在第三代半导体材料中，碳化硅（SiC）凭借其优异的电学、热学和机械性能，已成为高压及大功率电子器件的核心材料。目前，化学气相沉积（CVD）是制备碳化硅外延片应用最广泛且最成熟的工艺。本文系统介绍了主流 SiC 外延生长方法，对不同工艺进行了技术比较，并探讨了未来的发展趋势。
在碳化硅功率器件制造过程中，几乎所有的工艺步骤都基于 4H-SiC 同质外延层。衬底主要起机械支撑和导电通道作用，而外延层必须在厚度、掺杂浓度及掺杂类型（N 型或 P 型）方面进行精准控制，以满足 MOSFET、肖特基二极管（SBD）以及结势垒肖特基二极管（JBS）等器件的特定要求。
目前主流的 SiC 外延生长技术包括：
化学气相沉积（CVD）
分子束外延（MBE）
液相外延（LPE）
脉冲激光沉积（PLD）
其中，CVD 凭借其优异的工艺可控性与规模化能力，成为工业生产的首选工艺。
CVD 是 4H-SiC 外延生长的主流方法。在此工艺中，于高温环境（通常为 1500–1650°C）下，含硅气体（如 SiH₄、SiCl₄ 或 MTS）与碳源（如丙烷 C₃H₈）在氢气氛中反应，在衬底表面沉积高质量单晶 SiC 外延层。
CVD 的主要优势：
工艺可控性高： 气体流量、温度与压力可实现精准调节；
掺杂控制灵活： 可实现 N 型与 P 型掺杂的精确浓度控制；
厚度控制精确： 可实现从数微米到数百微米的外延层生长；
设备与工艺成熟： 适合大规模量产；
运行及维护成本低： 相较于超高真空系统更具经济性。
尽管 CVD 是工业生产的主流工艺，其他技术在特定研究领域或小众应用中仍具有一定价值。下表总结了几种常见 SiC 外延生长工艺的主要特征：
4.1 晶片尺寸向更大规格过渡
随着新能源汽车与工业领域需求的快速增长，SiC 晶片正从 150 mm 向 200 mm 过渡。这对外延设备的温度均匀性、厚度一致性及掺杂精度提出了更高要求。
4.2 缺陷密度降低
未来的 CVD 技术将重点致力于：
抑制基平面位错（BPD）；
降低堆垛层错（SF）与微管（Micropipe）；
优化偏轴衬底角度与生长条件。
4.3 高效低能耗生长工艺
开发低温、高速的 CVD 变种工艺（如氯化 CVD）将成为提升产能、降低成本、保持高外延质量的关键。
在所有 SiC 外延生长技术中，化学气相沉积（CVD）凭借高速生长、优异晶体质量、强工艺可控性及良好规模化能力，已成为 SiC 晶片生产的主导工艺。
尽管 MBE 与 LPE 等方法在科研或特殊应用中仍具价值，但 CVD 目前是最具竞争力且最具商业化前景的解决方案。随着产业对更大尺寸晶片、更厚外延层以及更高器件性能的持续需求，CVD 技术将不断演进，并在碳化硅功率电子产业生态中发挥愈加关键的作用。
