Deposition of PZT on copper-coated polymer films

• Autorzy: Suchaneck G. , Volkonskiy O. , Gerlach G. , Hubicka Z. , Dejneka A. , Jastrabik L. , Gunther S. , Schultheiss E.

Warianty tytułu

PL

Osadzanie PZT na powłokach polimerowych pokrytych miedzią

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work we analyze the deposition process of (111)-textured Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) thin perovskite films directly on copper-coated polymer films. Cu thin films with a thickness of about 200 nm were deposited by DC sputtering in a reel-to-reel processing system onto KaptonŽ HN films with a thickness of 25 žm comprising an in-situ reactively sputtered dielectric TiO2-x adhesion layer. PZT thin films with a thickness of 200 to 400 nm were deposited using a pulse-modulated RF plasma jet system consisting of a hollow cathode for reactive sputtering.

PL

W pracy analizujemy proces osadzania cienkiej powłoki perowskitowej, złożonej z Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) o teksturze (111), bezpośrednio na powłokach polimerowych pokrytych miedzią. Cienkie powłoki Cu o grubości około 200 nm zostały osadzone za pomocą stałoprądowego rozpylania jonowego, w układzie przetwarzania szpula na szpulę, na powłoki KaptonŽ HN o grubości 25 žm, zawierające in-situ reakcyjnie rozpyloną adhezyjną warstwę dielektryczną TiO2-x. Cienkie powłoki PZT o grubości od 200 do 400 nm osadzano przy pomocy układu z palnikiem plazmowym modulowanym impulsowo z częstotliwością radiową (RF), zawierającego katodę wnękową, przeznaczoną do rozpylania reakcyjnego.

Słowa kluczowe

EN

PZT thin films; plasma jet; deposition; reactive suttering

PL

powłoka PZT; palnik plazmowy; osadzanie; rozpylanie reakcyjne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 4
• Strony: 456--460
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Suchaneck G.

autor

Volkonskiy O.

autor

Gerlach G.

autor

Hubicka Z.

autor

Dejneka A.

autor

Jastrabik L.

autor

Gunther S.

autor

Schultheiss E.

