ダイヤモンド半導体（ダイヤモンドはんどうたい、diamond semiconductors）とは、人工ダイヤモンドを使用した半導体のことである。報道においてダイヤ半導体と略される場合もある。
目次

1 概要

2 物性

3 歴史

4 課題

5 想定される応用例

6 関連項目

7 外部リンク

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概要

他の半導体素材と比べ、ダイヤモンドは物理特性に優れており、究極の半導体になると言われているが、その実用化は技術的に実現不可能と思われてきた。しかし、近年産業技術総合研究所などの日本の研究グループや日本国内の企業などで高品質ダイヤモンド薄膜の合成に成功するなど、基礎技術が大いに発展がしてきたことにより、実用化の可能性が開かれてきている。これに伴い、次世代の半導体候補として国家レベルの研究開発が開始するなど、この分野の研究が日本国内で活発となってきている。さらに、日本国外でも研究開発が積極化しつつある。

物性

現在主流のシリコン半導体に比べ、数十倍から数百倍とも言われる大幅な高速化が可能で基本性能自体が高いばかりか、耐熱性なども極めて優れ過酷な環境下でも動作する。さらに超伝導特性も発見されている。

歴史

1980年代後半 米国で研究されるが断念

1995年 日本の通商産業省産業技術総合研究所（当時）で本格研究開始

2003年 NTT物性科学基礎研究所が独ウルム大共同で動作周波数としては世界最高の81GHzを達成

2004年 独立行政法人 物質・材料研究機構ナノマテリアル研究所を中心にした共同研究でダイヤモンド薄膜での超伝導を発見

課題

現在、日本国内にて複数の研究機関、大学等で開発が進められているが、ダイヤモンド半導体の基盤となる単結晶の薄膜を作ることが困難である。そのため結晶サイズが1mm未満の多結晶ダイヤモンド薄膜が利用されている。今後は、この結晶サイズを大きくすることが大きな技術的な課題である。

不純物を抑えることが半導体物性利用上重要であるが、コストを抑えての更なる高純度化技術の開発が望まれる。

ホウ素イオンなどをドープし、p型n型といった半導体物性を発現している。しかしダイヤモンド格子に欠陥を与えずにこれらのイオンをドープする技術の開発が課題である。

電極などの他の物質との接触部で、ナノレベルの不要な界面構造が生じる。これを完全に抑える事は困難である。

想定される応用例

ダイヤモンド半導体は他の半導体材料に比べて耐久性が高く、宇宙などの苛酷環境での使用に向いている。

関連項目

半導体

ダイヤモンド

薄膜

外部リンク

⇒産業技術総合研究所 ダイヤモンド研究センター

⇒「夢」ではなくなったダイヤモンド半導体（基礎研究最前線）

⇒ダイヤモンド半導体素子、NTTが作製、実用化に目途

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カテゴリ: 工学関連のスタブ | 半導体材料 | ダイヤモンド

更新日時:2008年2月28日(木)17:30
取得日時:2008/09/07 06:42