Af hverju er P-Type kísil almennt notað við flísarframleiðslu?

Frá snemma planar CMOS ferlum til háþróaðra finfets, halda áfram að nota P-Substrates víða í samþættum hringrásarhönnun. Af hverju er framleiðsla á samþættum hringrásum hlutdrægari gagnvart P-gerð sílikon?
Hvað er P-gerð kísill vs. n-gerð kísil?

Í eðlislægu sílikoni er leiðni léleg; Þegar Pentatent þættir (svo sem fosfór P, arsen AS og antimon SB) er bætt við það, er aukið „ókeypis rafeind“ framleidd. Þessar ókeypis rafeindir geta hreyft sig frjálslega → myndað rafeindalínandi hálfleiðara sem kallast N-gerð kísil.

Dópað með þríhliða frumefni (eins og bór B), þar sem bóratómið er með einn minna gildisrafeind en kísil → það mun mynda „göt“ í kristalgrindunum; Þessar holur geta hreyft sig frjálslega og orðið meirihlutaflutningsmenn sem eru notaðir til að smíða NMOS tæki.

Hver er saga og hagnýtar ástæður fyrir því að tileinka sér P-gerð sílikon?

0040-09094 Chamber 200mm

1, NMOS tæki voru ráðandi í árdaga

Á áttunda áratugnum ~ 80s notuðu snemma stafrænar hringrásir að mestu leyti NMOS aðeins rökfræðirásir. NMOS mannvirki eru fljótleg og auðvelt að búa til og hægt er að byggja þau beint á undirlag af P-gerð án þess að þurfa viðbótarholbyggingu.

Þess vegna eru P-gerð undirlag undirlagið sem styður náttúrulega NMOS tæki.

2, CMOS tæknin heldur áfram P-gerð skífunnar

Með tilkomu CMOS tækni er nauðsynlegt að samþætta bæði NMO og PMOS:

NMO: enn byggt á P-gerð undirlag (samhæfð við fyrri NMOS flæði)

PMOS: Byggðu n-vel á p-gerð undirlag til að hýsa PMOS

Þetta þýðir að með aðeins einu lyfjameðferðarskrefi til viðbótar er hægt að klára CMOS framleiðslu á núverandi P-gerð undirlags.

715-031986-005 HSG LWR viðbragðshólf

3, vinnslu eindrægni og ávöxtunarstjórn

Notkun P-gerð undirlags gerir það auðveldara að stjórna vandamálum við klemmu;

Sem nokkrar rafeindir (í P-gerð) er dreifingarfjarlægðin stutt og auðvelt er að bæla sníkjudýrin.

Hönnun undirlags og einangrunaruppbygging undirlags er einnig fínstillt í kringum P-gerð kísilferlisins.

4, möguleg festing undirlags (einfölduð hlutdrægni)

P-gerð undirlagsins er hægt að byggja beint (GND) sem samræmda viðmiðunarmöguleika; Þegar um er að ræða N-gerð undirlags ætti undirlagið að vera tengt við VDD, sem mun kynna hugsanlegar sveiflur vegna álagsbreytinga, sem veldur PMOS VT reki og hávaða vandamálum.