【摘 要】
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碳化硅(SiC)晶体是第三代半导体材料，它具有宽带隙、高热导率、强击穿电场、大饱和电子漂移速率以及耐腐蚀、耐辐射、强化学稳定性等优良特性。针对不同的应用需求，通过不同元
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碳化硅(SiC)晶体是第三代半导体材料，它具有宽带隙、高热导率、强击穿电场、大饱和电子漂移速率以及耐腐蚀、耐辐射、强化学稳定性等优良特性。针对不同的应用需求，通过不同元素掺杂，可以得到n型和p型导电类型的SiC晶体材料，而且可以实现在10-2～1012Ω·cm范围内调节SiC晶体材料的电阻率。所以SiC晶体材料是制作高温、高频、大功率及耐辐射电子器件的极好的半导体材料。从材料缺陷角度，SiC晶体为层状结构，多型是SiC晶体材料的突出特征。晶体内的各种宏观、微观缺陷与多型均存在一定关系。
本文研究了SiC晶体材料中的多型共生、镶嵌结构、堆垛层错及微管道等缺陷。针对同一晶片上的多型共生缺陷，提出理论模型并在实验上得到验证，对提高SiC单晶质量具有重要的理论指导意义。具体分析SiC晶体中的堆垛层错，直接观察到6H-和15R-SiC晶体中几种堆垛层错类型并计算其形成能，分析其在SiC晶体中的形成几率。研究微管道缺陷的形貌特征，从矢量和能量两个角度计算分析得出微管道分解的必要条件，并分析实验中观察到的微管道分解特例，计算了微管道分解前后能量的变化，解释其分解机理。从材料性能上分析，SiC晶体材料具有极好的光电特性，通过研究SiC晶体的光吸收性能得到其带宽变化，进而分析了SiC晶体的能态结构。通过对掺杂SiC晶体的变温Raman光谱测量，研究了SiC晶体晶格与原子振动特性与晶格变化。通过变温霍耳效应测量，研究掺杂SiC晶体的电学性能，分析掺杂粒子的离子化对材料性能的影响，为探索SiC晶体器件的合适工作温度奠定了理论基础。
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