压电膜的物理气相沉积制造技术

一种制造压电层的方法，包括：在将基板保持在低于400℃的温度的同时，通过物理气相沉积将第一结晶相的压电材料沉积到基板上；和在高于500℃的温度下对基板进行热退火，以将压电材料转变为第二结晶相。所述物理气相沉积包括在等离子体沉积腔室中从靶材溅射。

【技术实现步骤摘要】
压电膜的物理气相沉积
本专利技术涉及压电装置的制造，更特定地说，涉及压电膜的物理气相沉积。
技术介绍
压电材料已经在例如喷墨印刷、医学超声和陀螺仪的各种技术中使用了几十年。传统上，压电层是通过制造块状晶体形式的压电材料，然后将该材料加工成所需厚度，或通过使用溶胶-凝胶技术来沉积层而制成的。锆钛酸铅(PZT)，通常为Pb[ZrxTi1-x]O3的形式，是常用的压电材料。已经提出了PZT的溅射。最近，弛豫-钛酸铅(弛豫-PT)，诸如(1-X)[Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-X[PbTiO3](PMN-PT)、(1-X)[Pb(Y1/3Nb2/3)O3]-X[PbTiO3](PYN-PT)、(1-X)[Pb(Zr1/3Nb2/3)O3]-X[PbTiO3](PZN-PT)、(1-X)[Pb(In1/3Nb2/3)O3]-X[PbTiO3](PIN-PT)等已被提出作为较好的压电材料。与更常用的PZT材料相比，弛豫-PT能够提供改进的压电性能。然而，尚未实现商业可行方式的弛豫-PT层的大面积薄膜沉积。专利
技术实现思路
在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造压电层的方法，包括：/n在将基板保持在低于400℃的温度的同时，通过物理气相沉积将第一结晶相的压电材料沉积到基板上，其中所述物理气相沉积包括在等离子体沉积腔室中从靶材溅射；和/n在高于500℃的温度下对所述基板进行热退火，以将所述压电材料转变为第二结晶相。/n

【技术特征摘要】
1.一种制造压电层的方法，包括：
在将基板保持在低于400℃的温度的同时，通过物理气相沉积将第一结晶相的压电材料沉积到基板上，其中所述物理气相沉积包括在等离子体沉积腔室中从靶材溅射；和
在高于500℃的温度下对所述基板进行热退火，以将所述压电材料转变为第二结晶相。


2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二结晶相是钙钛矿相。


3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一结晶相是非晶相或准晶相。


4.如权利要求1所述的方法，其中所述压电材料选自由铌镁酸铅-钛酸铅(PMNPT)、铌钇酸铅-钛酸铅(PYNPT)、锆钛酸铅(PZT)、铌锆酸铅-钛酸铅(PZN-PT)、和铌铟酸铅-钛酸铅(PIN-PT)构成的组。


5.如权利要求4所述的方法，其中所述压电材料是铌镁酸铅-钛酸铅(PMNPT)。


6.如权利要求5所述的方法，其中所述PMNPT为(1-X)[Pb(Mg(1-Y)NbY)O3]-X[PbTiO3]，其中X为约0.25至0.40且Y为约0.75至0.60。


7.如权利要求6所述的方法，其中对所述基板进行热退火包括在高于500℃的温度下对所述基板进行热退火。


8.如权利要求1所述的方法，包括沉积所述压电材料至50nm至10微米的厚度。


9.如权利要求1所述的方法，包括在所述压电材料的物理气相沉积期间将所述靶材保持在低于150℃的温度。


10.如权利要求1所述的方法，其中所述物理气相沉积包括以小于1.5W/cm2的功率向所述靶材施加功率。


11.如权利要求1所述的方法，其中所述物理气相沉积包括在向所述靶材施加功率的沉积阶段与不向所述靶材施加功率的冷却阶段之间交替，每个沉积阶段持续至少30秒，并且每个冷却阶段持续至少30秒。


12.如权利要求11...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿比吉特·拉克斯曼·桑格尔，维杰·班·夏尔马，安库尔·凯达姆，巴拉特瓦·罗摩克里希南，维斯韦斯瓦伦·西瓦拉玛克里施南，薛元，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US