什么是第三代半导体(什么是第三代半导体电子)

对于，有必要从第一代半导体材料开始讲起：

一、第一代半导体材料

　　第一代半导体材料主要是指硅（Si）、锗（Ge）元素半导体。它们是半导体分立器件、集成电路和太阳能电池的最基础材料。几十年来，硅芯片在电子信息工程、计算机、手机、电视、航天航空、新能源以及各类军事设施中得到极为广泛的应用，在人类社会的每一个角落无不闪烁着它的光辉。

二、第二代半导体材料

　　　第二代半导体材料是指化合物半导体材料，如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）、磷化铟（InP），以及三元化合物半导体材料，如铝砷化镓（GaAsAl）、磷砷化镓（GaAsP）等。还有一些固溶体半导体材料，如锗硅（Ge-Si）、砷化镓-磷化镓（GaAs-GaP）等；玻璃半导体（又称非晶态半导体）材料，如非晶硅、玻璃态氧化物半导体等；有机半导体材料，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。

　　第二代半导体材料主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。随着世界互联网的兴起，这些器件还被广泛应用于卫星通信、移动通信、光通信和GPS导航系统等领域。

三、第三代半导体材料

　　第三代半导体材料主要是以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化锌（ZnO）、金刚石、氮化铝（AlN）为代表的宽禁带（禁带宽度Eg>2.3eV）的半导体材料。

　　与第一代和第二代半导体材料相比，第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电子饱和速度以及更高的抗辐射能力，更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。从目前第三代半导体材料及器件的研究来看，较为成熟的第三代半导体材料是 SiC 和 GaN，而ZnO、金刚石、氮化铝等第三代半导体材料的研究尚属起步阶段。

　　相对于硅，SiC 的优点有很多：有高10倍的电场强度，高3倍的热导率，宽 3 倍的禁带宽度，高1倍的电子饱和漂移速度。由于这些特点，用 SiC 制作的器件可以用于极端的环境条件下。微波、高频和短波长器件是目前比较成熟的应用市场。

SiC 正凭借其优良的性能，在许多领域可以取代硅，打破硅基材料本身性能造成的许多局限性。SiC 将被广泛应用于光电子器件、电力电子器件等领域，以其优异的半导体性能在各个现代技术领域发挥其重要的革新作用，应用前景巨大。

　　氮化镓（GaN）是极其稳定的化合物，又是坚硬和高熔点材料，熔点为1700℃。GaN 具有高的电离度，在三五族化合物中是最高的（0.5 或0.43）。在大气压下，GaN 晶体一般是六方纤锌矿结构，因为其硬度大，所以它又是一种良好的涂层保护材料。GaN 具有出色的击穿能力、更高的电子密度和电子速度以及更高的工作温度。

　　我国政府主管部门高度重视第三代半导体材料及相关技术的研究与开发。从 2004 年开始对第三代半导体技术领域的研究进行了部署，启动了一系列重大研究项目。2013 年科技部在”863″计划新材料技术领域项目征集指南中明确将第三代半导体材料及其应用列为重要内容。2015 年和 2016 年国家科技重大专项 02 专项也对第三代半导体功率器件的研制和应用进行立项。业界也普遍看好 SiC 和 GaN 的市场前景。据预测，到 2022 年，SiC 和 GaN 功率器件的市场规模将达 40 亿美元以上，年均复合增长率可达45%，届时将催生巨大的应用市场空间。