Gerbang oksida

Gerbang oksida adalah lapisan dielektrik yang memisahkan terminal gerbang gate MOSFET dari terminal sumber source dan saluran drain pembuangan serta saluran konduktif yang menghubungkan sumber dan saluran pembuangan ketika transistor dihidupkan. Gerbang oksida dibentuk oleh oksidasi termal silikon saluran untuk membentuk lapisan isolasi silikon dioksida yang tipis. Lapisan silikon dioksida isolasi terbentuk melalui proses oksidasi yang membatasi diri, yang dijelaskan oleh model Deal – Grove. Bahan gerbang konduktif kemudian diendapkan di atas gerbang oksida untuk membentuk transistor. Gerbang oksida berfungsi sebagai lapisan dielektrik sehingga gerbang dapat menahan medan listrik transversal setinggi 1 hingga 5 MV/cm untuk memodulasi konduktansi saluran dengan kuat. Di atas gerbang oksida terdapat lapisan elektroda tipis yang terbuat dari konduktor yang dapat berupa aluminium, silikon dengan doping tinggi, logam tahan api seperti tungsten, silisida atau sandwich dari lapisan-lapisan ini. Elektroda gerbang ini sering disebut “gerbang logam” atau “konduktor gerbang”. Lebar geometris elektroda konduktor gerbang disebut lebar gerbang fisik. Lebar fisik gerbang mungkin sedikit berbeda dari lebar saluran listrik yang digunakan untuk memodelkan transistor karena medan listrik tepi dapat memberikan pengaruh pada konduktor yang tidak berada tepat di bawah gerbang. Sifat listrik oksida gerbang sangat penting untuk pembentukan daerah saluran konduktif di bawah gerbang. Pada perangkat tipe NMOS, zona di bawah gerbang oksida adalah lapisan inversi tipe-n tipis pada permukaan substrat semikonduktor tipe-p. Hal ini diinduksi oleh medan listrik oksida dari tegangan gerbang yang diterapkan V G. Ini dikenal sebagai saluran inversi. Ini adalah saluran konduksi yang memungkinkan elektron mengalir dari sumber ke saluran pembuangan. Penekanan berlebihan pada lapisan oksida gerbang, mode kegagalan umum perangkat MOS, dapat menyebabkan pecahnya gerbang atau arus bocor yang disebabkan oleh tegangan. Selama pembuatan dengan etsa ion reaktif, oksida gerbang dapat rusak karena efek antena.