PZT Piezoelectric Wafers- Next-Gen MEMS အတွက် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ဖြေရှင်းချက်

လျင်မြန်သော MEMS (Micro-Electromechanical Systems) ဆင့်ကဲပြောင်းလဲမှုခေတ်တွင်၊ မှန်ကန်သော piezoelectric ပစ္စည်းကို ရွေးချယ်ခြင်းသည် စက်စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် ဆုံးဖြတ်ချက်ချခြင်း သို့မဟုတ် ဖြတ်တောက်ခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ PZT (Lead Zirconate Titanate) ပါးလွှာသောဖလင် wafer များသည် AlN (Aluminum Nitride) ကဲ့သို့သော အခြားရွေးချယ်စရာများထက် ထိပ်တန်းရွေးချယ်မှုအဖြစ် ပေါ်ထွက်ခဲ့ပြီး၊ အစွန်းဆုံးအာရုံခံကိရိယာများနှင့် လှုံ့ဆော်ကိရိယာများအတွက် သာလွန်ကောင်းမွန်သော အီလက်ထရွန်းနစ်ချိတ်ဆက်မှုချိတ်ဆက်မှုကို ပေးစွမ်းသည်။

Vetek Semiconductor သည် စက်မှုလုပ်ငန်း ဦးဆောင် PZT-on-Si/SOI wafers များကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။ အဆင့်မြင့် ဖလင်လွှာ စုဆောင်းခြင်းကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ကျွန်ုပ်တို့သည် ရုပ်ရှင် ပင်ပန်းနွမ်းနယ်မှုနှင့် စွမ်းဆောင်ရည် ကျဆင်းခြင်းကဲ့သို့သော သာမာန်စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ အတားအဆီးများကို ကျော်လွှားနိုင်ရန် ထူးထူးခြားခြား ထူးထူးခြားခြား ရုပ်ရှင်တူညီမှုနှင့် ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးကို ပေးစွမ်းပါသည်။

အခြေခံဗိသုကာ- Pt နှင့် PZT ၏ပေါင်းစပ်မှု

Multi-layer stack ၏ သမာဓိသည် ferroelectric စွမ်းဆောင်ရည်အတွက် အခြေခံဖြစ်သည်။ ကျွန်ုပ်တို့၏ wafers များသည် သတ္တုလျှပ်ကူးပစ္စည်းနှင့် ကြွေလွှာပါးလွှာသော ရုပ်ရှင်များကို တိကျစွာ အင်ဂျင်နီယာနည်းဖြင့် အသုံးပြုသည်-

• PZT Piezoelectric Core-ကျွန်ုပ်တို့၏လုပ်ငန်းစဉ်သည် တင်းကျပ်သောပုံဆောင်ခဲလမ်းကြောင်းထိန်းချုပ်မှုအပေါ် အလေးပေးသည်။ Muralt (2000) အရ PZT သည် (100) သို့မဟုတ် (001) နှစ်ခြိုက်သော တိမ်းညွှတ်မှုရှိသော အရှည်လိုက် piezoelectric ကိန်းသေကို သိသာစွာ မြင့်မားစွာ ထုတ်ပေးပါသည်။ Vetek ၏ ပိုမိုကောင်းမွန်အောင်ပြုလုပ်ထားသော အပ်နှံမှုသည် မိုက်ခရိုအဆင့်အထူတွင်ပင် ကြီးမားသော စွမ်းအင်ထွက်ရှိမှုကို အားကောင်းစေသည့် (100) လမ်းကြောင်းကို သေချာစေသည်။
• Critical Pt Electrode Layer-ပလက်တီနမ် (Pt) သည် လျှပ်စစ်ပြွန်နှင့် PZT အတွက် ကြီးထွားမှုပုံစံ နှစ်မျိုးလုံးအဖြစ် ဆောင်ရွက်သည်။ အောက်ဆီဂျင်ကြွယ်ဝသောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ၎င်း၏မြင့်မားသောလျှပ်ကူးနိုင်စွမ်းနှင့် အပူတည်ငြိမ်မှုအတွက် ကျော်ကြားသော Pt သည် အောက်လျှပ်လျှပ်ပစ္စည်းအတွက် ရွှေစံနှုန်းဖြစ်သည် (Takahashi et al., 1994)။ PZT nucleation အတွက် အကောင်းဆုံးသော မျက်နှာပြင်ကို ပံ့ပိုးပေးရန်အတွက် ကျွန်ုပ်တို့သည် အလွန်နိမ့်သော မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှု (Ra <= 1.0 nm) ကို ထိန်းသိမ်းထားပါသည်။
• ပေါင်းစပ်ထားသော Buffer အလွှာများ-PZT နှင့် Silicon အလွှာကြားတွင် ဒြပ်စင်ပျံ့ပွားမှုကို တားဆီးရန်၊ ကျွန်ုပ်တို့သည် တိကျသော Buffer Layer စနစ်တစ်ခုကို ထည့်သွင်းထားသည်။ ဤအလွှာများသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအတားအဆီးနှင့် ဖိစီးမှုကြားခံတစ်ခုအဖြစ် လုပ်ဆောင်ကာ၊ ရှုပ်ထွေးသော MEMS etching လုပ်နေစဉ်အတွင်း wafer တစ်ခုလုံး၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို အာမခံပါသည်။

