교토 대학의 연구팀이 SiC JFET를 중심으로 극한 환경에서 SiC를 활용하는 방안을 새롭게 연구해서 발표했다.
이전 연구에서는 SiC JFET 기반의 상보형 JFET가 극한 환경에서 작동하는 저전력 집적 회로에 적용될 수 있음을 시사했었다. 그러나 기존의 JFET는 반절연 SiC 기판에 제작된 일반적인 탑게이트 구조를 가지고 있어 고온에서 제어성이 낮고 누설 전류가 큰 문제점이 있었다.
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이 문제를 해결하기 위해 연구팀은 모든 것을 처음부터 개발하는 대신, 업계 표준 제조 방식을 의도적으로 활용하여 새로운 JFET 구조를 구축하고, 문턱 전압 제어성을 향상시키기 위해 하단 게이트 설계를 채택했다. 또한 고온 누설 전류를 억제하기 위해 반절연 기판 대신 웰 기반 절연 방식을 사용했다.
그 결과, 첫 시도 만에 성공적인 새로운 SiC 트랜지스터 구조를 개발할 수 있었다. 새로운 설계가 완성되자, 연구팀은 해당 소자가 600°C에서도 정상적으로 작동함을 입증했다. 하단 게이트 구조를 채택함으로써 트랜지스터의 문턱 전압 제어성이 크게 향상되었고, 누설 전류도 획기적으로 감소하여 SiC 소재의 물성으로부터 예측되는 한계를 극복할 것으로 보인다.
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