最近，戴比爾斯集團旗下，以開發化學氣相沉積(CVD)金剛石技術和器件聞名的合成金剛石材料公司Element Six（元素六）宣布，公司將領導一個新的國防高級研究計劃局（DARPA）項目：UWBGS（超寬禁帶半導體）——元素六及其合作伙伴將開發4英寸單晶金剛石材料，比目前常規可用的材料大10倍以上，以加速關鍵的電子技術。

超寬帶隙是指帶隙能量明顯高于硅（Si）或砷化鎵（GaAs）等傳統半導體，這類材料尤其適合于高功率、高頻和高溫應用，除了金剛石也包括氧化鎵、氮化鋁、氮化鎵等等。其中，金剛石帶隙（5.5eV）具有化學和輻射惰性、高載流子遷移率、熱傳導和寬電子帶隙等特性，高溫和高壓性能尤其出色，因此具有提高半導體器件（如基板、薄膜、界面材料等）性能的潛力，可以減小整體尺寸、重量和功耗（SWaP）。但是它的產業化長期受困于制造挑戰和高成本的限制。

Element Six對UWBGS計劃的貢獻將利用其在大面積CVD聚晶金剛石和高質量單晶(SC)金剛石合成方面的專業知識來實現4英寸設備級SC金剛石基板。該公司與高功率半導體公司ABB合作，制造出了首款高壓塊狀金剛石肖特基二極管；此外，最近還利用其位于美國俄勒岡州波特蘭的核心技術，完成了先進CVD設施的建設和調試，該設施由可再生能源提供動力。Element Six首席技術專家Daniel Twitchen教授表示：“自20世紀50年代首次實現規模合成以來，工業金剛石已經顛覆了多個市場，我相信UWBGS的技術突破將有助于開啟半導體行業未來70年的機遇。”

對于UWBGS項目，Element Six已與全球其他該領域的領導者合作，包括日本的Orbray（擁有大面積金剛石專業知識）、雷神公司（GaNRF設備的領導者）、法國的HiquteDiamond（擁有位錯工程專業知識）以及美國的斯坦福大學和普林斯頓大學（擁有材料塊體和表面處理特性專業知識）。通過這一全球網絡的合作，UWBGS有望突破金剛石創新的界限，實現新一代超寬帶隙半導體。

編譯整理 YUXI