Японские ученые создали полевые транзисторы на основе карбида кремния, которые впервые продемонстрировали стабильную работу при температуре 600 °C. Главным решением стал отказ от традиционной для кремниевой электроники архитектуры в пользу структуры с нижним затвором и канавочной изоляцией, что позволило почти полностью подавить токи утечки.
Основой разработки стали комплементарные JFET — транзисторы с управляющим p-n-переходом. Ранее на карбиде кремния они показывали приемлемые результаты в низковольтных схемах однако имели ограниченную крутизну передаточной характеристики и демонстрировали экспоненциальный рост токов утечки с температурой. Эти проблемы становились определяющими в высокотемпературном диапазоне — за пределами работоспособности кремниевой электроники.
Вместо того чтобы изобретать совершенно новую технологию, японские исследователи взяли стандартные промышленные методы производства, но изменили топологию: перенесли управляющий электрод в нижнюю часть структуры и отказались от полуизолирующих подложек в пользу канавочной изоляции. Это позволило точно контролировать пороговое напряжение и кардинально снизить утечки.
Первый же изготовленный образец показал характеристики, в точности соответствующие расчетным. Работоспособность была подтверждена при 600 °C. Уровень токов утечки приблизился к теоретическому пределу, обусловленному собственной проводимостью карбида кремния, что свидетельствует о почти полной реализации физического потенциала материала.
Исследователи отмечают: карбид кремния уже является зрелой промышленной платформой для силовой электроники. Но теперь появляется реальная перспектива строить на его основе не только мощные ключи, но и сложные интегральные схемы, стабильные при экстремальном тепле.
Коммерциализация потребует еще нескольких этапов: усложнение схемотехники, масштабирование на пластины и подтверждение стабильности в реальных условиях. Разработка может открыть путь к созданию надежных интегральных схем для экстремальных условий — от авиационных двигателей до геотермальных скважин.
Читайте также:
Найден способ ускорить зарядку электромобилей без сокращения ресурса батареи
NVIDIA инвестирует в строительство центров обработки данных в космосе
TSMC начнет массовый выпуск 1,6-нм чипов A16 в четвертом квартале 2026 года