Od časných rovinných procesů CMOS po pokročilé FinFety jsou substráty typu p nadále široce používány v návrhu integrovaného obvodu. Proč upřednostňuje výroba integrovaného obvodu křemík typu P?
Co je křemík typu P a křemík typu N?
Vnitřní křemík má špatnou elektrickou vodivost. Když jsou do něj dopovány pentavalentní prvky (jako je fosfor P, arsen As, Antimony SB), bude generován další „volný elektroron“. Tyto volné elektrony se mohou volně pohybovat → tvořit polovodič, který je hlavně elektronicky vodivý, nazývaný křemík typu N. Když jsou dopovány trivalentní prvky (jako je BORON B), protože atomy boru mají o jeden méně valenční elektron než křemík → „otvory“ v mřížce. Tyto otvory se mohou volně pohybovat a stát se většinovými nositeli, které se používají k vytváření zařízení NMOS.
Jaké jsou historické a praktické důvody pro použití křemíku typu p?
1. zařízení NMOS dominovala v prvních dnech
V 70. a 80. letech 20. století používaly rané digitální obvody většinou logické obvody pouze pro NMOS. Struktura NMOS je rychlá a snadno vyrobitelná a může být přímo postavena na substrátu typu P bez potřeby další struktury vrtů; Proto: substrát typu P je přírodní substrát, který podporuje zařízení NMOS.
2. technologie CMOS pokračuje ve struktuře oplatky typu P
Po vzniku technologie CMOS musí být NMO a PMOS integrovány současně: NMOS: stále postaveno na substrátu typu P (kompatibilní s předchozím procesem NMOS) PMOS: N-jamka je postavena na p-typu P-T-T-T-T-T-TYPE, které je postaveno na existujícím substrátu P-typu.
3. procesní kompatibilita a kontrola výnosu
Použití substrátu typu P usnadňuje řízení problémů s západkou; Elektrony, jako menšinové nosiče (v typu P), mají krátkou difúzní vzdálenost a snadno se potlačí parazitické účinky; Konstrukce uzemnění substrátu a izolační struktura studny jsou také optimalizovány kolem křemíkového procesu typu p.
4. Potenciál pevného substrátu (zjednodušené zkreslení)
Substrát typu p může být přímo uzemněn (GND) jako jednotný referenční potenciál; Pokud se jedná o substrát typu N, musí být substrát připojen k VDD, který zavede potenciální fluktuace v důsledku změn zátěže, což způsobí offset PMOS VT a problémy s šumem.