SiC肖特基二极管的研究+文献综述(3)
热稳定性 好 差 好 极好 极好 极好
禁带宽度（eV） 1.12 1.43 3.39 2.23 3.26 3.02
最高工作温度（K） 600 760 1130 1250 1580 1580
临界电场（MV/cm） 0.25 0.4 3.3 1.2 2.2 2.5
热传导率（W/cm•K） 1.5 0.46 1.3 4.9 4.9 4.9
电子迁移率（cm2/Vs） 1350 8500 1000 1000 1140 400
空穴迁移率（cm2/Vs） 480 400 150 40 115 40
饱和漂移速度（107cm/s） 1.1 1 2.7 2.2 2 2
介电常数 11.8 12.8 9 9.7 9.6 10
从表1.1可以看出SiC与Si相比，前者的禁带宽度约为后者的2-3倍，热导率约为3倍，临界击穿电场强度约为8倍，载流子的饱和漂移速度约为2倍。这些优点使得SiC材料在高温高压大功率等方面的应用比Si和GaAs更加优越。
碳化硅功率器件多用于制作肖特基二极管（SBD）以及结势垒肖特基二极管（JBS）。肖特基二极管是指金属-半导体接触二极管，与传统的PN结相比，由于肖特基势垒高度低于PN结势垒高度，所以他的正向导通门限电压和正向压降都比PN结二极管低（约低0.2V）；由于SBD是一种多数载流子导电器件，不存在少数载流子寿命和反向恢复问题。SBD的反向恢复时间只是肖特基势垒电容的充、放电时间，完全不同于PN结二极管的反向恢复时间。由于SBD的反向恢复电荷非常少，故开关速度非常快，开关损耗也特别小，尤其适合于高频应用；但是，由于SBD的反向势垒较薄，并且在其表面极易发生击穿，所以反向击穿电压比较低。因此SBD比PN结二极管更容易受热击穿，反向漏电电流比PN结二极管大。为了综合SBD和PN结的优点，人们开发出了结势垒肖特基二极管（JBS），它同时具有了SBD正向导通电压低，回复时间快以及PN结反向击穿电压高的优点。
1.3 碳化硅肖特基二极管的主要研究热点
碳化硅肖特基二极管器件的制造的关键主要在三个方面，分别为SiC晶体的制备、金属的选择与欧姆接触以及结终端技术。
1.3.1 碳化硅单晶的制备方法
文献[2]中提到常见的制备方法有溅射法、液相外延法、分子束外延法和化学气相沉积法等。而实际生产中化学气相沉积外延生长SiC是运用最多的制备方法。外延生长又分为同质外延和异质外延，同质外延是指在碳化硅晶体上外延生长碳化硅，而异质外延是指在Si或蓝宝石等其他材料上外延生长碳化硅。文献[3]中提到，同质外延生长的4H-SiC外延薄膜厚度不均匀性为1.48%，说明化学气相沉积生长的同质外延薄膜厚度比较均匀，同时还表明了厚度均匀性和掺杂浓度，表面形貌以及硅烷流量存在联系。文献[4]中提到Si衬底上异质外延生长的SiC薄膜虽然面积大但是存在较大的晶格适配（约20%）和热膨胀系数适配（约8%），所以在外延薄膜中存在大量适配应力所引起的缺陷。而CVD法制得的4H-SiC同质外延材料质量较高，可以直接用于器件制造。文献[5]中采用了化学气相沉积法分别在碳化硅、硅以及蓝宝石衬底的不同晶面上外延生长SiC薄膜，发现薄膜的质量随生长温度的提高而增加,薄膜生长模式是由开始的三文岛状慢慢过渡到二文生长方式。同时文献[2，5]中都提到了异质外延时，对Si表面进行碳化或者增加缓冲层都有利于提高薄膜质量。总体来说同质外延和异质外延各有优缺点，并且互补，以Si为异质外延衬底便宜且面积可以做大，但是缺陷多质量低。相反的同质外延生长的材料虽然质量好，但是也存在衬底成本高，面积小等不足。
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