溶胶-凝胶法制作PZT微驱动器的研究

采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备了PZT压电薄膜,利用PZT的压电效应制作以PZT薄膜为驱动的V型阀微驱动器.针对微驱动器的关键结构驱动膜,探索了Si/SiO2/Ti/Au/PZT/Cr/Au多层驱动膜结构制备方法,解决了在硅基底上制备PZT薄膜的问题,同时详细探讨了硅各向异性刻蚀微驱动器的关键部件驱动腔、单向阀的工艺,解决了集成制作的V型阀微驱动器的关键工艺问题,并通过SEM照片对V型阀和多层驱动膜进行了表征.研究结果表明,采用MEMS与IC技术结合的方法成功地完成了微驱动器的研制,得到的驱动腔硅杯平坦均匀.在V型阀微驱动器整体设计中需要的硅片数目少,降低了器件的复杂性,可以满足低功耗、小型化和批量生产的要求.     

改进的溶胶-凝胶法制备不同厚度的PZT薄膜

采用改进的溶胶-凝胶技术,在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基底上制备了不同厚度的Pb(Zr0.50Ti0.50)O3薄膜,在600℃的退火条件下获得了晶格完善的钙钛矿结构.通过前驱体溶液的差热(DTA)、热重(TGA)实验以及PZT膜加热到不同温度的物相转化分析了PZT薄膜的相结构演化过程.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜表征了PZT薄膜的物相和微观形貌,用HP4194A阻抗分析仪测量了薄膜的介电性能.实验结果表明,随着退火循环次数的增多,PZT(111)相含量增加;薄膜的晶粒大小不随薄膜厚度改变;薄膜晶粒呈柱状生长;薄膜的介电常数随测量频率的增加而降低,随薄膜厚度增加而增加.     

改进溶胶-凝胶法制备PZT50/50铁电薄膜

采用改进的溶胶凝胶法在Ｐｔ／Ｔｉ／ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，用Ｘ射线衍射表征了薄膜的物相，用原子力显微镜（ＡＦＭ）表征薄膜的微观形貌，用ＲＴ６６Ａ测量了薄膜的铁电特性，获得了具有优良的铁电性能的晶粒尺寸为１００ｎｍ的ＰＺＴ５０／５０铁电薄膜，在２０Ｖ电压下，Ｐｒ＝３１．８３μＣ／ｃｍ２。     

溶胶-凝胶法制备PZT铁电薄膜的结构特征研究

采用溶胶－凝胶方法在Pt／Ti／SiO2／Si衬底上制备了光滑均匀的PZT（50／50）铁电薄膜。用XRD、FT－IR反射光谱、Raman光谱以及原子力显微镜（AFM）研究了薄膜随热处理温度的结构变化过程以及薄膜中有机物的挥发。Raman光谱给出了薄膜中三方和四方相共存及转变的结构变化信息。AFM揭示了PZT薄膜中钙铁矿相的形成是从焦绿石结构中转变而来的，其生长机制可用Rosettes生长模型来解释。薄膜中相交约120°交角的3条延伸的界面线则是为了释放薄膜中的应力而产生的。     

用溶胶－凝法制备锆钛铅铁电薄膜

利用溶胶－凝胶法在镀铂硅片上制备了ＰＺＴ铁电薄膜。利用ＸＲＤ、ＳＥＭ和ＴＥＭ观察了ＰＺＴ薄膜的组成与形貌，测定ＰＺＴ薄膜的电学性能。为防止薄膜发生龟裂，在前体溶液中加入了干燥控制化学添加剂，并采用慢速变温的热处理过程。ＰｂＴｉＯ３过渡层保证了ＰＺＴ薄膜结晶完好。     

锆钛酸铅(PZT)薄膜的制备及其改性研究

文章综述了锆钛酸铅(PZT)薄膜的主要制备方法,其中包括射频磁控溅射法、脉冲激光沉积法、溶胶-凝胶法和金属有机化学气相沉积法。讨论了不同工艺参数对于PZT薄膜的结构和性能的影响,并针对PZT薄膜出现的疲劳现象进行掺杂改性,探讨提高其抗疲劳性能的途径。     

PZT薄膜在MEMS器件中的研究进展

主要介绍在MEMS器件中PZT薄膜制备的方法、制备过程中需要解决的问题、PZT薄膜与MEMS的集成以及PZT在MEMS中的应用的研究进展,并展望了PZT薄膜的应用前景.     

