N沟道管是一种常用的场效应管,由P型衬底上掺N型区域形成P-N接面,再在上覆盖着一层氧化层和金属接触,形成绝缘栅结构,在外加电场的作用下就可以控制P型衬底上的大量N型电子进行导通,达到控制电流的目的。
N沟道管的衬底一般选择P型硅,这种设计能够避免衬底本身形成PN结反向击穿,从而提高场效应管的工作稳定性。当N沟道管处于OFF状态时,P型衬底可以起到一个反向电压抑制作用,通过选择P型衬底,可以有效防止N沟道管受到外界环境电磁场和静电场的干扰而失效。
此外,如果N沟道管使用N型衬底,当管子工作在反向电压过高时,将会使衬底形成反向PN结,在此情况下,即使栅极施加零电压,管子也会导通,导致管子失效。
利用P型衬底制作N沟道管相对于N型衬底可以提高硅片利用率。由于衬底和沟道电阻有关,当衬底电阻越大时,沟道电阻也就越大,从而能够获得更佳的电学特性,提高器件性能。因此使用P型衬底的N沟道管具有更高的电学参数和更高的常规性能,可以提高整个芯片的可靠性和工作稳定性。
此外,使用P型衬底可以避免PN结形成时堆积出来的PN结废料对于芯片的影响问题,从而提高硅片的利用率。
同时选用一种P型衬底制作多个器件可以减少衬底构成过程的复杂度,因为单晶硅材料的生长和处理成本是很高的,因此在单一晶片上制造多个器件可以极大提高制造效率。同时,还可以大大降低硅片的制造成本成本,从而提高芯片产量和降低成本。