Prečo sa kremík typu p bežne používa vo výrobe čipov?

Od skorých planárnych procesov CMOS po pokročilé finfety sa P-substráty naďalej široko prijímajú v integrovaných obvodových návrhoch. Prečo je výroba integrovaných obvodov viac skreslené smerom k kremíku typu p?
Čo je kremík P-typu vs. N-type kremíka?

V vnútornom kremíku je vodivosť zlá; Keď sa do neho pridajú pentatentné prvky (ako je fosfor P, arzén AS a Antimón SB), vyrába sa ďalší „voľný elektrón“. Tieto voľné elektróny sa môžu voľne pohybovať → tvoriť elektrónové vodivé polovodiče nazývané kremík typu N.

Doped s trivalentným prvkom (ako je bór B), pretože atóm bóru má o jeden menej valenčný elektrón ako kremík → bude tvoriť „otvory“ v kryštálovej mriežke; Tieto diery sa môžu voľne pohybovať a stať sa väčšinovými dopravcami, ktorí sa používajú na stavbu zariadení NMOS.

Aká je história a praktické dôvody na prijatie kremíka typu p?

0040-09094 komora 200 mm

1, zariadenia NMOS boli dominantné v prvých dňoch

V 70. rokoch 20. storočia sa skoré digitálne obvody väčšinou používali logické obvody iba pre NMOS. Štruktúry NMOS sú rýchle a ľahko vyrobiteľné a môžu byť postavené priamo na substrátoch typu p bez potreby ďalších štruktúr vrtov.

Preto sú substráty typu p substráty, ktoré prirodzene podporujú zariadenia NMOS.

2, technológia CMOS pokračuje v štruktúre oblátok typu p

S príchodom technológie CMOS je potrebné integrovať NMO aj PMO:

NMOS: Stále postavené na substráte typu p (kompatibilné s predchádzajúcimi tokmi NMOS)

PMOS: Postavte n-well na substráte typu P House PMOS

To znamená, že s iba jedným ďalším krokom dopingu je možné výrobu CMO dokončiť na existujúcich substrátoch typu p.

715-031986-005 HSG LWR reakčná komora

3, spracovanie kompatibility a kontroly výťažku

Použitie substrátov typu p uľahčuje kontrolu problémov s západkou;

Ako niekoľko elektrónov (v type p) je difúzna vzdialenosť krátka a parazitický efekt sa dá ľahko potlačiť.

Konštrukcia uzemnenia substrátu a štruktúra izolácie pascí sa tiež optimalizujú okolo procesu kremíka typu p.

4, fixácia potenciálu substrátu (zjednodušená zaujatosť)

Substrát typu p môže byť priamo uzemnený (GND) ako jednotný referenčný potenciál; V prípade substrátov typu N by mal byť substrát pripojený k VDD, ktorý zavedie potenciálne kolísanie v dôsledku zmien zaťaženia, čo spôsobuje problémy s driftom PMOS VT a problémami s hlukom.