硅基PZT薄膜微型悬臂的特性及其在微型传感器执行器上的应用

在硅材料表面沉积PZT薄膜并通过MEMS工艺可以形成硅基PZT薄膜悬臂结构,在外加电场的作用下,悬臂将发生弯曲并输出位移和力,形成微型执行器;在外加集中力和载荷的情况下,可以产生表面感应电荷,借此测量外界力和压力的大小,形成传感单元。这里从PZT薄膜的制备、微型悬臂结构的制备、特性以及目前在微型传感器、微型执行器的主要应用方面作了综述性说明。

硅基PZT薄膜的制备与工艺损伤

以 Pb Ti O3(PT)作为种子层 ,在 Si衬底上用改进的溶胶凝胶法制备了 PZT薄膜 ,并用 RIE法刻蚀形成 MFM(金属铁电层金属 )结构的电容 ,以用于铁电随机存取存储器 (Fe RAM)中。测得 PZT薄膜相对介电常数、矫顽场和剩余极化强度分别为 10 0 0 ,30 k V/ cm和 16 μC/ cm2 ,漏电流在 0 .1n A / cm2 量级 ,达到 Fe RAM的应用要求。铁电膜与CMOS电路集成时对铁电膜的铁电性可能造成的工艺损伤(如刻蚀损伤、氢损伤和应力损伤等 )的物理机制进行了初步研究和讨论 。