第一代半导体材料：锗、硅等单晶半导体材料，硅拥有 1.1eV 的禁带宽度以及氧化后非常稳定的特性。第二代半导体材料：砷化镓、锑化铟等化合物半导体材料，砷化镓拥有 1.4 电子伏特的禁带宽度以及比硅高五倍的电子迁移率。第三代半导体材料：以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，适合大功率、高温、高频、抗辐照应用场合。半导材料发展至今，第一代硅材料半导体已经接近完美晶体。基于硅材料上器件的设计和开发也经过了许多代的结构和工艺优化和更新，正在逐渐接近硅材料的极限，基于硅材料的器件性能提高的潜力愈来愈小。以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体具备优异的材料物理特性，为进一步提升电力电子器件的性能提供了更大的空间。第三代半导体由于在物理结构上具有能级禁带宽的特点，又称为宽禁带半导体，主要是以氮化镓和碳化硅为代表，其在半导体性能特征上与第一代的硅、第二代的砷化镓有所区别，使得其能够具备高禁带宽度、高热导率、高击穿场强、高电子饱和漂移速率等优势，从而能够开发出更适应高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等恶劣条件的小型化功率半导体器件，可有效突破传统硅基功率半导体器件及其材料的物理极限。
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