碳化硅(SiC)材料是第三代半导体中典型的宽禁带半导体材料之一,被广泛应用在抗高压和抗辐照环境中,在航空航天等领域中具有重要的作用。由于工艺、超净间环境等各方面原因,生长本征碳化硅的过程中都会有N、AI、P等杂质掺入,我们称之为非故意掺杂,在4H-SiC中掺钒引入多施主和受主能级可以对以上杂质能级进行补偿,提高SiC的半绝缘性。高阻态的半绝缘碳化硅可用来制备性能优异的半绝缘衬底、功率器件和二极管等材料器件,但是目前对半绝缘碳化硅禁带内深能级的文献报道过少,深能级性质没有得到充分的研究与重视,本文提出通过深能级瞬态谱测试、光致发光测试和第一性原理计算的方式探究掺钒4H-SiC的深能级信息。本文具体工作包括:1.通过磁控溅射的方式对SiC样品正反两面镀金属镍且背面接触面积大于正面,并快速退火形成肖特基接触,I/V测试得知掺钒4H-SiC暗态下高阻。2.深能级瞬态谱测试中选取了20 V、30 V、40 V和50 V四个不同的偏压,得到的DLTS信号图中一共发现了260 K、460 K和520 K这三个温度附近的信号峰,通过阿列纽斯曲线分析,得到了这三个陷阱能级的激活能、捕获截面以及载流子浓度等信息,将分析得到的能级信息和有关文献报道相比对,认为260 K温度附近的信号峰属于已经报道过的和4H-SiC本征缺陷有关的Z1/2能级,而460 K和520 K温度附近的信号峰与国内外文献中已经报道过的掺钒受主能级相同。3.光激发深能级瞬态谱测试中发现了一个导带下2.286 eV的受主能级,且在后续的光致发光测试谱中同样发现了相同激活能的发射峰,国内外文献对这一能级鲜有报道,本文认为此能级属于掺钒引入的受主能级。4.光致发光测试在常温下使用325 nm的He-Cd激光器在350至650 nm的波长范围内一共发现了370 nm、410 nm、430 nm、490 nm、540 nm和610 nm这六个发射峰,根据爱因斯坦光子理论将波长和能量通过变换,490 nm、540 nm和610 nm这三处发射峰的能量和深能级瞬态谱测试得到的受主能级激活能相同。5.根据密度泛函理论,对掺钒与本征4H-SiC的若干特性进行第一性原理研究,主要研究了掺钒前后能带结构、态密度、原子局部态密度和光学性质的变化等方面,得到的主要信息是掺入的钒原子在禁带中引入了深能级,且掺钒使得4H-SiC的介电函数中多引入了一个介电峰,其主要来自禁带V到导带Si的p态间电子的跃迁。