第三代半导体是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。
第三代半导体材料已被认为是当今电子产业发展的新动力。以第三代半导体的典型代表碳化硅(SiC)为例,碳化硅具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高热导率等特点,使得其器件适用于高频高温的应用场景,相较于硅器件,碳化硅器件可以显著降低开关损耗。
因此,碳化硅可以制造高耐压、大功率的电力电子器件如MOSFET、IGBT、SBD等,用于智能电网、新能源汽车等行业。与硅元器件相比,氮化镓具有高临界磁场、高电子饱和速度与极高的电子迁移率的特点,是超高频器件的极佳选择,适用于5G通信、微波射频等领域的应用。
第三代半导体材料具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性,相比第一代硅基半导体可以降低50%以上的能量损失,同时使装备体积减小75%以上。第三代半导体属于后摩尔定律概念,制程和设备要求相对不高,难点在于第三代半导体材料的制备,同时在设计上要有优势。