Cefndir ymchwil
Pwysigrwydd cais carbid silicon (SiC): Fel deunydd lled-ddargludyddion bandgap eang, mae carbid silicon wedi denu llawer o sylw oherwydd ei briodweddau trydanol rhagorol (fel bandgap mwy, cyflymder dirlawnder electronau uwch a dargludedd thermol). Mae'r eiddo hyn yn ei gwneud yn cael ei ddefnyddio'n helaeth mewn gweithgynhyrchu dyfeisiau amledd uchel, tymheredd uchel a phwer uchel, yn enwedig ym maes electroneg pŵer.
Dylanwad diffygion grisial: Er gwaethaf y manteision hyn o SiC, mae diffygion mewn crisialau yn parhau i fod yn broblem fawr sy'n rhwystro datblygiad dyfeisiau perfformiad uchel. Gall y diffygion hyn achosi diraddio perfformiad dyfeisiau ac effeithio ar ddibynadwyedd dyfeisiau.
Technoleg delweddu topolegol pelydr-X: Er mwyn gwneud y gorau o dwf grisial a deall effaith diffygion ar berfformiad dyfeisiau, mae angen nodweddu a dadansoddi'r cyfluniad diffyg mewn crisialau SiC. Mae delweddu topolegol pelydr-X (yn enwedig gan ddefnyddio trawstiau ymbelydredd synchrotron) wedi dod yn dechneg nodweddu bwysig a all gynhyrchu delweddau cydraniad uchel o strwythur mewnol y grisial.
Syniadau ymchwil
Yn seiliedig ar dechnoleg efelychu olrhain pelydr: Mae'r erthygl yn cynnig defnyddio technoleg efelychu olrhain pelydr yn seiliedig ar y mecanwaith cyferbyniad cyfeiriadedd i efelychu'r cyferbyniad diffyg a welwyd mewn delweddau topolegol pelydr-X gwirioneddol. Mae'r dull hwn wedi'i brofi i fod yn ffordd effeithiol o astudio priodweddau diffygion grisial mewn amrywiol lled-ddargludyddion.
Gwella technoleg efelychu: Er mwyn efelychu'n well y gwahanol ddadleoliadau a welwyd mewn crisialau 4H-SiC a 6H-SiC, fe wnaeth yr ymchwilwyr wella'r dechnoleg efelychu olrhain pelydrau ac ymgorffori effeithiau ymlacio arwyneb ac amsugno ffotodrydanol.
Cynnwys ymchwil
Dadansoddiad o'r math o ddatgymaliad: Mae'r erthygl yn adolygu'n systematig nodweddion gwahanol fathau o ddadleoliadau (fel dadleoliadau sgriwiau, dadleoliadau ymyl, afleoliadau cymysg, dadleoliadau awyrennau gwaelodol a dadleoliadau math Frank) mewn gwahanol polyteipiau o SiC (gan gynnwys 4H a 6H) gan ddefnyddio olrhain pelydr technoleg efelychu.
Cymhwyso technoleg efelychu: Astudir cymhwyso technoleg efelychu olrhain pelydrau o dan amodau trawst gwahanol fel topoleg trawst gwan a thopoleg tonnau awyren, yn ogystal â sut i bennu dyfnder treiddiad effeithiol dadleoliadau trwy dechnoleg efelychu.
Cyfuniad o arbrofion ac efelychiadau: Trwy gymharu'r delweddau topolegol pelydr-X a gafwyd yn arbrofol â'r delweddau efelychiedig, mae cywirdeb y dechnoleg efelychu wrth benderfynu ar y math o ddadleoliad, fector Burgers a dosbarthiad gofodol dadleoliadau yn y grisial yn cael ei wirio.
Casgliadau ymchwil
Effeithiolrwydd technoleg efelychu: Mae'r astudiaeth yn dangos bod technoleg efelychu olrhain pelydrau yn ddull syml, annistrywiol a diamwys i ddatgelu priodweddau gwahanol fathau o ddadleoliadau yn SiC a gall amcangyfrif dyfnder treiddiad effeithiol dadleoliadau yn effeithiol.
Dadansoddiad cyfluniad dadleoli 3D: Trwy dechnoleg efelychu, gellir perfformio dadansoddiad cyfluniad dadleoli 3D a mesur dwysedd, sy'n hanfodol ar gyfer deall ymddygiad ac esblygiad dadleoliadau yn ystod twf grisial.
Cymwysiadau yn y dyfodol: Disgwylir i dechnoleg efelychu olrhain pelydr gael ei chymhwyso ymhellach i dopoleg ynni uchel yn ogystal â thopoleg pelydr-X yn y labordy. Yn ogystal, gellir ymestyn y dechnoleg hon hefyd i efelychu nodweddion diffyg polyteipiau eraill (fel 15R-SiC) neu ddeunyddiau lled-ddargludyddion eraill.
Ffigur Trosolwg
Ffig. 1: Diagram sgematig o setiad delweddu topolegol pelydr-X ymbelydredd synchrotron, gan gynnwys geometreg trawsyrru (Laue), geometreg adlewyrchiad gwrthdro (Bragg), a geometreg mynychder pori. Defnyddir y geometregau hyn yn bennaf i gofnodi delweddau topolegol pelydr-X.
Ffig. 2: Diagram sgematig o ddifreithiant pelydr-X o'r ardal ystumiedig o amgylch datgymaliad y sgriw. Mae'r ffigwr hwn yn egluro'r berthynas rhwng y pelydryn tarw (s0) a'r trawst diffreithiant (sg) â'r plân diffreithiant lleol normal (n) a'r ongl Bragg leol (θB).
