碳化硅晶体单晶生长原理，你了解吗？

碳化硅单晶衬底材料是晶体材料的一种，属于宽禁带半导体材料，具有耐高压、耐高温、高频、低损耗等优势，是制备大功率电力电子器件以及微波射频器件的基础性材料。SiC单晶是由Si和C两种元素按照1:1化学计量比组成的Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体材料，硬度仅次于金刚石。

苏州恒迈瑞材料科技生长供应4H-SiC碳化硅晶体，分为导电型碳化硅晶体与半绝缘型碳化硅晶体，可用于激光切割设备，金刚石多线切割设备测试等。碳化硅衬底作为一种晶体材料，也具有原子层周期性堆垛的特性。Si-C双原子层沿着[0001]方向进行堆垛，由于层与层之间的键能差异小，原子层之间容易产生不同的连接方式，这就导致SiC具有较多种类的晶型。常见晶型有2H-SiC、3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC、15R-SiC等。

原子层间的排列方式不同，使得组成原子的占位不同，2H晶型中原子全为六方位。而3C晶型中的原子全为立方位。不同占位比会影响晶体的禁带宽度以及载流子性能。随着六方位占比增加，禁带宽度逐渐增大，从3C晶型禁带宽度的2.4eV到2H晶型的3.2eV。

目前碳化硅晶体的生长方法主要有物理气相传输法(Physical Vapor Transport Method, PVT法)、高温化学气相沉积法(High Temperature Chemical Vapor Deposition, HTCVD法)、液相法(Liquid Phase Method)等。其中，PVT法是已发展较为成熟，更适用于产业化批量生产的方法。 所谓PVT法，是指将SiC籽晶放置在坩埚顶部，将SiC粉料作为原料放置在坩埚底部，在高温低压的密闭环境下，SiC粉料升华，并在温度梯度和浓度差的作用下向上传输至籽晶附近，达到过饱和状态后再结晶的一种方法。该方法可以实现SiC晶体尺寸和特定晶型的可控生长。但SiC晶体的生长是在密闭空间内完成的，有效的监控手段少，变量多，因此工艺控制的难度较高。

SiC单晶作为一种硬脆材料，对于加工环节的技术要求也很高，各生产环节中产生的损伤都有可能具备一定的遗传性，传递到下一道工序，最终影响产品质量，因此高效加工SiC衬底的技术也备受产业、学术界关注。