碳化硅是当前发展最成熟的宽禁带半导体材料,世界各国对碳化硅的研究很重视,美欧日等不仅从国家层面上制定了相应的研究规划。 碳化硅因具有很大的硬度而成为一种重要的磨料,但其应用范围却超过一般的磨料。例如,它所具有的耐高温性、导热性而成为隧道窑或梭式窑的首选窑具材料之一,它所具有的导电性使其成为一种重要的电加热元件等。除此之外,碳化硅材料还可应用于功能陶瓷、耐火材料、冶金原料等应用领域。 碳化硅器件的发展难题不是设计难题,而是实现芯片结构的制作工艺,如碳化硅晶片的微管缺陷密度、外延工艺效率低、掺杂工艺的特殊要求、配套材料的耐温等。碳化硅生产的另一个问题是环保,由于碳化硅在冶炼过程中会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体,同时粉尘颗粒如果处理不当,污染非常严重。 氮化镓是研制微电子器件、光电子器件的新型半导体材料,在光电子、激光器、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。 氮化镓材料的发展难题有三个,一是如何获得高质量、大尺寸的GaN籽晶,因为直接采用氨热方法培育一个两英寸的籽晶需要几年时间;二是对于氮化镓材料,长期以来由于衬底单晶没有解决,异质外延缺陷密度相当高,因为氮化镓极性太大,难以通过高掺杂来获得较好的金属-半导体的欧姆接触,工艺制造较复杂;三是氮化镓产业链尚未完全形成。