基于使用Synchrotron X射线的相位对比度成像(PCI)是可视化各种材料的内部微结构的理想方法,特别是半导体材料。欧洲杯足球竞彩通过具有小角度分歧和高空间相干性的现代同步辐射(SR)来源的出现,PCI空间分辨率得到了大大改善。
碳化硅(SiC)是高功率,高频和高温电子产品的有希望的半导体材料。尽管有重大进展,但碳化硅晶体,特别是由升华生长技术生长1.,仍包含各种结构缺陷,例如使用同步X射线的PCI,例如使用同步旋流X射线的PCI是理解这种缺陷的强大工具,具体允许空心缺陷或三维(3D)分布的缺陷的面积映射和缺陷的三维(3D)分布。他们的进化。
对于SIC中的缺陷研究,我们基于使用具有高时间分辨率,大型成像区域和简化实验设置的白光束SR应用PCI方法2.. 我们研究了碳化硅中各种类型的缺陷,如微管、夹杂物和气孔,并提出了几种模型来解释其形成机制3..此外,我们开发了一种计算机模拟,以了解缺陷的相位对比图像,并精确地分析缺陷尺寸,例如微孔的横截面4-7.
SIC增长期间的缺陷演变
用白色SR束相衬成像揭示了SiC生长过程中缺陷的演化过程8..典型的实验设置在图1中示出。1(a)。六个轴上的晶片从6个连续切断H-sic boule,命名为最近的种子“晶圆I”,下一个“晶圆II”,等等。通过布拉格衍射鉴定了每个晶片的取向。在相同的感兴趣区域上研究了从晶片到晶片的缺陷进化,标记为图1(b)中的“视野”(蓝点)。在初始生长阶段,通过光致发光证实,在种子附近产生外来聚催化剂(FPI)(图1(b))。FPI诱导大量产生的全核脱位和脱位的微潜水员,随后吸引它们。结果,在夹杂物边界处形成狭缝型孔,如图1中的孔的相位对比图像中所见。1(b)。在中间阶段,夹杂物停止生长并且由基质覆盖。然后孔密度显着降低,可能会转化为新的微泡(图1(b))。在以后的阶段,微皮层密度通过部分湮灭和愈合机制降低。
图。1。(a)使用白滨SR相位对比度成像设置的示意图。(b)在6h-sic boule期间显示缺陷演变的图。调查了相同的感兴趣区域(“视野”;每个晶圆上的蓝色点)进行了研究。如在PCI图像中观察到的,晶片上的PolyType夹杂物(光致发光图像)引发孔形成。孔隙在中间生长阶段的新微潜水锅(PCI图像)中。在稍后的阶段,微潜水线密度通过相互作用减少。
SiC晶体中的微潜航反应
微潜水员通过晶体生长前方的繁殖来增长,并彼此的反应以及外来聚卵巢夹杂物和孔隙。微皮带之间的反应由无接触的分类3,7.和联系3,9-11反应。当一个微型物质发出全核脱位时,发生无接触反应,而另一个微型皮线接受它。我们已经通过实验记录了各种接触反应,例如将脱位的微皮层的分枝成两个较小的接触反应3,9.,捆绑和融合导致产生新的微潜水员或初始初始的灭绝3,10,微皮带与外来多液层夹杂物的相互作用,然后聚集和聚结的微皮带进入孔隙3,11.
改善SiC生长的缺陷行为控制
值得注意的是,上述任何缺陷反应都可以被积极利用,因为它最终导致缺陷减少,例如,通过愈合微管和/或从微管中清洁相应的晶体区域。因此,了解反应机理或影响反应的因素对于控制缺陷行为从而改善SiC生长至关重要。
材料科学中的白色SR光束相位对比度成像欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
以SiC结构缺陷为例,验证了白色SR束PCI的有效性。白色SR束PCI在增强小横截面物体对比度方面有积极作用,但也有消极作用。在远场近似中提供了强大的边缘增强,相位对比度图像提供了一个通用的形状,但没有关于对象的详细信息6.. 因此,我们开发了一种数值模拟方法,使我们能够从目标图像中精确测量缺陷尺寸,从而确认微管的转换行为。这种方法可以应用于各种材料(包括软材料)中具有小横截面的相位物体的研究。欧洲杯足球竞彩
参考
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