У Японії створили SiC-транзистор, здатний працювати при 600 °C — звичайний кремній здається після 250 °C

Дослідники Кіотського університету (Kyoto University) розробили транзистор на основі карбіду кремнію (SiC), який зберігає працездатність при температурі 600 °C. Однак важливий не лише температурний рекорд: пристрій виготовлено з використанням іонної імплантації — поширеного в напівпровідниковій промисловості методу легування. Це потенційно спрощує адаптацію технології до існуючих виробничих процесів.

Звичайні кремнієві інтегральні схеми стикаються з серйозними обмеженнями при температурах вище приблизно 250 °C. Тому електроніку доводиться захищати від нагрівання або розміщувати подалі від джерела нагріву. Карбід кремнію значно краще підходить для екстремальних умов, проте створення стабільної логіки на його основі має свої складності.

Що змінили японські інженери

Команда розробила SiC JFET з нижнім розташуванням затвора та подвійною ізолюючою структурою. Перша частина конструкції допомагає компенсувати ефект каналювання при іонній імплантації, через який домішки проникають глибше розрахункової області.

В традиційній конструкції розбіжність між розрахунковою та фактичною пороговою напругою перевищувала 2 В. Нова схема при 400 °C зменшила її до менше ніж 0.1 В. Подвійна структура також дозволила боротися з витіканням струму через SiC-підкладку при сильному нагріванні.

Від реактивних двигунів до Венери

Такі транзистори у перспективі можуть використовуватися в газових турбінах, реактивних двигунах та космічній техніці. Ще один сценарій — апарати для дослідження Венери, де температура поверхні становить близько 460 °C. Електроніка, здатна працювати безпосередньо в подібних умовах, потенційно дозволить зменшити залежність від складних систем термозахисту.

До процесорів, що спокійно працюють при 600 °C, втім, ще далеко. Нинішній транзистор належить до типу normally-on і проводить струм без керуючої напруги. Наступне завдання дослідників — створення normally-off елементів та енергоефективних логічних схем. Також належить перевірити довгочасну надійність та розробити корпуси і з’єднання, які витримують порівнянні температуру.

Робота опублікована 17 серпня 2026 року у науковому журналі APL Electronic Devices.

Джерело: Kyoto University