Tout savoir sur le diamant comme matériau semi-conducteur de pointe en 10 points

À la croisée des technologies de pointe dans le secteur des semi-conducteurs, la société DIAMFAB déploie sa solution innovante de diamant synthétique pour la haute puissance et les conditions extrêmes.

Le diamant est composé de carbone

Les atomes de carbone qui constituent le diamant sont arrangés selon une structure cristalline du cristal cubique à faces centrées avec la moitié des sites tétraédriques occupés qui lui confère une grande partie de ses propriétés superlatives.

Le diamant peut être fabriqué en laboratoire

Deux techniques sont utilisées pour le synthétiser : HPHT (Haute Pression Haute Température) ou MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) que nous utilisons chez DIAMFAB.

Le diamant peut être dopé pour devenir plus ou moins conducteur

Le diamant peut être dopé type-p avec du bore (B) ou type-n avec de l’azote (N) ou du phosphore (P). Chez DIAMFAB nous maîtrisons le dopage au bore et à l’azote.

La technique de dopage par implantation n’est pas efficace dans le diamant

C’est pourquoi chez DIAMFAB nous faisons du dopage in-situ : nous incorporons les espèces dopantes pendant la croissance.

Le diamant est aussi supraconducteur à basse température (-269°C)

Grâce à notre maitrise des forts dopages, les wafers de DIAMFAB peuvent être utilisés pour des applications supraconductrices.

Le diamant est un matériau à très large bande interdite

Sa bande interdite est de 5.5 eV, cinq fois plus grande que celle du silicium de 1.1 eV. Il en résulte un très faible nombre de porteurs intrinsèques à température ambiante. Cette propriété lui a valu d’être classé comme un isolant depuis sa découverte jusqu’à ce que l’on arrive à le doper dans les années 80.

Le diamant évacue mieux la chaleur que les métaux

Sa conductivité thermique est de l’ordre de 2200 W/(m.K) soit 5 fois plus importante que celle du cuivre.

Un champ de claquage hors norme

Le champ de claquage du diamant, 10 MV/cm est 30 fois plus grand que celui du silicium, ce qui permet aux diodes et transistors en diamant de supporter des tensions de plusieurs milliers de volts à l’état bloquant.

Beaucoup de courant grâce à des porteurs de charges véloces

Les trous et les électrons dans le diamant ont respectivement des mobilités de 2000 cm²/V.s et 1000 cm²/V.s ce qui permet de limiter les pertes par effet Joule lorsque les diodes et les transistors en diamant sont à l’état passant.

Le diamant est le semi-conducteur le plus dur

Avec un module de Young de 1000 GPa le diamant est de loin le semi-conducteur le plus dur. 

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