गेट ऑक्साइड
गेट ऑक्साइड ढांकता हुआ परत है जो एक MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर) के धातु का द्वार टर्मिनल को अंतर्निहित स्रोत और नाली टर्मिनलों के साथ-साथ प्रवाहकीय चैनल से अलग करता है जो ट्रांजिस्टर चालू होने पर स्रोत और नाली को जोड़ता है। गेट ऑक्साइड सिलिकॉन डाइऑक्साइड की एक पतली (5 - 200 एनएम) इन्सुलेटिंग परत बनाने के लिए चैनल के सिलिकॉन के थर्मल ऑक्सीकरण के माध्यम से बनाई गई है। इन्सुलेटिंग सिलिकॉन डाइऑक्साइड परत स्व-सीमित ऑक्सीकरण की प्रक्रिया के माध्यम से बनाई जाती है, जिसे डील-ग्रोव मॉडल के माध्यम से वर्णित किया गया है। एक प्रवाहकीय गेट सामग्री बाद में ट्रांजिस्टर बनाने के लिए गेट ऑक्साइड पर जमा की जाती है। गेट ऑक्साइड ढांकता हुआ परत के रूप में कार्य करता है जिससे चैनल के विद्युत प्रवाहकत्त्व को मजबूती से नियंत्रित करने के लिए गेट 1 से 5 MV/cm अनुप्रस्थ विद्युत क्षेत्र के रूप में उच्च बनाए रख सके।
गेट ऑक्साइड के ऊपर एक बिजली के कंडक्टर से बनी एक पतली इलेक्ट्रोड परत होती है जो अल्युमीनियम , एक अत्यधिक डोप्ड सिलिकॉन, टंगस्टन जैसी एक दुर्दम्य धातु, एक सिलिसाइड (टाइटेनियम सिलसाइड, मोलिब्डेनम सिलसाइड | MoSi2) हो सकती है। टैंटलम सिलसाइड या टंगस्टन सिलसाइड | WSi2 ) या इन परतों का एक सैंडविच। इस गेट इलेक्ट्रोड को अधिकांशतः गेट मेटल या गेट कंडक्टर कहा जाता है। गेट कंडक्टर इलेक्ट्रोड की ज्यामितीय चौड़ाई (वर्तमान प्रवाह के अनुप्रस्थ दिशा) को भौतिक गेट चौड़ाई कहा जाता है। भौतिक गेट की चौड़ाई ट्रांजिस्टर को मॉडल करने के लिए उपयोग किए जाने वाले विद्युत चैनल की चौड़ाई से थोड़ी भिन्न हो सकती है क्योंकि फ्रिंजिंग विद्युत क्षेत्र उन कंडक्टरों पर प्रभाव डाल सकते हैं जो गेट के ठीक नीचे नहीं हैं।
गेट ऑक्साइड के विद्युत गुण गेट के नीचे प्रवाहकीय चैनल क्षेत्र के गठन के लिए महत्वपूर्ण हैं। एनएमओएस-प्रकार के उपकरणों में, गेट ऑक्साइड के नीचे का क्षेत्र पी-प्रकार अर्धचालक सब्सट्रेट की सतह पर एक पतली एन-टाइप उलटा परत है। यह लागू गेट वोल्टेज VG से ऑक्साइड विद्युत क्षेत्र से प्रेरित है इसे उलटा चैनल के रूप में जाना जाता है। यह चालन चैनल है जो इलेक्ट्रॉन के स्रोत से नाली में प्रवाहित करने की अनुमति देता है।[1]
गेट ऑक्साइड परत को ओवरस्ट्रेस करने से, इलेक्ट्रॉनिक्स की एक सामान्य विफलता मोड, गेट टूटना या तनाव प्रेरित रिसाव प्रवाह का कारण बन सकता है।
प्रतिक्रियाशील-आयन नक़्क़ाशी | प्रतिक्रियाशील-आयन-नक़्क़ाशी के माध्यम से निर्माण के समय गेट ऑक्साइड एंटीना प्रभाव से क्षतिग्रस्त हो सकता है।
इतिहास
पहला MOSFET (मेटल-ऑक्साइड-सेमीकंडक्टर फील्ड-इफेक्ट ट्रांजिस्टर, या MOS ट्रांजिस्टर) का आविष्कार 1959 में बेल लैब्स में मिस्र के इंजीनियर मोहम्मद ओटाला और कोरियाई इंजीनियर डावन कहंग ने किया था।[2] 1960 में, अटाला और कहंग सेमीकंडक्टर डिवाइस का निर्माण 100 एनएम के गेट ऑक्साइड मोटाई के साथ पहला एमओएसएफईटी बनाया, साथ ही 20 माइक्रोन प्रक्रिया की धातु गेट लंबाई के साथ 20{nbsp}माइक्रोमीटर।[3] 1987 में, दावरी तिल ने आईबीएम की एक शोध टीम का नेतृत्व किया, जिसने टंगस्टन-गेट कार्यपद्धति का उपयोग करके 10 एनएम गेट ऑक्साइड मोटाई वाले पहले MOSFET का प्रदर्शन किया।[4]
संदर्भ
<संदर्भ/>
- ↑ Fundamentals of Solid-State Electronics, Chih-Tang Sah. World Scientific, first published 1991, reprinted 1992, 1993 (pbk), 1994, 1995, 2001, 2002, 2006, ISBN 981-02-0637-2. -- ISBN 981-02-0638-0 (pbk).
- ↑ "1960 - Metal Oxide Semiconductor (MOS) Transistor Demonstrated". The Silicon Engine. Computer History Museum. Retrieved 25 September 2019.
- ↑ Sze, Simon M. (2002). Semiconductor Devices: Physics and Technology (PDF) (2nd ed.). Wiley. p. 4. ISBN 0-471-33372-7.
- ↑ Davari, Bijan; Ting, Chung-Yu; Ahn, Kie Y.; Basavaiah, S.; Hu, Chao-Kun; Taur, Yuan; Wordeman, Matthew R.; Aboelfotoh, O. (1987). "10 एनएम गेट ऑक्साइड के साथ सबमाइक्रोन टंगस्टन गेट MOSFET". 1987 Symposium on VLSI Technology. Digest of Technical Papers: 61–62.
