頂點光電子商城1月29日消息：近日，被稱為“終極功率半導(dǎo)體”、使用金剛石的電力控制用半導(dǎo)體的開發(fā)取得進(jìn)展。日本佐賀大學(xué)教授嘉數(shù)教授與精密零部件制造商日本Orbray合作開發(fā)出了用金剛石制成的功率半導(dǎo)體，并以1平方厘米875兆瓦的電力運行。
金剛石的優(yōu)異物理化學(xué)性質(zhì)使其廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。金剛石為間接帶隙半導(dǎo)體材料，禁帶寬度約為5.2eV，熱導(dǎo)率高達(dá) 22W/(cm?K)，室溫電子和空穴遷移率高達(dá) 4500cm2/(V.s) 和 3380cm2/(V.s)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于第三代半導(dǎo)體材料 GaN 和 SiC，因此金剛石在高溫工作的大功率的電力電子器件，高頻大功率微波器件方面具有廣泛的應(yīng)用前景，另外由于金剛石具有很大的激子束縛能(80meV)，使其在室溫下可實現(xiàn)高強(qiáng)度的自由激子發(fā)射( 發(fā)光波長約為 235nm)，在制備大功率深紫外發(fā)光二極管方面具有較大的潛力，其在極紫外深紫外和高能粒子探測器的研制中也發(fā)揮重要作用。
金剛石半導(dǎo)體耐高電壓等性能出色，電力損耗被認(rèn)為可減少到硅制產(chǎn)品的五萬分之一。金剛石功率半導(dǎo)體的耐熱性和抗輻射性也很強(qiáng)，到2050年前后，有望成為人造衛(wèi)星等所必需的構(gòu)件。
金剛石半導(dǎo)體不僅運算速度快，而且較耐溫，硅晶片只能承受低于 300℃的溫度，砷化鎵晶片則耐溫不及 400℃，但金剛石可加熱至近 700℃而不損壞。尤有進(jìn)者，金剛石散熱又是所有材料最高者，比硅晶體快30 倍。高功率的金剛石半導(dǎo)體運算時，其熱量的排除不需其他散熱裝置，因此是理想的積體電路材料。
隨著5G通訊時代全面展開，金剛石單晶材料在半導(dǎo)體、高頻功率器件中的應(yīng)用日益凸顯，目前全球各國都在加緊金剛石在半導(dǎo)體領(lǐng)域的研制工作，其中日本已成功研發(fā)超高純2英寸金剛石晶圓量產(chǎn)方法，其存儲能力相當(dāng)于10億張藍(lán)光光盤。
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