罗 昊，张序清，杨德仁，，皮孝东，

(1.浙江大学,硅材料国家重点实验室,材料科学与工程学院,杭州 310027； 2.浙江大学杭州国际科创中心，先进半导体研究院，杭州 311200)

0 引 言

随着科学技术的飞速发展，半导体材料的革新速度也进一步加快。继以Si为代表的第一代半导体和以GaAs为代表的第二代半导体之后，以SiC为代表的第三代宽禁带半导体越来越受到人们的关注。SiC具有宽带隙(2.3～3.3 eV)、高临界击穿场强(2.2～3.9×106V·cm-1)、高热导率(3.6～4.8 W·cm-1·K-1)、高载流子饱和迁移率(1.9～2.6×107cm·s-1)等优点，特别适合于制造高频、大功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件，是半导体材料领域中较有前景的材料之一[1-2]。

SiC晶体材料的发展历史已有一百多年。1892年，Acheson发明了一种用二氧化硅、碳合成SiC粉体的方法[3]，而在该方法中，人们发现了一种副产物，它是含有片状的SiC材料，但这些片状的SiC材料纯度不高，尺寸较小，无法用来制备半导体器件。直到1955年， Lely通过升华技术成功地生长出相对纯净的SiC晶体[4]，该制备技术方法也被称为Lely法。然而，由于Lely法制备的SiC片状材料尺寸小，性能差异比较大，导致其无法成为生长SiC单晶的商业技术。1978—1981年期间，Tairov和Tsvetkov在Lely法的基础上进行改进，他们在升华生长炉里引入了一个籽晶，并基于热力学和动力学方面的考虑，设计了一个合适的温度梯度以控制SiC源到籽晶的物质运输，这种生长工艺被称为改进的Lely法，也称为籽晶升华法，或者物理气相传输(PVT)法[5-6]。人们通过这种方法可以获得更大直径和较低扩展缺陷密度的SiC晶体。随着生长工艺的不断改进，采用该方法已实现产业化的公司有美国的Cree、Dowcorning、Ⅱ-Ⅵ，德国的SiCrystal，日本的Nippon Steel，中国的山东天岳、天科合达等。……