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NASAグレン、高温センサー用途向けSiCオペアンプ製造法を開発

NASAグレン研究センターは、シリコンカーバイド(SiC)オペアンプのウェーハ上のダイ位置によるトランジスタ閾値電圧変動を補正する方法を開発し、過酷環境におけるセンサー信号調整用電気回路の改善を可能にしました。例えば、非常に高温のガスタービン流れや原子炉の一次冷却材ループ内に搭載されたセンサー回路からの性能データ向上により、重要なシステムレベルのメリットが得られます。

センサーからの微小(マイクロボルト)信号は、高温電気コンポーネントによるフィルタリング、増幅、デジタイズと「スマート」システム制御に適したレベルへの変換のために調整を必要とすることがよくあります。オペアンプは信号増幅の重要なコンポーネントです。閾値電圧補正スキームにより、SiCウェーハ上のあらゆる位置にあるすべてのオペアンプの信号増幅が同一になり、従来のシリコン集積回路の現在の温度限界をはるかに超えて信頼性の高い信号調整を拡張し、SiCウェーハ表面全体で有用なチップを製造可能にします。

SiC接合型電界効果トランジスタ(JFET)ベースの堅牢なオペレーショナルアンプにおいて、この補償方法はウェーハ上のダイ位置の影響による閾値電圧変動の問題を緩和します。市販の現代的高温オペアンプは、温度限界(シリコンベースデバイスでのみ225℃)により不足しています。

以前、研究者たちは単一SiCウェーハ上の複数オペアンプが、回路のSiCウェーハ中心からの距離に空間的に最大18%変化する異なる閾値電圧のために異なる増幅特性を持つことを指摘しました。18%は一部の用途では許容可能ですが、他の重要なシステム用途ではより高い精度が要求されます。この技術をアンプ回路設計プロセスに適用することで、オペアンプはウェーハ上の位置に関わらず同じ信号利得を提供します。補償アプローチにより、25℃から500℃まで動作する実用的な信号調整が可能になります。

NASAはこの技術の商業化に向け、ライセンシーを積極的に募集しています。NASAライセンシングコンシェルジュ( This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. または 202-358-7432)までご連絡ください。詳細についてはこちらをご覧ください。

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