晶圆级立方碳化硅晶体的高热导率
材料科学
2022-12-14 v1 应用物理
摘要
高热导率电子材料是高性能电子和光子器件的关键组成部分，既可作为有源功能材料，也可作为热管理材料。我们报道了高质量晶圆级立方碳化硅（3C-SiC）晶体在室温下各向同性高热导率超过 500 W m-1K-1，这在大型晶体中居第二高（仅低于金刚石）。此外，相应的 3C-SiC 薄膜具有创纪录的高面内和面间热导率，甚至高于等效厚度的金刚石薄膜。我们的结果解决了一个长期存在的谜团：文献中 3C-SiC 的热导率值低得令人困惑，低于结构更复杂的 6H-SiC。进一步分析揭示，本工作中观察到的高热导率源于 3C-SiC 晶体的高纯度和高晶体质量，这排除了 3C-SiC 中极强的缺陷-声子散射。此外，通过外延生长将 3C-SiC 与其他半导体集成，我们表明测得的 3C-SiC-Si 热边界电导（TBC）在半导体界面中属最高之列。这些发现不仅为基础声子输运机制提供了见解，也表明 3C-SiC 可构成优异的宽禁带半导体，用于功率电子器件的有源组件或衬底应用。
引用
@article{arxiv.2207.05292,
title = {High Thermal Conductivity in Wafer Scale Cubic Silicon Carbide Crystals},
author = {Zhe Cheng and Jianbo Liang and Keisuke Kawamura and Hidetoshi Asamura and Hiroki Uratani and Samuel Graham and Yutaka Ohno and Yasuyoshi Nagai and Naoteru Shigekawa and David G. Cahill},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.05292},
year = {2022}
}