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第三代半導體材料，主要代表碳化硅和氮化相對于前兩代半導體材料而言，在高溫、高壓、高頻的工作環境下有著明顯的優勢。

碳化硅早在1842年就被發現了，直到1955年才開發出生長高品質碳化硅晶體材料的方法，1987年商業化生產的的碳化硅才進入市場，21世紀后碳化硅的商業應用才算鋪開。

與硅相比，碳化硅具有更高的禁帶寬度，禁帶寬度越寬，臨界擊穿電壓越大，高電壓下可以減少所需器件數目。具有高飽和電子飄逸速度，制作的元件開關速度大約是硅的3-10倍，高壓條件下能高頻操作，所需的驅動功率小，電路能量損耗低。具有高熱導率，可減少所需的冷卻系統，也更適用于高功率場景下的使用，一般的硅半導體器件只能在100℃以下正常運行，器件雖然能在200℃以上工作，但是效率大大下降，而碳化硅的工作溫度可達600℃，具有很強的耐熱性。并且混合SIC器件體積更小，工作損耗的降低以及工作溫度的上升使得集成度提高，體積減小。

（一）碳化硅的合成和用途

碳化硅的合成是在一種特殊的電阻爐中進行的，這個爐子實際上就只是一根石墨電阻發熱體，它是用石墨顆粒或碳粒堆積成柱狀而成的。這根發熱體放在中間，上述原料按硅石52%~54%，焦炭35%，木屑11%，工業鹽1.5%~4%的比例均勻混合，緊密地充填在石墨發熱體的四周。當通電加熱后，混合物就進行化學反應，生成碳化硅。其反應式為：

SiO2 3C→SiC 2CO↑

反應的開始溫度約在1400℃，產物為低溫型的β-SiC，基結晶非常細小，它可以穩定到2100℃，此后慢慢向高溫型的α-SiC轉化。α-SiC可以穩定到2400℃而不發生顯著的分解，至2600℃以上時升華分解，揮發出硅蒸氣，殘留下石墨。所以一般選擇反應的終溫度為1900~2200℃。反應合成的產物為塊狀結晶聚合體，需粉碎成不同粒度的顆粒或粉料，同時除去其中的雜質。

碳化硅的原料有石英砂、石油焦等，又叫金剛砂，化學結構為六方形晶體，通常比重為 3.2，硬度較大，平均為3000kg/mm2。碳化硅具有很多優點，如導熱系數高、膨脹系數小、體積小和強度高等。碳化硅涂層被電磁波影響，從而產生感應電流，應電流易受電磁場影響改變方向，同時由于材料的高電阻阻礙，電磁波的能量會變為熱量散失，即能量消耗，這樣雷達等電子設備的信號大大減弱，這種現象稱為吸波性能。

不同類型的碳化硅材料具有不同的吸波能力。例如，異形截面的碳化硅與邊界規則的碳化硅截面具有不同的吸波性能，不同碳化硅的表面曲率不同，其電荷聚集的能力也不同，通常曲率較小則容易聚集電荷。另外，不同厚度的涂層對吸波性能也有不同的影響。