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　ダイヤモンドは、理想的な素材が生成できた場合は、その優れた半導体としての物理特性からシリコンに比べて桁違いの優れた特性が得られることが期待され、究極の半導体と見られてきたという。例えば、シリコン素子に比べて高温動作で5倍、高電圧性能で30倍、高速化では3倍の特性が期待されるという。しかし、実際には結晶を製造する際に、性能低下を招く多くの結晶欠陥と不純物の混入が避けられず、優れた特性を持つ実用的な半導体素子の製造は困難と見られていた。

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　NTT物性科学基礎研究所では、キャリア移動速度の低下を招くグラファイト成分、リーク電流を増大させてしまう結晶欠陥と不純物を従来に比べて激減させた。ダイヤモンド結晶を最適に生成することができる条件を発見し、結晶欠陥とグラファイト成分を完全に除去し、不純物を従来比20分の1に減少させたという。そして、このダイヤモンド結晶を用いて、ドイツのウルム大学と共同でT型ゲート構造を持つゲート長0.2μmのダイヤモンド半導体素子を作成、81GHzでの安定動作を確認したという。

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http://news.mynavi.jp/news/2003/08/20/21.html

● 高速・低損失なダイヤモンドパワーデバイスの高温動作を実証　　2012年12月25日

　パワーデバイスは、電気機器に不可欠な電力制御を行う半導体デバイスであり、インバーターの普及に不可欠な省エネルギー技術の基幹構成要素となっている。最近では高電圧・大電流動作ができるパワーデバイスが作製可能になり、ハイブリッド自動車のモーター駆動にも使われるなど急速に普及しており、大きな市場となることが期待されている。また、パワーデバイスの高性能化による電力使用量の削減は、CO2排出量の大幅削減に向け経済産業省が策定した「Cool Earth - エネルギー革新技術計画」でも、重点的に取り組むべきエネルギー革新技術の1つとされている。

　しかし、現在パワーデバイスに使われているシリコン（Si）半導体は、耐熱、耐電圧、電力損失、電流密度などに課題があるため、パワーデバイス向けに炭化ケイ素（SiC）、窒化ガリウム（GaN）など新材料の開発が進められている。ダイヤモンドはこれらの新材料を越える性能をもつ材料で、それ自体が熱を伝達する熱拡散材料であり、超高耐電圧、超高温動作など、特異な物性をもつことから、冷却系が不要な、高耐電圧、大電流密度のパワーデバイスが実現できると期待されている。

http://www.aist.go.jp/aist_j/new_research/nr20121225/nr20121225.html

● 「夢」でなくなったダイヤモンド半導体　～“究極の半導体”に挑戦～

http://www.jst.go.jp/kisoken/seika/zensen/04ookushi/

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そして今年5月 (前にアップした記事)、

"物材機構、コスト１００分の１で純度９９．９９８％のダイヤ合成技術"　