王大志， 吕景明， 郁　风， 董维杰， 梁军生， 任同群

(1.大连理工大学 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室，辽宁 大连 116024;2.辽宁出入境检验检疫局，辽宁 大连 116001)



PZT厚膜的电射流沉积研究*

王大志1， 吕景明1， 郁风2， 董维杰1， 梁军生1， 任同群1

(1.大连理工大学 辽宁省微纳米技术及系统重点实验室，辽宁 大连 116024;2.辽宁出入境检验检疫局，辽宁 大连 116001)

摘要:制备了锆钛酸铅(PZT)悬浮液，采用电射流沉积(EJD)技术，在硅衬底上沉积了PZT厚膜。研究了电射流沉积高度、流量及悬浮液混合条件对厚膜致密性的影响。结果表明：降低电射流沉积高度和流量有助于提高沉积PZT厚膜致密性；采用球磨方法充分混合PZT悬浮液，沉积的PZT厚膜致密性明显提高。采用优化的电射流沉积参数和球磨20 h的PZT悬浮液，制备了10 μm无裂纹PZT厚膜，其压电常数d33为67 pC·N-1，相对介电常数εr为255。

关键词:锆钛酸铅； 厚膜； 电射流沉积

0引言

锆钛酸铅(PZT)具有优良的压电性质，是微机电系统(MEMS)中重要的压电功能材料。通常将PZT制作成膜材料，再根据压电微器件功能需要进行图案化处理。PZT薄膜已经用于微加速度计[1]、微力传感器[2[3]，已成为近年来压电材料与器件领域研究的热点。

利用PZT厚膜突出性能，可用于制备高频换能器[4]、微变形镜[5]等高性能压电微器件。但是，PZT厚膜的制备仍然存在难点。通过机械磨削体块材料方法制备PZT厚膜，100 μm几乎达到其加工极限，成品率只有5 %，况且还需要后续粘合、图案化等处理，操作难度大[6]。薄膜制备方法，如溅射和化学气相沉积法[7]，在制备厚膜过程中应力大、沉积速度低，容易形成裂纹，制备的PZT厚度通常在5 μm以下。……