最後更新：2026年10月8日基礎概念半導體物理・晶體基礎中國大陸：禁带宽度（带隙）

能隙是什麼

Band Gap

能隙是位於價帶頂端與導帶底部之間、電子無法具有的能量區域，其寬度以電子伏特（eV）表示。矽約為 1.1eV、SiC 約為 3.26eV、GaN 約為 3.4eV，這個值的大小決定了導體・半導體・絕緣體的區分，以及耐壓、操作溫度與發光波長。

目錄4 項

定義與原理

能隙（band gap，又稱能隙）是位於價帶頂端與導帶底部之間、電子無法具有的能量區域，其寬度以電子伏特（eV）表示。能隙的大小決定了物質屬於導體、半導體或絕緣體。

矽的能隙約為 1.1eV，砷化鎵（GaAs）約為 1.4eV，寬能隙半導體 SiC（碳化矽）約為 3.3eV，GaN（氮化鎵）約為 3.4eV。能隙越寬，越能承受高溫與高電壓，因此用於功率半導體與藍光 LED。此外，依電子躍遷的種類可分為直接能隙型與間接能隙型，這決定了能否用於發光元件。

能隙可分為電子能量躍遷時不伴隨動量變化的直接能隙型（GaAs、GaN 等），以及伴隨動量變化的間接能隙型（Si、Ge 等）。直接能隙型可透過電子與電洞的復合有效率地發光，因此用於 LED 與雷射；間接能隙型發光效率較低，但成為積體電路的主要材料。

能隙會隨溫度上升而稍微變小，這是元件特性具溫度依存性的原因之一。寬能隙半導體（SiC 約 3.3eV、GaN 約 3.4eV）耐高溫・高電場，絕緣崩潰耐受度高，因此在 EV 用逆變器與快速充電器等功率半導體領域迅速普及。

能隙的值因材料而有什麼不同？

矽約為 1.1eV，砷化鎵約為 1.4eV，SiC（碳化矽）約為 3.3eV，GaN（氮化鎵）約為 3.4eV。能隙越寬，越能承受高溫與高電壓，用於功率半導體與藍光 LED。

直接能隙型與間接能隙型有什麼不同？

直接能隙型（GaN・GaAs）的電子與電洞能有效率地復合並發光，適合 LED 與雷射。間接能隙型（Si・Ge）發光效率較低，但被用作積體電路的主要材料。

什麼是寬能隙半導體？

指 SiC、GaN 等能隙較寬的半導體，特點是耐高溫・高電場、絕緣崩潰耐受度高。在 EV 逆變器與高效率電源等處理電力的功率半導體領域正日益普及。