Распознавание дислокационной структуры эпитаксиальных слоев карбида кремния с использованием нейронной сети
Автор: Брагин Анатолий Валерьевич, Пьянзин Денис Васильевич, Сидоров Роман Игоревич, Скворцов Денис Александрович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Численные методы и анализ данных
Статья в выпуске: 4 т.44, 2020 года.
Бесплатный доступ
Технологические особенности роста монокристаллов карбида кремния неизбежно создают условия для образования в них дефектов кристаллической структуры. Предложен способ распознавания и анализа дефектной дислокационной структуры монокристаллов карбида кремния на основе применения оптической микроскопии и нейронной сети прямого распространения. Проведена апробация способа на гомоэпитаксиальных слоях карбида кремния 4 H политипа. На базе предложенного способа создано программное обеспечение, позволяющее строить карты распределения краевых, винтовых и базисных дислокаций по поверхности монокристаллов карбида кремния. Проведена апробация работы программного обеспечения на цифровых изображениях ростовой поверхности эпитаксиальных слоев карбида кремния. Точность распознавания дислокаций составила 95 %. Полученная информация о распределении дислокаций применяется при разработке технологических приемов снижения их плотности при выращивании монокристаллов.
Дефектная структура, дислокации, карбид кремния, распознавание изображений, нейронная сеть
Короткий адрес: https://sciup.org/140250034
IDR: 140250034 | DOI: 10.18287/2412-6179-CO-660
Список литературы Распознавание дислокационной структуры эпитаксиальных слоев карбида кремния с использованием нейронной сети
- Лучинин, В.В. Карбид кремния - алмазоподобный материал с управляемыми наноструктурно-зависимыми свойствами / В.В. Лучинин, Ю.М. Таиров // Наноиндустрия. - 2010. - Вып. 1. - С. 36-40.
- Kimoto, T. Fundamentals of silicon carbide technology: Growth, characterization, devices and applications / T. Kimoto, J.A. Cooper. - Wiley-IEEE Press, 2014. - 538 p.
- Авров, Д.Д. Политипные включения и политипная стабильность кристаллов карбида кремния / Д.Д. Авров, А.О. Лебедев, Ю.М. Таиров // Физика и техника полупроводников. - 2016. - Т. 50. - С. 501-508.
- Kallinger, B. Threading dislocations in n- and p-type 4H-SiC material analyzed by etching and synchrotron X-ray topography / B. Kallinger, S. Polster, P. Berwian, J. Friedrich, G. Muller, A.N. Danilewsky, A. Wehrhahn, A.-D. Weber // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 314, Issue 1. - P. 21-29. - DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2010.10.145
- Friedrichs, P. Silicon carbide: Volume 1: Growth, defects, and novel applications / P. Friedrichs, T. Kimoto, L. Ley, G. Pensl. - Weinheim: John Wiley & Sons, 2011. - 528 р.
- Chen, H. Effects of different defect types on the performance of devices fabricated on a 4H-SiC homoepitaxial layer / H. Chen, B. Raghothamachar, W. Vetter, M. Dudley, Y. Wang, B. Skromme // MRS Online Proceeding Library Archive. - 2006. - 911. -
- DOI: 10.1557/PROC-0911-B12-03
- Logunov, M. Study of nanoscale inhomogeneities in silicon carbide crystals via small-angle X-ray scattering / M. Logunov, V. Neverov, B. Mamin, D. Skvortsov, R. Sidorov // Materials Science Forum. - 2016. - Vol. 858. - P. 349-352. -
- DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.858.349
- Danz, R. C-DIC: A new microscopy method for rational study of phase structures in incident light arrangement / R. Danz, P. Gretscher // Thin Solid Films. - 2004. - Vol. 462-463. - P. 257-262.
- Сангвал, К. Травление кристаллов: Теория, эксперимент, применение / К. Сангвал, пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 492 с.
- Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс / С. Хайкин, пер. с англ. - Изд. 2-е. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2006. - 1104 с.
- Гонсалес, Р. Цифровая обработка изображений / Р. Гонсалес, Р. Вудс. - М.: Техносфера, 2005. - 1072 с.
- Сойфер, В.А. Анализ и распознавание наномасштабных изображений: традиционные подходы и новые постановки задач / В.А. Сойфер, А.В. Куприянов // Компьютерная оптика. - 2011. - Т. 35, № 2. - С. 136-144.
- Karpinski, H. Efficient image segmentation for detection of dislocations in high resolution light microscope images of SiC wafers / H. Karpinski, S.A. Sakwe, M. Fried, E. Bänsch, P. Wellmann // Materials Science Forum. - 2011. - Vols. 679-680. - P. 277-281. -
- DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.679-680.277
- Schmidt, A. Design of adaptive finite element software: The finite element toolbox ALBERTA / A. Schmidt, K. Siebert. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2005. - 978-3-540-22842-4.
- ISBN: 9783540228424
- Evans, L.C. Motion of level sets by mean curvature. I / L.C. Evans, J. Spruck // Journal of Differential Geometry. - 1991. - Vol. 33, Issue 3. - Р. 635-681. -
- DOI: 10.4310/jdg/1214446559
- Otsu, N. A threshold selection method from gray-level histograms / N. Otsu // IEEE Transactions on Systems, Man and Cybernetics. - 1979. - Vol. 9, Issue 1. - Р. 62-66.
