من عمليات CMOS المستوية المبكرة إلى Finfets المتقدمة ، لا تزال ركائز من النوع P تستخدم على نطاق واسع في تصميم الدوائر المتكاملة. لماذا يفضل تصنيع الدوائر المتكاملة السيليكون من نوع P؟
ما هو السيليكون من النوع P و N-type؟
السيليكون الجوهري لديه ضعف الموصلية الكهربائية. عندما يتم نشر عناصر الخماسي (مثل الفوسفور P ، الزرنيخ AS ، Antimony SB) ، سيتم إنشاء "إلكترون مجاني" إضافي. يمكن لهذه الإلكترونات الحرة أن تتحرك بحرية → تشكيل أشباه الموصلات التي يتم توصيلها إلكترونيًا ، والتي تسمى السيليكون من النوع N. عندما تكون العناصر الثلاثية (مثل البورون ب) مخدرًا ، لأن ذرات البورون لديها إلكترون أقل تكافؤًا من السيليكون → سيتم تشكيل "الثقوب" في الشبكة. يمكن أن تتحرك هذه الثقوب بحرية وتصبح ناقلات الأغلبية ، والتي تستخدم لبناء أجهزة NMOS.
ما هي الأسباب التاريخية والعملية لاستخدام السيليكون من النوع P؟
1. أجهزة NMOS هيمنت في الأيام الأولى
في السبعينيات والثمانينيات من القرن الماضي ، استخدمت الدوائر الرقمية المبكرة في الغالب دوائر منطقية NMOS فقط. بنية NMOS سريعة وسهلة صنعها ، ويمكن أن تكون مبنية مباشرة على ركيزة من النوع P دون الحاجة إلى بنية بئر إضافية ؛ لذلك: الركيزة من النوع P هي الركيزة الطبيعية التي تدعم أجهزة NMOS.
2. تقنية CMOS تواصل بنية الرقاقة من النوع P.
بعد ظهور تقنية CMOS ، يجب دمج NMOS و PMOs في نفس الوقت: NMOS: لا تزال مبنية على ركيزة من النوع P (متوافق مع عملية NMOS السابقة) PMOs: N-WELL مبنية على ركيزة P-type الحالية.
3. العملية التوافق والتحكم في العائد
استخدام الركيزة من النوع P يجعل من السهل التحكم في مشاكل الإغلاق ؛ الإلكترونات ، مثل ناقلات الأقليات (في نوع P) ، لها مسافة نشر قصيرة وسهلة قمع الآثار الطفيلية ؛ يتم أيضًا تحسين تصميم تأريض الركيزة وهيكل العزل البئر حول عملية السيليكون من النوع P.
4. إمكانات الركيزة الثابتة (تحيز مبسط)
يمكن أن تكون الركيزة من النوع P ترتكز بشكل مباشر (GND) كإمكانية مرجعية موحدة ؛ إذا كانت ركيزة من النوع N ، فيجب توصيل الركيزة بـ VDD ، والتي ستقدم تقلبات محتملة بسبب تغييرات الحمل ، مما تسبب في إزاحة PMOS VT ومشاكل الضوضاء.
