Od ranih planarskih CMOS procesa do naprednih FINFET-a, supstrat P-Type i dalje se široko koriste u integriranom dizajnu kruga. Zašto proizvodnja integrisanog kruga radije p-tipa silikona?
Šta je p-tipa silicijum i n-tipa silikon?
Intrinzičan silicijum ima lošu električnu provodljivost. Kada se pentavalentni elementi (poput fosfora P, Arsenić AS, Antimon SB) dožiraju u njega, generirat će se dodatni "besplatni elektron". Ovi slobodni elektroni mogu se slobodno kretati → Formiranje poluvodiča koji je uglavnom elektronički provodljiv, nazvan N-Type Silicon. Kada su trivalentni elementi (poput borona b) dopirani, jer boronski atomi imaju jednu manje valence elektronu od silicijuma → "rupe" bit će formirani u rešetki. Ove rupe se mogu slobodno kretati i postati većinski nosači, koji se koriste za izgradnju NMOS uređaja.
Koji su istorijski i praktični razlozi za korištenje P-tipa silikona?
1. NMOS uređaji dominiraju u ranim danima
1970-ih i 1980-ih, rani digitalni krugovi uglavnom su koristili logičke krugove samo NMOS. NMOS struktura je brza i jednostavna za izradu, a može se izravno izgraditi na supstratu P-Type bez potrebe za dodatnom dobrotvornom strukturom; Stoga: Podloga P-Type je prirodna podloga koja podržava NMOS uređaje.
2. CMOS tehnologija nastavlja strukturu p-tipa vafla
Nakon nastajanja CMOS tehnologije, NMO-i i PMOS moraju biti integrirani u isto vrijeme: NMO: Igra se na supstratu P-tipa (kompatibilan s prethodnim NMOS postupkom) da se primiče pmos-u za smještaj da se mora dodati samo jedan doping korak u kompletiranju CMOS proizvodnje na postojećem pticup-tipa.
3. Kompatibilnost i kontrola prinosa procesa
Upotreba podloge P-tipa olakšava kontrolu problema sa zasunom; elektroni, kao nosači manjina (u P-tipu), imaju kratku difuziju udaljenost i lako su suzbijaju parazitske efekte; Dizajn za uzemljenje i dobro izolaciju supstrata također su optimizirani i oko silikonskih procesa P-tipa.
4. Potencijal fiksnog supstrata (pojednostavljena pristranost)
P-tipa supstrata može biti izravno uzemljena (GND) kao jedinstveni referentni potencijal; Ako je to n-tipa podloga, supstrat mora biti spojen na VDD, što će uvesti potencijalne fluktuacije zbog učitavanja promjena, uzrokujući PMOS VT odstupanje i probleme sa bukom.
