JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi. Vanligt kisel klarar ribban
Det finns redan CMOS-kretsar som klarar temperaturer på 250 grader C. Men temperaturgränsen säger inte allt. Olika miljöer ställer olika krav.
En krets i en oljeborrkrona behöver klara ännu högre temperatur men under en kortare livstid. Och miljön vibrerar, faktiskt, mycket mindre än bilelektroniken, som dessutom ska klara en livslängd på 15 år, motsvarande 6 000 arbetstimmar.

- Om det inte fanns vibrationer skulle problemet vara mycket enklare. Vibrationen är den sista sparken som förstör kislet när det åldrats av strömmar och temperaturväxling, säger Thomas Riepl på Siemens VDO.

Lång exponering för hög temperatur förstärker fenomen som till exempel elektromigration, som innebär att ledningsmaterial fysiskt flyttar på sig i strömflödet. Det kan ge kortslutningar och avbrott. Lösningen är stränga designregler som begränsar strömdensiteten.

Forskarna i Hotcar-projektet ska fastställa vilka påfrestningar som bilmiljöerna utsätter elektroniken för, och vilka tekniker som kan hantera dessa påfrestningar.

Hotcar sätter ribban för högsta tillåtna temperatur på 165 grader C. Det finns hetare områden i bilen, 450 grader C vid katalysatorer och 850 grader C i avgaser. Men det ligger utanför räckvidden för kisel, som har sin teoretiska topp på 200 grader C.

SOI kanske billigare
Höga temperaturer frigör kislets egna elektroner, vilket stör dopningens laddningsbärare. Exotiska material som kiselkarbid och diamant håller hårdare i sina elektroner och klarar därmed högre temperaturer.

Det finns sensorer i kiselkarbid som klarar upp till 700 grader C. Men de exotiska materialen är inte mogna för styrkretsar. Och Hotcar vill ta fram elektronik som kan användas i bilar så tidigt som 2006.

Vanligt kisel tycks klara ribban. Men det kan tänkas att SOI, kisel-på-isolator, är en billigare lösning för de högsta temperaturerna. SOI isolerar den aktiva ytan av substratet från de undre regionerna och de laddningsbärare som temperaturen frigjort därnere.

SOI är dyrare att tillverka, men kisel behöver nyttja större yta, så det är ännu oklart vem som kommer att gå segrande ur kostnadsekvationen.

http://www.hotcar-medea.org

Jan Tångring
MER LÄSNING:
 
KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Anne-Charlotte Lantz

Anne-Charlotte
Lantz

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)