目前，第三代半导体材料主要包括三族化合物半导体材料、碳化硅和氧化物半导体材料，其中三族化合物材料是常见的氮化镓和氮化铝；氧化物半导体材料主要包括氧化锌、氧化镓和钙钛矿。第三代半导体材料具有大的带隙、高击穿电场、高导热性、高电子饱和率、强辐射电阻、高饱和速度和强辐射电阻，是迄今为止最高的理论电光和光电转换效率。因此，它适用于制造耐高电压、高频率和高电流的器件，并且还可以降低器件的功耗。

　　GaN功率电子器件具有较高的工作电压、较高的开关频率、较低的导通电阻等优点，能够以极低的成本和较高的技术成熟度兼容硅基半导体集成电路工艺，在新一代高效、小型功率转换和管理系统中具有巨大的发展潜力，电力机车、工业电动机和其他领域。

　　氮化镓材料的研究和应用是当前全球半导体研究的前沿和热点，它具有宽的能带隙、强的原子键、高的热导率、良好的化学稳定性（几乎不受任何酸的腐蚀）和强的抗辐射性，在光电子、半导体、，高温高功率器件和高频微波器件应用，被视为半导体行业具有重大突破和创新的第三代半导体之一。

　　缺点：理论上，由于其能带结构，载流子的有效质量大，传输财产差，电场的迁移率低，高频性能差。

　　优点：

　　（1） 如果带隙大（3.4eV）且热导率高（1.3W/cm-K），则工作温度高，击穿电压高，抗辐射能力强；

　　（2） 导带的底部在Γ点，并且它与导带的其他能谷之间的能量差很大，不容易产生谷间散射，从而可以获得高的强场漂移速度（电子漂移速度不容易饱和）；

　　（3） GaN容易与AlN、InN等形成混合晶体，可以制成各种异质结构，并获得了在低温下迁移率为105cm2/Vs的2-DEG（因为2-DEG面密度高，可以有效屏蔽光学声子散射、电离杂质散射和压电散射）；

　　（4） 其对称性相对较低（对于六方原纤石结构或四方亚稳闪锌矿结构），具有强压电（由非中心对称引起）和铁电（沿六边形c轴的自发极化）：强压电极化（极化电场高达2MV/cm）和异质结界面附近的自发极化（极化场高达3MV/cm），强调制异质结的能带结构并加强2-DEG的二维空间限制。这导致2-DEG的面密度（在AlGaN/GaN异质结中高达1013/cm2，这比在AlGaAs/GaAs异质结中要高一个数量级），这对于器件操作是有意义的。

　　简而言之，总体而言，GaN的优点弥补了其缺点，特别是通过异质结的作用，其有效传输性能不亚于GaAs，制作微波功率器件（微波输出功率密度）的效果往往远优于所有现有的半导体材料。

　　综合阿尔法经济研究和百度百科整合

　　审核编辑：郭婷