Od zgodnjih ravninskih procesov CMOS do naprednih finfetov se substrati P-tipa še naprej široko uporabljajo pri oblikovanju integriranega vezja. Zakaj ima integrirana proizvodnja vezja raje silicij P-tipa?
Kaj je silicij tipa P in silicij tipa N?
Notranji silicij ima slabo električno prevodnost. Ko se v njej dopisujejo pentavalentni elementi (na primer fosfor P, arzen kot, antimon sb), bo nastal dodatni "prosti elektron". Ti prosti elektroni se lahko prosto gibljejo → in tvorijo polprevodnik, ki je predvsem elektronsko prevodni, imenovan silicij tipa N. Ko se trivalentni elementi (na primer boro B) dopirajo, saj imajo borovni atomi en manj valenčni elektron kot silicij → "luknje", se v rešetki tvorijo luknje. Te luknje se lahko prosto gibljejo in postanejo večinski prevozniki, ki se uporabljajo za izdelavo naprav NMOS.
Kateri so zgodovinski in praktični razlogi za uporabo silicija tipa P?
1. naprave NMOS so prevladovale v zgodnjih dneh
V sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja so zgodnja digitalna vezja večinoma uporabljala logična vezja, ki so samo za NMOS. Struktura NMOS je hitra in enostavna za izdelavo in jo je mogoče neposredno zgraditi na substratu P-tipa brez potrebe po dodatni strukturi vrtine; Zato: substrat P-tipa je naravni substrat, ki podpira naprave NMOS.
2. Tehnologija CMOS nadaljuje strukturo rezin P-tipa
Po nastanku tehnologije CMOS morata biti NMOS in PMOS istočasno integrirana: NMOS: še vedno zgrajena na P-tipu substratu (združljiva s prejšnjim postopkom NMOS) PMOS: N-Well je zgrajena na substratu P-tipa P, da bi lahko prilagodili PMOS, kar pomeni, da je treba samo en dopinški korak dodati, da se dopolnjuje CMOS proizvodnjo na proizvodnjo CMO, ki jih je treba dodati CMOS proizvodnjo na popolno proizvodnjo CMO.
3. Združljivost procesa in nadzor donosa
Uporaba substrata tipa P olajša nadzor težav z zaklepom; Elektroni kot manjšinski prevozniki (v P-tipu) imajo kratko difuzijsko razdaljo in jih je enostavno zatreti parazitske učinke; Oblikuta tudi zasnova podlago in dobro izolacijsko strukturo sta optimizirana okoli procesa silicijevega tipa P.
4. Fiksni potencial substrata (poenostavljena pristranskost)
P-tip substrat je lahko neposredno prizemljen (GND) kot enoten referenčni potencial; Če gre za substrat tipa N, mora biti substrat povezan z VDD, ki bo uvedla potencialna nihanja zaradi sprememb obremenitve, kar povzroči odmik PMOS VT in težave s hrupom.
