半導體是一種介于導體與絕緣體之間的材料,，它具有導電性可控的特點。當半導體受外界光和熱的刺激時,，其導電能力將會有顯著變化,，在純凈半導體中加入微量雜質(zhì)，其導電能力會急劇增強,。自科學家法拉第發(fā)現(xiàn)硫化銀以來,，半導體材料硅、鍺,、硼,、銻、碳化硅和氮化鎵等相繼被發(fā)現(xiàn)與應用,。

　　我們生活的方方面面都離不開半導體技術,，電器,、燈光、手機,、電腦,、電子設備等都需要半導體材料制造，碳化硅（SIC）與氮化鎵（GaN）屬于第三代半導體材料,，有著非常廣闊的應用前景,。

　　碳化硅與氮化鎵的優(yōu)點與不足

　　碳化硅與氮化鎵均屬于寬禁帶半導體材料，它們具有禁帶寬度大,、電子漂移飽和速度高,、介電常數(shù)小、導電性能好的特點,。隨著市場對半導體器件微型化,、導熱性的高要求，這類材料的市場需求暴漲,，適用于制作抗輻射,、高頻、大功率和高密度集成的電子器件,。

　　碳化硅又叫金剛砂,，是用石英砂、石油焦,、木屑等原料通過電阻爐高溫冶煉而成,。碳化硅在大自然也存在罕見的礦物——莫桑石，在當代C,、N,、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化硅為應用最廣泛,、最經(jīng)濟的一種,。目前我國工業(yè)生產(chǎn)的碳化硅分為黑色碳化硅和綠色碳化硅兩種，均為六方晶體,。

　　氮化鎵是氮和鎵的化合物,，是一種直接能隙的半導體，該化合物結(jié)構(gòu)類似纖鋅礦,，硬度很高,。氮化鎵的能隙很寬，為3.4電子伏特,，可以用在高功率,、高速的光電元件中，如氮化鎵可以用在紫光的激光二極管,，可以在不使用非線性半導體泵浦固體激光器的條件下,，產(chǎn)生紫光激光,。

　　碳化硅與氮化鎵的應用領域和難點

　　碳化硅是當前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導體材料，世界各國對碳化硅的研究很重視,，美歐日等不僅從國家層面上制定了相應的研究規(guī)劃,，碳化硅材料可應用于功能陶瓷、耐火材料,、冶金原料等應用領域。

　　碳化硅器件的發(fā)展難題不是設計難題,，而是實現(xiàn)芯片結(jié)構(gòu)的制作工藝,，如碳化硅晶片的微管缺陷密度、外延工藝效率低,、摻雜工藝的特殊要求,、配套材料的耐溫等。

　　氮化鎵是研制微電子器件,、光電子器件的新型半導體材料,，在光電子、激光器,、高溫大功率器件和高頻微波器件應用方面有著廣闊的前景,。

　　氮化鎵材料的發(fā)展難題一是如何獲得高質(zhì)量、大尺寸的GaN籽晶,，因為直接采用氨熱方法培育一個兩英寸的籽晶需要幾年時間,，二是氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈尚未完全形成。

　　總結(jié)：隨著國家對第三代半導體材料的重視,，近年來,，我國半導體材料市場發(fā)展迅速。其中以碳化硅與氮化鎵為主的材料備受關注,。盡管如此,，但產(chǎn)業(yè)難題仍待解決，如我國材料的制造工藝和質(zhì)量并未達到世界頂級,，材料制造設備依賴于進口嚴重,，碳化硅與氮化鎵材料和器件方面產(chǎn)業(yè)鏈尚未形成等，這些問題需逐步解決,，方可讓國產(chǎn)半導體材料屹立于世界頂尖行列,。