מתהליכי CMOs מישוריים מוקדמים ועד Finfets מתקדמים, מצעים מסוג P ממשיכים להיות בשימוש נרחב בתכנון מעגלים משולב. מדוע ייצור מעגלים משולב מעדיף סיליקון מסוג P?
מהו סיליקון מסוג P-Type וסיליקון מסוג N?
לסיליקון מהותי מוליכות חשמלית לקויה. כאשר אלמנטים פנטוולנטיים (כמו זרחן P, ארסן AS, Antimon SB) מסוממים לתוכו, ייוצר "אלקטרון חופשי" נוסף. אלקטרונים חופשיים אלה יכולים לנוע בחופשיות → ליצור מוליך למחצה המוליך בעיקר אלקטרונית, הנקרא סיליקון מסוג N. כאשר מסוממים אלמנטים טריוואנטיים (כמו בורון B), מכיוון שלאטומי בורון יש אלקטרון אחד פחות ערכי מאשר סיליקון → "חורים" בסריג. חורים אלה יכולים לנוע בחופשיות ולהפוך לנשאי רוב, המשמשים לבניית מכשירי NMOS.
מהן הסיבות ההיסטוריות והמעשיות לשימוש בסיליקון מסוג P?
1. מכשירי NMOS נשלטים בימים הראשונים
בשנות השבעים והשמונים, מעגלים דיגיטליים מוקדמים השתמשו בעיקר במעגלי לוגיקה של NMOS בלבד. מבנה ה- NMOS מהיר וקל לייצור, וניתן לבנות אותו ישירות על מצע מסוג P ללא צורך במבנה טוב נוסף; לכן: המצע מסוג P הוא המצע הטבעי התומך במכשירי NMOS.
2. טכנולוגיית CMOS ממשיכה במבנה הפליקה מסוג P
לאחר הופעתה של טכנולוגיית CMOS, יש לשלב את ה- NMO ו- PMOs בו זמנית: NMOS: עדיין בנוי על מצע מסוג P (תואם לתהליך ה- NMOS הקודם) PMOS: N-Well בנוי על מצע מסוג P כדי להכיל את ה- PMOS זה פירושו שרק צעד אחד צריך להוסיף Subspate Coms.
3. תאימות תהליכים ושליטה בתשואה
השימוש במצע מסוג P מקל על השליטה בבעיות התפס; לאלקטרונים, כנושאי מיעוט (בסוג P), יש מרחק דיפוזיה קצר וקל לדיכוי השפעות טפיליות; תכנון הארקה של המצע ומבנה בידוד היטב מותאמים גם הם סביב תהליך הסיליקון מסוג P.
4. פוטנציאל מצע קבוע (הטיה מפושטת)
מצע מסוג P יכול להיות מקורקע ישירות (GND) כפוטנציאל התייחסות אחיד; אם מדובר במצע מסוג N, על המצע להיות מחובר ל- VDD, אשר יכניס תנודות פוטנציאליות כתוצאה משינויי עומס, וגורם לבעיות קיזוז VT של PMOS ורעש.
