Sākot no agrīnajiem plāniem CMOS procesiem līdz uzlabotiem finfetiem, P-TYPE substrātus joprojām plaši izmanto integrētā shēmas projektēšanā. Kāpēc integrētā shēmas ražošana dod priekšroku p-veida silīcijam?
Kas ir P-Type silīcijs un N-veida silīcijs?
Iekšējam silīcijam ir slikta elektriskā vadītspēja. Kad tiek leģēti pentavalenti elementi (piemēram, fosfors P, arsēns kā antimons SB), tiks izveidots papildu "brīvais elektrons". Šie brīvie elektroni var brīvi pārvietoties → veidot pusvadītāju, kas galvenokārt ir elektroniski vadošs, ko sauc par N-veida silīciju. Kad tiek leģēti trīsvērtīgi elementi (piemēram, bors B), jo bora atomiem ir par vienu mazāk valences elektronu nekā silīcija → "caurumi", kas veidojas režģī. Šie caurumi var brīvi pārvietoties un kļūt par vairākuma pārvadātājiem, kurus izmanto NMOS ierīču veidošanai.
Kādi ir P-veida silīcija izmantošanas vēsturiski un praktiski iemesli?
1. NMOS ierīces dominēja pirmajās dienās
70. un 1980. gados agrīnās digitālās shēmas lielākoties izmantoja tikai NMOS loģikas shēmas. NMOS struktūra ir ātra un viegli pagatavojama, un to var tieši veidot uz P veida substrāta bez nepieciešamības pēc papildu urbuma struktūras; Tāpēc: P veida substrāts ir dabiskais substrāts, kas atbalsta NMOS ierīces.
2. CMOS tehnoloģija turpina P-Type vafeļu struktūru
Pēc CMOS tehnoloģijas parādīšanās NMO un PMO ir jāintegrē vienlaikus: NMOS: joprojām veidots uz P veida substrāta (saderīgs ar iepriekšējo NMOS procesu) PMOS: N-urbums ir balstīts uz P-Type substrātu, lai pielāgotos PMOS, tas nozīmē, ka tikai viens dopinga solis ir jāpievieno pilnīgai CMOS ražošanas ražošanai.
3. Procesa savietojamība un ražas kontrole
Izmantojot P-Type substrātu, ir vieglāk kontrolēt aizķeršanās problēmas; Elektroniem kā mazākumtautību pārvadātājiem (P-Type) ir īss difūzijas attālums un ir viegli nomākt parazītu efektu; Substrāta zemējuma dizains un urbuma izolācijas struktūra tiek optimizēta arī ap P-Type silīcija procesu.
4. Fiksēts substrāta potenciāls (vienkāršota novirze)
P veida substrātu var tieši iezemēt (GND) kā vienotu atsauces potenciālu; Ja tas ir N veida substrāts, substrātam jābūt savienotam ar VDD, kas slodzes izmaiņu dēļ ieviesīs iespējamās svārstības, izraisot PMOS VT nobīdi un trokšņa problēmas.
