文档介绍：School of information Science & Engineering
SHANDONG UNIVERSITY
CHINA
SiC半导体材料
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随着第一代和第二代半导体材料发展的成熟，其器件应用也趋于极限。现代科技越来越多的领域需要高频率，高功率，耐高温，化学稳定性好的第三代半导体。而作为第三代半导体优秀代表的 SiC（silicon carbide），越来越多得受到人们的关注。
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唯一的固态的IV-IV化合物
天然的超晶格结构、同质多型体。
目前已发现200多种结构，属于三个晶系：立方（cubic）、六方（hexagon）和斜方（rhombus），常见的主要是3C-SiC、 6H-SiC和4H-SiC。
可热氧化，但氧化速率远低于Si
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SiC单晶衬底：
本征型、N型掺杂、P型掺杂。
N型掺杂 ：氮N
P型掺杂：铝Al、硼B、铍Be、镓Ga、氧O。
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物理气相传输法（ PVT，physical vapor transport）又称升华法，又称改良的Lely法，是制备SiC等高饱和蒸汽压、高熔点半导体材料的有效的方法。 美国Cree公司1997年实现2英寸6H-SiC单晶的市场化，近两年已实现4英寸6H-SiC单晶的市场化，目前占据全球市场的85％。
国内在SiC生长起步较晚，目前主要是山东大学、中科院上海硅酸盐研究所、中科院物理所等单位开展SiC单晶生长制备技术研究，山东大学2007年在实验室生长出了3英寸6H-SiC单晶。
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物理气相传输法（PVT）：
核心装置如右图所示：
SiC原料的升华和晶体的再生长在一个封闭的石墨
坩埚内进行，坩埚处于高温非均匀热场中。SiC原料
部分处于高温中，温度大约在2400~2500摄氏度。
碳化硅粉逐渐分解或升华，产生Si和Si的碳化物混
合蒸汽，并在温度梯度的驱使下向粘贴在坩埚低温
区域的籽晶表面输送，使籽晶逐渐生长为晶体。
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SiC单晶的加工：
要求：表面超光滑、无缺陷、无损伤。
重要性：直接影响器件的性能。
难度：，难度相当大。
高晶格完整性
低表面粗糙度
无损伤
工艺流程：
切割：用金刚线锯。
粗、精研磨：使用不同粗细的碳化硼和金刚石颗粒加
粗磨和精磨。
粗抛光：机械抛光，用微小的金刚石粉粒进行粗抛。
精抛光：化学机械抛光。
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外延：在一定取向的单晶基板上，生长出的晶体与基板保持一定的晶体学取向关系，这种晶体生长叫做外延。
同质外延：外延材料与衬底材料为同一种材料。Si上外延Si
异质外延：外延材料与衬底材料在性质上、结构上不同。
注意晶格匹配、热膨胀系数匹配。如SiC上外延GaN.
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SiC的外延方法
LPE（液相外延）
VPE（气相外延）
MBE（分子束外延）
CVD（化学气相沉积法）
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