большинство аналоговых схем формирования сигнала и цифровых логических схем считаются «уровнем сигнала» в том, что отдельные транзисторы

в этих схемах обычно не требуется более нескольких миллиампер тока и \u0026 lt; 20 v для нормальной работы.

коммерчески доступные схемы кремний-на-изоляторе могут выполнять сложные цифровые и аналоговые функции уровня сигнала

до 300 ° c, когда выход большой мощности не требуется [163]. кроме того, в тех случаях, когда выгодно комбинировать сигнально- уровня с мощными или уникальными sic-датчиками / мембранами на один чип, более дорогие сик-схемы исключительно выполнение низкоуровневых функций уровня сигнала в значительной степени неоправданно для применений с низким уровнем излучения при температурах ниже 250-300 ° C.

на момент написания настоящего изобретения отсутствуют коммерчески доступные полупроводниковые транзисторы или интегральные схемы (sic или иначе) для использования при температуре окружающей среды выше 300 ° C. даже несмотря на то, что высокотемпературные лабораторные прототипы на основе sic значительно улучшилось за последнее десятилетие, достижение долговременной эксплуатационной надежности остается главной задачей реализуя полезные устройства и схемы 300-600 ° c. которые были использованы для успешного внедрения vlsi схемы в кремнии и газах, такие как cmos, ecl, bicmos, dcfl и т. д., в различной степени подходят для t \u0026 gt; 300 ° c sic- интегральные схемы. высокотемпературная надежность затвора-изолятора (раздел 5.5.5) имеет решающее значение для успешной реализации интегральных схем на базе MOSFET. утечка диода Шоттки от канала к каналу ограничивает максимальную рабочую температуру цепей sic mesfet до около 400 ° c (раздел 5.5.3.2). поэтому устройства на основе pn-перехода, такие как биполярные переходные транзисторы (bjts) и транзисторы с полевым эффектом (jfets), по-видимому, являются более прочными (по крайней мере, в ближайшем будущем) потенциальными технологиями для достижения длительной работы в 300-600 ° c внешние условия. поскольку схемы уровня сигнала работают при относительно низких электрических полях, значительно ниже напряжения электрического отказа большинства дислокаций, микротрубок и других sic-дислокаций влияют на процесс уровня сигнала, что в гораздо меньшей степени, чем они влияют на выходы силового устройства с высоким полем.

на данный момент в лаборатории были продемонстрированы некоторые дискретные транзисторы и мелкомасштабная прототипная логика и аналоговые усилители, основанные на sibbased, с использованием sic-вариаций топологий устройств nmos, cmos, jfet и mesfet. однако ни один из этих прототипов не является коммерчески жизнеспособным на момент написания этой статьи, в основном из-за их неспособности предлагать электрическую стабильную работу с длительной продолжительностью при температуре окружающей среды, превышающей область применения технологии кремния на изоляторе от 250 до 300 ° С. как обсуждается в разделе 5.5, общим препятствием для всех высокотемпературных технологий устройства является надежная долгосрочная работа контактов, межсоединений, пассивации и упаковки при t \u0026 gt; 300 ° С. за счет включения высокопрочных высокотемпературных омических контактов и упаковки в последнее время была продемонстрирована длительная непрерывная электрическая работа упакованного 6-сильного полевого транзистора при 500 ° C в среде окисляющего воздуха.

поскольку дальнейшее совершенствование основных технологий обработки устройств (раздел 5.5) производится, все более долговечный t \u0026 gt; Технология транзисторов на основе силикона 300 ° будет развиваться для использования в приложениях harshenvironment. все более сложная высокотемпературная функциональность потребует надежных схемных схем, которые учитывают большие изменения в рабочих параметрах устройства в гораздо более широких диапазонах температур (до 650 ° c спред), разрешенных sic. схемы должны учитывать тот факт, что эпидермалы sic-устройства значительно «застывают» из-за более глубоких донорских и акцепторных энергий ионизации легирующей примеси, так что нетривиальные проценты легирующих примесей устройства не ионизированы для проведения тока вблизи комнатной температуры. из-за этих эффектов замораживания носителей, будет трудно реализовать сик-основанную ics, действующую при температурах перехода, значительно ниже -55 ° c (нижний конец диапазона температур в миллиметрах).