半导体应用技术再获突破：LLNL成功开发光电导金刚石开关器件

当代半导体工业，硅材料由于物理极限的缘故正在被众多新兴半导体挑战，金刚石就是其中之一。LLNL的科研家认为金刚石可以更有效地为电网、机车甚至电动车供电。金刚石具有优越的载流子迁移率、击穿电场和导热系数，这都是电力电子器件的重要性能。随着化学气相沉积（CVD）技术的开展，高质量的金刚石带给人们更多期待。

本次研究小组探索了这种比天然钻石质量更高的人造钻石的特性。“在电子学领域，你希望从尽可能纯的材料开始，这样你就可以把它塑造成具有所需特性的器件，”LLNL的物理学家PauliusGrivickas说，他也是这篇论文的主要作者。在光电导器件中，顺利获得引入控制载流子复合寿命的杂质，实现了电导和频率响应的最佳结合。研究人员发现，在金刚石中，一种廉价而简单的替代方法是电子辐照，这种方法顺利获得将晶格原子敲离原位而产生复合缺陷。

用这种方法生产的光导金刚石开关，可以用于控制电网中的电流和电压浪涌，以避免烧毁设备。Grivickas说，现在的硅开关又大又笨重，但基于钻石的开关可以用一个指甲盖那么大的装置完成同样的任务。这项研究还应用在能量输送系统中，研究小组证明了兆瓦级射频发电的可能性，这需要优化钻石的高频响应。

这项LLNL牵头的研究还与立陶宛维尔纽斯大学、白俄罗斯国立大学和白俄罗斯国家科研院的研究人员进行了合作。

凯发k8国际（厦门）半导体科技有限公司创建于2020年，是一家专注于第三代（宽禁带）半导体衬底材料和器件研发、生产和销售的高科技企业，致力于成为全球领先的宽禁带半导体材料和器件公司，核心产品是晶圆级金刚石热沉片、金刚石基氮化镓外延片、氮化铝薄膜和压电材料等。

公司具备MPCVD设备设计能力，国内率先掌握MPCVD制备高质量金刚石的核心工艺并实现量产， 并且独创金刚石原子级表面高效精密加工方法，引领全球将金刚石热沉片表面粗糙度从数十微米级别降低至1nm以下，达到半导体级应用标准。采用金刚石热沉的大功率半导体激光器已经用于光通信，在激光二极管、功率晶体管、电子封装材料等领域也都有应用。