单晶碳化硅

碳化硅（SiC）是一种极其坚硬的硅和碳的化合物，天然存在于莫桑石矿物中，1893 年开始大规模生产，用作研磨材料和要求极高耐用性的应用，如汽车制动器和防弹背心。

物理气相传输生长技术已经能够生产出高质量的无微管 4 英寸 n 型碳化硅衬底1。然而，进一步减少扩展缺陷对于提高器件性能和可靠性仍然至关重要。

物理特性

碳化硅（SiC）是一种 IV-IV 共价化合物半导体材料，由等比例的硅和碳组成，每个硅原子和碳原子之间形成四个共价键。

碳化硅的宽带隙使其能够在高温和高电压下有效工作，因此适用于电力电子设备。此外，碳化硅的导热性、稳定性和硬度使其成为电子设备散热器和基板的绝佳选择，有助于比其他材料更有效地散热。

在制造发光二极管和激光器等设备以及研磨和切割工具时，SiC 的物理特性可实现高精度和高均匀性。此外，SiC 还因其热膨胀系数低和刚性强而在望远镜镜面的制造中发挥着重要作用。最后，SiC 对酸、碱和氧化环境具有出色的耐腐蚀性。

化学特性

碳化硅是一种非凡的化合物，具有独特的化学和物理特性，对于需要耐用部件以抵御极端环境的行业来说，碳化硅是一种宝贵的选择。

碳化硅由紧密结合在一起的硅原子和碳原子组成，呈不规则的六边形晶格结构，因此硬度极高，在莫氏硬度中仅次于金刚石和碳化硼，排名第三。

这些特点也使这种材料异常耐用：其高导热性能可承受极端温度，同时在应力作用下保持形状的能力也不会减弱，而且热膨胀系数低，有助于最大限度地减少温度波动时的尺寸变化。

SiC 的晶体结构还允许在其上形成保护层，以防止其发生化学反应而导致降解。由于 SiC 具有耐腐蚀性，因此对于需要在恶劣工作环境中长期保持性能以及承受巨大机械应力或压力的应用来说，它是一种极佳的材料选择。

机械性能

碳化硅，又称刚玉或碳化硅，是一种由硅和碳组成的无机化学化合物，掺入氮或磷可形成 n 型碳化硅，掺入硼或铝可形成 p 型碳化硅，从而形成宽带隙半导体。

碳化硅因其由 Si 原子和 C 原子紧密堆积而成的结构而在众多材料中脱颖而出，具有极高的强度。作为地球上最坚硬的物质之一，碳化硅还具有高熔点和优异的导热性能。

碳化硅的刚性和低热膨胀系数使其成为赫歇尔太空望远镜等望远镜镜面的理想材料。单晶碳化硅的其他用途还包括汽车制动器和离合器、防弹背心中的陶瓷板、合成莫桑石的生产、单晶碳化硅在韧性-脆性转变到断裂之间明显较长的转变深度，以及在 FIB SEM 分析中 Si 和 C 平面加工过程中的划痕形态特征。

电气性能

单晶碳化硅的电学特性一直是全球广泛研究的课题，因为它们在制造具有宽带隙功能的高性能电子器件方面发挥着至关重要的作用。

测量碳化硅晶片载流子浓度和电阻率的技术层出不穷。这些表征技术可以检测出其中存在的所有杂质。使用电扫描探针技术或非接触式电阻率测绘工具在横向或横截面上对称地测量这些参数。

碳化硅（SiC）是一种无机固体，由硅和碳按化学计量比组成，是一种被称为莫桑石宝石的元素化合物，通过莱利工艺生产，可用作磨料、电子设备和电子制造工艺的一部分。碳化硅是最坚硬的天然材料之一，与其他同类材料相比，具有卓越的耐磨性、强度和导热性能。