بررسی عوامل موثر بر ساختار و خواص کریستالوگرافی لایه های نازک تیتانات زیرکونات سرب (PZT) برروی زیرلایه سیلیکون مورد استفاده در سیستم های میکروالکترومکانیک (MEMS)

امروزه ازتکنولوژی ساخت لایه های نازک بصورت گسترده در ساخت سیستم های میکروالکترومکانیک (MEMS) استفاده می شود. سرامیک پیزوالکتریک تیتانات زیرکونات سرب (ZPT) با فرمول Pb(Zrx,Ti1-x)O3 بصورت لایه نازک به ضخامت یک میکرون بر روی زیرلایه ای از Si/Ti/Pt و به روش کندوپاش مغناطیسی RF راسب می شود. کاربرد لایه نازک تیتانیوم بعنوان عامل چسبنده بین لایه پلاتین و زیرلایه سیلیکون می باشد . لایه نازک پلاتین نیز بعنوا ن الکترود پایینی پس از عملیات پیش آنیل در جهت کریستالوگرافی ( 111 ) رشد نموده که با آنالیز XRD قابل اثبات است . انجام عملیات حرارتی آنیل نهایی بر روی مجموعه چند لایه ای سیلیکون منجر به ایجاد ساختارکریستالی پروفسکیت در لایه PZT شده و با توجه به اینکه ثابت شبکه آن در جهت ( 111 ) بسیارنزدیک به لایه ( 111)Pt می باشد، رشد ساختار کریستالی PZT نیز در راستای این جهت مرجح انجام می شود . اما در عین حال انجام عملیات آنیل نهایی، منجر به تبلور مجدد پلاتین و نیز ایجاد حفرات ریز بر روی لایه پلاتین می شود که متعاقب آن تخریب در لایه های نازک پلاتین و PZT و کاهش خواص الکتریکی PZT را در پی خواهد داشت . در این تحقیق اثر عوامل مختلف دما و زمان آنیل بر ساختار و خواص PZT مورد بررسی قرار گرفت و مشخص گردید که عملیات انیل نمونه های Si/Ti(10nm)/Pt(100nm)/PZT در دمای 650c به مدت 30 دقیقه بهترین نتایج را برای خواص کریستالی و مورفولوژی سطحی PZT بدست می آورد.

کلیدواژه ها:

EMS ، PZT U ، عملیات حرارتی آنیل