碳化硅（SiC）-薄膜衬底

薄膜衬底在微电子、光电子器件等领域扮演着重要角色，特别是在需要特定材料特性的应用中。SiC（碳化硅）单晶作为一种优质的薄膜衬底材料，具有许多显著的优势。SiC单晶作为一种优质的薄膜衬底材料，在制备高频率、高功率、耐高温以及耐辐照的电子器件方面具有显著优势。其高热导率、高饱和电子迁移率和抗电压击穿能力为电子器件提供了出色的性能和稳定性。

特性：

物理性质：SiC单晶硬度仅次于金刚石，具有宽禁带半导体材料的特性，耐高压、耐高温、高频、低损耗。
热导率：SiC单晶的热导率高，有利于在高温环境下保持器件的稳定运行。
饱和电子迁移率：SiC单晶的饱和电子迁移率高，适用于高频率、高功率的电子器件。
抗电压击穿能力：SiC器件的击穿电压远高于硅器件，能够承受更大的电流和电压，提高器件的耐压容量。

薄膜衬底SiC单晶的主要优点可以归纳如下：

优异的热传导性能：SiC单晶具有高热导率，这使得它在高功率、高频的应用中能够更有效地散热，从而保持器件的稳定性和可靠性。高热导率使得SiC器件在使用时无需额外散热装置，有助于减小整机体积，降低系统复杂性。
良好的耐高温性能：SiC单晶可在1500℃以上的高温下稳定工作，远超过传统硅材料的耐高温极限。这种耐高温性能使得SiC单晶在极端环境条件下仍能保持其性能稳定，适用于高温工作环境。
高抗化学腐蚀性：SiC单晶具有高度的化学稳定性，可以应用于各种化学环境下，对多种化学腐蚀介质具有良好的抵抗能力。
高硬度和高强度：SiC单晶硬度仅次于金刚石，具有优异的机械性能，能够承受高压力和高强度的冲击。
宽禁带半导体特性：SiC单晶属于宽禁带半导体材料，具有耐高压、高频、低损耗等特性，为制备大功率电力电子器件和微波射频器件提供基础性材料。
高击穿电场强度：SiC的临界击穿电场是Si的10倍，GaAs的5倍，这提高了SiC基器件的耐压容量、工作频率和电流密度，降低了器件的导通损耗。
低功耗：SiC器件具有极低的导通损耗，例如从基于Si器件的三电平方案改为基于SiC的两电平方案，效率可以从96%提高到6%，功耗降低可达40%。
高电子迁移率：SiC的高电子迁移率使得电子在材料中移动速度快，适用于高速操作和高频率应用。
材料纯度与稳定性：通过先进的制备工艺，SiC单晶薄膜衬底可以实现高纯度和优异的结晶质量，从而确保器件的稳定性和可靠性。

应用领域：

电力电子：用于制备大功率电力电子器件，提高能效并减小体积。
新能源汽车：SiC器件用于电机控制、车载充电器等，提升性能和能效。
微波射频：在通信、雷达等领域，SiC器件的高频特性得到充分利用。
航空航天：SiC器件的耐高温、抗辐照特性使其成为航空航天领域的理想选择。

碳化硅（SiC）基本参数表格如下：

参数名称	符号	数值/描述
化学式	–	SiC
分子量	–	40.10
晶体结构	–	多种，如3C、4H、6H等
密度	ρ	3.21 g/cm³
熔点	Tm	约2700 ℃ (分解温度)
莫氏硬度	–	9.2-9.5
禁带宽度	Eg	2.3-3.3 eV
热导率	–	高
电子饱和漂移速度	–	高
临界击穿电场	–	高