ပစ်မှတ်အပလီကေးရှင်းများ- PZT ကို မည်သည့်နေရာတွင် အသုံးပြုသနည်း။

စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားသော PZT wafers များသည် တိကျသောစက်မှုမှလျှပ်စစ်အာရုံခံခြင်း သို့မဟုတ် လျှပ်စစ်မှစက်ပိုင်းဆိုင်ရာလှုံ့ဆော်မှုလိုအပ်သော application များအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်-

• စားသုံးသူ အီလက်ထရွန်းနစ် (PMUT)-ပစ်မှတ်ဖောက်သည်များတွင် စမတ်ဖုန်း module ထုတ်လုပ်သူများနှင့် biometric လုံခြုံရေးကုမ္ပဏီများ ပါဝင်သည်။ Case ကိုအသုံးပြုပါ- PZT ရုပ်ရှင်များသည် မျက်နှာပြင်အောက် လက်ဗွေအာရုံခံရန်အတွက် ကြိမ်နှုန်းမြင့် ultrasonic လှိုင်းများကို ထုတ်ပေးပါသည်။ အမွေအနှစ်ဖြေရှင်းချက်များနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက PZT-based PMUTs များသည် ပိုမိုနက်ရှိုင်းသော ထိုးဖောက်ဝင်ရောက်မှုနှင့် ပိုမိုမြင့်မားသော ကြည်လင်ပြတ်သားမှုကို ပေးစွမ်းနိုင်သည် (Akbari et al., 2016)၊ လုံခြုံသော 3D ဇီဝမက်ထရစ်စစ်မှန်ကြောင်းကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။
• ဆက်သွယ်ရေး (RF MEMS)-ပစ်မှတ်ဖောက်သည်များတွင် RF ရှေ့ဆုံး ချစ်ပ်ဒီဇိုင်နာများနှင့် 5G/6G အခြေခံအဆောက်အအုံပံ့ပိုးပေးသူများ ပါဝင်သည်။ အသုံးပြုမှုကိစ္စ- PZT ၏ မြင့်မားသော အီလက်ထရွန်းနစ်ချိတ်ဆက်မှုဆိုင်ရာ ဖော်ကိန်းကို အသုံးပြု၍ ညှိနိုင်သော စစ်ထုတ်မှုများကို ဖန်တီးပါ။ ၎င်းသည် 5G ကွန်ရက်များတွင် လှိုင်းနှုန်းပိတ်ဆို့မှုများကို စီမံခန့်ခွဲရန်အတွက် အရေးကြီးသော အချက်ပြဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချပြီး လှိုင်းနှုန်းကို ချဲ့ထွင်စေသည်။
• စက်မှုပုံနှိပ်ခြင်း-ပစ်မှတ်ဖောက်သည်များတွင် စက်မှုအင်ဂျတ်ပရင်တာ ထုတ်လုပ်သူများနှင့် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ် မျက်နှာပြင် (OLED) ထုတ်လုပ်သူများ ပါဝင်သည်။ Case ကိုအသုံးပြုပါ- PZT wafers များကို အလွန်မြန်သော actuator များအဖြစ် မိုက်ခရိုစက်ဖြင့် ပြုလုပ်ထားပါသည်။ မင်ခန်းကို ချက်ခြင်း ပုံပျက်စေခြင်းဖြင့် ၎င်းတို့သည် OLED ထုတ်လုပ်မှုနှင့် အရည်အသွေးမြင့် 3D ပရင့်ထုတ်ခြင်းအတွက် အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်သော pico-litre တိကျသောအရည်များကို ဖြန့်ဝေပေးသည်။
• ကျန်းမာရေးစောင့်ရှောက်မှု:ပစ်မှတ်ဖောက်သည်များတွင် ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာ R&D နှင့် လက်ကိုင်အာထရာဆောင်းစတင်ခြင်းများ ပါဝင်သည်။ Case ကိုအသုံးပြုပါ- အတွင်းပိုင်းပုံရိပ်ဖော်ရန်အတွက် Intravascular Ultrasound (IVUS) ကို မောင်းနှင်ခြင်း။ ၎င်းသည် ပစ်မှတ်ထားသော ဆေးဝါးပေးပို့မှုအတွက် မြင့်မားသော၊ အသံတိတ်ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ nebulizers များ၏ နှလုံးသားအဖြစ်လည်း ဆောင်ရွက်ပါသည်။
• မော်တော်ကား-ပစ်မှတ်ဖောက်သည်များသည် အလိုအလျောက်မောင်းနှင်နိုင်သော ဖြေရှင်းချက်ပေးသူများနှင့် စမတ်လေယာဉ်မှူး HMI ဆော့ဖ်ဝဲရေးသားသူများ ပါဝင်သည်။ Case ကိုအသုံးပြုပါ- မော်တော်ကား ultrasonic အာရုံခံကိရိယာများ၏ ထောက်လှမ်းမှုအကွာအဝေးကို တိုးချဲ့ခြင်း။ ထို့အပြင်၊ ၎င်းသည် ထိတွေ့မျက်နှာပြင်များတွင် Haptic Feedback ကို ပံ့ပိုးပေးကာ ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာခလုတ်များ၏ ထိထိမိမိခံစားရမှုကို အတုယူပါသည်။

