Məhsul haqqında məlumat və məsləhət üçün veb saytımıza xoş gəlmisiniz.
Veb saytımız:https://www.vet-china.com/
Yarımkeçirici istehsal prosesləri irəliləyişlər etməyə davam etdikcə, sənayedə "Mur Qanunu" adlı məşhur bir ifadə dolaşır. Bu qanun 1965-ci ildə Intel şirkətinin qurucularından biri olan Qordon Mur tərəfindən irəli sürülmüşdür. Onun əsas məzmunu belədir: inteqral dövrəyə yerləşdirilə bilən tranzistorların sayı təxminən hər 18-24 ayda ikiqat artacaq. Bu qanun təkcə sənayenin inkişaf tendensiyasının təhlili və proqnozu deyil, həm də yarımkeçirici istehsal proseslərinin inkişafı üçün hərəkətverici qüvvədir - hər şey daha kiçik ölçülü və sabit performansa malik tranzistorlar hazırlamaqdır. 1950-ci illərdən bu günə qədər, təxminən 70 il ərzində ümumilikdə BJT, MOSFET, CMOS, DMOS və hibrid BiCMOS və BCD proses texnologiyaları hazırlanmışdır.
1. BJT
Bipolyar qovşaq tranzistoru (BJT), adətən triod kimi tanınır. Tranzistordakı yük axını əsasən PN qovşağında daşıyıcıların diffuziya və sürüşmə hərəkəti ilə əlaqədardır. Həm elektronların, həm də deşiklərin axınını əhatə etdiyi üçün bipolyar cihaz adlanır.
Onun yaranma tarixinə nəzər salsaq. Vakuum triodlarını bərk gücləndiricilərlə əvəz etmək ideyası ilə əlaqədar olaraq, Şokli 1945-ci ilin yayında yarımkeçiricilər üzərində fundamental tədqiqatlar aparmağı təklif etdi. 1945-ci ilin ikinci yarısında Bell Labs Şoklinin rəhbərlik etdiyi bərk cisim fizikası tədqiqat qrupu yaratdı. Bu qrupda təkcə fiziklər deyil, həm də nəzəri fizik Bardin və eksperimental fizik Bratten də daxil olmaqla dövrə mühəndisləri və kimyaçılar var. 1947-ci ilin dekabrında sonrakı nəsillər tərəfindən mühüm bir mərhələ hesab edilən bir hadisə parlaq şəkildə baş verdi - Bardin və Bratten dünyanın ilk cərəyan gücləndiricisi olan germanium nöqtə-kontakt tranzistorunu uğurla icad etdilər.
Bardeen və Brattainin ilk nöqtə-kontakt tranzistoru
Qısa müddət sonra Şokli 1948-ci ildə bipolyar keçid tranzistorunu icad etdi. O, tranzistorun iki pn keçidindən, biri irəliyə, digəri isə tərsyə yönəlmiş keçiddən ibarət ola biləcəyini irəli sürdü və 1948-ci ilin iyun ayında patent aldı. 1949-cu ildə o, keçid tranzistorunun işləməsinin ətraflı nəzəriyyəsini dərc etdi. İki ildən çox sonra Bell Labs şirkətinin alimləri və mühəndisləri keçid tranzistorlarının kütləvi istehsalına nail olmaq üçün bir proses hazırladılar (1951-ci ildəki mərhələ) və bununla da elektron texnologiyasında yeni bir dövr açdılar. Tranzistorların ixtirasına verdikləri töhfələrə görə Şokli, Bardin və Bratteyn birlikdə 1956-cı ildə Fizika üzrə Nobel mükafatını qazandılar.
NPN bipolyar qovşaq tranzistorunun sadə struktur diaqramı
Bipolyar qovşaq tranzistorlarının quruluşuna gəldikdə, ümumi BJT-lər NPN və PNP-dir. Ətraflı daxili struktur aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir. Emitterə uyğun gələn aşqar yarımkeçirici bölgəsi yüksək aşqarlama konsentrasiyasına malik olan emitter bölgəsidir; bazaya uyğun gələn aşqar yarımkeçirici bölgəsi çox nazik eni və çox aşağı aşqarlama konsentrasiyasına malik olan baza bölgəsidir; kollektora uyğun gələn aşqar yarımkeçirici bölgəsi böyük sahəyə və çox aşağı aşqarlama konsentrasiyasına malik olan kollektor bölgəsidir.
BJT texnologiyasının üstünlükləri yüksək cavab sürəti, yüksək keçiricilik (giriş gərginliyindəki dəyişikliklər böyük çıxış cərəyanındakı dəyişikliklərə uyğun gəlir), aşağı səs-küy, yüksək analoq dəqiqliyi və güclü cərəyan idarəetmə qabiliyyətidir; çatışmazlıqlar aşağı inteqrasiya (şaquli dərinlik yan ölçü ilə azaldıla bilməz) və yüksək enerji istehlakıdır.
