تبلیغات
نیو ول - چرا جهت ساخت اکسید گیت به جای سیلیسیمِ کریستالی از پلی سیلیسیم استفاده می کنیم؟

نیو ول

منو

نویسندگان

دانلود نرم افزار Silvaco2014 - لینک مستقیم

سیلواکو یک نرم افزار حل عددی معادلات نیمه هادی است. معادلات مربوط به افزاره های ساخته شده توسط ن ...

دریافت فایل
ـنقاشـ

چرا جهت ساخت اکسید گیت به جای سیلیسیمِ کریستالی از پلی سیلیسیم استفاده می کنیم؟

گیتهای فلزی زمانی استفاده می‌شد که ولتاژ گیت به اندازه 3-5 ولت بود، زمانی که ولتاژ گیتها پایین آمد، تولید کنندگان به فکر استفاده از پلی سیلیکن افتادند.

یکی از دلالیل استفاده از پلی این است که پس از انجام فرایند آلایش ماده باید تحت حرارت قرار گیرد، گیتهای فلزی ممکن است در این حرارت ذوب گردند، در حالی که پلی سیلیکن ذوب نمیگردد.

دومین دلیل این است که ولتاژ کاری ترانزیستور وابسته به تفاوت تابع کار گیت و کانال نیمه‌هادی است، استفاده از فلز باعث می‌گردد که ولتاژ آستانه در مقایسه با زمانی که از پلی سیلیکن استفاده می‌شود بیشتر باشد. زیرا که پلی سیلیکن می‌تواند از ترکیبات مشابه کانال ساخته شده باشد.


از طرفی امروزه به دلیل مشکل نشت در ابعاد بسیار کوچک و همچنین نیاز به استفاده از گیتها با رسانایی بالاتر، در ترانزیستورهای مدرن امروزی شاهد استفاده از فلز و عایق با دی الکتریک بالا هستیم.

پلی باید به طور کامل از ناحیه فعال عبور کند در غیر اینصورت درین و سورس ترانزیستور از طریق یک نفوذ با هم اتصال کوتاه خواهند شد. پلی سیلیکون گیت و نواحی نفوذ دارای مقاومت بالایی هستند. با واکنش فلزهای مقاومی( مقاوم در برای دمای زیاد) مثل تانتال، نیکل، مولیبیدن و ... با سیلیکون در دمای بالا، یک لایه سیلیساید تشکیل می شود. این کار مقاومت ارتباطات به پلی سیلیکون و نواحی نفوذ را کاهش می دهد.

عبور پلی سیلیکون از روی نفوذ، باعث ایجاد گیت ترانزیستور می شود پس سیم کوتاه فلزی لایه 1 برای اتصال گره خروجی نفوذ به ورودی پلی سیلیکون مورد نیاز است. برخی فرایندها لایه ای از تنگستن را بین فلز لایه اول و پلی سیلیکون اضافه می کنند که ارتباط محلی نامیده می شود.

این ارتباط موجب چینش چگالتری مخصوصاً در حافظه های SRAM می شود. در مرز میان پلی سیلیکون با دی الکتریک یک ناحیه تهی ایجاد می شود که این باعث افزایش tox می شود. گیت های پلی سیلیکونی به دلیل اثراتی مثل پدیده پراکندگی فونون با دی الکتریک با ثابت دی الکتریک بالا ناسازگارند . به دو دلیل بالا اینتل دوباره از گیت های فلزی استفاده میکند.

چالش گیت های فلزی، ذوب شدن آنها در دماهای بالا و نداشتن امتیاز خود تنظیمی گیت است.

 

اینتل این مشکلات را حل کرد:

ابتدا گیت ترانزیستور با پلی سیلیکون ساخته شده، بعد از این که SIO2 روی ویفر رشد داده شد، SIO2 صیقل داده می شود تا به پلی گیت برسیم. پلی گیت برش داده شده  در نهایت گیت فلزی در شیار ایجاد شده قرار می گیرد. همچنین افزایش گسترش گیت پلی سیلیکونی ریسک خرابی ترانزیستور را به دلیل عدم تنظیم ماسک کاهش می دهد.

برچسب ها

نظرات