Sfond tar-riċerka
Importanza tal-applikazzjoni tal-karbur tas-silikon (SiC): Bħala materjal semikonduttur ta 'bandgap wiesa', karbur tas-silikon ġibed ħafna attenzjoni minħabba l-proprjetajiet elettriċi eċċellenti tiegħu (bħal bandgap akbar, veloċità ogħla ta 'saturazzjoni tal-elettroni u konduttività termali). Dawn il-proprjetajiet jagħmluha użata ħafna fil-manifattura ta 'apparat ta' frekwenza għolja, temperatura għolja u qawwa għolja, speċjalment fil-qasam tal-elettronika tal-enerġija.
Influwenza tad-difetti tal-kristall: Minkejja dawn il-vantaġġi tas-SiC, id-difetti fil-kristalli jibqgħu problema kbira li tfixkel l-iżvilupp ta 'apparati ta' prestazzjoni għolja. Dawn id-difetti jistgħu jikkawżaw degradazzjoni tal-prestazzjoni tal-apparat u jaffettwaw l-affidabbiltà tal-apparat.
Teknoloġija ta 'l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X: Sabiex jiġi ottimizzat it-tkabbir tal-kristall u tifhem l-impatt tad-difetti fuq il-prestazzjoni tal-apparat, huwa meħtieġ li tiġi kkaratterizzata u analizzata l-konfigurazzjoni tad-difett fil-kristalli SiC. Immaġini topoloġiċi tar-raġġi X (speċjalment bl-użu ta 'raġġi ta' radjazzjoni sinkrotron) saret teknika ta 'karatterizzazzjoni importanti li tista' tipproduċi immaġini b'riżoluzzjoni għolja tal-istruttura interna tal-kristall.
Ideat ta 'riċerka
Ibbażat fuq teknoloġija ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi: L-artikolu jipproponi l-użu ta 'teknoloġija ta' simulazzjoni ta 'traċċar tar-raġġi bbażata fuq il-mekkaniżmu tal-kuntrast tal-orjentazzjoni biex jissimula l-kuntrast tad-difett osservat f'immaġini topoloġiċi tar-raġġi X attwali. Dan il-metodu ġie ppruvat li huwa mod effettiv biex jiġu studjati l-proprjetajiet tad-difetti tal-kristall f'diversi semikondutturi.
Titjib tat-teknoloġija ta 'simulazzjoni: Sabiex jissimulaw aħjar id-dislokazzjonijiet differenti osservati fil-kristalli 4H-SiC u 6H-SiC, ir-riċerkaturi tejbu t-teknoloġija ta' simulazzjoni tat-traċċar tar-raġġi u inkorporaw l-effetti ta 'rilassament tal-wiċċ u assorbiment fotoelettriku.
Kontenut tar-riċerka
Analiżi tat-tip ta 'dislokazzjoni: L-artikolu jirrevedi sistematikament il-karatterizzazzjoni ta' tipi differenti ta 'dislokazzjonijiet (bħal dislokazzjonijiet bil-kamin, dislokazzjonijiet tat-tarf, dislokazzjonijiet imħallta, dislokazzjonijiet tal-pjan bażali u dislokazzjonijiet tat-tip Frank) f'politipi differenti ta' SiC (inklużi 4H u 6H) bl-użu ta 'ray tracing teknoloġija ta' simulazzjoni.
Applikazzjoni tat-teknoloġija ta 'simulazzjoni: L-applikazzjoni tat-teknoloġija ta' simulazzjoni ta 'traċċar tar-raġġi taħt kundizzjonijiet ta' raġġ differenti bħal topoloġija ta 'raġġ dgħajfa u topoloġija ta' mewġ pjan, kif ukoll kif jiġi ddeterminat il-fond ta 'penetrazzjoni effettiva tad-dislokazzjonijiet permezz tat-teknoloġija ta' simulazzjoni huma studjati.
Kombinazzjoni ta 'esperimenti u simulazzjonijiet: Billi tqabbel l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X miksuba b'mod sperimentali ma' l-immaġini simulati, l-eżattezza tat-teknoloġija ta 'simulazzjoni fid-determinazzjoni tat-tip ta' dislokazzjoni, Burgers vector u d-distribuzzjoni spazjali ta 'dislokazzjonijiet fil-kristall hija verifikata.