2. MOS
Metal Oksid Yarımkeçirici Sahə Effekti Tranzistoru (Metal Oksid Yarımkeçirici FET), yəni elektrik sahəsinin effektini yaratmaq üçün oksid təbəqəsi (O-izolyasiya təbəqəsi SiO2) vasitəsilə metal təbəqənin (M-metal alüminium) qapısına və mənbəyə gərginlik tətbiq etməklə yarımkeçirici (S) keçirici kanalının açarını idarə edən sahə effekti tranzistoru. Qapı və mənbə, qapı və drenaj SiO2 izolyasiya təbəqəsi ilə təcrid olunduğundan, MOSFET həmçinin izolyasiya edilmiş qapı sahə effekti tranzistoru adlanır. 1962-ci ildə Bell Labs rəsmi olaraq yarımkeçiricilərin inkişafı tarixində ən vacib mərhələlərdən biri olan və yarımkeçirici yaddaşın yaranması üçün birbaşa texniki təməl qoyan uğurlu inkişafı elan etdi.
Keçirici kanal növünə görə MOSFET P kanalına və N kanalına bölünə bilər. Qapı gərginliyinin amplitudasına görə, aşağıdakılara bölünə bilər: tükənmə növü - qapı gərginliyi sıfır olduqda, drenaj və mənbə arasında keçirici kanal olur; gücləndirmə növü - N (P) kanal cihazları üçün keçirici kanal yalnız qapı gərginliyi sıfırdan çox (az) olduqda olur və güc MOSFET əsasən N kanal gücləndirmə növüdür.
MOS və triod arasındakı əsas fərqlər aşağıdakı məqamları əhatə edir, lakin bunlarla məhdudlaşmır:
Triodlar bipolyar cihazlardır, çünki həm çoxluq, həm də azlıq daşıyıcıları eyni zamanda keçiricilikdə iştirak edirlər; MOS isə elektrik cərəyanını yalnız yarımkeçiricilərdə çoxluq daşıyıcıları vasitəsilə keçirir və eyni zamanda unipolyar tranzistor adlanır.
Triodlar nisbətən yüksək enerji istehlakına malik cərəyanla idarə olunan cihazlardır; MOSFET-lər isə aşağı enerji istehlakına malik gərginliklə idarə olunan cihazlardır.
Triodların qarşı müqaviməti böyükdür, MOS lampalarının qarşı müqaviməti isə kiçikdir, cəmi bir neçə yüz milliohm. Müasir elektrik cihazlarında MOS lampaları ümumiyyətlə açar kimi istifadə olunur, çünki MOS-un səmərəliliyi triodlarla müqayisədə nisbətən yüksəkdir.
Triodlar nisbətən sərfəli qiymətə malikdir və MOS boruları nisbətən bahadır.
-Bu günlərdə əksər ssenarilərdə triodları əvəz etmək üçün MOS lampalarından istifadə olunur. Yalnız bəzi aşağı güclü və ya enerjiyə həssas olmayan ssenarilərdə qiymət üstünlüyünü nəzərə alaraq triodlardan istifadə edəcəyik.
3. CMOS
Tamamlayıcı Metal Oksid Yarımkeçirici: CMOS texnologiyası elektron cihazlar və məntiq sxemləri qurmaq üçün tamamlayıcı p-tipli və n-tipli metal oksid yarımkeçirici tranzistorlarından (MOSFET) istifadə edir. Aşağıdakı şəkildə "1→0" və ya "0→1" çevrilməsi üçün istifadə olunan ümumi CMOS çeviricisi göstərilir.
Aşağıdakı şəkil tipik CMOS kəsişməsini göstərir. Sol tərəf NMS, sağ tərəf isə PMOS-dur. İki MOS-un G qütbləri ümumi qapı girişi, D qütbləri isə ümumi drenaj çıxışı kimi bir-birinə bağlıdır. VDD PMOS mənbəyinə, VSS isə NMOS mənbəyinə qoşulub.
1963-cü ildə Fairchild Semiconductor şirkətindən Wanlass və Sah CMOS dövrəsini icad etdilər. 1968-ci ildə Amerika Radio Korporasiyası (RCA) ilk CMOS inteqral dövrə məhsulunu hazırladı və o vaxtdan bəri CMOS dövrəsi böyük inkişafa nail oldu. Onun üstünlükləri aşağı enerji istehlakı və yüksək inteqrasiyadır (STI/LOCOS prosesi inteqrasiyanı daha da yaxşılaşdıra bilər); çatışmazlığı kilidləmə effektinin mövcudluğudur (PN qovşağının tərs qərəzi MOS boruları arasında izolyasiya kimi istifadə olunur və müdaxilə asanlıqla gücləndirilmiş bir dövrə yarada və dövrəni yandıra bilər).
