Электронная микроскопия функционально активных наноразмерных материалов для микро- и наноэлектроники

• Автор: Жигалина, Ольга Михайловна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 365 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1. Применение пленок ЦТС и ТБС в микроэлектронике

1.2. Получение тонких сегнетоэлектрических пленок

1.2.1. Основные методы получения пленок

1.2.2. Перспективы применения методов формирования пленок

1.3. Диаграмма фазового равновесия и структурные превращения в пленках ЦТ/ТБС

1.4. Факторы, определяющие соотношение структура-свойства для пленок ЦТС/ТБС, полученных химическим осаждением ...42 из растворов

1.4.1. Химия растворов и стехиометрия пленок ЦТС

1.4.2. Влияние химического состава пленок ТБС на их свойства

1.4.3.Процессы кристаллизации и микроструктура

1.4.4. Термическая обработка
1.4.5. Влияние подложек при формировании композиций
на основе пленок ЦТС/ТБС
1.4.6. Особенности наблюдения доменной структуры
тонких пленок методами ПЭМ и АСМ
1.5 Структуры на основе сегнетоэлектрических и углеродных нанотрубок
1.5.1. Наноструктурированные сегнетоэлектрики в пористых матрицах
1.5.2. Структура, методы синтеза и физические свойства углеродных нанотрубок/нановолокон и композитов на их основе
1.5.2.1. Виды углеродных наноструктур
1.5.2.2. Физические свойства углеродных НТ
1.5.2.3. Заполнение каналов ОСНТ неорганическими соединениями и структуры композитов Шкристалл@ОСНТ
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Материалы
2.1.1. Многослойные структуры на основе сегнетоэлектрических пленок
2.1.2. Сегнетоэлектрики в пористых мембранах
2.Г.З. Формирование нанокомпозитов «ОСНТ@ПУ»
2.21 Методы исследования и оборудование
2.2.1. Растровая электронная микроскопия
2.2.2. Просвечивающая электронная микроскопия
2.2.3. Рентгенофазовын анализ
2.2.4. Атомно-силовая микроскопия
2.2.5. Метод генерации второй оптической гармоники

2.2.6. Метод импеданс спектроскопии для исследования электронных свойств нанокомпозитов «ОСНТ@ПУ»
2.2.7. Электрофизические свойства пленок ЦТС/ТБС
ГЛАВА 3. Многослойные композиции на основе пленок титаната-цирконата свинца и титаната бария-стронция
3.1. Мнкротруктура многослойных композиций на основе титаната-цирконата свинца
3.1.1 Влияние содержания оксида свинца в пленкообразующем растворе на структуру пленок
3.1.1.1. Структура пленок после отжига при 600° С
3.1.1.2. Структура пленок после отжига при Т=650° С
3.1.2. Металлизационная система Si-Si02-Ti-Pt
3.1.3. Оптимизация гетероструктур на основе ЦТС
3.1.3.1 Оптимизация структуры нижнего электрода
3.1.3.2. Формирование пленки ЦТС из разных растворов
3.1.3.3. Оп тимизация адгезионного слоя оксида титана
3.1.4. Влияние температуры отжига на структуру оптимизированных композиций
3.1.5. Визуализация доменной структуры пленок ЦТС и ее сопоставление со структурой кристаллитов
3.2. Микроструктура композиций на основе титаната бария-стронция
3.2.1. Структура пленок ТБС, сформированных в условиях объемной кристаллизации
3.2.1.1. Влияние температуры отжига на микроструктуру и диэлектрические свойства пленок ТБС
3.2.1.2. Влияние времени отжига на микроструктуру и диэлектрические свойства пленок титаната бария-стронция.
3.2.1.3. Влияние послойной кристаллизации на структуру и свойства пленок ТБС
3.2.1.4. Структура и диэлектрические свойства пленок ТБС после кристаллизации на подслое
3.2.4. Исследование металлизационной системы гетероструктур на основе пленок ТБС
3.2.4. Пленки ТБС на диэлектрических подложках
3.2.4.1. Электронно-микроскопические исследования тонких пленок ТБС на сапфировой подложке
3.2.4.2. Структура пленок ТБС, полученных на подложках из ноликора
3.2.5. Механизмы кристаллизации ТБС и ЦТС пленок, полученных химическим осаждением из растворов
ГЛАВА 4. Кристаллизация сегнетоэлектриков в каналах пористых материалов
4.1. Электронная микроскопия наноструктур титаната-цирконата свинца в каналах мембран из оксида алюминия
4.2. Электронная микроскопия наноструктур титаната бария-стронция в матрице оксида алюминия
4.2.3. Применение метода STEM HAADF-томографии для визуализации нанокристаллов ТБС в матрице пористого
оксида алюминия
4.3.Электронная микроскопия кристаллов тцтаната — цирконата свинца в нанопористых кремниевых мембранах. .280 ГЛАВА 5. Нанокомпозиты ОСНТ@пироуглеродное покрытие (ОСНТ@ПУ)
5.1. Электронная микроскопия нанокомпозитов «ОСНТ@ПУ»: РЭМ- н ПЭМ-исследования
5.1.1. Морфология продуктов пиролиза
5.1.2. Тонкая структура нанокомпозита ОСНТ@ПУ
5.1.3. Разветвленные нанокомпозиты ОСНТ@ПУ
5.1.4. ПЭМ-изображения по профилю
5.1.5. Модель структуры и механизмы роста нано композита ОСНТ@ПУ
5.2. Оптимизация условий получения нанокомпозита ОСНТ@ПУ
5.2.1. Отработка режимов начальной стадии роста ОСНТ..
5.2.2. Отработка режимов второй стадии роста композитов
5.3. Исследование физических свойств ОСНТ@
5.4. ПЭМ-исследование возможности интеркаляции химических соединений во внутренний канал ОСНТ в оболочке пироуглерода «Юкристалл@ОСНТ@ПУ»
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

особенно актуальным в связи с увеличением размеров кремниевых пластин до 300 мм и более.
Метод распыления не позволяет обеспечить необходимую однородность и уровень дефектности получаемых пленок. Чрезвычайно перспективным представляется новый метод осаждения из аэрозольных источников, сочетающий в себе преимущества золь-гель метода (контроль стехиометрии многокомпонентных соединений) и метода химического осаждения из газовой фазы (конформное осаждение сверхтонких слоев), однако будущее этого метода зависит от прогресса в конструировании и внедрении в микроэлектронную технологию весьма сложного и дорогостоящего технологического оборудования.
Таким образом, практическое использование метода химического осаждения из растворов, по крайней мере, для создания СЗУ объемом 1-4 Мб предполагает получение пленок методом центрифугирования. Увеличение емкости ЗУ и переход к 30 конструкциям конденсаторных элементов обусловит необходимость перехода на метод аэрозольного распыления.
Каждая технология изготовления имеет свои достоинства и недостатки. Однако независимо от метода процесс изготовления должен быть экономичен, и полученная в результате тонкая пленка должна обладать следующими характеристиками: хорошей
однородностью толщины, высокой беспримесностью и плотностью, контролируемым стехиометрическим составом, высокой степенью структурного совершенства, хорошими электрическими свойствами, превосходной адгезией.