金刚石芯片,首次演示

关键词 金刚石芯片|2025-04-03 11:33:02|来源 半导体行业观察
摘要 ​日本产业技术综合研究所(AIST)与本田技术研究院合作,制造了p型金刚石MOSFET原型,并首次演示了安培级高速开关操作。未来,该公司计划将该技术搭载于下一代移动动力装置中......

日本产业技术综合研究所 (AIST) 与本田技术研究院合作,制造了p型金刚石MOSFET原型,并首次演示了安培级高速开关操作。未来,该公司计划将该技术搭载于下一代移动动力装置中,并进行运行验证,以期在社会中得以实施。

       2025年3月,日本产业技术综合研究所(AIST)先进电力电子研究中心新功能设备团队高级首席研究员梅泽仁、研究团队负责人牧野敏晴和研究中心副主任竹内大介宣布,他们与本田技术研究院合作,试制了p型金刚石MOSFET,并首次演示了安培级的高速开关操作。未来,该公司计划将该技术搭载于下一代移动动力装置中,并进行运行验证,以期在社会中得以实施。

       金刚石半导体被称为终极半导体,具有优异的性能,包括能够实现高能量效率。因此,它有望应用于电动汽车和可再生能源等多个领域。然而,使用金刚石作为半导体材料也带来了诸多挑战,例如晶体生长和加工方面的困难。此外,为了投入实用,需要能够处理安培级的大电流并进行高速开关操作。

       为了增加电流,研究小组采用了比传统方法更大尺寸的基板,并开发了可实现并行操作的布线技术。具体而言,在半英寸单晶金刚石衬底上,采用以氢终止的二维空穴载气制作大量p型功率MOSFET,并进行布线以实现并联操作。

       对所制备的金刚石MOSFET的特性进行了评估。已确认栅极宽度为1020μm的单个元件具有优异的工作特性,并且能够以高成品率在同一基板上制造元件。

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       此外,314个单体元件的源极、栅极、漏极电极相互并联。栅极连接方式使得总栅极宽度约为32cm,并且使用双脉冲方法评估元件的开关速度。结果确认,驱动电流为2.5A时,下降时间为19纳秒,上升时间为32纳秒。


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