P型碳化硅襯底一般用于制作功率器件，比如絕緣柵雙極型晶體管（IGBT，Insulate-Gate Bipolar Transistor）。

IGBT= MOSFET+BJT，是一個非通即斷的開關。MOSFET=IGFET(金屬氧化物半導體場效應管，或者絕緣柵型場效應晶體管)。BJT(Bipolar Junction Transistor，雙極結型晶體管，也稱為三極管)，雙極的意思是工作時有電子和空穴兩種載流子參與導電過程，一般就是有PN結參與導電。

看個簡單的例子，看上半部分：gate+emitter+N完全是一個垂直型的MOSFET的結構，但是底部加了P型半導體而形成了PNP型的BJT。

通電原理同樣分為兩個部分：

1.柵極加電壓，由此上半部分導通，整個器件從上到下轉化為NP結構。

2.集電極加電壓，由此下半部分導通，PN結的正常導通。

*后，電流從集電極到發射極，但是因為有PN結的存在，其中有電子導電也有空穴導電。

舉幾個示例。

在上面的結構上接上導線，就可以作為IGBT單管了。外形與MSOFET類似，畢竟也是作為開關。

如果幾個IGBT放在一起，或者和別的器件放在一起，就可以作為IGBT模塊。

IGBT融合了BJT和MOSFET的兩種器件的優點，如驅動功率小和飽和壓降低等。

碳化硅IGBT的發展如下圖所示：

從結構上講，IGBT主要有三個發展方向：

1）縱向結構：非透明集電區NPT型、帶緩沖層的PT型、透明集電區NPT型、FS電場截止型；

2）柵極結構：平面柵結構、Trench溝槽型結構；

3）襯底：外延生長技術、類型。

為了繼承N型襯底的MOSFET的結構，所以需要P型碳化硅襯底生長IGBT。P型碳化硅襯底一般指Al摻雜的碳化硅襯底。Al是+3價的，取代了SiC中的部分+4價的Si，形成Al和一個+1價的空穴。空穴，就是P型半導體。除了Al之外，其他三價元素也會被用作P型摻雜，包括B、Ga、In等。在碳化硅中摻雜氮、磷可以形成 n 型半導體，而摻雜鋁、硼、鎵、鈹形成 P型半導體。摻雜鋁的碳化硅是 II 型半導體，但摻雜硼的碳化硅則是I型半導體，異質結類型如下所示：Ⅰ型異質結：小的禁帶包于大的禁帶中；Ⅰ’型異質結：兩個禁帶相交；Ⅱ型異質結：兩個禁帶錯開。

但是，現階段P型碳化硅襯底并不實用，原因在于電阻率很大，在100mΩ·cm。而常見的N型碳化硅襯底電阻率在15-30mΩ·cm，或者低于10mΩ·cm。

高的電阻率，是因為Al摻雜的困難。

1.Al源的選擇

Al直接混合在碳化硅中，在生長初期就會耗盡，形成缺陷。但是如果通過外加加熱系統加熱Al3C4，再通過He氣輸送，Al的摻雜濃度難以控制。通過該方法可以得到濃度10^20cm-3的100mΩ·cm的P型碳化硅襯底。Al(CH3)3，**基鋁，簡稱TMA，會與石墨反應，生成聚集物堵塞管道。但是，外延生長P型碳化硅層還是會用H2作為載氣來制備。

2.濃度

常規N摻雜3×10^19cm-3一般就會產生層錯。N/Al共摻雜，可以N產生層錯的臨界值提升至8.8×10^19cm-3。通過該方法可以得到N濃度3.5×10^19cm-3、Al濃度9×10^18cm-3的7.3mΩ·cm的N型碳化硅襯底，載流子遷移率為2.8×10^19cm-3。