MOCVD制备定向生长ZnO压电薄膜.pdfVIP

1358 功 能 材 料 2004 年增刊（35 ）卷 MOCVD 制备定向生长ZnO 压电薄膜* ∗ 林 煌，袁洪涛，童 强，张 阳，张 跃 （北京航空航天大学材料科学与工程学院，北京 100083 ） 摘 要：采用大气开放式金属有机化合物化学气相沉 2 实 验 积（A-MOCVD ）的方法，在普通多晶黄铜基片上制 备ZnO 薄膜。薄膜的SEM、XRD 结果表明ZnO 沿C 以乙酰丙酮化锌 Zn(C H O ) ·xH O （纯度为 5 7 2 2 2 轴取向垂直生长在基片上。综合分析 ZnO 自身晶体 98% ，美国Alpha 公司）为前驱物，以氮气为载气， 生长习性，提出了ZnO 薄膜在普通多晶铜表面的生长 采用化学气相沉积的方法，分别在不同气化室温度或 模型。并将ZnO 薄膜制备成压电双晶片元件，在光学 基片温度，相同的载气流速（1.0L/min）条件下，在 显微镜下能观察到元件尖端产生了很大的位移量，结 普通多晶黄铜基片上沉积 180min 制备了ZnO 薄膜。 果表明高定向性ZnO 薄膜具有优异的压电特性。该压 使用扫描电子显微镜(JEOL ，JSM5800)对ZnO 薄膜的 电器件使得传统的小变形双晶片元件的数学模型失 表面及断面的显微形貌进行了研究。并用X 射线衍射 效，有必要建立新型大变形双晶片物理、数学模型。 仪（日本理学D/max2200PC ）对薄膜的晶体结构、结 关键词：ZnO 薄膜；MOCVD ；定向生长；压电双 晶取向进行了分析。而且将 ZnO 薄膜制成压电双晶 晶片 [7] 片元件(unimorph) ，在光学显微镜下（江南光学仪 中图分类号：O484.1 ；O484.42 文献标识码：A 器厂XJZ-6 ）观察双晶片尖端位移，测试薄膜压电性 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊 能。 1 引 言 3 实验结果与讨论 ZnO 是一种优良的压电材料，它不仅具有大的机 3.1 XRD 分析 电耦合系数和低介电系数，以及较大的压电常数等性 XRD 物相分析的结果证实了所制备的薄膜确实 质，而且还有无污染，无毒性和来源广泛等优点。已 为具有C 轴取向的六方纤锌矿结构的ZnO 薄膜。基 经被广泛的应用于表面声学波（SAW ）器件、体声学 片温度为550℃的条件下取向性要好于500℃的条件。 波器件（BAW ）[1]等。 高质量的ZnO 压电薄膜应该是沿C 轴取向的致 密的薄膜。目前，人们已