Истражувачка позадина
Применливо значење на силициум карбид (SiC): Како полупроводнички материјал со широк пропусен опсег, силициум карбидот привлече големо внимание поради неговите одлични електрични својства (како што се поголем пропусен јаз, поголема брзина на заситеност на електрони и топлинска спроводливост). Овие својства го прават широко користен во производството на уреди со висока фреквенција, висока температура и висока моќност, особено во областа на енергетската електроника.
Влијание на дефектите на кристалите: И покрај овие предности на SiC, дефектите во кристалите остануваат главен проблем што го попречува развојот на уреди со високи перформанси. Овие дефекти може да предизвикаат влошување на перформансите на уредот и да влијаат на доверливоста на уредот.
Технологија на тополошка слика со рендген: за да се оптимизира растот на кристалите и да се разбере влијанието на дефектите врз перформансите на уредот, неопходно е да се карактеризира и анализира конфигурацијата на дефектот кај кристалите SiC. Тополошкото сликање со рендген (особено со користење на синхротронско зрачење) стана важна техника за карактеризација која може да произведе слики со висока резолуција на внатрешната структура на кристалот.
Истражувачки идеи
Врз основа на технологијата за симулација на следење зраци: Написот предлага употреба на технологија за симулација на следење зраци заснована на механизмот за контраст на ориентација за да се симулира дефектниот контраст забележан во реалните тополошки слики со Х-зраци. Овој метод е докажан како ефикасен начин за проучување на својствата на кристалните дефекти во различни полупроводници.
Подобрување на технологијата за симулација: Со цел подобро да се симулираат различните дислокации забележани во кристалите 4H-SiC и 6H-SiC, истражувачите ја подобрија технологијата за симулација на следење зраци и ги вклучија ефектите на релаксација на површината и фотоелектрична апсорпција.
Истражувачка содржина
Анализа на типот на дислокација: Статијата систематски ја прегледува карактеризацијата на различни типови дислокации (како што се дислокации на завртки, дислокации на рабовите, мешани дислокации, дислокации на базалните рамнини и дислокации од типот Франк) во различни политипови на SiC (вклучувајќи 4H и 6H) со помош на следење на зраци технологија за симулација.
Примена на технологијата за симулација: Се проучува примената на технологијата за симулација на следење зраци под различни услови на зрак како што се топологијата на слабиот зрак и топологијата на рамни бранови, како и начинот на одредување на ефективната длабочина на пенетрација на дислокациите преку технологијата на симулација.
Комбинација на експерименти и симулации: Со споредување на експериментално добиените тополошки слики на Х-зраци со симулираните слики се проверува точноста на технологијата на симулација при определување на типот на дислокација, векторот Бургер и просторната распределба на дислокациите во кристалот.
Заклучоци од истражувањето
Ефективност на технологијата за симулација: Студијата покажува дека технологијата за симулација на следење зраци е едноставен, недеструктивен и недвосмислен метод за откривање на својствата на различните типови на дислокации во SiC и може ефективно да ја процени ефективната длабочина на пенетрација на дислокациите.
Анализа на конфигурација на 3D дислокација: Преку технологијата за симулација може да се изврши анализа на конфигурација на 3D дислокација и мерење на густината, што е од клучно значење за разбирање на однесувањето и еволуцијата на дислокациите за време на растот на кристалите.
Идни апликации: Технологијата за симулација на следење зраци се очекува дополнително да се примени на високоенергетската топологија, како и на топологијата на Х-зраци базирана на лабораторија. Покрај тоа, оваа технологија може да се прошири и на симулација на карактеристики на дефекти на други политипови (како 15R-SiC) или други полупроводнички материјали.
Преглед на слика
Сл. 1: Шематски дијаграм на синхротронско зрачење поставување тополошки слики со рендген, вклучувајќи геометрија на пренос (Laue), геометрија на обратна рефлексија (Bragg) и геометрија на инциденца на пасење. Овие геометрии главно се користат за снимање тополошки слики со Х-зраци.
Сл. 2: Шематски дијаграм на дифракција на Х-зраци на искривената област околу дислокацијата на завртката. Оваа слика ја објаснува врската помеѓу упадниот зрак (s0) и дифракциониот зрак (sg) со локалната дифракциона рамнина нормална (n) и локалниот агол на Браг (θB).
