PZT пиезоелектрични пластини: високопроизводителни решения за следващо поколение MEMS

В ерата на бързата еволюция на MEMS (микро-електромеханични системи), изборът на правилния пиезоелектричен материал е решаващо решение за производителността на устройството. Тънкослойните пластини PZT (оловен цирконат титанат) се очертаха като първокласен избор пред алтернативи като AlN (алуминиев нитрид), предлагайки превъзходно електромеханично свързване за авангардни сензори и задвижващи механизми.

Vetek Semiconductor предоставя водещи в индустрията пластини PZT-on-Si/SOI. Използвайки усъвършенствано отлагане на тънък слой, ние доставяме изключителна еднородност на филма и кристално качество, специално проектирани да преодолеят обичайните препятствия в индустрията като умора на филма и влошаване на производителността.

Основна архитектура: Синергията на Pt и PZT

Целостта на многослойния стек е фундаментална за фероелектричните характеристики. Нашите вафли използват прецизно проектиран набор от метални електроди и керамични тънки филми:

• Пиезоелектричното ядро ​​PZT:Нашият процес се фокусира върху строг контрол на ориентацията на кристалите. Според Muralt (2000), PZT с предпочитана ориентация (100) или (001) дава значително по-висока надлъжна пиезоелектрична константа. Оптимизираното отлагане на Vetek осигурява силна (100) ориентация, позволяваща масивна енергийна мощност дори при дебелини на микронно ниво.
• Критичният Pt електроден слой:Платината (Pt) служи както като електрически проводник, така и като шаблон за растеж на PZT. Известен със своята висока проводимост и термична стабилност в богати на кислород среди, Pt е индустриалният златен стандарт за дънни електроди (Takahashi et al., 1994). Поддържаме изключително ниска грапавост на повърхността (Ra <= 1,0 nm), за да осигурим идеален интерфейс за нуклеация на PZT.
• Интегрирани буферни слоеве:За да потиснем елементарната дифузия между PZT и силиконовия субстрат, ние включваме система за прецизен буферен слой. Тези слоеве действат като физическа бариера и буфер за напрежение, предотвратявайки разслояването на филма и осигурявайки механичната надеждност на цялата подложка по време на сложно MEMS ецване.

Целеви приложения: Къде се използва PZT?

Високопроизводителните PZT пластини са от съществено значение за приложения, изискващи прецизно механично към електрическо отчитане или електрическо към механично задействане:

• Потребителска електроника (PMUT):Целевите клиенти включват производители на модули за смартфони и фирми за биометрична сигурност. Случай на използване: PZT филмите генерират високочестотни ултразвукови вълни за разпознаване на пръстови отпечатъци под дисплея. В сравнение с наследените решения, базираните на PZT PMUT предлагат по-дълбоко проникване и по-висока разделителна способност (Akbari et al., 2016), което позволява сигурно 3D биометрично удостоверяване.
• Телекомуникации (RF MEMS):Целевите клиенти включват дизайнери на RF предни чипове и доставчици на 5G/6G инфраструктура. Случай на употреба: Използване на високия електромеханичен коефициент на свързване на PZT за създаване на регулируеми филтри. Това минимизира загубата на сигнал и разширява честотната лента, критична за управление на претоварването на спектъра в 5G мрежите.
• Индустриален печат:Целевите клиенти включват производители на индустриални мастиленоструйни принтери и производители на гъвкави дисплеи (OLED). Случай на употреба: PZT пластините са микромашинно обработени в ултра-бързи задвижващи механизми. Чрез мигновено деформиране на камерата за мастило те постигат пиколитрово прецизно разпръскване на течност, крайъгълен камък за OLED производството и 3D печата с висока разделителна способност.
• Здравеопазване:Целевите клиенти включват научноизследователска и развойна дейност на медицински устройства и стартиращи компании за ръчен ултразвук. Случай на употреба: Задвижване на сонди за интраваскуларен ултразвук (IVUS) за вътрешно изобразяване. Той също така служи като сърце на високоефективни, безшумни медицински пулверизатори за насочено доставяне на лекарства.
• Автомобили:Целевите клиенти включват доставчици на решения за автономно шофиране и разработчици на интелигентен кокпит HMI. Случай на употреба: Разширяване на обхвата на откриване на автомобилни ултразвукови сензори. В допълнение, той осигурява Haptic Feedback в сензорни екрани, симулиращи тактилното усещане на физическите бутони.

Защо да изберете Vetek Semiconductor?

• Превъзходни параметри:Пиезоелектричната константа d31 обикновено достига 200 pC/N, с коефициент e31, стабилен при -15 C/m2.
• Гъвкави субстрати:Предлага се в 6-инчови и 8-инчови формати, включително SOI субстрати с високо съпротивление (> 5000 ohm/cm).
• Персонализиране по поръчка:Ние поддържаме доставени от клиента вафли (леярска услуга) и можем да персонализираме съотношението на дебелината на PZT и Pt слоевете, за да отговарят на вашите специфични изисквания за резонансна честота.

Автор:Сера Лий

Академични препратки:

[1] Muralt, P. (2000). „PZT тънки филми за микросензори и задвижващи механизми: проблеми и напредък.“Вестник по микромеханика и микроинженерство.

[2] Trolier-McKinstry, S., et al. (2018). "Пиезоелектрични тънки филми за MEMS."Годишен преглед на изследванията на материалите.

[3] Akbari, M., et al. (2016). „Пиезоелектрични микромашинни ултразвукови преобразуватели (pMUTs) за медицински изображения.“В пиезоелектрични MEMS резонатори.