人工晶体学报

作者：綦正超, 许庭翔, 刘学超, 王丁

单位：1.上海理工大学材料科学与工程学院,上海 200093; ；2.中国科学院上海硅酸盐研究所,上海 200050

关键词：碳化硅单晶,热导率,杂质,缺陷,晶向,结晶质量,

基金：国家重点研发计划(2016YFB0400401);国家自然科学基金(20183356);上海市科技创新重点项目(Y74ZC5152G);上海市科技创新行动计划(20511107404,19DZ1100703)

目前关于SiC单晶室温的导热性能,以及导热特性随温度的变化方面的研究报道还存在较大的差异,有关SiC单晶热导率的研究主要是沿c轴<0001>晶向或者垂直于c轴的某一晶向进行的,无法有效地解释热导率的各向异性。本文研究了4H-SiC和6H-SiC单晶$<1 \overline{1} 00>$, $<11 \overline{2} 0>$,<0001> 三个不同晶向上热导率以及其随温度的变化。对SiC单晶切割分别得到沿 $<1 \overline{1} 00>$, $<11 \overline{2} 0>$, <0001>晶向的样品,尺寸为ø12.7 mm×3 mm,利用闪光法对样品测试得到热扩散系数,通过计算获得了SiC单晶不同晶向的热导率数值,采用辉光放电质谱仪(GDMS)和扫描电子显微镜(SEM)进行了杂质和缺陷表征。实验结果表明,SiC晶体$<1 \overline{1} 00>$, $<11 \overline{2} 0>$, <0001>三个晶向的热导率随温度升高而下降,沿<0001>晶向的SiC样品热导率最小;含有较高杂质离子浓度的6H-SiC样品热导率高于4H-SiC样品;缺陷相比杂质对SiC晶体导热性能影响更大,缺陷是SiC热导率具有各向异性的主要原因。

来源：2021年第5期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2021年第5期