用于800°C以上高温环境的半导体器件

硅 （Si） 器件的工作温度范围通常限制在 ~300°C 以下的温度。 然而，筑波大学的研究人员使用氮化铝（AlN）半导体成功地实现了827°C二极管和727°C晶体管的稳定工作

硅（Si）半导体在电器中无处不在，在我们的日常生活中发挥着至关重要的作用。然而，在超过300°C的高温环境中，例如地下资源钻探，太空探索和发动机外围设备，由于Si器件的工作温度范围有限，因此需要改进半导体材料。

宽带隙半导体是高温电子产品的首选。目前，氮化铝（AlN）晶体是高温器件最具吸引力的材料之一，因为与其他半导体相比，氮化铝具有更大的带隙能量。

许多研究报告了可以在高于室温的温度下工作的AlN二极管和晶体管。然而，由于与电气表征系统相关的技术问题，这些AlN器件的最高工作温度被限制在500°C或更低。

这项研究发表在《应用物理快报》上，介绍了使用能够在高达900°C的温度下工作的新型电气表征系统来制造和评估高质量的AlN层状二极管和晶体管。

研究人员成功演示了二极管在827°C下的工作，超过了之前的所有记录，晶体管在727°C下工作。 此外，AlN器件中的镍电极即使在827°C下也能保持稳定。 值得注意的是，这些AIN器件实际上是可行的，因为AlN层生长在大型低成本蓝宝石衬底上。此外，AlN器件表现出简单的结构。

这项研究为可操作的半导体器件在恶劣环境（>800°C）下运行铺平了道路。这些AlN器件预计将用于高温行业，如地下采矿、钢铁生产、太空探索和航空。