近日,日本佐賀大學教授嘉數教授與精密零部件制造商日本Orbray合作開發出用金剛石制成的功率半導體,並以1平方厘米875兆瓦(87.5萬千瓦)的功率運行。該功率半導體在已有的金剛石半導體中,輸出功率值為全球最高,在所有半導體中也僅次於氮化鎵產品的約2090兆瓦。
與作為新一代功率半導體的碳化矽(SiC)產品和氮化鎵(GaN)產品相比,金剛石半導體耐高電壓等性能更出色,電力損耗被認為可減少到矽制產品的五萬分之一,同時耐熱性和抗輻射性也很強,因而被稱為終極功率半導體”。
金剛石帶隙寬度高達5.5eV,遠超氮化鎵、碳化矽等材料,載流子遷移率也是矽材料的3倍,在室溫下本征載流子濃度極低,且具備優異的耐高溫屬性。
當前,金剛石在半導體領域的應用越來越廣泛,全球各國都在加緊金剛石在半導體領域的研制工作,其中日本已成功研發超高純2英寸金剛石晶圓量產方法,其存儲能力相當於10億張藍光光盤(約為2500萬TB)。
全球天然金剛石年產量約為1.5億克拉,而人造金剛石產量則超過200億克拉,其中95%產量來自於中國大陸。