Ffig. 3: Delweddau topograffi pelydr-X ôl-fyfyrio o ficrobibellau (AS) ar wafer 6H-SiC a gwrthgyferbyniad datgymaliad sgriw efelychiedig (b = 6c) o dan yr un amodau diffreithiant.
Ffig. 4: Parau microbibell mewn delwedd topograffi ôl-fyfyrio o wafferi 6H–SiC. Mae delweddau o'r un ASau gyda bylchau gwahanol ac ASau i gyfeiriadau gwahanol yn cael eu dangos gan efelychiadau olrhain pelydr.
Ffig. 5: Amlder pori Dangosir delweddau topograffi pelydr-X o ddadleoliadau sgriwiau craidd caeedig (TSDs) ar wafer 4H-SiC. Mae'r delweddau'n dangos cyferbyniad ymyl gwell.
Ffig. 6: Efelychiadau olrhain pelydr o fynychder pori Dangosir delweddau topograffi pelydr-X o YDDS 1c llaw chwith a llaw dde ar wafer 4H-SiC.
Ffig. 7: Dangosir efelychiadau olrhain pelydrau o TSDs yn 4H–SiC a 6H–SiC, gan ddangos afleoliadau gyda gwahanol fectorau Byrgyrs a polyteipiau.
Ffig. 8: Yn dangos amlder pori delweddau pelydr-X topolegol o wahanol fathau o ddadleoliadau ymyl edafu (TEDs) ar wafferi 4H-SiC, a'r delweddau topolegol TED wedi'u hefelychu gan ddefnyddio'r dull olrhain pelydr.
Ffig. 9: Yn dangos delweddau topolegol ôl-fyfyrio pelydr-X o wahanol fathau TED ar wafferi 4H-SiC, a'r efelychiad TED cyferbyniad.
Ffig. 10: Yn dangos y pelydr olrhain delweddau efelychiad o afleoliadau edafu cymysg (TMDs) gyda fectorau Burgers penodol, a'r delweddau topolegol arbrofol.
Ffig. 11: Yn dangos y delweddau topolegol ôl-fyfyrio o ddadleoliadau awyrennau gwaelodol (BPDs) ar wafferi 4H-SiC, a diagram sgematig y ffurfiant gwrthgyferbyniad dadleoli ymyl efelychiedig.
Ffig. 12: Yn dangos delweddau efelychu olrhain pelydr o BPDs helical llaw dde ar wahanol ddyfnderoedd gan ystyried ymlacio arwyneb ac effeithiau amsugno ffotodrydanol.
Ffig. 13: Yn dangos y pelydr-tracio delweddau efelychiad o BPDs helical llaw dde ar wahanol ddyfnderoedd, a'r achosion o bori delweddau pelydr-X topolegol.
Ffig. 14: Yn dangos y diagram sgematig o ddadleoliadau plân gwaelodol i unrhyw gyfeiriad ar wafferi 4H-SiC, a sut i bennu dyfnder y treiddiad trwy fesur hyd yr amcanestyniad.
Ffig. 15: Cyferbyniad BPDs â gwahanol fectorau Burgers a chyfeiriadau llinell yn y delweddau topolegol pelydr-X mynychder pori, a'r canlyniadau efelychu olrhain pelydr-X cyfatebol.
Ffig. 16: Dangosir delwedd efelychiad olrhain pelydr o'r YDDS allwyro dde ar y wafer 4H-SiC, a delwedd dopolegol pelydr-X yr achosion pori.
Ffig. 17: Mae'r efelychiad olrhain pelydr a delwedd arbrofol o'r YDDS wedi'i gwyro ar y wafer gwrthbwyso 8° 4H-SiC yn cael eu dangos.
Ffig. 18: Mae'r delweddau pelydr olrhain efelychiad o'r YDDS a TMD wedi'u gwyro gyda gwahanol fectorau Burgers ond yr un cyfeiriad llinell yn cael eu dangos.
Ffig. 19: Dangosir delwedd efelychiad olrhain pelydr o ddadleoliadau tebyg i Frank, a delwedd dopolegol yr achosion pori cyfatebol pelydr-X.
Ffig. 20: Dangosir delwedd dopolegol pelydr-X pelydr-x gwyn o'r microbibell ar y wafer 6H-SiC, a'r ddelwedd efelychu olrhain pelydr.
Ffig. 21: Dangosir delwedd dopolegol pelydr-X unlliw o'r achosion pori o'r sampl wedi'i dorri'n echelinol o 6H-SiC, a delwedd efelychiad olrhain pelydr y BPDs.
Ffig. 22: yn dangos y pelydr olrhain delweddau efelychiad o BPDs mewn samplau 6H-SiC wedi'u torri'n echelinol ar wahanol onglau digwyddiad.
Ffig. 23: yn dangos y delweddau pelydr olrhain efelychiad o TED, TSD a TMDs mewn samplau wedi'u torri'n echelinol 6H-SiC o dan geometreg mynychder pori.
Ffig. 24: yn dangos delweddau topolegol pelydr-X o TSDs wedi'u gwyro ar wahanol ochrau'r llinell isoclinig ar y wafer 4H-SiC, a'r delweddau efelychu olrhain pelydr-X cyfatebol.
Mae'r erthygl hon ar gyfer rhannu academaidd yn unig. Os oes unrhyw dor-rheol, cysylltwch â ni i'w ddileu.
Amser postio: Mehefin-18-2024