¿Por qué no se usa bien en la tecnología VLSI?

Supongo que conoces los transistores pmos y nmos. En aras de la exhaustividad de mi respuesta, incluiré la siguiente figura, que muestra la estructura de un pmos y un transistor nmos.

Puede ver que pmos requiere un sustrato de tipo n y nmos requiere un sustrato de tipo ap.

En la tecnología CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), necesitamos transistores pmos y nmos para construir nuestros circuitos. Y lo que es más importante, necesitamos fabricar ambos transistores en el mismo sustrato de silicio (llamado oblea).

Las obleas son en su mayoría dopadas tipo p. Por lo tanto, solo podemos hacer transistores nmos en esas obleas. ¿Significa esto que no podemos fabricar transistores pmos en la misma oblea? ¡No! Para fabricar transistores pmos, dopamos regiones seleccionadas de la oblea para que sean de tipo n. Esto es análogo a cavar un pozo en el sustrato de tipo p y colocar material de tipo n en ese pozo. Entonces, se llama n-well.

Espero que comprendas mejor esta imagen:

Pasos de fabricación: n – Proceso de pozo

Paso 1:

Para el proceso N Well, el punto de partida es la oblea de silicio tipo p. es decir, comenzar con la oblea en blanco

Paso 2:

La oblea se oxida a alta temperatura y se forma una capa de óxido

Paso 3:

Extienda una resistencia fotográfica orgánica en la superficie.

Etapa 4:

Alinee una máscara N-Well en la capa de resistencia fotográfica

Paso 5:

La luz UV está expuesta a la resistencia fotográfica a través de la máscara.

Paso 6:

Se quita la máscara. La resistencia fotográfica descubierta se suavizará.

Paso 7:

Retire la resistencia fotográfica suavizada al óxido expuesto

Paso 8:

El óxido expuesto se graba con ácido hidro-fluorico

Paso 9:

La resistencia fotográfica restante se graba con piraña para eliminar.

Paso 10:

Difusión: el gas dopante se difundirá cuando se caliente.

Implantación de iones: los iones dopantes se destruyen cuando se aceleran a través de un campo eléctrico.

Paso 11:

N bien se forma

En un proceso estándar de n pozos, una de las primeras cosas que se hacen es el n-pocillo en sustrato tipo ap. Una vez que se crea el n-pozo, se pueden definir las áreas activas. El MOSFET se construye dentro de esta área activa. Se cultiva una capa muy delgada de dióxido de silicio en la superficie. Esto se usará para aislar la puerta de la superficie. La capa delgada de SiO2 se cultiva y se cubre con Si3N4. Esto actuará como una máscara durante el posterior implante de detención del canal y el crecimiento de óxido de campo. El implante de parada de canal es para evitar la conducción entre fuentes / drenajes de transistores no relacionados. Una capa de óxido adicional espesa crece en ambas direcciones verticalmente donde el Si3N4 está ausente. La capa de dióxido de silicio debajo de la puerta de polisilicio (que se creará más adelante) se conoce como óxido de puerta y eso no está directamente debajo de la puerta de un transistor se conoce como óxido de campo. El óxido de campo proporciona aislamiento entre transistores. Un implante de ajuste de umbral sería el siguiente paso del proceso. Esto se lleva a cabo para equilibrar las diferencias de voltaje umbral. El P-MOS da como resultado un nivel de voltaje umbral más alto que el nMOS con concentraciones de dopaje normales. Con cargas negativas adicionales enterradas dentro del canal, se podría controlar VT para pMOS.

Antes del proceso n-well, el proceso p-well era popular. Se prefiere el proceso de pozo P en circunstancias en las que se necesitan características equilibradas de nMOS y pMOS. Se ha observado que los transistores en el sustrato nativo tienden a tener mejores características que las realizadas en un pozo. Debido a que los dispositivos p tienen inherentemente una ganancia menor que los dispositivos, un proceso bien amplifica esta diferencia, mientras que un proceso bien modera la diferencia. Los pasos estándar del proceso de p-well son similares al proceso de n-well, excepto que se implanta un p-well en lugar de un n-well como primer paso. Una vez que se crea el pocillo p, se pueden definir las áreas activas y, posteriormente, las puertas poligonales. Las difusiones posteriores se pueden llevar a cabo para crear regiones de origen y drenaje. Finalmente, el metal se deposita y modela para los contactos.

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Puerta de la investigación

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Una de las razones puede ser que, en el diseño, utilizamos múltiples voltajes positivos y tierra común. por lo que psub completo está conectado a gnd y n-well puede aislarse y conectarse a múltiples suministros. pero si tomamos nsub, ¿cómo podemos conectarlo a múltiples suministros? entonces tenemos que usar el proceso de pozo doble, que es un proceso costoso.

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