半導體碳化硅單晶材料的發展！
以硅(Si)、砷化鎵(GaAs)為代表的代和第二代半導體材料的高速發展，推動了微電子、光電子技術的迅猛發展。
然而受材料性能所限，這些半導體材料制成的器件大都只能在200℃以下的環境中工作，不能滿足現代電子技術對高溫、高頻、高壓以及抗輻射器件的要求。
作為第三代寬帶隙半導體材料的代表，碳化硅(SiC)單晶材料具有禁帶寬度大(~Si的3倍)、熱導率高(~Si的3.3倍或GaAs的0倍)、電子飽和遷移速率高(~Si的2.5倍)和擊穿電場高(~Si的0倍或GaAs的5倍)等性質[-2]，如表所示。
SiC器件在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領域和航天、軍工、核能等環境應用領域有著不可替代的優勢[3-7]，彌補了傳統半導體材料器件在實際應用中的缺陷，正逐漸成為功率半導體的主流。
碳化硅原料
半導體碳化硅單晶材料發展史
SiC是早發現的半導體材料之一，自824年瑞典科學家Berzelius在人工合成金剛石的過程中觀察到SiC多晶相以來，SiC 單晶的發展經歷了一個漫長而曲折的過程。
893年，Acheson將石英砂、焦炭、少量木屑以及NaCl的混合物放在電弧爐中加熱到2700℃，終獲得了SiC鱗片狀單晶，如圖所示，這種方法主要用于制作SiC磨料，無法滿足半導體要求。
直到955年，Lely[8]首先在實驗室用升華法成功制備出了SiC單晶，如圖2所示，他將SiC 粉料放在石墨坩堝和多孔石墨管之間, 通入惰性氣體(通常用氬氣)，在壓力為atm 條件下，加熱約2500℃的高溫，SiC 粉料升華分解為Si， SiC2和Si2C等氣相組分，在生長體系中溫度梯度產生的驅動力下，氣相組分在溫度較低的多孔石墨管內壁上自發成核生成片狀SiC 晶體，這種方法奠定了毫米級SiC單晶生長的工藝基礎，此后，有關SiC的研究工作展開。
978年，Tairov和Tsvetkov[9]成功的把Lely法與籽晶、溫度梯度等其它晶體生長技術研究中經?？紤]的因素巧妙地結合在一起，創造出改良的SiC晶體生長技術，PVT法是目前商品化SiC晶體生長系統的主要方法。
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