පර්යේෂණ පසුබිම
සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) හි යෙදුම් වැදගත්කම: පුළුල් කලාප පරතරය අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, සිලිකන් කාබයිඩ් එහි විශිෂ්ට විද්‍යුත් ගුණාංග (විශාල කලාප පරතරය, ඉහළ ඉලෙක්ට්‍රෝන සන්තෘප්ත ප්‍රවේගය සහ තාප සන්නායකතාව වැනි) නිසා වැඩි අවධානයක් දිනා ඇත. මෙම ගුණාංග නිසා එය අධි-සංඛ්‍යාත, අධි-උෂ්ණත්ව සහ අධි බල උපාංග නිෂ්පාදනයේදී, විශේෂයෙන් බලශක්ති ඉලෙක්ට්‍රොනික ක්ෂේත්‍රයේ බහුලව භාවිතා වේ.
ස්ඵටික දෝෂ වල බලපෑම: SiC හි මෙම වාසි තිබියදීත්, ඉහළ කාර්ය සාධන උපාංග සංවර්ධනයට බාධා කරන ප්‍රධාන ගැටලුවක් ලෙස ස්ඵටිකවල දෝෂ පවතී. මෙම දෝෂ උපාංගයේ ක්‍රියාකාරීත්වය පිරිහීමට හේතු විය හැකි අතර උපාංගයේ විශ්වසනීයත්වයට බලපායි.
එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපකරණ තාක්ෂණය: ස්ඵටික වර්ධනය ප්‍රශස්ත කිරීම සහ උපාංග ක්‍රියාකාරිත්වය මත දෝෂ වල බලපෑම අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා, SiC ස්ඵටිකවල දෝෂ වින්‍යාසය සංලක්ෂිත කිරීම සහ විශ්ලේෂණය කිරීම අවශ්‍ය වේ. එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප (විශේෂයෙන් සමමුහුර්ත විකිරණ කදම්භ භාවිතා කිරීම) ස්ඵටිකයේ අභ්‍යන්තර ව්‍යුහයේ අධි-විභේදන රූප නිපදවිය හැකි වැදගත් ගුනාංගීකරන තාක්‍ෂණයක් බවට පත්ව ඇත.
පර්යේෂණ අදහස්
කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය මත පදනම්ව: සත්‍ය X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපවල නිරීක්ෂණය කරන ලද දෝෂ ප්‍රතිවිරෝධය අනුකරණය කිරීම සඳහා දිශානති ප්‍රතිවිරුද්ධ යාන්ත්‍රණය මත පදනම් වූ කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය භාවිතා කිරීම ලිපිය යෝජනා කරයි. මෙම ක්රමය විවිධ අර්ධ සන්නායකවල ස්ඵටික දෝෂවල ගුණ අධ්යයනය කිරීම සඳහා ඵලදායී ක්රමයක් ලෙස ඔප්පු වී ඇත.
සමාකරණ තාක්ෂණය වැඩිදියුණු කිරීම: 4H-SiC සහ 6H-SiC ස්ඵටිකවල නිරීක්ෂණය කරන ලද විවිධ විස්ථාපන වඩාත් හොඳින් අනුකරණය කිරීම සඳහා, පර්යේෂකයන් විසින් කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය වැඩිදියුණු කර මතුපිට ලිහිල් කිරීමේ සහ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් අවශෝෂණයේ බලපෑම් ඇතුළත් කරන ලදී.
පර්යේෂණ අන්තර්ගතය
විස්ථාපන වර්ගය විශ්ලේෂණය: ලිපිය ක්‍රමානුකූලව විවිධ ආකාරයේ විස්ථාපන (ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය, දාර විස්ථාපනය, මිශ්‍ර විස්ථාපන, බාසල් තල විස්ථාපනය සහ ෆ්‍රෑන්ක් ආකාරයේ විස්ථාපනය වැනි) SiC හි විවිධ බහු වර්ගවල (4H සහ 6H ඇතුළුව) කිරණ ට්‍රැක් කිරීම භාවිතයෙන් ක්‍රමානුකූලව සමාලෝචනය කරයි. සමාකරණ තාක්ෂණය.
සමාකරණ තාක්ෂණයේ යෙදීම: දුර්වල කදම්භ ස්ථල විද්‍යාව සහ තල තරංග ස්ථල විද්‍යාව වැනි විවිධ කදම්භ තත්ව යටතේ කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය යෙදීම මෙන්ම සමාකරණ තාක්ෂණය හරහා විස්ථාපනවල ඵලදායී විනිවිද යාමේ ගැඹුර තීරණය කරන්නේ කෙසේද යන්න අධ්යයනය කෙරේ.
