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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:沈玉梅
研究生(外文):Yu-Mei Shen
論文名稱:以雷射剝離技術合成相對厚鋯鈦酸鉛薄膜
指導教授:徐統徐統引用關係林諭男林諭男引用關係
指導教授(外文):Hsu TungI-Nan Lin
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:材料科學工程學系
學門:工程學門
學類:材料工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2001
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:鋯鈦酸鉛雷射剝離技術
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本實驗採用刮刀成形法 (Doctor Blading),製作鋯鈦酸鉛系 (Pb(ZrxTi1-x)O3,PZT)相對厚薄膜 (~20μm),為了微致動器元件微小化的需求,朝向製作單層元件為目標。又刮刀成形之PZT薄帶燒結溫度超過1000℃,一般常用之基板,如矽無法承受如此高溫,因此在元件製作上有其限制。
因此本論文主題在探討 PZT-PNN 薄帶燒結條件,及雷射剝離法轉移薄膜製程。於可耐高溫的多晶氧化鋁及單晶氧化鋁基板做束縛燒結,改變不同燒結溫度與燒結時間,討論其結晶性、微結構與電性間的影響,尋找出一最適當的燒結條件。進一步研究雷射剝離製程的可行性,將單晶氧化鋁基板上燒結完成的單層PZT-PNN膜,成功的轉移至矽基板上,可得到最佳的鐵電性:Pr = 19.85 μC/cm2,Ec = 12.85 kV/cm,顯示薄膜特性不受雷射剝離的影響。
運用雷射剝離法於元件製作,則可降低基板對刮刀成形的限制。亦可利用此製程,將薄膜轉移至任何所需基板上,如:Si、GaAs、Polymer…等。且單晶氧化鋁基板 (sapphire) 可重複使用,符合經濟效益。

目 錄
摘要 Ⅰ
致謝 Ⅱ
目錄 Ⅲ
表目錄 Ⅵ
圖目錄 Ⅶ
第一章 前言 1
第二章 文獻回顧 3
2.1 壓電效應 3
2.2 鐵電性 4
2.3 晶相與結晶結構之關係 5
2.4 三元系或多元系壓電陶瓷 7
2.5 鐵電薄膜在微機電系統上的應用 8
2.5.1微機電系統(MEMS)簡介 8
2.5.2感測元件 9
2.5.3致動元件 11
2.6 刮刀成形概述 13
2.6.1影響生胚品質的變數 13
2.7雷射剝離法 15
2.7.1 Pd-In 擴散鍵結 16
2.7.2雷射和試片之間的交互作用 17
2.7.3 雷射剝離法運用於PZT系統 18
第三章 實驗方法 19
3.1基板製備 19
3.2薄膜製備流程 20
3.2.1 清洗基板 20
3.2.2 網印 20
3.2.3 去脂 21
3.2.4 燒結 21
3.2.5 上電極製作(黃光製程) 21
3.3 熱阻式蒸鍍及熱壓步驟 22
3.4 雷射設備與雷射剝離法 23
3.5特性量測 25
3.5.1熱重量分析儀(Thermal Gravity Analysis) 25
3.5.2薄膜厚度 25
3.5.3結晶結構(crystal structure) 25
3.5.4 微結構 25
3.5.5極化強度-電場(P-E)的量測 26
3.5.6電流-電壓(I-V)的量測 26
第四章 結果與討論 27
4.1 燒結條件對PZT性質的影響 27
4.1.1 多晶氧化鋁基板 27
4.1.2 單晶氧化鋁基板 28
4.1.2.1 不同燒結溫度之影響 29
4.1.2.2 不同持溫時間之影響 30
4.2 雷射剝離法 31
4.2.1 熱壓條件 32
4.2.2 剝離前後特性比較 33
第五章 結論 35
參考文獻 68

參考文獻
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