¿Por qué se consideran los diodos laterales (u otros dispositivos laterales)? ¿Qué ventaja ofrecen sobre los diodos verticales?

Supongo que está hablando de dispositivos en un proceso de CI, y probablemente de dispositivos bipolares.

La respuesta corta es que los dispositivos laterales a menudo están disponibles de forma gratuita. Simplemente dibuje las máscaras para que 2 regiones de dopaje sean contiguas y tenga un diodo lateral. Por lo general, los dispositivos laterales tienen un rendimiento más bajo porque son físicamente más grandes y se deben a densidades de dopaje que no son ideales para el dispositivo. Más abajo.

Los dispositivos verticales generalmente requieren dopajes que están diseñados en el proceso para soportarlos. Para apilar las diferentes regiones de dopaje verticalmente, los dopantes deben implantarse e impulsarse térmicamente en el silicio o se debe cultivar más material de cristal en la parte superior de la oblea. Por lo tanto, los únicos dispositivos verticales disponibles son aquellos que vienen con el PDK.

Los dispositivos laterales tienen el problema de que los soportes no pueden estar contenidos dentro del dispositivo. Si un portador no permanece en la superficie, abandona el dispositivo y puede aparecer en lugares y circuitos no deseados en el troquel. Latchup es un ejemplo de esto. Trabajé en arreglar un chip donde los pnps laterales se dejaban saturar. Sus portadores terminaron en otros transistores. 4 circuitos que eran idénticos en los esquemas se comportaron de manera diferente en el CI porque se distribuyeron de manera diferente y los portadores de los pnps saturados terminaron siendo recolectados por diferentes transistores.

También debe considerar los dispositivos laterales como dispositivos parásitos en un proceso de semiconductores que no utiliza aisladores como lo hace SOI. En un circuito integrado, todo es un diodo hasta que salga del silicio y entre en la interconexión metálica. El fenómeno del cierre se produce con dispositivos parásitos (en su mayoría laterales).

En algunos procesos bipolares solo hay dispositivos pnp laterales. Esto se debe a que reduce la cantidad de pasos de procesamiento y simplifica el proceso. También permitió a los diseñadores de procesos optimizar para npns de alto rendimiento. El diseñador de circuitos se queda con transistores pnp que solo se pueden usar para polarizar o circuitos de muy baja velocidad. Trabajé en un chip donde el diseñador principal usó una gran matriz de pnp lateral como salida para un regulador lineal. Fue horrible. El largo tiempo de tránsito de estos dispositivos hizo que el emisor parezca inductivo incluso a frecuencias modestas. Era un oscilador mejor que un regulador de voltaje. Tuve que modificar toda la aplicación IC para incluir un condensador de derivación adicional para lidiar con esto.