Dari proses CMOS awal planar ke finfet maju, substrat p-jenis terus digunakan secara meluas dalam reka bentuk litar bersepadu. Mengapa pembuatan litar bersepadu lebih suka silikon p-jenis?
Apakah silikon p-jenis dan silikon N-jenis?
Silikon intrinsik mempunyai kekonduksian elektrik yang lemah. Apabila unsur -unsur pentavalent (seperti fosforus p, arsenik sebagai, antimoni SB) akan doped ke dalamnya, "elektron bebas" tambahan akan dihasilkan. Elektron bebas ini boleh bergerak dengan bebas → membentuk semikonduktor yang terutamanya konduktif secara elektronik, yang dipanggil silikon N-jenis. Apabila unsur -unsur trivalen (seperti boron b) doped, kerana atom boron mempunyai satu elektron valensi yang kurang daripada silikon → "lubang" akan dibentuk dalam kekisi. Lubang -lubang ini boleh bergerak dengan bebas dan menjadi pembawa majoriti, yang digunakan untuk membina peranti NMOS.
Apakah sebab-sebab sejarah dan praktikal untuk menggunakan silikon p-jenis?
1. Peranti NMOS dikuasai pada hari -hari awal
Pada tahun 1970-an dan 1980-an, litar digital awal kebanyakannya menggunakan litar logik NMOS sahaja. Struktur NMOS adalah cepat dan mudah dibuat, dan boleh dibina secara langsung di atas substrat P-jenis tanpa memerlukan struktur tambahan yang baik; Oleh itu: substrat p-jenis adalah substrat semulajadi yang menyokong peranti NMOS.
2. Teknologi CMOS meneruskan struktur wafer p-jenis
Selepas kemunculan teknologi CMOS, NMOS dan PMOS mesti diintegrasikan pada masa yang sama: NMOS: masih dibina di atas substrat jenis P (serasi dengan proses NMOS sebelumnya)
3. Proses keserasian dan kawalan hasil
Menggunakan substrat p-jenis menjadikannya lebih mudah untuk mengawal masalah selak; Elektron, sebagai pembawa minoriti (dalam p-jenis), mempunyai jarak penyebaran pendek dan mudah untuk menindas kesan parasit; Reka bentuk asas substrat dan struktur pengasingan yang baik juga dioptimumkan di sekitar proses silikon p-jenis.
4. Potensi Substrat Tetap (Bias Ringkas)
Substrat p-jenis boleh didasarkan secara langsung (GND) sebagai potensi rujukan bersatu; Jika ia adalah substrat N-jenis, substrat mesti disambungkan ke VDD, yang akan memperkenalkan potensi turun naik akibat perubahan beban, menyebabkan masalah PMOS VT mengimbangi dan bunyi bising.