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【24h】

Nichtlineare Absorption von ultra-kurzen Laserpulsen in dunnen auf Siliziumabgeschiedenen Siliziumnitridschichten

机译：沉积在硅上的氮化硅薄层中超短激光脉冲的非线性吸收

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In dieser Arbeit wurden zwei Siliziumnitridschichten (SiN_x-Schichten), bei denen der Brechungsindex (n = 1,9-2,1) variiert wurde, mit Laserpulsen lokal bestrahlt. Der Schwerpunkt der Analyse wurde auf die Untersuchung des Ablationsmechanismus gelegt. Als Laserquelle wurde ein Ultrakurzpulslaser mit einer einstellbaren Pulsdauer von 300 - 12.600 fs (@ 1025 nm Wellenlange) und mit einem gaussformigen Laserpulsprofil verwendet. Die bestrahlten Gebiete wurden mit Licht-, Rasterelektronen-, Transmissionselektronen- und Kraftmikroskopie untersucht. In dieser Arbeit wird ein Lift-Off-Prozess fur die SiN_x-Schicht (n = 1,9) beobachtet. Das bedeutet, dass die Laserpulsenergie nur im Silizium absorbiert wird. Das Silizium verdampft und sprengt das oberhalb liegende Siliziumnitrid ab. Fur die zweite Siliziumnitridschicht (n = 2,1) wurde ein intensitatsabhangiger Ubergang von einem Lift-Off-Prozess zu einem direkten Abtrag des Siliziumnitrides ermittelt. Bei kleinen Fluenzen F_0 oberhalb der Schwellfluenz wurde die SiN_x-Schicht komplett entfernt. Bei hoheren Fluenzen wurde die SiN_x-Schicht hingegen nicht komplett entfernt. Hierbei kann von einer nichtlinearen Absorption ausgegangen werden, da in dem eingestrahlten Spektralbereich mit der spektralen Ellipsometrie ermittelt wurde, dass die SiN_x-Schicht transparent ist.
机译：在这项工作中，用激光脉冲局部照射了折射率（n = 1.9-2.1）变化的两个氮化硅层（SiN_x层）。分析的重点放在了消融机制的研究上。使用具有300-12,600 fs（@ 1025 nm波长）的可调脉冲持续时间和高斯激光脉冲轮廓的超短脉冲激光器作为激光源。用光，扫描电子，透射电子和力显微镜检查照射区域。在这项工作中，观察到了SiN_x层（n = 1.9）的剥离过程。这意味着激光脉冲能量仅被硅吸收。硅蒸发并分解上方的氮化硅。对于第二氮化硅层（n ＝ 2.1），确定了从剥离工艺到直接去除氮化硅的强度依赖性转变。在高于阈值通量的小通量F_0下，SiN_x层被完全去除。但是，以更高的通量，SiN_x层并未被完全去除。在此可以假定为非线性吸收，因为使用光谱椭圆偏振法在辐照光谱范围内确定SiN_x层是透明的。

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