MEMS器件用PZT薄膜的制備及性能研究.pdf

1、為了采用0-3復合法制備PZT薄膜，本文先采用Sol-Gel法，制備了PZT微粉。經(jīng)過大量的實驗研究并結合粉體制備技術分析，掌握了利用無機鹽原料及單一金屬醇鹽制備完全鈣鈦礦結構PZT微粉的優(yōu)化工藝。通過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SEM分析測試，表明實驗制備的粉體晶粒分布均勻，粒徑在100nm左右?！　≡趥鹘y(tǒng)Sol-Gel法基礎上，本文提出一種改進Sol-Gel法，在Au/Ti/SiO

2、2/Si結構上制備了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、無裂紋，厚度為2μm。經(jīng)多次重復后，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，并且重復性好、使PZT薄膜表面質(zhì)量得到改善?！　∥覀儗ZT薄膜的電學特性進行分析測試，發(fā)現(xiàn)電滯回線的對稱性好，剩余極化強度為Pr=50μC/cm2，矯頑場為Ec=50Kv/cm，測得

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