中子辐照掺氮6H-SiC晶体的电学性能及退火的影响

在60～80℃用剂量为1.67×1020n/cm2的全能谱中子对掺氮6H-SiC晶体进行了辐照，对辐照样品从室温至1600℃进行了等时退火，研究了辐照和退火对样品电学性能的影响。大剂量中子辐照在晶体内产生了大量缺陷和损伤，并引起样品的电学性能发生变化，使电阻率升高、介电常数和介电损耗减小。测试表明在辐照缺陷及其电学性能的退火演化过程中，存在约为1000和1400℃两个特征温度。当退火温度低于1000℃时，随着退火温度的升高，电阻率小幅增加，而介电常数和介电损耗亦下降；在退火温度高于1000℃时，电阻率开始下降。在退火温度高于1400℃时，电阻率急剧地下降，而介电常数和介电损耗快速地增加。以间隙原子和空位为缺陷的主要形式作为辐照损伤的模型，对上述现象做了定性解释。测试还表明，掺氮6H-SiC的介电常数高达3.5×104，这一奇特的物性主要来源于电子的长程迁移极化。