Universidade de Kyoto cria transistor de SiC que funciona a impressionantes 600 °C

Uma equipe de pesquisa da Universidade de Kyoto construiu um transistor de carboneto de silício ( SiC ): um material semicondutor avançado que funciona como uma superplaca eletrônica capaz de aguentar calor extremo sem derreter ou falhar.

Trata-se de uma tecnologia que funciona a 600 °C (873 K) usando implantação iônica, a etapa de dopagem usada nas fábricas comerciais de chips.

O trabalho, anunciado no início deste mês por Mitsuaki Kaneko , Shunya Shibata e Tsunenobu Kimoto e publicado na APL Electronic Devices , reduziu a diferença entre a tensão de limiar projetada e a medida para menos de 0,1 V a 400 °C.

Especificação central do transistor Detalhamento técnico Material semicondutor Carboneto de silício (SiC) Temperatura de operação 600 °C (873 K) Processo de fabricação Implantação iônica, etapa de dopagem empregada nas fábricas comerciais de chips Autores do trabalho Mitsuaki Kaneko, Shunya Shibata e Tsunenobu Kimoto Publicação APL Electronic Devices Desvio de tensão no leiaute convencional Superava 2 V Desvio de tensão com o novo leiaute Menos de 0,1 V a 400 °C Unsplash O processo de dopagem e a tensão de limiar Aos que estão por fora, pensem assim: esse “ processo de dopagem ” funciona como adicionar tempero em uma receita e, com isso, pequenas impurezas são injetadas no material purificado para ativar e controlar a sua capacidade de conduzir eletricidade.

A tensão de limiar é a quantidade exata de energia elétrica necessária para ligar o interruptor do transistor.

Se o projeto prevê uma força e a realidade exige outra muito diferente, o chip falha.

Como o transistor de porta inferior corrige o desvio de tensão O layout de porta inferior coloca o eletrodo de porta , que funciona exatamente como uma torneira controlando o fluxo da água, determinando quando a eletricidade deve passar ou parar, abaixo do canal, que atua como uma “avenida física” por onde os elétrons (a corrente elétrica) viajam dentro do chip.

Essa nova posição captura os dopantes que se espalham mais fundo do que o pretendido durante a implantação (um fenômeno chamado “efeito de canalização”).

Nos transistores JFET convencionais de porta superior , esse efeito desviava a tensão de limiar em mais de 2 V.