氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）為最成熟的第三代半導(dǎo)體材料又稱寬禁帶半導(dǎo)體材料（禁帶寬度大于2.2ev），其余包括氧化鋅、金剛石、氮化鋁的研究還處于起步階段。

 

    與第一二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的熱導(dǎo)率、更高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件，通常又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料（禁帶寬度大于2.2eV），亦被稱為高溫半導(dǎo)體材料。

 

    作為一類新型寬禁帶半導(dǎo)體材料，第三代半導(dǎo)體材料在許多應(yīng)用領(lǐng)域擁有前兩代半導(dǎo)體材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：如具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率、高電子密度、高遷移率等特點(diǎn)，可實現(xiàn)高壓、高溫、高頻、高抗輻射能力，被譽(yù)為固態(tài)光源、電力電子、微波射頻器件的“核芯”，是光電子和微電子等產(chǎn)業(yè)的“新發(fā)動機(jī)”。

 

    此外，第三代半導(dǎo)體材料還具有廣泛的基礎(chǔ)性和重要的引領(lǐng)性。從目前第三代半導(dǎo)體材料和器件的研究來看，較為成熟的是氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）半導(dǎo)體材料，也是最具有發(fā)展前景的兩種材料。

 

    從應(yīng)用范圍來說，第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域還具有學(xué)科交叉性強(qiáng)、應(yīng)用領(lǐng)域廣、產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)性大等特點(diǎn)。在半導(dǎo)體照明、新一代移動通信、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景，是支撐信息、能源、交通、國防等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)新材料。

 

    •GaN、SiC能過夠大幅提升電子器件的高壓、高頻、高功率的工作特性，在軍事、新能源、電動汽車等領(lǐng)域具有非常大的應(yīng)用前景。

 

    •GaN：氮化鎵（GaN）是極其穩(wěn)定的化合物，又是堅硬和高熔點(diǎn)材料，熔點(diǎn)為1700℃。GaN具有高的電離度，在三五族化合物中是最高的（0.5或0.43）。在大氣壓下，GaN晶體一般是六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，因為其硬度大，所以它又是一種良好的涂層保護(hù)材料。GaN具有出色的擊穿能力、更高的電子密度和電子速度以及更高的工作溫度。目前主要用于功率器件領(lǐng)域，未來在高頻通信領(lǐng)域也將有極大應(yīng)用潛力。未來當(dāng)5G標(biāo)準(zhǔn)頻率超過40GHz，砷化鎵將無法負(fù)荷，必須采用氮化鎵。

 

    •SiC：碳化硅（SiC）俗稱金剛砂，為硅與碳相鍵結(jié)而成的陶瓷狀化合物，碳化硅在大自然以莫桑石這種稀罕的礦物的形式存在。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料。將碳化硅粉末燒結(jié)可得到堅硬的陶瓷狀碳化硅顆粒，并可將之用于諸如汽車剎車片、離合器和防彈背心等需要高耐用度的材料中，在諸如發(fā)光二極管、早期的無線電探測器之類的電子器件制造中也有使用。如今碳化硅被廣泛用于制造高溫、高壓半導(dǎo)體。通過Lely法能生長出大塊的碳化硅單晶。

目前主要用于高溫、高頻、高效能的大功率元件，具備耐高溫、耐腐蝕、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)勢。