Термостойкие транзисторы из карбида кремния, изготовленные на 6-дюймовых пластинах, приближают нас к практичным схемам

В то время как карбид кремния (SiC) уже давно рекламируется как ключ к разработке электроники для экстремальных условий, эта область пока остается в лаборатории. Недавно Киотский университет объявил, что группа исследователей, специализирующихся на полевых транзисторах с переходом, или JFET, разработала новую структуру SiC-транзистора, которая может работать при температуре 600 °C (1112 ° F).

После предыдущего исследования одной из целей команды было расширить производство до уровня пластин. Теперь они достигли этого.

По сравнению с предыдущим исследованием, производство пластин включает в себя изготовление гораздо меньших компонентов, включая меньший по размеру и более эффективный полупроводниковый транзистор. Переход к производству на основе пластин необходим для практического использования, поскольку для изготовления интегральных схем требуется большое количество очень маленьких транзисторов.

Однако производство пластин в университетских лабораториях практически невозможно из-за нехватки оборудования. Это побудило команду сотрудничать с компанией Phenitec Semiconductor Corp., которая управляет заводом по производству полупроводниковых приборов массового производства.

Команда применила большую часть процесса изготовления JFET, который она разработала для производства чипов, к производству пластин, учитывая требования к производству на серийном заводе по промышленным стандартам. Процесс был перенесен без серьезных препятствий.

Результатом стал SiC-транзистор, изготовленный на 6-дюймовой пластине, который продемонстрировал высокую однородность. Стандартное отклонение порогового напряжения в центральной области пластины составило менее 0,07 вольт. Это является технической вехой в создании интегральных схем.

"Хотя мы ожидали, что само по себе изготовление устройств на основе пластин будет успешным, мы были удивлены тем, что однородность в центральной части пластины была такой высокой даже при первом испытании", - говорит первый автор Мицуаки Канеко (Mitsuaki Kaneko).

Это исследование представляет собой важный шаг на пути к разработке технологии интегральных схем для использования в экстремальных условиях. Переход к массовому производству пластин в сочетании с недавними исследованиями команды расширяет возможности применения полупроводников.

Это могло бы открыть возможности для использования электронных схем, которые до сих пор были недоступны, таких как датчики реактивных двигателей, разработка геотермальных ресурсов и даже исследование Венеры.

"Между созданием чего-либо в лаборатории и реальным использованием этого в обществе существует гораздо большая пропасть, чем большинство людей себе представляют", - говорит Канеко. "Благодаря этому сотрудничеству между промышленностью и научными кругами мы стремимся создать стартап, и, хотя перед нами стоит еще много задач, мы будем неуклонно преодолевать их".