Metal gate
ಲೋಹದ ಗೇಟ್, ಲ್ಯಾಟರಲ್ ಮೆಟಲ್-ಆಕ್ಸೈಡ್-ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ (ಎಂಓಎಸ್) ಸ್ಟಾಕ್ನ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಚಾನೆಲ್ನಿಂದ ಆಕ್ಸೈಡ್ನಿಂದ ಬೇರ್ಪಟ್ಟ ಗೇಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವಾಗಿದೆ-ಗೇಟ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಲೋಹದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. 1970ರ ದಶಕದ ಮಧ್ಯಭಾಗದಿಂದ ಬಹುತೇಕ ಎಂಓಎಸ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ, ಲೋಹದ "ಎಂ" ಅನ್ನು ಲೋಹವಲ್ಲದ ಗೇಟ್ ವಸ್ತುಗಳಿಂದ ಬದಲಾಯಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗೇಟ್ ಮೊದಲ MOSFET (ಮೆಟಲ್-ಆಕ್ಸೈಡ್-ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಫೀಲ್ಡ್-ಎಫೆಕ್ಟ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್) ಅನ್ನು 1959 ರಲ್ಲಿ ಬೆಲ್ ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಮೊಹಮ್ಮದ್ ಅಟಲ್ಲಾ ಮತ್ತು ಡಾವಾನ್ ಕಹಂಗ್ ಅವರು ತಯಾರಿಸಿದರು ಮತ್ತು 1960 ರಲ್ಲಿ ಪ್ರದರ್ಶಿಸಿದರು. ಅವರು ಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಚಾನೆಲ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ-ಜೋಡಿಸದ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗೇಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿದರು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಗೇಟ್ ಲೋಹವು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವೇಫರ್ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಆವಿಯಾಗುವ ನಿರ್ವಾತ ಕೋಣೆಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ) 1970 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿತ್ತು. 1970 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದ ವೇಳೆಗೆ, ಫ್ಯಾಬ್ರಿಕೇಶನ್ ತೊಡಕುಗಳು ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯ ಸಮಸ್ಯೆಗಳಿಂದಾಗಿ ಲೋಹ-ಆಕ್ಸೈಡ್-ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಸ್ಟಾಕ್ನಲ್ಲಿ ಉದ್ಯಮವು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಿಂದ ಗೇಟ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ ಹೊರಬಂದಿತು. ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಬದಲಿಸಲು ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ (ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲೈನ್ ಸಿಲಿಕಾನ್, ಅದರ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ದಾನಿಗಳು ಅಥವಾ ಸ್ವೀಕಾರಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾಗಿದೆ) ಎಂಬ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಳಸಲಾಯಿತು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಆವಿ ಶೇಖರಣೆಯ (ಸಿ. ವಿ. ಡಿ.) ಮೂಲಕ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಅನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಲೋಹವು ಇಲ್ಲದಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (<ಐ. ಡಿ. 1> °ಸೆ. ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು) ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ನಂತರದ ಉತ್ಪಾದನಾ ಹಂತಗಳಿಗೆ ಇದು ಸಹಿಷ್ಣುವಾಗಿದೆ. ವಿಶೇಷವಾಗಿ, ಲೋಹವು (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಎ ಟೈಪ್ III (ಪಿ-ಟೈಪ್) ಡೋಪಾಂಟ್) ಈ ಥರ್ಮಲ್ ಅನೀಲಿಂಗ್ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಸಿಲಿಕಾನ್ನಲ್ಲಿ (ಮಿಶ್ರಲೋಹ) ಹರಡುವ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟವಾಗಿ ಹೇಳುವುದಾದರೆ, ಸ್ಫಟಿಕದ ದೃಷ್ಟಿಕೋನವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಿದಾಗ, ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ಸಿಲಿಕಾನ್ನೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಅತಿಯಾದ ಮಿಶ್ರಲೋಹವು (ವಿಸ್ತೃತ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಹಂತಗಳಿಂದ) ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನ ಕೆಳಗಿರುವ ಹರಡುವ ಎಫ್ಇಟಿ ಮೂಲ ಅಥವಾ ಡ್ರೈನ್ ಪ್ರದೇಶಗಳ ನಡುವೆ ಶಾರ್ಟ್ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ರಚಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮೆಟಲರ್ಜಿಕಲ್ ಜಂಕ್ಷನ್ನಿನಾದ್ಯಂತ ಆಧಾರವಾಗಿರುವ ತಲಾಧಾರಕ್ಕೆ ಸರಿಪಡಿಸಲಾಗದ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ವೈಫಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್-ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಪಿರಮಿಡ್-ಆಕಾರದ ಸ್ಪೈಕ್ಗಳು ಸಿಲಿಕಾನ್ ವೇಫರ್ಗೆ ಲಂಬವಾಗಿ "ಕೆಳಗೆ" ತೋರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಈ ಕಿರುಚಿತ್ರಗಳನ್ನು ರಚಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸಿಲಿಕಾನ್ ಮೇಲೆ ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂ ಅನ್ನು ಅನೆಲಿಂಗ್ ಮಾಡಲು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಮಿತಿಯು 450 ° ಸಿ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿದೆ. ಸ್ವಯಂ-ಜೋಡಣೆ ಗೇಟುಗಳ ಸುಲಭ ತಯಾರಿಕೆಗೂ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಆಕರ್ಷಕವಾಗಿದೆ. ಮೂಲ ಮತ್ತು ಡ್ರೈನ್ ಡೋಪಂಟ್ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಅಳವಡಿಕೆ ಅಥವಾ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಗೇಟ್ನೊಂದಿಗೆ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಪದರಗಳ ತಪ್ಪು ಜೋಡಣೆಯ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಿಲಾಮುದ್ರಣ ಹಂತಗಳಿಲ್ಲದೆ ಗೇಟ್ಗೆ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾದ ಚಾನೆಲ್ಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಎನ್. