4H碳化硅（4H-Si C）具有带隙宽、导热性好、饱和电子迁移率高和化学稳定性良好等优异特性,在高功率及高频电子器件领域具有广泛的应用前景。新能源汽车、轨道交通、5G通信等行业的飞速发展对高性能的电力电子元件的需求不断提高,4H-Si C已成为当下电力电子器件领域的研究热点。然而,4H-Si C单晶内部仍然存在较高密度的位错,导致4H-Si C基器件的成品率低且器件可靠性较差,难以满足电力电子器件的应用需求。因此,明确4H-Si C中位错的基本性质的同时,降低4H-Si C单晶中的位错密度,对提高4H-Si C基器件的成品率、改善器件的可靠性至关重要。本文首先阐明了熔融碱腐蚀4H-Si C过程中,硅（Si）面和碳（C）面各向异性腐蚀行为的内在机理,并成功在Si面显露了不同类型的位错。在此基础上,明确了位错对4H-Si C电学性质的不利影响,阐释了降低位错密度对于高质量4H-Si C单晶生长的重要性,并提出了4H-Si C单晶不同生长阶段位错密度的演变规律。最后探索了不同退火条件对籽晶表面形成宏观台阶的影响,为促进台阶流生长过程中的位错转变,从而降低4H-Si C单晶中的位错密度奠定了良好的基础。主要内容如下:（1）结合叠片腐蚀、X射线光电子能谱（XPS）分析和第一性原理计算,明确了4H-Si C的不同晶面在熔融碱中的各向异性腐蚀机制,并在Si面准确显露了不同类型的位错。结果表明,在熔融氢氧化钾（KOH）腐蚀过程中,熔融碱中溶解的氧气首先与4H-Si C表面发生氧化反应,随之产生的氧化层被熔融碱去除,通过表面氧化反应和氧化物去除的循环实现了4H-Si C的熔融碱腐蚀。4H-Si C的Si面和C面的腐蚀激活能分别为35.75 kcal/mol和25.09 kcal/mol。对腐蚀后的4H-Si C表面进行XPS分析,发现C面的氧化程度高于Si面的氧化程度。第一性原理计算的结果表明,随着C面氧化物的覆盖率增加,C面变得不稳定,更易分解于熔融碱。因此,4H-Si C的C面不仅容易发生表面氧化反应,而且腐蚀后的表面随腐蚀的进行变得更不稳定。这导致熔融碱腐蚀4H-Si C时,C面的腐蚀速率更快,难以借助择优腐蚀显露位错。因此,我们选用4H-Si C的Si面进行熔融碱腐蚀,通过择优腐蚀显露不同类型位错的腐蚀坑。（2）使用原子力显微镜（AFM）的隧穿原子力显微镜（TUNA）模块研究了4H-Si C中的位错对其电学性质的影响。结果表明,位错会使4H-Si C的反向漏电流增大,增大程度从大到小依次为贯穿混合位错（TMD）、贯穿螺型位错（TSD）、贯穿刃型位错（TED）和基平面位错（BPD）。为了降低4H-Si C中位错的密度,需要先明确单晶生长过程中位错的演变机理。因此,我们对物理气相传输法（PVT）生长的同一4H-Si C单晶进行切片、研磨和抛光,并对该单晶的所有晶片进行了熔融碱腐蚀和位错密度统计。结果表明,在单晶生长的中后期,由于具有相反符号的TSD之间的相互作用和发生位错转变,TSD密度大幅降低;由于BPD沿台阶流方向延伸出晶体外,BPD密度随生长进行逐渐降低;由于宏观台阶促使BPD转变为TED,在单晶生长的后期,TED密度急剧上升。（3）通过优化籽晶退火工艺,探究不同退火条件对n型4H-Si C籽晶表面形成宏观台阶的影响。结果表明,籽晶的台阶高度和台阶面的宽度随退火温度的升高而增大。在H2气氛中退火后,籽晶C面形成不均匀、不连续的宏观台阶形貌,同时过高的退火温度会严重破坏宏观台阶表面形貌,而籽晶Si面受温度影响较小。改进退火工艺,使籽晶在400 mbar压力下升温至1200℃后,在真空气氛中进行退火,籽晶C面形成均匀、连续、较窄的宏观台阶。台阶的平均高度为19.8 nm,台阶面的平均宽度为244 nm。以上结论对加强台阶流生长模式,降低4H-Si C单晶中的位错密度提供了理论指导。