تاثیر نانو لایه های بازدارنده در ساختار لایه های نازک تیتانات زیرکونات سرب (pzt)

امروزه با کمک فناوری ساخت لایه های نازک، به صورت گسترده از سرامیک های پیزوالکتریک در ساخت سیستم های میکروالکترومکانیک (mems) استفاده می شود. در پروژه حاضر سرامیک پیزوالکتریک تیتانات زیرکونات سرب (pzt) با فرمول pb(zrx, ti1-x)o3 به صورت لایه با ضخامت یک میکرون بر روی زمینه سیلیکون پوشش دهی شده با تیتانیوم و پلاتین (si/ti/pt) و به روش کندوپاش مغناطیسی rf راسب می شود. از لایه نازک پلاتین به عنوان الکترود بر روی زمینه سیلیکون استفاده می شود. کاربرد لایه نازک تیتانیوم به عنوان عامل چسبنده بین لایه پلاتین و زیرلایه سیلیکون می باشد. انجام دو مرحله عملیات حرارتی آنیل بر روی مجموعه چند لایه ای سیلیکون برای رشد لایه پلاتین در جهت (111) و ایجاد ساختار کریستالی پروفسکیت در لایه pzt ضروری است. اما در عین حال انجام عملیات آنیل، منجر به کریستالیزاسیون مجدد پلاتین و نیز ایجاد حفرات ریز بر روی این لایه می شود که متعاقب آن تخریب در لایه های نازک پلاتین و pzt و کاهش خواص الکتریکی pzt را در پی خواهد داشت. در این تحقیق اثر عوامل مختلف دما و زمان دو مرحله آنیل و نیز اثر ضخامت الکترود ti/pt بر ساختار و خواص pzt مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که انجام عملیات های پیش آنیل و آنیل نهایی به ترتیب در دمای 650 درجه سانتی گراد و زمان 30 دقیقه و دمای 700 درجه سانتی گراد و زمان 15 دقیقه بر روی نمونه های با ضخامت های لایه تیتانیوم 5-10 nm و لایه پلاتین 150 nm بهترین نتایج را در حصول ساختار کریستالی و سطح مطلوب لایه pzt بدست می دهد.