佐賀大學的嘉數誠教授使用人造金剛石製作出了嵌入半導體元件的電子電路。經應答，即使工作超過190小時，電路也未見劣化，並應答接通和斷開電流的切換速度小於10奈秒（1奈秒=十億分之一秒）。作爲控制大電流的功率半導體，將應用於電動車（EV）和新一代行動通信標準「6G」領域。
嘉數教授開發的使用了金剛石半導體的電路
2022年，嘉數教授開發出了一種透過向金剛石基底層噴灑二氧化氮氣體，並用氧化鋁膜形成保存的半導體元件製作方法。這種輸出功率爲1平方釐米875兆瓦（1兆等於100萬）的金剛石半導體，具備了世界水平的性能。該數值僅次於作爲功率半導體備受期待的氮化鎵的約2090兆瓦。
不過有其他研究機構報告稱，當金剛石半導體嵌入電路時，元件容易劣化，難以持久工作，所以很難實施實用化。
爲此，嘉數教授新開發了一種將金線連接到金剛石半導體元件上的方法，製作出了新型電路。功率半導體所需的電流開關切換速度也低於10奈秒。
以往是透過直接在半導體元件上放置短針等方式測量性能。由於製作出了該電路，實用化性能測試也變得簡單了許多。
金剛石半導體的功率理論上被認爲是由硅材料製造的半導體的5萬倍，耐久性和熱放射性也更高。即使長時間暴露在輻射中，也不容易出現工作異常和劣化情況。該技術還可以運用在人造人造衛星等航太領域。由於能夠高速運作，所以也適用於通訊基地台等領域。
在追求實用性的功率半導體領域裏，已有研究團隊在開發使用氮化鎵和碳化硅製作的半導體。嘉數教授認爲：「兩者用途不同，不會構成競爭關係」。
不過以上結論是在僅幾伏的低電壓下試驗中得出來的結論，尚不清楚在功率半導體需要的數百伏電壓下是否也能實施同樣的性能。雖然實驗表明，該半導體運轉190小時以上也沒有出現劣化，但要想實際應用，還需要有更長的工作時間，此外金剛石半導體還面臨金剛石加工成本的問題。今後將透過不斷地進行性能測試來尋找這些問題的解決方案。
嘉數教授表示：「要想真正將金剛石半導體嵌入設備中，還需要將其模組化。我們正在尋找能夠在性能測試和周邊技術開發方面進行合作的企業。」目標是5年後提供出功率半導體的樣品，10年後實施技術量產。
日文：鈴木卓郎、《日經產業新聞》、2023/6/7
翻譯：JST客觀日本編輯部
