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(shí)，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(guò)以下公式計算。

由于BFOM與擊穿電場(chǎng)強度的三次方成正比，而SiC的數值是Si的10倍，這有利于實(shí)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，因此對于高耐壓（額定電壓），單極性器件的電阻會(huì )急劇增加。所以，使用Si材料來(lái)實(shí)現千伏級耐壓的單極性器件并不現實(shí)，因為電阻過(guò)大，但可以通過(guò)使用SiC來(lái)實(shí)現。SiC器件的主要目標就在中高壓領(lǐng)域，三菱電機率先使用SiC實(shí)現了千伏級單極性器件，為包括鐵路牽引系統在內的許多電力電子系統帶來(lái)了革新。

關(guān)于SiC物理特性的各向異性，在制造器件時(shí)需要考慮幾個(gè)問(wèn)題。4H-SiC的擊穿電場(chǎng)強度在（0001）方向（襯底厚度方向）的值比其他方向大。對于體電子遷移率，（0001）方向也比其他方向大。另一方面，比較采用SiC各晶面制造的MOS結構的溝道遷移率，（0001）面的值較小，而垂直于（0001）面的值較大，這意味著(zhù)，與在（0001）面制造的平面柵MOS相比，溝槽柵MOS的溝道電阻更低。

存在于SiC MOS界面的載流子捕獲，它是SiC MOSFET特性不穩定和經(jīng)時(shí)變化的原因，目前改善措施正在進(jìn)行中。三菱電機已開(kāi)發(fā)出一種可提高穩定性的MOS界面形成方法，實(shí)現了MOS特性的穩定性。

熱氧化膜的生長(cháng)速度也因晶面的不同而存在很大差異，例如，（000-1）面的氧化速度約為（0001）面的10倍。在器件制造過(guò)程中，需考慮到氧化速度的各向異性，并根據結構對制造工藝做出相應的處理。

寬禁帶半導體通常難以實(shí)現兩種導電方式，要么p型導電，要么n型導電。盡管SiC是一種寬禁帶半導體，但它是少數幾種可制造出p型和n型高載流子濃度的材料之一。通常，用于n型半導體導電性控制的摻雜是V族元素的氮、磷，而用于p型半導體導電性控制的摻雜是III族元素的鋁、硼。關(guān)于硼，由于受主能級較深，無(wú)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，由于SiC的晶體結構較為復雜，摻雜原子取代的位置不同會(huì )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(lài)性等方面，嚴格來(lái)說(shuō)需要考慮這一點(diǎn)，但在估算器件特性時(shí)，使用平均值并沒(méi)有問(wèn)題。

SiC作為功率器件材料的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其熱導率高（約為Si的3倍）。這一優(yōu)勢得益于SiC原子間距短、鍵合力強，有助于降低器件工作時(shí)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制，仍在繼續開(kāi)發(fā)中。

另外，在將SiC應用于功率芯片時(shí)，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(huán)等因素產(chǎn)生的應力可能會(huì )非常大，這可能成為決定器件壽命的主要因素。