Untersuchungen zur Integration piezoelektrischer und elektrostriktiver Dünnschichtkeramiken in einen elektromechanischen Mikrorelaisantrieb:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Aachen
Shaker
2003
|
| Schriftenreihe: | Berichte aus der Elektrotechnik
|
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V
INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT
.
III
INHALTSVERZEICHNIS
.
V
FORMELZEICHEN
UND
ABKUERZUNGEN
.
VIII
1
EINLEITUNG
.
1
1.1
TECHNISCHE
RELEVANZ
.
1
1.2
STAND
DER
KENNTNIS
.
2
1.3
ZIELSETZUNG
UND
AUFBAU
DER
ARBEIT
.
4
2
GRUNDLAGEN
.
5
2.1
PIEZOELEKTRIZITAET
.
5
2.1.1
PIEZOELEKTRISCHE
EFFEKTE
.
5
2.1.2
PIEZOELEKTRISCHE
PARAMETER
.
7
2.1.3
PIEZOELEKTRISCHE
MATERIALIEN
.
9
2.2
ELEKTROSTRIKTION
.
11
2.3
HERSTELLUNGSVERFAHREN
FILR
DUENNSCHICHTEN
.
12
2.4
STRUKTURIERUNGSVERFAHREN
.
14
2.4.1
DUENNSCHICHT-STRUKTURIERUNG
.
14
2.4.2
MIKROMECHANIK-TECHNOLOGIEN
.
16
2.5
PIEZOELEKTRISCHES
BIEGEBALKENWANDLER-PRINZIP
.
17
3
MIKROAKTORKONZEPT
FUER
EINE
RELAISANWENDUNG
.
20
3.1
ANFORDERUNGEN
UND
DESIGN
.
20
3.2
PROZESSABFOLGE
UND
TECHNOLOGIEAUSWAHL
.
22
3.3
BERECHNUNGEN
UND
FINITE-ELEMENTE-SIMULATION
.
26
3.3.1
BERECHNUNGEN
AN
EINEM
ZWEISCHICHTSYSTEM
.
26
3.3.2
FE-METHODE
ZUR
ANALYSE
EINES
MEHRSCHICHTMODELLS
.
28
VI
INHALTSVERZEICHNIS
4
ENTWICKLUNG
UND
UNTERSUCHUNG
AKTORISCHER
DUENNSCHICHTMATERIALIEN
.
32
4.1
BLEIZIRKONAT-TITANAT
(PZT)
.
32
4.1.1
PROBENPRAEPARATION
.
32
4.1.2
DUENNSCHICHTCHARAKTERISIERUNG.
34
4.1.2.1
STRUKTURANALYSE
.
35
4.1.2.2
ELEKTRISCHE
UND
ELEKTROMECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
36
4.2 NIOB-DOTIERTES
BLEIZIRKONAT-TITANAT
(PNZT)
.
44
4.2.1
PROBENPRAEPARATION
.
44
4.2.2
DUENNSCHICHTCHARAKTERISIERUNG.
46
4.2.2.1
STRUKTURANALYSE
.
46
4.2.2.2
ELEKTRISCHE
UND
ELEKTROMECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
47
4.3
BLEIMAGNESIUM-NIOBAT
-
BLEITITANAT
(PMN
-
PT)
.
51
4.3.1
PROBENPRAEPARATION
.
52
4.3.2
DUENNSCHICHTCHARAKTERISIERUNG.
54
4.3.2.1
STRUKTURANALYSE
.
54
4.3.2.2
ELEKTRISCHE
UND
ELEKTROMECHANISCHE
EIGENSCHAFTEN
.
56
4.4
AUSWAHL
EINES
INTEGRATIONSMATERIALS
FTLR
DEN
MIKROAKTOR
.
61
5
ENTWICKLUNG
VON
INTEGRATIONSPROZESSEN.
62
5.1
SCHICHTAUFBAU
DER
BASISWAFER
.
62
5.2
DEPOSITIONSPROZESSE
.
63
5.2.1
SPUTTER-METALLISIERUNG:
PLATIN-ELEKTRODEN
.
63
5.2.2
CSD-VERFAHREN:
PZT-DUENNSCHICHT
.
66
5.2.3
STRESSKOMPENSATION:
PECVD-NITRID
.
68
5.2.4
ELEKTRISCHE
VERBINDUNGEN:
GOLDLEITERBAHNEN
UND
KONTAKTPADS
.
70
5.3
STRUKTURIERUNGSPROZESSE
.
70
5.3.1
FOTOLITHOGRAPHIE
.
71
5.3.2
ELEKTRODENSTRUKTURIERUNG
.
73
5.3.3
PZT-STRUKTURIERUNG
.
74
5.3.4
NITRID
UND
SILIZIUMOXID-STRUKTURIERUNG
.
77
5.3.5
GOLD-STRUKTURIERUNG
.
78
5.3.6
SILIZIUM-STRUKTURIERUNG
DES
WAFERS
.
79
INHALTSVERZEICHNIS
VU
6
AUFBAU
UND
CHARAKTERISIERUNG
DES
MIKROAKTORS
.
82
6.1
UMSETZUNG
DES
MIKROAKTORDESIGNS
.
82
6.2
CHARAKTERISIERUNG
DER
ERSTEN
FUNKTIONSMUSTER
.
86
6.2.1
ELEKTROMECHANISCHES
VERHALTEN
.
86
6.2.2
FEDERSTEIFIGKEIT
UND
KRAFT
.
94
7
MODIFIKATION
DES
MIKROAKTORDESIGNS
.
96
7.1
DAS
BIMORPH-PRINZIP
.
96
7.2
FE-METHODE
ZUR
ANALYSE
EINES
BIMORPH-DUENNSCHICHTAKTORS
.
99
7.3
ENTWURF
EINES
BIMORPH-DUENNSCHICHTAKTORS.
101
7.4
ZUSAETZLICHE
INTEGRATIONSPROZESSE
FUER
EINEN
BIMORPH-DUENN-SCHICHTAKTOR.
103
8
SCHLUSSFOLGERUNGEN
.
107
8.1
ZUSAMMENFASSUNG.
107
8.2
AUSBLICK
.
109
LITERATUR
.
111
A
ANHANG
.
120 |
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