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金刚石半导体

宽带隙合成材料。
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金刚石是碳的亚稳态同素异形体。对于电子应用,该行业主要使用通过化学气相沉积(CVD)工艺生长的人造钻石。

人们对终极能量装置——钻石感兴趣。金刚石具有宽带隙(5.45 eV)、高击穿场(10MV/cm)和高导热系数(22W/cmK)。硅的带隙为1.1 eV。宽带隙是指器件中高压电子带隙大于1ev。

钻石fet要成为主流可能还需要数年时间。多年来,至少在实验室里,许多实体已经制造出了金刚石fet。例如,该领域的领导者之一,日本早稻田大学(Waseda University)最近发表了一篇关于1000伏应用的金刚石FET的论文。

Waseda利用基于h端(C-H)金刚石表面的p通道FET取代了传统的掺硼p型金刚石FET。简单来说,当端氢金刚石暴露在空气中时,C-H金刚石场效应晶体管在表面变得高度导电。

为了制造金刚石fet, Waseda利用微波等离子体辅助CVD在金刚石衬底上生长了厚度为0.5¼m的未掺杂金刚石层。该装置的关键是在FET顶部形成密集的表面孔(2D孔气,2DHG)。研究人员使用原子层沉积(ALD)工艺,在450°C下应用Al2O3来再现无吸附的2DHG。

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