Konklużjonijiet tar-riċerka
Effettività tat-teknoloġija ta 'simulazzjoni: L-istudju juri li t-teknoloġija ta' simulazzjoni ta 'traċċar tar-raġġi hija metodu sempliċi, mhux distruttiv u mhux ambigwu biex jiżvela l-proprjetajiet ta' tipi differenti ta 'dislokazzjonijiet f'SiC u tista' tistma b'mod effettiv il-fond ta 'penetrazzjoni effettiva ta' dislokazzjonijiet.
Analiżi tal-konfigurazzjoni tad-dislokazzjoni 3D: Permezz tat-teknoloġija ta 'simulazzjoni, jistgħu jsiru analiżi tal-konfigurazzjoni ta' dislokazzjoni 3D u kejl tad-densità, li huwa kruċjali biex wieħed jifhem l-imġieba u l-evoluzzjoni tad-dislokazzjonijiet waqt it-tkabbir tal-kristall.
Applikazzjonijiet futuri: It-teknoloġija ta 'simulazzjoni ta' Ray tracing hija mistennija li tiġi applikata aktar għal topoloġija ta 'enerġija għolja kif ukoll topoloġija tar-raġġi-X ibbażata fil-laboratorju. Barra minn hekk, din it-teknoloġija tista 'tiġi estiża wkoll għas-simulazzjoni ta' karatteristiċi ta 'difetti ta' politipi oħra (bħal 15R-SiC) jew materjali semikondutturi oħra.
Ħarsa ġenerali tal-Figura
Fig. 1: Dijagramma skematika tas-sistema ta 'l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi-X tar-radjazzjoni sinkrotron, inkluż il-ġeometrija tat-trażmissjoni (Laue), il-ġeometrija tar-riflessjoni inversa (Bragg), u l-ġeometrija tal-inċidenza tar-ragħa. Dawn il-ġeometriji jintużaw prinċipalment biex jirreġistraw immaġini topoloġiċi tar-raġġi X.
Fig. 2: Dijagramma skematika tad-diffrazzjoni tar-raġġi X taż-żona mgħawġa madwar id-dislokazzjoni tal-kamin. Din il-figura tispjega r-relazzjoni bejn ir-raġġ inċidentali (s0) u r-raġġ diffrattat (sg) mal-pjan ta 'diffrazzjoni lokali normali (n) u l-angolu Bragg lokali (θB).
Fig. 3: Immaġini topografiċi tar-riflessjoni tar-raġġi X ta 'mikropipes (MPs) fuq wejfer 6H-SiC u l-kuntrast ta' dislokazzjoni tal-kamin simulata (b = 6c) taħt l-istess kundizzjonijiet ta 'diffrazzjoni.
Fig. 4: Mikropipe pari f'immaġni topografika ta 'riflessjoni lura ta' wejfer 6H–SiC. Immaġini tal-istess MPs bi spazji differenti u MPs f'direzzjonijiet opposti jintwerew b'simulazzjonijiet ta' ray tracing.
Fig. 5: L-immaġini tat-topografija tar-raġġi-X tal-inċidenza tar-ragħa ta' dislokazzjonijiet bil-kamin tal-qalba magħluqa (TSDs) fuq wejfer 4H-SiC huma murija. L-immaġini juru kuntrast tat-tarf imtejjeb.
Fig. 6: Simulazzjonijiet ta' traċċar tar-raġġi ta' immaġini tat-topografija tar-raġġi X ta' inċidenza tar-ragħa ta' TSDs 1c tax-xellug u tal-lemin fuq wejfer 4H-SiC huma murija.
Fig. 7: Simulazzjonijiet ta 'Ray tracing ta' TSDs f'4H–SiC u 6H–SiC huma murija, li juru dislokazzjonijiet b'vetturi u politipi differenti tal-Burgers.
Fig. 8: Juri l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X ta 'inċidenza tar-ragħa ta' tipi differenti ta 'dislocazzjonijiet tat-tarf tal-kamin (TEDs) fuq wejfers 4H-SiC, u l-immaġini topoloġiċi TED simulati bl-użu tal-metodu ta' traċċar tar-raġġi.
