سي سي ڪرسٽل ۾ ڊسڪشن جي جوڙجڪ جو تجزيو ري ٽريڪنگ سموليشن پاران ايڪس ري ٽوپولاجيڪل اميجنگ جي مدد سان

ريسرچ پس منظر

سلکان ڪاربائڊ جي ايپليڪيشن جي اهميت (SiC): هڪ وسيع بينڊ گيپ سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي طور تي، سلکان ڪاربائيڊ پنهنجي شاندار برقي ملڪيت جي ڪري تمام گهڻو ڌيان ڇڪايو آهي (جهڙوڪ وڏو بينڊ گيپ، اعلي اليڪٽران سنترپشن جي رفتار ۽ حرارتي چالکائي). اهي خاصيتون ان کي وڏي پيماني تي استعمال ڪن ٿيون اعلي تعدد، تيز گرمي ۽ اعلي طاقت واري ڊوائيس جي پيداوار ۾، خاص طور تي پاور اليڪٽرانڪس جي شعبي ۾.

ڪرسٽل جي خرابين جو اثر: سي سي جي انهن فائدن جي باوجود، ڪرسٽل ۾ خرابيون هڪ وڏو مسئلو آهن جيڪي اعلي ڪارڪردگي ڊوائيسز جي ترقي کي روڪيندا آهن. اهي خرابيون شايد ڊوائيس جي ڪارڪردگي جي خرابي جو سبب بڻجن ۽ ڊوائيس جي اعتبار کي متاثر ڪن.
ايڪس ري ٽوپيولوجيڪل اميجنگ ٽيڪنالاجي: ڪرسٽل جي واڌ کي بهتر ڪرڻ ۽ ڊوائيس جي ڪارڪردگي تي خرابين جي اثر کي سمجهڻ لاءِ، اهو ضروري آهي ته سي سي ڪرسٽل ۾ خرابي جي تشڪيل جي خاصيت ۽ تجزيو ڪيو وڃي. ايڪس-ري ٽوپيولوجيڪل اميجنگ (خاص طور تي سنڪروٽرون تابڪاري بيم استعمال ڪندي) هڪ اهم ڪردار سازي ٽيڪنڪ بڻجي وئي آهي جيڪا ڪرسٽل جي اندروني ساخت جي اعلي ريزوليوشن تصويرون پيدا ڪري سگهي ٿي.
تحقيقي خيالن
ري ٽريڪنگ سميوليشن ٽيڪنالاجي جي بنياد تي: آرٽيڪل ري ٽريڪنگ سموليشن ٽيڪنالاجي جي استعمال جي تجويز پيش ڪري ٿو اورينٽيشن ڪنٽراسٽ ميڪانيزم جي بنياد تي حقيقي ايڪس ري ٽوپولاجيڪل تصويرن ۾ مشاهدو ٿيل خرابي جي تضاد کي نقل ڪرڻ لاءِ. اهو طريقو مختلف سيمي ڪنڊڪٽرز ۾ ڪرسٽل جي خرابين جي ملڪيت جي مطالعي لاء هڪ مؤثر طريقو ثابت ڪيو ويو آهي.
سميوليشن ٽيڪنالاجي جي بهتري: 4H-SiC ۽ 6H-SiC ڪرسٽل ۾ مشاهدو ڪيل مختلف ڊسڪشن کي بهتر نموني ڪرڻ لاءِ، محققن ري ٽريڪنگ سموليشن ٽيڪنالاجي کي بهتر ڪيو ۽ سطح جي آرام ۽ فوٽو اليڪٽرڪ جذب جي اثرن کي شامل ڪيو.
تحقيقي مواد
ڊسڪشن جي قسم جو تجزيو: آرٽيڪل منظم طور تي مختلف قسم جي خارج ٿيڻ جي خاصيتن جو جائزو وٺندو آهي (جهڙوڪ اسڪرو ڊسڪشن، ڪنڊ ڊسيلوڪشن، مخلوط ڊسڪشن، بيسل جهاز جي ڊسڪشن ۽ فرينڪ قسم جي ڊسڪشن) سي سي جي مختلف پولي ٽائپس ۾ (بشمول 4H ۽ 6H استعمال ڪندي) تخليق ٽيڪنالاجي.
سميوليشن ٽيڪنالاجي جي ايپليڪيشن: مختلف بيم حالتن جي تحت ري ٽريڪنگ سموليشن ٽيڪنالاجي جي ايپليڪيشن جهڙوڪ ڪمزور بيم ٽوپولاجي ۽ جهاز جي لہر جي ٽوپولوجي، انهي سان گڏ نموني ٽيڪنالاجي ذريعي ڊسڪشن جي مؤثر دخول جي کوٽائي کي ڪيئن طئي ڪرڻ جو مطالعو ڪيو ويو آهي.
تجربن ۽ تخليقن جو ميلاپ: تجرباتي طور تي حاصل ڪيل ايڪس-ري ٽوپولاجيڪل تصويرن کي نقلي تصويرن سان ڀيٽڻ سان، ڊسلوڪشن جي قسم، برگرز ویکٹر ۽ ڪرسٽل ۾ خلائي ورهاست کي طئي ڪرڻ ۾ سموليشن ٽيڪنالاجي جي درستگي جي تصديق ڪئي وئي آهي.
تحقيق جا نتيجا
تخليقي ٽيڪنالاجي جي اثرائتي: مطالعي مان اهو ظاهر ٿئي ٿو ته ري ٽريڪنگ سميوليشن ٽيڪنالاجي هڪ سادي، غير تباهي ۽ غير واضح طريقو آهي جنهن کي ظاهر ڪرڻ لاء مختلف قسم جي ڊسڪشن جي خاصيتن کي ظاهر ڪرڻ لاء سي سي سي ۾ ۽ مؤثر انداز ۾ مؤثر انداز جي دخول جي کوٽائي جو اندازو لڳائي سگھي ٿو.
3D dislocation configuration analysis: Simulation ٽيڪنالاجي ذريعي، 3D dislocation configuration Analysis ۽ کثافت جي ماپ ڪري سگهجي ٿي، جيڪا ڪرسٽل جي ترقي دوران dislocation جي رويي ۽ ارتقا کي سمجهڻ لاءِ اهم آهي.
مستقبل جون ايپليڪيشنون: ري ٽريڪنگ سموليشن ٽيڪنالاجي کي وڌيڪ لاڳو ٿيڻ جي اميد آهي اعلي توانائي واري ٽوپولوجي سان گڏو گڏ ليبارٽري تي ٻڌل ايڪس ري ٽوپولاجي. ان کان علاوه، هن ٽيڪنالاجي کي ٻين پولي ٽائپس (جهڙوڪ 15R-SiC) يا ٻين سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي خرابين جي خاصيتن جي تخليق تائين وڌايو وڃي ٿو.
تصوير جو جائزو

