人工晶体学报

作者：许彬杰, 陈鹏阳, 卢圣瓯, 宣玲玲, 王安琦, 王帆, 皮孝东, 杨德仁, 韩学峰

单位：1.浙江大学材料科学与工程学院，硅及先进半导体材料全国重点实验室，杭州 310027；2.浙江大学杭州国际科创中心，先进半导体研究院和浙江省宽禁带半导体重点实验室，杭州 311200

关键词：碳化硅,物理气相传输（PVT）法,数值模拟,单晶生长,断裂应力,温度梯度,

基金：浙江省“尖兵”“领雁”研发攻关计划(2023C01010);国家自然科学基金青年科学基金(52202189)

断裂应力是制约物理气相传输（PVT）法制备碳化硅（SiC）单晶直径突破200 mm的关键。本研究通过对比计算4°离轴与正轴生长条件下的断裂应力，发现两者的断裂应力行为高度相似：基平面滑移对断裂应力的影响在两种生长条件下可忽略不计，而棱柱面滑移的影响几乎完全相同。此外，研究阐明了温度梯度对断裂应力的影响机制，证实了高温条件下断裂应力几乎全部由径向温度梯度主导，轴向温度梯度的贡献可忽略不计。通过模拟晶体形貌随时间的演化过程及晶体凸度与直径的变化，进一步揭示了断裂应力大小与径向温度梯度之间的关联规律。本研究为理解断裂应力与温度梯度的内在关系提供了新的见解，对预防PVT法生长过程中的SiC晶体断裂具有指导意义。

来源：2025年第12期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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