杭州进口4寸半绝缘碳化硅衬底

PVT法和HTCVD法生长碳化硅晶体原理图。两者都可以用于生长4H-SiC碳化硅晶片，HTCVD更像是PVT的“加强版”。PVT法的优势在于相对简单易控制，市场占有率高，生长n型导电晶片很成熟。其劣势是p型导电和高阻半绝缘型晶片生长成本高，不能生长高质量的高纯半绝缘晶片。HTCVD法的优势是可以生长导电型（n、p）和高纯半绝缘晶片，可以控制掺杂浓度，使晶片中载流子浓度在3×1013～5×1019/cm3之间可调。其劣势是技术门槛高，市场占有率低。碳化硅(SIC)是半导体界公认的“一种未来的材料”。杭州进口4寸半绝缘碳化硅衬底

碳化硅被誉为下一代半导体材料，因为其具有众多优异的物理化学特性，被广泛应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。本文阐述了SiC研究进展及应用前景，从光学性质、电学性质、热稳定性、化学性质、硬度和耐磨性、掺杂物六个方面介绍了SiC的性能。SiC有高的硬度与热稳定性,稳定的结构,大的禁带宽度 ,高的热导率,优异的电学性能。同时介绍了SiC的制备方法：物***相沉积法和化学气相沉积法，以及SiC薄膜表征手段。包括X射线衍射谱、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。***讲了SiC的光学性能和电学性能以及参杂SiC薄膜的光学性能研究进展。杭州进口4寸半绝缘碳化硅衬底碳化硅是发展第3代半导体产业的关键基础材料。

SiC是**早发现的半导体材料之一。早在1824年，瑞典科学家Berzelius在试图合成金刚石时偶然发现了SiC，***揭示了C-Si键存在的可能性。直到1885年，Acheson才***次使用焦炭与硅石混合在电熔炉中高温加热获得SiC单晶。但得到的SiC杂质浓度较高，结晶完整性较差，同时SiC的结晶形态繁多，根本无法用于制造电子器件。1955年，荷兰飞利浦研究室的Lely***在实验室中用升华气体再结晶的方法制成杂质数量和种类可控制的、具有足够尺寸的SiC单晶，

由此奠定了碳化硅的发展基础。在此基础上，前苏联科学家Tariov和Tsvetkov等人于1 978年提出利用籽晶升华法(seeded sublimation method)生长SiC单晶，即所谓“改进的Lely法”(modified Lely method)或物***相传输法(physical vapor transport，PVT)，从根本上克服了液相生长SiC比较困难这一障碍。1987年，专门从事SiC半导体研究工作的Cree公司成立，并于1994年制备出4H-SiC晶片。随后，SiC器件的制造工艺，如离子注入、氧化、刻蚀、金属．半导体接触等取得了重大进展，从而掀起了SiC材料、器件及相关技术研究的热潮，并取得了突飞猛进的发展。

在半导体材料的发展历史上，通常将硅（Si）、锗（Ge）称作第1代半导体。将砷化镓（GaAs）、磷化铟（InP）、磷化镓（GaP）等为**的合金半导体称作第2代半导体。在其之后发展起来的宽带隙半导体，碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）及金刚石等称为第3代半导体。SiC作为第3代半导体的杰出**之一，相比前2代半导体材料，具有宽带隙、高热导率高、较大的电子饱和漂移速率、高化学稳定性、高击穿电场高等诸多优点，在高温、高频、大功率器件的制作上获得广泛应用。SiC晶体有着很多不同的多型体，不同多型体的禁带宽度在2.3～3.3eV之间，因而，SiC也被用于制作蓝、绿和紫外光的发光、光探测器件，太阳能电池，以及智能传感器件等。另外，SiC能够氧化形成自然绝缘的二氧化硅（SiO2）层，同时也具有制造各种以金属-氧化物-半导体（MOS）为基础的器件的巨大潜能。表1给出了不同多型体SiC和其他半导体材料相比的主要物理性质。与传统硅基功率电力电子器件相比，碳化硅基功率器件可以**降低能耗，节约电力。

SiC单晶生长经历了3个阶段，即Acheson法、Lely法、改良Lely法。利用SiC高温升华分解这一特性，可采用升华法即Lely法来生长SiC晶体。升华法是目前商业生产SiC单晶**常用的方法，它是把SiC粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间，在惰性气体（氩气）环境温度为2 500℃的条件下进行升华生长，可以生成片状SiC晶体。由于Lely法为自发成核生长方法，不容易控制所生长SiC晶体的晶型，且得到的晶体尺寸很小，后来又出现了改良的Lely法。改良的Lely法也被称为采用籽晶的升华法或物***相输运法[10]（简称PVT法）。PVT法的优点在于：采用SiC籽晶控制所生长晶体的晶型，克服了Lely法自发成核生长的缺点，可得到单一晶型的SiC单晶，且可生长较大尺寸的SiC单晶。SiC的基本结构单元是Si-C四面体，属于密堆积结构。浙江碳化硅衬底外延加工

SiC会发生氧化反应，所以在其表面加一SiO2层以防止氧化。杭州进口4寸半绝缘碳化硅衬底

  SiC很早已被发现，由于它化学和物理稳定性高，过去很长的时问内*在工业中作为研磨和切割材料。SiC在超过1800℃时才升华分解，高温生长单晶和化学机械处理都十分困难，Sic晶体的主要制备方法有：Acheson法（1891年），Lely法（1955年），改良Lely法（1978年）。**早使用Lely法——升华再结晶工艺生长sic单晶，用感应加热法将装有多晶sic粉末的多孔石墨管加热到2500℃，在惰性气体（氩气）环境中升华出Sic，生成六角形状的、大小和结晶类型不定但直径很小、杂质含量较高的单晶板块。杭州进口4寸半绝缘碳化硅衬底