Porta metàlica
Una porta metàlica, en el context d'una pila lateral metal-òxit-semiconductor (MOS), és l'electrodo de porta separat per un òxit del canal del transistor: el material de la porta està fet d'un metal. En la majoria dels transistors MOS des de mediats dels anys 70, la "M" de metal s'ha substituït per un material de porta no metàlic.
Porta d'alumini
El primer MOSFET (transistor semiconductor d'òxit metàlic d'efecte de camp) va ser fabricat per Mohamed Atalla i Dawon Kahng en els laboratoris Bell en 1959, i es va demostrar en 1960.[1] Utilisaven silici com a material del canal i una porta d'alumini no autoalineada.[2]El metal de la porta d'alumini (normalment depositat en una cambra de buit d'evaporament sobre la superfície de l'oblea) va ser habitual fins a principis dels anys 70.
Polisilicio
A finals de la década de 1970, l'indústria havia abandonat l'alumini com a material de porta en la pila de semiconductors d'òxit metàlic per complicacions de fabricació i problemes de rendiment. Es va utilisar un material cridat polisilicio (silici policristalino, altament dopat en donants o aceptores per a reduir la seua resistència elèctrica) per a substituir a l'alumini.
El polisilicio pot depositar-se fàcilment per mig de deposición química en fase vapor (CVD) i tolera els passos de fabricació posteriors que impliquen temperatures extremadament altes (superiors a 900-1000 °C), quan el metal no ho feya. En particular, el metal (normalment alumini, un dopante de tipo III (tipo P)) tendix a dispersar-se en el silici (alearse en ell) durant estes etapes de recocido tèrmic. [3][4]En particular, quan s'utilisa en una oblea de silici en una orientació cristalina < 1 1 1 >, l'aleació excessiva de l'alumini (pels prolongats passos de processament a alta temperatura) en el silici subjacent pot crear un curtcircuit entre les àrees de font o drenage del FET difoses baix l'alumini i a través de l'unió metalúrgica en el substrat subjacent, lo que provoca fallos irreparables del circuit. Estos curtcircuits es creen per mig de picos piramidals d'aleació de silici-alumini que apunten verticalment "cap a avall" en la oblea de silici. El llímit pràctic d'alta temperatura per al recocido d'alumini sobre silici és de l'orde de 450 °C. El polisilicio també resulta atractiu per la facilitat de fabricació de portes autoalineadas. L'implantació o difusió d'impurees dopantes de font i drenage es porta a terme en la porta en el seu lloc, lo que dona lloc a un canal perfectament alineat en la porta sense passos litogràfics adicionals en el potencial de desalineació de les capes.
Referències
- ↑ «1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated».The Silicon Engine.Computer History Museum.Consultat el 2019-09-25.
- ↑ Voinigescu, Sorin (2013). High-Frequency Integrated Circuits, Cambridge University Press, p. 164. ISBN 9780521873024.
- ↑ «Metallization: Aluminum Technology».
- ↑ Fujikawa, Shin-ichiro; Hirano, Ken-ichi; Fukushima, Yoshiaki(December 1978).«Diffusion of silicon in aluminum».Metallurgical Transactions A.9: 1811-1815.doi:10.1007/BF02663412.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Puerta metálica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.