日本实现全球输出功率值最高的金刚石半导体
2023/01/18
嘉数教授表示,“今后将转向针对应用的研究,希望5年内提供试制品”。最近还出现了其他动向,比如源自早稻田大学创办的初创企业Power Diamond Systems创立,开始涉足钻石半导体的开发等。随着研究由大学逐渐转向企业主导,有望在2040年左右实现实用化。
需要进一步扩大口径
嘉数教授等人之所有能实现高性能钻石半导体,很大一个因素是钻石基板(晶圆)口径扩大到了2英寸(约50毫米)。晶圆制造由Orbray负责。过去在晶圆的基础基板上也使用钻石,而此次确立了使用易于扩大口径的蓝宝石的技术。
不过,与使用300毫米晶圆的硅和150~200毫米晶圆的碳化硅相比,仍然较为落后。要想量产器件,需要面向扩大晶圆口径和降低价格,进一步创新技术。
钻石在耐压及耐热性等性能上优于碳化硅和氮化镓,也超过被视作“后碳化硅”的氧化镓的潜在能力。理论上可以将电力损失降至碳化硅的1/80、氮化镓的1/10以下。
与碳化硅及氮化镓等由多种元素构成的半导体不同,金刚石半导体由一种元素构成,因此不用在意元素的混合比例,这也是优点之一。能够致力于提高基板结晶纯度等。
半导体产业的应用范围很广,从材料厂商到机器及系统厂商都在使用。构建围绕钻石半导体的供应链也是重要课题。
日本经济新闻(中文版:日经中文网)大越优树
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