通过同质外延生长获得高质量SiC外延层是制造SiC器件的关键步骤。目前，（0001）面沿<1120>方向偏离8°的4H-SiC衬底常被用于4H-SiC的同质外延生长，在避免了3C-SiC多型形成的同时也产生了一些问题：随着SiC晶锭直径的增大，从轴向生长的晶锭上偏离轴向切割会使材料的浪费现象更加严重，大大增加了生产成本；衬底中的基面位错会向外延层中繁殖，基面位错对SiC双极器件的性能有严重影响。本文主要研究了零偏4H-SiC衬底上的同质外延生长工艺和表征技术。本文使用水平热壁CVD技术在3英寸（0001）Si面零偏4H-SiC衬底上生长出了质量良好的同质外延层，并对其主要工艺参数和生长机制进行了探讨。实验发现，生长前的原位刻蚀、初始生长参数以及生长温度对于维持外延层晶型，避免3C-SiC多型的产生具有重要影响。在微分干涉显微镜下样品外延表面呈台阶状或丘状突起，在边缘区域存在少量三角形缺陷。通过Raman散射光谱判定三角形缺陷为3C-SiC多型，其余区域为4H-SiC，4H-SiC占整个外延表面积的99%以上。AFM测得样品中心5×5um区域的表面粗糙度（RMS）为0.484nm，表面起伏程度很小。借助X射线衍射仪对外延薄膜进行了双晶摇摆曲线测试，其衍射峰半高宽（FWMH）为58.3arcsec，说明外延层结晶完整性较好。汞探针C-V法测得外延层的载流子浓度为1.17×10¹⁶cm^-3，非有意掺杂浓度还有待进一步降低。最后，使用熔融KOH腐蚀对外延层中的结构缺陷进行了检测分析，没有观测到基面位错的腐蚀形貌，说明在该工艺条件下完全消除了4H-SiC同质外延层中的基面位错，提高了外延层的质量。