佐贺大学的嘉数诚教授使用人造金刚石制作出了嵌入半导体元件的电子电路。经确认，即使工作超过190小时，电路也未见劣化，并确认接通和断开电流的切换速度小于10纳秒（1纳秒=十亿分之一秒）。作为控制大电流的功率半导体，将应用于电动汽车（EV）和新一代移动通信标准“6G”领域。
嘉数教授开发的使用了金刚石半导体的电路
2022年，嘉数教授开发出了一种通过向金刚石基板喷洒二氧化氮气体，并用氧化铝膜形成保护的半导体元件制作方法。这种输出功率为1平方厘米875兆瓦（1兆等于100万）的金刚石半导体，具备了世界水平的性能。该数值仅次于作为功率半导体备受期待的氮化镓的约2090兆瓦。
不过有其他研究机构报告称，当金刚石半导体嵌入电路时，元件容易劣化，难以持久工作，所以很难实现实用化。
为此，嘉数教授新开发了一种将金线连接到金刚石半导体元件上的方法，制作出了新型电路。功率半导体所需的电流开关切换速度也低于10纳秒。
以往是通过直接在半导体元件上放置短针等方式测量性能。由于制作出了该电路，实用化性能测试也变得简单了许多。
金刚石半导体的功率理论上被认为是由硅材料制造的半导体的5万倍，耐久性和散热性也更高。即使长时间暴露在辐射中，也不容易出现工作异常和劣化情况。该技术还可以运用在人造卫星等航天领域。由于能够高速运作，所以也适用于通信基站等领域。
在追求实用性的功率半导体领域里，已有研究团队在开发使用氮化镓和碳化硅制作的半导体。嘉数教授认为：“两者用途不同，不会构成竞争关系”。
不过以上结论是在仅几伏的低电压下试验中得出来的结论，尚不清楚在功率半导体需要的数百伏电压下是否也能实现同样的性能。虽然实验表明，该半导体运转190小时以上也没有出现劣化，但要想实际应用，还需要有更长的工作时间，此外金刚石半导体还面临金刚石加工成本的问题。今后将通过不断地进行性能测试来寻找这些问题的解决方案。
嘉数教授表示：“要想真正将金刚石半导体嵌入设备中，还需要将其模块化。我们正在寻找能够在性能测试和周边技术开发方面进行合作的企业。”目标是5年后提供出功率半导体的样品，10年后实现技术量产。
日文：铃木卓郎、《日经产业新闻》、2023/6/7
翻译：JST客观日本编辑部
