sic由于其禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子的飽和漂移速度大、臨界擊穿電壓高和介電常數(shù)低等特點(diǎn)，在高頻、高功率、耐高溫的半導(dǎo)體功率器件和紫外探測(cè)器等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景，特別是在電動(dòng)汽車、電源、、航天等領(lǐng)域備受歡迎。
在市場(chǎng)中，單晶襯底企業(yè)主要有 cree、dowcorning、sicrystal、ii-vi、新日鐵住金、norstel 等，外延片企業(yè)主要有 dowcorning、ii-vi、norstel、cree、羅姆、三菱電機(jī)、infineon 等，器件方面，大部分被 infineon、cree、羅姆、意法半導(dǎo)體等少數(shù)企業(yè)瓜分。
不過(guò)，近年來(lái)國(guó)內(nèi)已初步建立起相對(duì)完整的碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈體系，包括有 idm 廠商中車時(shí)代電氣、世紀(jì)金光、泰科天潤(rùn)、揚(yáng)杰電子等，單晶襯底企業(yè)山東天岳、天科合達(dá)、同光晶體等，外延片企業(yè)天域半導(dǎo)體、瀚天天成等，部分廠商已取得階段性進(jìn)展。
外延材料是實(shí)現(xiàn)器件制造的關(guān)鍵，主要技術(shù)指標(biāo)有表面缺陷密度、外延層厚度、外延層摻雜濃度和表面粗糙度等。下面闡述sic外延表面常見(jiàn)的測(cè)試手段：
1. 表面缺陷(光學(xué)表面缺陷分析儀)
原理：sic外延片的表面缺陷主要包括三角型、胡蘿卜型缺陷、微管等，一般常用光學(xué)表面缺陷掃描儀來(lái)檢測(cè)，其采用激光掃描樣品表面，在缺陷部位信噪比增強(qiáng)，通過(guò)結(jié)合亮場(chǎng)，暗場(chǎng)，偏光和微分等通道，可以對(duì)各類缺陷進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
應(yīng)用：表面缺陷、凹坑、臟污、劃痕、應(yīng)力、膜厚等
測(cè)量缺陷靈敏度：70nm psl（@smooth si ），150nm psl（@smooth glass ）
膜厚靈敏度：0.5a
廠商：美國(guó)kla、lumina instruments等
2. 摻雜濃度（汞探針cv測(cè)試儀）
原理：汞探針cv測(cè)試儀是利用肖特基勢(shì)壘電容c-v特性來(lái)測(cè)試摻雜濃度的測(cè)試方法。汞探針和n型碳化硅外延層接觸時(shí)，在n型碳化硅外延層一側(cè)形成勢(shì)壘。在汞金屬和碳化硅外延層之間加一直流反向偏壓時(shí)，肖特基勢(shì)壘寬度向外延層中擴(kuò)展。如果在直流偏壓上疊加一個(gè)高頻小信號(hào)電壓，其勢(shì)壘電容隨外加電壓的變化而變化可起到電容的作用。通過(guò)電容-電壓變化關(guān)系，即可找到金屬-半導(dǎo)體肖特基勢(shì)壘在外延層一側(cè)的摻雜濃度分布。
應(yīng)用：外延摻雜濃度，電阻率等
測(cè)量范圍： 1e14 – 1e19/cm3。
廠商：美國(guó)4d
3. 外延層膜厚 (傅里葉紅外光譜，fr-ir)
原理：對(duì)于摻雜的sic外延片，紅外光譜測(cè)量膜厚為通用的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。碳化硅襯底與外延層因摻雜濃度的不同導(dǎo)致兩者具有不同的折射率，因此試樣的反射光譜會(huì)出現(xiàn)反映外延層厚度信息的連續(xù)干涉條紋。當(dāng)外延層表面反射的光束和襯底界面反射的光束的光程差是半波長(zhǎng)的整數(shù)倍時(shí)，反射光譜中可以觀察到極大極小值。根據(jù)反射譜中干涉條紋的極值峰位，試樣的光學(xué)常數(shù)以及入射角可以計(jì)算出相應(yīng)的外延層厚度。
應(yīng)用：測(cè)定sic外延層膜厚
廠商：thermo fishter，pe，onto innovation等
4. 粗糙度 (原子力顯微鏡，afm)
原理：將一個(gè)對(duì)微弱力極敏感的微懸臂一端固定，另一端有一微小的針尖，針尖與樣品表面輕輕接觸，由于針尖原子與樣品表面原子間存在極微弱的排斥力，通過(guò)在掃描時(shí)控制這種力的恒定，帶有針尖的微懸臂將對(duì)應(yīng)于針尖與樣品表面原子間作用力的等位面而在垂直于樣品的表面方向起伏運(yùn)動(dòng)。利用光學(xué)檢測(cè)法或隧道電流檢測(cè)法，可測(cè)得微懸臂對(duì)應(yīng)于掃描各點(diǎn)的位置變化，從而可以獲得樣品表面形貌的信息。
應(yīng)用：樣品表面形貌、表面粗糙度、力學(xué)、電學(xué)等性能測(cè)量。
測(cè)量范圍：橫向100*100um，縱向0-15um，z向分辨率0.015nm。
廠商：park system，bruker等
此外，通常還需要測(cè)定外延片幾何尺寸，光致發(fā)光測(cè)定空位缺陷和應(yīng)力儀測(cè)定應(yīng)力分布等，通過(guò)多種測(cè)試技術(shù)的配合使用，從而得到高質(zhì)量的外延片，為后續(xù)器件制造奠定基礎(chǔ)。