MEMS structures utilizing the piezoelectric effect are used to fabricate a wide variation of sensingand actuating devices. The most common piezoelectric material for MEMS is PZT which has beenintensively investigated. In order to improve the performance of PZT and create materialsoptimized for specific applications, altered versions of PZT are being investigated. One way toalter the behavior of PZT is to introduce dopants. In this work, doped and non-doped PZT filmshave been fabricated using the sol-gel deposition process and the transverse piezoelectriccoefficient (e31) value of these films has been measured. Two types of dopants have been used tosee if these dopants could boost the e31 making the film more suitable for energy harvestingapplications. Furthermore processes alteration has been performed to increase the quality andthroughput of the PZT film fabricated at Silex Microsystems. The quality of the film could be seenby inspecting the level of non-uniform areas in regards to color and clarity of the film. The qualitywas improved and the color and clarity uniformity across the wafer was visibly improved. Thethroughput of the PZT deposition process was increased by ~33% by finding an alternative processrequiring fewer crystallization steps. One type of dopant gives an e31 increase of ~12% compared to the highest e31 value previously obtained at Silex Microsystems using non-doped PZT. / Piezoelektrisk MEMS används för att konstruera många olika sorters av sensorer och aktuatorer.Det piezoelektriska material som används mest frekvent inom MEMS är PZT, vilket har blivitintensivt undersökt. För att förbättra prestandan hos PZT och skapa material optimerade förspecifika applikationer, undersöks olika modifikationer av PZT. Ett sätt att modifiera egenskapernahos PZT är att introducera dopningsämnen. I detta arbete har filmer av dopad och odopad PZTtillverkats med en sol-gelprocess och e31-värdet hos dessa filmer har mätts. Två typer avdopningsämnen har använts för att se om ett högre e31-värde kunde nås vilket skulle göra filmenbättre för ”energy harvesting” tillämpningar. Dessutom har process-modifikationer gjorts för attförbättra sol-gel processen hos Silex Microsystems. Modifikationerna gjordes med målet attförbättra kvaliteten hos filmen och minska processtiden. Kvaliteten hos filmen kunde observerasgenom att se i vilken utsträckning filmen var uniform i färg och klarhet. Efter modifikationerna påprocessen så förbättrades både dessa aspekter. Färgskillnader kunde inte längre observeras påfilmen och klarheten ökade. Produktionstiden minskade med ~33% med hjälp av en stabilalternativ process som krävde färre kristalliseringssteg. Ett av dopningsämnena förbättrade e31-värdet med ~12% jämfört med det e31-värdet hos den odopade filmen tidigare skapad av SilexMicrosystems.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-200934 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Scott-Robert, Jesper |
| Publisher | KTH, Skolan för elektro- och systemteknik (EES) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EE, 1653-5146 ; 2016:198 |
Page generated in 0.0181 seconds