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随着铁电薄膜和微电子技术相结合而发展起来的集成铁电学的出现,铁电薄膜的制备、结构、性能及其应用已成为国际上新材料研究十分活跃领域,其中钙钛矿结构的锆钛酸铅Pb(Zrx,Ti1-x)O3(PZT)铁电薄膜由于具有优越铁电、介电、压电、热释电以及能够与半导体技术兼容等特点,使之在微机电系统(MEMS)等领域具有广泛的应用前景。由于基于PZT的器件具有工作带宽广、反应速度快和灵敏性高等优点,因此PZT薄膜可以用于MEMS领域的各个方面,例如压电激励器、焦热红外探测器、随机存储器和超声器件。为了满足不断提高的微纳米机械器件的要求和与硅基器件的兼容,在硅衬底上生长高质量的PZT薄膜就变得越来越重要。本论文首先介绍的是使用溶胶凝胶(Sol-gel)方法生长PZT薄膜,并在Si、Si3N4/Si、Ti/Si和Pt/Ti/Si四种不同衬底上旋涂生长PZT薄膜。用X射线衍射(XRD)表征生长的PZT薄膜的取向。同时研究在Pt/Ti/Si衬底上不同热处理条件下对PZT薄膜的取向和结晶质量的影响。我们也分析了PZT薄膜在Ti和Pt/Ti电极上的残余应力。在Pt/Ti上生长的PZT薄膜有比在Ti生长的低的残余应力,这表明Pt/Ti上的结晶更好。而扫描电子电镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)用来研究薄膜的多晶结构和形貌。结果表明在Ti和Pt/Ti上生长的PZT薄膜取向单一,表面形貌好。PZT薄膜的AFM图说明薄膜在退火后质量得到提高,晶体颗粒大小增加。然后利用厦门大学萨本栋微机电研究中心的实验条件,采用MEMS微加工工艺,开发了可用于测试用Sol-gel法生长的PZT薄膜的铁电特性的工艺流程,并对所制备的PZT薄膜的铁电特性进行测试。结果表明在3V电压作用下Ti电极上生长的PZT薄膜在热处理温度为400℃,退火温度为650℃下可以得到剩余极化强度(Pr)为8.6μC/cm2。而Pt/Ti电极上生长的择优取向为(100)的PZT薄膜在热处理温度为400℃,退火温度为650℃下可以得到剩余极化强度(Pr)为11.0μC/cm2。基于这些结果,使用Sol-gel法生长的PZT薄膜在剩余极化强度方面可以应用基于PZT薄膜的铁电MEMS器件中。最后建立微型体声波谐振器机械结构的等效电路模型,运用PSPICE软件研究谐振器的整体频率响应特性,并针对谐振器各部分的材料,分析其尺寸参数对谐振器基频频率的影响。