PZT Piezoelectric Wafers: ການແກ້ໄຂປະສິດທິພາບສູງສໍາລັບ MEMS ຮຸ່ນຕໍ່ໄປ

ໃນຍຸກຂອງການວິວັດທະນາການ MEMS (ລະບົບເຄື່ອງກົນຈັກໄຟຟ້າຈຸລະພາກ) ຢ່າງໄວວາ, ການເລືອກອຸປະກອນໄຟຟ້າ piezoelectric ທີ່ຖືກຕ້ອງແມ່ນການຕັດສິນໃຈທີ່ເຮັດ ຫຼື ຢຸດເຮັດວຽກຂອງອຸປະກອນ. PZT (Lead Zirconate Titanate) wafers ຟິມບາງໄດ້ອອກມາເປັນທາງເລືອກຊັ້ນນໍາຫຼາຍກວ່າທາງເລືອກເຊັ່ນ AlN (Aluminum Nitride), ສະເຫນີການເຊື່ອມໄຟຟ້າທີ່ເຫນືອກວ່າສໍາລັບເຊັນເຊີຕັດແລະຕົວກະຕຸ້ນ.

Vetek Semiconductor ໃຫ້ບໍລິການ wafers PZT-on-Si/SOI ຊັ້ນນໍາໃນອຸດສາຫະກໍາ. ການໃຊ້ການຊຶມເຊື້ອຂອງຮູບເງົາບາງໆແບບພິເສດ, ພວກເຮົາໃຫ້ຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງຮູບເງົາພິເສດ ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງຜລຶກ, ອອກແບບສະເພາະເພື່ອເອົາຊະນະອຸປະສັກໃນອຸດສາຫະກໍາທົ່ວໄປ ເຊັ່ນ: ຄວາມເມື່ອຍລ້າຂອງຮູບເງົາ ແລະການຫຼຸດລົງຂອງປະສິດທິພາບ.

ສະຖາປັດຕະຍະກໍາຫຼັກ: ການປະສົມປະສານຂອງ Pt ແລະ PZT

ຄວາມສົມບູນຂອງ stack ຫຼາຍຊັ້ນແມ່ນພື້ນຖານຕໍ່ການປະຕິບັດ ferroelectric. wafers ຂອງພວກເຮົານໍາໃຊ້ stacked ວິສະວະກໍາຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງ electrodes ໂລຫະແລະແຜ່ນບາງ ceramic:

• PZT Piezoelectric Core:ຂະບວນການຂອງພວກເຮົາສຸມໃສ່ການຄວບຄຸມການປະຖົມນິເທດໄປເຊຍກັນຢ່າງເຂັ້ມງວດ. ອີງຕາມການ Muralt (2000), PZT ທີ່ມີ (100) ຫຼື (001) ການປະຖົມນິເທດທີ່ຕ້ອງການໃຫ້ຜົນຜະລິດຄົງທີ່ piezoelectric ຕາມລວງຍາວທີ່ສູງຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເງິນຝາກທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງ Vetek ຮັບປະກັນການກໍານົດທິດທາງທີ່ເຂັ້ມແຂງ (100), ເຮັດໃຫ້ຜົນຜະລິດພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນລະດັບຄວາມຫນາ micron.
• ຊັ້ນໄຟຟ້າ Pt ທີ່ສໍາຄັນ:Platinum (Pt) ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນທັງທໍ່ໄຟຟ້າແລະແມ່ແບບການຂະຫຍາຍຕົວສໍາລັບ PZT. ມີຊື່ສຽງສໍາລັບການນໍາຄວາມຮ້ອນສູງແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ອຸດົມດ້ວຍອົກຊີເຈນ, Pt ແມ່ນມາດຕະຖານອຸດສາຫະກໍາທອງສໍາລັບ electrodes ລຸ່ມ (Takahashi et al., 1994). ພວກເຮົາຮັກສາຄວາມຫຍາບຂອງພື້ນຜິວຕໍ່າສຸດ (Ra <= 1.0 nm) ເພື່ອສະຫນອງການໂຕ້ຕອບທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບ PZT nucleation.
• ຊັ້ນ Buffer ປະສົມປະສານ:ເພື່ອສະກັດກັ້ນການແຜ່ກະຈາຍຂອງອົງປະກອບລະຫວ່າງ PZT ແລະ substrate Silicon, ພວກເຮົາລວມເອົາລະບົບ Buffer Layer ທີ່ຊັດເຈນ. ຊັ້ນເຫຼົ່ານີ້ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນອຸປະສັກທາງດ້ານຮ່າງກາຍແລະຄວາມກົດດັນ -buffer, ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ delamination ຮູບເງົາແລະຮັບປະກັນຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງກົນຈັກຂອງ wafer ທັງຫມົດໃນລະຫວ່າງການ etching MEMS ສະລັບສັບຊ້ອນ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເປົ້າຫມາຍ: PZT ຖືກນໍາໃຊ້ຢູ່ໃສ?

wafers PZT ທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງແມ່ນມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຕ້ອງການການຮັບຮູ້ກົນຈັກກັບໄຟຟ້າທີ່ຊັດເຈນຫຼືການກະຕຸ້ນໄຟຟ້າກັບກົນຈັກ:

• ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ (PMUT):ລູກຄ້າເປົ້າໝາຍລວມມີຜູ້ຜະລິດໂມດູນສະມາດໂຟນ ແລະບໍລິສັດຄວາມປອດໄພທາງຊີວະມິຕິ. ກໍລະນີການນໍາໃຊ້: ຮູບເງົາ PZT ສ້າງຄື້ນຟອງ ultrasonic ຄວາມຖີ່ສູງສໍາລັບການຮັບຮູ້ນິ້ວມືພາຍໃຕ້ການສະແດງ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບການແກ້ໄຂແບບເກົ່າ, PMUTs ທີ່ອີງໃສ່ PZT ສະຫນອງການເຈາະເລິກແລະຄວາມລະອຽດສູງກວ່າ (Akbari et al., 2016), ເຮັດໃຫ້ການກວດສອບຄວາມຖືກຕ້ອງທາງຊີວະພາບ 3D ທີ່ປອດໄພ.
• ໂທລະຄົມ (RF MEMS):ລູກຄ້າເປົ້າໝາຍລວມມີຜູ້ອອກແບບຊິບໜ້າ RF ແລະຜູ້ໃຫ້ບໍລິການພື້ນຖານໂຄງລ່າງ 5G/6G. ກໍລະນີການນໍາໃຊ້: ການນໍາໃຊ້ຕົວຄູນການເຊື່ອມໄຟຟ້າສູງຂອງ PZT ເພື່ອສ້າງຕົວກອງທີ່ສາມາດປັບໄດ້. ອັນນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດການສູນເສຍສັນຍານ ແລະຂະຫຍາຍແບນວິດ, ທີ່ສຳຄັນສຳລັບການຈັດການຄວາມແອອັດໃນເຄືອຂ່າຍ 5G.
• ການພິມອຸດສາຫະກໍາ:ລູກຄ້າເປົ້າໝາຍລວມມີຜູ້ຜະລິດເຄື່ອງພິມ inkjet ອຸດສາຫະກໍາ ແລະຜູ້ຜະລິດຈໍສະແດງຜົນແບບຍືດຫຍຸ່ນ (OLED). ກໍລະນີການນໍາໃຊ້: wafers PZT ແມ່ນເຄື່ອງຈັກຈຸນລະພາກເຂົ້າໄປໃນຕົວກະຕຸ້ນໄວທີ່ສຸດ. ໂດຍການເຮັດໃຫ້ຫ້ອງຫມຶກປ່ຽນຮູບແບບທັນທີ, ພວກມັນບັນລຸການແຜ່ກະຈາຍນ້ໍາທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາຂອງ pico-liter, ເປັນພື້ນຖານສໍາລັບການຜະລິດ OLED ແລະການພິມ 3D ທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ.
• ການດູແລສຸຂະພາບ:ລູກຄ້າເປົ້າໝາຍລວມມີອຸປະກອນການແພດ R&D ແລະການເລີ່ມຕົ້ນ ultrasound ມືຖື. ກໍລະນີທີ່ໃຊ້: ຂັບຖ່າຍ Ultrasound Intravascular (IVUS) probes ສໍາລັບຮູບພາບພາຍໃນ. ມັນຍັງເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນຫົວໃຈຂອງ nebulizers ທາງການແພດທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ, ງຽບສໍາລັບການຈັດສົ່ງຢາເປົ້າຫມາຍ.
• ລົດຍົນ:ລູກຄ້າເປົ້າໝາຍລວມມີຜູ້ໃຫ້ບໍລິການແກ້ໄຂບັນຫາການຂັບຂີ່ແບບອັດຕະໂນມັດ ແລະນັກພັດທະນາ HMI cockpit smart. ກໍລະນີການນໍາໃຊ້: ການຂະຫຍາຍລະດັບການຊອກຄົ້ນຫາຂອງເຊັນເຊີ ultrasonic ລົດຍົນ. ນອກຈາກນັ້ນ, ມັນສະຫນອງ Haptic Feedback ໃນຫນ້າຈໍສໍາພັດ, simulating ຄວາມຮູ້ສຶກ tactile ຂອງປຸ່ມທາງດ້ານຮ່າງກາຍ.

ເປັນຫຍັງຕ້ອງເລືອກ Vetek Semiconductor?

• ພາລາມິເຕີຊັ້ນສູງ:Piezoelectric ຄົງທີ່ d31 ປົກກະຕິບັນລຸ 200 pC/N, ມີຄ່າສໍາປະສິດ e31 ຄົງທີ່ -15 C/m2.
• ແຜ່ນຍ່ອຍອະເນກປະສົງ:ມີຢູ່ໃນຮູບແບບ 6 ນິ້ວແລະ 8 ນິ້ວ, ລວມທັງແຜ່ນຍ່ອຍ SOI ທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານສູງ (> 5000 ohm / cm).
• ການປັບແຕ່ງຕາມຄວາມຕ້ອງການ:ພວກເຮົາສະຫນັບສະຫນູນ Wafers ທີ່ສະຫນອງໃຫ້ແກ່ລູກຄ້າ (ບໍລິການໂຮງງານຜະລິດ) ແລະສາມາດປັບແຕ່ງອັດຕາສ່ວນຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ PZT ແລະ Pt ເພື່ອໃຫ້ກົງກັບຄວາມຕ້ອງການຄວາມຖີ່ຂອງ resonance ສະເພາະຂອງທ່ານ.

ຜູ້ຂຽນ:ເຊຣາ ລີ

ເອກະສານອ້າງອີງທາງວິຊາການ:

[1] Muralt, P. (2000). "ຮູບເງົາບາງໆ PZT ສໍາລັບ microsensors ແລະ actuators: ບັນຫາແລະຄວາມຄືບຫນ້າ."ວາລະສານ Micromechanics ແລະ Microengineering.

[2] Trolier-McKinstry, S., et al. (2018). "ຮູບເງົາບາງໆ Piezoelectric ສໍາລັບ MEMS."ການທົບທວນຄືນປະຈໍາປີຂອງການຄົ້ນຄວ້າວັດສະດຸ.

[3] Akbari, M., et al. (2016). "Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers (pMUTs) ສໍາລັບຮູບພາບທາງການແພດ."ໃນ Piezoelectric MEMS Resonators.