Miksi P-tyyppistä piitä käytetään yleisesti sirujen valmistuksessa?

Varhaisista tasomaisista CMOS-prosesseista edistyneisiin finfet-tiedostoihin P-substraattien jatketaan laajasti integroiduissa piirimalleissa. Miksi integroitujen piirien valmistus on enemmän puolueellista P-tyypin piin suhteen?
Mikä on P-tyypin pii vs. N-tyypin pii?

Luonnollisessa piissä johtavuus on huono; Kun sille lisätään pentatenttielementtejä (kuten fosfori P, arseeni as ja antimon sb), tuotetaan ylimääräinen "vapaa elektroni". Nämä vapaat elektronit voivat liikkua vapaasti → muodostaa elektronien johtavia puolijohteita, joita kutsutaan N-tyyppisiksi piikiksi.

Seostettu kolmiulotteisella elementillä (kuten boori B), koska booriatomilla on yksi vähemmän valenssielektronia kuin pii → se muodostaa "reikiä" kidehilassa; Nämä reiät voivat liikkua vapaasti ja tulla enemmistökantajiksi, joita käytetään NMOS -laitteiden rakentamiseen.

Mitkä ovat P-tyyppisen piin omaksumisen historia ja käytännölliset syyt?

0040-09094 kamari 200 mm

1, NMOS -laitteet olivat hallitsevia alkuaikoina

70-luvulla ~ 80-luvulla varhaiset digitaaliset piirit käyttivät enimmäkseen vain NMOS-logiikkapiirejä. NMOS-rakenteet ovat nopeita ja helppo valmistaa, ja ne voidaan rakentaa suoraan P-tyypin substraateille ilman, että tarvitaan lisärakenteita.

Siksi P-tyypin substraatit ovat substraatteja, jotka luonnollisesti tukevat NMOS-laitteita.

2, CMOS-tekniikka jatkaa P-tyypin kiekkojen rakennetta

CMOS -tekniikan myötä on tarpeen integroida sekä NMOS että PMOS:

NMO: t: Silti rakennettu P-tyypin substraattiin (yhteensopiva aikaisempien NMOS-virtojen kanssa)

PMOS: Rakenna N-kaivo P-tyypin substraattiin PMOS: n taloon

Tämä tarkoittaa, että vain yhdellä ylimääräisellä dopingvaiheella CMOS-valmistus voidaan suorittaa olemassa olevilla P-tyypin substraateilla.

715-031986-005 HSG LWR -reaktiokammio

3, prosessin yhteensopivuus ja saannon hallinta

P-tyyppisten substraattien käyttö helpottaa lukitusongelmien hallintaa;

Muutamana elektronina (P-tyyppissä) diffuusioetäisyys on lyhyt ja loisvaikutus on helppo tukahduttaa.

Substraatin maadoitussuunnitelma ja ansaan eristysrakenne on myös optimoitu P-tyypin piiprosessin ympärillä.

4, substraattipotentiaalin kiinnitys (yksinkertaistettu puolueellisuus)

P-tyypin substraatti voidaan maadoittaa suoraan (GND) yhtenäisenä vertailupotentiaalina; N-tyyppisten substraattien tapauksessa substraatti on kytkettävä VDD: hen, mikä aiheuttaa potentiaalisia heilahteluja kuormanmuutoksista aiheuttaen PMOS VT -ajoa ja meluongelmia.