Японци създадоха транзистор, който работи при 600°C

Изследователи от университета в Киото създадоха силициево-карбиден (SiC) транзистор, способен да работи при температури до 600°C. Ключовата му характеристика е не само рекордната термична стабилност, но и съвместимостта с технологиите за масово производство.

Конвенционалната силициева електроника започва да изпитва сериозни проблеми при температури над 250°C. Силициевият карбид понася екстремни температури много по-добре, но създаването на стабилни логически схеми, базирани на него, остава предизвикателство.

Японските учени са разработили SiC JFET транзистор с долен затвор и двойноизолационна структура. Този дизайн решава един от основните проблеми при йонната имплантация – ефектът на канализиране, при който някои примеси проникват по-дълбоко от изчисленото ниво и променят електрическите характеристики на устройството, отбелязва Tom’s Hardware.

В предишни разработки този проблем водеше до грешка в праговото напрежение от над 2 V. Новият транзистор намалява грешката до по-малко от 0,1 V при температура 400 °C.

Друг проблем беше изтичането на ток. При силно нагряване полуизолиращият силициево-карбиден субстрат постепенно губи своите изолационни свойства. Японските изследователи се справиха и с това предизвикателство.

Чиповете с новия транзистор биха могли да бъдат полезни в приложения, където конвенционалната електроника изисква тромаво охлаждане или изобщо не е в състояние да работи.

Потенциалните приложения включват газови турбини, самолетни и ракетни двигатели, промишлено оборудване, космически кораби и дори безпилотни сонди за Венера, където температурите на повърхността достигат 460 °C.

Пълнофункционален процесор, работещ при 600 °C, все още е далеч от прлактическа реализация. Но предпоставките това да се случи са налице – транзисторът е произведен с помощта на йонна имплантация, една от най-разпространените технологии за легиране в съвременната полупроводниковата индустрия.

Разработеният транзистор е от “нормално включен” тип: без управляващо напрежение той остава включен и непрекъснато консумира енергия. Следващата стъпка ще бъде създаване на “нормално изключен” транзистор и изграждане на енергийно ефективни логически схеми на негова основа.

Освен това изследователите трябва да потвърдят дългосрочната надеждност на технологията и да разработят корпуси и връзки, които могат да издържат на същите екстремни температури. Резултатите от изследването са публикувани в специализирането издание APL Electronic Devices.