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Study of PZT film stress in multilayer structures for MEMS devices

机译：MEMS器件多层结构中PZT薄膜应力研究

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Residual stress in the multilayer Si/Dielectric/Pt/PZT/Pt stack was measured as a function of annealing conditions, sol-gel derived PZT (Lead Zirconate Titanate-52/48) thickness, SiO_2 and/or Si_3N_4 dielectric films thickness. Residual stress in the Si_3N_4 layer varied from -201 to +1275 MPa and from -430 to +511 MPa in the SiO_2 layer. Furnace annealing of the bottom Pt film reduced the stress over rapid thermal annealing (rTA). Stress dueto PZT films was the controlling factor for the final stress of the stack. Upon increasing PZT thickness, stress became less tensile for Si_3N_4 dielectric and more tensile for SiO_2. The deposition of the top Pt on PZT followed by RTA at 300 deg C in nitrogen had a minimal effect on the final stress of the stack. The average tensile stress for the Si/SiO_2/Pt/PZT/Pt and Si/Si_3N_4/Pt/PZT/Pt stacks was 140 +-25 and 476+-235 MPa respectively.
机译：测量多层Si /介电/ Pt / Pt / Pt堆中的残余应力作为退火条件的函数，溶胶 - 凝胶衍生的PZT（铅锆酸盐-52 / 48）厚度，SiO_2和/或Si_3N_4介电膜厚度。 Si_3N_4层中的残余应力在-201至+1275MPa中变化，在SiO_2层中的-430至+ 511MPa。底部Pt膜的炉退火将应力降低了快速热退火（RTA）。压力Dueto PZT薄膜是堆叠最终应力的控制因子。在增加PZT厚度时，应力变得较小，对于Si_3N_4电介质和更拉伸的SiO_2的拉伸较小。 PTT上的PTT在PZT上的沉积，然后在300℃下在氮气下对堆叠的最终应力产生最小的影响。 Si / SiO_2 / Pt / Pt / Pt和Si / Si_3N_4 / pt / Pt / Pt堆的平均拉伸应力分别为140±25和476±235MPa。

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