碳化硅(SiC)材料是第三代半导体材料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,在航空航天等领域具有重要的作用。对于半导体材料而言,微量的离子掺杂和材料缺陷都会对材料特性产生重大的影响。研究发现SiC材料的磁性不一定和材料本身所含的磁性元素有关,与外部环境以及材料缺陷也存在一定的关系。基于此本文提出通过研究SiC材料的顺磁背景以及d0磁性产生的原因,从而分析SiC磁性与缺陷之间的相关机理。提出了通过顺磁中心浓度定量表征材料缺陷的新方法,并通过实验和软件仿真,将实验结果与拟合结果对比,对表征方法进行了验证;通过小剂量注入实验,研究了d0磁性的产生原因,具体工作包括:1.分析了SiC材料d0磁性产生的原因,对d0磁性产生的条件进行了分类。并且对现有测试材料损伤的技术优缺点进行分析,提出了表征损伤的新思路。分析了实验的可行性以及实验的前提。2.通过SRIM模拟分析了测试样品的注入过程,分析了试验的可行性。并且得到了Ar、Xe、Au、C、O以及H离子分别在注入能量为200 KeV、300 KeV、400 KeV、500 KeV、5 MeV、15 MeV、17 MeV以及100 KeV条件下的SiC受损伤的最大值以及深度。3.对二十三个测试样品进行磁性分析。分析中使用两种方法:第一种在300 K对未注入的参考片拟合出抗磁性函数,再与5 K下的样品磁性进行相减。第二种是直接使用同一样品在5 K下的磁性与300 K下的抗磁性进行相减,减少了二次拟合的偏差性。根据试验中产生磁性的样品,研究了d0磁性出现的条件。4.使用低注入剂量H离子对SiC进行离子注入,使其出现大量的点缺陷,进而对点缺陷与d0磁性的产生进行研究,研究两者之间的关系。使用拉曼光谱学对H离子注入SiC进行了光学分析,将所有的拉曼峰位红移进行了对比,并分析了损伤程度。通过分析声子等离子体激元耦合模(LOPC模)得到载流子浓度的变化趋势,采用霍尔(Hall)测试出载流子面密度、方阻等参数,进行了电学分析。并且使用深能级瞬态谱(DLTS)分析了缺陷种类以及缺陷能级。最后,将提出的顺磁表征方法与常用的缺陷表征方法进行了比较,得到顺磁性表征材料缺陷的优点是:无损性、定量性、测试精度高等。同时这种方法存在的缺点是:如果测试出现多种磁性,难以将顺磁性单独剥离,从而精确表征。