表1：SiC和Si
、GaN的物理特性對比

比較功率器件不同材料的性能時，通常使用性能指數BFOM（Baliga’s Figure of merit）。BFOM與理想單極型器件的電阻成反比，可通過以下公式計算。

由於BFOM與擊穿電場強度的三次方成正比，而SiC的數值是Si的10倍，這有利於實現低電阻單極器件。根據表中數值
，與Si相比
，SiC單極性器件的電阻有可能降低至Si的1/667。此外，電阻與器件擊穿電壓的平方成正比，因此對於高耐壓（額定電壓），單極性器件的電阻會急劇增加。所以，使用Si材料來實現千伏級耐壓的單極性器件並不現實
，因為電阻過大，但可以通過使用SiC來實現。SiC器件的主要目標就在中高壓領域，三菱電機率先使用SiC實現了千伏級單極性器件
，為包括鐵路牽引係統在內的許多電力電子係統帶來了革新。

關於SiC物理特性的各向異性，在製造器件時需要考慮幾個問題。4H-SiC的擊穿電場強度在（0001）方向（襯底厚度方向）的值比其他方向大。對於體電子遷移率，（0001）方向也比其他方向大。另一方麵，比較采用SiC各晶麵製造的MOS結構的溝道遷移率，（0001）麵的值較小，而垂直於（0001）麵的值較大
，這意味著，與在（0001）麵製造的平麵柵MOS相比

，溝槽柵MOS的溝道電阻更低。

存在於SiC MOS界麵的載流子捕獲，它是SiC MOSFET特性不穩定和經時變化的原因
，目前改善措施正在進行中。三菱電機已開發出一種可提高穩定性的MOS界麵形成方法，實現了MOS特性的穩定性。

熱氧化膜的生長速度也因晶麵的不同而存在很大差異
，例如，（000-1）麵的氧化速度約為（0001）麵的10倍。在器件製造過程中，需考慮到氧化速度的各向異性，並根據結構對製造工藝做出相應的處理。

寬禁帶半導體通常難以實現兩種導電方式，要麼p型導電
，要麼n型導電。盡管SiC是一種寬禁帶半導體，但它是少數幾種可製造出p型和n型高載流子濃度的材料之一。通常，用於n型半導體導電性控製的摻雜是V族元素的氮
、磷，而用於p型半導體導電性控製的摻雜是III族元素的鋁

、硼。關於硼，由於受主能級較深，無法獲得低電阻p型半導體，因此常用在保持器件耐壓的終端區域。此外
，與Si等材料相比，由於SiC的晶體結構較為複雜，摻雜原子取代的位置不同會導致形成的能級不同。在推導載流子遷移率、估算電阻值的溫度依賴性等方麵，嚴格來說需要考慮這一點，但在估算器件特性時，使用平均值並沒有問題。

SiC作為功率器件材料的另一個優點是其熱導率高（約為Si的3倍）。這一優勢得益於SiC原子間距短、鍵合力強，有助於降低器件工作時的最高溫度。此外，即使在高達800℃的溫度下
，SiC仍能保持其半導體特性。目前，除SiC外的其他材料，使用溫度的上限受到限製，仍在繼續開發中。

另外，在將SiC應用於功率芯片時

，需考慮SiC材料的特性
，其楊氏模量較大（約為Si的3倍）
，是一種非常硬的材料
，因此受溫度循環等因素產生的應力可能會非常大，這可能成為決定器件壽命的主要因素。