2 . 2 . 2 پشته دروازه

برای تحقق مدارهای CMOS لازم است دستگاه های nMOS و pMOS از نزدیک با هم ادغام شوند. دروازه‌های پلی سیلیکونی امکان تنظیم عملکرد کار را با دوپینگ فراهم می‌کنند و بنابراین برای یکپارچه‌سازی در مقیاس بزرگ [ 18 ] ایده‌آل هستند ، برخلاف فلزاتی که در آنها یافتن مواد با عملکردهای کار مکمل دشوار است. با این حال، اگر ولتاژی روی گیت پلی سیلیکونی اعمال شود، یک لایه تخلیه در رابط به دی الکتریک گیت تشکیل می شود. در این لایه یک افت ولتاژ رخ می دهد که تقریباً با [ 19 ] داده می شود.

$\displaystyle \ensuremath{V_\mathrm{poly}}\approx \frac{\ensuremath{\kappa_\mat... ...th {\mathrm{q}}\ensuremath{\kappa_\mathrm{si}} \ensuremath {N_\mathrm{poly}}}\ ,$

که در آن و نشان دهنده گذردهی دی الکتریک دی الکتریک دروازه و زیرلایه، میدان الکتریکی در دی الکتریک و دوپینگ پلی سیلیکون است. این اثر تخلیه پلی سیلیکون نامیده می شود . منجر به کاهش غلظت الکترون در سطح مشترک می شود و باعث افزایش موثر ضخامت دی الکتریک و افزایش ولتاژ آستانه می شود. اثر تخلیه پلی سیلیکون را می توان با استفاده از دروازه های فلزی مانند مولیبدن دوپ شده با نیتروژن [ 20 ]، که، با این حال، از نقطه نظر فرآیندی نیاز دارد، اجتناب کرد. $ \ensuremath{\kappa_\mathrm{diel}}$ $ \ensuremath{\kappa_\mathrm{si}}$ $ \ensuremath{E_\mathrm{diel}}$ $ \ensuremath {N_\mathrm{poly}}$

علاوه بر این، گیت های پلی سیلیکونی باید دوپ شوند و ماده بور به عنوان ناخالصی برای دستگاه های pMOS استفاده می شود. با این حال، در طی مراحل بعدی فرآیند، بور تمایل دارد از طریق دروازه پلی سیلیکونی پخش شود و به لایه دی الکتریک و حتی کانال ( نفوذ بور ) نفوذ کند [ 21 ]. این امر نه تنها در کیفیت و قابلیت اطمینان دی الکتریک بلکه به ویژه در عملکرد دستگاه باعث ایجاد مشکلاتی می شود: نفوذ بور ولتاژ آستانه دستگاه های MOS را افزایش می دهد و رسانایی ترانس ماسفت و شیب زیرآستانه آن را کاهش می دهد.