Vetek Semiconductor ကို ဘာကြောင့် ရွေးချယ်တာလဲ။

• သာလွန် ကန့်သတ်ချက်များ-Piezoelectric ကိန်းသေ d31 သည် ပုံမှန်အားဖြင့် 200 pC/N သို့ရောက်ရှိပြီး e31 coefficient တည်ငြိမ်ပြီး -15 C/m2 တွင်ရှိသည်။
• စွယ်စုံရအလွှာများခုခံနိုင်စွမ်းအားမြင့် SOI အလွှာများ (> 5000 ohm/cm) အပါအဝင် 6 လက်မနှင့် 8 လက်မ ဖော်မတ်များဖြင့် ရနိုင်သည်။
• စိတ်ကြိုက် စိတ်ကြိုက်ပြုလုပ်ခြင်း-ကျွန်ုပ်တို့သည် Customer Supplied Wafers (Foundry Service) ကို ပံ့ပိုးထားပြီး သင်၏ သီးခြား ပဲ့တင်ထပ်နှုန်း လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီစေရန် PZT နှင့် Pt အလွှာများ၏ အထူအချိုးကို စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်နိုင်ပါသည်။

စာရေးသူ-Sera Lee

ပညာရပ်ဆိုင်ရာ အကိုးအကားများ-

[1] Muralt, P. (2000)။ "မိုက်ခရိုဆင်ဆာများနှင့် လှုံ့ဆော်ကိရိယာများအတွက် PZT ပါးလွှာသောရုပ်ရှင်များ- ပြဿနာများနှင့် တိုးတက်မှု။"Micromechanics နှင့် Microengineering ဂျာနယ်။

[2] Trolier-McKinstry, S., et al. (၂၀၁၈)။ "MEMS အတွက် Piezoelectric Thin Films"ပစ္စည်းများ သုတေသန၏ နှစ်ပတ်လည် ပြန်လည်သုံးသပ်ခြင်း။

[3] Akbari, M., et al. (၂၀၁၆)။ "ဆေးဘက်ဆိုင်ရာပုံရိပ်ဖော်ခြင်းအတွက် Piezoelectric Micromachined Ultrasonic Transducers (pMUTs)"Piezoelectric MEMS Resonators တွင်။