温度场和电场调控硅基反铁电厚膜相变电流特性研究

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si衬底上制备了高(100)取向生长、表面平整且结构致密的(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜,研究了温度场和电场对(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜电学性能的影响。实验结果表明反铁电厚膜在温度场和电场作用下发生反铁电相、铁电相和顺电相的相互转变,随外加电场增加,反铁电-铁电相变温度逐渐减小,介电常数峰值由2410减小到662,相变电流密度值由2.21×10-7A/cm2增大到8.52×10-7 A/cm2;随外加温度场增加,反铁电-铁电相变电场强度逐渐减小,饱和极化强度由39μC/cm2减小到31μC/cm2,相变电流密度值由2.89×10-5 A/cm2减小到8.8×10-6 A/cm2,温度场和电场可实现对反铁电厚膜相变电流效应的有效调控。

基于红外光干涉技术的微纳结构内部三维形貌测量

基于红外光在半导体材料中的透射特性,将白光扫描干涉方法从可见光波段推广到红外光波段。设计研制了Linnik结构红外光干涉系统,对具有三层台阶结构的微器件进行了无损三维形貌测试。实验结果表明,采用红外光对半导体材料微纳结构透射后的反射干涉技术,可以准确实现微纳结构内部三维形貌测量。可实现百nm量级台阶高度的准确透射测试,纵向测量误差控制在5%以内。该方法可广泛应用于半导体微纳器件结构测量技术领域,实现半导体器件封装后的内部形貌测试、键合界面质量评估以及在线工艺检测等。

多步退火对(Pb,La)(Zr,Ti)O3反铁电厚膜的影响

采用溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备Pb0.97La0.02(Zr0.95Ti0.05)O3反铁电厚膜材料,研究了单步和多步退火工艺对反铁电厚膜结构及电学性能的影响。结果表明:与传统的单步退火方式相比,多步退火工艺制备的反铁电厚膜材料晶粒尺寸较大,结构致密性好,室温下反铁电态更稳定,具有良好的择优取向度(100)、较高的介电常数(达529)和饱和极化强度(达42μC/cm2)。其反铁电-铁电和铁电-反铁电的相变电场强度分别为198和89 kV/cm,反铁电-铁电相变电流密度达2×10-5 A/cm2,多次退火工艺可提高反铁电厚膜的成膜质量。

光MEMS芯片驱动结构自对准技术

针对垂直梳齿静电驱动微光机电系统（MOEMS）芯片制备工艺中,用于静电驱动的固定梳齿和可动梳齿难以精确对准的问题,通过开发一种自对准工艺技术,利用一次光刻和预掩蔽层梳齿定位以及连续两次深反应离子刻蚀（DRIE）工艺,可成功实现固定梳齿和可动梳齿的精确定位。基于该技术制备出的静电梳齿驱动光可调衰减器（VOA）芯片和光开关（OSW）芯片具有良好的光学性能,两款芯片的微镜可分别实现静电驱动电压6和55 V下0.5°及3.0°的角度偏转。结果表明,应用该自对准工艺,使易于加工、低成本且可批量化的芯片制备成为可能。