P-tipi silikon çip üretiminde neden yaygın olarak kullanılır?

Erken düzlemsel CMOS süreçlerinden gelişmiş finfetlere kadar, P-altstratları entegre devre tasarımlarında yaygın olarak benimsenmeye devam etmektedir. Entegre devrelerin üretimi neden P tipi silikona doğru daha fazla önyargılı?
P tipi silikon ve n-tipi silikon nedir?

İçsel silikonda iletkenlik zayıftır; Pentatent elemanlar (fosfor P, Arsenik AS ve antimon SB gibi) eklendiğinde, ekstra bir "serbest elektron" üretilir. Bu serbest elektronlar serbestçe hareket edebilir → N tipi silikon adı verilen elektron iletken yarı iletkenler oluşturabilir.

Bor atomunun silikondan daha az bir değerlik elektronuna sahip olduğundan, üç değerlikli bir element (bor B gibi) ile katkılı → kristal kafeste "delikler" oluşturacaktır; Bu delikler serbestçe hareket edebilir ve NMOS cihazları oluşturmak için kullanılan çoğunluk taşıyıcıları olabilir.

P-tipi silikonun benimsenmesinin tarihi ve pratik nedenleri nedir?

0040-09094 oda 200mm

1, NMOS cihazları ilk günlerde baskındı

70'lerde ~ 80'lerde, erken dijital devreler çoğunlukla NMOS'a yönelik mantık devrelerini kullandı. NMOS yapıları hızlı ve imal edilmesi kolaydır ve ek kuyu yapılarına ihtiyaç duymadan doğrudan P tipi substratlar üzerine inşa edilebilir.

Bu nedenle, P tipi substratlar, NMOS cihazlarını doğal olarak destekleyen substratlardır.

2, CMOS teknolojisi P tipi gofret yapısını sürdürüyor

CMOS teknolojisinin ortaya çıkmasıyla hem NMO'ları hem de PMO'ları entegre etmek gerekir:

NMOS: Hala P tipi substrat üzerine inşa edilmiş (önceki NMOS akışlarıyla uyumlu)

PMO'lar: PMO'lara ev sahipliği yapmak için P tipi bir substrat üzerinde n-well oluşturun

Bu, sadece bir ek doping adımıyla, mevcut P tipi substratlarda CMOS imalatının tamamlanabileceği anlamına gelir.

715-031986-005 HSG LWR Reaksiyon Odası

3, işlem uyumluluğu ve verim kontrolü

P-tipi substratların kullanılması, mandal problemlerini kontrol etmeyi kolaylaştırır;

Birkaç elektron (P tipinde) olarak, difüzyon mesafesi kısadır ve parazitik etkinin bastırılması kolaydır.

Substrat topraklama tasarımı ve tuzak izolasyonu yapısı da P tipi silikon işlemi etrafında optimize edilmiştir.

4, substrat potansiyel fiksasyonu (basitleştirilmiş yanlılık)

P-tipi substrat, düzgün bir referans potansiyeli olarak doğrudan topraklanabilir (GND); N-tipi substratlar durumunda, substrat, yük değişikliklerinden dolayı potansiyel dalgalanmalar getirecek ve PMOS VT sapmasına ve gürültü sorunlarına neden olacak VDD'ye bağlanmalıdır.