MEMS器件用PZT薄膜的制備及性能研究.pdf

1、為了采用0-3復(fù)合法制備PZT薄膜，本文先采用Sol-Gel法，制備了PZT微粉。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究并結(jié)合粉體制備技術(shù)分析，掌握了利用無(wú)機(jī)鹽原料及單一金屬醇鹽制備完全鈣鈦礦結(jié)構(gòu)PZT微粉的優(yōu)化工藝。通過(guò)XRD分析確定熱處理最佳工藝條件是650℃處理2h，可得到完全的鈣鈦礦相，經(jīng)過(guò)SEM分析測(cè)試，表明實(shí)驗(yàn)制備的粉體晶粒分布均勻，粒徑在100nm左右?！　≡趥鹘y(tǒng)Sol-Gel法基礎(chǔ)上，本文提出一種改進(jìn)Sol-Gel法，在Au/Ti/SiO

2、2/Si結(jié)構(gòu)上制備了PZT鐵電薄膜。采用PZT溶膠與在PZT溶膠中加入PZT微粉形成的漿料并交替涂覆薄膜的方法。所獲得薄膜表面平整、無(wú)裂紋，厚度為2μm。經(jīng)多次重復(fù)后，還可以提高PZT薄膜的厚度。采用此方法制備的薄膜厚度大、突破了PZT薄膜的厚度的限制，并且重復(fù)性好、使PZT薄膜表面質(zhì)量得到改善?！　∥覀儗?duì)PZT薄膜的電學(xué)特性進(jìn)行分析測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電滯回線的對(duì)稱性好，剩余極化強(qiáng)度為Pr=50μC/cm2，矯頑場(chǎng)為Ec=50Kv/cm，測(cè)得

3、薄膜的相對(duì)介電常數(shù)隨頻率增大而減小，最后達(dá)到恒定值為εr=1080，介質(zhì)損耗tanδ=0.35。結(jié)果表明，采用0-3復(fù)合法獲得的PZT薄膜有很好的鐵電特性及介電特性?！　∷裕?-3復(fù)合法將PZT漿料與PZT溶膠交替涂覆所獲得的PZT薄膜，具有表面平整、無(wú)裂紋、重復(fù)性好等的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)也提高了PZT的單層最大厚度。經(jīng)多次重復(fù)后，還可以提高PZT薄膜的總厚度。因此，可將采用此法制備PZT薄膜應(yīng)用在MEMS系統(tǒng)中，解決了PZT厚度的局限