編號(hào)：CYYJ03417
篇名：單晶金剛石聲子非簡(jiǎn)諧衰減效應(yīng)研究
作者：李斌 胡秀飛 楊旖秋 王英楠 謝雪健 彭燕 楊祥龍 王�，| 胡小波 徐現(xiàn)剛 馮志紅
關(guān)鍵詞： 單晶金剛石 拉曼光譜 摻雜 溫度相關(guān)性 聲子衰減 聲子壽命
機(jī)構(gòu)： 山東大學(xué)新一代半導(dǎo)體材料研究院 山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 專(zhuān)用集成電路國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十三研究所
摘要： 隨著金剛石作為散熱材料在大功率半導(dǎo)體器件、激光器、微波器件和大規(guī)模集成電路等領(lǐng)域中的應(yīng)用愈加廣泛,通過(guò)對(duì)金剛石局部進(jìn)行精確測(cè)溫以評(píng)價(jià)其散熱性能是一個(gè)重要的研究課題。本文使用拉曼光譜儀對(duì)不同摻雜類(lèi)型的高溫高壓(HTHP)樣品和化學(xué)氣相沉積(CVD)樣品在228~678 K進(jìn)行檢測(cè),得到了金剛石樣品TO模拉曼峰位、半峰全寬等與溫度的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系,并通過(guò)理論計(jì)算模型明確了熱膨脹、三聲子、四聲子隨溫度變化對(duì)拉曼峰位、半峰全寬的貢獻(xiàn)。理論和實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn):不同摻雜以及不同類(lèi)型樣品的拉曼光譜峰位無(wú)明顯區(qū)別;隨溫度升高,半峰全寬寬化,主要影響因素為聲子衰減導(dǎo)致的非簡(jiǎn)諧效應(yīng),同時(shí)受載流子的電離率、濃度、類(lèi)型,以及缺陷和雜質(zhì)影響;聲子壽命主要受到聲子的非簡(jiǎn)諧衰減作用影響,基本不受雜質(zhì)散射的影響。本研究為金剛石材料的溫度檢測(cè)提供了一種無(wú)損、非接觸、高空間分辨率的方法。
