元件时，在第一、第二压电层212、213上会发生电荷增加。此种电荷增加有助于增加畴极化并增大压电常数d31、d33。若第一、第二压电层212、213的成分梯度增大，则此电荷增加效应则会更加明显。
可选地，该压电薄膜叠层210可进一步设计第三压电层，或更多压电层体，只要不同的压电层体具有不同的成分，例如不同Ti组分的Pb(ZrxTi1-x)O3材料。例如，这些压电层体的组分具有由两层或多层沉积而成的在Ti组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而形成的在Ti组分上的平滑梯度。
图4a为在交流(AC)电压下的本发明薄膜压电元件200和传统薄膜压电元件100的极化偏移的对比图。随着交流电压的增加，本发明的薄膜压电元件200的极化偏移增加，其显著大于传统的薄膜压电元件100的极化偏移。由此，本发明的薄膜压电元件200的压电常数d31、d33得到增大。
图4b则为在交流电压下的本发明薄膜压电元件200和传统薄膜压电元件100的行程的对比图。随着AC电压的增加，在两种薄膜压电元件100、200上分别产生去极化电压点A、B。可见，本发明的薄膜压电元件200的去极化电压远远大于传统的薄膜压电元件100的去极化电压。因此，在本发明的薄膜压电元件200上可施加更大的工作电压或施加强度更大的电场，从而获得大行程。而由于薄膜压电元件200的行程增大，则薄膜压电元件200可适用于需要较大行程的应用领域。
图4c为本发明薄膜压电元件200和传统薄膜压电元件100在预定温度范围（-40～125℃）下的放电电压变化的对比图。随着温度的升高，在传统的薄膜压电元件100的放电电压中出现明显的下跌，这说明了传统的薄膜压电元件100在高温条件下的放电电压存在更高风险。由于此高风险的原因，传统的薄膜压电元件100的运行电压必须比放电电压低才能保证在高温条件下工作的安全限度，从而限制了其工作的最大行程。相反地，在本发明中的放电电压曲线在整个温度范围-40～125℃下均没有出现剧烈的下跌，即，放电电压无论在高温或低温条件下均十分稳定，因此本发明的薄膜压电元件200可承受更大的运行电压，从而获得更大的工作行程。
图4d为本发明薄膜压电元件200和传统薄膜压电元件100在预定温度范围（-40～125℃）下的极化变化的对比图。可见，传统的薄膜压电元件100的极化变化十分明显，且在高温或低温的两端，极化变化的下跌尤为突出。相反，本发明的薄膜压电元件200的极化在该变化的温度环境下十分稳定，从而具有更好的热稳定性且降低热噪声。
作为本发明的其他可选实施例，该第一、第二压电层212、213可由铌酸钾钠基（KNaNbO3,）、锂铌酸（LiNbO3）、锂钽酸（LiTaO3）、钡钛酸（BaTiO3）、铅钛酸（PbTiO3）或钛酸锶钡（BaSrTiO3）材料制成。材料并不受限，只要第一、第二压电层212、213的成分的相结构不同即可。
图5为本发明的薄膜压电元件200的制造方法的一个实施例的流程图。如图所示，该方法包括：
步骤（501），提供一衬底。
步骤（502），在该衬底上沉积下电极层。
步骤（503），在该下电极层依次上沉积压电层和上电极层，其中，该压电层包括第一压电层和第二压电层，该第一压电层和该第二压电层具有不同的相结构。
具体地，在步骤（503）中，第一压电层和第二压电层由不同的溅射对阴极积淀而成。例如，其中一个对阴极的成分为Pb(Zr0.61Ti0.39)O3,，另一个对阴极的成分为Pb(Zr0.58Ti0.42)O3，从而获得两个不同的相结构。具体地，该第一、第二压电层可由特殊沉积处理或后退火处理而形成。
本发明的薄膜压电元件200可用作微致动器、传感器或其他设备。下面将描述其几种应用。
作为一个实施例，具有本发明的薄膜压电元件200的微致动器可用在磁盘驱动器的领域，从而驱动其上的磁头。图6则展示了具有该微致动器的一种磁头折片组合（HGA）。请参考图6，本发明的HGA300包括悬臂件390以及由悬臂件390支撑的磁头303。该悬臂件390包括装配在一起的负载杆306、基板308、绞接件307以及挠性件305。该铰接件307具有安装孔（图未示）以将绞接件307与基板308安装。而磁头303则由挠性件305承载。为众所知，磁头303上设有与写元件及读元件（传感器）连接的终结点，这些终结点与写元件及读元件的触点连接。写元件可以是标准感应式磁性写头，而读元件可以是具有高读取灵敏度的MR元件、GMR元件或TMR元件。
按照实际需求，具有薄膜压电元件200（该图未显示）的微致动器可设置于磁头303的两侧，或安装在挠性件305接近磁头303的位置处，从而控制磁头303的精细动作从而获得良好的读取和写入性能。该薄膜压电元件200的结构如上文所述，在此省略其描述。
图7展示了具有本发明的薄膜压电元件200的磁盘驱动器。该磁盘驱动器400包括HGA300、与该HGA300相连的驱动臂404、一系列可旋转磁盘401、以及使磁盘401旋转的主轴马达401，以上元件均装配在外壳409内。如上所述，该HGA300包括具有挠性件305的悬臂件390、磁头303以及上述包括薄膜压电元件200的微致动器。由于磁盘驱动单元的结构和组装过程为本领域一般技术人员所熟知，所以在此省略关于其结构和组装的详细描述。
如上所述，由于本发明的薄膜压电元件200的第一、第二压电层212、213具有两种不同的相结构，因此当施加AC电压到薄膜压电元件时，在第一、第二压电层212、213上会发生电荷增加，从而增大薄膜压电元件200的矫顽力，继而可达到更大的施加电场而不会产生去极化，进而提高压电常数d31和d33。再且，本发明的薄膜压电元件200的去极化电压较现有技术显著增大，因此可获得更大行程并有利于磁头303的动作控制，相应地磁盘驱动器400的性能得到提高。
基于薄膜压电元件200的更大工作行程和良好的热稳定性，本发明的薄膜压电元件200可应用于微电机系统（micro-electro-mechanical system，MEMS）（图未示），如驱动器、传感器、陀螺仪、加速器、射频振荡器、或其他MEMS设备。在具有此薄膜压电元件200的MEMS设备当中，更大的工作行程有利于获得更大的信号输出和降低功耗，良好的热稳定性则可降低热噪声、偏压或其他偏移。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (31)
1.一种薄膜压电元件，包括：
衬底；以及
形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
