한국위성정보통신학회논문지 (Journal of Satellite, Information and Communications)

한국위성정보통신학회 (Korea Society of Satellite Technology)
권호 표지

압전 MEMS 스위치 구현을 위한 DLC 구조층에 관한 연구

DLC Structure Layer for Piezoelectric MEMS Switch

  • 황현석 (서일대학교 전기과) ;
  • 이경근 (성균관대학교 전기전자 및 컴퓨터공학과) ;
  • 유영식 (여주대학 전기과) ;
  • 임윤식 (여주대학 방송제작 연예과) ;
  • 송우창 (강원대학교 삼척캠퍼스 전기공학과)
  • 투고 : 2011.01.31
  • 심사 : 2011.03.08
  • 발행 : 2011.06.30
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초록

본 논문에서는 d33 모드로 구동하여 우수한 성능을 가지는 RF-MEMS 스위치의 구현을 위한 희생층과 구조층의 조합으로서 DLC와 포토레지스트를 제안하였다. 포토레지스트의 경화현상을 방지하기 위하여 DLC 구조층은 상온에서 RF-PECVD 방법을 이용하여 증착하였다. 그리고 PZT 압전층은 RF 마그네트론 스퍼터링 방법을 이용하여 상온에서 구조층 위에 증착하였으며, 희생층의 제거 후 결정화를 위하여 급속 열처리 (RTA) 장비를 이용하여 후 열처리하였다. PZT의 결정화 과정과 DLC의 기계적 성질의 변화를 다양한 온도조건에 따라 분석한 결과 DLC는 PZT의 결정화 온도까지 영률과 강도면에서 우수한 특성을 나타냄을 확인하였다. 또한 포토레지스트를 사용함으로서 공정을 단순화하고 낮은 비용으로 제작이 가능하였다.

In this paper, a new set of structural and sacrificial material that is diamond like carbon (DLC)/photoresist for high performance piezoelectric RF-MEMS switches which are actuated in d33 mode is suggested. To avoid curing problem of photoresist sacrificial layer, DLC structure layer is deposited at room temperature by radio frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (RF-PECVD) method. And lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric layer is deposited on structure layer directly at room temperature by rf magnetron sputtering system and crystallized by rapid thermal annealing (RTA) equipment. Particular attention is paid to the annealing of PZT film in order to crystallize into perovskite and the variation of mechanical properties of DLC layer as a function of annealing temperature. The DLC layer shows good performance for structure layer in aspect to Young's modulus and hardness. The fabrication becomes much simpler and cheaper with use of a photoresist.

키워드

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