4. DMOS
İkiqat Diffuziyalı Metal Oksid Yarımkeçirici: Adi MOSFET cihazlarının quruluşuna bənzər şəkildə, mənbə, drenaj, qapı və digər elektrodlara da malikdir, lakin drenaj ucunun parçalanma gərginliyi yüksəkdir. İkiqat diffuziya prosesi istifadə olunur.
Aşağıdakı şəkildə standart N-kanallı DMOS-un en kəsiyi göstərilir. Bu tip DMOS cihazı adətən MOSFET mənbəyinin yerə qoşulduğu aşağı tərəfli kommutasiya tətbiqlərində istifadə olunur. Bundan əlavə, P-kanallı DMOS da mövcuddur. Bu tip DMOS cihazı adətən MOSFET mənbəyinin müsbət gərginliyə qoşulduğu yüksək tərəfli kommutasiya tətbiqlərində istifadə olunur. CMOS-a bənzər şəkildə, tamamlayıcı DMOS cihazları tamamlayıcı kommutasiya funksiyalarını təmin etmək üçün eyni çipdə N-kanallı və P-kanallı MOSFET-lərdən istifadə edir.
Kanalın istiqamətindən asılı olaraq, DMOS iki növə bölünə bilər: şaquli ikiqat yayılmış metal oksid yarımkeçirici sahə effekti tranzistoru VDMOS (Şaquli İkiqat Yayılmış MOSFET) və lateral ikiqat yayılmış metal oksid yarımkeçirici sahə effekti tranzistoru LDMOS (Lateral Double-Diffused MOSFET).
VDMOS cihazları şaquli kanalla dizayn edilmişdir. Yanal DMOS cihazları ilə müqayisədə onlar daha yüksək qəza gərginliyi və cərəyan idarəetmə qabiliyyətlərinə malikdirlər, lakin açma müqaviməti hələ də nisbətən böyükdür.
LDMOS cihazları yan kanalla dizayn edilmişdir və asimmetrik güc MOSFET cihazlarıdır. Şaquli DMOS cihazları ilə müqayisədə onlar daha aşağı müqavimət və daha sürətli keçid sürətlərinə imkan verir.
Ənənəvi MOSFET-lərlə müqayisədə DMOS daha yüksək tutuma və daha aşağı müqavimətə malikdir, buna görə də güc açarları, elektrik alətləri və elektrikli nəqliyyat vasitələrinin sürücüləri kimi yüksək güclü elektron cihazlarda geniş istifadə olunur.
5. BiCMOS
Bipolyar CMOS, CMOS və bipolyar cihazları eyni çipdə eyni anda birləşdirən bir texnologiyadır. Onun əsas ideyası CMOS cihazlarını əsas vahid dövrə kimi istifadə etmək və böyük tutumlu yüklərin idarə edilməsi tələb olunan bipolyar cihazlar və ya dövrələr əlavə etməkdir. Buna görə də, BiCMOS dövrələri CMOS dövrələrinin yüksək inteqrasiyası və aşağı enerji istehlakı üstünlüklərinə, BJT dövrələrinin isə yüksək sürətli və güclü cərəyan idarəetmə imkanlarının üstünlüklərinə malikdir.
STMicroelectronics şirkətinin BiCMOS SiGe (silisium germanium) texnologiyası RF, analoq və rəqəmsal hissələri tək bir çipdə birləşdirir ki, bu da xarici komponentlərin sayını əhəmiyyətli dərəcədə azalda və enerji istehlakını optimallaşdıra bilər.
6. BCD
Bipolyar-CMOS-DMOS texnologiyası, ilk dəfə 1986-cı ildə STMicroelectronics (ST) tərəfindən uğurla hazırlanmış BCD prosesi adlanan eyni çipdə bipolyar, CMOS və DMOS cihazları istehsal edə bilər.
Bipolyar analoq dövrələr, CMOS rəqəmsal və məntiq dövrələri, DMOS isə güc və yüksək gərginlikli cihazlar üçün uyğundur. BCD bu üçün üstünlüklərini özündə birləşdirir. Davamlı təkmilləşdirmədən sonra BCD enerji idarəetməsi, analoq məlumatların toplanması və güc aktuatorları sahələrində məhsullarda geniş istifadə olunur. ST-nin rəsmi veb saytına görə, BCD üçün yetkin proses hələ də 100 nm ətrafındadır, 90 nm hələ də prototip dizaynındadır və 40 nmBCD texnologiyası inkişaf mərhələsində olan növbəti nəsil məhsullarına aiddir.
Yazı vaxtı: 10 sentyabr 2024