• TU Dresden, Solid State Electronics lab. Dresden, Germany,

Bibliografia

• 1. Müller K.-H.: „Role of incident kinetic energy of adatoms in thin film growth”, Surf. Sci., 184, (1987), L375-L382.
• 2. Itoh T., Nakamura T., Muromachi M., Sugiyama T.: „Low temperature silicon epitaxy by partially ionized vapor deposition”, Jpn. J. Appl. Phys., 16, (1977), 553-557.
• 3. Hultman L., Sundgren J.-E., Greene J.E., Bergstrom D.B., Petrov I.: „High-flux low-energy (320 eV) N+2 ion irradiation during TiN deposition by reactive magnetron sputtering: Effects on microstructure and preferred orientation”, J. Appl. Phys., 78, (1995), 5395-5403.
• 4. Park B., Jung D.-H., Lee G., Lee J.-J., Joo J.-H.: „Synthesis of TiO2 films by ICP-assisted DC magnetron sputtering”, Surf. Coat. Technol., 174-175, (2003), 643-647.
• 5. Gewartowski J.W., Watson H.A.: „Principles of electron tubes”, Van Nostrand, Princeton (NY), (1956).
• 6. Goebel D.M., Jameson K.K., Watkins R.M., Katz, I., Mikellides I.G.: „Hollow cathode theory and experiment I. Plasma characterization using fast miniature scanning probes”, J. Appl. Phys., 98, (2005), 113302.
• 7. Šicha M., Hubička Z., Soukup. L., Jastrabik L., Čada M., Špatenka P.: „Low pressure RF multi-plasma-jet system for deposition of alloy and composite thin films”, Surf. Coat. Technol., 148, (2001), 199-205.
• 8. Hubička Z., Virostko P., Tichý M., Čada M., Adámek P., Olejnícek J., Deyneka A., Churpita, O., Valvoda V., Jastrabík L.: „Deposition of BaxSr1-xTiO3 thin films by double RF hollow cathode plasma jet system”, Contrib. Plasma Phys., 48, (2008), 515 – 520.
• 9. Hubička Z., Čada M., Adámek P., Virostko P., Olejníček J., Deyneka A., Jastrabik L., Jurek K., Suchaneck G., Guenther M., Gerlach G., Boháč P.: „Investigation of the RF modulated plasma jet system during the deposition of Pb(ZrxTi1-x)O3 thin films on polymer substrates”, Surf. Coat. Technol., 200, (2005), 940-946.
• 10. Günther S., Schönberger W., Straach S., Schiller, N., Kirchhoff V.: „Flexible circiut board material and method for producing the same”, Patent WO 002008138532 A1, 20.11.2008.
• 11. Günther S., Fahland M., Fahlteich J., Schiller N.: „Vacuum web coating technologies for flexible electronics”, Proc. Int. Symp. Flex. Electronics & Display (ISFED), Hsinchu, Taiwan (2007).
• 12. May C., Milde F., Teschner, G.: „Process development for large area reactive magnetron sputtering”, Proc. 45th Annual Technical Conference of the Society of Vacuum Coaters, Lake Buena Vista (FL), USA (2002).
• 13. Suchaneck G., Lin W.-M., Vidyarthi V.S., Gerlach G., Hartung, J.: „Perspectives of large area Pb(Zr.Ti)O3 thin film deposition”, J. Europ. Ceram. Soc., 27, (2007), 3789-3792.
• 14. Suchaneck G., Hubicka Z., Dejneka A., Guenther, M., Günther S., Meyer B., Jastrabik L., Gerlach, G., Schultheiss E.: „Deposition of PZT thin films on copper-coated polymer foils – challenges and perspectives”, Ferroelectrics, 379, (2009), 107-112.
• 15. Krupanidhi S.B., Hu H., Kumar V.: „Multi-ion reactive sputter deposition of ferroelectric Pb(Zr,Ti)O3 thin films”, J. Appl. Phys., 71, (1992), 376-388.
• 16. Suchaneck G., Lin W.-M., Gerlach G., Deyneka A., Jastrabik L.: „Multi-target reactive sputter deposition of lead-enriched Pb(Zr,Ti)O3 thin films”, Integrated Ferroelectrics, 80, (2006), 189-195.
• 17. Bruchhaus R., Pitzer D., Primig R., Schreiter M., Wersing W: „PZT thin films grown by multi-target sputtering: Analysis of thin film stress”, Integrated Ferroelectrics, 21, (1998), 461-467.
• 18. Kuru Y., Wohlschlögel M., Welzel U., Mittemeijer E.J.: „Crystallite size dependence of the coefficient of thermal expansion of metals”, Appl. Phys. Lett., 90, (2007), 243113.
• 19. Du Pont Kapton® HN datasheet, URL: http://www.dupont.com.
• 20. Suchaneck G., Hubicka Z., Jastrabik L., Dejneka A., Kiselev D., Bdikin I., Kholkin A., Gerlach G.: „Deposition of PZT thin films on copper-coated polymer foils Reliability and Properties of Electronic Devices on Flexible Substrates”, edited by J.R. Greer, J. Vlassak, J. Daniel and T. Tsui, Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Volume 1116E, (2009), 1116E-I03-05.
• 21. Kuoni A., Holzherr R., Boillat M., de Rooij N.F.: „Polyimide membrane with ZnO piezoelectric thin film pressure transducers as a differential pressure liquid flow sensor”, J. Micromech. Microeng., 13, (2003), S103-S107.
• 22. Kuoni A., Boillat M., de Rooij N.F.: „A highly parallel piezoelectric printing device for micro-array technology”, 17th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS). IEEE, Piscataway (N.J.), (2007), 466-469.
• 23. Gao P.X., Song J., Liu J., Wang Z.L.: „Nanowire piezoelectric nanogenerators on plastic substrates as flexible power sources for nanodevices”, Adv. Mat., 19, (2007), 67-72.
• 24. Kolesar E.S., Dyson, C.S.: „Object imaging with a piezoelectric robotic tactile sensor”, J. Micro-electromech. Syst., 4, (1995), 87-96.