จากกระบวนการ CMOS แบบระนาบต้นไปจนถึง FINFET ขั้นสูงพื้นผิว P-type ยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในการออกแบบวงจรแบบบูรณาการ เหตุใดการผลิตวงจรรวมถึงชอบ P-type silicon?
ซิลิกอนชนิด P และซิลิกอนชนิด N คืออะไร?
ซิลิคอนภายในมีการนำไฟฟ้าที่ไม่ดี เมื่อองค์ประกอบของเพนทาวาเลนต์ (เช่นฟอสฟอรัส P, สารหนู AS, พลวง SB) จะถูกเติมเข้าไปในนั้นจะมีการสร้าง "อิเล็กตรอนอิสระ" พิเศษ อิเล็กตรอนอิสระเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ→สร้างเซมิคอนดักเตอร์ที่เป็นตัวนำทางอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่เรียกว่าซิลิคอนชนิด N เมื่อองค์ประกอบของ Trivalent (เช่น Boron B) ถูกเจือเนื่องจากอะตอมโบรอนมีอิเล็กตรอนน้อยกว่าซิลิคอน→ "หลุม" น้อยกว่าจะเกิดขึ้นในตาข่าย หลุมเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและกลายเป็นพาหะส่วนใหญ่ซึ่งใช้ในการสร้างอุปกรณ์ NMOS
อะไรคือเหตุผลทางประวัติศาสตร์และการปฏิบัติในการใช้ซิลิกอนชนิด P?
1. อุปกรณ์ NMOS ถูกครอบงำในช่วงแรก ๆ
ในปี 1970 และ 1980 วงจรดิจิตอลยุคแรกส่วนใหญ่ใช้วงจรตรรกะ NMOS เท่านั้น โครงสร้าง NMOS นั้นง่ายและง่ายต่อการทำและสามารถสร้างได้โดยตรงบนพื้นผิว P-type โดยไม่จำเป็นต้องมีโครงสร้างที่ดีเพิ่มเติม ดังนั้น: สารตั้งต้นประเภท P เป็นสารตั้งต้นธรรมชาติที่รองรับอุปกรณ์ NMOS
2. เทคโนโลยี CMOS ยังคงดำเนินต่อโครงสร้างเวเฟอร์ P-type
หลังจากการเกิดขึ้นของเทคโนโลยี CMOS ต้องรวม NMOs และ PMOS ในเวลาเดียวกัน: NMOS: ยังคงสร้างขึ้นบนพื้นผิว P-type (เข้ากันได้กับกระบวนการ NMOS ก่อนหน้านี้) PMOS: N-well ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิว P-type
3. ความเข้ากันได้ของกระบวนการและการควบคุมผลผลิต
การใช้สารตั้งต้นประเภท P ทำให้ง่ายต่อการควบคุมปัญหาการล็อค อิเล็กตรอนในฐานะผู้ให้บริการชนกลุ่มน้อย (ในประเภท P) มีระยะการแพร่กระจายสั้น ๆ และง่ายต่อการยับยั้งผลกระทบของกาฝาก; การออกแบบพื้นดินของพื้นผิวและโครงสร้างการแยกที่ดียังได้รับการปรับให้เหมาะสมรอบกระบวนการ p-type ซิลิคอน
4. ศักยภาพของสารตั้งต้นคงที่ (อคติง่าย)
สารตั้งต้นประเภท P สามารถต่อสายดินโดยตรง (GND) เป็นศักยภาพอ้างอิงแบบครบวงจร หากเป็นสารตั้งต้นประเภท N จะต้องเชื่อมต่อกับ VDD ซึ่งจะแนะนำความผันผวนที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของโหลดทำให้เกิดการชดเชย PMOS VT และปัญหาเสียงรบกวน