2.如权利要求1所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一具有菱形相结构，另一具有四方相结构。
3.如权利要求1所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一的成分在晶相转换边界，另一具有菱形相结构或四方相结构。
4.如权利要求1所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述压电层由锆钛酸铅(Pb(ZrxTi1-x)O3)制成。
5.如权利要求4所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的钛组分。
6.如权利要求4所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述压电层包括两个以上分别具有不同钛组分的层体。
7.如权利要求6所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述压电层的组分具有由两层或多层沉积而成的在钛组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而形成的在钛组分上的平滑梯度。
8.如权利要求1所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的厚度范围是0.1μm～1.5μm。
9.如权利要求1所述的薄膜压电元件，其特征在于：所述压电层包括铌酸钾钠基(KNaNbO3,)、锂铌酸(LiNbO3)、锂钽酸(LiTaO3)、钡钛酸(BaTiO3)、铅钛酸(PbTiO3)或钛酸锶钡(BaSrTiO3)。
10.一种薄膜压电元件的制造方法，包括：
提供一衬底；
在所述衬底上沉积下电极层；以及
在所述下电极层上依次沉积压电层和上电极层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一具有菱形相结构，另一具有四方相结构。
12.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一的成分在晶相转换边界，另一具有菱形相结构或四方相结构。
13.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于：所述压电层由锆钛酸铅(Pb(ZrxTi1-x)O3)制成。
14.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的钛组分。
15.如权利要求13所述的制造方法，其特征在于：所述压电层包括两个以上分别具有不同钛组分的层体。
16.如权利要求15所述的制造方法，其特征在于：所述压电层的组分具有由两层或多层沉积而成的在钛组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而形成的在钛组分上的平滑梯度。
17.一种微致动器，包括一薄膜压电元件，所述薄膜压电元件包括：
衬底；以及
形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
18.如权利要求17所述的微致动器，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一具有菱形相结构，另一具有四方相结构。
19.如权利要求17所述的微致动器，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的其中之一的成分在晶相转换边界，另一具有菱形相结构或四方相结构。
20.如权利要求17所述的微致动器，其特征在于：所述压电层由锆钛酸铅(Pb(ZrxTi1-x)O3)制成。
21.如权利要求20所述的微致动器，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层具有不同的钛组分。
22.如权利要求20所述的微致动器，其特征在于：所述压电层包括两个以上分别具有不同钛组分的层体。
23.如权利要求22所述的微致动器，其特征在于：所述压电层的组分具有由两层或多层沉积而成的在钛组分上的阶梯差异，或具有由特殊沉积处理或后退火处理而形成的在钛组分上的平滑梯度。
24.如权利要求17所述的微致动器，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的厚度范围是0.1μm～1.5μm。
25.如权利要求17所述的微致动器，其特征在于：所述压电层包括铌酸钾钠基(KNaNbO3,)、锂铌酸(LiNbO3)、锂钽酸(LiTaO3)、钡钛酸(BaTiO3)、铅钛酸(PbTiO3)或钛酸锶钡(BaSrTiO3)。
26.一种磁头折片组合，包括悬臂件、由所述悬臂件支撑的磁头以及安装于所述悬臂件之上用于微致动磁头的薄膜压电元件，其特征在于：所述薄膜压电元件包括：
衬底；以及
形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
27.一种磁盘驱动器，包括：
具有磁头、支撑所述磁头的悬臂件以及微致动所述磁头的薄膜压电元件的磁头折片组合；
与所述磁头折片组合连接的驱动臂；
磁盘；及
用于旋转所述磁盘的主轴马达；
其特征在于：所述薄膜压电元件包括：
衬底；以及
形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
28.一种微电机系统，包括薄膜压电元件，其特征在于：所述薄膜压电元件包括：
衬底；以及
形成于所述衬底上的压电薄膜叠层，所述压电薄膜叠层包括上电极层、下电极层以及层夹于所述上电极层和所述下电极层之间的压电层，其特征在于：所述压电层包括第一压电层和第二压电层，所述第一压电层和所述第二压电层的成分具有不同的相结构；
其中，包括所述第一压电层和所述第二压电层的所述压电层被形成具有成分构成和物理结构，以确保随着向薄膜压电元件递增地施加AC电压至50伏，该薄膜压电元件产生去极化电压点且行程递增；在使用时，该薄膜压电元件在-40～125℃的温度范围下放电电压变化和极化变化的范围不超过+/-10％。
29.如权利要求28所述的微电机系统，其特征在于：所述薄膜压电元件如权利要求2-7任一项所述。
30.如权利要求28所述的微电机系统，其特征在于：所述薄膜压电元件如权利要求9所述。
31.如权利要求28所述的微电机系统，其特征在于：所述第一压电层和所述第二压电层的厚度范围是0.1μm～3.0μm。
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