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The Photoelastic Constant of (0001) 4H Silicon Carbide Determined by Scanning Infrared Polariscopy
Physica Status Solidi (A) - Applications and Materials Science Pub Date : 2021-07-10 , DOI: 10.1002/pssa.202100198 Martin Herms 1 , Gert Irmer 2 , Susanne Spira 1 , Matthias Wagner 1
Physica Status Solidi (A) - Applications and Materials Science Pub Date : 2021-07-10 , DOI: 10.1002/pssa.202100198 Martin Herms 1 , Gert Irmer 2 , Susanne Spira 1 , Matthias Wagner 1
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The piezo-optic coefficients (π11-π12) and the photoelastic constant Cσ of on-axis (0001) 4H silicon carbide at λ = 1.3 μm are determined to (−3.3 ± 0.5) × 10−13 and (−2.8 ± 0.4) × 10−12 Pa−1, respectively. The experiment is conducted using a scanning infrared depolarization imager (SIRD) that uses a rotational mode for wafer scanning equipped with a special calibration setup for diametrical loading of 150 mm diameter wafers. The loading force is varied by gradually setting the wafer rotation frequency. (π11–π12) and Cσ are determined by analyzing the dependence of the shear stress equivalent on the loading force in the wafer center. This calibration procedure is made difficult by the pronounced inhomogeneous defect distribution on the wafer under study. Furthermore, the unloaded wafer is characterized using the multipolarization analysis on the base of an eccentric measurement mode. The resulting map of the shear stress maximum τmax completed by the direction of the large principal stress component reveals that the outer wafer part is tensile stressed in circumferential direction like a ring with magnitudes up to 10 MPa.
中文翻译：
扫描红外偏光法测定(0001)4H碳化硅的光弹性常数
λ = 1.3 μm处的同轴(0001) 4H 碳化硅的压电系数 ( π 11 - π 12 ) 和光弹性常数C σ确定为 (-3.3 ± 0.5) × 10 -13和 (-2.8分别为± 0.4) × 10 -12 Pa -1。该实验是使用扫描红外去偏振成像仪 (SIRD) 进行的，该成像仪使用旋转模式进行晶片扫描，并配备了特殊的校准装置，用于径向加载 150 毫米直径的晶片。通过逐渐设置晶片旋转频率来改变加载力。( π 11 –π 12 ) 和C σ通过分析等效剪切应力对晶片中心加载力的依赖性来确定。由于所研究的晶片上存在明显的不均匀缺陷分布，因此该校准程序变得困难。此外，在偏心测量模式的基础上，使用多极化分析来表征卸载的晶片。由大主应力分量的方向完成的剪切应力最大值τ max的结果图表明，外部晶片部分在圆周方向上受到拉伸应力，就像一个大小高达 10 MPa 的环。
更新日期：2021-07-10
中文翻译：
扫描红外偏光法测定(0001)4H碳化硅的光弹性常数
λ = 1.3 μm处的同轴(0001) 4H 碳化硅的压电系数 ( π 11 - π 12 ) 和光弹性常数C σ确定为 (-3.3 ± 0.5) × 10 -13和 (-2.8分别为± 0.4) × 10 -12 Pa -1。该实验是使用扫描红外去偏振成像仪 (SIRD) 进行的，该成像仪使用旋转模式进行晶片扫描，并配备了特殊的校准装置，用于径向加载 150 毫米直径的晶片。通过逐渐设置晶片旋转频率来改变加载力。( π 11 –π 12 ) 和C σ通过分析等效剪切应力对晶片中心加载力的依赖性来确定。由于所研究的晶片上存在明显的不均匀缺陷分布，因此该校准程序变得困难。此外，在偏心测量模式的基础上，使用多极化分析来表征卸载的晶片。由大主应力分量的方向完成的剪切应力最大值τ max的结果图表明，外部晶片部分在圆周方向上受到拉伸应力，就像一个大小高达 10 MPa 的环。
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