Neue piezoelektrische Materialien für die Mikroaktorik
Conference: Technologien und Werkstoffe der Mikro- und Nanosystemtechnik - 1. GMM-Workshop
05/07/2007 - 05/08/2007 at Karlsruhe
Proceedings: Technologien und Werkstoffe der Mikro- und Nanosystemtechnik
Pages: 6Language: germanTyp: PDF
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Authors:
Kügeler, Carsten; Pithan, Christian; Waser, Rainer (IFF, Forschungszentrum Jülich, 52425 Jülich, Germany)
Böttger, Ulrich; Waser, Rainer (IWE II, RWTH-Aachen, Sommerfeldstr. 24, 52074 Aachen, Germany)
Abstract:
Dieser Beitrag beschreibt die Integration piezoelektrischer Materialien in siliziumbasierte Mikrosysteme, wobei es sich dabei um bleihaltige oder bleifreie Werkstoffe handeln kann. Die Abscheidung erfolgt in Form dünner Schichten (ca. 100 - 300 nm) aus der flüssigen Phase mittels Chemical Solution Deposition (CSD). Elektromechanische Messungen weisen einen Piezokoefizienten d33 von mehr als 100 pm/V auf und zeigen keine Ermüdung für mehr als 108 Schaltzyklen. Unter Ausnutzung des inversen piezoelektrischen Effekts sind durch die Integration von PZT Dünnschichten Aktoren von einigen hundert Mikrometern Länge realisiert worden, die Auslenkungen von 80 µm erreichen und dabei mit einer Betriebsspannung von nur 5 V auskommen. Diese Entwicklung wird zum Bau eines auf Silizium integrierten, piezoelektrischen Hochfrequenzschalters genutzt, der bei Schaltfrequenzen von bis zu 20 GHz ein Schaltlevel von mehr als 20 dB aufweist und dabei im Vergleich zu elektrostatisch betriebenen Schaltern mit wesentlich kleineren Betriebsspannungen auskommt.