Нитрид галлия рекламируется как полупроводник следующего поколения, который однажды может заменить кремний, но исследования этого материала все еще находятся в начальном состоянии. Исследователи из Массачусетского технологического института и других институтов США решили вывести технологию на следующий уровень и испытали материал при температурах свыше 500℃.
Стремление человека исследовать планеты Солнечной системы охватывает не только те, что далеко от Солнца. Экстремальные температуры на Венере мгновенно плавят свинец, обычная электроника не продержится там даже мгновения.
Даже если бы исследователи отправили космический корабль с термостойким внешним видом, бортовая электроника на кремниевой основе ослабла бы под действием экстремальных температур, что сделало бы упражнение бесполезным.
Галлиевый нитрид выдерживает температуру выше 500 ℃, но ученые фактически не знали, как электроника, разработанная с использованием этого материала, будет работать выше 300 ℃, эксплуатационного предела устройств, изготовленных из кремния. Чтобы изучить влияние температуры на омические контакты, исследователи поместили контакты под температуру 500℃ на 48 часов подряд. Они обнаружили, что контакты остались структурно нетронутыми, что является многообещающим знаком для разработки высокопроизводительных транзисторов.
Несмотря на то, что нитрид галлия рекламируется как полупроводник следующего поколения, ученым нужны годы изучения, чтобы достичь его широкого использования. Например, исследователи имеют очень мало информации о его устойчивости. Сопротивление нитрида галлия обратно пропорционально размеру. Хотя это можно обойти, полупроводники также должны соединяться с другой электроникой, обеспечивая свое сопротивление. Это сопротивление, называемое контактным сопротивлением, остается фиксированным в устройстве, а его избыток делает устройства неэффективными.
Чтобы лучше понять контактное сопротивление в устройствах из нитрида галлия, исследователи из MIT создали структуры, которые состоят из серии резисторов и позволяют измерять контактное сопротивление и сопротивление материала. В сотрудничестве с Университетом Райса исследователи разместили эти конструкции на горячих патронах с температурой 500℃ и измерили их сопротивление. Конструкции выдержали внутри специальной печи в течение 72 часов, чтобы определить, как меняется сопротивление со временем. Контактное сопротивление остается неизменным даже при высоких температурах, впрочем через 48 часов материал начал деградировать. Результаты исследования были опубликованы в журнале Applied Physics Letters.