SiC 是由硅(Si)和碳(C)组成的化合物半导体材料。其 结合力非常强,在热、化学、机械方面都非常稳定。SiC 存 在多晶型(同质多象)现象,不同的晶体结构具有不同的 物理性质。其中适用于功率元器件领域的是 4H-SiC。表 1 中列出了 4H-SiC 与 Si 以及近年来比较常见的其他半导体 材料之间的比较。
表中黄色高亮部分是 Si 与 SiC 的比较。蓝色部分是用于功率元器件时的重要参数。如数值所示,SiC 在这些参数上具有显著优势。另外,与 Si 相同、与其他新材料不同的是,SiC 这种材料在元器件制造所需的 p 型、n 型控制方面支持很宽的控制范围,这也是 SiC 的一大特点。基于
这些优势,SiC 作为一种超越 Si 极限的功率元器件材料被寄予厚望。现将 SiC 的特点总结如下:
Si 和 C 以 1:1 的比例合成的Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体
以 Si-C 原子对为单位层的最密堆积结构
存在多晶型现象,4H-SiC 最适合功率元器件
结合力非常强=在热、化学、机械方面很稳定
– 热稳定性 :在常压状态下无液层,2000℃升华
– 机械稳定性:莫氏硬度(9.3)可以媲美钻石(10)
– 化学稳定性:对大多数酸和碱呈惰性