日本實現全球輸出功率值最高的金剛石半導體
2023/01/18
嘉數教授表示,「今後將轉向針對應用的研究,希望5年內提供試製品」。最近還出現了其他動向,比如源自早稻田大學創辦的初創企業Power Diamond Systems創立,開始涉足鑽石半導體的開發等。隨著研究由大學逐漸轉向企業主導,有望在2040年左右實現實用化。
需要進一步擴大口徑
嘉數教授等人之所有能實現高性能鑽石半導體,很大一個因素是鑽石基板(晶圓)口徑擴大到了2英吋(約50毫米)。晶圓製造由Orbray負責。過去在晶圓的基礎基板上也使用鑽石,而此次確立了使用易於擴大口徑的藍寶石的技術。
不過,與使用300毫米晶圓的矽和150~200毫米晶圓的碳化矽相比,仍然較為落後。要想量産器件,需要面向擴大晶圓口徑和降低價格,進一步創新技術。
鑽石在耐壓及耐熱性等性能上優於碳化矽和氮化鎵,也超過被視作「後碳化矽」的氧化鎵的潛在能力。理論上可以將電力損失降至碳化矽的1/80、氮化鎵的1/10以下。
與碳化矽及氮化鎵等由多種元素構成的半導體不同,金剛石半導體由一種元素構成,因此不用在意元素的混合比例,這也是優點之一。能夠致力於提高基板結晶純度等。
半導體産業的應用範圍很廣,從材料廠商到機器及系統廠商都在使用。構建圍繞鑽石半導體的供應鏈也是重要課題。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網)大越優樹
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