使用 Si 器件的传统集成电路大都只能工作在 250℃ 以下，不能满足高温、高功率及 高频等要求。SiC 具有独特的物理性质和电学性质，是实现高温、高频、抗辐射相结合器件 的理想材料。从结构上来说，主要有两类：闪锌矿结构，简称 3C &β-SiC（3C-SiC:ABC’ABC…）; 六 角 型 或 菱 形 结 构 ， 简 称 α-SiC （ 主 要 包 括 6H-SiC:ABCACB’ABCACB…; 4H-SiC: ABAC’ABAC…）。 ＊ A，B，C 为 Si-C 四面体密堆积 3 种不同的位置

　　几种常见 SiC 晶体形态的对垒模型

　　相比 Si 及 GaAs，SiC 材料有绝缘破坏电场大、带隙大，导热率高、电子饱和速度快及

　　迁移率高等特性参数，决定 SiC 功率元器件具有易降低导体电阻，高温下工作稳定及速度快

　　等优势。然而目前 SiC 主要面临的挑战是出现电磁干扰(EMI) 问题及成本较高问题

　　SiC 晶体生长 Sic 具有高的化学和物理稳定性，使其高温单晶生长和化学处理非常困 难。早期 PVT 法生长单晶：SiC 源加热到 2000℃以上，籽晶与源之间形成一定的温度梯度， 使 SiC 原子通过气相运输在籽晶上生成单晶。主要受气相饱和度控制，生长速度和饱和度成 正比。 PVT 法生长的单晶几乎都是 4H、6H-SiC，而立方的 SiC 中载流子迁移率较高，更适 合于研制电子器件，但至今尚无商用的 3C-SiC。另外，SiC 体单晶在高温下(2000℃)生长， 参杂难以控制，特别是微管道缺陷无法消除，所以 SiC 体单晶非常昂贵。

　　PVT 法晶体生长室示意图 外延 外延生长技术主要有四种：化学汽相淀积(CVD)、 液相外延生长(LPE) 、汽相外 延生长(VPE) 、分子束外延法(MBE)

　　化学机械抛光 由于 SiC 有很高的机械强度和极好的耐化学腐蚀的特性，相比于传统的 半导体材料（硅和***化镓）它很难进行抛光。用胶体氧化硅对 SiC 进行化学机械抛光是目 前比较常见的一种方法，抛光剂是二氧化硅颗粒的悬浮液，二氧化硅颗粒的粒度只有几十纳 米。

　　氧化 SiC 是化合物半导体中唯一能够由热氧化形成 SiO2 的材料。采用与 Si 工艺类似 的干氧、湿氧方法进行 SiC 的氧化，氧化温度 1100~1150℃ 之间，但氧化速率较慢，一般 仅为几个 nm/min。氧化速率与表面晶向有关，碳面氧化速率是硅面的 5~10 倍；另外，氧 化速率还依赖于衬底参杂浓度，随参杂浓度的增加而增加。

　　刻蚀 由于 SiC 材料的高稳定性，无法对它进行普通的湿法腐蚀。所以，只能采用干法

　　刻蚀技术，以 CF、SF、CHCL3 等 F 系、Cl 系气体和 O2 为刻蚀剂，以溅射 Al 膜为掩蔽材 料。通常可获得 10~100nm/min 左右的刻蚀速率和较高的选择性。

　　掺杂 由于 SiC 的键强度高，杂质扩散的温度(1800℃)大大超过标准器件工艺的条件， SiC 材料的高密度和低杂质扩散系数，而常温离子注入又存在缺陷无法恢复、杂质激活率低 的问题。所以器件制作工艺的参杂不能采用扩散工艺，只能利用外延控制参杂和高温离子注 入，得到无损伤的注入区和注入杂质的高比率激活。

　　金属化技术 金属化技术用于在 SiC 材料表面上形成良好的奥姆接触和肖特基势垒接 触。用 NiCr 合金替代 Ni 可以解决这些问题，这是应为 Cr 有很强的氧化倾向，很容易和半 导体表面存在的氧结合而获得牢固的粘接强度；另一方面 Cr 也极易与 SiC 表面多余的 C 形 成碳化物而具有极好的物理和化学稳定性；此外 Cr 也是优良的扩散阻挡层材料。

　　主要企业： 以美国 Cree 公司为首美系供货商，主导 SiC 的主要技术及市场，产能占整个市场的 90% 以上。其它市场主要是，日本新日铁公司、罗姆(SiCrystal 公司) 、日本东纤-道康宁合资 公司等日系供货商。

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