法國國家科研中心固體物理和結(jié)晶實驗室的科學(xué)家,最近研制出一種比普通金剛石半導(dǎo)體導(dǎo)電性能高出近1萬倍的新型金剛石半導(dǎo)體,為電子元器件的開發(fā)提供了新材料。
金剛石由碳原子構(gòu)成,一般不導(dǎo)電,純凈的金剛石其實是良好的絕緣體。但是,如果在金剛石中摻入少量的硼或者氮,它就會變成半導(dǎo)體。由于金剛石半導(dǎo)體體積小、耐高溫, 因此它在電子或光電子元器件制造方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。然而由于人們難以制造出具有更高導(dǎo)電性能的金剛石半導(dǎo)體,所以進(jìn)一步發(fā)展微電子元器件制造技術(shù)便遇到了瓶頸。
據(jù)英國《自然》雜志的最新一期《物質(zhì)》專刊報道,法國國家科研中心固體物理和結(jié)晶實驗室的科學(xué)家認(rèn)為,傳統(tǒng)技術(shù)制造的金剛石半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能不理想,應(yīng)該嘗試向金剛石半導(dǎo)體中加入新元素,改變這種材料的部分碳結(jié)構(gòu),以提高金剛石半導(dǎo)體的導(dǎo)電性。按照這一思路,研究人員將氫元素加入含有硼的P型金剛石半導(dǎo)體中,結(jié)果發(fā)現(xiàn),被研究材料轉(zhuǎn)化成了一種N型金剛石半導(dǎo)體,其導(dǎo)電性比過去用傳統(tǒng)方法制造的金剛石半導(dǎo)體高出近1萬倍。
用金剛石半導(dǎo)體膜制作的芯片能在幾百攝氏度的高溫下正常工作,而硅芯片的工作溫度不能超過150攝氏度。此外,金剛石電子元器件的體積可以更小,它能夠在硅電子產(chǎn)品無法應(yīng)用的場合發(fā)揮不可替代的作用?!段镔|(zhì)》??u價說,法國科學(xué)家的研究成果將對微電子領(lǐng)域產(chǎn)生直接影響,并為半導(dǎo)體的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究提供一片新天地。