تحقیقی پس منظر
سلکان کاربائیڈ (SiC) کے اطلاق کی اہمیت: ایک وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹر مواد کے طور پر، سلکان کاربائیڈ نے اپنی بہترین برقی خصوصیات (جیسے بڑا بینڈ گیپ، زیادہ الیکٹران سنترپتی رفتار اور تھرمل چالکتا) کی وجہ سے بہت زیادہ توجہ مبذول کرائی ہے۔ یہ خصوصیات اسے اعلی تعدد، اعلی درجہ حرارت اور ہائی پاور ڈیوائس مینوفیکچرنگ میں بڑے پیمانے پر استعمال کرتی ہیں، خاص طور پر پاور الیکٹرانکس کے شعبے میں۔
کرسٹل کے نقائص کا اثر: SiC کے ان فوائد کے باوجود، کرسٹل میں نقائص ایک بڑا مسئلہ بنی ہوئی ہیں جو اعلیٰ کارکردگی والے آلات کی ترقی میں رکاوٹ ہیں۔ یہ نقائص آلہ کی کارکردگی میں کمی کا سبب بن سکتے ہیں اور آلہ کی وشوسنییتا کو متاثر کر سکتے ہیں۔
ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجنگ ٹیکنالوجی: کرسٹل کی نمو کو بہتر بنانے اور ڈیوائس کی کارکردگی پر نقائص کے اثرات کو سمجھنے کے لیے، SiC کرسٹل میں خرابی کی ترتیب کو نمایاں کرنا اور تجزیہ کرنا ضروری ہے۔ ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجنگ (خاص طور پر سنکروٹرون ریڈی ایشن بیم کا استعمال کرتے ہوئے) ایک اہم خصوصیت کی تکنیک بن گئی ہے جو کرسٹل کی اندرونی ساخت کی اعلی ریزولیوشن امیجز بنا سکتی ہے۔
تحقیقی خیالات
رے ٹریسنگ سمولیشن ٹکنالوجی پر مبنی: مضمون اصل ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز میں دیکھے گئے نقائص کے تضاد کی نقل کرنے کے لیے اورینٹیشن کنٹراسٹ میکانزم کی بنیاد پر رے ٹریسنگ سمولیشن ٹیکنالوجی کے استعمال کی تجویز پیش کرتا ہے۔ یہ طریقہ مختلف سیمی کنڈکٹرز میں کرسٹل کے نقائص کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کا ایک مؤثر طریقہ ثابت ہوا ہے۔
نقلی ٹیکنالوجی کی بہتری: 4H-SiC اور 6H-SiC کرسٹل میں مشاہدہ کیے گئے مختلف ڈس لوکیشنز کو بہتر بنانے کے لیے، محققین نے رے ٹریسنگ سمولیشن ٹیکنالوجی کو بہتر بنایا اور سطح کی نرمی اور فوٹو الیکٹرک جذب کے اثرات کو شامل کیا۔
تحقیقی مواد
سندچیوتی کی قسم کا تجزیہ: مضمون منظم طریقے سے مختلف قسم کی سندچیوتی کی خصوصیات کا جائزہ لیتا ہے (جیسے اسکرو ڈس لوکیشنز، ایج ڈس لوکیشنز، مخلوط ڈس لوکیشنز، بیسل پلین ڈس لوکیشنز اور فرینک ٹائپ ڈس لوکیشن) SiC کی مختلف پولی ٹائپس میں (بشمول 4H اور 6H استعمال کرتے ہوئے) نقلی ٹیکنالوجی.
