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目前，第四代半導體材料主要是以金剛石（C）、氧化鎵（Ga2O3）、氮化鋁（AlN）為代表的超寬禁帶（UWBG）半導體材料，禁帶寬度超過4.0 eV。相對于硅材料（**代）、氮化鎵（第三代）、碳化硅（第三代）等，金剛石半導體材料的禁帶寬度高，**優勢在于更高的載流子遷移率、更高的擊穿電場、更大的熱導率。金剛石具有室溫下**的熱導率，可以滿足未來大功率、強電場和抗輻射等方面的需求，是制作功率半導體器件的理想材料，在智能電網、軌道交通等領域有著廣闊的應用前景。
| 飽和漂移速度 / (×107 cm/s) | 載流子遷移率 / (cm2/Vs) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 半導體材料 | 禁帶寬度/eV | 電子 | 空穴 | 電子 | 空穴 | 擊穿場強/ (MV/cm) | 介電常數 | 導熱率/(W/mK) |
| Si | 1.1 | 1.1 | 0.8 | 1 500 | 450 | 0.3 | 11.9 | 150 |
| 4H-SiC | 3.2 | 1.9 | 1.2 | 1 000 | 120 | 2.5 | 9.66 | 490 |
| GaN | 3.45 | 2.5 | - | 1 500 | 200 | 5 | 8.9 | 130 |
| Ga2O3 | 4.9 | 2 | - | 300 | - | 8 | 9.93 | 23 |
| 金剛石 | 5.47 | 2.5 | 1.4 | 4 500 | 3 800 | 10 | 5.7 | 2 200 |
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