碳化硅衬底与碳化硅外延片解析

碳化硅衬底与外延片的信息介绍

碳化硅衬底

碳化硅衬底由高纯碳化硅单晶经切割等工艺制成薄片，是半导体器件的物理支撑与晶体生长基础，分 4H-SiC、6H-SiC 等晶型， 其制备需在超 2000℃高温下用物理气相传输法（PVT）生长晶锭，再经切割等精细工艺。

碳化硅外延片

碳化硅外延片是在衬底上通过化学气相沉积（CVD）等技术生长特定电学参数碳化硅薄膜形成的复合结构，为器件提供关键有源工作区域，决定性能与应用范围。其制备需在高温下将硅源和碳源气体通入反应腔室，精确控制参数以确保外延层质量，微小偏差会影响器件性能与可靠性。

碳化硅衬底与外延片的区别

为什么不直接在碳化硅衬底上做器件

材料质量

碳化硅衬底生长中会引入位错等缺陷，影响器件性能，电子运动时缺陷增加散射概率，导致电阻增大、电子迁移率降低，功率器件中可能降低击穿电压、增加失效风险。外延生长可修复缺陷，生长出几乎完美的单晶薄膜，提高器件性能与可靠性。

电学参数控制

碳化硅衬底电学参数相对固定，难以精确调整，而不同器件对电学参数要求严格。如功率器件需低掺杂、厚度精确的电压阻挡层，衬底无法满足，外延生长可精确控制掺杂浓度和厚度，实现高性能功率器件制造。

器件结构复杂

现代半导体器件结构复杂，由多层不同功能材料组成，有源区需制作在高质量外延层，以实现不同区域精确衔接与协同工作。直接在衬底制作，因缺陷和电学参数不可控，会导致器件性能下降或无法工作。