::: reklama@pbprog.kz
::: editor@pbprog.kz
::: webmaster@pbprog.kz
Создан транзистор, выдерживающий температуру 600 ° C
Исследовательская группа из Киотского университета создала транзистор из карбида кремния (SiC), который работает при температуре 600 °C (873 К).
Транзистор был создан с помощью ионной имплантации — этапа легирования, который используется на всех коммерческих фабриках по производству микросхем. Разрыв между расчетным и измеренным пороговым напряжением составил менее 0,1 В при температуре 400 °C по сравнению с более чем 2 В при традиционной компоновке. Работа, анонсированная и опубликованная в APL Electronic Devices, объединяет транзистор с нижним затвором и структурой с двойной изоляцией, чтобы полевой транзистор с ионно-имплантированным SiC-переходом оставался стабильным при температурах, при которых кремний перестает работать выше примерно 250 ° C.
Схема с нижним затвором помещает электрод затвора под каналом, который улавливает легирующие примеси, которые рассеиваются глубже, чем предполагалось, во время имплантации, эффект канализации, который снизил пороговые значения обычных JFET с верхним затвором более чем на 2 В. После компенсации эффекта каналирования разница между расчетным и измеренным пороговым напряжением при температуре 400 °C сократилась до менее чем 0,1 В.
Двухлучевая структура изолирует каждое устройство внутри p-n-перехода, а не опирается на полуизолирующую подложку из карбида кремния, которая теряет свои изоляционные свойства при нагревании и пропускает ток утечки через пластину. Исследователи сообщили, что остаточный ток утечки близок к теоретическому минимуму, обусловленному свойствами самого карбида кремния, так что на уровне устройства остается мало возможностей для его снижения.

В то же время, согласно опубликованным результатам испытаний, проведенных в Исследовательском центре Гленна НАСА, кремниево-карбидные интегральные схемы с полевым транзистором с управляющим p-n-переходом, содержащие более 175 транзисторов, проработали более года при температуре 500 °C на воздухе и 60 дней на имитации поверхности Венеры при температуре 460 °C и давлении 9,3 МПа без экранирования. Эти микросхемы изготовлены из эпитаксиальных полевых транзисторов с управляющим p-n-переходом по специальной технологии. Исследователи из Киотского университета добились более высокой температуры устройства с помощью ионной имплантации — метода, который уже стал стандартным для крупных фабрик и подходит для массового производства.
Карбид кремния уже используется в качестве материала для пластин силовых устройств, но высокотемпературная логика — это отдельная и гораздо менее распространенная ниша. Это не единственный материал с широкой запрещенной зоной, который подходит для таких условий. Недавно исследователи продемонстрировали устройства, которые работают при температуре от 500 °C до абсолютного нуля на основе других соединений