两种压电驱动自吸微泵的研制与性能比较

微泵是微全分析系统中的重要单元．为解决微泵加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题,研制了两种应用于微流控系统中的压电驱动微泵．一种是将聚二甲基硅氧烷（PDMS）泵膜、单主动阀片和弹性缓冲单元集于一体的微泵,另一种是主动阀片与被动阀相结合的微泵,这两种微泵都适用于气体和液体工作物质,实现自吸,具有结构简单、易于加工及操作方便的特点．讨论了微泵的工作原理、工艺流程、工作性能及结构参数对微泵工作性能的影响,解决了加工工艺复杂、自吸困难和可靠性低等问题．在电压100V（35 Hz条件下）和零背压的工作条件下,单主动阀微泵的最大液体泵速为5000μL／min,最大背压为5 kPa;主动阀与被动阀相结合微泵的最大液体泵速5410μL／min,最大背压15kPa．后者背压与流速明显比前者的性能要好很多,尤其是背压方面．     

应用于MEMS的PZT铁电薄膜

薄膜制备工艺的发展使铁电薄膜很好的应用于MEMS, 使两者集成成为可能. 本文将详细论述铁电薄膜的优良性能, 及其与MEMS集成的关键工艺--图形化. 最后, 举例论述了PZT铁电薄膜在MEMS中的应用.     

Fabrication of single crystal PZT thin films on glass substrates

 We have successfully transferred heteroepitaxial Pb(Zr,Ti)O₃ (PZT) thin films from MgO substrates on to glass substrates. The transferred PZT thin films exhibit single crystal structure with ferroelectric properties similar to the as-grown epitaxial films. The transferring process comprises coating of Cr-metallized surface of epitaxial PZT thin films, pressing and cementing the Cr-metallized surface on to the glass substrates by silicone rubber, and removing the MgO substrates by chemical etching. This process realizes a fabrication of high-temperature processed PZT thin films onto the glass at room temperature. The process is also available for the transformation of PZT thin films on organic film sheet. The present transfer process reduces the effects of the inevitable strain and/or constraint to rigid substrates for heteroepitaxial growth and has a potential for integration of single crystal piezoelectric PZT devices onto a wide variety of MEMS.     

用溶胶凝胶法制备PZT铁电体薄膜

本文选择非极性溶剂ＡｃＡｃ在大气中保护金属醇盐制备钛锆酸铅（ＰＺＴ）铁电体薄膜，当ＰＺＴ〈０．５ｍｏｌ／Ｌ时可生成稳定溶胶，ＰＺＴ能均匀分散在溶剂中，在４００℃除去残余有机物，然后在４００￣７００℃使薄膜晶化生成钙钛矿结构为主的多晶薄膜。本文利用ＸＲＤ、ＴＥＭ、ＩＲ及热分析技术对ＰＺＴ薄膜的形成及晶化等变化进行了分析和探讨。     

钇改性PZT薄膜的极化印刻研究

铁电ＰＺＴ薄膜的极化印刻（ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ）是ＰＺＴ不挥发存储器失效的重要原因之一．本文研究了不同钇量改性的ＰＺＴ（４０／６０）铁电薄膜在高温（１２０℃）和偏置电压下的极化印刻特性,发现适量的钇掺杂,改善了ＰＺＴ薄膜电容器单元的极化印刻．     

硅基PZT热释电薄膜湿法刻蚀技术研究

通过对不同组合比的PZT薄膜湿法刻蚀技术研究,成功地配制出两种不同的刻蚀液,主要以HF、NH4F、HCl、NH4ClEDTA、HNO3为原料,NH4F、NH4Cl和EDTA的引入,有效地实现了刻蚀速率的可控性,并对PZ0.15R0.85、PZ0.3T0.7、PZ0.5T0.5和P1.1Z0.3T0.3四种薄膜进行微图形化研究,分析了刻蚀液对各种成份的刻蚀机理,通过实验,得到了分别刻蚀四种薄膜的刻蚀液的最佳配比,并对四种薄膜的刻蚀速率进行了研究。