研磨作为4H碳化硅(4H-SiC)晶片加工的重要工序之一，对4H-SiC衬底晶圆的质量具有重要影响。本文研究了金刚石磨料形貌和分散介质对4H-SiC晶片研磨过程中材料去除速率和面型参数的影响，基于研磨过程中金刚石磨料与4H-SiC晶片表面的接触情况，推导出简易的晶片材料去除速率模型。研究结果表明，磨料形貌显著影响4H-SiC晶片的材料去除速率，材料去除速率越高，晶片的总厚度变化(TTV)越小。由于4H-SiC中C面和Si面的各向异性，4H-SiC晶片研磨过程中C面的材料去除速率高于Si面。在分散介质的影响方面：水基体系研磨液的Zeta电位绝对值较高，磨料分散均匀，水的高导热系数有利于控制研磨过程中的盘面温度；乙二醇体系研磨液的Zeta电位绝对值小，磨料易发生团聚，增大研磨过程的磨料切入深度，晶片的材料去除速率提高，晶片最大划痕深度随之增大。

4H碳化硅(4H-SiC)单晶具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性, 在高功率电力电子、射频/微波电子和量子信息等领域具有广阔的应用前景。经过多年的发展, 6英寸(1英寸=2.54 cm)4H-SiC单晶衬底和同质外延薄膜已得到了产业化应用。然而, 4H-SiC单晶中的总位错密度仍高达103~104 cm-2, 阻碍了4H-SiC单晶潜力的充分发挥。本文介绍了4H-SiC单晶中位错的主要类型, 重点讲述4H-SiC单晶生长、衬底晶圆加工以及同质外延过程中位错的产生、转变和湮灭机理, 并概述4H-SiC单晶中位错的表征方法, 最后讲述了位错对4H-SiC单晶衬底和外延薄膜的性质, 以及4H-SiC基功率器件性质的影响。

针对极端环境下耐辐照半导体核探测器的研制需求，采用耐高温、耐辐照的4H碳化硅(4H-SiC)宽禁带材料制成肖特基二极管，研究了该探测器对241Am源α粒子的电荷收集效率。从电容-电压曲线得出该二极管外延层净掺杂数密度为1.99×1015/cm3。从正向电流-电压曲线获得该二极管肖特基势垒高度为1.66 eV，理想因子为1.07，表明该探测器具备良好的热电子发射特性。在反向偏压高达700 V时，该二极管未击穿，其漏电流仅为21 nA，具有较高的击穿电压。在反向偏压为0~350 V范围内研究了该探测器对3.5 MeV α粒子电荷收集效率，在0 V时为48.7%，在150 V时为99.4%，表明该探测器具有良好的电荷收集特性。