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

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

　　碳化硅與氮化鎵的優(yōu)點(diǎn)與不足

　　碳化硅與氮化鎵均屬于寬禁帶半導(dǎo)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(dǎo)電性能好的特點(diǎn)。隨著市場對半導(dǎo)體器件微型化,、導(dǎo)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(dāng)代C、N,、B等非氧化物高技術(shù)耐火原料中,，碳化硅為應(yīng)用最廣泛、最經(jīng)濟(jì)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)用領(lǐng)域和難點(diǎn)

　　碳化硅是當(dāng)前發(fā)展最成熟的寬禁帶半導(dǎo)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(yīng)的研究規(guī)劃,，碳化硅材料可應(yīng)用于功能陶瓷、耐火材料,、冶金原料等應(yīng)用領(lǐng)域,。

　　碳化硅器件的發(fā)展難題不是設(shè)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(dǎo)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(yīng)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(dǎo)體材料的重視，近年來,，我國半導(dǎo)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(guān)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(dá)到世界頂級，材料制造設(shè)備依賴于進(jìn)口嚴(yán)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(dǎo)體材料屹立于世界頂尖行列,。