Robust Thermal Transport across the Surface-Active Bonding SiC-on-SiC

材料科学 热导率 声子散射 散射 界面热阻 声子 密度泛函理论 分子动力学 薄膜 热的 复合材料 凝聚态物理 热阻 纳米技术 热力学 光学 计算化学 物理 化学
作者
Guoliang Ma,Xiong Xiao,Biwei Meng,Yunliang Ma,Xuteng Xing,Xinhua Wang,Fengwen Mu,Chao Yuan
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acsami.4c02161
摘要

Surface-active bonding (SAB) is a promising technique for semiconductors directly bonding. However, the interlayer of the bonding interface and the reduced layer thickness may affect thermal transport. In this study, the temperature-dependent cross-plane thermal conductivity of 4H-SiC thin films and the effective thermal boundary resistance (TBReff) of the bonding SiC-on-SiC are measured by the multiple-probe wavelength nanosecond transient thermoreflectance (MW-TTR). The measured temperature-dependent cross-plane thermal conductivity of the 4H-SiC thin film exhibits good quantitative agreement with calculation by density functional theory (DFT) including higher-order four-phonon (4ph) scattering, especially at high temperatures (>400 K). The theoretical calculations indicate the non-negligible importance of 4ph scattering in 4H-SiC high-temperature applications, due to the significantly increasing 4ph scattering rate at increasing temperature and strong temperature dependence of 4ph scattering. The measured nonzero but small TBReff (2.33 + 0.43/-1.15 m2 K/GW) at the SiC-SiC interface is analyzed with molecular dynamics (MD) simulation, indicating that a strong bonding interface with an extremely thin interlayer is formed by the SAB process. Two-dimensional finite element simulations of the experimental equivalent structures are further investigated, and the significant effects (at least 19 °C) of TBReff on the maximum temperature (Tmax) are confirmed. This study provides insight into the fundamental phonon transport and interface thermal transport mechanism in SAB SiC-on-SiC and paves the way for improved 4H-SiC efficient device manufacturing and thermal management.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
2秒前
宇文安寒完成签到,获得积分10
3秒前
xiaotian发布了新的文献求助10
4秒前
完美世界应助xiaoyu采纳,获得10
5秒前
6秒前
一条猫发布了新的文献求助10
7秒前
隐形曼青应助太眠采纳,获得10
7秒前
凉皮拌饭发布了新的文献求助10
9秒前
oyc发布了新的文献求助10
9秒前
wen完成签到,获得积分10
9秒前
W_King完成签到 ,获得积分10
13秒前
15秒前
fzy关注了科研通微信公众号
17秒前
Lucas应助emily采纳,获得30
21秒前
23秒前
zhzhzh发布了新的文献求助10
24秒前
zhinian28完成签到,获得积分10
24秒前
DOUDOU完成签到,获得积分10
25秒前
congcong发布了新的文献求助10
26秒前
Kenzonvay完成签到,获得积分10
28秒前
28秒前
yxj发布了新的文献求助20
28秒前
兴奋的白秋完成签到 ,获得积分10
31秒前
大模型应助两酒窝采纳,获得10
33秒前
午见千山应助congcong采纳,获得10
35秒前
35秒前
红豆高发布了新的文献求助10
36秒前
ziyue发布了新的文献求助10
39秒前
zz发布了新的文献求助10
39秒前
43秒前
47秒前
JQ1130发布了新的文献求助10
48秒前
49秒前
便宜小师傅完成签到 ,获得积分10
50秒前
兰豆完成签到,获得积分10
50秒前
50秒前
hwq发布了新的文献求助10
52秒前
摆渡人发布了新的文献求助10
53秒前
ZMM完成签到,获得积分20
57秒前
InfoNinja应助JQ1130采纳,获得30
58秒前
高分求助中
LNG地下式貯槽指針(JGA指-107) 1000
LNG地上式貯槽指針 (JGA指 ; 108) 1000
Preparation and Characterization of Five Amino-Modified Hyper-Crosslinked Polymers and Performance Evaluation for Aged Transformer Oil Reclamation 700
LNG as a marine fuel—Safety and Operational Guidelines - Bunkering 560
How Stories Change Us A Developmental Science of Stories from Fiction and Real Life 500
九经直音韵母研究 500
Full waveform acoustic data processing 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 免疫学 细胞生物学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2933151
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2587100
关于积分的说明 6972457
捐赠科研通 2233620
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1186207
版权声明 589746
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 580711