Fig. 9: Turi l-immaġini topoloġiċi tar-riflessjoni lura tar-raġġi X ta 'diversi tipi TED fuq wejfers 4H-SiC, u l-kuntrast TED simulat.
Fig. 10: Juri l-immaġini ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta 'dislokazzjonijiet ta' kamini mħallta (TMDs) b'vettori speċifiċi tal-Burgers, u l-immaġini topoloġiċi sperimentali.
Fig. 11: Juri l-immaġini topoloġiċi ta 'riflessjoni lura ta' dislokazzjonijiet tal-pjan bażali (BPDs) fuq wejfers 4H-SiC, u d-dijagramma skematika tal-formazzjoni tal-kuntrast ta 'dislokazzjoni tat-tarf simulata.
Fig. 12: Turi l-immaġini ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta 'BPDs helical tal-lemin f'fond differenti meta wieħed iqis ir-rilassament tal-wiċċ u l-effetti ta' assorbiment fotoelettriku.
Fig. 13: Turi l-immaġini ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta 'BPDs helical tal-lemin f'fond differenti, u l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X tal-inċidenza tar-ragħa.
Fig. 14: Turi d-dijagramma skematika tad-dislokazzjonijiet tal-pjan bażali fi kwalunkwe direzzjoni fuq wejfers 4H-SiC, u kif tiddetermina l-fond tal-penetrazzjoni billi tkejjel it-tul tal-projezzjoni.
Fig. 15: Il-kuntrast ta 'BPDs b'vetturi Burgers differenti u direzzjonijiet tal-linja fl-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X ta' inċidenza tar-ragħa, u r-riżultati ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi korrispondenti.
Fig. 16: L-immaġni ta 'simulazzjoni tat-traċċar tar-raġġi tat-TSD devjat tal-lemin fuq il-wejfer 4H-SiC, u l-immaġni topoloġika tar-raġġi X tal-inċidenza tar-ragħa huma murija.
Fig. 17: Is-simulazzjoni tat-traċċar tar-raġġi u l-immaġni sperimentali tat-TSD deflected fuq il-wejfer 4H-SiC offset 8° huma murija.
Fig. 18: L-immaġini ta' simulazzjoni tat-traċċar tar-raġġi tat-TSD u TMDs deflected b'vetturi Burgers differenti iżda l-istess direzzjoni tal-linja huma murija.
Fig. 19: L-immaġni ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta 'dislokazzjonijiet tat-tip Frank, u l-immaġni topoloġika tar-raġġi X ta' inċidenza ta 'ragħa korrispondenti huma murija.
Fig. 20: L-immaġni topoloġika tar-raġġi X tar-raġġ abjad trażmessa tal-mikropipe fuq il-wejfer 6H-SiC, u l-immaġni ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi huma murija.
Fig. 21: L-immaġni topoloġika tar-raġġi X monokromatiċi tal-inċidenza tar-ragħa tal-kampjun maqtugħ axialment ta '6H-SiC, u l-immaġni ta' simulazzjoni ta 'traċċar tar-raġġi tal-BPDs huma murija.
Fig. 22: turi l-immaġini ta 'simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta 'BPDs f'kampjuni maqtugħin axialment 6H-SiC f'angoli inċidentali differenti.
Fig. 23: turi l-immaġini ta' simulazzjoni ta' traċċar tar-raġġi ta' TED, TSD u TMDs f'kampjuni maqtugħin axialment 6H-SiC taħt ġeometrija ta' inċidenza tar-ragħa.
Fig. 24: turi l-immaġini topoloġiċi tar-raġġi X ta 'TSDs deflected fuq naħat differenti tal-linja iżoklinika fuq il-wejfer 4H-SiC, u l-immaġni ta' simulazzjoni ta 'traċċar tar-raġġi korrispondenti.
Dan l-artikolu huwa biss għall-qsim akkademiku. Jekk ikun hemm xi ksur, jekk jogħġbok ikkuntattjana biex tħassarha.
Ħin tal-post: Ġunju-18-2024