适用于超过800°C高温环境的半导体器件

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重要作用。然而，在超过300°C的高温环境下，例如地下资源钻探、太空探索和发动机外围设备，由于硅器件的工作温度范围有限，需要改进的半导体材料。

宽带隙半导体更适合高温电子产品。目前，氮化铝(AlN)晶体是高温器件中最具吸引力的材料之一，因为与其他半导体相比，它们具有更大的带隙能量。

大量研究报道了氮化铝二极管和晶体管可以在高于室温的温度下工作。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的温度下运行的新型电气表征系统来制造和评估高质量AlN层二极管和晶体管。

研究人员成功演示了二极管在827°C下工作，超越了之前的所有记录，晶体管在727°C下工作。此外，即使在827°C的温度下，AlN器件中的镍电极仍保持稳定。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、低成本的蓝宝石衬底上。此外，AlN器件结构简单。

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器件预计将应用于地下采矿、钢铁生产、太空探索和航空等高温行业。