අත්හදා බැලීම් සහ සමාකරණ සංයෝජනය: පර්යේෂණාත්මකව ලබාගත් එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප අනුකරණය කළ රූප සමඟ සංසන්දනය කිරීමෙන්, විස්ථාපනයේ වර්ගය, බර්ගර් දෛශිකය සහ ස්ඵටිකයේ විස්ථාපනයේ අවකාශීය ව්‍යාප්තිය නිර්ණය කිරීමේදී සමාකරණ තාක්ෂණයේ නිරවද්‍යතාවය තහවුරු වේ.
පර්යේෂණ නිගමන
සමාකරණ තාක්ෂණයේ සඵලතාවය: අධ්‍යයනයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ කිරණ සොයාගැනීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය SiC හි විවිධ ආකාරයේ විස්ථාපනවල ගුණ හෙළිදරව් කිරීම සඳහා සරල, විනාශකාරී නොවන සහ පැහැදිලි ක්රමයක් වන අතර විස්ථාපනයේ ඵලදායී විනිවිද යාමේ ගැඹුර ඵලදායී ලෙස තක්සේරු කළ හැකි බවයි.
3D dislocation configuration analysis: simulation technology හරහා, 3D dislocation configuration analysis සහ density මනින සිදු කළ හැක, එය ස්ඵටික වර්ධනයේදී විස්ථාපනයේ හැසිරීම සහ පරිණාමය අවබෝධ කර ගැනීම සඳහා ඉතා වැදගත් වේ.
අනාගත යෙදුම්: කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ තාක්ෂණය අධි ශක්ති ස්ථල විද්‍යාවට මෙන්ම රසායනාගාර මත පදනම් වූ එක්ස් කිරණ ස්ථල විද්‍යාවට තවදුරටත් යෙදවීමට අපේක්ෂා කෙරේ. මීට අමතරව, මෙම තාක්ෂණය වෙනත් බහු වර්ගවල (15R-SiC වැනි) හෝ වෙනත් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යවල දෝෂ ලක්‍ෂණ අනුකරණය කිරීම සඳහා ද ව්‍යාප්ත කළ හැක.
රූප දළ විශ්ලේෂණය
Fig. 1: සම්ප්‍රේෂණ (Laue) ජ්‍යාමිතිය, ප්‍රතිලෝම පරාවර්තන (Bragg) ජ්‍යාමිතිය සහ තෘණ සිදුවීම් ජ්‍යාමිතිය ඇතුළුව සමමුහුර්ත විකිරණ X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප සැකසීමේ ක්‍රමානුකූල රූප සටහන. මෙම ජ්‍යාමිතීන් ප්‍රධාන වශයෙන් එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප සටහන් කිරීමට යොදා ගනී.
රූපය 2: ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනය වටා විකෘති වූ ප්රදේශයේ X-ray විවර්තනය පිළිබඳ ක්රමානුරූප රූප සටහන. ප්‍රාදේශීය විවර්තන තලය සාමාන්‍ය (n) සහ ප්‍රාදේශීය බ්‍රැග් කෝණය (θB) සමඟ සිද්ධි කදම්භ (s0) සහ විවර්තන කදම්භ (sg) අතර සම්බන්ධය මෙම රූපය පැහැදිලි කරයි.
Fig. 3: 6H-SiC වේෆරයක් මත ක්ෂුද්‍ර පයිප්පවල (MPs) පසුපස පරාවර්තක X-ray භූලක්ෂණ රූප සහ එකම විවර්තන තත්ත්‍වයන් යටතේ simulated screw dislocation (b = 6c) වෙනස.
රූපය 4: 6H-SiC වේෆරයක පසුපස පරාවර්තක භූ විෂමතා රූපයක ක්ෂුද්‍ර පයිප්ප යුගල. විවිධ පරතරයන් සහිත එකම මන්ත්‍රීවරුන්ගේ සහ ප්‍රතිවිරුද්ධ දිශාවල මන්ත්‍රීවරුන්ගේ රූප කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ මගින් පෙන්වනු ලැබේ.
රූපය 5: තෘණ සිදුවීම් 4H-SiC වේෆරයක සංවෘත-හරය ඉස්කුරුප්පු විස්ථාපනයේ (TSDs) X-ray භූලක්ෂණ රූප පෙන්වා ඇත. පින්තූර වැඩිදියුණු කළ දාරවල වෙනස පෙන්වයි.
Fig. 6: 4H-SiC වේෆරයක් මත වම් අත සහ දකුණු අත 1c TSD වල තෘණ සිදුවීම් එක්ස්-රේ භූලක්ෂණ අනුකරණයන් කිරණ ලුහුබැඳීමේ අනුකරණයන් පෙන්වා ඇත.
රූපය 7: 4H-SiC සහ 6H-SiC හි TSD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ පෙන්වා ඇති අතර, විවිධ බර්ගර් දෛශික සහ බහු වර්ග සමඟ විස්ථාපනය පෙන්වයි.
