Polysilicon depletion effect
पॉलीसिलिकॉन की कमी का प्रभाव वह घटना है जिसमें गेट सामग्री के रूप में पॉलीसिलिकॉन का उपयोग करने वाले एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. उपकरणों के सीमा वोल्टेज में अवांछित परिवर्तन देखा जाता है, जिससे इलेक्ट्रॉनिक परिपथ का अप्रत्याशित व्यवहार होता है। इस भिन्नता के कारण इस मुद्दे को हल करने के लिए हाई-के डाइलेक्ट्रिक मेटल गेट्स (एचकेएमजी) की शुरुआत की गई थी। पॉलीक्रिस्टलाइन सिलिकॉन, जिसे पॉलीसिलिकॉन भी कहा जाता है, एक ऐसी सामग्री है जिसमें छोटे सिलिकॉन क्रिस्टल होते हैं। उत्तरार्द्ध अर्धचालक इलेक्ट्रॉनिक्स और सौर कोशिकाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले मॉक्रिस्टलाइन सिलिकॉन और पतली फिल्म उपकरणों और सौर कोशिकाओं के लिए उपयोग किए जाने वाले अनाकार सिलिकॉन से अलग है। गेट सामग्री का विकल्प गेट संपर्क पॉलीसिलिकॉन या धातु का हो सकता है, पहले पॉलीसिलिकॉन को धातु पर चुना गया था क्योंकि पॉलीसिलिकॉन और गेट ऑक्साइड (SiO2) के बीच अंतरफलक अनुकूल था। लेकिन पॉली-सिलिकॉन परत की चालकता बहुत कम है और इस कम चालकता के कारण, आवेश संचय कम होता है, जिससे चैनल बनने में देरी होती है और इस प्रकार परिपथ में अवांछित देरी होती है। पॉली परत को एन-प्रकार या पी-प्रकार की अशुद्धता के साथ डोप किया जाता है ताकि यह एक आदर्श चालक की तरह व्यवहार कर सके और देरी को कम कर सके। डोप्ड पॉलीसिलिकॉन गेट के नुकसान Vgs = गेट वोल्टेज Vth = थ्रेसहोल्ड वोल्टेज n + = अत्यधिक डोप्ड N क्षेत्र एक एन. एम. ओ. एस. ट्रांजिस्टर के चित्र 1 (ए) में यह देखा गया है कि बाहरी विद्युत क्षेत्र की अनुपस्थिति के कारण मुक्त बहुसंख्यक वाहक पूरी संरचना में बिखरे हुए हैं। जब गेट पर एक सकारात्मक क्षेत्र लगाया जाता है, तो बिखरे हुए वाहक खुद को आकृति 1 (बी) की तरह व्यवस्थित करते हैं, इलेक्ट्रॉन गेट टर्मिनल की ओर करीब जाते हैं लेकिन खुले परिपथ विन्यास के कारण वे बहने नहीं लगते हैं। चार्ज के पृथक्करण के परिणामस्वरूप पॉलीसिलिकॉन-ऑक्साइड इंटरफेस पर एक ह्रास क्षेत्र बनता है, जिसका एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. में चैनल के निर्माण पर सीधा प्रभाव पड़ता है। एन + पॉलीसिलिकॉन गेट वाले एन. एम. ओ. एस. में, बहु ह्रास प्रभाव दाता आयनों (एन. डी.) के (+) वी क्षेत्र और गेट टर्मिनल पर बाहरी रूप से लागू (+) वी क्षेत्र के संयुक्त प्रभाव से चैनल निर्माण में सहायता करता है। मूल रूप से पॉलीसिलिकॉन पर (+) वी आवेशित दाता आयनों (एन. डी.) का संचय व्युत्क्रम चैनल के गठन को बढ़ाता है और जब एक व्युत्क्रम परत बनती है, जिसे चित्र 1 (बी) में देखा जा सकता है जहां व्युत्क्रम चैनल ग्रहणकर्ता आयनों (एन. ए.) (अल्प वाहक) से बना है। पॉलीसिलिकॉन की कमी निर्माण प्रक्रिया के आधार पर एक ट्रांजिस्टर में पार्श्व रूप से भिन्न हो सकती है, जिससे कुछ ट्रांजिस्टर आयामों में महत्वपूर्ण ट्रांजिस्टर परिवर्तनशीलता हो सकती है। धातु द्वारों को फिर से पेश किया गया उपरोक्त कारण से जैसे-जैसे उपकरण स्केलिंग (32-28 nm नोड्स) पर नीचे जाते हैं, पॉली गेटों को धातु द्वारों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। निम्नलिखित तकनीक को हाई-के डाइलेक्ट्रिक मेटल गेट (एचकेएमजी) एकीकरण के रूप में जाना जाता है। 2011 में इंटेल ने विभिन्न नोड्स की अपनी निर्माण प्रक्रियाओं के बारे में एक प्रेस-किट जारी किया है, जिसमें मेटल गेट तकनीक का उपयोग दिखाया गया है। डोप्ड पॉलीसिलिकॉन को पहले एम. ओ. एस. उपकरणों में गेट सामग्री के रूप में पसंद किया जाता था। पॉलीसिलिकन का उपयोग उनके कार्य फलन के रूप में किया जाता था जो एस. आई. सब्सट्रेट के साथ मेल खाता था (जिसके परिणामस्वरूप एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. का निम्न सीमा वोल्टेज होता है)। धातु के फाटकों को उस समय फिर से पेश किया गया था जब मुख्यधारा की सी. एम. ओ. एस. प्रौद्योगिकी में गेट ऑक्साइड के रूप में सी. ओ. ओ. 2 परावैद्युतों को हैफनियम ऑक्साइड जैसे उच्च-के पराबैद्युतों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। इसके अलावा गेट परावैद्युत के साथ इंटरफेस पर, पॉलीसिलिकॉन एक SiOx परत बनाता है। इसके अलावा, फर्मी स्तर की पिनिंग होने की उच्च संभावना बनी हुई है। तो डोप्ड पॉली के साथ प्रभाव सीमा वोल्टेज की एक अवांछित कमी है जिसे सर्किट सिमुलेशन के दौरान ध्यान में नहीं रखा गया था। एम. ओ. एस. एफ. ई. टी. के वी. टी. एच. में इस तरह के बदलाव से बचने के लिए, वर्तमान में पॉलीसिलिकॉन की तुलना में धातु के गेट को प्राथमिकता दी जाती है। यह भी देखें कि एन. एम. ओ. एस. में पॉलीसिलिकॉन गेट की कमी के प्रभाव में कमी नाली-प्रेरित बाधा को कम करने वाली गेट सामग्री इंटेल संदर्भ ट्रांजिस्टर अर्धचालक उपकरणों द्वारा माइक्रोप्रोसेसर का निर्माण अर्धचालक प्रौद्योगिकी एम. ओ. एस. एफ. ई. टी.