Metal gate
একটি ধাতব গেট, একটি পার্শ্বীয় ধাতব-অক্সাইড-অর্ধপরিবাহী (এম. ও. এস) স্ট্যাকের প্রসঙ্গে, ট্রানজিস্টরের চ্যানেল থেকে একটি অক্সাইড দ্বারা পৃথক গেট বিদ্যুদ্বাহক-গেট উপাদান একটি ধাতু থেকে তৈরি করা হয়। 1970-এর দশকের মাঝামাঝি থেকে বেশিরভাগ এম. ও. এস ট্রানজিস্টরে ধাতুর জন্য "এম" একটি অ-ধাতব গেট উপাদান দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়েছে। অ্যালুমিনিয়াম গেট প্রথম এম. ও. এস. এফ. ই. টি (মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর) 1959 সালে বেল ল্যাবে মোহাম্মদ আটাল্লা এবং দাওন কাহং দ্বারা তৈরি করা হয়েছিল এবং 1960 সালে প্রদর্শিত হয়েছিল। তারা সিলিকনকে চ্যানেল উপাদান এবং একটি অ-স্ব-সংযুক্ত অ্যালুমিনিয়াম গেট হিসাবে ব্যবহার করত। অ্যালুমিনিয়াম গেট ধাতু (সাধারণত ওয়েফার পৃষ্ঠের উপর একটি বাষ্পীভবন ভ্যাকুয়াম চেম্বারে জমা হয়) 1970-এর দশকের গোড়ার দিকে প্রচলিত ছিল। 1970-এর দশকের শেষের দিকে, ফ্যাব্রিকেশন জটিলতা এবং কর্মক্ষমতা সংক্রান্ত সমস্যার কারণে শিল্পটি ধাতব-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর স্ট্যাকের গেট উপাদান হিসাবে অ্যালুমিনিয়াম থেকে দূরে সরে গিয়েছিল। অ্যালুমিনিয়াম প্রতিস্থাপনের জন্য পলিসিলিকন (পলিক্রিস্টালাইন সিলিকন, তার বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের হ্রাস করার জন্য দাতা বা গ্রহণকারীদের সাথে অত্যন্ত ডোপ করা) নামক একটি উপাদান ব্যবহার করা হয়েছিল। পলিসিলিকন রাসায়নিক বাষ্প নিক্ষেপণের (সিভিডি) মাধ্যমে সহজেই জমা করা যেতে পারে এবং পরবর্তী উৎপাদন পদক্ষেপগুলির প্রতি সহনশীল যা অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা (900-1000 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি) জড়িত, যেখানে ধাতু ছিল না। বিশেষত, ধাতু (সাধারণত অ্যালুমিনিয়াম একটি টাইপ III (পি-টাইপ) ডোপ্যান্ট) এই তাপীয় অ্যানিলিং ধাপগুলির সময় সিলিকোনে (মিশ্র ধাতু) ছড়িয়ে পড়ার প্রবণতা রাখে। বিশেষত, যখন স্ফটিক অভিমুখীকরণ সহ একটি সিলিকন ওয়েফারে ব্যবহার করা হয়, তখন অন্তর্নিহিত সিলিকন দিয়ে অ্যালুমিনিয়ামের অত্যধিক মিশ্রণ (বর্ধিত উচ্চ তাপমাত্রা প্রক্রিয়াকরণ পদক্ষেপ থেকে) বিচ্ছুরিত এফইটি উৎস বা অ্যালুমিনিয়ামের নীচে নিষ্কাশন অঞ্চলগুলির মধ্যে এবং ধাতব জংশন জুড়ে অন্তর্নিহিত স্তরের মধ্যে একটি শর্ট সার্কিট তৈরি করতে পারে যা অপূরণীয় সার্কিট ব্যর্থতার কারণ হতে পারে। সিলিকন ওয়েফারের মধ্যে উল্লম্বভাবে "নিচে" নির্দেশ করে সিলিকন-অ্যালুমিনিয়াম খাদ পিরামিডের আকারের স্পাইক দ্বারা এই শর্টসগুলি তৈরি করা হয়। সিলিকোনে অ্যালুমিনিয়াম অ্যানিল করার জন্য ব্যবহারিক উচ্চ-তাপমাত্রার সীমা 450 ডিগ্রি সেলসিয়াস। পলিসিলিকন স্ব-সংযুক্ত গেটগুলির সহজ উৎপাদনের জন্যও আকর্ষণীয়। উৎস এবং ড্রেন ডোপ্যান্ট অমেধ্যগুলির স্থাপন বা বিস্তার গেটের জায়গায় করা হয়, যা