Fig. 8: 4H-SiC වේෆර් මත විවිධ ආකාරයේ නූල් දාර විස්ථාපනයේ (TEDs) තෘණ සිදුවීම් X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප සහ කිරණ ලුහුබැඳීමේ ක්රමය භාවිතයෙන් අනුකරණය කරන ලද TED ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප පෙන්වයි.
රූපය 9: 4H-SiC වේෆර්වල විවිධ TED වර්ගවල X-ray පසුපස පරාවර්තක ස්ථල විද්‍යාත්මක රූප සහ අනුකරණය කළ TED ප්‍රතිවිරෝධය පෙන්වයි.
රූපය 10: විශේෂිත බර්ගර් දෛශික සහිත මිශ්‍ර නූල් විස්ථාපනයේ (TMDs) කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප සහ පර්යේෂණාත්මක ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප පෙන්වයි.
Fig. 11: 4H-SiC වේෆර් මත බාසල් තල විස්ථාපනයේ (BPDs) පසුපස-ප්‍රතිබිම්බ ස්ථල විද්‍යාත්මක රූප සහ අනුකරණය කරන ලද දාර විස්ථාපනයේ ප්‍රතිවිරෝධතා ගොඩනැගීමේ ක්රමානුරූප රූප සටහන පෙන්වයි.
රූපය 12: පෘෂ්ඨීය ලිහිල් කිරීම සහ ප්‍රකාශ විද්‍යුත් අවශෝෂණ බලපෑම් සැලකිල්ලට ගනිමින් විවිධ ගැඹුරේ දකුණු අත හෙලික්සීය BPD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප පෙන්වයි.
Fig. 13: විවිධ ගැඹුරකදී දකුණු අත හෙලික්සීය BPD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප සහ තෘණ සිදුවීම් X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූප පෙන්වයි.
Fig. 14: 4H-SiC වේෆර් මත ඕනෑම දිශාවකට බාසල් තල විස්ථාපනයේ ක්රමානුරූප රූප සටහන සහ ප්‍රක්ෂේපණ දිග මැනීම මගින් විනිවිද යාමේ ගැඹුර තීරණය කරන්නේ කෙසේද යන්න පෙන්වයි.
Fig. 15: විවිධ බර්ගර් දෛශික සමඟ BPD වල ප්‍රතිවිරෝධය සහ තෘණ සිදුවීම් එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපවල රේඛා දිශාවන් සහ අනුරූප කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ ප්‍රතිඵල.
Fig. 16: 4H-SiC වේෆරය මත දකුණු අත හරවන ලද TSD හි කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූපය සහ තෘණ සිදුවීම් X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපය පෙන්වා ඇත.
රූපය 17: 8° ඕෆ්සෙට් 4H-SiC වේෆරය මත අපගමනය කරන ලද TSD හි කිරණ ලුහුබැඳීමේ අනුකරණය සහ පර්යේෂණාත්මක රූපය පෙන්වා ඇත.
රූපය 18: විවිධ බර්ගර් දෛශික සහිත නමුත් එකම රේඛා දිශාව සහිත අපගමනය කරන ලද TSD සහ TMD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප පෙන්වා ඇත.
Fig. 19: ෆ්‍රෑන්ක් වර්ගයේ විස්ථාපනවල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූපය සහ ඊට අනුරූප තෘණ සිදුවීම් X-ray ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපය පෙන්වා ඇත.
රූපය 20: 6H-SiC වේෆරය මත ඇති ක්ෂුද්‍ර පයිප්පයේ සම්ප්‍රේෂණය කරන ලද සුදු කදම්භ X-කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපය සහ කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූපය පෙන්වා ඇත.
රූපය 21: 6H-SiC හි අක්ෂීයව කැපූ නියැදියේ තෘණ සිදුවීම් ඒකවර්ණ එක්ස් කිරණ ස්ථාන විද්‍යාත්මක රූපය සහ BPD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූපය පෙන්වා ඇත.
Fig. 22: විවිධ සිද්ධි කෝණවල අක්ෂීයව කැපූ සාම්පල 6H-SiC හි BPD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප පෙන්වයි.
Fig. 23: තෘණ සිදුවීම් ජ්‍යාමිතිය යටතේ 6H-SiC අක්ෂීයව කැපූ සාම්පලවල TED, TSD සහ TMD වල කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප පෙන්වයි.
Fig. 24: 4H-SiC වේෆරයේ සමස්ථානික රේඛාවේ විවිධ පැතිවල අපගමනය කරන ලද TSD වල X-ray ස්ථානීය රූප සහ ඊට අනුරූප කිරණ ලුහුබැඳීමේ සමාකරණ රූප පෙන්වයි.
මෙම ලිපිය ශාස්ත්‍රීය බෙදාගැනීම සඳහා පමණි. කිසියම් උල්ලංඝනයක් තිබේ නම්, එය මකා දැමීමට කරුණාකර අප හා සම්බන්ධ වන්න.
පසු කාලය: ජූනි-18-2024