SiC半导体材料的禁带宽度约是硅材料的3倍，临界击穿电场是硅材料的8倍，热导率是硅材料的3倍，使得SiC器件具有很高的耐压容量和电流密度 ^［5，6］ 。在相同的击穿电压条件下，SiC器件的导通电阻只有Si器件的1/100～1/200，极大地降低了SiC器件的导通损耗。SiC具有优良的机械、热学、电学、物理和化学性质，是制备下一代电力电子和光电子器件的新型半导体材料之一。随着SiC单晶生长技术的不断进步，单晶直径已经达到6英寸，晶体缺陷密度不断下降。

单晶生长技术的进步促进了SiC功率器件的研制，各种器件不断投放市场。目前市场可用的以SiC半导体材料为衬底的器件包括：AlGaN/GaN/SiC HEMT器件，肖特基势垒二极管（schottky barrier diode，SBD），金属-氧化物-半导体场效应晶体管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET） ^［7］ 等。而且从近年SiC市场井喷式发展可以预见，未来SiC单晶及相关器件在半导体市场上将占有重要的地位。

SiC半导体材料有超过170多种多型结构，最常见的有立方3C-SiC、六角4H-SiC和6H-SiC、菱方15R-SiC。这些多型结构以Si-C双原子为结构单元，由不同的堆垛方式排列而成。堆垛顺序的改变对SiC的电学性质有重要影响。SiC半导体材料具有不同的导电类型，为了满足制造不同器件的要求，需要生长半绝缘、n型和p型SiC单晶。基于SiC和GaN的高功率、高频器件需要使用半绝缘SiC衬底材料以达到低介电损耗和低器件寄生响应。n型4H-SiC常被用来制备功率器件，其电阻率是材料的重要特性，器件要求衬底的电阻率小于10mΩ·cm。p型SiC单晶衬底一般用于制备功率器件，如绝缘栅双极型晶体管（insulated gate bipolar transistor，IGBT）。

特别是随着4H-SiC衬底尺寸不断扩大、晶体质量不断提高，外延生长设备及外延生长技术得到快速发展，适用于10kV级功率器件的4英寸100微米级外延材料和6英寸4H-SiC外延材料质量得到快速提升。4H-SiC功率器件材料包含了单极型和双极型功率器件，随着外延层中基晶面位错密度得到控制，有望实现新一代4H-SiC高压双极型功率器件的商业化。SiC功率器件替代Si器件可使功耗至少降低33.6％，在峰值功率下工作效率大于96％。因此，SiC功率器件可以使电力电子系统的功率、温度、频率和抗辐射能力倍增，效率、可靠性、体积和质量方面的性能也会大幅度改善。