سمولیشن ٹیکنالوجی کا اطلاق: مختلف بیم حالات میں رے ٹریسنگ سمولیشن ٹیکنالوجی کے استعمال جیسے کہ کمزور بیم ٹوپولوجی اور پلین ویو ٹوپولوجی، نیز نقلی ٹیکنالوجی کے ذریعے نقل مکانی کی مؤثر دخول گہرائی کا تعین کرنے کا طریقہ مطالعہ کیا جاتا ہے۔
تجربات اور نقالی کا امتزاج: تجرباتی طور پر حاصل کردہ ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز کا نقلی امیجز کے ساتھ موازنہ کرکے، ڈس لوکیشن کی قسم، برگرز ویکٹر اور کرسٹل میں ڈس لوکیشن کی مقامی تقسیم کا تعین کرنے میں سمولیشن ٹیکنالوجی کی درستگی کی تصدیق کی جاتی ہے۔
تحقیق کے نتائج
نقلی ٹیکنالوجی کی تاثیر: مطالعہ سے پتہ چلتا ہے کہ رے ٹریسنگ سمیولیشن ٹیکنالوجی ایک سادہ، غیر تباہ کن اور غیر مبہم طریقہ ہے جس سے SiC میں مختلف قسم کے ڈس لوکیشنز کی خصوصیات کو ظاہر کیا جا سکتا ہے اور یہ مؤثر طریقے سے ڈس لوکیشنز کی گہرائی کا اندازہ لگا سکتا ہے۔
3D ڈس لوکیشن کنفیگریشن تجزیہ: سمولیشن ٹیکنالوجی کے ذریعے، 3D ڈس لوکیشن کنفیگریشن تجزیہ اور کثافت کی پیمائش کی جا سکتی ہے، جو کرسٹل نمو کے دوران ڈس لوکیشن کے رویے اور ارتقاء کو سمجھنے کے لیے اہم ہے۔
مستقبل کی ایپلی کیشنز: رے ٹریسنگ سمولیشن ٹیکنالوجی کو ہائی انرجی ٹوپولوجی کے ساتھ ساتھ لیبارٹری پر مبنی ایکس رے ٹوپولوجی پر مزید لاگو کیے جانے کی امید ہے۔ اس کے علاوہ، اس ٹیکنالوجی کو دیگر پولی ٹائپس (جیسے 15R-SiC) یا دیگر سیمی کنڈکٹر مواد کی خرابی کی خصوصیات کے تخروپن تک بھی بڑھایا جا سکتا ہے۔
تصویر کا جائزہ
تصویر 1: سنکروٹران ریڈی ایشن ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجنگ سیٹ اپ کا اسکیمیٹک ڈایاگرام، بشمول ٹرانسمیشن (لاؤ) جیومیٹری، ریورس ریفلیکشن (بریگ) جیومیٹری، اور گریزنگ انڈینس جیومیٹری۔ یہ جیومیٹریاں بنیادی طور پر ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز کو ریکارڈ کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہیں۔
تصویر 2: سکرو کی نقل مکانی کے ارد گرد مسخ شدہ علاقے کے ایکس رے کے پھیلاؤ کا اسکیمیٹک خاکہ۔ یہ اعداد و شمار واقعہ کی شہتیر (s0) اور diffracted beam (sg) کے مقامی تفاوت طیارہ نارمل (n) اور مقامی بریگ اینگل (θB) کے درمیان تعلق کی وضاحت کرتا ہے۔
تصویر 3: 6H–SiC ویفر پر مائکرو پائپس (MPs) کی بیک ریفلیکشن ایکس رے ٹپوگرافی امیجز اور اسی ڈفریکشن حالات کے تحت نقلی اسکرو ڈس لوکیشن (b = 6c) کا تضاد۔
تصویر 4: 6H–SiC ویفر کی بیک ریفلیکشن ٹپوگرافی امیج میں مائکرو پائپ جوڑے۔ ایک ہی ایم پیز کی مختلف اسپیسنگ اور مخالف سمتوں والے ایم پیز کی تصاویر رے ٹریسنگ سمیولیشن کے ذریعے دکھائی جاتی ہیں۔
تصویر 5: 4H-SiC ویفر پر کلوز کور اسکرو ڈس لوکیشنز (TSDs) کے چرنے کے واقعات ایکس رے ٹپوگرافی کی تصاویر دکھائی گئی ہیں۔ تصاویر بہتر کنارے کے برعکس دکھاتی ہیں۔
تصویر 6: 4H-SiC ویفر پر بائیں ہاتھ اور دائیں ہاتھ والے 1c TSDs کے چرنے کے واقعات کے رے ٹریسنگ سمیلیشنز ایکس رے ٹپوگرافی امیجز دکھائے گئے ہیں۔
تصویر 7: 4H–SiC اور 6H–SiC میں TSDs کی رے ٹریسنگ سمیولیشنز دکھائے گئے ہیں، جو مختلف برگر ویکٹرز اور پولی ٹائپس کے ساتھ ڈس لوکیشن دکھا رہے ہیں۔
