PZT薄膜的制备及其与MEMS工艺的兼容性

用溶胶-凝胶技术在Pt/Ti/SiO2/Si上制备了PZT薄膜,并采用剥离技术与热处理的方法解决了Pt电极的图形化,在结晶热处理前,利用PZT腐蚀液对PZT进行图形化腐蚀.分别用SEM,XRD,EDX对电极和PZT薄膜的相貌、相结构以及化学组分进行了分析.结果表明:所制备的PZT薄膜具有完全的钙钛矿型结构;这种图形化的工艺方法大大改善了电极和PZT的图形化条件,在不影响电极和PZT性能的同时,提高了电极和PZT的图形质量;底电极和PZT的图形化过程,避免了强酸长时间的腐蚀,大大提高了PZT薄膜的制备与MEMS工艺的兼容性.     

用于微传感器中PZT压电薄膜的制备和图形化

采用溶胶-凝胶法在Si/Si3N4/Poly-Si/Ti/Pt基片上制备PZT压电薄膜, 为了选择更适合微电子机械系统(MEMS)器件的压电薄膜,采用一般热处理和快速热处理对锆钛酸铅(PZT)压电薄膜进行干燥和结晶.首先,采用V(H2O):V(HCL):V(HF)＝280 mL:120 mL:4drops(4滴HF溶液)配比的腐蚀液在室温下对未结晶的PZT压电薄膜进行了湿法腐蚀微细加工;然后,对图形化好的压电薄膜进行再结晶的热处理,实验结果表明这种方法可用于压电薄膜微器件的制备.     

工艺条件对PZT薄膜界面层电容的影响

采用了一种新的界面层电容计算方法来提取PZT薄膜与电极之间的界面层电容,使用这种方法对不同工艺条件下制备的PZT薄膜界面层电容进行了比较.通过实验发现,不同的Pt溅射温度和PZT薄膜的退火温度都会对PZT薄膜与电极之间的界面层产生影响.高温溅射Pt会破坏Pt衬底中的TiO2结构,并导致PZT薄膜与电极之间的界面层特性变差;PZT薄膜600℃退火得到的薄膜表面均匀致密,界面层电容值最大.通过不同工艺条件下PZT薄膜界面层电容的提取比较,获得了调整PZT薄膜工艺条件的优化参数.     

铁电存储器中Pb(Zr,Ti)O_3集成铁电电容的制备

在铁电不挥发存储器 (FERAM)技术中 ,集成铁电电容的制备是关键工艺之一。文中提出一种制备集成铁电电容的改进工艺 :采用 lift-off技术在衬底样品表面淀积铁电电容 Pt/Ti下电极 ,然后用 Sol-Gel方法制备 PZT薄膜。在 PZT薄膜未析晶前 ,先将它加工成电容图形 ,再高温退火成为 PZT铁电薄膜。最后完成铁电电容 Pt上电极。与传统工艺相比 ,改进后的工艺能保持 PZT铁电薄膜与金属上电极之间良好的接触界面。测试结果表明 ,工艺条件的变动不会影响 PZT铁电薄膜的成膜和结构 ,从而可得到性能优良的铁电电容。     

应用于FRAM的集成铁电电容的研究

集成铁电电容的制备是铁电存储器的关键工艺之一。该文采用射频(RF)磁控溅射法在Pt/Ti/SiO2/Si制备Pb(Zr,Ti)O3(PZT)薄膜,上下电极Pt采用剥离技术工艺制备,刻蚀PZT薄膜,形成Pt/PZT/Pt/Ti/SiO2/Si集成电容结构,最后高温快速退火。结果表明,这种工艺条件可制备性能良好的铁电电容,符合铁电存储器对铁电电容的要求。     

纳米尺度压电薄膜PZT的结构特征和性能

采用改进的溶胶-凝胶(Sol-Gel)方法在Pt/Ti/SiO2/Si基片上制备锆钛酸铅(PZT)纳米晶薄膜,研究了不同的热处理方式对PZT薄膜的晶粒结构、尺寸及电学性能的影响。X-射线衍射(XRD)分析表明:传统的热处理方式更有利于得到具有一定择优取向性的PZT薄膜。原子力显微镜(AFM)显示:快速热处理方式使PZT薄膜的晶粒具有自形晶结构,晶粒的排布更为有序,从而改善了薄膜的致密性。阻抗分析仪的测试结果表明:经快速热处理的薄膜,漏电流大约比传统热处理处理的薄膜的漏电流降低了20倍左右。     

硅基PZT压电薄膜微传感器的结构设计和实验研究

对硅基锆钛酸铅(PZT)压电薄膜微传感器进行了结构和版图设计.根据MEMS加工工艺和标准硅基IC工艺的特点,获得了硅基PZT压电薄膜微悬臂梁结构系统工艺流程中的关键工艺技术和典型工艺条件.对PZT压电薄膜的制备和微细图形化进行了较为详细的实验研究,最后成功地制备出硅基PZT压电薄膜微传感器样品.这对集成化芯片系统的进一步发展打下了良好的实验基础.     

硅基PZT压电薄膜微传感器的结构设计和实验研究

对硅基锆钛酸铅(PZT)压电薄膜微传感器进行了结构和版图设计.根据MEMS加工工艺和标准硅基IC工艺的特点,获得了硅基PZT压电薄膜微悬臂梁结构系统工艺流程中的关键工艺技术和典型工艺条件.对PZT压电薄膜的制备和微细图形化进行了较为详细的实验研究,最后成功地制备出硅基PZT压电薄膜微传感器样品.这对集成化芯片系统的进一步发展打下了良好的实验基础.     

