碳化硅耐高溫，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿均不起反應(yīng)，導(dǎo)電導(dǎo)熱性好，具有很強(qiáng)的抗輻射能力。用碳化硅粉直接升華法可制得大體積和大面積碳化硅單晶。用碳化硅單晶可生產(chǎn)綠色或藍(lán)色發(fā)光二極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管，雙極型晶體管。用碳化硅纖維可制成雷達(dá)吸波材料，在***工業(yè)中前景廣闊。碳化硅超精細(xì)微粉是生產(chǎn)碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有優(yōu)良的常溫力學(xué)性能，如高的抗彎強(qiáng)度，優(yōu)良的抗氧化性，耐腐蝕性，非常高的抗磨損以及低的磨擦系數(shù)，而且高溫力學(xué)性能（強(qiáng)度、抗蠕變性等）是已知陶瓷材料中比較好的材料，如晶須補(bǔ)強(qiáng)可改善碳化硅的韌性和強(qiáng)度。碳化硅由于其獨(dú)特的物理及電子特性，在一些應(yīng)用上成為短波長(zhǎng)光電元件，高溫，抗幅射以及高頻大功率元件。遼寧半絕緣碳化硅襯底

  SiC很早已被發(fā)現(xiàn)，由于它化學(xué)和物理穩(wěn)定性高，過去很長(zhǎng)的時(shí)問內(nèi)*在工業(yè)中作為研磨和切割材料。SiC在超過1800℃時(shí)才升華分解，高溫生長(zhǎng)單晶和化學(xué)機(jī)械處理都十分困難，Sic晶體的主要制備方法有：Acheson法（1891年），Lely法（1955年），改良Lely法（1978年）。**早使用Lely法——升華再結(jié)晶工藝生長(zhǎng)sic單晶，用感應(yīng)加熱法將裝有多晶sic粉末的多孔石墨管加熱到2500℃，在惰性氣體（氬氣）環(huán)境中升華出Sic，生成六角形狀的、大小和結(jié)晶類型不定但直徑很小、雜質(zhì)含量較高的單晶板塊。遼寧碳化硅襯底進(jìn)口6寸led制備SiC薄膜的方法主要分為兩大類：物***相沉積法和化學(xué)氣相沉積法。

在半導(dǎo)體材料的發(fā)展歷史上，通常將硅（Si）、鍺（Ge）稱作第1代半導(dǎo)體。將砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、磷化鎵（GaP）等為**的合金半導(dǎo)體稱作第2代半導(dǎo)體。在其之后發(fā)展起來的寬帶隙半導(dǎo)體，碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）及金剛石等稱為第3代半導(dǎo)體。SiC作為第3代半導(dǎo)體的杰出**之一，相比前2代半導(dǎo)體材料，具有寬帶隙、高熱導(dǎo)率高、較大的電子飽和漂移速率、高化學(xué)穩(wěn)定性、高擊穿電場(chǎng)高等諸多優(yōu)點(diǎn)，在高溫、高頻、大功率器件的制作上獲得廣泛應(yīng)用。SiC晶體有著很多不同的多型體，不同多型體的禁帶寬度在2.3～3.3eV之間，因而，SiC也被用于制作藍(lán)、綠和紫外光的發(fā)光、光探測(cè)器件，太陽能電池，以及智能傳感器件等。另外，SiC能夠氧化形成自然絕緣的二氧化硅（SiO2）層，同時(shí)也具有制造各種以金屬-氧化物-半導(dǎo)體（MOS）為基礎(chǔ)的器件的巨大潛能。表1給出了不同多型體SiC和其他半導(dǎo)體材料相比的主要物理性質(zhì)。

經(jīng)過數(shù)十年不懈的努力，目前，全球只有少數(shù)的大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)研發(fā)出了碳化硅晶體生長(zhǎng)和加工技術(shù)。在產(chǎn)業(yè)化方面，只有以美國(guó)Cree為**的少數(shù)幾家能夠提供碳化硅晶片，國(guó)內(nèi)的碳化硅晶片的需求全賴于進(jìn)口。目前，全球市場(chǎng)上碳化硅晶片價(jià)格昂貴，一片2英寸碳化硅晶片的國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格高達(dá)500美元（2006年），但仍供不應(yīng)求，高昂的原材料成本占碳化硅半導(dǎo)體器件價(jià)格的百分之四十以上，碳化硅晶片價(jià)格已成為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因而，采用**技術(shù)的碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，降低碳化硅晶片生產(chǎn)成本，將促進(jìn)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，拓展市場(chǎng)需求。SiC會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，所以在其表面加一SiO2層以防止氧化。

SiC單晶生長(zhǎng)經(jīng)歷了3個(gè)階段，即Acheson法、Lely法、改良Lely法。利用SiC高溫升華分解這一特性，可采用升華法即Lely法來生長(zhǎng)SiC晶體。升華法是目前商業(yè)生產(chǎn)SiC單晶**常用的方法，它是把SiC粉料放在石墨坩堝和多孔石墨管之間，在惰性氣體（氬氣）環(huán)境溫度為2 500℃的條件下進(jìn)行升華生長(zhǎng)，可以生成片狀SiC晶體。由于Lely法為自發(fā)成核生長(zhǎng)方法，不容易控制所生長(zhǎng)SiC晶體的晶型，且得到的晶體尺寸很小，后來又出現(xiàn)了改良的Lely法。改良的Lely法也被稱為采用籽晶的升華法或物***相輸運(yùn)法[10]（簡(jiǎn)稱PVT法）。PVT法的優(yōu)點(diǎn)在于：采用SiC籽晶控制所生長(zhǎng)晶體的晶型，克服了Lely法自發(fā)成核生長(zhǎng)的缺點(diǎn)，可得到單一晶型的SiC單晶，且可生長(zhǎng)較大尺寸的SiC單晶。SiC作為第三代半導(dǎo)體材料的杰出**由于其特有的物理化學(xué)特性成為制作高頻、大功率、高溫器件的理想材料。青島碳化硅襯底導(dǎo)電

碳化硅在大功率LED方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。遼寧半絕緣碳化硅襯底

SiC 電子器件是微電子器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。SiC 材料的擊穿電場(chǎng)有4MV/cm，很適合于制造高壓功率器件的有源層。而由于 SiC 襯底存在缺點(diǎn)等原因，將它直接用于器件制造時(shí)，性能不好。SiC 襯底經(jīng)過外延之后，其表面缺點(diǎn)減少，晶格排列整齊，表面形貌良好，比襯底大為改觀，此時(shí)將其用于制造器件可以提高器件的性能。為了提高擊穿電壓，厚的外延層、好的表面形貌和較低的摻雜濃度是必需的。  一些高壓雙極性器件，需外延膜的厚度超過 50μm,摻雜濃度小于 2× 1015cm-3,載流子壽命大過 1us。對(duì)于高反壓大功率器件，需要要在 4H-SiC 襯底上外延一層很厚的、低摻雜濃度的外延層。為了制作 10KW 的大功率器件，外延層厚度要達(dá)到 100μm以上。高壓、大電流、高可靠性 SiC 電子器件的不斷發(fā)展對(duì) SiC 外延薄膜提出了更多苛刻的要求，需要通過進(jìn)一步深入的研究提高厚外延生長(zhǎng)技術(shù)。遼寧半絕緣碳化硅襯底

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