半導體SiC是由矽（Si）和碳（C）按1:1的化學計量比組成的晶體，屬於化合物半導體的一種。矽和碳都是IV族元素，每個原子都有4個共價鍵
，矽和碳以四麵體交替配位結合形成晶體。

一對Si原子和C原子組成基本結構單元
，這些結構單元以最緊密堆積起來組成SiC晶體。SiC存在許多具有不同堆積順序的穩定晶體（晶體多型現象）。圖1顯示了由Si原子和C原yuan子zi組zu成cheng的de基ji本ben結jie構gou單dan元yuan平ping鋪pu成cheng平ping麵mian
，並bing以yi最zui緊jin密mi的de方fang式shi堆dui積ji的de情qing況kuang。當dang在zai每mei個ge平ping麵mian結jie構gou上shang堆dui積ji其qi他ta平ping麵mian結jie構gou時shi，有you兩liang種zhong可ke能neng的de堆dui積ji順shun序xu（可在A平麵上的B點或C點堆積）。SiC存在多種可能的堆積順序
，因此存在具有不同堆積結構的晶體。並且堆積順序的不同導致的能量差異相對較小。

圖1：平麵排列的Si-C基本結構單元，以及在其上堆積結構單元時的位置

代表性的SiC晶體多型有3C型

、4H型和6H型等。這裏的數字表示沿著堆積方向一周期內的碳矽雙原子層數，C代表立方晶係（cubic）
，H代表六方晶係（hexagonal）。SiC晶體製造過程中
，由於溫度等條件的不同，決定所形成的多型體。4H型SiC的堆積順序如圖2所示，表1總結了各種多型體的堆積順序。

表1：SiC各種多型體的堆積順序

SiC具有間接躍遷型能帶結構，並且不同多型體具有不同的禁帶寬度。例如，以4H型SiC為例
，其禁帶寬度為3.26eV，是Si的大約3倍。順便說一下，可見光的能量範圍是1.7eV～3.3eV
，高純度的4H型SiC晶體對可見光是透明的。為什麼用於器件製造的SiC晶體會呈現出黃色或綠色？高濃度n型摻雜SiC晶體在導帶中存在大量載流子（電子），由於能帶結構的原因，它們會吸收特定能量的可見光。

半導體的禁帶寬度通常會隨著原子間距的減小而增大。例如，SiC的禁帶寬度大於Si（1.1eV），小於C（金剛石）（5.5eV）。此外，GaN的原子間距離（0.192nm）和SiC的原子間距離（0.189nm）相近，因此兩者的禁帶寬度也接近（GaN為3.4eV）。禁jin帶dai寬kuan度du大da意yi味wei著zhe電dian子zi激ji發fa從cong價jia帶dai到dao導dao帶dai所suo需xu的de能neng量liang大da
，換huan言yan之zhi，導dao致zhi功gong率lv器qi件jian發fa生sheng耐nai壓ya擊ji穿chuan的de電dian場chang更geng大da。因yin此ci，與yu功gong率lv器qi件jian的de主zhu流liu材cai料liaoSi相比，SiC具有耐高壓的特性，是功率器件的理想選擇。表2列出了SiC的各種多型體的禁帶寬度。

表2：SiC不同多型體的禁帶寬度

在現存的穩定多型體中，用於電力轉換的功率器件通常采用4H型SiC，其擊穿電場強度大、各向異性小。目前市場上用於功率器件的SiC襯底幾乎全部采用n型導電的4H型結構，在偏離（0001）麵4°製造器件。

在SiC晶體內部
，有時會存在局部Si-C層的堆積順序發生晶體缺陷（堆垛層錯）。當堆積順序改變時

，導帶和價帶的能級也會發生變化。例如
，在4H型SiC中
，如果部分區域出現其他堆積順序
，該區域的禁帶寬度將小於周圍區域，從而形成矩形勢阱（圖3）。當雙極性電流通過時
，載流子（電子、空穴）會被捕獲，從而影響SiC器件的導電性（例如增加導通電阻等）。在製造器件時，必須考慮到這一點。三菱電機通過各種測試和獨特的器件結構設計來應對這一問題。