宽禁带半导体(WBS)是自第一代元素半导体材料(Si)和第二代化合物半导体材料(GaAs、GaP、InP等)之后发展起来的第三代半导体材料。这类材料主要包括SiC(碳化硅)、C-BN(立方氮化硼)、GaN(氮化镓、)AlN(氮化铝)、ZnSe(硒化锌)以及金刚石等。
第二代半导体GaAs与Si相比除了禁带宽度增大外,其电子迁移率与电子饱和速度分别是Si的6倍和2倍,因此其器件更适合高频工作。GaAs场效应管器件还具有噪声低、效率高和线性度好的特点但相比第三代半导体GaN和SiC,它的热导率和击穿电场都不高,因此它的功率特性方面的表现不足。为了满足无线通信、雷达等应用对高频率、宽禁带、高效率、大功率器件的需要从二十世纪九十年代初开始,化合物半导体电子器件的研究重心开始转向宽禁带半导体。
我们一般把禁带宽度大于2eV的半导体称为宽禁带半导体。宽禁带半导体材料具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、高载流子饱和漂移速度等特点,在高温、高频、大功率、光电子及抗辐射等方面具有巨大的应用潜力。
近年来,发展较好的宽禁带半导体材料主要是SiC和GaN,其中SiC的发展更早一些,碳化硅、氮化镓、硅以及砷化镓,近年来,发展较好的宽禁带半导体材料主要是SiC和GaN,其中SiC的发展更早一些,碳化硅、氮化镓、硅以及砷化镓