স্তরগুলির ভুল সারিবদ্ধকরণের সম্ভাবনার সাথে অতিরিক্ত লিথোগ্রাফিক পদক্ষেপ ছাড়াই গেটের সাথে পুরোপুরি সারিবদ্ধ একটি চ্যানেলের দিকে পরিচালিত করে। এন. এম. ও. এস এবং সি. এম. ও. এস এন. এম. ও. এস এবং সি. এম. ও. এস প্রযুক্তিতে, সময়ের সাথে সাথে এবং উচ্চতর তাপমাত্রার সাথে, গেট কাঠামো দ্বারা নিযুক্ত ধনাত্মক ভোল্টেজগুলি সরাসরি ধনাত্মক চার্জযুক্ত গেটের নীচে যে কোনও বিদ্যমান ধনাত্মক চার্জযুক্ত সোডিয়াম অমেধ্যকে গেট ডাইলেক্ট্রিক মাধ্যমে ছড়িয়ে দিতে পারে এবং কম-ধনাত্মক-চার্জযুক্ত চ্যানেল পৃষ্ঠে স্থানান্তরিত করতে পারে, যেখানে ধনাত্মক সোডিয়াম চার্জ চ্যানেল তৈরির উপর উচ্চতর প্রভাব ফেলে, এইভাবে একটি এন-চ্যানেল ট্রানজিস্টরের প্রান্তিক ভোল্টেজকে হ্রাস করে এবং সময়ের সাথে সাথে সম্ভাব্য ব্যর্থতার কারণ হতে পারে। পূর্ববর্তী পি. এম. ও. এস প্রযুক্তিগুলি এই প্রভাবের প্রতি সংবেদনশীল ছিল না কারণ ধনাত্মক আধানযুক্ত সোডিয়াম স্বাভাবিকভাবেই ঋণাত্মক আধানযুক্ত গেটের দিকে এবং চ্যানেল থেকে দূরে আকৃষ্ট হত, যা প্রান্তিক ভোল্টেজ স্থানান্তরকে হ্রাস করত। এন-চ্যানেল, ধাতব গেট প্রক্রিয়াগুলি (1970-এর দশকে) পরিষ্কার-পরিচ্ছন্নতার একটি খুব উচ্চ মান (সোডিয়ামের অনুপস্থিতি) আরোপ করেছিল যা সেই সময়সীমার মধ্যে অর্জন করা কঠিন, যার ফলে উচ্চ উৎপাদন খরচ হয়। পলিসিলিকন গেটগুলি একই ঘটনার প্রতি সংবেদনশীল হলেও, পরবর্তী উচ্চ-তাপমাত্রার প্রক্রিয়াকরণের সময় (সাধারণত "গেটারিং" বলা হয়) যে কোনও সোডিয়ামের সাথে বিক্রিয়া করার জন্য অল্প পরিমাণে এইচসিএল গ্যাসের সংস্পর্শে আসতে পারে, এর সাথে আবদ্ধ হয়ে এন. এ. সি. এল গঠন করে এবং গ্যাস প্রবাহে বহন করে, যা মূলত সোডিয়াম-মুক্ত গেট কাঠামোকে ব্যাপকভাবে নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে। যাইহোক, ব্যবহারিক স্তরে ডোপ করা পলিসিলিকন ধাতুগুলির প্রায়-শূন্য বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের প্রস্তাব দেয় না এবং তাই ট্রানজিস্টরের গেট ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ এবং ডিসচার্জ করার জন্য আদর্শ নয় যার ফলে সম্ভবত ধীর সার্কিট হয়। আধুনিক প্রক্রিয়াগুলি ধাতুতে ফিরে আসে 45 এনএম নোড থেকে, ধাতব গেট প্রযুক্তি ফিরে আসে, ইন্টেলের উন্নয়ন দ্বারা অগ্রগামী উচ্চ-ডাইলেক্ট্রিক (উচ্চ-κ) উপকরণের ব্যবহারের সাথে। ধাতব গেট বিদ্যুদ্বাহকের জন্য প্রার্থীরা হলেন, এন. এম. ও. এস, টি. এ, টি. এ. এন, এন. বি (একক ধাতব গেট) এবং পি. এম. ও. এস ডব্লিউ. এন/রুও2 (পি. এম. ও. এস ধাতব গেট সাধারণত ধাতুর দুটি স্তর দ্বারা গঠিত হয়)। এই দ্রবণের কারণে, চ্যানেলের স্ট্রেন ক্ষমতা উন্নত করা যেতে পারে (ধাতব গেট দ্বারা)। উপরন্তু, এটি গেটে কম বিদ্যুৎ বিশৃঙ্খলা (কম্পন) সক্ষম করে (ধাতুর ভিতরে ইলেকট্রনগুলির স্বভাবের কারণে)। আরও দেখুন গেট অক্সাইড মাল্টিগেট ডিভাইস রেফারেন্স এম. ও. এস. এফ. ই. টি-র অর্ধপরিবাহী কাঠামো