金刚石半导体功率电路的最新研究进展

对于提供低功耗和高频操作的下一代电力电子器件,金刚石是一种极有前景的材料｡金刚石具有极低的本征载流子浓度,有望实现低泄漏电流与高温操作｡金刚石具有很高的载流子迁移率(电子和空穴迁移率分别为4500和3 800 cm2/Vs)､超高的击穿电场(>10 MV/cm)､低介电常数(5.7)和很高的热导率(2 200 W/mK)｡因此,人们期望基于金刚石基的功率器件能够显著地减少传导损耗和开关损耗｡日本研究团队对金刚石功率半导体的研究一直走在国际前列，，，近日，，佐贺大学宣布已开发出金刚石半导体功率电路，，并确认可实现高速开关动作和长期连续动作，，，
，加快在Beyond 5G基站
、、、、通信卫星、
、电动汽车等应用。
。

在成果发布的报告中提到，，
，2022年制造的金刚石半导体器件实现了875MW/cm 2的输出功率和3659V的输出电压。。。。在这个实验中
，，表明原型金刚石半导体功率电路在开关特性和长期连续特性等动态特性方面没有问题。。。

通过演示测试，，，
，金刚石半导体功率电路的导通时间为9.97 ns，，
，关断时间为9.63 ns，，，，证实了小于10 ns的高速开关操作。。开关损耗极低，，导通损耗为 55.1pJ，
，，，关断损耗为 153.2pJ。。。。除此之外，，，，还验证了由于长期连续运行而导致的设备劣化。。。
。经实验证实，，，即使在连续运行 190 小时后，，
，特性也丝毫没有下降。。
。运行中，，输出电流值逐渐增加，
，输入电流值增加，，，但运行结束后
，
，，特性又恢复到测量前的状态。。。。

目前，，，金刚石在半导体方面的应用越来越广泛，，相关应用研究也在持续进行当中。。。尊龙时凯专注于高品质金刚石材料的研发、、生产和销售，，，现有核心产品金刚石热沉片
、、、、晶圆级金刚石、、GaN on diamond 
、、Diamond on GaN、
、、、金刚石基氮化铝薄膜等产品。
。晶圆级金刚石生长面表面粗糙度Ra＜1nm；金刚石热沉片热导率高达1000-2200W/m.k，
，
，技术指标皆达世界领先水平。。
。此外
，，，由尊龙时凯提供的金刚石热沉封装的大功率半导体激光器
，，已经用于光通信、、、激光二极管、
、、
、功率晶体管、、、、电子封装材料等领域。。。