如下列表，在此列舉了一些與我們常用功率半導(dǎo)體器件特性緊密相關(guān)的幾個材料參數(shù)，表中簡單說明了它們對應(yīng)半導(dǎo)體器件的參數(shù)及對器件產(chǎn)生的影響。

<半導(dǎo)體材料性質(zhì)和對應(yīng)器件特性表>

而第三代半導(dǎo)體材料突出的特點是：材料方面為四大，即寬（大）禁帶、大（高）漂移速度、大擊穿場強以及良（大）導(dǎo)熱率；而與之對應(yīng)器件特性表現(xiàn)為四高，即高溫、高頻、高壓以及高功率（密度）；對應(yīng)用來說是低功耗、小體積。

附：物理量認(rèn)識

遷移率：描述的是固體物理學(xué)中用于描述金屬或半導(dǎo)體內(nèi)部電子，在電場作用下移動快慢程度的物理量。

對于半導(dǎo)體，存在電子和空穴兩種載流子，因此還有空穴遷移率這個物理量，所以常用載流子遷移率來指代半導(dǎo)體內(nèi)部電子和空穴整體的運動快慢。

一方面，遷移率和載流子濃度共同決定半導(dǎo)體材料的電導(dǎo)率的大小。遷移率越大，電阻率越小。通常半導(dǎo)體中電子的遷移率高于空穴的遷移率，因此，功率型場效應(yīng)晶體管（包括增強型和耗盡型MOSFET）通?？偸遣捎秒娮幼鳛檩d流子的N溝道結(jié)構(gòu)，而不采用空穴作為載流子的P溝道結(jié)構(gòu)。

關(guān)于增強型MOSFET和耗盡型MOSFET在原理結(jié)構(gòu)上有細(xì)微的差別，增強型溝道線為虛線，耗盡型則為虛線，設(shè)計中要注意這個差別，避免混淆，而關(guān)于工作原理的區(qū)別，請自行查閱，實際中增強型MOSFET為主流使用器件。

<增強型和耗盡型MOSFET原理示意圖>

另一方面，遷移率也影響器件的工作頻率。如雙極型晶體管（BJT或三極管）頻率響應(yīng)特性最主要的限制是少數(shù)載流子渡越基區(qū)的時間，遷移率越大，需要的渡越時間越短，晶體管的截止頻率與基區(qū)材料的載流子遷移率成正比，因此提高載流子遷移率，可以降低器件功耗，提高器件的電流承載能力，同時也提高了晶體管的開關(guān)轉(zhuǎn)換速度。

當(dāng)然，我們從<半導(dǎo)體材料性質(zhì)和對應(yīng)器件特性表>中可知影響我們開關(guān)速度的一些因素。

如下是NPN三極管結(jié)構(gòu)示意原理圖，實際中集電極還有承受耐壓的低摻雜N型漂移區(qū)，發(fā)射結(jié)和集電結(jié)中的結(jié)，專指P-N結(jié)，大家可以通過分析載流子流通路徑及作用原理來分析它的開關(guān)過程。

<NPN三極管結(jié)構(gòu)>

這里引出一個問題

在實際使用器件中，為什么同等規(guī)格（特指電壓和封裝）的硅材料MOSFET遠(yuǎn)比碳化硅材料MOSFET的內(nèi)阻大得多？碳化硅的電子遷移率不是比硅的低嗎？這是什么原因?qū)е碌模?/p>

我們需要從兩方面考慮，雖然硅（Si）材料的電子遷移率大于碳化硅（SiC）材料，但是碳化硅的臨界電場強度卻遠(yuǎn)大于硅材料（從前面常用半導(dǎo)體材料特性參數(shù)表可知，碳化硅比硅的臨界電場強度約為10倍），所以芯片可以做的更薄，理論上可以做到原來的1/10，而如下MOSFET結(jié)構(gòu)示意圖中，而低摻雜的飄移層主要決定溝道電阻，因此綜合因素卻是碳化硅的MOSFET具有更低的導(dǎo)通內(nèi)阻（Rdson），即內(nèi)阻是材料各特性綜合的結(jié)果。

<硅基和碳化硅基VDMOSFET結(jié)構(gòu)示意圖>

因此材料特性綜合決定了器件各方面的特性，材料的每一次進(jìn)步，都會促進(jìn)器件的極大發(fā)展！