Исследовательская группа из Национального института материаловедения Японии разработала первый в мире n-канальный алмазный металл-оксид-полупроводниковый полевой транзистор. Это устройство приближает создание комплементарных металл-оксид-полупроводниковых интегральных схем на основе алмаза, которые можно использовать в экстремальных условиях, и продвигает разработку алмазной силовой электроники.
Алмаз обладает исключительными физическими свойствами, включая ультраширокую запрещенную зону, высокую подвижность носителей заряда и превосходную теплопроводность. Это делает его перспективным материалом для высокопроизводительных и надежных приложений в экстремальных условиях, таких как высокие температуры и интенсивное излучение, например, вблизи активных зон ядерных реакторов.
Алмазная электроника не только снижает потребность в сложных системах терморегулирования по сравнению с традиционными полупроводниками, но и обеспечивает большую энергоэффективность, более высокую устойчивость к пробивному напряжению и повышенную прочность в суровых условиях.
Для создания комплементарных металл-оксид-полупроводниковых интегральных схем необходимы как p-канальные, так и n-канальные транзисторы, как и в обычной кремниевой электронике. Однако до настоящего момента n-канальные не были разработаны.
Японские эксперты разработали метод выращивания высококачественных монокристаллических n-тип-алмазных полупроводников с гладкими и плоскими террасами на атомном уровне, легируя алмаз низкой концентрацией фосфора. Используя эту технику, команда впервые в мире успешно изготовила n-канальный алмазный транзистор.
Исследователи подтвердили, что изделие обладает отличными характеристиками при высоких температурах, с подвижностью полевого эффекта около 150 см²/В·с при 300°C, сообщает The SciTechDaily.
