Kāpēc p-type silīciju parasti izmanto mikroshēmu ražošanā?

Sākot no agrīnajiem plānotajiem CMOS procesiem līdz uzlabotiem finfetiem, P-substrātus turpina plaši izmantot integrētās shēmas dizainā. Kāpēc integrēto shēmu ražošana ir neobjektīvāka pret P veida silīciju?
Kas ir P-Type silīcijs pret N-Type silīciju?

Iekšējā silīcijā vadītspēja ir slikta; Kad tiek pievienoti pentatenta elementi (piemēram, fosfors P, arsēns AS un Antimony SB), tiek ražots papildu "brīvais elektrons". Šie brīvie elektroni var brīvi pārvietoties → veidot elektronus vadošus pusvadītājus, ko sauc par N-veida silīciju.

Leģēts ar trīsvērtīgu elementu (piemēram, boru B), jo bora atomam ir par vienu mazāk valences elektronu nekā silīcija → Tas kristāla režģī veidos "caurumus"; Šie caurumi var brīvi pārvietoties un kļūt par vairākuma nesējiem, kurus izmanto NMOS ierīču veidošanai.

Kādi ir P-veida silīcija pieņemšanas vēsture un praktiski iemesli?

0040-09094 kamera 200mm

1, NMOS ierīces bija dominējošas pirmajās dienās

70. gados ~ 80. gados agrīnās digitālās shēmas lielākoties izmantoja tikai NMOS loģikas shēmas. NMOS struktūras ir ātri un viegli izgatavojamas, un tās var būvēt tieši uz P veida substrātiem bez nepieciešamības pēc papildu urbuma struktūrām.

Tāpēc p-type substrāti ir substrāti, kas dabiski atbalsta NMOS ierīces.

2, CMOS tehnoloģija turpina P-Type vafeļu struktūru

Ar CMOS tehnoloģijas parādīšanos ir jāintegrē gan NMO, gan PMOS:

NMOS: joprojām veidots uz P-veida substrāta (saderīgs ar iepriekšējām NMOS plūsmām)

PMOS: Veidojiet n-nūjiņu uz p-type substrāta uz māju PMOS

Tas nozīmē, ka ar tikai vienu papildu dopinga soli CMOS ražošanā var pabeigt esošajos P veida substrātos.

715-031986-005 HSG LWR reakcijas kamera

3, Procesa saderība un ražas kontrole

P veida substrātu izmantošana atvieglo aizbīdņa problēmu kontroli;

Kā daži elektroni (P-tipā) difūzijas attālums ir īss, un parazītu efektu ir viegli nomākt.

Substrāta zemējuma konstrukcija un slazdu izolācijas struktūra tiek optimizēta arī ap P veida silīcija procesu.

4, substrāta potenciālā fiksācija (vienkāršota novirze)

P veida substrātu var tieši iezemēt (GND) kā vienotu atsauces potenciālu; N-veida substrātu gadījumā substrāts jābūt savienotam ar VDD, kas slodzes izmaiņu dēļ ieviesīs iespējamās svārstības, izraisot PMOS VT novirzes un trokšņa problēmas.