基于厚厚的LiNbO3单晶薄膜的压电MEMS的微制造
Merieme Ouhabaz1, Djaffar Belharet1, Quentin Micard1
1FEMTO-ST Institute, University of Franche-Comté, CNRS (UMR 6174), ENSMM, 26 rue de l'Epitaphe, F-25000 Besançon, France.
Nanotechnology
|January 4, 2024
概括
研究人员使用酸 (LiNbO3) 薄膜开发了压电微电机系统. 这些系统对于精确的加速和频率传感具有很高的灵敏度,适合于执行应用.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 微电子机械系统 (MEMS) 是一种微电子机械系统.
- 压电材料 压电材料
背景情况:
- 酸 (LiNbO3) 是压电应用的关键材料.
- 晶圆尺度微制造技术对于可扩展的MEMS生产至关重要.
- 深度干蚀刻对于在MEMS中创建厚厚的压电薄膜至关重要.
研究的目的:
- 开发使用LiNbO3膜的压电MEMS的微制造工艺.
- 制造和描述用于传感和执行的LiNbO3-Si悬臂.
- 为了评估加速和频率传感MEMS设备的性能.
主要方法:
- 在SiO2/Si基板上5μm厚的LiNbO3薄膜的晶圆尺度微制造.
- 使用脉冲模式的Ar/SF6气体对LiNbO3薄膜进行深度干蚀刻.
- (YXlt)/128°/90°LiNbO3-Si带尖端质量的悬臂的制造和表征.
- 用Butterworth-Van Dyke模型进行的电阻分析.
主要成果:
- 制造的 LiNbO3-Si 悬臂,共振频率为 511 Hz 和 817 Hz.
- 获得了89.5%的质量因子和4.8%的机电合.
- 证明的线性位移灵敏度为5.28 ± 0.02 微米 V-1.1.
- 显示的高振动灵敏度为667mVg-1用于加速传感.
结论:
- 开发的微型制造工艺使基于LiNbO3的压电MEMS能够在晶圆规模上生产.
- 制造的悬臂适用于精确的加速和频率传感应用.
- 由于其线性位移特性,这些设备显示出高精度执行的潜力.