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ಮತ್ತು ಸಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಲ್ಲಿ, ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಗೇಟ್ ರಚನೆಯಿಂದ ಬಳಸಲ್ಪಡುವ ಧನಾತ್ಮಕ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಯಾವುದೇ ಸೋಡಿಯಂ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಗೇಟ್ನ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಗೇಟ್ ಅವಾಹಕದ ಮೂಲಕ ಹರಡಲು ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ-ಧನಾತ್ಮಕ-ಆವೇಶದ ಚಾನೆಲ್ ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ವಲಸೆ ಹೋಗಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಸೋಡಿಯಂ ಚಾರ್ಜ್ ಚಾನೆಲ್ ರಚನೆಯ ಮೇಲೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಬೀರುತ್ತದೆ, ಹೀಗಾಗಿ ಎನ್-ಚಾನೆಲ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ವೈಫಲ್ಯಗಳನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹಿಂದಿನ ಪಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಈ ಪರಿಣಾಮಕ್ಕೆ ಸಂವೇದನಾಶೀಲವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ, ಏಕೆಂದರೆ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಸೋಡಿಯಂ ಸ್ವಾಭಾವಿಕವಾಗಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ದ್ವಾರದ ಕಡೆಗೆ ಆಕರ್ಷಿತರಾಗುತ್ತಿತ್ತು ಮತ್ತು ವಾಹಿನಿಯಿಂದ ದೂರವಿದ್ದು, ಮಿತಿ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ವರ್ಗಾವಣೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತಿತ್ತು. ಎನ್-ಚಾನೆಲ್, ಲೋಹದ ಗೇಟ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು (1970 ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ) ಆ ಸಮಯದ ಚೌಕಟ್ಟಿನಲ್ಲಿ ಸಾಧಿಸಲು ಕಷ್ಟಕರವಾದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಗುಣಮಟ್ಟದ ಸ್ವಚ್ಛತೆಯನ್ನು (ಸೋಡಿಯಂನ ಅನುಪಸ್ಥಿತಿ) ವಿಧಿಸಿದವು, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಗಳು ಉಂಟಾದವು. ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಗೇಟುಗಳು ಅದೇ ವಿದ್ಯಮಾನಕ್ಕೆ ಸಂವೇದನಾಶೀಲವಾಗಿದ್ದರೂ, ನಂತರದ ಹೆಚ್ಚಿನ-ತಾಪಮಾನದ ಸಂಸ್ಕರಣೆಯ ಸಮಯದಲ್ಲಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ "ಗೆಟ್ಟಿಂಗ್" ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ) ಯಾವುದೇ ಸೋಡಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಲು ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ ಎಚ್ಸಿಎಲ್ ಅನಿಲಕ್ಕೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಅದರೊಂದಿಗೆ ಬಂಧಿಸಿ ಎನ್ಎಸಿಎಲ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಅನಿಲದ ಹರಿವಿನಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಮೂಲಭೂತವಾಗಿ ಸೋಡಿಯಂ-ಮುಕ್ತ ಗೇಟ್ ರಚನೆಯನ್ನು ವಿಶ್ವಾಸಾರ್ಹತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಡೋಪ್ ಮಾಡಲಾದ ಪಾಲಿಸಿಲಿಕಾನ್ ಲೋಹಗಳ ಶೂನ್ಯ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್ನ ಗೇಟ್ ಕೆಪಾಸಿಟನ್ಸ್ ಅನ್ನು ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಹೊರಹಾಕಲು ಸೂಕ್ತವಲ್ಲ, ಇದು ನಿಧಾನಗತಿಯ ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ರಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಆಧುನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಲೋಹಕ್ಕೆ ಮರಳುತ್ತವೆ 45 ಎನ್ಎಂ ನೋಡ್ನಿಂದ, ಲೋಹದ ಗೇಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತದೆ, ಇಂಟೆಲ್ ಬೆಳವಣಿಗೆಗಳಿಂದ ಪ್ರವರ್ತಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಹೈ-ಡೈಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ (ಹೈ-ಕೆ) ವಸ್ತುಗಳ ಬಳಕೆಯೊಂದಿಗೆ. ಲೋಹದ ಗೇಟ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಕ್ಕೆ ಎನ್. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್., ಟಿ. ಎ., ಟಿ. ಎ. ಎನ್., ಎನ್. ಬಿ. (ಏಕ ಲೋಹದ ಗೇಟ್) ಮತ್ತು ಪಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಎನ್./ರು. ಓ. 2 (ಪಿ. ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ಲೋಹದ ಗೇಟ್ ಅನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಲೋಹದ ಎರಡು ಪದರಗಳಿಂದ ಸಂಯೋಜಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ). ಈ ದ್ರಾವಣದಿಂದಾಗಿ, ಕಾಲುವೆಯ ಮೇಲಿನ ಒತ್ತಡದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು (ಲೋಹದ ದ್ವಾರದಿಂದ) ಸುಧಾರಿಸಬಹುದು. ಇದಲ್ಲದೆ, ಇದು ದ್ವಾರದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರವಾಹದ ಪ್ರಕ್ಷುಬ್ಧತೆಗಳನ್ನು (ಕಂಪನಗಳನ್ನು) ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ (ಲೋಹದೊಳಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ವಿಲೇವಾರಿಯಿಂದಾಗಿ). ಗೇಟ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮಲ್ಟಿಗೇಟ್ ಸಾಧನ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಎಂ. ಓ. ಎಸ್. ಎಫ್. ಇ. ಟಿ. ಗಳ ಅರೆವಾಹಕ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ.