日本金澤大學2016年8月19日宣布，通過與產(chǎn)業(yè)技術綜合研究所、電裝等的共同研究，制作出了采用金剛石半導體的反轉(zhuǎn)層溝道MOSFET，并成功對其進行了工作驗證。將來，通過為汽車、新干線、飛機、機器人、人造衛(wèi)星、火箭、輸配電系統(tǒng)等導入使用金剛石半導體的功率元件，將有望為節(jié)能低碳化社會作出貢獻。 　　碳的單元素半導體——金剛石半導體具有導熱率（硅的14倍）及絕緣擊穿電場（硅的100倍）高的特點，尤其在需要大電壓和大電流的領域，這種半導體更有助于實現(xiàn)節(jié)能化。反轉(zhuǎn)層溝道MOSFET是降低功耗不可或缺的電壓控制元件，具備關閉時電流不會通過的常閉特性，可靠性較高，已在硅半導體中廣泛普及。但是，金剛石半導體卻因為工藝難度較高而存在課題，那就是很難形成良好的MOS構造，這是反轉(zhuǎn)層溝道MOSFET的基本構造。
　　此次，研究人員通過獨有的微波等離子體增強化學氣相沉積技術，成功提高了n型金剛石半導體的品質(zhì)，并提高了濕退火氧化膜及金剛石界面的品質(zhì)。采用這些技術，制作出了反轉(zhuǎn)層溝道金剛石MOSFET，并成功驗證了其工作情況。
　　對采用上述方法制作的MOSFET進行工作驗證的結果顯示，未施加柵極電壓時，柵極電流及漏極電流均在檢測極限以下（常閉特性）。增大施加給柵極的負電壓后，在MOS界面的n型金剛石半導體中空乏層擴大，進一步增大負電壓之后，少量載流子——空穴從漏極和源極區(qū)域流入，形成反轉(zhuǎn)層溝道，使得漏極電流可以通過。由此可確認，該器件實現(xiàn)了漏極電流的理想飽和特性，具有較高的導通截止比。
　　此次的研究成果已作為“金剛石半導體裝置及其制造方法”申請了專利。今后還將進一步提高MOS界面的品質(zhì)，以提高遷移率，還將在漏極區(qū)域?qū)肽蛪簩右蕴岣唠娏骱湍蛪?，從而滿足實際應用的需求。研究成果已于2016年8月22日發(fā)表在英國自然出版集團的網(wǎng)絡雜志《科學報告》（Scientific Reports）上。（特約撰稿人：工藤 宗介）