تصوير 1: سنڪروٽرون تابڪاري ايڪس-ري ٽوپولاجيڪل اميجنگ سيٽ اپ جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام، بشمول ٽرانسميشن (لو) جاميٽري، ريورس ريفريڪشن (براگ) جيوميٽري، ۽ گريزنگ انڊينس جاميٽري. اهي جاميٽريون خاص طور تي ايڪس-ري ٽوپولاجيڪل تصويرن کي رڪارڊ ڪرڻ لاءِ استعمال ٿينديون آهن.

تصوير 2: اسڪرو ڊسلوڪشن جي چوڌاري مسخ ٿيل علائقي جي ايڪس-ري جي تفاوت جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام. ھي انگ اکر بيان ڪري ٿو واقع واري شعاع (s0) ۽ diffracted beam (sg) جي وچ ۾ مقامي تفاوت جهاز نارمل (n) ۽ مقامي Bragg اينگل (θB) سان.

تصوير 3: 6H-SiC ويفر تي مائڪروپائپس (MPs) جي پوئتي موٽڻ واري ايڪس ري ٽوپوگرافي تصويرن ۽ ساڳي تفاوت جي حالتن هيٺ ٺهيل اسڪرو ڊسلوڪشن (b = 6c) جي ابتڙ.

تصوير 4: 6H-SiC ويفر جي پوئتي موٽڻ واري ٽوپوگرافي تصوير ۾ مائڪروپائپ جوڙو. ساڳين ايم پي ايز جون تصويرون مختلف اسپيسنگ سان ۽ ايم پيز جي سامهون هدايتن ۾ ڏيکاريل آهن ري ٽريڪنگ سموليشنز ذريعي.

تصوير 5: 4H-SiC ويفر تي بند-ڪور اسڪرو ڊسلوڪشنز (TSDs) جي چرڻ جا واقعا ايڪس ري ٽوپوگرافي تصويرون ڏيکاريل آهن. تصويرون ڏيکاريو وڌايل کنڊ جي ابتڙ.

تصوير 6: 4H-SiC ويفر تي کاٻي هٿ ۽ ساڄي هٿ واري 1c TSDs جي چرڻ واري واقعن جي ري ٽريڪنگ سميوليشن X-ray ٽوپوگرافي تصويرون ڏيکاريل آهن.

تصوير 7: 4H-SiC ۽ 6H-SiC ۾ TSDs جا شعاع جا نشان ڏيکاريا ويا آهن، مختلف برگر ویکٹر ۽ پولي ٽائپس سان ڊسلوڪشن ڏيکاريندي.

تصوير 8: 4H-SiC wafers تي مختلف قسم جي ٿريڊنگ ايج ڊسلوڪشنز (TEDs) جي چرڻ واري واقعن کي ڏيکاري ٿو X-ray Topological تصويرون، ۽ TED ٽوپولاجيڪل تصويرون ray tracing طريقي کي استعمال ڪندي.

