Herstellung und Integration von piezoelektrischen Pb(ZrxTi1-x)O3-Schichten außerordentlicher Schichtdicke für die Erschließung neuer Anwendungsgebiete

Das sogenannte Gasflusssputtern ist ein vielversprechendes und vielseitiges Abscheideverfahren, weil es die Deposition von Schichten mit einer Schichtstruktur von stark kolumnar bis überaus kompakt erlaubt. Dieses weite Spektrum an Eigenschaften wurde für die Optimierung von piezoelektrischen Pb(ZrxTi1-x)O3-Schichten mit einer ausgeprägten Säulenstruktur und einer damit einhergehenden lateralen Schichtentkopplung genutzt. Die bis zu 30 µm dicken Schichten zeichnen sich durch ungewöhnlich hohe longitudinale, piezoelektrische Ladungskonstanten von d33,f ~500 pm/V aus. Basierend auf diesen PZT-Schichten wird ein MEMS-kompatibler Fertigungsprozess für die Herstellung von im Dickenmode oszillierenden, hochfrequenten Ultraschallwandlern und Ergebnisse der Charakterisierung dieser vorgestellt.