Введение
ГЛАВА 1 Тонкие сегнетоэлектрические пленки цирконата-титаната свинца (PZT): обзор литературы 12
1.1. Тонкие сегнетоэлектрические пленки PZT 12
1.1.1. Применение тонких пленок PZT в устройствах микроэлектроники 13
1.1.2 Традиционные методики отжига 18
1.1.3 Микроволновый отжиг 24
1.2. Лазерный отжиг 28
1.2.1 Эксимерный лазер 29
1.2.2. CO2 лазер 32
1.2.3 Полупроводниковый лазер 33
1.3. Фемтосекундное лазерное излучение 35
1.3.1 Особенности взаимодействия фемтосекундного излучения с веществом 36
1.4. Нелинейно-оптическая диагностика сегнетоэлектриков 39
1.4.1. Общие вопросы генерация второй оптической гармоники 39
1.4.2. Применение ГВГ для исследования фазовых переходов 40
1.4.3. Определение абсолютных значений нелинейной воприимчивости 44
1.5. Механизмы процессов отжига и их моделирование 46
1.6. Элементы электронной техники, для которых необходим локальный отжиг сегнетоэлектрических микроструктур 50
1.7. Заключение по Главе 1. Основные задачи диссертационной работы 51
ГЛАВА 2 Экспериментальные методики 54
2.1. Описание образцов 54
2.2. Методика отжига фемтосекундным лазером 57
2.2.1 Фокусировка в область порядка десяти микрон («мягкая фокусировка») 58
2.2.2 Фокусировка в область порядка единиц микрон («жесткая фокусировка») 60
2.3. Методика диагностики кинетики отжига методом ГВГ 64
2.3.1 Однолучевая схема 64
2.3.2 Двулучевая схема 65
2.4. Методика исследования отожженных областей пленок 67
2.4.1. Оптическая микроскопия 67
2.4.2. Просвечивающая электронная микроскопия 69
2.4.3 Атомно-силовая микроскопия пьезоотклика 71
2.5. Заключение по Главе 2 72
ГЛАВА 3 Кинетика процесса кристаллизации пленок pzt при фемтосекундном лазерном отжиге 74
3.1 Отжиг излучением с длиной волны 1040 нм 74
3.2 Отжиг излучением с длиной волны 800 нм 75
3.3 Заключение по Главе 3 78
ГЛАВА 4 Микроструктура и сегнетоэлектрические свойства отожженных структур 80
4.1 Топография поверхности пленок PZT, отожженных фемтосекундным лазером 80
4.2 Внутренняя микроструктура отоженных пленок 82
4.3 Результаты оптической микроскопии 84
4.3.1 Линейно-оптические изображения 84
4.3.2 Нелинейно-оптические изображения 86
4.3.2 Сравнение линейно- и нелинейно-оптических изображений отожженных областей 88
4.4 Оценка величины нелинейно-оптической восприимчивости 91
4.5 Пьезоотклик и переключаемость сегнетоэлектрической поляризации перовскитных микрообластей отожженных пленок 92
4.6 Сопоставление результатов. Критерий качества кристаллизации пленок PZT 95
4.7 Заключение по Главе 4 97
ГЛАВА 5 Моделирование температуры нагрева пленки pzt в процессе фемтосекундного лазерного отжига 98
5.1 Моделирование пространственного распределения температурного
профиля 98
5.2. Моделирование процесса отжига 101
5.3. Заключение по Главе 5 104
Заключение 106
Список цитируемой литературы 108