تصویر 8: 4H-SiC ویفرز پر مختلف قسم کے تھریڈنگ ایج ڈس لوکیشنز (TEDs) کے چرنے کے واقعات کی ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز، اور رے ٹریسنگ کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے مصنوعی TED ٹاپولوجیکل امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 9: 4H-SiC ویفرز پر مختلف TED اقسام کی ایکس رے بیک ریفلیکشن ٹاپولوجیکل امیجز، اور مصنوعی TED کنٹراسٹ دکھاتا ہے۔
تصویر 10: مخصوص برگر ویکٹر کے ساتھ مخلوط تھریڈنگ ڈس لوکیشنز (TMDs) کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز اور تجرباتی ٹاپولوجیکل امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 11: 4H-SiC ویفرز پر بیسل پلین ڈس لوکیشنز (BPDs) کی بیک ریفلیکشن ٹاپولوجیکل امیجز، اور سمیلیٹڈ ایج ڈس لوکیشن کنٹراسٹ فارمیشن کا اسکیمیٹک ڈایاگرام دکھاتا ہے۔
تصویر 12: سطح کی نرمی اور فوٹو الیکٹرک جذب اثرات کو مدنظر رکھتے ہوئے مختلف گہرائیوں میں دائیں ہاتھ والے ہیلیکل بی پی ڈی کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 13: مختلف گہرائیوں میں دائیں ہاتھ کے ہیلیکل بی پی ڈی کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز، اور چرنے کے واقعات ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 14: 4H-SiC ویفرز پر کسی بھی سمت میں بیسل ہوائی جہاز کی نقل مکانی کا اسکیمیٹک خاکہ دکھاتا ہے، اور پروجیکشن کی لمبائی کی پیمائش کرکے دخول کی گہرائی کا تعین کیسے کیا جاتا ہے۔
تصویر 15: مختلف برگرز ویکٹرز کے ساتھ BPDs کا تضاد اور چرنے کے واقعات ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز میں لائن ڈائریکشنز، اور متعلقہ رے ٹریسنگ سمولیشن کے نتائج۔
تصویر 16: 4H-SiC ویفر پر دائیں ہاتھ سے ڈیفلیکٹڈ TSD کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیج، اور چرنے کے واقعات ایکس رے ٹاپولوجیکل امیج کو دکھایا گیا ہے۔
تصویر 17: 8° آفسیٹ 4H-SiC ویفر پر ڈیفلیکٹڈ TSD کی رے ٹریسنگ سمولیشن اور تجرباتی تصویر دکھائی گئی ہے۔
تصویر 18: مختلف برگر ویکٹر کے ساتھ منحرف TSD اور TMDs کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز لیکن ایک ہی لائن کی سمت دکھائی گئی ہے۔
تصویر 19: فرینک قسم کی نقل مکانی کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیج، اور متعلقہ چرنے کے واقعات ایکس رے ٹاپولوجیکل امیج کو دکھایا گیا ہے۔
تصویر 20: 6H-SiC ویفر پر مائکرو پائپ کی منتقل شدہ سفید بیم ایکس رے ٹاپولوجیکل امیج، اور رے ٹریسنگ سمولیشن امیج کو دکھایا گیا ہے۔
تصویر 21: 6H-SiC کے محوری طور پر کٹے ہوئے نمونے کے چرنے کے واقعات کی مونوکرومیٹک ایکس رے ٹاپولوجیکل امیج، اور BPDs کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیج کو دکھایا گیا ہے۔
تصویر 22: مختلف واقعاتی زاویوں پر 6H-SiC محوری طور پر کٹے ہوئے نمونوں میں BPDs کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 23: چرنے کے واقعات جیومیٹری کے تحت 6H-SiC محوری طور پر کٹے ہوئے نمونوں میں TED، TSD اور TMDs کی رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز دکھاتا ہے۔
تصویر 24: 4H-SiC ویفر پر isoclinic لائن کے مختلف اطراف میں deflected TSDs کی ایکس رے ٹاپولوجیکل امیجز، اور متعلقہ رے ٹریسنگ سمولیشن امیجز دکھاتا ہے۔
یہ مضمون صرف علمی اشتراک کے لیے ہے۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔
پوسٹ ٹائم: جون-18-2024