Miért használják általában a p-típusú szilíciumot a chip gyártásában?

A korai síkbeli CMOS folyamatoktól kezdve a fejlett FINFET-ekig a P-szubsztrátokat továbbra is széles körben alkalmazzák az integrált áramköri tervekben. Miért torzul az integrált áramkörök gyártása a P-típusú szilícium felé?
Mi az a P-típusú szilícium és az N-típusú szilícium?

A belső szilíciumban a vezetőképesség rossz; Amikor a pentatent elemeket (például a foszfor P, az arzén AS AS és az SB antimon) hozzáadják, egy extra "szabad elektronot" állítanak elő. Ezek a szabad elektronok szabadon mozoghatnak → N-típusú szilíciumnak nevezett elektronvezető félvezetők képződhetnek.

Egy háromértékű elemmel (például Boron B) adalékolva, mivel a bór -atomnak egy kevesebb valencia elektronja van, mint a szilícium → "lyukakat" képez a kristályrácsban; Ezek a lyukak szabadon mozoghatnak, és a többségi fuvarozókká válhatnak, amelyeket NMOS eszközök felépítésére használnak.

Mi a történelem és gyakorlati okok a P-típusú szilícium elfogadásának?

0040-09094 Kamara 200 mm

Az 1, NMOS eszközök domináltak a korai napokban

A 70-es években a ~ 80-as években a korai digitális áramkörök többnyire csak NMOS-nál használt logikai áramköröket használtak. Az NMOS struktúrák gyors és egyszerűen gyárthatók, és közvetlenül a P-típusú szubsztrátokra építhetők anélkül, hogy további kútszerkezetekre lenne szükség.

Ezért a P-típusú szubsztrátok azok a szubsztrátok, amelyek természetesen támogatják az NMOS eszközöket.

2, A CMOS technológia folytatja a p-típusú ostyaszerkezetet

A CMOS technológia megjelenésével mind az NMO -k, mind a PMO -k integrálására van szükség:

NMO-k: még mindig a p-típusú szubsztrátra épül (kompatibilis a korábbi NMO-kkal)

PMOS: Építsen N-well-t egy p-típusú szubsztrátra a ház PMO-khoz

Ez azt jelenti, hogy csak egy további dopping lépéssel a CMOS gyártása befejezhető a meglévő P-típusú szubsztrátokon.

715-031986-005 HSG LWR reakciókamra

3, A folyamat kompatibilitása és a hozamszabályozás

A P-típusú szubsztrátok használata megkönnyíti a reteszelő problémák ellenőrzését;

Néhány elektronként (a p-típusban) a diffúziós távolság rövid, és a parazita hatás könnyen elnyomható.

A szubsztrát földelés kialakítását és a csapda-izolációs struktúrát a P-típusú szilícium folyamat körül is optimalizálják.

4, szubsztrátpotenciál rögzítése (egyszerűsített torzítás)

A P-típusú szubsztrát közvetlenül megalapozható (GND) egységes referenciapotenciálként; N-típusú szubsztrátok esetén a szubsztrátot a VDD-hez kell csatlakoztatni, amely a terhelésváltozások miatt lehetséges ingadozásokat vezet be, ami a PMOS VT sodródását és a zajproblémákat okozta.