Herstellung ferroelektrischer Dünnschichten mittels direkter UV-Lithografie

Inhalt:
Mikrostrukturierte ferroelektrische Dünnschichten mit hohen Ferroelektrizitäts-, Piezoelektrizitäts- und Dielektrizitätskonstanten, wie z.B. Blei-Zirkonat-Titanat (PZT, PbZrxTi1-xO3), werden in der Sensortechnik, in Kondensatoren und FeRAM-Speichern benötigt. Bei dem hier vorgestellten Verfahren handelt es sich um eine neuartige Abscheidungs- und Strukturierungsmethode zur Herstellung solch mikrostrukturierter oxidkeramischer Dünnschichten. Es beruht auf der direkten lithografischen Mikrostrukturierung präkeramischer Gelschichten durch UV-induzierte Polymerisation von metallorganischen Verbindungen eines Sols/Gels, welches polymerisierbare Monomerkomponenten als Liganden enthält, und der anschließenden Überführung der Gelschichten in die gewünschten keramischen Schichten durch thermische Behandlung. Folglich verkürzt das hier vorgestellte Verfahren die Prozesskette, da aufgrund der Kombination von Abscheidungs- und Strukturierungsschritt auf zusätzliche Prozessschritte zur Strukturierung verzichtet werden kann. Der Machbarkeitsnachweis konnte am für die Mikrosystemtechnik relevanten System Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) erbracht werden. Es konnten mikrostrukturierte, rissfreie, kristalline PZT-Dünnschichten erhalten werden.