Пиезоелектрични наполитанки PZT: решенија со високи перформанси за MEMS од следната генерација

Во ерата на брзата еволуција на MEMS (микро-електромеханички системи), изборот на вистинскиот пиезоелектричен материјал е одлука за донесување или кршење за перформансите на уредот. Наполитанките со тенок филм PZT (Оловно цирконат титанат) се појавија како врвен избор во однос на алтернативите како AlN (алуминиум нитрид), нудејќи супериорна електромеханичка спојка за најсовремени сензори и актуатори.

Vetek Semiconductor обезбедува водечки во индустријата PZT-on-Si/SOI наполитанки. Искористувајќи го напредното таложење на тенок филм, обезбедуваме исклучителна униформност на филмот и кристален квалитет, специјално дизајнирани да ги надминат вообичаените пречки во индустријата, како што се заморот на филмот и деградацијата на перформансите.

Основна архитектура: Синергија на Pt и PZT

Интегритетот на повеќеслојниот оџак е фундаментален за фероелектричните перформанси. Нашите наполитанки користат прецизно дизајниран оџак од метални електроди и керамички тенки фолии:

• Пиезоелектричното јадро PZT:Нашиот процес се фокусира на ригорозна контрола на ориентацијата на кристалите. Според Muralt (2000), PZT со претпочитана ориентација (100) или (001) дава значително повисока надолжна пиезоелектрична константа. Оптимизираното таложење на Vetek обезбедува силна (100) ориентација, овозможувајќи масивно производство на енергија дури и при дебелини на ниво на микрони.
• Критичниот слој на електрода Pt:Платинумот (Pt) служи и како електричен канал и како шаблон за раст за PZT. Renowned for its high conductivity and thermal stability in oxygen-rich environments, Pt is the industry gold standard for bottom electrodes (Takahashi et al., 1994). Ние одржуваме ултра ниска грубост на површината (Ra <= 1,0 nm) за да обезбедиме идеален интерфејс за нуклеација на PZT.
• Интегрирани тампон слоеви:За да ја потиснеме елементарната дифузија помеѓу PZT и силиконската подлога, вградуваме прецизен систем на тампон слој. Овие слоеви делуваат како физичка бариера и тампон за напрегање, спречувајќи ја разложеноста на филмот и обезбедувајќи механичка сигурност на целата обланда за време на сложеното MEMS офортување.

Целни апликации: Каде се користи PZT?

Наполитанките PZT со високи перформанси се од суштинско значење за апликации кои бараат прецизно механичко-електрично сензори или електрично-механичко активирање:

• Електроника за широка потрошувачка (PMUT):Целните клиенти вклучуваат производители на модули за паметни телефони и фирми за биометриска безбедност. Случај на употреба: PZT филмовите генерираат ултразвучни бранови со висока фреквенција за сензација на отпечатоци од прст под екранот. Во споредба со наследените решенија, PMUT-базираните PZT нудат подлабока пенетрација и поголема резолуција (Akbari et al., 2016), овозможувајќи сигурна 3D биометриска автентикација.
• Телекомуникации (RF MEMS):Целните клиенти вклучуваат дизајнери на RF предни чипови и даватели на инфраструктура 5G/6G. Случај на употреба: Користење на високиот коефициент на електромеханичка спојка на PZT за да се создадат филтри што можат да се прилагодат. Ова ја минимизира загубата на сигналот и го проширува пропусниот опсег, клучно за управување со застојот на спектарот во 5G мрежите.
• Индустриско печатење:Целните клиенти вклучуваат производители на индустриски инк-џет печатачи и производители на флексибилен дисплеј (OLED). Случај на употреба: Наполитанките PZT се микро-машински во ултра-брзи актуатори. Со моментално деформирање на комората со мастило, тие постигнуваат прецизно издавање течност со пико-литарски, камен-темелник за производство на OLED и 3D печатење со висока резолуција.
• Здравство:Целните клиенти вклучуваат истражување и развој на медицински уреди и стартапи за рачен ултразвук. Употребен случај: Возење интраваскуларен ултразвук (IVUS) сонди за внатрешно снимање. Исто така, служи како срце на високоефикасни, тивки медицински небулизатори за насочена испорака на лекови.
• Автомобилство:Целните клиенти вклучуваат даватели на решенија за автономно возење и паметни развивачи на HMI во кокпитот. Случај за употреба: Проширување на опсегот за откривање на автомобилски ултразвучни сензори. Дополнително, обезбедува Хаптички повратни информации на екраните на допир, симулирајќи го тактилното чувство на физичките копчиња.

Зошто да изберете Ветек полупроводник?

• Супериорни параметри:Пиезоелектричната константа d31 обично достигнува 200 pC/N, со коефициент e31 стабилен на -15 C/m2.
• Разновидни подлоги:Достапно во формати од 6 инчи и 8 инчи, вклучително и SOI подлоги со висока отпорност (> 5000 оми/см).
• Нарачана персонализација:Ние поддржуваме обланди доставени од клиенти (услуга за леење) и можеме да го прилагодиме односот на дебелината на слоевите PZT и Pt за да одговара на вашите специфични барања за фреквенција на резонанца.

Автор:Сера Ли

Академски референци:

[1] Muralt, P. (2000). „ПЗТ тенки фолии за микросензори и активатори: проблеми и напредок“.Весник за микромеханика и микроинженеринг.

[2] Trolier-McKinstry, S., et al. (2018). „Пиезоелектрични тенки фолии за MEMS“.Годишен преглед на истражување на материјали.

[3] Акбари, М., и др. (2016). „Пиезоелектрични микромашински ултразвучни трансдуктори (pMUTs) за медицински слики“.Во Пиезоелектрични MEMS резонатори.