تصوير 9: ڏيکاري ٿو X-ray پٺاڻ-عڪس ٽوپوولوجيڪل تصويرون مختلف TED قسمن جون 4H-SiC ويفرز تي، ۽ ٺهيل TED ڪنٽراسٽ.

تصوير 10: ڏيکاري ٿو ري ٽريڪنگ سميوليشن تصويرن جي مخلوط ٿريڊنگ ڊسلوڪشنز (TMDs) جي مخصوص برگر ویکٹرز سان، ۽ تجرباتي ٽوپولاجيڪل تصويرون.

تصوير 11: ڏيکاري ٿو 4H-SiC ويفرز تي بيسل پلين ڊسلوڪشنز (BPDs) جون پٺاڻ-عڪس ٽوپوولوجڪ تصويرون، ۽ سموليٽيڊ ايج ڊسلوڪشن ڪنٽراسٽ ٺاھڻ جو اسڪيميٽڪ ڊراگرام.

تصوير 12: ڏيکاري ٿو ري ٽريسنگ سميوليشن تصويرون ساڄي هٿ واري هيليڪل BPDs جي مختلف کوٽائي ۾ سطح جي آرام ۽ فوٽو اليڪٽرڪ جذب اثرات تي غور ڪندي.

تصوير 13: ڏيکاري ٿو ري ٽريڪنگ سميوليشن تصويرن جي ساڄي هٿ واري هيليڪل BPDs جي مختلف کوٽائي تي، ۽ چرڻ واري واقعن جي ايڪس ري ٽوپولاجيڪل تصويرون.

تصوير 14: 4H-SiC wafers تي ڪنهن به طرف بيسل جهاز جي ڊسڪشن جو اسڪيمي ڊاگرام ڏيکاري ٿو، ۽ پروجئشن جي ڊگھائي کي ماپ ڪري دخول جي کوٽائي کي ڪيئن طئي ڪيو وڃي.

تصوير 15: BPDs جو برعڪس مختلف برگر ویکٹرز ۽ لڪير جي هدايتن سان گڏ چرڻ واري واقعن ۾ X-ray Topological تصويرن، ۽ لاڳاپيل شعاعن جي نشاندهي ڪرڻ واري نموني جا نتيجا.

تصوير 16: 4H-SiC ويفر تي ساڄي هٿ جي ڦيرايل TSD جي ري ٽريڪنگ سموليشن تصوير، ۽ چرڻ واري واقعن جي X-ray ٽوپولاجيڪل تصوير ڏيکاريل آهي.

تصوير 17: 8 ° آفسيٽ 4H-SiC ويفر تي رد ٿيل TSD جي ري ٽريڪنگ سموليشن ۽ تجرباتي تصوير ڏيکاريل آھي.

تصوير 18: مختلف برگر ویکٹرز سان ٽمٽار ٿيل TSD ۽ TMDs جي ري ٽريڪنگ سميوليشن تصويرون، پر ساڳي لائن جي هدايت ڏيکاريل آهي.

تصوير 19: فرينڪ-قسم جي ڊسڪشن جي ري ٽريڪنگ سموليشن تصوير، ۽ لاڳاپيل چرڻ جي واقعن جي ايڪس ري ٽوپولاجيڪل تصوير ڏيکاريل آهي.

تصوير 20: 6H-SiC ويفر تي مائڪروپائپ جي منتقل ٿيل سفيد بيم ايڪس ري ٽوپولاجيڪل تصوير، ۽ ري ٽريڪنگ سموليشن تصوير ڏيکاريل آهي.

تصوير 21: 6H-SiC جي محوري ڪٽي نموني جي چرڻ واري واقعن جي مونوڪروميٽ ايڪس ري ٽوپولاجيڪل تصوير، ۽ BPDs جي ري ٽريڪنگ سموليشن تصوير ڏيکاريل آهي.

تصوير 22: BPDs جي ري ٽريڪنگ سميوليشن تصويرن کي ڏيکاري ٿو 6H-SiC محوري نموني مختلف واقعن جي زاوين تي.

تصوير 23: ڏيکاري ٿو 6H-SiC محوري طور ڪٽ ٿيل نمونن ۾ TED، TSD ۽ TMDs جي ري ٽريڪنگ سميوليشن تصويرن کي چرڻ واري واقعن جي جاميٽري تحت.

تصوير 24: 4H-SiC ويفر تي isoclinic لڪير جي مختلف پاسن تي ٽڙيل TSDs جي ايڪس-ري ٽوپولاجيڪل تصويرن کي ڏيکاري ٿو، ۽ ان سان لاڳاپيل ري ٽرسنگ سموليشن تصويرون.

هي مضمون صرف علمي شيئرنگ لاءِ آهي. جيڪڏهن ڪا به خلاف ورزي آهي، مهرباني ڪري ان کي ختم ڪرڻ لاء اسان سان رابطو ڪريو.