人们可以想象,钻石有极高的热传导性,能承受高电场,可被制成适合功率器件使用的半导体材料。不幸地是,虽然它可以用硼进行P型掺杂,但N型掺杂被证实存在问题。
日本科学家曾采用磷进行N掺杂,但近期的研究进展是采用P掺杂硼进行N掺杂。法国国家科学研究中心的Jacques Chevallier与来自法国和以色列的同事一道,将由化学汽相沉积生长的硼掺杂钻石层暴露于氚等离子区。在原因不明的情况下,也许是生成了电子作用下的硼氚化合物,钻石变成了N型。该过程据称是可逆的,用加热的办法去除氚,就把材料变成了P型。
详细信息出版于《自然材料(Nature Materials)》期刊。一位行业人士表示,“如果钻石像杂志文章所说的那样工作,那将是非常有趣的事情你可以在一层内把N型转为P型,制造出晶体管。”
在比利时林堡大学材料研究学院(IMO)研究人员把含磷掺杂移到多晶钻石上。“采用多晶钻石,衬底只有2x2mm,最大才5x5mm,” 科学家Milos Nesladek博士称。“多晶体能有三英寸。”
Nesladek及同事采用七组十个一组的前-后流动比率,制成了多晶钻石P-N结,他说。从材料的5.5eV能带隙获得约为4.6V的前向电压降。
合适的绝缘材料也被开发出来,用于制造钻石MOSFET。Nesladek表示,“氟化钙可能性较大。”另一项研究进展也将加快钻石半导体的开发,即大型合成钻石的面世能避免自然钻石的不确定性。
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