Сл. 3: Рендгенски топографија со заден рефлексија на микроцевки (MPs) на нафора 6H–SiC и контраст на симулирана дислокација на завртката (b = 6c) под исти услови на дифракција.
Сл. 4: Парови на микроцевки во топографија со задна рефлексија на нафора 6H–SiC. Сликите на исти пратеници со различни празни места и пратеници во спротивни насоки се прикажани со симулации за следење зраци.
Сл. 5: Прикажани се слики од топографија со рендгенска инциденца на пасење од дислокации на завртки со затворено јадро (TSDs) на нафора 4H–SiC. Сликите покажуваат зголемен контраст на рабовите.
Сл. 6: Симулации за следење зраци на инциденцата на пасење Прикажани се слики од топографија на рендгенски зраци од левораки и десничарски 1c TSD на нафора 4H–SiC.
Сл. 7: Прикажани се симулации за следење зраци на TSD во 4H–SiC и 6H–SiC, прикажувајќи дислокации со различни Бургер вектори и политипови.
Сл. 8: Ја прикажува инциденцата на пасење на рендгенските тополошки слики на различни типови дислокации на навојните рабови (TEDs) на 4H-SiC наполитанки и TED тополошките слики симулирани со методот на следење зраци.
Сл. 9: Ги прикажува тополошките слики со рефлексија на рендген од различни типови TED на наполитанки 4H-SiC и симулираниот TED контраст.
Сл. 10: Ги прикажува симулациските слики за следење зраци на мешани дислокации на навој (TMD) со специфични Бургер вектори и експериментални тополошки слики.
Сл. 11: Ги прикажува тополошките слики со задна рефлексија на дислокациите на базалните рамнини (BPDs) на наполитанките 4H-SiC и шематски дијаграм на симулираната формација на контраст со дислокација на рабовите.
Сл. 12: Ги прикажува сликите на симулација за следење зраци на десничарски спирални BPD на различни длабочини, земајќи ги предвид ефектите на релаксација на површината и фотоелектричната апсорпција.
Сл. 13: Ги прикажува симулациските слики за следење зраци на десничарски спирални BPD на различни длабочини и тополошките слики на Х-зраци со инциденцата на пасење.
Сл. 14: Го прикажува шематскиот дијаграм на дислокациите на базалната рамнина во која било насока на наполитанките 4H-SiC и како да се одреди длабочината на пенетрација со мерење на должината на проекцијата.
Сл. 15: Контрастот на BPD со различни Бургер вектори и насоки на линиите во тополошките слики на Х-зраци со инциденца на пасење и соодветните резултати на симулација на следење зраци.
Сл. 16: Прикажана е симулациската слика за следење на зраците на деснак дефлектираниот TSD на нафората 4H-SiC и тополошката слика на Х-зраци на инциденцата на пасење.
Сл. 17: Прикажани се симулацијата за следење зраци и експерименталната слика на отклонетото TSD на 8° офсет 4H-SiC нафора.
Сл. 18: Прикажани се симулациските слики за следење на зраци на отклонетите TSD и TMD со различни вектори на Бургер, но со иста насока на линијата.
Сл. 19: Прикажана е симулациска слика за следење зраци на дислокации од типот Франк и соодветната тополошка слика на Х-зраци со инциденца на пасење.
Сл. 20: Пренесениот бел зрак со рендген тополошка слика на микроцевката на нафората 6H-SiC и сликата за симулација за следење зраци се прикажани.
Сл. 21: Монохроматската тополошка слика на Х-зраци со инциденца на пасење на аксијално исечениот примерок од 6H-SiC и сликата за симулација на следење зраци на BPD се прикажани.
Сл. 22: ги прикажува симулациските слики за следење зраци на BPD во 6H-SiC аксијално исечени примероци под различни агли на упад.
Сл. 23: ги прикажува симулациските слики за следење зраци на TED, TSD и TMD во 6H-SiC аксијално исечени примероци под геометријата на инциденцата на пасење.
Сл. 24: ги прикажува тополошките слики на Х-зраци на отклонети TSD на различни страни на изоклиничната линија на нафората 4H-SiC и соодветните симулациски слики за следење зраци.
Оваа статија е само за академско споделување. Доколку има некакво прекршување, ве молиме контактирајте не за да го избришеме.
Време на објавување: 18.06.2024