PZT铁电薄膜湿法刻蚀技术研究

介绍了一种刻蚀效果良好的PZT薄膜的湿法刻蚀方法。在分析了刻蚀液成分对刻蚀效果影响的基础上,选择体积比为1∶2∶4∶4的BHF/HCl/NH4Cl/H2O溶液作为刻蚀液,刻蚀速率为0.016μm/s。实验表明,刻蚀得到的PZT薄膜图形表面无残留物,侧蚀比小(1.5∶1),侧面倾角约60°。刻蚀液对光刻胶和PZT薄膜底电极Pt的选择性好,该工艺适用于MEMS领域中PZT薄膜的微图形化。     

射频磁控溅射法制备(111)取向Pt薄膜

以稀土元素Pr薄膜为缓冲层,采用低功率射频磁控溅射法在室温玻璃衬底上成功制备了(111)强烈取向的Pt薄膜,研究了退火热处理工艺对Pt薄膜择优取向及晶粒尺寸的影响规律,并对Pt(111)取向生长机制进行了初步探讨。结果表明,所采用的退火工艺能够促进Pt纳米晶粒的逐步长大,但对Pt薄膜沿(111)择优取向生长的影响并不明显;保温5 h时晶粒生长较快,延长保温时间对晶粒生长速度的影响不大,但随着退火时间的增加,薄膜质量会越来越好。稀土Pr对Pt(111)择优取向生长可能有一定的促进作用。从简化工艺及降低成本角度考虑,该工艺优于以往的制备工艺,可望用做制备高取向PZT铁电薄膜所需的(111)强烈取向Pt底电极。     

采用PZT薄膜的体声波RF滤波器设计

在分析体声波滤器的原理、结构及相关参数的基础上,结合锆钛酸铅薄膜的材料特性,提出了一种射频体声波滤波器设计。设计中考虑了衬底、电极的质量加载对中心频点的影响,模拟了不同连接方法下滤波器的频率特性,探讨了薄膜材料的制备、退火、刻蚀工艺的选择与优化。     

微观结构对PZT薄膜反应离子刻蚀的影响

随着锫钛酸铅（PZT）薄膜在铁电微器件中的广泛应用，薄膜微图形化和刻蚀的研究也日益受到重视。研究表明在薄膜的刻蚀过程中，薄膜表面的微观结构和等离子体都对刻蚀有很大的影响。该文研究了具有不同微观结构的薄膜的反应离子刻蚀特性。分别用X-射线衍射图、原子力间力显微镜和X-射线光电子能谱对薄膜表面的微观结构、形貌及刻蚀特性进行测量。结果表明，随着薄膜最终热处理温度升高，薄膜表面越来越致密，刻蚀速率也随之降低。当薄膜处于无定形态结构时薄膜的刻蚀速率较高，最高可达13m／min。     

水热—溶胶凝胶法制备PZT薄膜

采用水热—溶胶凝肢法制备了锆钛酸铅( PZT)压电陶瓷薄膜.首先利用水热法处理Si基板,使之生成SiO2/Si层,然后采用旋涂法在处理好的Si基板上涂覆摩尔比r(Zr:Ti)为52:48的PZT前驱体溶胶.研究了基板处理方式、退火温度以及涂胶层数对PZT薄膜结晶性能、表面形貌及厚度的影响.结果表明:水热处理Si基板对P...     

PZT厚膜拾振器微图形化工艺研究

采用sol-gel方法制备了PZT铁电厚膜，构成了SiO2／Si／SiO2／Ti／Pt／PZT／Ti／Pt形式的拾振器敏感元结构。基于半导体光刻技术，通过干法刻蚀电极和化学湿法刻蚀PZT厚膜等技术，成功地实现了敏感元的微图形化，解决了Pt／Ti下电极刻蚀难、制作的PZT膜形貌不好和上电极容易起壳等问题，为基于PZT厚膜的高性能拾振器的研制打下了良好的基础。     

高耐压LDMOS用的高K薄膜湿法刻蚀研究

为了对横向双扩散MOSFET(LDMOS)器件所采用的锆钛酸铅(PZT)高介电常数(高K)薄膜进行微图形化,对湿法刻蚀过程中腐蚀液、光刻、刻蚀等工艺进行了优化研究,发现由BOE+HCl+HNO3+H2O+缓冲剂组成的腐蚀液刻蚀效果较好。刻蚀结果表明,所刻蚀薄膜的厚度约为600nm,最小线条宽度约为3μm,侧蚀比减小到1.07∶1,符合功率器件制备的尺度要求,由此所制备的LDMOS器件耐压提高了近2倍。     

Etching characteristics and absence of electrical properties damage of PZT thin films etched before crystallization

The ion beam etching (IBE) process was performed on the amorphous PZT film which is deposited on the LNO coated SiO₂/Si substrate, followed by the annealing step at the crystallization temperature. No damaged layer can be observed on the PZT film surface after etching. Compared to the un-etched PZT film, there is no or very little degradation on the dielectric, ferroelectric and piezoelectric properties. The mechanism will be discussed in this paper. These results are very beneficial to the development of the ferroelectric film applications in the DRAM, FERAM and MEMS field.     

PZT铁电薄膜刻蚀的研究进展

PZT铁电薄膜器件在微电子领域有着广泛的应用，可用于制备微机械系统(MEMS)、DRAM、红外探测器等，而薄膜的微图形化刻蚀技术是制备工艺中重要的环节。该文主要介绍了PZT铁电薄膜刻蚀技术的研究进展和应用，并对各种刻蚀法进行分析和对比。