Forskare vid Kioto universitet har utvecklat en ny SiC-transistor som fungerar vid temperaturer på upp till 600 grader. Resultatet kan bana väg för integrerade kretsar i miljöer där vanlig kiselbaserad elektronik inte klarar sig.
Kiselkarbid, SiC, används redan brett i kraftkomponenter, bland annat i elfordon och kraftomvandlare. Däremot har materialet haft betydligt svårare att slå igenom i integrerade kretsar för extrema temperaturer.
Forskarna pekar framför allt ut två problem. Först har materialet dålig kontroll över transistorernas tröskelspänning. För den andra blir det stora läckströmmar när temperaturen stiger.
Den nya komponenten är en JFET där gate-elektroden placerats under kanalen, en så kallad bottom-gate-struktur. Det förbättrar kontrollen över tröskelspänningen jämfört med tidigare konstruktioner.
Forskarna har dessutom ersatt den tidigare isoleringen med en brunnsbaserad struktur. Därmed minskar läckströmmen vid höga temperaturer kraftigt och ligger enligt forskargruppen nära den teoretiska gräns som SiC-materialet sätter.
Transistorn kunde demonstreras i drift vid 600 grader. Konstruktionen till stor del kan tillverkas med etablerade processmetoder, i stället för att kräva en helt ny halvledarprocess.
Målet är att bygga komplementära JFET-kretsar med låg effektförbrukning för extrema miljöer. Sådan elektronik kan exempelvis placeras nära motorer, turbiner och andra heta komponenter där sensorer i dag ofta måste anslutas till elektronik som sitter längre bort.